6 指示剂(精品).ppt

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1、1.1.酸酸碱碱指示剂的变色原理及选择指示剂的变色原理及选择(1)(1)指示剂的变色原理指示剂的变色原理 是有机弱酸或弱碱是有机弱酸或弱碱,HIn与其与其In-结构不同、颜色不同结构不同、颜色不同pH值变化值变化HInIn-得质子变为酸式得质子变为酸式HIn失质子变为碱式失质子变为碱式溶液颜色变化溶液颜色变化甲基橙：甲基橙：变色范围：变色范围：3.1-4.4 3.1-4.4，黄色变橙红色。，黄色变橙红色。红红黄黄醌式醌式偶氮式偶氮式2023/4/92023/4/9羧酸结构羧酸结构中性或酸性溶液中中性或酸性溶液中无色无色醌式盐结构醌式盐结构碱性溶液中碱性溶液中 红色红色羧酸盐式离子羧酸盐式离子浓

2、碱溶液中浓碱溶液中无色无色酚酞指示剂酚酞指示剂2023/4/92023/4/9HIn =H+In-H+In-HIn K=当当In-=HIn时，溶液呈过渡色时，溶液呈过渡色当当In-/HIn 10时，时，pH pKa+1,溶液呈碱式色溶液呈碱式色当当In-/HIn 1/10 时，时，pH pKa-1,溶液呈酸式色溶液呈酸式色此时，此时，理论变色点理论变色点 In/HIn=10到到In/HIn=1/10指示剂的颜色仅与溶液的酸度有关指示剂的颜色仅与溶液的酸度有关(2)(2)指示剂的变色范围指示剂的变色范围 pH=pKa理论变色范围理论变色范围甲基红甲基红甲基橙甲基橙 酚酚 酞酞指示剂的变色范围指示

3、剂的变色范围越宽越好还是越窄越宽越好还是越窄越好越好?3.1-4.44.4-6.28-10pH=pKa 1pH=pKa+lg In-HIn=H+KaHInIn-pK=3.4pK=5.2pK=9.1 0.3pH2023/4/92023/4/9(3)(3)影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因素温度温度甲基橙：室温甲基橙：室温 3.1-4.4 100100 2.5-3.7 指示剂用量指示剂用量 双色：不影响变色范围双色：不影响变色范围离子强度离子强度单色：影响变色范围单色：影响变色范围K变化变化过多过多滴定顺序滴定顺序甲基红、甲基橙甲基红、甲基橙宜用酸宜用酸 碱碱酚酞酚酞宜用酸宜用酸 碱碱

4、不宜大量盐类存在不宜大量盐类存在变色不明显变色不明显消耗滴定剂消耗滴定剂2023/4/92023/4/9(4)混合指示剂混合指示剂 配制方法配制方法指示剂与惰性染料混合指示剂与惰性染料混合变色敏锐，变色范围不变变色敏锐，变色范围不变甲基橙甲基橙 3.1-4.4 靛蓝磺酸钠靛蓝磺酸钠红红 黄黄 pH4.4黄黄+蓝蓝=绿色绿色pH=4浅灰浅灰碱式碱式变色范围窄，变色敏锐变色范围窄，变色敏锐选择计量点附近变色的指示剂选择计量点附近变色的指示剂两种或两种以上指示剂混合两种或两种以上指示剂混合甲基红甲基红酸式酸式溴甲酚绿溴甲酚绿红红黄黄黄黄蓝蓝红红绿绿灰灰注意注意:混合后混合后利用两种颜色的互补作用提高

5、颜色变化的敏锐性利用两种颜色的互补作用提高颜色变化的敏锐性 作背景色作背景色2023/4/92023/4/92.2.配位滴定指示剂配位滴定指示剂金属指示剂金属指示剂(1)(1)原理原理 金属指示剂是一种配位试剂，与被测金属离子配位金属指示剂是一种配位试剂，与被测金属离子配位前后具有不同颜色。前后具有不同颜色。例：例：滴定前，滴定前，Mg2+溶液（溶液（pH 810）中加入铬黑中加入铬黑T后，溶液后，溶液呈呈酒红色，发生如下反应：酒红色，发生如下反应：铬黑铬黑T()+Mg2+=Mg2+-铬黑铬黑T()滴滴定定终终点点时时，滴滴定定剂剂EDTA夺夺取取Mg2+-铬铬黑黑T中中的的Mg2+，使使铬铬

