金属指示剂
- 格式:ppt
- 大小:57.00 KB
- 文档页数:5


1 常用金属指示剂
① 铬黑T
铬黑T属于O,O′-二羟基偶氮类染料,简称EBT,化学名称是1-(1-羟基-2-萘偶氮基)-6-硝基-2-萘酚-4-磺酸钠,
铬黑T溶于水时,磺酸基上的Na+全都解离,形成H2In-,它在溶液中有下列酸碱平衡 :
pKa2=6.3 pKa3=11.55
H2In-=== HIn2- === In3-
紫红 蓝 橙
根据酸碱指示剂的变色原理,可近似估计出铬黑T在不同pH下的颜色如下 :pH=pKa2=6.3时,[H2In-]=[HIn2-],呈现蓝色与紫红色的混合色;pH<6.3时,[H2In-]>[HIn2-],呈紫红色;pH=6.3~11.55 时,呈蓝色;pH>11.55时,呈橙色。
铬黑T与金属离子形成的配合物显红色。可以预料,在pH<6.3和pH>11.55的溶液中,由于指示剂本身接近红色,故不能使用。根据实验结果,使用铬黑T的最适宜酸度是pH=9~10.5。在pH=10的缓冲溶液中,用EDTA直接滴定Mg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+和Hg2+等离子时,铬黑T是良好的指示剂,但Al3+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Ti4+等对指示剂有封闭作用。
固体铬黑T性质稳定,但其水溶液只能保存几天。这是由于发生聚合反应和氧化反应的缘故。铬黑T的聚合反应如下 :
nH2In- (H2In-)n
紫红色 棕色
在pH<6.5的溶液中,聚合更为严重。指示剂聚合后,不能与金属离子显色。在配制溶液时,如加入三乙醇胺,可减慢聚合速度。
在碱性溶液中,空气中的O2以及Mn(IV)和Ce4+等能将铬黑T氧化并褪色。加入盐酸羟氨或抗坏血酸等还原剂,可防止其氧化。
配制指示剂的另一方法是 :将铬黑T与干燥的纯NaCl按1:100混合研细,密闭保存。使用时用药匙取约0.1g,直接加于溶液中。
金属指示剂
名称 离解平衡及颜色变化 配制方法
铬黑T(EBT) H2In-(紫红)HIn(蓝)In(橙) 与NaCl 1:100
二甲酚橙(XO) H3In-(黄)H2In(红) 0.5%乙醇或水溶液
K-B指示剂 H2In (红) HIn-(蓝) In2 (酒红) 0.2酸性铬蓝K和0.2萘酚绿B溶于水
钙指示剂 H2In-(酒红) HIn2(蓝) In-(酒红) 5%乙醇溶液
吡啶偶氮萘酚(PAN) H2In+(黄绿) HIn(黄) In-(淡红) 1%乙醇溶液
磺基水杨酸 H2In (红紫) HIn-(无色) In-(黄) 10%水溶液
酸性铬蓝K 红-蓝 0.1%乙醇溶液
PAR 红-黄 0.05%或0.2%水溶液
钙镁试剂 H2In-(红) HIn-(蓝) In-(红橙) 0.05%水溶液[3]
金属离子指示剂的变色原理
金属离子指示剂是一类经过开发的特殊化学试剂,其主要应用于酸碱度的检测。它将在酸性、碱性介质中不同pH取值范围内产生明显的变化色,以有利于观察、比较或测定样品酸碱度值。其变色原理是依托其内部有关原子之间电子转移而发生,根据这一原理,我们来阐述金属离子指示剂的变色原理:
1、金属离子指示剂的分子中含有某种芳基团,而芳基团被其亲核离子所包围着。这种芳基团是一种可共价键的配体,当某种金属离子与其发生配位作用时,这些离子会部分损坏芳基团的共价键固定,给芳基团内部带来一定的变化。
2、当发生电子转移化学反应时,金属离子会转移一部分电子,从芳基团上接收到一些电子,而芳基团又会接收到其他金属离子的电子,从而芳基团电子附着程度发生变化。
3、由于芳基团内部发生变化,颜色或其他性质也会发生变化,即金属离子指示剂变色。而改变芳基团颜色的程度与溶液的pH值相关,即根据酸碱度的变化来控制金属离子指示剂的变色状态以及颜色变化的大小等。
以上就是金属离子指示剂变色的原理。通过借助其特定的变色特性,可应用于大量的实验室研究以及工业品质控制中,比如测定水质中的酸碱度,乃至不同物质中pH值的测量等等,大大地提高了实验方面的工作效率。
一、酸碱指示剂
酸碱指示剂是指在一定pH范围内能显示一定颜色的试剂。这类指示剂多是弱的有机酸、有机碱或是两性有机物。它们的酸式与其共轭碱式具有不同的颜色。当溶液的pH改变时,指示剂的酸式与碱式之间发生转化,从而引起颜色的变化。
1.酸碱指示剂的主要类型。
(1)硝基苯酚类。
硝基苯酚类指示剂具有比较显著的酸性。邻位和对位硝基苯酚以及α-、β-和γ-二硝基苯酚属于这类指示剂。以对位硝基苯酚为例,它的变色反应为:
(2)酚酞类。
酚酞类指示剂呈弱酸性,它包括酚酞、百里酚酞和α-萘酚酞等。以酚酞为例,它是4,4′-二羟基三苯甲醇-2〃-羧酸的内酯,无色,几乎不溶于水。有碱存在时,内酯开环生成二钠盐,由于发生分子内部重排,形成醌式结构,颜色呈玫瑰红色。当遇浓的强碱时,形成无色的三钠盐。其变化关系如
(3)磺代酚酞类。
磺代酚酞类指示剂呈弱酸性,酚红、甲酚红、溴酚蓝和百里酚蓝等皆属这一类。它们在不同pH溶液中的颜色变化也是基于形成不同的电离平衡,例如,酚红的变色反应为:
(4)偶氮化合物类。
偶氮化合物是一类两性指示剂,它含有酸性基团—和碱SOH3
酸性溶液中,是二甲基氨基偶氮苯的磺酸盐,显黄色;在酸性溶液中,磺酸盐转化为磺酸,磺酸分子内的磺酸基能与碱性的二甲基形成具有醌式结构的内盐,显红色,其变色反应为:
(5)石蕊。
石蕊是一种有机酸,从地衣类植物提取得到,组成复杂。在很稀的水溶液中,含有等量的使溶液呈蓝色的离子和使溶液呈红色的分子,所以溶液呈现紫色;在酸性溶液中,主要以红色的分子形式存在,在碱性溶液中,主要以蓝色的离子形式存在。
2.酸碱指示剂的作用原理。
酸碱指示剂在溶液中存在着下列平衡关系:
此式说明酸式色与碱式色的比率与的浓度有关。H 一般地说,当时,看到的是的颜色,当/时,看到的[][][][]InHInInHIn101In-10
是的颜色,当/时,看到的是它们的混合色。HIn10[In-][HIn]110