EBTb金属离子指示剂封闭-Eduwest

金属指示剂名词解释
金属指示剂是一种影响金属产品表面质量的重要因素，包括各种颜色、功能和性能等。

它们可以在金属和其他材料上形成一层膜层，以及提供防腐、防护或装饰的作用，使金属的使用寿命大大延长。

一般而言，金属指示剂可以分为防腐剂和涂料。

防腐剂称作表面处理剂，主要用于防止金属表面的污染、腐蚀和氧化，以及颜色的变化。

涂料则是将金属表面做一层保护，以减少金属表面的磨损和腐蚀，并增加金属表面的光泽度。

第二段：
有一类特殊的金属指示剂，叫做表面活性剂，它们主要是为了提高金属表面的润湿性，以便把涂料稳定地附着在金属表面上。

表面活性剂的作用不仅仅是在金属表面做一层保护，还可以增强金属表面的抗腐蚀、耐磨性和延展性能，以提高产品的使用寿命。

此外，还可以增加金属表面的粘合性，使涂料更好地与金属表面结合，以改善产品外观和性能。

第三段：
金属指示剂也可以分为选择性和非选择性类型。

选择性类型包括抑制剂、静电喷涂剂、离子源表面活性剂和聚合物表面活性剂等，它们的作用是保持金属表面的平整度和润湿性，以便把涂料附着到金属表面上。

非选择性类型包括电镀剂、氧化剂、磷化剂和电泳剂等，这些金属指示剂可以使金属表面形成一层氧化膜，增加金属表面的抗腐蚀性、耐磨性和高温热稳定性。

第四段：
正确使用金属指示剂可以提高金属产品的使用性能和服务寿命，不仅可以改善产品外观，而且可以减少金属表面的腐蚀，以及使产品更加耐用和易维护。

此外，金属指示剂还可以用于表面加工和涂装工艺的优化，以提高金属零件的表面质量。

因此，金属指示剂可以被看作是工业生产环节中不可缺少的一环。

简述金属离子指示剂的作用原理金属离子指示剂是一种具有特定颜色变化的物质，可以在溶液中检测和定量分析金属离子的存在和浓度。

其作用原理是基于配位化学和染料化学的基本原理。

在配位化学中，金属离子通常能够与其他分子或离子形成配位结合，并形成稳定的配合物。

这些配合物通常具有特定的结构和性质，如颜色、溶解度和稳定性等。

金属离子指示剂在溶液中与金属离子发生配位反应，形成具有不同颜色的配合物，从而通过颜色变化来检测金属离子的存在和浓度。

首先，金属离子指示剂必须具有一定的亲金属离子的能力。

通常情况下，指示剂分子中含有一些特殊的原子基团，如硫、氮、氧等，这些基团可以提供配位位点，与金属离子形成配合物。

这些基团通常具有富电子的性质，可以捐赠电子给金属离子，形成金属-配体配位键。

其次，金属离子指示剂的配体结构和性质对颜色变化起到关键作用。

由于金属离子的电子结构和配位数的不同，其配合物的结构和性质也不同，从而导致颜色的差异。

多数金属离子配合物呈现的颜色可以分为两类：吸收染料和发射染料。

吸收染料是指在可见光范围内能够吸收一部分光谱，并反映出另一部分光谱的染料。

金属离子与染料配位形成的配合物通常会导致金属配合物的吸收峰发生变化。

当金属离子与指示剂发生配位反应时，吸收波长发生变化，从而导致颜色的变化。

发射染料是指在受到激发后，能够发射出特定波长光谱的染料。

金属离子与染料配位形成的配合物通常会影响染料分子的激发态和发射态能级，从而导致发光颜色的变化。

当金属离子与指示剂发生配位反应时，染料的发射波长发生变化，从而导致颜色的变化。

金属离子指示剂的性质还受到其他因素的影响，如pH值、温度、阳离子浓度和金属与配体的配位数等。

其中，pH值是一个重要的因素，因为金属离子的配合物通常对H+离子和OH-离子敏感，并且配合物的酸碱性往往影响其颜色。

金属离子指示剂在实际应用中具有广泛的用途。

一方面，它们可以在分析化学实验中用于检测和定量分析金属离子的存在和浓度。

