酸碱滴定法及指示剂选择

1.基本原理

利用酸碱间的中和反应来测定物质含量的滴定分析方法称为酸碱滴定法。常用强酸或强碱作为标准溶液测定一般的酸碱以及能与酸碱直接或间接发生质子传递反应的物质。反应的实质为

在酸碱滴定中，随着滴定反应的进行，溶液的pH值不断发生变化。为了正确地完成滴定，一方面要了解滴定过程中溶液pH值的变化规律，另一方面要了解酸碱指示剂的性质、变色原理及变色范围，以便能正确地选择指示剂来判断滴定终点，从而获得准确的分析结果。

2.酸碱指示剂

（1）指示剂的变色原理 酸碱指示剂是一些有颜色的有机物（弱酸或弱碱）。它们随着溶液pH值的不同，结构发生变化，从而呈现不同的颜色，颜色与结构相互关联。以HIn代表弱酸指示剂，其离解平衡表示为

在酸碱滴定中，随着滴定反应的进行，溶液的pH值不断发生变化。为了正确地完成滴定，一方面要了解滴定过程中溶液pH值的变化规律，另一方面要了解酸碱指示剂的性质、变色原理及变色范围，以便能正确地选择指示剂来判断滴定终点，从而获得准确的分析结果。

2.酸碱指示剂

（1）指示剂的变色原理 酸碱指示剂是一些有颜色的有机物（弱酸或弱碱）。它们随着溶液pH值的不同，结构发生变化，从而呈现不同的颜色，颜色与结构相互关联。以HIn代表弱酸指示剂，其离解平衡表示为

酸式与共轭碱式具有不同的结构，因而有不同的颜色。

（2）指示剂的变色范围 溶液pH值的变化使指示剂共轭酸碱的离解平衡发生移动，致使颜色发生变化。只有当溶液的pH值改变到一定范围时，才能明显看到指示剂的颜色变化。理论证明，弱酸型指示剂（HIn）的变色范围为：pH=pK_HIn±1。

当溶液中[HIn]=[In^-]时，溶液中[H⁺]=K_HIn，即pH=pK_HIn。这是两者浓度相等时的pH值，即为理论变色点。此时溶液的颜色是酸式色和碱式色的中间色。根据理论上的推算，指示剂的变色范围是两个pH值单位。但试验测定的指示剂变色范围并不都是两个pH值单位，而是略有上下。这是由于试验测定的指示剂变色范围是人目视确定的，而人的眼睛对不同颜色的敏感程度不同，观察到的变化范围也就不同。例如，甲基红的pK_HIn=5.1，其理论变色范围应是4.1～6.1，试验测得，甲基红变色范围的pH值为4.4～6.2。(www.xing528.com)

（3）混合指示剂 在某些酸碱滴定中，pH值突跃范围很窄，使用一般的指示剂难以判断终点，此时可以采用混合指示剂。混合指示剂具有变色范围窄，变色明显等优点。混合指示剂常用在某种指示剂中加入一种惰性染料或用两种以上的指示剂混合配制而成。

例如，甲基红+溴甲酚绿混合指示剂，当pH值分别为5.0、5.1、5.2时，颜色分别为暗红、灰色、绿色，可用于Na₂CO₃标定HCl时指示终点，由于颜色互补使变色间隔变窄，变色敏锐。

（4）酸碱滴定时指示剂的选择 在酸碱滴定过程中，溶液的pH值随着标准溶液的加入呈规律性变化。在化学计量点前后的0.1%误差范围内pH值有明显的突跃，可作为选择指示剂的依据。凡是变色点pH值处于滴定突跃范围内的指示剂都可以用来指示滴定的终点，同时考虑指示剂变色的灵敏性。例如，酸滴碱时可选择甲基红和甲基橙作为指示剂，碱滴酸时则可选择酚酞类指示剂。

酸式与共轭碱式具有不同的结构，因而有不同的颜色。

（2）指示剂的变色范围 溶液pH值的变化使指示剂共轭酸碱的离解平衡发生移动，致使颜色发生变化。只有当溶液的pH值改变到一定范围时，才能明显看到指示剂的颜色变化。理论证明，弱酸型指示剂（HIn）的变色范围为：pH=pK_HIn±1。

当溶液中[HIn]=[In^-]时，溶液中[H⁺]=K_HIn，即pH=pK_HIn。这是两者浓度相等时的pH值，即为理论变色点。此时溶液的颜色是酸式色和碱式色的中间色。根据理论上的推算，指示剂的变色范围是两个pH值单位。但试验测定的指示剂变色范围并不都是两个pH值单位，而是略有上下。这是由于试验测定的指示剂变色范围是人目视确定的，而人的眼睛对不同颜色的敏感程度不同，观察到的变化范围也就不同。例如，甲基红的pK_HIn=5.1，其理论变色范围应是4.1～6.1，试验测得，甲基红变色范围的pH值为4.4～6.2。

（3）混合指示剂 在某些酸碱滴定中，pH值突跃范围很窄，使用一般的指示剂难以判断终点，此时可以采用混合指示剂。混合指示剂具有变色范围窄，变色明显等优点。混合指示剂常用在某种指示剂中加入一种惰性染料或用两种以上的指示剂混合配制而成。

例如，甲基红+溴甲酚绿混合指示剂，当pH值分别为5.0、5.1、5.2时，颜色分别为暗红、灰色、绿色，可用于Na₂CO₃标定HCl时指示终点，由于颜色互补使变色间隔变窄，变色敏锐。

（4）酸碱滴定时指示剂的选择 在酸碱滴定过程中，溶液的pH值随着标准溶液的加入呈规律性变化。在化学计量点前后的0.1%误差范围内pH值有明显的突跃，可作为选择指示剂的依据。凡是变色点pH值处于滴定突跃范围内的指示剂都可以用来指示滴定的终点，同时考虑指示剂变色的灵敏性。例如，酸滴碱时可选择甲基红和甲基橙作为指示剂，碱滴酸时则可选择酚酞类指示剂。