一. 酸堿指示劑的變色原理
酸堿指示劑本身是弱的有機(jī)酸或堿:
若:溶液pH值變化 ® 共軛酸堿對(duì)的分子結(jié)構(gòu)相互發(fā)生轉(zhuǎn)變 ® 顏色變化 ® 溶液的顏色變化 ® 指示終點(diǎn)到達(dá)
例:指示劑甲基橙在不同pH值溶液中發(fā)生離解作用和顏色變化:
HIn ⇌ H+ + In-
紅色(醌式) 黃色(偶氮式)
堿性溶液中,平衡向右移動(dòng): 紅色 ® 黃色;反之亦反。
二. 指示劑變色的 pH 范圍
以弱酸型HIn為例: HIn ⇌ H+ + In-
酸式色 堿式色
溶液顏色由[In-]/[HIn]來(lái)決定。但并不是他的任何微小變化人們都能用肉眼睛觀察到的,一般地說:
當(dāng) 時(shí), 觀察到 HIn 的顏色, pH £ pKHIn-1;
當(dāng) 時(shí), 觀察到 In- 的顏色, pH ³ pHHIn + 1。
“pH = pKHIn ±1” (46)
稱為指示劑變色的pH 范圍;在此范圍內(nèi)指示劑呈混合色。
但由于人眼對(duì)各種顏色的敏感程度不同,指示劑的變色范圍向pKHIn 的某一方偏。
例:甲基橙的pKHIn =3.4, 而變色范圍為 pH:3.1~4.4(理論值為2.4~4.4)。
三. 影響指示劑變色范圍的其它因素
(1)指示劑用量
雙色指示劑:用量少一些為宜
單色指示劑:用量多或少會(huì)引起變色的范圍的變化
例:酚酞,酸式®無(wú)色,堿式®紅色
當(dāng)指示劑的濃度c增大時(shí),他將在較低pH的值時(shí)變色。
(2)溫度:T ® KHIn ® pH 范圍;
(3)溶劑: KHIn ;
(4)鹽類: KHIn ;
(5)順序:由無(wú)® 有,由淺 ® 深色,顏色變化敏銳;
四. 混合指示劑
特點(diǎn):變色敏銳、變色范圍窄
種類:指示劑+背景顏色(惰性染料) ® 利用顏色互補(bǔ)作用
指示劑+指示劑 ® 利用顏色互補(bǔ)作用
(兩種顏色差別大,易觀察)
例:甲基橙由紅® 橙紅,不宜觀察,尤其是在燈光下是更為困難,但如果將0.1%甲基橙溶液與等體積0.25%酸性靛藍(lán)(靛胭脂)水溶液混合使用,效果甚佳:
在 pH £ 3.1 時(shí) 成紫色(紅+蘭) ® pH=4.1 灰色(橙+蘭) ® pH ³ 4.4 綠色(黃+蘭)這一系列顏色變化在燈光下也很易觀察。