金属指示剂的封闭,僵化现象及其消除1.封闭现象(1)概念:当滴定到达计量点时,虽滴入足量的EDTA也不能从金属离子与指示剂配合物MIn中置换出指示剂而显示颜色变化,这种现象称为指示剂封闭现象. (2)产生原因:一是MIn较MY稳定,过量Y难以置换出In;二是MIn的颜色变化不可逆引起.(3)消除方法:由被滴金属离子本身引起的,可以采用返滴定法避免;由于其它金属离子引起的,需设法使这些金属离子不发生作用(掩蔽或分离)2.僵化现象(1)概念:如果指示剂与金属离子的配合物MIn形成胶体或沉淀,在用EDTA滴定到达计量点时,EDTA置换指示剂的作用缓慢,引起终点的拖长,这种现象称为指示剂的僵化现象.(2)产生原因:MIn为胶体或沉淀,使MY计量点时,Y置换出In的缓慢.(3)消除方法:加入合适的有机溶剂;加热;接近终点时放慢滴定速度并剧烈振荡金属指示剂的封闭现象、僵化现象、氧化现象（1）封闭现象某些金属离子与指示剂形成的络合物较其与EDTA的络合物更稳定。

如果溶液中存在着这些金属离子，即使滴定已经到达计量点，甚至过量EDTA也不能夺取出MIn络合物中的金属离子而使游离的指示剂In释放出来，因而看不到滴定终点应有的颜色突变。

这种现象称为指示剂的封闭现象。

如果是被测离子导致的封闭，应选择更适宜的指示剂；如果是由共存的其它金属离子导致的封闭，则应采取适当的掩蔽剂掩蔽干扰离子的影响。

（2）僵化现象有些指示剂或MIn络合物在水中的溶解度较小，或因MIn只稍逊于MY的稳定性，致使EDTA与MIn之间的置换反应速率缓慢，终点拖长或颜色变化很不敏锐。

这种现象称为指示剂的僵化现象。

克服僵化现象的措施是选择更合适的指示剂或适当加热，提高络合物的溶解度并加快滴定终点时置换反应的速度。

（3）氧化变质现象金属指示剂大多是分子中含有许多双键的有机染料，易被日光、空气和氧化剂所分解；有些指示剂在水溶液中不稳定，日久会因氧化或聚合而变质。

常用掩蔽剂Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT金属指示剂的封闭,僵化现象及其消除1.封闭现象(1)概念:当滴定到达计量点时,虽滴入足量的EDTA也不能从金属离子与指示剂配合物MIn中置换出指示剂而显示颜色变化,这种现象称为指示剂封闭现象. (2)产生原因:一是MIn较MY稳定,过量Y难以置换出In;二是MIn的颜色变化不可逆引起.(3)消除方法:由被滴金属离子本身引起的,可以采用返滴定法避免;由于其它金属离子引起的,需设法使这些金属离子不发生作用(掩蔽或分离)2.僵化现象(1)概念:如果指示剂与金属离子的配合物MIn形成胶体或沉淀,在用EDTA滴定到达计量点时,EDTA置换指示剂的作用缓慢,引起终点的拖长,这种现象称为指示剂的僵化现象.(2)产生原因:MIn为胶体或沉淀,使MY计量点时,Y置换出In的缓慢.(3)消除方法:加入合适的有机溶剂;加热;接近终点时放慢滴定速度并剧烈振荡金属指示剂的封闭现象、僵化现象、氧化现象（1）封闭现象某些金属离子与指示剂形成的络合物较其与EDTA的络合物更稳定。

如果溶液中存在着这些金属离子，即使滴定已经到达计量点，甚至过量EDTA也不能夺取出MIn络合物中的金属离子而使游离的指示剂In释放出来，因而看不到滴定终点应有的颜色突变。

这种现象称为指示剂的封闭现象。

如果是被测离子导致的封闭，应选择更适宜的指示剂；如果是由共存的其它金属离子导致的封闭，则应采取适当的掩蔽剂掩蔽干扰离子的影响。

（2）僵化现象有些指示剂或MIn络合物在水中的溶解度较小，或因MIn只稍逊于MY的稳定性，致使EDTA与MIn之间的置换反应速率缓慢，终点拖长或颜色变化很不敏锐。

这种现象称为指示剂的僵化现象。

克服僵化现象的措施是选择更合适的指示剂或适当加热，提高络合物的溶解度并加快滴定终点时置换反应的速度。

（3）氧化变质现象金属指示剂大多是分子中含有许多双键的有机染料，易被日光、空气和氧化剂所分解；有些指示剂在水溶液中不稳定，日久会因氧化或聚合而变质。

常用的金属指示剂关键词：铬黑T，钙指示剂（NN指示剂），酸性铬蓝K，二甲酚橙（简称XO），酸性铬蓝K（1）铬黑T(EBT)EBT可用NaH2In表示，在水溶液中阴离子H2In―随溶液pH的升高分二级解离而呈现三种不同的颜色：pH＜6.3时为紫红色，pH═8～10时为蓝色，pH＞11.6时为橙色。

