金属指示剂全解
无机及分析化学-分析化学 第5章 续
MgY2- + HIn2- + H+ 纯蓝
溶液随之由酒红色变为纯蓝色。
当水样中 Mg2+ 极少时，加入的铬黑 T 除了 与 Mg2+ 配位外还与 Ca2+ 配位。 但因 CaIn- 比 MgIn- 的显色灵敏度差很多, 致使终点不敏锐。 为提高终点变色的敏锐性, 可加少量 Mg–EDTA盐（在缓冲溶液中或 在未标定前的 EDTA 中加 Mg2+）。 这能提高终点变色的敏锐性, 但对测定结果无影响。原理如下：
由 lg cr (M)K (MY) lg cr (N)K (NY)≥ 5 时
能滴定 M，N 不干扰，
因 M 和 N 在同一溶液中， 酸度对配合物稳定性的影响程度相同(酸 效应系数相同), 所以
因此： lg cr (M)K (MY) lg cr (N)K (NY)
K (MY) K (MY) K ( NY) K ( NY)
则 (Mg )
2
cEDTA (V1 V2 ) M Mg 2 Vs
本章习题
(p122~123) 计算题的（1）、（2）、（10）题
练 习 题
一、选择题
p K ～ p K 1. EDTA的 a1 a6 分别为: 0.9, 1.6, 2.0, 2.67,
6.16, 10.26。今在pH=13时，以EDTA滴定同浓 度的Ca2+。以下叙述正确的是 A. 滴定至50%时，pCa = pY； （B）
5.4 金属指示剂 metal indicator
因指示剂是用于指示金属离子浓度变化的， 故称为金属指示剂。 以下介绍其作用原理。
一、作用原理
以 In 代表金属指示剂， 当将其加入被滴定的金属离子溶液时， 立即发生如下反应：
金属指示剂
络合滴定的滴定曲线 （2） ）
• 左图为在 不同pH值 时以 左图为在不同 值 不同 0.010mol/LEDTA 滴 定 ＋ 0.01mol·L 的Ca2＋（仅考 虑酸效应的影响） 虑酸效应的影响） 。
• 络合物的条件稳定常数 大 小 随 pH 值 而 变 化 . 当 pH 值 为 7 时 ,lgK′Ca ＝ 7.3 ， 曲线上看不到突跃。 曲线上看不到突跃。 • 所以 溶液pH值的选择在 所以,溶液 值的选择在 溶液 络合滴定法中十分重要 。
小结（ ） 小结（2）
3. MIn与In在测定的体系中呈现的颜色， 与 在测定的体系中呈现的颜色 在测定的体系中呈现的颜色， 要有较显著的差别，有利终点的确定。 要有较显著的差别，有利终点的确定。 4. 指示剂与金属离子的反立必须迅速， 指示剂与金属离子的反立必须迅速， 且有较好的可逆性。 且有较好的可逆性。
金属指示剂指示终点原理（ ） 金属指示剂指示终点原理（3）
• 临近终点时的滴定反应 临近终点时的滴定反应: Y + MgIn (红色 = MgY + In（蓝色） 红色) 红色 （蓝色） • pH=10 络合剂将与指示剂络合的金属离子夺取出来,使 络合剂将与指示剂络合的金属离子夺取出来 使 指示剂游离出来,在该介质条件下呈现指示剂本 指示剂游离出来,在该介质条件下呈现指示剂本 身的颜色. 身的颜色 根据上面的讨论,络合滴定中金属离子指示剂指 根据上面的讨论 络合滴定中金属离子指示剂指 示终点的原理可用下面的通式表示: 示终点的原理可用下面的通式表示 Y+MIn＝MY+In ＝ MIn与In(游离指示剂 的颜色有较显著的差别 游离指示剂)的颜色有较显著的差别 与 游离指示剂
• • •
四、金属指示剂的选择和滴定误差（1） 金属指示剂的选择和滴定误差（ ）
化学分析技术：金属指示剂
例如，铬黑T是一个三元弱酸，第一级离解十分容 易，在溶液中：
H2In
HIn2
3-
In
红色
蓝色
橙色
pH≤6.0
pH=8.0～11.0 pH＞12.0
铬黑T能与许多金属阳离子形成红色的配合物。显然
，在pH＜6或pH＞12时，游离指示剂的颜色与指示
剂配合物的颜色没有显著差别。只有在pH＝8~11.0
9Leabharlann 指示剂的封闭滴定前加入指示剂 In + M
MIn
滴定开始至终点前 Y + M
MY
终点 Y + MIn
MY + In
由于K’MY < K’MIn ， 反 应不进行
例如Cu 2+, Co 2+, Ni 2+, Fe 3+, Al 3+ 等对铬黑T 具有封闭作用。
终点
Y + MIn
MY + In
体系中含有杂 质离子N，NIn 的反应不可逆
1:100NaCl (固体)
Fe3+、Al3+、Cu2+、 Ni2+等离子封闭
EBT
EBT
酸性铬蓝 K (Acid Chrome
