酸碱指示剂（二）

当指示剂的[In^-]=[HIn]时，pH=pK(HIn)，人们称此pH为指示剂的理论变色点。理想的情况是滴定的化学计量点与指示剂的变色点的pH完全一致，实际上这是很困难的。

根据上述理论推算，指示剂的变色范围应是两个pH单位，但实际测得的各种指示剂的变色范围并不一致，而是略有变化(见表5-8)。这是因为人眼对各种颜色的敏感程度不同，以及指示剂的两种颜色之间互相掩盖所致。

虽然指示剂变色范围的实验结果与理论推算之间存在差异，但理论推算对粗略估计指示剂的变色范围仍有一定的指导意义。

指示剂的变色范围越窄越好，因为pH稍有改变，指示剂就可立即由一种颜色变为另一种颜色，即指示剂变色敏锐，有利于提高测定结果的准确度。

三、常用的酸碱指示剂

常用的酸碱指示剂见表5-8。

四、影响酸碱指示剂变色范围的因素

1、温度

温度的变化会引起指示剂离解常数的变化，因此指示剂的变色范围也随之变动。例如，18℃时，甲基橙的变色范围为3.1～4.4，而10O℃时则为2.5～3.7。

2、溶剂

指示剂在不同的溶剂中其pK(HIn)也不同。例如甲基橙在水溶液中pK(HIn)=3.4，在甲醇中pK(HIn)=3.8。因此指示剂在不同的溶剂中具有不同的变色范围。

3、盐类

盐类的存在对指示剂的影响有两个方面：一是影响指示剂颜色的深度，这是由于盐类具有吸收不同波长光波的性质所引起的，指示剂的颜色深度的改变，势必影响指示剂变色的敏锐性；二是影响指示剂的离解常数，从而使指示剂的变色范围发生移动。

4、指示剂的用量

指示剂用量的影响也可以分为两个方面：一是指示剂用量过多(或浓度过高)会使终点颜色变化不明显，且指示剂本身也会多消耗一些滴定剂，从而带来误差。这种影响无论对单色指示剂还是对双色指示剂都是共同的。因此，在不影响指示剂变色灵敏度的条件下，一般以用量少一点为佳。二是指示剂用量的改变，会引起单色指示剂变色范围的移动。下面以酚酞为例来说明。酚酞在溶液中存在如下离解平衡。

在一定体积的溶液中，人眼感觉到酚酞的In^-颜色的最低浓度为一定值。设酚酞浓度为c(HIn)时， In^-的最低值为［In^-］的分布系数。则：

a(In^-)>为在一定酸度In^-的分布系数。如果使酚酞的浓度改为c^,（HIn）(c^,(HIn)＞c(HIn))，由上式可知，这时若将HIn滴定至In^-的最低浓度[In^-]，则a(In^一)应减小。由于K(HIn)是常数，因此a(In^-)减小即意味着H⁺浓度要增大，指示剂将在pH较低时变色。也就是说，单色指示剂用量过多时，其变色范围向pH低的方向发生移动。

5、滴定的顺序

在实际工作中，如果指示剂使用不当也会影响其变色的敏锐性。例如，酚酞由酸式色变为碱式色，即由无色变到红色，颜色变化明显，易于辨别；反之则不明显，滴定剂易滴过量。同样，甲基橙由黄变红，比由红变黄易于辨别。因此用强酸滴定强碱，一般用甲基橙作指示剂；如果用强碱滴定强酸则用酚酞作指示剂。

五、混合指示剂

表5—8所列指示剂都是单一指示剂，它们的变色范围一般都较宽，其中有些指示剂，例如甲基橙，变色过程中还有过渡颜色，不易于辨别颜色的变化。而在酸碱滴定中，有时需要将滴定的终点控制在很窄的pH范围内，此时可采用混合指示剂。混合指示剂具有变色范围窄、变色明显、变色敏锐等优点。

混合指示剂有两类，由人工配制而成的。一类是用一种不随H⁺浓度变化而改变颜色的染料和一种指示剂混合而成；另一类是由两种不同的指示剂混合而成。混合指示剂变色敏锐的原理可用下面的例子来说明。

如，甲基橙和靛蓝(染料)组成的混合指示剂，靛蓝在滴定过程中不变色，只作为甲基橙变色的背景，它和甲基橙的酸式色(红色)加合为紫色，和甲基橙韵碱式色 (黄色)加合成为绿色。在滴定过程中该混合指示剂随H⁺浓度变化而发生如表5--9的颜色变化。

可见，单一的甲基橙由黄(或红)变到红(或黄)，中间有一过渡的橙色，难于辨别；而混合指示剂由绿(或紫)变化到紫(或绿)，不仅中间是几乎无色的浅灰色，而且绿色与紫色明显不同，因此变色非常敏锐，容易辨别。

又如溴甲酚绿和甲基红两种指示剂所组成的混合指示剂，在滴定过程中随溶液H⁺浓度变化而发生如表5—10的颜色变化。

显然该混合指示剂较两种单一指示剂具有变色敏锐的优点。

混合指示剂颜色变化明显与否，还与二者的混合比例有关，这是在配制混合指示剂时要加以注意的。表5一11中列出了常用的混合指示剂及其配制比例。

参考资料：分析化学

相关链接：

酸碱指示剂（一）