铬黑T与M生成的配合物MIn一般显红色。

由于EBT在pH＜6.3和pH＞11.6的溶液中，呈现的颜色与MIn 的颜色相近，滴定终点时颜色变化不明显，所以EBT使用的最适宜酸度为pH═8～10，可用NH3-NH4Cl缓冲溶液控制。

在该pH范围内可用EBT作指示剂，用EDTA直接滴定Mg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Ba2+、Mn2+等离子。

铬黑T作指示剂，在pH═10的条件下，用EDTA滴定Ca2+、Mg2+ 时，Fe3+、Al3+、Ni2+等对铬黑T有封闭作用，可加入少量三乙醇胺（掩蔽Fe3+、Al3+）和KCN（掩蔽Ni2+）以消除干扰。

（2）酸性铬蓝K 其水溶液在pH＜7时呈玫瑰红色，pH═8～13时呈蓝色。

在碱性溶液中它与Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+等离子易形成红色配合物。

因此适宜在碱性溶液中使用。

它对Ca2+的灵敏度比EBT高。

为了提高终点敏锐性，通常将酸性铬蓝K与萘酚绿B混合（1׃2~2.5）使用，简称KB指示剂，它在碱性溶液中仍为蓝色，与M形成配合物也为红色。

pH═10时测定Ca2+、Mg2+总量，可以KB指示剂确定滴定终点。

在pH═12.5时也可指示单独测定Ca2+含量的终点（此时Mg2+已生成Mg(OH)2沉淀不干扰Ca2+的测定）。

（3）二甲酚橙（简称XO）通常用的是二甲酚橙的四钠盐，易溶于水，pH＜6.3呈黄色、pH＞6.3呈红色，它与金属离子形成的配合物MIn呈紫红色，为使终点变色明显，一般在pH＜6.3的溶液中使用。

许多金属离子如：Bi2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等都可用XO作指示剂直接滴定，终点由紫红色变为亮黄色，很敏锐。

4.5 金属离子指示剂4.5.1 金属离子指示剂的作用原理金属指示剂是一些有机配位剂，可与金属离子生成有色配合物，起有色配合物的颜色与游离指示剂的颜色不同，从而可以用来指示滴定过程中金属离子浓度的变化情况，因而成为金属离子指示剂，简称金属指示剂。

一铬黑T （EBT ）威力说明金属指示剂的作用原理。

铬黑T 在pH8~11是呈现蓝色，它与2C a+﹑2M g +﹑2Z n+等金属离子形成的配合物呈酒红色。

EDTA 滴定这些金属离子时，加入铬黑T 指示剂，滴定前它与少量金属离子形成酒红色配黑物，而大多数金属离子处于游离状态。

随着EDTA 的不断滴入，游离金属离子逐步被配位形成配合物M-EDTA 。

当游离的金属离子几乎完全配位后，继续滴加EDTA 时，由于EDTA 与金属离子形成的配合物（M-EDTA ）的条件稳定常数大于铬黑T 与金属离子形成的配合物（M-铬黑T ）的条件稳定常数，因此，EDTA 夺取M-铬黑T 中的金属离子，从而将指示剂释放出来，溶液显示出游离铬黑T 的蓝色，指示滴定终点额到达。

其反应方程式如下:-+-ME D T A T +M 铬黑T E D T A M 铬黑（酒红色）（蓝色）4.5.2 金属离子指示剂应具有的条件从以上的讨论可知，作为金属指示剂应具有以下条件：①在滴定的pH 范围内，指示剂与金属离子形成的配合物的颜色必须与指示剂本身的颜色有明显差别。

②指示剂与金属离子形成的配合物的稳定性要适当。

它既要有一定的稳定性，但是又要比金属离子与EDTA 形成的配合的稳定性要小。

如果指示剂与金属离子形成的配合物的稳定性太低，就会导致终点提前，而且变色不敏锐；相反，如果稳定性太高，又会使终点拖后，而且有可能加入虽过量的EDTA 也不能夺走其中的金属离子，得不到滴定终点，这种现象称为指示剂的封闭。

通常可采用加入适当的掩蔽剂来消除指示剂的风暴现象。

例如，在pH=10,以EDTA 为指示剂滴定2C a+﹑2M g +总量时，3A l+、3F e+、2C u+、2N i+、2C o+会封闭指示剂，使终点无法确定。