Blue K)
8~13
蓝
红
pH=10，Mg2+、Zn2+、Mn2+ 1:100NaCl
pH=13，Ca2+
(固体)
二甲酚橙
(Xylenol Orange) 简称 XO
pH<1，ZrO2+
3 pKa 4 13.67 4
红色
蓝色
红色
钙指示剂能与Ca2+形成红色配合物，故常在pH＝ 12～13的范围内使用。
lmq第五节指示剂(与“指示剂”有关文档共20张)
pMep = lgKMIn =lg KMIn - lgIn(H) -lgM =pMt -lgM
在络合滴定中，通过选择适宜的滴定酸度，使此时的
pMep （pMep）与pMSP （pM SP）尽可能接近，且指示剂
变色敏锐，则有利于提高滴定分析的准确度。
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若以此变色点确定滴定终点，用pMep表示滴定终点的的pM值，则
pMep =pMt =lg KMIn= lg KMIn - lgIn(H)
由于酸效应的影响，指示剂的理论变色点pMep(pMt)不是一
个确定的值，而是 随溶液pH值的增大而增大。
附录一之表7 (P348页)列出了部分指示剂的在不同pH值的pMt。
4）为消除干扰离子的影响, 指示剂应具有一定的选择性。若需连
续滴定共存离子，则又要求指示剂有一定的广泛性。
5）金属指示剂应比较稳定，便于贮存和使用。
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二、金属指示剂变色点的 pM（pM t ）值
M +In ==MIn
在金属离子与指示剂的络合反应中，同样也有副反应的存在，若只
pMg sp=1/2(p cMg,sp + lg K MgY
，
游
离镁
的浓
度已
降至
很
低
。
此
时加
入少
许
Mg-EBT中的Mg ，而使EBT游离出来，引起 EDTA就可以夺取出 的NH3-NH4Cl缓冲溶液中进行，设终点时[NH3]=0.
2+
许多金属指示剂不仅具有络合剂的性质，而且本身常是多元弱酸或多元弱碱，且各型体有不同的颜色，随溶液pH值变化而显示不同的颜色。
配位滴定法第五节金属指示剂
pH 10 10 1 10 5-6 12
指示剂 铬黑T 铬黑T 二甲酚橙 铬黑T PAN 钙指示剂
3、氧化还原掩蔽法
通过氧化还原反应，改变干扰离子的价态从而消除 干扰的方法。
lg{K f [ Fe( III)Y ]} 25.1,
3 2 3
lg{K f [ Fe( II )Y ]} 14.33,
3
，Ga 3，In
3
等一些金属离子不能直 接测定
（3）在选定条件下，被测 离子不能有水解和沉淀 反应 （4）应有适当指示剂指示 滴定终点， 且待测离子对指示剂无 封闭现象
直接滴定法示例（389）
待测离子 pH 指示剂 其他主要条件
Bi3+
Fe3+ Th4+ Cu2+
1
2 2.5-3.5 2.5-10
2、金属指示剂的僵化现象
金属指示剂和金属离子形成的配合物， 溶解度较小，滴定剂对金属-指示剂配合物中 的指示剂置换过程缓慢，导致变色不敏锐， 终点拖长。
解决办法： 加热或加入助溶剂，增加MIn溶解度.
3、金属指示剂的氧化变质现象
金属指示剂是包含双键的有色有机化合物，在空气 中易分解聚合，在水溶液中不稳定，不能久存。 解决办法： 配置指示剂溶液中加入抗氧化剂和掩蔽剂 最好现配现用
五、常用金属指示剂
1、铬黑T 简称EBT,一种偶氮染料结构式如下
OH O NaO S O HO
N N
O2N
2、钙指示剂
钙指示剂简称NN结构式如下：
OH O NaO S O HO COOH
N N
3、其他常用指示剂(P384)
酸性铬蓝K、酸性铬蓝K-萘酚绿B、邻苯二酚紫、 磺基水杨酸、甲基百里酚蓝
金属离子指示剂
12~13 钙指示剂 (calconcarboxylic acid简称NN) PAN [1-(2pyridylazo)2-naphthol] 2~12
1:100 Fe3+ Al3+ NaCl Ni2+TiIVCu2+ 2+ 2+ (固体) Mn Co 等 离子封闭NN 0.1% MIn在水中 乙醇 溶解度小,为 溶液 防止PAN僵 化,滴定时须 加热
二甲酚橙 (Xylenol Orange) 简称XO
Fe3+ 、 Al3+ 、 Ni2+、 TiIV等 离子封 闭XO
磺基水杨酸 1.5~2.5 无 色 (Sulfosalicylic acid 简称ssal)
5%水 ssal本身 溶液 无 色,FeY呈黄色
