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酸碱指示剂的影响因素

2022.5.17

在实际中,影响酸碱指示剂变色范围的因素主要有两方面:一种是影响指示剂常数KHln的因素,包括温度、溶剂、溶液的离子强度等,其中温度的影响较大。另一种是影响变色范围宽度的因素,如指示剂用量、滴定程序等,现具体讨论如下。

1.温度温度改变时,指示剂常数KHln及水的离子积KW均有改变,因此指示剂的变色范围也随之发生改变。例如,18℃时,甲基橙的变色范围为3.1~4.4,而100℃时,变为2.5~3.7。因此,滴定宜在室温下进行。如必须加热,应该将溶液冷却后再进行滴定。

2.溶剂 指示剂在不同溶剂中其pKHln值是不同的,因此在不同溶剂中的变色范围不同。例如,甲基橙在水溶液中pKHln=3.4,在甲醇中pKHln=3.8。

3.中性电解质溶液中性电解质的存在增加了溶液的离子强度,使指示剂常数改变,影响到指示剂的变色范围。此外,某些电解质还具有吸收不同波长光波的性质,会引起指示剂颜色深度、色调及变色灵敏度的改变。所以在滴定溶液中不宜有大量盐类存在。

4.指示剂用量指示剂的用量(浓度)是一个重要因素。对于单色指示剂(如酚酞、百里酚酞),指示剂的用量对变色范围有较大影响。从指示剂变色的平衡关系看出:

HIn←→H++In-

设指示剂总浓度为c,人眼观察到红色碱式的最低浓度为一固定值a,代入平衡式,则

KHln/[H+]=[In-]/[Hln]=a/(a-c)

式中,KHln是定值,如果c增大了,则[H+]会相应增大,酚酞指示剂将在较低pH值变色。例如,在50~100ml溶液中加入2~3滴0.1%酚酞,在pH≈9时出现为红色;而在同样条件下,如加入15~20滴酚酞,在pH≈8时就会出现为红色。因此.对单色指示剂须严格控制指示剂用量。

对于双色指示剂,指示剂用量多少不会影响变色范围。但溶液中指示剂的浓度大时可能致使终点时颜色变化不敏锐。另外指示剂本身也要消耗滴定剂.使滴定误差增大。因此,指示剂用量一般少一些为宜,只要达到变色灵敏度,用量越少越好。

5.滴定程序溶液由浅色滴定到深色时,便于观察终点颜色的变化。所以滴定程序宜是当指示剂颜色由酸式或碱式色变为混合色时,溶液颜色由浅色变化到深色。例如,用酚酞作指示剂,滴定程序一般为用碱滴定酸,终点由无色变为粉红色,容易辨别。而用甲基橙作指示剂,一般用酸滴定碱,终点由黄色变为橙色,易于辨认。


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