浅谈酸碱滴定中指示剂的选择_刘美玲

１　常用的酸碱指示剂
在酸碱滴定实验中，我们常用的酸
碱指示剂一般是有机弱酸或者有机弱碱，当溶液的ＰＨ值发生变化后，指示剂的结构发生变化，从而引起颜色的变化，以此来指示滴定终点的到达。

若用ＨＩｎ表示酸，Ｉｎ－表示其共轭碱，酸碱平衡如下：
ＨＩｎ ＝ Ｈ＋ ＋ Ｉｎ－酸式色 碱式色
常用的酸碱指示剂主要分为以下四类：
酚酞类：常见的有酚酞，百里酚酞等。

偶氮化合物类：常见的有甲基橙、中性红等；
硝基苯酚类：常用的是邻位、对位硝基酚，如α　－　β和　γ　－　双硝基酚等。

磺代酚酞类：常用的有酚红、甲酚红、溴酚蓝、百里酚兰等。

近年来，又有很多学者从植物中提取有效成分自制一些酸碱指示剂。

比如已见报道的用紫草，紫色卷心菜，米苋菜等植物来制备酸碱指示剂。

随着研究的深入，学者发现很多植物的色素如月季花、菊花、牵牛花等的浸出液都可以制成不同的酸碱指示剂。

２　常用的酸碱指示剂的变色范围
指示剂的变色范围是ｐＨ　＝　ｐＫＨＩｎ　±１，而在实际操作中，实际的变色范围和理论变色范围有所不同，常用的酸碱指
浅谈酸碱滴定中指示剂的选择
刘美玲 天津现代职业技术学院生物化工系，天津　３００２５０
示剂的变色范围如表１所示：
表１　常用的指示剂的变色范围
在酸碱滴定实验操作中，选择合适的指示剂是关键。

一般来说，指示剂的变色范围越窄越好。

这是因为ＰＨ值稍有变化，指示剂就能改变颜色，指示终点的到达就更加精确。

为此，一些反应中，还会用到混合指示剂，比如凯式定氮中，甲基红和溴甲酚绿作为指示剂，这样就使变色范围变窄，变色更灵敏，终点指示更精确。

３　影响指示剂变色的因素
影响指示剂变色的因素主要有温度、指示剂的用量、盐类的存在等。

３．１　温度
温度改变时指示剂常数ＫＩｎ和水的离子积Ｋｗ都有改变，因此指示剂的变色范围也随之发生改变。

例如，甲基橙在室温下的变色范围是３．１～４．４，在１００℃时为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。

３．２指示剂的用量
对双色指示剂如甲基橙，溶液颜色决定于［Ｉｎ］／［ＨＩｎ］的比值，与指示剂的用量无关。

但因指示剂本身也要消耗滴定剂，当指示剂浓度大时将致使终点时颜色变化不敏锐。

而单色指示剂如酚酞，指示剂的用量有较大的影响。

例如，在５０～１００ｍＬ溶液中加入０．１％酚酞指示剂２～３滴，ｐＨ　＝　９时出现红色；在同样条件下加入１０～１５滴，则在ｐＨ＝８时出现红色。

因此，用单色指示剂指示滴定终点时，要严格控制指示剂的用量。

通常滴定溶液２０～３０ｍＬ时，指示剂的用量约为１～４滴。

３．３盐类的存在
某些盐类具有吸收不同波长光波的性质，也会改变指示剂颜色的深度和色调，所以在滴定溶液中不宜有大量盐类存在。

４　酸碱滴定中选择合适的指示剂
运用酸碱滴定法进行分析测定时，最重要的是要估计被测物质能否被准确滴定，了解滴定过程中溶液的ＰＨ随滴定剂体积增加而变化的情况，才有可能选择合适的指示剂，从而准确的确定滴定终点。

