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1、 天津科技大学5.6 5.6 酸碱指示剂酸碱指示剂5.6.1 5.6.1 指示剂的作用原理指示剂的作用原理 一类有颜色的有机酸或有机碱，颜色与一类有颜色的有机酸或有机碱，颜色与结构相互关联。结构相互关联。如：甲基橙如：甲基橙(MO)(MO)双色有机碱，偶氮类结双色有机碱，偶氮类结构，多用于构，多用于酸滴碱酸滴碱时。时。天津科技大学 酚酞酚酞(PP)(PP)无色二元有机弱酸，三苯甲烷类，无色二元有机弱酸，三苯甲烷类，多用于多用于碱滴酸碱滴酸时时。用以下简式表示其解离过程与颜色变化：用以下简式表示其解离过程与颜色变化：H2In HIn-In2-羧酸盐式羧酸盐式 无色无色 无色无色 红色红色 无色无
2、色 pH8.0 pH9.6浓碱浓碱 天津科技大学5.6.2 5.6.2 指示剂的变色范围指示剂的变色范围 HIn弱酸型指示剂，在溶液中的平衡移弱酸型指示剂，在溶液中的平衡移动过程，可以简单表示如下：动过程，可以简单表示如下：HIn+H2O H3O+In-很显然，指示剂的颜很显然，指示剂的颜色转变依赖于比值色转变依赖于比值In-/HIn:In-代表碱色的深度代表碱色的深度HIn代表酸色的深代表酸色的深度度 天津科技大学 酸碱指示剂的颜色变化由酸碱指示剂的颜色变化由H+决定。决定。人眼辨别颜色的能力有限。人眼辨别颜色的能力有限。一般：一般：天津科技大学 天津科技大学常用单一酸碱指示剂常用单一酸碱指
3、示剂 (要记住要记住)MOPP3.1 4.48.0 9.6 天津科技大学（1）温度）温度 变色范围与变色范围与KIn有关，而有关，而KIn是温度的函是温度的函数。例如：数。例如：18时甲基橙的变色范围为时甲基橙的变色范围为3.14.4；100时，变为时，变为2.53.7。因此，一。因此，一般来说，滴定应在般来说，滴定应在室温室温下进行。下进行。（2）溶剂）溶剂 指示剂在不同的溶剂中，其指示剂在不同的溶剂中，其pKIn值是不值是不同的，例如，甲基橙在水中同的，例如，甲基橙在水中pKIn3.4，在甲，在甲醇中醇中pKIn3.8。5.6.3 5.6.3 影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因
4、素 天津科技大学（3）中性电解质）中性电解质 中性电解质的存在对指示剂的影响有两个中性电解质的存在对指示剂的影响有两个方面：方面：一是改变了溶液的离子强度，使指示剂的离一是改变了溶液的离子强度，使指示剂的离解常数发生变化，从而使变色范围发生移动。解常数发生变化，从而使变色范围发生移动。二是某些电解质具有吸收不同波长光波的性二是某些电解质具有吸收不同波长光波的性质，会引起指示剂颜色深度的改变，影响指质，会引起指示剂颜色深度的改变，影响指示剂变色的敏锐性。示剂变色的敏锐性。天津科技大学（4）指示剂用量）指示剂用量 一是指示剂用量过多（或浓度过高），会使一是指示剂用量过多（或浓度过高），会使滴定终点
5、颜色变化不敏锐，且指示剂本身也滴定终点颜色变化不敏锐，且指示剂本身也会多消耗滴定剂，造成较大滴定误差，一般会多消耗滴定剂，造成较大滴定误差，一般用少量为好。用少量为好。二是指示剂用量的改变，会引起单色指示剂二是指示剂用量的改变，会引起单色指示剂变色范围的移动。以酚酞为例，变色范围的移动。以酚酞为例，在在50100ml溶液加入溶液加入23滴，在滴，在pH9时时出现红色；加入出现红色；加入1015滴，则在滴，则在pH8时出时出现红色。因此对单色指示剂须严格控制指示现红色。因此对单色指示剂须严格控制指示剂的浓度。剂的浓度。天津科技大学5.6.4 5.6.4 混合指示剂混合指示剂 混合指示剂具有变色范
6、围窄，变色敏锐的混合指示剂具有变色范围窄，变色敏锐的特点。特点。配制方法：配制方法：（1）在某种指示剂中加入一种惰性染料。）在某种指示剂中加入一种惰性染料。例如，常在甲基橙中加入可溶靛蓝，组成混例如，常在甲基橙中加入可溶靛蓝，组成混合指示剂，靛蓝作为底色，不随溶液合指示剂，靛蓝作为底色，不随溶液pH值值的改变而变色，蓝色背景。的改变而变色，蓝色背景。pHpH4.44.4，混合指示剂显绿色，混合指示剂显绿色(黄与蓝配合黄与蓝配合).).pHpH4.04.0，混合指示剂显浅灰色；，混合指示剂显浅灰色；pHpH3.13.1，混合指示剂显紫色，混合指示剂显紫色(红与蓝配合红与蓝配合).).天津科技大学
7、（2）用两种或两种以上的指示剂按一定比）用两种或两种以上的指示剂按一定比例混合而成。将甲基红、溴百里酚蓝、百里例混合而成。将甲基红、溴百里酚蓝、百里酚蓝、酚酞等按一定比例混合，溶于乙醇配酚蓝、酚酞等按一定比例混合，溶于乙醇配成混合指示剂，制成成混合指示剂，制成pH试纸。试纸。pHpH值值4 45 56 67 78 89 91010颜色颜色红红橙橙黄黄绿绿青（蓝绿）青（蓝绿）蓝蓝紫紫 天津科技大学5.7 5.7 酸碱滴定原理酸碱滴定原理 酸碱滴定中有三个主要的问题需要解决：酸碱滴定中有三个主要的问题需要解决：滴定过程中滴定过程中H+、OH-浓度的变化规浓度的变化规 律；律；如何选择指示剂正确指示