6.2.4常见的金属离子指示剂（表3） 常见的金属离子指示剂（ 常见的金属离子指示剂 ）
o o pM t = lg K 'MIn = lg K MIn − lg α In ( H ) （19.19） ）
eq
6.2.1金属离子指示剂 金属离子指示剂
3、金属指示剂的特点 、 金属离子指示剂本身也是络合剂， 金属离子指示剂本身也是络合剂，而且 多为含双键的物质，不太稳定， 多为含双键的物质，不太稳定，故此在配制 和使用时要特别注意。 和使用时要特别注意。
6.2.2金属指示剂指示终点原理 金属指示剂指示终点原理
1:100 Fe3+、 NaCl Al3+、 （固 Cu2+、 体） Ni2+等 离子封 闭EBT 1:100 NaCl （固 体）
金属指示剂名词解释
金属指示剂名词解释
金属指示剂是一种用于显示金属氧化指数的化学指示剂，它的使用可以帮助我们快速简单地检测特定金属的氧化状态。
它是通过吸附和固化金属表面上的氧化物来反映金属氧化指数的。
金属指示剂分为两大类：金属酸性指示剂和金属碱性指示剂。
金属酸性指示剂由特定金属离子和酸性材料构成，酸性材料可以是碳酸钙、硅酸钠或氧化锌。
它们的功能是当金属离子溶解在酸性介质中，吸附酸性材料上形成薄膜，从而显示出金属表面氧化指数。
而金属碱性指示剂是由金属离子和碱性材料构成，以碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙为主。
它们的功能是当金属离子溶解在碱性介质中，金属表面会出现淡黄色沉淀，这暗示金属氧化过程已经完成。
金属指示剂的使用可以给我们提供一种快速、简单的金属表面氧化指数测试的方法。
比如使用金属酸性指示剂可以快速获得金属表面氧化指数，而使用金属碱性指示剂可以检测完全氧化金属表面的氧化指数。
归根结底，金属指示剂简化了金属表面氧化指数测试过程，有助我们更好地控制金属表面改性镀膜的过程，从而可以更有效提高金属的腐蚀防护性能。
金属指示剂的应用还可以扩展到实验室，在实验室中可以利用它来判断溶液中金属离子的浓度。
同时，它也可以用于检测家用电器、造纸行业的机械设备和海洋金属设备中金属表面的氧化指数，从而帮助我们正确预测和控制金属表面发生腐蚀衰变的情况，使用指示剂可以更有效地节约成本。
总之，金属指示剂是一种简单有效的金属表面氧化测试技术，在实际工业环境中的应用能够有效的检测和预测金属表面的氧化情况，起到防护金属腐蚀的作用，节约成本。
它将为我们提供更科学、更有效的金属表面氧化测试技术，为工业界带来更多便利，获得更好的经济效益。
配位滴定法第五节金属指示剂
未来金属指示剂的发展方向将更加注重选择性、灵敏 度和稳定性，以满足更广泛的应用需求。
新型金属指示剂的研发将致力于提高滴定分析的精度 和准确度，降低干扰因素对测定结果的影响，为化学
分析领域的发展做出更大的贡献。
THANKS
感谢观看
金属指示剂的选择原则
01 根据待测金属离子的种类选择合适的指示剂 。
02
根据实验要求选择灵敏度高、稳定性好的指 示剂。
03
根据实验条件选择对光照、温度等因素不敏 感的指示剂。
04
根据实验操作简便性选择易于使用和维护的 指示剂。
03
金属指示剂的作用原理
金属指示剂与金属离子的反应原理
01
金属指示剂是一种有机染料，能够与被滴定的金属离子发生显 色反应。
的敏锐度。
配位能力强、颜色变化 敏锐的金属指示剂能够 更准确地指示滴定终点
。
此外，溶液的酸度、温 度、干扰离子等因素也 会影响金属指示剂的反
应灵敏度。
04
金属指示剂的应用实例
锌盐中铝的测定
总结词
金属指示剂在锌盐中铝的测定中起到关键作用，通过颜色的变化指示滴定终点。
详细描述
在锌盐中铝的测定中，使用金属指示剂可以准确判断滴定终点。当达到滴定终 点时，指示剂会发生颜色变化，从而指示滴定完成。通过观察指示剂的颜色变 化，可以确定铝的含量。
详细描述
金属指示剂的选择性问题主要表现在不同金属离子对同一指示剂的影响不同，导致滴定结果出现偏差。为了 解决这一问题，需要选择合适的金属指示剂，并了解其对不同金属离子的响应情况，以便在实验中选择最合 适的指示剂。同时，可以采用一些方法来消除或减小不同金属离子对滴定结果的影响，例如加入掩蔽剂或采
3-3金属离子指示剂