指示剂的选择是依赖于酸碱滴定曲线中计量点附近的ＰＨ值突跃，只要指示剂的ＰＨ变色范围在该曲线突跃范围内的指示剂均可以选用。

到达终点时虽不是化学计量点，但在此范围内的滴定误差小于０．１％，这是酸碱滴定分析上所允许的。

选择不当会使滴定误差增大，失去滴定分析的意义。

比如选用的指示剂ＰＨ值高于滴定曲线ＰＨ突跃范围，测定结果就会偏高，反之则偏低，这都会给滴定分析带来误差，是酸碱滴定分析中不允许的。

在酸碱滴定这一实验中根据溶液的ｐＨ值与指示剂的颜色变化规律，也就要求我们在中和反应中要慎重选择指示剂。

经常使用的滴定规律是：当强碱滴定强酸时，可选酚酞、甲基橙作指示剂；当强碱滴定弱酸时，可选用酚酞作指示剂；当强酸滴定弱碱时，选用甲基橙作指示剂。

当由于我们酸碱指示剂的选择失误时，会对中和滴定的实验结果，造成很大误差。

例如，用氢氧化钠标准溶液滴定醋酸时，分别用酚酞和甲基橙作指示剂进行实验操作，得到如表２的结果：
表２　ＮａＯＨ标准溶液滴定醋酸含量
通过以上可以发现，当选用甲基橙作为指示剂时，出现了较大误差。

５　小结
酸碱滴定分析中指示剂的正确选择是确保该滴定分析实验得到正确结论的关键。

在选择指示剂的时候，要注意指示剂的变色范围在酸碱滴定曲线突跃范围之内，且变色范围越窄越好。

指示剂的变色还要考虑温度、指示剂的用量以及溶液中盐的存在等因素的影响，综合考虑选择指示剂的各种因素，能够正确的选
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１１．０７．０９０
（二）对离合器总成工作原理不熟悉导致的故障
离合器主要承载发动机动力输出部分，故障主要分两类：
一是超负荷使用造成离合器损坏。

主要是在起钻时，没有根据井下负荷选择合适的档位，重负荷用高档起钻。

造成离合器摩擦片和中盘钢板温度升高，致使摩擦片烧蚀，表面会呈现凹凸不平状影响正常使用，造成离合器过早损坏。

超负荷使用离合器还会造成连接带（帆布拉筋，它是由多层帆布和橡胶制成，中间由白铁皮包裹）频繁损坏，因为连接带是发动机动力输出到离合器的传递纽带，属柔性传动，主要保护发动机免受冲击载荷。

连接带长时间超负荷就会破损、断裂，早期发现就应及时更换，更换时几个连接带必须同时更换，否则它们受力不一致很快也会损坏。

现场使用中，往往为了怕麻烦，存在侥幸心理，工作任务要紧就凑合使用，这样使用的危害会使离合器运转不平稳，动平衡遭到破坏，连接带损坏会更频繁，而且大多是同一个连接带损坏，一次通井机启动时连接带飞出，将检查窗口的铸铁打飞一块，可见力量之大，如果打到人，后果不堪设想，因此，每次启动之前，我强调通井机门口两边一定不能站人，这一点我也希望其他操作人员在安全上必须足够重视它。

二是违反操作规程使用离合器。

主要表现在用主离合器带重负荷和长时间半联动使用离合器。

现场井内管柱负荷在１０吨左右时，很多司钻为追求速度先合上滚筒离合器再用主离合器带负荷起钻，而且他们认为这样安全，因为短距离好控制（气路动作快，不像液路稳定，当然更主要是司钻刹车和滚筒离合器配合不熟练），柴油机的特性是转速高，扭矩小，通过传动系统就能改变转速，并使动力机传递到驱动部件的扭矩增大，即实现减速增扭的过程。