金属离子指示剂一. 金属离子指示剂的作用原理金属离子指示剂大多是一些能于金石离子形成配合物的显色剂：In + M = MInA色B色（A色与B色不同）化学计量点时：MIn + EDTA == M-EDTA + In KαMY KαMYB 色A色例：以EDTA滴定Mg2+，用铬黑T（EBT）作指示剂时：滴定开始前Mg2+ + EBT == Mg-EBT （红）滴定过程中Mg2+ + EDTA == Mg-EDTA计量点时EDTA + Mg-EBT == Mg-EDTA + EBT红兰根据酸效应曲线，滴定Mg2+适宜的pH 值为10（9.6~10），但指示剂也有自身适宜的pH 范围：-H+ -H+H2In- == HIn2- == In3-红兰橙pH此指示剂适宜的pH范围应为pH 8~11，在此pH 范围内，金属离子的游离态与配位态的颜色有明显的区别，也恰好与滴定Mg2+ 的酸度pH =10 符合。

二. 金属（离子）指示剂必须具备的条件1. 在滴定pH 范围内，MIn 与In 的颜色有明显的区别；2. KαMIn 要足够大但：KαMIn KαMY ，要求KαMIY 100 KαMIn （pT=3, 误差0.1%）3. 应具有良好的选择性和一定的广泛性4. 指示剂与Mn+反应必须灵敏、迅速，且有良好的可逆性。

三. 金属指示剂的选择金属指示剂的理论变色点M + In == MIn达到指示剂变色点时：[MIn] = [In]，log KMIn = pM即：指示剂变色点时的pMep等于有色配合物log KMIn的值。

金属指示剂一般都是有机弱酸，实际工作中考虑酸效应影响：log KMInα = pM (16)pH α ® log KMInα α ® pM α因此，金属指示剂不可能像酸碱指示剂那样，有一个确定的变色点，而是随着溶液pH 不同而不同。

理论选择：pMep 与pMsp尽可能一致，在计量点附近的pM 突跃范围内。

金属指示剂金属指示剂：配位滴定中，能随溶液中金属离子浓度的变化而改变颜色的指示剂，叫金属指示剂。

〔一〕金属指示剂的变色原理滴定前，先参加少量的金属指示剂〔甲色〕于被测离子的溶液中，金属指示剂In与一局部M结合生成配合物MIn〔乙色〕。

参加EDTA后，EDTA与大局部游离的M结合生成MY。

当滴定接近化学计量点附近一滴或半滴时，EDTA夺取MIn 〔乙色〕中的金属离子M，从而置换出指示剂In，使溶液呈指示剂的颜色〔甲色〕。

引起溶液颜色的突变，指示滴定终点。

参加指示剂：滴定前：M In MIn甲色乙色滴定时：M Y MY终点：MIn Y MY In乙色无色甲色例如：用EDTA滴定Mg2，指示剂为铬黑T。

滴定前：Mg2EBT〔红色〕滴定中：Mg2Y 〔无色〕终点时：Y Mg- EBT MgY EBT〔蓝色〕〔二〕金属指示剂应具备的条件：与MIn的颜色差异明显；2配位反响灵敏而且有选择性；应有一定的稳定性，且小于MY的稳定性。

K MIn’＞104且K MY’/K MIn’＞102。

易溶与水，便于储存和使用。

〔三〕金属指示剂的封闭现象和僵化现象1．封闭现象：某些金属离子与指示剂配位后的稳定常数大于与EDTA配位的稳定常数，致使计量点后，过量的EDTA不能置换出指示剂，看不到溶液颜色的变化。

这种现象叫指示剂的封闭现象。

如：EDTA滴定Fe3、Al3、Cu2、Co2、Ni2不能用铬黑T指示剂2僵化现象：有些指示剂与某些金属离子形成的配合物MIn是胶体或沉淀或K MIn K MY两个稳定常数相差较小，导致接近终点时EDTA置换作用缓慢，滴定终点拖长，这种现象叫指示剂的僵化现象。

消除的方法：〔1〕加有机溶剂或加热，使其溶解度增大；〔2〕加热，以加快置换作用〔四〕常用的金属离子指示剂1、铬黑T〔简称EBT〕用NaH2In表示，黑褐色粉末，固体相对稳定，H2In-在水中存在着电离平衡H2In-HIn2- In3-红色兰色橙色EBT:m NaCl=1:100混合研细密闭保存。