有时某些指示剂能与某些金属离子生成极为稳定的络合物 极为稳定的络合物，比对应的 极为稳定的络合物 MY络合物更稳定，以致到达化学计量点时，滴入过量EDTA也不能夺取指示 剂络合物(MIn)中的金属离子，使指示剂不能释放出来 使指示剂不能释放出来，看不到颜色的变 使指示剂不能释放出来 化，这种现象叫指示剂的封闭现象。 有时，某些指示剂的封闭现象，是由于有色络合物的颜色变化为不可 颜色变化为不可 逆反应所引起。这时MIn的稳定性虽然没有MY高，但由于其颜色变化为不 逆反应 可逆，MIn并不是很快地被EDTA所破坏，因而对指示剂也产生了封闭。
lgα lgα lgK’ZnY =lgKZnY - lgαZn - lgαY
cZn,sp=cZn/2=0.010 mol.L-1 1 1 ' ' pZnsp = ( pc Zn , sp + lg K ZnY ) = ( 2.00 + 10.95) = 6.48 2 2 又：铬黑T在pH=10.0时，pZnep=12.2 铬黑T pH=10.0时
3-3 金属离子指示剂
络合滴定也和其他滴定方法一样，判断终点的方法有 多种。最常用的还是用指示剂法。各种指示剂，如酸碱指 示剂、氧化还原指示剂，有时也能应用于络合滴定，最重 要的是利用金属离子指示剂 金属离子指示剂来判断滴定终点。 金属离子指示剂
一、金属离子指示剂的作用原理
1、金属指示剂 在络合滴定中,用一种能与金属离子M生成有色络合物的 显色剂来指示滴定过程中[M]的变化 显色剂 指示滴定过程中[M]的变化,这种显色剂即为金属离 指示滴定过程中[M]的变化 子指示剂，简称金属指示剂。 所以,金属指示剂也是一种络合剂 它能与金属离子形 络合剂，它能与金属离子形 络合剂 成与其本身颜色显著不同的络合物,因而它能够指示出溶液 成与其本身颜色显著不同的络合物 中金属离子浓度的变化情况，从而指示滴定终点。
3-3金属离子指示剂
所以 , 金属指示剂也是一种络合剂，它能与金属离子形
成与其本身颜色显著不同的络合物 , 因而它能够指示出溶液 中金属离子浓度的变化情况，从而指示滴定终点。
2、金属指示剂（In）的变色原理
滴定前溶液呈：(MIn+M)色；
滴定开始到化学计量点前溶液呈：(MIn+MY)色；
终点时，由于MY比MIn更稳定，发生MIn + Y = MY + In 即呈现：(MY+In)色， 所以：溶液颜色由(MIn+MY)色→(MY+In)色，表示终点到 达。 现以 EDTA 滴 定 Mg2+ 离子 ( 在 pH ＝ 10 的条件下 ) ，用铬黑 T(EBT)作指示剂为例，说明金属指示剂的变色原理。
2、金属指示剂变色点(pMep) 在金属离子与指示剂的络合反应中，同样也存在副反应，
如指示剂的酸效应、金属离子的络合效应和共存离子的影
响等。 如果只考虑酸效应，即指示剂 In 与 H+ 的副反应，指示剂 的变色点： 在溶液中存在 MIn M ＋In
K MIn
K MIn [ MIn] [ MIn] [ M ][In' ] [ M ][In] In ( H ) In ( H )
九年级(初三)化学 Sec. 5 金属指示剂的显色原理
1.原理
2
终点置换反应
In显色反应
现以EDTA滴定Mg2+离子(在pH＝10的条件下)，用 铬黑T(EBT)作指示剂为例，说明金属指示剂的变色原 理。
（1）Mg2+与铬黑T反应，形成一种与铬黑T本身颜色不 同的络合物：
滴定前
Mg2+ + EBT ＝ Mg—EBT
(蓝色) (红色)
（2）当滴入EDTA时，溶液中游离的Mg2+逐步被EDTA 络合，当达到计量时，已与EBT络合的Mg2+被EDTA夺 出，释放出指示剂EBT，因而就引起溶液颜色的变化：
滴定终点时 Mg-EBT + EDTA＝ Mg-EDTA + EBT
（红色）
（蓝
色）
3
注意：In本身就是有机弱酸或弱碱，能随pH改变而发 生颜色变化。应特别注意各种指示剂适宜的使用酸度范 围。例如，铬黑T(EBT,NaH2In)在溶液中存在如下平衡：
H2ln- = HIn2- = In3(红色) (蓝色) (橙色) pH＜6 pH=8-11 pH＞
6
（2）考虑各种副反应
K '* MIn
[MIn] [M '][In']
KMIn
1
M In(H
)
K
' MIn
1
M
lg
K '* MIn
pM ' lg
[MIn] [ In' ]
In(H )
[In'] [In]
M
[M '] [M ]
当[MIn]＝1时： [ In' ]
金属指示剂名词解释
金属指示剂名词解释金属指示剂是指能够识别金属和被金属所腐蚀，以及暴露在金属环境影响下的有毒气体和化学物质的物质。
它们能够被称作是金属检测剂，也可以说是金属检测器。
这些指示剂可以以纸或颜料的形式呈现，也可以用化学物质的形式呈现，这也取决于你想要用它们测试的环境以及你的检测要求。