6、黑黑T游离出来，溶液呈兰色，反应如下：游离出来，溶液呈兰色，反应如下：Mg2+-铬黑铬黑T()+EDTA=铬黑铬黑T()+Mg2+-EDTAMInMIn与与InIn颜色明显不同颜色明显不同2023/4/92023/4/9MInMIn与与InIn颜色明显不同颜色明显不同EBT:钙指示剂，钙指示剂，13粉红粉红，8-13蓝蓝太大，终点拖长或不变色太大，终点拖长或不变色太小，终点提前太小，终点提前指示剂稳定指示剂稳定H2In-HIn2-In3-pK2=6.3pK3=11.6紫红紫红MIn酒红酒红MIn酒红酒红 KMIn适当适当Min应易溶于水应易溶于水;如如 MIn难溶于水难溶于水,则终点拖长则终点

7、拖长僵化僵化加有机溶剂加有机溶剂加热加热显色反应迅速、灵敏、稳定显色反应迅速、灵敏、稳定由被测离子引起，由被测离子引起，封闭封闭由共存离子引起，由共存离子引起，蓝蓝橙橙MIn酒红酒红铬黑铬黑T二甲酚橙二甲酚橙XO9-10.5与与pH有关有关6.3,红色红色回滴定回滴定掩蔽掩蔽便于贮藏、使用便于贮藏、使用lgKMIn 4,KMYKMIn_ 1022023/4/92023/4/9无络合效应时无络合效应时M+In -MInH+因酸效应，金属指示剂无确定终点因酸效应，金属指示剂无确定终点 若若M有络合效应，则有络合效应，则(2)理论变色点理论变色点K=MInMInlgK=pM+lg MInIn当当MI

8、n=In时，时，pMep=lgKMInpMep=lgKMIn-lgIn(H)=lgKMIn-lgIn(H)-lg M pMep lg M 可查表、计算可查表、计算pMeppMep2023/4/92023/4/9解解0.02mol/LEDTA 在在pH=10的氨性溶液中滴定同浓度的氨性溶液中滴定同浓度Zn2+,EBT作指示剂作指示剂,终点时终点时NH3=0.2mol/L,求求pZneppZnep=12.2pZnep=12.2-lgZnZn=Zn(OH)+Zn(NH3)-1=102.4+(1+1NH3+4 NH34)-1=106.68pZnep=12.2-6.68=5.52例例2023/4/920

9、23/4/9 3.3.氧化还原指示剂氧化还原指示剂(1)1)氧化还原指示剂氧化还原指示剂 氧氧化化还还原原指指示示剂剂的的氧氧化化态态和和还还原原态态具具有有不不同同颜颜色色。滴滴定定中中，化化学学计计量量点点附附近近的的电电位位突突跃跃使使指指示示剂剂由由一一种种形形态态转转变变成另一种形态，同时伴随颜色改变。成另一种形态，同时伴随颜色改变。例：二苯胺磺酸钠指示剂例：二苯胺磺酸钠指示剂 2023/4/92023/4/9(2)(2)自身指示剂自身指示剂 利利用用标标准准溶溶液液或或被被滴滴物物本本身身颜颜色色指指示示滴滴定定终终点点，称称为为自自身指示剂。身指示剂。例例如如：在在高高锰锰酸酸钾

10、钾法法滴滴定定中中，可可利利用用稍稍过过量量的的高高锰锰酸酸钾钾自自身身的的粉粉红红色色来来指指示示滴滴定定终终点点（此此时时MnO4-的的浓浓度度约约为为2 10-6 mol.L-1)。(3 3)特殊指示剂特殊指示剂 可溶性淀粉与游离碘生成深蓝色配和物；可溶性淀粉与游离碘生成深蓝色配和物；淀粉为碘法的专属指示剂；淀粉为碘法的专属指示剂；当当I2溶液的浓度为：溶液的浓度为：5 10-6mol/L时即能看到蓝色。时即能看到蓝色。2023/4/92023/4/94 4、沉淀滴定中的指示剂、沉淀滴定中的指示剂原理原理滴定前：滴定前：滴定：滴定：（白）（白）终点：终点：（砖红）（砖红）作用条件作用条件

