2-知识点4：金属指示剂工作原理及应具备的条件.
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职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工产品检验》课程
承担院校
宁波职业技术学院
金属指示剂 1、 金属指示剂的作用原理 定义：能与金属离子络合，并由于络合和离解作
用而产生明显颜色的改变，以指示被滴定的金属离子 在计量点附近浓度变化的一种指示剂，称为金属指示 剂。 以In代表指示剂，与金属离子(M)形成1:1络合物， 用EDTA滴定金属离子前，反应过程如下： 滴定前，加入少量的指示剂与溶液中 M 络合，形成一种 与指示剂本身颜色不同的络合物： M + In === MIn 甲色 乙色
蓝
11.6
橙 ) 二甲酚橙 (XO)(6元酸) 磺基水杨酸(SSal) 钙指示剂 PAN(Cu-PAN)
[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘 酚]
常用金属指示剂 In MIn 直接滴定M 使用pH范 围
7-10 < 6 2 10-13 2-12
2、指示剂的封闭与僵化 指示剂的封闭现象 有时某些指示剂与金属离子生成稳定的配合物， 这些配合物较对的 MY 配全物更稳定，以至到 达计量点时滴入过量 EDTA，也不能夺取指示 剂配全物(MIn)中的金属离子，指示剂不能释 放出来，看不到颜色的变化这种现象叫指示剂 的封闭现象。 即K MIn>K MY
例 ： EDTA 滴 定 Mg2+(pH≈10) ， 铬 黑 T(EBT)作指示剂 Mg2++EBT===Mg－EBT 兰色 鲜红色 Mg－EBT+EDTA===Mg－EDTA+EBT 鲜红色 兰色
须具备的条件： ⑴在滴定的 pH 范围内，游离指示剂本身的颜色 与其金属离子配合物的颜色应有显著区别。这 样，终点时的颜色变化才明显； ⑵指示剂与金属离子的显色反应必须灵敏、迅速 ，且良好的可逆性； ⑶“MIn”配合物的稳定性要适当。即MIn既要 有足够的稳定性，又要比MY稳定性小。如果 稳定性太低，就会使终点提前，而且颜色变化 不敏锐；如果稳定性太高，就会使终点拖后， 甚至使EDTA不能夺取MIn中的M，到达计量 点时也不改变颜色，看不到滴定终点。通常要 求两者的稳定常数之差大于100，即： lgK MY -lgK MIn >2
蓝 黄 无 蓝 黄
红 红
Mg2+ Zn2+ Bi3+ Pb2+ Zn2+
紫红 Fe3+ 红 红 Ca2+ Cu2+(Co2+ Ni2+)
如用PAN[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚]作指示剂时， 可加入少量甲醇或乙酸；也可以将溶液适当加热 ，以加快置换速度，使指示剂的变色较明显； 3、常用金属指示剂 例指示剂铬黑T（EBT）本身是酸碱物质 H3In pKa1 H2In- pKa2 HIn2pKa3 In3-
紫红 3.9 紫 红 6.3
如以铬黑 T 作指示剂， pH=10.0 时， EDTA 滴定 Ca2+ 、 Mg2+ 时， Al3+ 、 Fe3+ 、 Ni2+ 和 Co2+对铬黑T有封闭作用，这时可加入少量三 乙醇胺 ( 掩蔽 Al3+和 Fe3+) 和 KCN( 掩蔽 Co2+ 和Ni2+)以消除干扰。 指示的僵化现象 有些金属指示剂本身与金属离子形成配合物的 溶解度很小，使终点的颜色变化不明显；还有 些金属指示剂与金属离子所形成的配合物的稳 定性稍差于对应 EDTA配合物，因而使EDTA 与MIn之间的反应缓慢，使终点拖长，这种现 象叫做指示剂的僵化。这时，可加入适当的有 机溶剂或加热，以增大其溶解度。
滴定开始主计量点前，EDTA与溶液中M络合， 形成络合物 MY ，此时溶液部仍呈现 (乙色 )的 颜色。 M + Y === MY 当滴定主计量点附近，金属离子浓度已很低 ，EDTA进而夺取 MIn中的M，将指示剂 In释 放出来，此时溶液的颜色由乙色变为甲色，指 示终点到达。 MIn+Y===MY+In 乙色 甲色