用主离合器直接带负荷起钻属于违章操作设备，这样改变了动力传递方式。

正确动力传递方式应该是发动机至主离合器——绞车变速箱——滚筒大齿轮－——滚筒离合器——滚筒。

重载的冲击载荷主要由滚筒离合器承担，以达到保护变速箱及发动机的目的。

在使用主离合器起钻后，由于滚筒离合器一直处于结合状态，所有的冲击载荷都转嫁到主离合器和变速箱上。

从静止到运转，有很大的惯性力，对发动机造成很大地阻力矩。

其数值可能大大超过发动机正常工作时所发出的最大扭矩，造成超过其承载能力的载荷，而使机件（包括变速箱内的齿轮、传动轴、靠背齿轮和链条）损坏。

它们在瞬间承受巨大的冲击力，会造成齿轮断齿，链条绷断，链轮磨损等故障。

使用主离合器带负荷起钻，离合器就必然要半联动，否则发动机就会憋熄火。

还有的情况是设备长时间工作停机后，应合上总离合器，防止离合器变形接触不良。

总离合器操纵杆的行程不对，分离杠杆与分离轴承相碰，离合器会处于半分离、半结合状态，离合器长期使用半联动，会加速摩擦片的磨损，直接缩短离合器的使用寿命。

时间长了，铆钉会松动折断，致使摩擦片脱落，离合器无法使用。

（三）对绞车制动挡位及变速箱结构缺乏了解导致的故障
首先是绞车刹车故障：刹车不当，缩短刹车机构和提升系统的寿命，很多司钻一方面为了抢时间，另一方面为了显示自己的操作水平高，在下重钻时往往等到游动滑车快要撞到井口了才一把刹住，殊不知这样做不仅有撞井口伤人危险，而且提升大绳瞬间会受到巨大拉力随时都有被拉断的危险，也会造成刹带不能均匀磨损甚至断裂，加速了刹车片的死亡。

正确做法是提前慢刹或点刹制动，使刹车片与刹车毂有最大接触面积，提高刹车的可靠性和延长刹车机构的使用寿命。

司钻除绞车操作外还必须会将刹车机构检查调整到合格状态，因为井下负荷及刹带磨损随时都在变化。

例如在某井套补作业，当班司钻在正常下钻过程中，当下放钻杆和大钩快至井口时，突然发现刹不住车，当时刹把已刹至最低位置。

导致大钩砸落井口，幸好井口人员躲避及时。

事后调查了解，发现因刹车带限位螺钉未上到位，导致刹车间隙不当，发生抱刹的现象，大钩下放速度慢，当班司钻让一位新工人在刹带处敲击，以便有利于下放，导致刹车带销子脱落，刹车失去作用。

分析：该案例说明操作人员对刹车的间隙调整方法没有掌握，即使发现问题后没能解决，采取违章操作、蛮干。

操作人员应了解：刹带是铆定在刹车钢带上的，而钢带通过挂钩、定位螺钉和滚筒支架等包住刹车毂，将手刹车拉到棘齿第四齿，上紧所有定位螺钉，再同时松开２圈左右，松刹车进行微调即可将间隙调整好。

其次是在档位出现的故障：我们有很多司钻在换挡的时候，认为只要有速度和力量就能把档挂上。

很少正确利用油门和离合器的配合来换挡。

往往在总离合器摘挡后没有完全推到位，即挡位锁止销没有完全解锁，发动机油门没有降下来，传动轴止动摩擦片未接合时强行换挡。

通井机的挡杆是一个省力杠杆机构，我们施加到档杆上的力被放大后传递到连杆机构和换挡拨叉上。

如此蛮力会导致变速连杆折断，变速箱内拨叉螺钉断以及中间轴轴向定位调整螺钉断等各种故障。

如拨叉锥形螺钉就是最易受伤的一个，更换它也不是一件简单的事，需转动轴杆将
断了的部分倒出，稍不小心就可能掉入变速箱，这一点也希望厂家有所改进。

正确的操作方法应该是，换挡之前先松油门降低发动机及变速箱输入轴转速。

然后分离离合器切断动力，继续往前推离合器操纵杆，解除档位锁并使离合器止动摩擦片接合，进一步降低传动轴转速。

待主动齿轮转速降至最低，即将停止时是换挡的最佳时机。

有时滚筒在高速运转后，虽然总离合器和滚筒离合器都已摘除，但猫头还在转，也就是说由于惯性大齿轮带动小齿轮及变速箱齿轮还在以较高速度运转，这时挂挡必然打齿。

必须看到猫头静止或即将停止时才换挡。

综上所述，只要我们加强责任心，不断学习设备专业知识，提高我们的操作技能水平，严格执行操作规程和技术标准，正确的使用和维护设备，才能将设备发挥出最佳效果，使它更好地为我们服务。