金属指示剂的主要用途是帮助环境和工厂中的人们能够识别金属，这样他们就能够做出更好的决定，以及阻止金属损坏设备或气体受污染的情况的发生。
它们也常常被用来测试金属，以识别是否被腐蚀或细致的损坏，以便尽早采取措施，以防止重大伤害和失。
金属指示剂包括以下类型：绝缘子、植物抗腐剂剂，腐蚀指示剂，水性指示剂，溶剂指示剂和润滑指示剂。
绝缘子是一些常见的金属指示剂，它们可以被用来测量电气设备的电阻，评估绝缘材料的效率，以及诊断电池和电缆的状况。
植物抗腐剂剂包括植物抗触发剂，它们可以抑制金属校准仪电路设备的特定腐蚀类型。
腐蚀指示剂可以识别金属表面表现出的腐蚀，以及金属表面受到气体或液体腐蚀的程度。
水性指示剂是一种可以识别水中酸度或碱度的检测剂，它们可以帮助监测管道流出的水的质量。
溶剂指示剂可以检测液体中的溶剂内容，而润滑指示剂能够检测轴承和其他机械组件的润滑油的质量。
金属指示剂的应用有很多，它们可以帮助企业和个人安全的使用和维护金属，以及确保金属在使用过程中不受到破坏或腐蚀。
它们也可以帮助预防金属腐蚀所带来的危害以及损坏。
另外，金属指示剂还可以帮助政府和公司监测空气和水质量，确保它们满足相关法律法规中规定的要求。
政府机构可以使用金属指示剂来监测森林和野生动物的生态环境，确保它们有良好的发展和保护。
总的来说，金属指示剂可以在很多不同的环境中发挥作用，它们的主要目的是帮助人们识别金属，保护金属免受损害，确保环境和水源的安全，以及金属受到有效监管。
它们可以在生产环境、工业环境和自然环境中给人们在管理和使用金属方面提供巨大帮助。
金属指示剂名词解释
金属指示剂名词解释
金属指示剂是指用于显示金属表面是否存在腐蚀的化学物质。
它是一种有效的金属检测工具，可以在极短的时间内发现金属表面是否有腐蚀，防止金属结构的继续腐蚀。
它通常是一种液体，可以涂到金属表面上，如果有腐蚀就会产生一种变色现象，从而显示出有可能的腐蚀。
钢铁显示剂是预防钢铁腐蚀的金属指示剂的一种。
它的原理是把一种特殊的酸性丙烯酸涂抹在钢铁表面上，如果钢铁表面存在腐蚀，则会形成一种白色结晶，说明其表面存在腐蚀。
苯磺酸指示剂是另一种常用的钢铁金属指示剂，它是把苯磺酸稀释后涂抹在物体表面，如果有一定程度的腐蚀，则会形成棕褐色结晶，表示存在腐蚀。
除钢铁外，铝及其合金也会腐蚀，所以也需要金属指示剂来检测。
有用的铝指示剂有氢氧化钠指示剂和磷酸指示剂，它们都是把相应的化学物质稀释后涂抹在铝表面，当存在腐蚀时，会发生特定的化学反应，最终形成白色沉淀，表明存在腐蚀。
除了钢铁和铝系金属外，金属指示剂还可以用来检测其他金属，如铁、钼、铜和镍等，都可以根据不同的金属而采用不同的金属指示剂进行检测。
一般来说，采用混合溶液法检测，将特定的混合溶液涂抹在金属表面，如果有腐蚀，则会发生变色现象，比较明显，从而检测出有腐蚀的情况。
总之，金属指示剂是一种非常有效的金属表面腐蚀检测工具，可以检测各种金属表面是否存在腐蚀情况。
在工业生产中，这种工具可
以提前发现金属腐蚀，防止其继续腐蚀，从而保护金属结构。
因此，金属指示剂可以有效地改善金属使用寿命，确保正常使用。
金属指示剂(二)
金属指示剂（二）7.3.4.1二甲酚橙的化学名称为3,3-双[N,N-二(羧甲基)氨甲基]-邻-甲酚磺酞，简称XO。
其结构式为：在水溶液中有七级酸式离解，其中H7In至H3In4-均为黄色，H2In5-至In7-均为红色。
H3In4-的离解平衡为：二甲酚橙与金属离子的协作物均为红紫色，因此二甲酚橙只适合在pH＜6酸性溶液中用法。
可用于无数金属离子的滴定，如ZrO2+(pH ＜1)、Bi3+、Th4+(PH 1～3)、Hg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、稀土(PH 5～6)，尽头由红紫色变为亮黄色。
Fe3+、A13+、Cu2+、Co2+、Ni2+对二甲酚橙有封闭作用。
二甲酚橙比较稳定，通常配成0.2％水溶液，约稳定2～3周。
7.3.4.2铬黑T 铬黑T化学名称是1-(1-羟基-2-萘偶氮)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠，简称EBT。
其结构式如下：当pH＜6.3时，呈紫红色，pH 11时，呈橙色，铬黑T金属协作物呈红色。
所以，铬黑T应在pH 6.3～11.6范围内用法。
在pH为10的缓冲溶液中，用EDTA 滴定Mg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Mn2+、稀土等离子时，EBT是良好的指示剂，但A13+、Fe3+、Cu2+、Co2+、Ni2+对铬黑T有封闭作用。
