华南农业大学理学院：《无机及分析化学 Inorganic and analytical chemistry》第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法 7.4 酸碱指示剂 7.5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 7.6 酸碱滴定法的应用

§7-4酸碱指杀剂 酸碱指杀剂的变色原理 ■二、使用酸碱指示剂泫洹意的间题 ■、混合指示剂

§7-4 酸碱指示剂 ◼一、酸碱指示剂的变色原理 ◼二、使用酸碱指示剂应注意的问题 ◼三、混合指示剂

、酸碱指示剂的变色原理 指示剂的变色原腥 ■酸碱指示剂一般为有机弱酸或有机弱碱,它们 的共轭酸与共轭碱具有不同的结构和颜色。当 溶液p发生变化时,发生下列变化: 有机弱酸HIn+OH=有机弱碱In+H2O 酸色 碱色 ■例如,甲基橙为一元弱碱,当溶液的pH变化 时,甲基橙的结构发生下列变化: 黄色(偶氮式) I、 OH 红色(醌式)

一、酸碱指示剂的变色原理 指示剂的变色原理 ◼ 酸碱指示剂一般为有机弱酸或有机弱碱，它们 的共轭酸与共轭碱具有不同的结构和颜色。当 溶液pH发生变化时，发生下列变化： 有机弱酸 HIn + OH- = 有机弱碱 In- + H2O 酸色 碱色 ◼ 例如，甲基橙为一元弱碱，当溶液的pH变化 时，甲基橙的结构发生下列变化： O H- H+ 黄色(偶氮式) 红色(醌式)

(CH3h2 N NNy- SO 黄色(偶氮式) (CH3)2N+= N-NH- - sO3 红色(醌式) 甲基橙(有机弱碱) 双色指示剂 甲基橙变色 演示

(CH3 )2 N+= =N—NH— —SO3 - 红色(醌式) (CH3 )2 N— —N=N— —SO3 - 黄色(偶氮式) 甲基橙(有机弱碱) 双色指示剂 甲基橙变色 演示

CH 0 0 0 20H OH OH 0/2H H 无色(内酯式)红色(醌式) 无色(羧酸盐式 酸性溶液中 强碱性溶液中 酚酞指示剂(二元弱酸)酚酞变色 单色指示剂 演示

2 O H- 2 H+ OH- H+ 酚酞指示剂(二元弱酸) 单色指示剂 O C C O OH OH C COO - O O - O C H COO - O- O- 无色(内酯式) 红色(醌式) 无色(羧酸盐式) 酸性溶液中 强碱性溶液中 酚酞变色 演示

酸碱指示剂(HIm)的变色范围 ■Hn的离解平衡式:HIn Ht+n C(h C(n KHIn C(In) ■移项并取对数得: pH=pK(Hn)+g c(In c(HIn) 讨论:指示剂的颜色由比值(m)的大小决定, c(HIn 而c(m)的大小决定于溶液的pH c(HIn)

酸碱指示剂(HIn)的变色范围 ◼ HIn的离解平衡式: HIn H+ + In- ◼ 移项并取对数得: ◼ 讨论: 指示剂的颜色由比值 的大小决定, 而 的大小决定于溶液的pH。 ( )     c c HIn c c I n c c H K HIn ( ) ( ) ( ) + −  = ( ) ( ) c HIn c In − ( ) ( ) ( ) l g c HIn c In p H p K HIn − = +  ( ) ( ) c HIn c In −

滴定过程飘色指示剂颜色的变牝 酸色份数 1~10 10 碱色份数>10 10~1 1 结果只能看到只能看到只能看到 碱色 混合色 酸色 ■指示剂的变色范围:pH=pK(HIn)±1 指示剂的变色点:pH=pk(IHIn) 是指酸色和碱色各占一半时溶液的pH值

◼ 指示剂的变色范围：pH=pK (HIn) ±1 ◼ 指示剂的变色点：pH=pK (HIn) 是指酸色和碱色各占一半时溶液的pH值。 (1) (2) (3) 酸色份数 10 碱色份数 >10 10~1 <1 结果 只能看到 碱色 只能看到 混合色 只能看到 酸色 滴定过程双色指示剂颜色的变化

二、使用酸碱指杀剂泫洹意的问题 1指示剂的理论变色范围和实际变色范围不完全相同。 2指示剂用量不宜过少或过多。 3温度会影响指示剂的变色范围。 4指示剂的颜色变化方向应由浅到深 指示剂用量过多: 消耗滴定剂; 对双色指示剂会影响指示剂变色的敏锐程度 ■对单色指示剂还会改变指示剂的变色范围

二、使用酸碱指示剂应注意的问题 1.指示剂的理论变色范围和实际变色范围不完全相同。 2.指示剂用量不宜过少或过多。 3.温度会影响指示剂的变色范围。 4.指示剂的颜色变化方向应由浅到深。 指示剂用量过多： ◼消耗滴定剂； ◼对双色指示剂会影响指示剂变色的敏锐程度； ◼对单色指示剂还会改变指示剂的变色范围

例如,酚酞指示剂,在50~100mL溶液中: 加2-3滴0.1%酚酞,pH≈9时出现红色 ■加10-15滴0.1%酚酞,pH≈8时出现红色。 可用如下讨论说明: ■令c(Im)为最低可视浓度(出现红色), Tuc'=c(HIn)/el+(In-)/ee Ko (in) c(n )/c c(H+)/c0c'-c(mn)/c° ˉ若c增大,c(H)就会跟着增大,指示剂会 在较低p值时变色

( ) ( ) / ( ) / ' ( ) / K HIn a c In c c H c c c In c     − + − = − 例如，酚酞指示剂，在50~100mL溶液中: ◼加2~3滴0.1%酚酞，pH9时出现红色； ◼加10~15滴0.1%酚酞，pH8时出现红色。 可用如下讨论说明： ◼令c(In- )为最低可视浓度（出现红色）， 而c’=c(HIn)/c +c(In- )/c ◼若c’增大，c(H+)就会跟着增大，指示剂会 在较低pH值时变色

常用的几种酸碱指杀剂 10m试液中 指示剂变色范围颜色变化用量 甲基橙3.1-4.4红~黄 1滴 甲基红44~6.2红~黄 1滴 酚酞 8.0~10.0无~红 1滴

常用的几种酸碱指示剂： 指示剂 变色范围 颜色变化 用量 甲基橙 3.1~4.4 红~黄 1滴 甲基红 4.4~6.2 红~黄 1滴 酚酞 8.0~10.0 无~红 1滴 10ml试液中

酸碱指示剂的缺点 (1)指示剂的变色范围较大,对于某些要 求指示剂在较小的pH范围内变色的滴定, 会造成较大的滴定误差。 (2)某些指示剂的颜色变化不明显,如甲 基红的红变橙或黄变橙,不敏锐

酸碱指示剂的缺点： ◼ (1)指示剂的变色范围较大，对于某些要 求指示剂在较小的pH范围内变色的滴定， 会造成较大的滴定误差。 ◼ (2)某些指示剂的颜色变化不明显，如甲 基红的红变橙或黄变橙，不敏锐