滴定分析中能在滴定反應的化學計量點附近產生顏色、沉澱等可察覺變化,從而指示滴定終點的試劑。在各類(酸堿、氧化還原、配位和沉澱)滴定過程中,隨著滴定劑的加入,被滴定物質和滴定劑的濃度和某些相關的性質(pH、電位、金屬離子濃度和沉澱的種類或顏色等)都在不斷變化,在化學計量點附近這種變化會發生突躍,而指示劑可顯示這種突躍。為分別適應上述不同類型的滴定,指示劑又分類為酸堿指示劑、氧化還原指示劑、配位滴定指示劑(常稱金屬指示劑)和沉澱滴定指指示劑。
常用的氧化還原指示劑指示劑 | 分子式 | 顏色變化 | 式量電位(V)([H+]=1mo1/L) | 氧化型 |
---|---|---|---|---|
還原型 | 次甲基藍 | C16H18N3SCl·3H2O | 藍 | 無色 |
0.36 | 二苯胺 | C12H11N | 紫 | 無色 |
0.76 | 二苯胺磺酸鈉 | C12H10O3NSNa | 紫紅 | 無色 |
0.85 | 鄰苯氨基苯甲酸 | C13H11NO2 | 紫紅 | 無色 |
1.08 | 鄰二氮菲 | C12H3N2·H2O | 淺藍 | 紅 |
1.06 | 5–硝基鄰二氮菲 | C12H2O2N3 | 淺藍 | 紫紅 |
1.25 |
酸堿指示劑 本身為有機弱酸或有機弱堿,其酸型(HIn)和堿型(In)具有不同的顏色。當溶液酸度變化時,酸型與堿型的濃度比發生變化,從而呈現不同的顏色。
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氧化還原指示劑 本身為氧化劑或還原劑,其氧化型與還原型有不同的顏色,在氧化還原滴定的化學計量點附近,因溶液電位出現突變,被氧化(或被還原)而變色。如果滴定劑或被滴定物質是有色的,它們本身就具有指示劑的作用。例如用高錳酸鉀KMnO4作滴定劑時,由於MnO-4呈紫紅色,當滴定到粉紅色時,就表示滴定反應完成,指示終點已到達。也可以用與被測物質或滴定劑有特殊反應的試劑作指示劑。例如,碘量法中常用淀粉溶液作指示劑,少量的碘與淀粉生成特征藍色的化合物,指示滴定終點的到達。常用的氧化還原指示劑見表。
配位滴定指示劑 常稱金屬指示劑。能與金屬離子生成有色配合物,指示配位滴定中金屬離子濃度的變化,並指示滴定終點的指示劑。如果能產生熒光,則又稱為金屬熒光指示劑。其原理是:金屬指示劑In與被滴定金屬離子M反應,生成一種與指示劑本身顏色明顯不同的配合物,滴入乙二胺四乙酸鈉(EDTA二鈉鹽)時,金屬離子被絡合,濃度逐漸降低,當接近滴定反應的化學計量點(滴定終點)時,已與指示劑絡合的金屬離子被EDTA奪走,釋放出指示劑,引起溶液顏色的突變,指示滴定終點的到達。金屬指示劑應滿足如下條件:①MIn的顏色與In的顏色明顯不同;②M與In的反應靈敏、迅速,有良好的變色可逆性;③絡合物的穩定性適當,既要有足夠的穩定性,但又要比M-EDTA絡合物的穩定性低;④In本身要穩定,便於儲存和使用。常用的有二甲酚橙、鉻黑T等。
沉淀滴定指示劑 沉淀滴定主要是銀離子Ag+與鹵素離子的滴定,常用鉻酸鉀、鐵銨礬或熒光黃作指示劑。例如,用鉻酸鉀K2CrO4作指示劑,以標準硝酸銀AgNO3溶液滴定含氯離子Cl-的溶液時,開始生成白色的氯化銀AgCl沉淀,當Cl-被滴定完全後,稍過量的Ag+將與指示劑的CrO2-4生成磚紅色的Ag2CrO4沉淀,從而終止滴定。從AgNO3溶液的濃度和滴定消耗的體積,即可計算被滴定溶液中Cl-的含量。
推薦書目
張錫瑜. 化學分析原理. 北京: 科學出版社, 1991.