《分析化学》课程教学资源（课件讲稿）第4章 -第3部分

第4章酸碱滴定法 4.1酸碱平衡的理论基础 4.2酸碱溶液中的分布分数 4.3酸碱溶液pH的计算 4.4酸碱指示剂 4.5酸碱滴定曲线 “元酸碱和多元碱的滴定 4.6酸碱滴定应用示例

1 4.1 酸碱平衡的理论基础 4.2 酸碱溶液中的分布分数 4.3 酸碱溶液pH的计算 4.4 酸碱指示剂 4.5 酸碱滴定曲线 一元酸碱和多元碱的滴定 4.6 酸碱滴定应用示例 第4章 酸碱滴定法

44 酸喊指示剂(Indicator) 石蕊 甲基橙 酚酞 归东理王大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 2

Analytical Chemistry 2 酸碱指示剂（Indicator) ？ 石蕊 甲基橙 酚酞

酸碱指示剂的作用原理 HIn H*+In 酸式 碱式 (CH2N-《》N=N-》-SO3: (CH3)2N= CN从 山东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 3

Analytical Chemistry 3 (CH3 )2N— (CH3 )2N= —N=N— H =N—N— —SO3 - —SO3 - −H+ +H+ + 酸碱指示剂的作用原理 酸式 碱式

Hn≌H+In K。= [In +1g n [H"] [HIn] pH=pk。 HIn 理论变色范围pH=pK。士I 1.0 HIn ] In 10 碱色pH≥pK+1 0.8 [HIn] 尔 0.6 [In'] 0.4 [HIn 10 酸色pH≤pKa1 0.2 0.0 n <10 2.4344.4 [HIn] 0 2 i4 6 8 甲基橙指示剂的变色范围示意图 pH 过渡色pH=pKa士1 理论变色点pH=pK。 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 4

Analytical Chemistry [In ] pH p lg [HIn] K a    4 HIn H In    [In ] [H ] [HIn] K a    理论变色范围 pH p 1   K a 理论变色点 pH p  K a - [In ] 10 [HIn]  碱色 pH ≥ pKa+1 - [In ] 1 [HIn] 10  酸色 pH ≤ pKa−1 - 1 [In ] 10 10 [HIn]   过渡色 pH = pKa±1 2.4 3.4 4.4 甲基橙指示剂的变色范围示意图 HIn In- 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 2 4 6 8 pH 分布系数 分

实际变色范围 3.14.4 甲基橙MO 3.4 4.4 6.2 甲基红MR 5.2 8.0 9.6 酚酞PP 9.1 山东露2大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 5

Analytical Chemistry 5 甲基橙MO 甲基红MR 酚酞 PP 3.1 4.4 4.4 6.2 8.0 9.6 3.4 5.2 9.1 实际变色范围

影响指示剂变色范围的因素 1、指示剂的用量 (1)双色指示剂 甲基橙 n 变色点与指示剂的用量无关 HIn H (2)单色指示剂酚酞，设观察到红色的最低浓度为一定值 [n]=cδ.=c Ka 由于c个，所以H]↑，pHU H*+K 即，指示剂用量增大，在较低pH变色。 终点 提前 山东理王大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 6

Analytical Chemistry 6 影响指示剂变色范围的因素 （1）双色指示剂 甲基橙 （2）单色指示剂 酚酞，设观察到红色的[In- ]最低浓度为一定值 1、指示剂的用量 由于c↑，所以[H+ ] ↑，pH↓ 即，指示剂用量增大，在较低 pH变色。 变色点与指示剂的用量无关 c H+ pH 终点 提前 [In ] [HIn] [H ] K a    In [In ]= [H ]+K a a K c c     

2、温度 温度不同，K,不同，变色点和变色范围改变 例如：MO, 180C:3.1-4.4; 1000C:2.5-3.7 在纯水中，甲基橙的 3、盐类 理论变色点pH=3.4; YuI [HIn] 向溶液中加入NaC溶 [In 液，使其浓度达到 0.10moL1,甲基橙 的理论变色点pH=3.2 4、溶剂 溶剂不同，K,不同，变色点和变色范围不同 例如：MO, 水：pK2=3.4 甲醇：pK=3.8 归东翟王大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry

Analytical Chemistry 7 2、温度 温度不同，Ka 不同，变色点和变色范围改变 例如：MO， 180C： 3.1- 4.4； 1000C： 2.5- 3.7 3、盐类 4、溶剂 溶剂不同，Ka 不同，变色点和变色范围不同 例如：MO， 水： pKa = 3.4 甲醇：pKa = 3.8 - In HIn H a a a   Ka [In ] [HIn] - In HIn     Ka 在纯水中，甲基橙的 理论变色点pH=3.4； 向溶液中加入NaCl溶 液 ， 使 其 浓 度 达 到 0.10 mol·L-1 ，甲基橙 的理论变色点pH=3.2

混合指示剂 利用颜色互补作用使变色范围变窄，变色更敏锐。 甲基红 4.4 -6.2 混合 红 橙 黄 溴甲酚绿 3.8 -+-5.4 两种指示剂混合 黄 绿蓝 分类 甲基红-溴甲酚绿 -5.1- 指示剂与染料混合 橙灰绿 pH 0 2 4 8 甲基红 溴甲酚绿 溴甲酚绿甲基红 归东理王大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 8

Analytical Chemistry 8 混合指示剂 -5.1- 橙灰绿 利用颜色互补作用使变色范围变窄，变色更敏锐。 甲基红 4.4-6.2 红 橙 溴甲酚绿 3.8-5.4 绿 蓝 甲基红-溴甲酚绿 混合 pH 0 2 4 6 8 甲基红 溴甲酚绿 溴甲酚绿-甲基红 分类 两种指示剂混合 指示剂与染料混合

石蕊 甲基澄 酚酞 n H- n 变色范围 石蕊 红色 蓝色 5.08.0 甲基橙 红色 黄色 3.14.4 酚酞 无色 红色 8.09.6 山东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 9

Analytical Chemistry HIn H In    9 石蕊 甲基橙 酚酞 红色 蓝色 红色 黄色 无色 红色 变色范围 5.0 ~ 8.0 3.1 ~ 4.4 8.0 ~ 9.6 石蕊 甲基橙 酚酞

12 混合指示剂 甲基黄 4.0 . 甲基红 6.2 红 橙 黄 红 橙 黄 3.8- 溴甲酚绿 6.0- 溴百里酚蓝 -7 黄 绿 蓝 黄 绿 蓝 8.0- 百里酚蓝 . 酚酞 . 9.6 黄 绿 蓝 无 粉红 红 归东翟王大军 HANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 10

Analytical Chemistry 10 混合指示剂 溴甲酚绿 3.8-5.4 绿 蓝 溴百里酚蓝 6.0-7.6 绿 蓝 甲基红 4.4-6.2 红 橙 甲基黄 2.9-4.0 红 橙 百里酚蓝 8.0-9.6 绿 蓝 酚酞 8.0-9.6 无 粉红 红