铬黑T水溶液不稳定，在水溶液中只能保存几天，其缘由是发生了聚合作用或氧化反应。
pH＜6.5时聚合作用严峻，配制时加入可减缓聚合速度。
在碱性溶液中易被氧化褪色。
固体铬黑T较稳定。
7.3.4.3酸性铬蓝K 酸性铬蓝K的化学名称为4,5-二羟基-3-(2-羟基-5-苯磺酸钠)偶氮1-2,7-萘二磺酸钠。
其结构式如下：酸性铬蓝K呈棕红色或暗红色粉末，溶于水和乙醇，水溶液呈玫瑰红色，在碱性溶液呈灰蓝色。
普通与NaCl按1：10配成固体指示剂用法。
酸性铬蓝K的相宜pH用法范围是8～13，尽头由红色变为纯蓝色。
常用作在pH=10时滴定Mg2+、Zn2+、Mn2+的指示剂，pH=13时，可作为滴定Ca2+的指示剂。
以edta解释金属指示剂变色原理
以edta解释金属指示剂变色原理一、引言金属指示剂是一种能够指示金属离子存在并相应改变颜色的化学物质。
其中，EDTA（乙二胺四乙酸，又称螯合剂）作为一种常见的金属指示剂，广泛应用于化学分析中。
本文将通过介绍EDTA的性质和作用，来解释金属指示剂变色原理。
二、EDTA的性质和作用EDTA是一种具有多个可与金属离子形成螯合物的基团，因此具有很强的配位能力。
在化学分析中，EDTA可以与许多金属离子形成稳定的配合物，尤其是在pH 值较低的情况下，EDTA能够与大多数金属离子形成六配位的螯合物。
三、金属指示剂变色原理金属指示剂的颜色变化是由于其与金属离子结合后的结构变化所致。
例如，常见的金属指示剂如铬黑T、甲酚指示剂等，在未与金属离子结合时是无色的，但当其与金属离子结合后，会形成具有不同颜色的配合物。
当溶液中的金属离子浓度发生变化时，EDTA与金属离子的配位程度也会随之改变。
当EDTA的配位程度达到一定值时，金属指示剂的颜色就会发生改变，从而指示滴定终点。
这种颜色变化是由于配合物与游离金属指示剂的结构差异所致，使得两者在溶液中的稳定性不同，从而引起颜色的变化。
四、实际应用EDTA作为一种金属指示剂，在化学分析中具有广泛的应用。
例如，在EDTA 滴定法中，可以用来测定金属离子的含量。
通过控制溶液的pH值、温度和EDTA浓度等因素，可以准确测定金属离子的含量。
此外，EDTA还可以用于水质分析、生物化学等领域。
五、结论综上所述，EDTA作为金属指示剂变色原理的关键在于其能够与金属离子形成稳定的配合物，并随着金属离子浓度的变化而改变颜色。
这种性质使得EDTA在化学分析中具有广泛的应用，如EDTA滴定法、水质分析等。
通过深入了解EDTA的性质和作用，我们可以更好地理解和应用金属指示剂变色原理，从而为化学分析提供更加准确、可靠的依据。
金属指示剂作用原理,需具备条件
金属指示剂作用原理,需具备的条件
（一）金属指示剂的作用原理 金属指示剂多为有机染料，同
时也是配位剂，能与被测金属离子 配位，生成一种与染料本身颜色有 显著差别的有色配合物，从而指示 滴定终点。
金属指示剂作用原理,需具备的条件
（一）金属指示剂的作用原理
用In表示金属指示剂，其作用原理为：
金属指示剂作用原理,需具备的条件
（二）金属指示剂应具备的条件 3、MIn的稳定性应小于MY的稳定 性。一般要求lgK稳MY —lgK稳MIn ≥2，这样，终点时EDTA才能夺取 MIn中的M使In游离出来而变色。
金属指示剂作用原理,需具备的条件
（二）金属指示剂应具备的条件 4、MIn应易溶于水。如果MIn为沉 淀，会使EDTA置换MIn的反应放缓， 从而导致终点拖长。
滴定开始至化学计量点前：
Mg2+ + T
Mg- EDTA
无色
金属指示剂作用原理,需具备的条件
现以铬黑T（EBT）为指示剂，用EDTA滴定镁离
子为例，说明金属指示剂的作用原理。
在接近化学计量点时，剩余的Mg2+ 几乎完全以 Mg- EBT的形式存在于配合物中，且Mg- EBT 的稳定 性远小于Mg- EDTA，加入的EDTA进而夺取Mg- EBT 中的Mg2+，将铬黑T释放出来，溶液则由红色转变成蓝 色即为终点。
滴定前： M + In
M In
终点前：
颜色Ⅰ
M+Y
颜色Ⅱ
MY
由于MIn的稳定性不如MY，故：
终点时： MIn + Y
MY + In
颜色Ⅱ
颜色Ⅰ
当溶液由配合物的颜色Ⅱ转变成染料的颜色
常用金属指示剂
