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酸碱指示剂的选择与使用

科普小知识2021-09-20 12:04:32
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酸碱指示剂是最常用的指示剂之一。如何使用酸碱指示剂,应选择哪种合适的酸碱指示剂?让我们分享酸碱指示剂的选择和使用。

指示剂选择不当和肉眼难以识别变色点会给测量结果带来误差。因此,在各种指示剂中,应当选择一种其颜色变化范围恰好在滴定曲线的突变范围内或者至少跨越滴定曲线的突变范围的一部分的指示剂。这样,当滴定刚刚在滴定曲线的跳跃范围内完成时,最大误差不超过0.1%,这是体积分析所允许的。例如,当氢氧化钠用于滴定盐酸溶液时,甲基橙通常用作指示剂,因为滴定曲线的跳跃范围在pH 4和39.7之间。甲基橙在盐酸溶液中呈红色,滴加氧化氢后,溶液由红色变为纯黄色,这是滴定终点。此时,溶液的酸碱度已达到4.4,在跳跃范围内。另一个例子,当酚酞用作指示剂时,溶液在培养基pH8时逐渐呈现淡粉色,当溶液的pH8在810以内时,它仍然在滴定曲线的突变范围内。可以看出,对于强酸和强碱的滴定,这两个指标的选择是正确的。对于弱酸的强碱滴定,例如,当用氢氧化钠滴定乙酸时,滴定跳跃范围的酸碱值在5之间。79.7,这显然不能使用甲基橙。由于当甲基橙从橙色变为黄色时溶液的酸碱度为4.4,此时乙酸仅被50%中和,并且尚未达到滴定终点。如果使用酚酞,其颜色变化范围在810之间,正好在滴定跳跃范围的边界。因此,酚酞是强酸滴定最合适的指示剂。

指示剂变色范围越窄,终点越容易识别。为此,可以使用混合指标。混合指示剂可以通过将一种指示剂与一种染料混合或者通过混合两种不同的指示剂来形成。例如,由甲基橙(黄色)和靛蓝(蓝色)组成的混合指示剂在滴定终点从绿色变为紫色(甲基橙的红色与腘蓝互补)。颜色变化非常明显,终点易于观察。

从以上讨论可以看出,选择合适的指标对获得准确的折叠结果非常重要。选择指示剂时,应根据滴定反应的酸碱度变化范围及其他等效点、指示剂变色识别的难度、实验要求的误差范围、使用的溶剂(介质)和滴定操作程序等因素来确定。

此外,指示剂变色的灵敏度也是影响实验结果的重要因素之一。在溶液中,所用指示剂的浓度(剂量)是影响指示剂变色灵敏度的一个重要因素。对于颜色变化范围较窄的指示器,酸碱度的轻微变化也会立即导致等时点的颜色变化。同时,温度会影响指示剂的电离常数,指示剂的颜色变化范围随温度的不同而不同。选择指示器时,应考虑影响指示器变色的这些敏感因素。