关于酸碱指示剂的小问题

关于酸碱指示剂的小问题

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1、酸碱指示剂为什么会变色？即酸碱指示剂的变色原理是怎样的？

酸碱指示剂是一种弱酸或弱碱，其对应的共轭碱或共轭酸具有不同的颜色。下图乃是酚酞的变色原理：酚酞是一种弱酸，酚酞结构从强碱到强酸环境，越逐渐质子化，但是只有在强酸环境与碱性环境显现出颜色。这是因为在这两种环境下中心的碳原子为sp2杂化，所有碳原子在同一平面，形成整个分子的大离域π键（在强酸环境下是19中心18电子π键，碱性环境下是19中心19电子π键）。

由此可知，存在大的共轭体系的分子溶液容易表现出颜色。这是由于大共轭体系中的自由电子可以吸收特定波长的电磁波（π→π*），从而显现出颜色。

2、酸碱指示剂在什么条件下才会变色？

以HIn代表弱酸性指示剂，其离解平衡可用下式表示：

由此可见，酸碱指示剂的变色和溶液的pH值相关。现以弱酸性指示剂为例来讨论指示剂的变色与溶液pH值之间的数量关系。已知弱酸性指示剂在溶液中的离解平衡为：

式中K

In

为指示剂的离解平衡常数，通常称为指示剂常数。

在一定温度下，酸碱指示剂K

In

是一个常数。因此，溶液的颜色就完全决定于溶液的pH值。

溶液中指示剂颜色是两种不同颜色的混合色。当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。一般认为，能够看到颜色变化的指示剂浓度比[In-]/[HIn]的范围是1/10～10。如果用溶液的pH值表示，则可表示为：

当pH值在pK

In

-1以下时，溶液只显指示剂的酸式色；

pH值在pK

In

+1以上时，只显其碱式色。

当pH在pK

In -1到pK

In

+1之间时，才能看到指示剂的颜色变化情况，故指示剂

的变色范围为：pH=pK

In

±1

因此，根据理论上推算，指示剂的变色范围是两个pH单位。

3、使用酸碱指示剂时要注意哪些问题？为什么？

指示剂的选择

指示剂选择不当，加之肉眼对变色点辨认困难，都会给测定结果带来误差。因此，在多种指示剂中，选择指示剂的依据是：要选择一种变色范围恰好在滴定曲线的突跃范围之内，或者至少要占滴定曲线突跃范围一部分的指示剂。这样当滴定正好在滴定曲线突跃范围之内结束时，其最大误差不过0.1%，这是容量分析容许的。

指示剂的用量

双色指示剂的变色范围不受其用量的影响，但因指示剂本身就是酸或碱，指示剂的变色要消耗一定的滴定剂，从而增大测定的误差。对于单色指示剂而言，用量过多，会使用变色范围向pH值减小的方向发生移动，也会增大滴定的误差。例如：用0.1mol/L NaOH滴定0.1mol/LHAc，pHsp=8.5，突跃范围为pH 8.70-9. 00，滴定体积若为50ml,滴入2-3滴酚酞，大约在pH=9时出现红色；若滴入10-15滴酚酞，则在pH=8时出现红色。显然后者的滴定误差要大得多。

指示剂用量过多，还会影响变色的敏锐性。例如：以甲基橙为指示剂，用HCl 滴定NaOH溶液，终点为橙色，若甲基橙用量过多则终点敏锐性就较差.

温度和溶剂

温度的变化会引起指示剂电离常数和水的质子自递常数发生变化，因而指示剂的变色范围亦随之改变，对碱性指示剂的影响较酸性指示剂更为明显。不同的

溶剂具有不同的介电常数和酸碱性，因而也会影响指示剂的电离常数和变色范围。

以下是常见酸碱指示剂的变色范围及变化颜色：