常用金属指示剂①铬黑T铬黑T属于O,O′-二羟基偶氮类染料，简称EBT，化学名称是1-(1-羟基-2-萘偶氮基)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠，铬黑T溶于水时，磺酸基上的Na+全都解离，形成H2In-，它在溶液中有下列酸碱平衡：pKa2=6.3 pKa3=11.55H2In-=== HIn2- === In3-紫红蓝橙根据酸碱指示剂的变色原理，可近似估计出铬黑T在不同pH下的颜色如下：pH=pKa2=6.3时，[H2In-]=[HIn2-]，呈现蓝色与紫红色的混合色；pH<6.3时，[H2In-]>[HIn2-]，呈紫红色；pH=6.3～11.55 时，呈蓝色；pH>11.55时，呈橙色。
铬黑T与金属离子形成的配合物显红色。
可以预料，在pH<6.3和pH>11.55的溶液中，由于指示剂本身接近红色，故不能使用。
根据实验结果，使用铬黑T的最适宜酸度是pH=9～10.5。
在pH=10的缓冲溶液中，用EDTA直接滴定Mg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+和Hg2+等离子时，铬黑T是良好的指示剂，但Al3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ti4+等对指示剂有封闭作用。
固体铬黑T性质稳定，但其水溶液只能保存几天。
这是由于发生聚合反应和氧化反应的缘故。
铬黑T的聚合反应如下：nH2In- (H2In-)n紫红色棕色在pH<6.5的溶液中，聚合更为严重。
指示剂聚合后，不能与金属离子显色。
在配制溶液时，如加入三乙醇胺，可减慢聚合速度。
在碱性溶液中，空气中的O2以及Mn(IV)和Ce4+等能将铬黑T氧化并褪色。
加入盐酸羟氨或抗坏血酸等还原剂，可防止其氧化。
配制指示剂的另一方法是：将铬黑T与干燥的纯NaCl按1:100混合研细，密闭保存。
使用时用药匙取约0.1g，直接加于溶液中。
用以指示滴定终点的试剂。
在各类滴定过程中，随着滴定剂的加入，被滴定物质和滴定剂的浓度都在不断变化，在等当点附近，离子浓度会发生较大变化，能够对这种离子浓度变化作出显示（如改变溶液颜色，生成沉淀等）的试剂就叫指示剂。
金属指示剂名词解释
金属指示剂名词解释
金属指示剂是一种影响金属产品表面质量的重要因素，包括各种颜色、功能和性能等。
它们可以在金属和其他材料上形成一层膜层，以及提供防腐、防护或装饰的作用，使金属的使用寿命大大延长。
一般而言，金属指示剂可以分为防腐剂和涂料。
防腐剂称作表面处理剂，主要用于防止金属表面的污染、腐蚀和氧化，以及颜色的变化。
涂料则是将金属表面做一层保护，以减少金属表面的磨损和腐蚀，并增加金属表面的光泽度。
第二段：
有一类特殊的金属指示剂，叫做表面活性剂，它们主要是为了提高金属表面的润湿性，以便把涂料稳定地附着在金属表面上。
表面活性剂的作用不仅仅是在金属表面做一层保护，还可以增强金属表面的抗腐蚀、耐磨性和延展性能，以提高产品的使用寿命。
此外，还可以增加金属表面的粘合性，使涂料更好地与金属表面结合，以改善产品外观和性能。
第三段：
金属指示剂也可以分为选择性和非选择性类型。
选择性类型包括抑制剂、静电喷涂剂、离子源表面活性剂和聚合物表面活性剂等，它们的作用是保持金属表面的平整度和润湿性，以便把涂料附着到金属表面上。
非选择性类型包括电镀剂、氧化剂、磷化剂和电泳剂等，这些金属指示剂可以使金属表面形成一层氧化膜，增加金属表面的抗腐蚀性、耐磨性和高温热稳定性。
第四段：
正确使用金属指示剂可以提高金属产品的使用性能和服务寿命，不仅可以改善产品外观，而且可以减少金属表面的腐蚀，以及使产品更加耐用和易维护。
此外，金属指示剂还可以用于表面加工和涂装工艺的优化，以提高金属零件的表面质量。
因此，金属指示剂可以被看作是工业生产环节中不可缺少的一环。
四金属离子指示剂的作用原理
滴定过程
滴定反应
体系颜色变化
滴定开始前，加入金属
M + In(甲色) = MIn(乙色)
指示剂
甲色变成乙色
滴定开始至滴定终点 前
保持乙色不变
滴定终点
乙色变成甲色
滴定前： M + In = MIn 溶液颜色是金属离子M与MIn 叠加色 化学计量点时： MIn+Y=MY+In 溶液的颜色是MY与In 的叠加色
又ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
滴定突跃即指化学计量点前后允许误差（这里选为
）范围内的 pPb
值，相应的 pPb 值是 6.8±1.8，即滴定突跃为 pPb 5.0 ~ 8.6。 查附录表 14，二甲
