第四章酸碱滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》酸碱指示剂同步教学（ 化学工业出版社第三版）

1 作用原理： 指示剂结构改变 溶液颜色改变 酸碱指示剂 一、酸碱指示剂作用原理 1. 定义：借助于颜色变化来指示溶液pH变化的 物质，称酸碱指示剂。 2. 指示剂作用原理 特点: B. 在不同酸碱度下，具有不同的结构，且颜色不同； A. 指示剂一般为有机弱酸（弱碱）； 溶液pH改变 分析化学 2 pKa=3.4 甲基橙 Methyl Orange （MO） 红(3.1) 黄(4.3) 橙(4.0) 指示剂作用原理: 酸形和碱形具有不同的颜色 分析化学 3 甲基橙的δ-pH图 0 2 4 6 8 pH pKa=3.4, pT=4.0(滴定指数) 0.66 0.34 0.91 0.09 0.8 0.2 1.0 0.5 0.0 δ 红 橙 黄 3.1 4.4 分析化学 4 2. 指示剂理论变色范围 某一弱酸性指示剂HIn，酸常数为KHIn， 显然，溶液颜色由酸式和碱式的浓度比 决定，在一定温度下， KHIn为常数，因此，颜色变化就取决于溶液酸度变化。 酸式色 碱式色 离解平衡 二、指示剂的变色范围 1. 定义：可以观察到指示剂颜色突变的pH范围。 分析化学 5 若要溶液呈现碱式色: （碱式色） 一般而言: 即: 分析化学 6 （酸式色） 所以： （混合色） 指示剂的理论变色范围 当: 指示剂理论变色点 若要溶液呈现酸式色: 得到： 即: 分析化学 7 例如：甲基橙 pKHIn = 3.4，理论变色范围 2.4~4.4 实际变色范围 3.1~4.4 甲基红 pKHIn = 5.0，理论变色范围 4.0~6.0 实际变色范围 4.4~6.2 这是由两方面原因导致： 人眼对各种颜色的敏感程度不同（例对红色较黄色敏感）； 指示剂两种颜色之间相互掩盖能力不同。 3. 指示剂实际变色范围的确定 理论上，指示剂的变色范围应用两个pH单位，实际并非如此。 分析化学 8 分析： 酸式色 混合色 碱式色 ，人眼对红色敏感 ，人眼对黄色不敏感 此外，个体对颜色的敏感程度也不一样，人们对指示剂观察的不确定性约为： 理论范围 2.4~4.4 实际范围 3.1~4.4 甲基橙：在25 ℃ 下， pKHIn = 3.4 红 橙 黄 分析化学 9 对单色指示剂，指示剂用量变化引起变色范围的波动。 三、影响指示剂变色范围的因素 1. 指示剂用量 A. 双色指示剂：酸式或碱式均有颜色，如甲基橙 单色指示剂：酸式或碱式只有一种有颜色，如酚酞 终点变色迟钝（实际上，颜色越深，颜色变化越难观察） 指示剂本身消耗滴定标准溶液（引起误差） 因为: (用量过多) B. 用量原则：宜少不宜多, 看清颜色即可 分析化学 10 无色 红色 例如：酚酞 设人眼对酚酞碱式（In-）色的最低敏感浓度为[In-]（其值一定），指示剂浓度为cHIn, 根据： 当指示剂用量增加，即cHIn ，为保证[In-]不变，则[H+] , pH ，即当酚酞指示剂用量增加时，酚酞将在较低pH下变色。 分析化学 11 50~100 mL溶液中，加2~3滴酚酞， pH = 9时出现微红色； 50~100 mL溶液中，加10~15滴酚酞，pH = 8时出现微红色。 2. 盐类 (离子强度影响pKa ) 当溶液存在强电解质时，应用活度来进行有关计算。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 分析化学 12 理论变色点时： 理论变色点pH为： 如: 分析化学 13 18 ℃， 甲基橙变色范围 3.1~4.4 100℃，甲基橙变色范围 2.5~3.7 溶剂不同， pKHIn会发生变化。 水溶液pKHIn= 3.4 甲醇pKHIn= 3.8 3. 温度 (温度影响pKa , 影响变色间隔,一般应室温滴定) 4. 溶剂 甲基橙 分析化学 14 MO MR PP 3.1 4.4 3.4 pT 4.4 6.2 5.2 p