8、终点；如何选择指示剂正确指示终点；物质能否被准确滴定？物质能否被准确滴定？（准确滴定条件）（准确滴定条件）天津科技大学5.7.1 5.7.1 强酸与强碱间的滴定强酸与强碱间的滴定（1 1）滴定曲线的计算与绘制：）滴定曲线的计算与绘制：0.1000 mol/L NaOH 滴定滴定 20.00 mL 0.1000 mol/L HCl溶液。溶液。滴定开始前：滴定开始前：加入滴定剂加入滴定剂(NaOH)体积为体积为0.00mL，0.1000 mol/L 盐酸溶液的盐酸溶液的 pH=1.00 滴定开始至计量点（滴定开始至计量点（SP）前）前0.1%时：时：当加入当加入19.98 mLNaOH时，未中和的
9、时，未中和的HCl 为为0.02 mL（约半滴）。约半滴）。天津科技大学此时溶液的此时溶液的H H+浓度为：浓度为：天津科技大学计量点（计量点（SP）时：时：加入加入20.00 mL NaOH，HCI全部被中和，全部被中和，溶液呈中性，溶液呈中性，H+来于水的解离：来于水的解离：pH=7.00计量点（计量点（SP）后后0.1%时：时：加入加入20.02mLNaOH溶液，溶液，p pH取决于过量取决于过量NaOH的浓度。的浓度。此时，此时，NaOH过量过量0.02mL（约半滴）。约半滴）。天津科技大学 天津科技大学 天津科技大学 NaOHHCl的的滴定曲线滴定曲线 天津科技大学（2 2）滴定突跃
10、）滴定突跃pH 在化学计量点（在化学计量点（SP）前后各前后各0.1%时，时，即化学计量点（即化学计量点（SP）前后滴定剂加入量相前后滴定剂加入量相差约差约1 1滴（滴（0.04mL）时引起的时引起的pH值的变化值的变化范围。范围。1.0000 mol.L-1NaOHHCl pH=3.310.7 pHSP=7.0 0.1000 mol.L-1NaOHHCl pH=4.39.7 pHSP=7.0 0.0100 mol.L-1NaOHHCl pH=5.38.7 pHSP=7.0pHpH值的大小只与值的大小只与C C有关。有关。天津科技大学滴定突跃范围大小的影响因素滴定突跃范围大小的影响因素NaOH
11、HCl0 100 200%pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO9.06.24.43.10.01molL-1 0.1molL-1 1.0molL-1浓度增大浓度增大1010倍，突倍，突跃增加跃增加2 2个个pHpH单位。单位。天津科技大学甲基红甲基红 NaOHHCl的的滴定曲线滴定曲线（3 3）指示剂）指示剂的选择原则的选择原则:全部或部分全部或部分处于处于pHpH突跃突跃范围内。范围内。天津科技大学强酸碱滴定曲线强酸碱滴定曲线pH1210864200 100 200%滴定百分数滴定百分数T%9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突跃跃
12、 9.88.03.1*6.2*4.4PPMRMO0.1000molL-1 NaOH滴定滴定0.1000molL-1 HCl0.1000molL-1HCl滴定滴定0.1000molL-1NaOH 天津科技大学5.7.2 5.7.2 一元弱酸（或弱碱）的滴定一元弱酸（或弱碱）的滴定 0.1000 mol/L NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc （1 1）滴定曲线的计算与绘制：）滴定曲线的计算与绘制：滴定开始前：滴定开始前：体系为体系为0.1000mol/L HAc溶液溶液 天津科技大学滴定开始至化学计量点前滴定开始至化学计量点前0.1%时：时：加入加入19.98mL N
13、aOH时，体系为时，体系为HAc-NaAc缓冲溶液。缓冲溶液。NaOH +HAc NaAc+H2O 平衡时：平衡时：0.1%99.9%天津科技大学 天津科技大学化学计量点（化学计量点（SP）时：时：反应完全，产物反应完全，产物 NaAc为一元弱碱。为一元弱碱。*化学计量点时溶液呈碱性化学计量点时溶液呈碱性 天津科技大学化学计量点（化学计量点（SP）后）后0.1%时：时：加入加入NaOH溶液溶液20.02mL，体系体系pH取决于过取决于过量的量的NaOH。“NaAc+NaOH”100%0.1%Ac-+H2O HAc+OH-（NaOH 抑抑制该反应制该反应进行）进行）天津科技大学 天津科技大学（2 2）滴定突跃）滴定突跃PH：“7.748.739.70”PH的影响因素：的影响因素：Ka一定时，一定时，C ，PH 。C一定时，一定时，Ka ，PH 。（3 3）指示剂的选择指示剂的选择 只能选择碱性区变色的指示剂只能选择碱性区变色的指示剂 酚酞（酚酞（8.0 9.6），），“无色无色红色红色”