酚橙在 pH=5.0 时的 pPbep=7.0, 正处于滴定突跃范围内，所以它是合适的指示剂。
例题 pH=5.0 时，用 0.02000 mol.L-1 EDTA 滴定 20.OO ml 0.02000 mol.L-1 的金属 离子 M，当加入 EDTA 体积分别为 19.96ml 和 20.04ml 时，用电位法测得 pM 分 别为 4.7 和 7.3，求 KMY ? 解 ：据
据滴定反应平衡
，
化学计量点时
故
取对数
六、终点误差
（一）定义公式
以EDTA(Y)滴定浓度为 的金属离子M
滴定反应
化学计量点时
nY = nM
设终点在化学计量点之前
剩余的M浓度为[M']余 ，终点时M的总浓度为cM,ep ，滴定终点总体积为Vep 终点误差
设终点在化学计量点之后 过量的Y的浓度为 ，终点误差
要求指示剂在突跃范围内发生颜色变化，且使指示剂变色点的pMep与化学计 量点的pMsp尽量一致。金属指示剂的条件与选择都比较苛刻，因为，在实际工作 中，金属指示剂易发生封闭与僵化现象。 （1）封闭：至化学计量点时，MIn络合物颜色不变的现象。 产生的原因：溶液中可能存在某些离子与指示剂形成十分稳定的络合物，且比该 金属离子与Y形成的螯合物还稳定，因而造成颜色不变。指示剂的封闭现象可以 是待测金属离子产生，也可以由体系中共存离子产生。如以铬黑T作指示剂，用 EDTA滴定Ca2+和Mg2+时，若有Fe3+，Al3+存在，就会发生封闭现象，可用三乙醇 胺与氰化钾或硫化物掩蔽Fe3+，Al3+而加以消除。 消除方法：可采用适当掩蔽剂加以消除。 （2）僵化：至化学计量点时，MIn络合物颜色变化缓慢的现象。 产生的原因：指示剂的僵化现象是指金属离子与指示剂生成难溶于水的有色络合 物，虽然它的稳定性比该金属离子与EDTA生成的螯合物差，但置换反应速度慢， 使终点拖长。一般采用加入适当的有机溶剂或加热来使指示剂颜色变化敏锐。如 用PAN作指示剂时，加入乙醇或丙酮或加热，可使指示剂颜色变化明显。
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化学分析技术
配位滴定法
1．概念
配位滴定中用于指示滴定终点的 指示剂，叫做金属指示剂。 金属指示剂多为有机染料或弱酸， 能够与金属离子发生显色反应，故金属指
示剂又叫做金属离子显色剂。
2、金属指示剂的作用原理(重难点)
(1)、 开始前
M + In =
颜色I
MIn
颜色II
显配合物颜色 (2)、 滴定中 (3)、 终点后
4、金属指示剂的配制(重点)
以常用的指示剂铬黑T为例： 固体稀释剂
（1）固 态配制——称取1.0g铬黑T指示剂,100gNaCl
一起研细，混匀。每次使用量为0.01g。 （2）液 态配制——称取0.50g铬黑T和2.0g盐酸羟 胺溶于乙醇，用乙醇稀释至100ml，此溶液因聚合
不稳定，配制时若加入适量三乙醇胺，可保护数月
不变质。每次滴加1－2滴。
小结：
配位滴定法中指示终点的方法很
多，但使用金属指示剂确定终点 是最重要的一种方法。所以我们 要明确金属指示剂的变色原理及 配制方法，然后才能够进行正确 的使用。
化学分析技术
配位滴定法
作业:
如何配制1%的紫脲酸胺指 示剂（固态）？如何配制 0.2%的二甲酚橙指示剂？ 用哪种稀释剂？（可参考 网络资源）
化学分析技术
配位滴定法
金属指示剂
崔玲 能源工程系
化学分析技术
配位滴定法
教学目标:
1、了解金属指示剂的概念。
2、明确金属指示剂的作用原理(重难点)。
3、记住几种常用的金属指示剂，
4、掌握几种常用金属指示剂的配制方法(重点)。
化学分析技术
配位滴定法
水 的 硬 度 检 测
水中加入了什么？为什么软化前后 加入水的颜色会发生改变？
使用pH范围 In MIn 红 直接滴定M Mg2+ Zn2+
7-10
蓝
二甲酚橙 (XO)
磺基水杨酸 钙指示剂(NN)
< 6
2 10-13
黄
无பைடு நூலகம்蓝
红
Bi3+ Pb2+ Zn2+
紫红 Fe3+ 红 Ca2+
PAN(Cu-PAN)
[1-(2-吡啶偶氮)2-萘酚]
2-12
黄
红
Cu2+(Co2+ Ni2+)
M + Y =
MY
讨论：K/MY与 K/MIn关系？
MIn + Y = MY
颜色II
+
In
颜色I
显游离指示剂颜色
变色实质： EDTA 置换出与指示剂配位的金
属离子，同时释放指示剂，从而引起溶液颜
色的改变
注：
In为有机弱酸，颜色随pH值而变化→注意控 制溶液的pH值
3、常用金属指示剂
指示剂 铬黑T (EBT)