11、指示剂用量指示剂用量太多，终点提前太多，终点提前太少，终点推后太少，终点推后酸度酸度pH6.5-10.5太高，形成太高，形成AgAg2 2O O 终点推迟终点推迟有有NHNH4 4+存在时存在时,pH6.5-7.2,pH6.5-7.2,太低，太低，Ag2CrO4 溶解溶解2Ag+CrO42-=Ag2CrO4 1).摩尔法摩尔法(Mohrs method)Ag(NH3)2+否则，否则，NH3 K2CrO4作指示剂作指示剂AgNO3作标准溶液作标准溶液测定测定Cl-、Br-Cl-(Br-)CrO42-Ag+Cl-=AgCl 银量法银量法（argentometric method)Ksp=1.501

12、010 Ksp=910122023/4/92023/4/9注注意意事事项项因因AgI、AgSCN吸附性太强，终点变色不明显吸附性太强，终点变色不明显转化速度慢，不好观察，可采用回滴法转化速度慢，不好观察，可采用回滴法不能用不能用Cl-作标准溶液测作标准溶液测Ag+不能用不能用Ag+测定测定I-、SCN-Ag2CrO4AgClPO43-、CO32-、S2-、SO32-、C2O42-有干扰有干扰Pb2+、Ba2+有干扰有干扰作作用用原原理理滴定：滴定：终点：终点：条件：条件：酸性，否则酸性，否则摇动，否则摇动，否则 Fe 3+水解水解 提前提前SCN-+Fe 3+=FeSCN 2+（红）（红）Ag

13、SCN吸附吸附 Ag+使终点使终点2).佛尔哈德法佛尔哈德法(Volhards method)_以铁铵钒为指示剂以铁铵钒为指示剂直接法测定直接法测定Ag+SCN-+Ag+=AgSCN（白）（白）回滴定法测回滴定法测X X-2023/4/92023/4/9回滴定法测回滴定法测X X-滴定：滴定：终点：终点：SCN-+Fe3+=FeSCN2+(红红)X-+Ag+(过量过量)=AgX+Ag+(余余)Ag+(余余)+SCN-=Ag SCN条条件件酸性酸性采取的措施采取的措施注意事项：注意事项：能与能与SCNSCN-起反应的强氧化剂、起反应的强氧化剂、CuCu2+2+、HgHg2+2+须预先除去须预先除

14、去测测I-时时，应先加，应先加Ag+，后加指示剂，以免，后加指示剂，以免测测Cl-时时，应防止，应防止AgCl转化成溶解度更小的转化成溶解度更小的AgSCN加入加入Ag+后，加热煮沸，使后，加热煮沸，使AgCl凝聚，再滤去沉淀凝聚，再滤去沉淀加入有机溶剂，将加入有机溶剂，将AgCl表面覆盖，避免与外界接触表面覆盖，避免与外界接触2Fe3+2I-=2Fe2+I22023/4/92023/4/93)法扬斯法法扬斯法变色原理：该有机染料的阴离子被带正电荷胶状沉淀吸附后，变色原理：该有机染料的阴离子被带正电荷胶状沉淀吸附后，其结构发生变形，进而引起颜色变化其结构发生变形，进而引起颜色变化例如，用例如，用AgNO3滴定滴定Cl，荧光黄（荧光黄（HFI）为指示剂为指示剂。HFI =H+FI pKa=7黄绿黄绿指示剂在指示剂在pH710 之间，主要以之间，主要以FI 形式存在。形式存在。滴定：滴定：Ag+Cl=AgCl 终点：终点：AgClAg+FI=AgClAg+FI黄绿黄绿 淡红淡红滴定剂：滴定剂：AgNO3，指示剂：吸附指示剂，指示剂：吸附指示剂注意：注意：应加入糊精或淀粉作胶体保护剂，防止应加入糊精或淀粉作胶体保护剂，防止AgCl 沉淀凝聚沉淀凝聚2023/4/92023/4/9