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金属指示剂 1、 金属指示剂的作用原理 定义：能与金属离子络合，并由于络合和离解作
用而产生明显颜色的改变，以指示被滴定的金属离子 在计量点附近浓度变化的一种指示剂，称为金属指示 剂。 以In代表指示剂，与金属离子(M)形成1:1络合物， 用EDTA滴定金属离子前，反应过程如下： 滴定前，加入少量的指示剂与溶液中 M 络合，形成一种 与指示剂本身颜色不同的络合物： M + In === MIn 甲色 乙色
蓝
11.6
橙 ) 二甲酚橙 (XO)(6元酸) 磺基水杨酸(SSal) 钙指示剂 PAN(Cu-PAN)
[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘 酚]
常用金属指示剂 In MIn 直接滴定M 使用pH范 围
7-10 < 6 2 10-13 2-12
2、指示剂的封闭与僵化 指示剂的封闭现象 有时某些指示剂与金属离子生成稳定的配合物， 这些配合物较对的 MY 配全物更稳定，以至到 达计量点时滴入过量 EDTA，也不能夺取指示 剂配全物(MIn)中的金属离子，指示剂不能释 放出来，看不到颜色的变化这种现象叫指示剂 的封闭现象。 即K MIn>K MY
例 ： EDTA 滴 定 Mg2+(pH≈10) ， 铬 黑 T(EBT)作指示剂 Mg2++EBT===Mg－EBT 兰色 鲜红色 Mg－EBT+EDTA===Mg－EDTA+EBT 鲜红色 兰色
须具备的条件： ⑴在滴定的 pH 范围内，游离指示剂本身的颜色 与其金属离子配合物的颜色应有显著区别。这 样，终点时的颜色变化才明显； ⑵指示剂与金属离子的显色反应必须灵敏、迅速 ，且良好的可逆性； ⑶“MIn”配合物的稳定性要适当。即MIn既要 有足够的稳定性，又要比MY稳定性小。如果 稳定性太低，就会使终点提前，而且颜色变化 不敏锐；如果稳定性太高，就会使终点拖后， 甚至使EDTA不能夺取MIn中的M，到达计量 点时也不改变颜色，看不到滴定终点。通常要 求两者的稳定常数之差大于100，即： lgK MY -lgK MIn >2
蓝 黄 无 蓝 黄
红 红
Mg2+ Zn2+ Bi3+ Pb2+ Zn2+
紫红 Fe3+ 红 红 Ca2+ Cu2+(Co2+ Ni2+)
如用PAN[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚]作指示剂时， 可加入少量甲醇或乙酸；也可以将溶液适当加热 ，以加快置换速度，使指示剂的变色较明显； 3、常用金属指示剂 例指示剂铬黑T（EBT）本身是酸碱物质 H3In pKa1 H2In- pKa2 HIn2pKa3 In3-
紫红 3.9 紫 红 6.3
如以铬黑 T 作指示剂， pH=10.0 时， EDTA 滴定 Ca2+ 、 Mg2+ 时， Al3+ 、 Fe3+ 、 Ni2+ 和 Co2+对铬黑T有封闭作用，这时可加入少量三 乙醇胺 ( 掩蔽 Al3+和 Fe3+) 和 KCN( 掩蔽 Co2+ 和Ni2+)以消除干扰。 指示的僵化现象 有些金属指示剂本身与金属离子形成配合物的 溶解度很小，使终点的颜色变化不明显；还有 些金属指示剂与金属离子所形成的配合物的稳 定性稍差于对应 EDTA配合物，因而使EDTA 与MIn之间的反应缓慢，使终点拖长，这种现 象叫做指示剂的僵化。这时，可加入适当的有 机溶剂或加热，以增大其溶解度。
滴定开始主计量点前，EDTA与溶液中M络合， 形成络合物 MY ，此时溶液部仍呈现 (乙色 )的 颜色。 M + Y === MY 当滴定主计量点附近，金属离子浓度已很低 ，EDTA进而夺取 MIn中的M，将指示剂 In释 放出来，此时溶液的颜色由乙色变为甲色，指 示终点到达。 MIn+Y===MY+In 乙色 甲色