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酸碱指示剂
气体指示智能标签
滴定分析中判断终点有两类方法，即指示剂法和电位滴定法。
酸碱滴定法：是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。酸碱滴定中是利用酸碱指示剂颜色的突然变化来指示滴定终点。酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，当溶液的pH改变时，指示剂由于结构的改变而发生颜色的改变，从而指示实验的终点。
酚酞 （PP）
单色指示剂
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
双色指示剂
pH
3.1
3.4
4.4
甲基橙(MO)
醌式双极离子
红色（酸式色）
偶氮式结构
黄色（碱式色）
pKa 3.4
[H+]
[OH-]
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
酸碱指示剂的变色是与溶液的pH有关。是否溶液pH稍有变化或任意改变，都能引起指示剂的颜色变化呢？
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
并不是溶液pH稍有变化或任意改变，都能引起指示剂的颜色变化，因此，必须了解指示剂的颜色变化与溶液pH变化之间的数量关系。现以弱酸型指示剂为例讨论酸碱指示剂变色的pH范围。
例如：
式中，KHIn为指示剂的离解平衡常数，在一定温度下为常数。
HIn
H++In-
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
pH = pKHIn - lg
[HIn]与[In-]的比值，仅决定于溶液中pH。当溶液pH发生改变时，
[HIn]与[In-]的比值也随之改变，从而使溶液呈现不同的颜色。
对上式两端同时取负对数，即得：
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
当[HIn] / [ In-]的比值大于或等于10，溶液pH ≤ pKHIn-1，此时溶液只显指示剂酸式结构的颜色。
当[HIn] / [ In-]的比值小于或等于1/10，溶液pH ≥ pKHIn+1，此时溶液只显指示剂碱式结构的颜色。
当溶液中[HIn] / [ In-]为1时，看到的是酸式色与碱式色的混合色，此时溶液的pH = pKHIn ，即称为指示剂的理论变色点。
由此可见，溶液的pH在pKHIn-1到pKHIn+1之间变化时，人眼才能看到指示剂的颜色变化，即此范围称为指示剂的变色范围，用pH = pKHIn±1 表示。
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
在一定温度下不同指示剂的pKHIn不同，所以各指示剂的变色范围也不同。
根据理论推算，其为两个pH单位。
但实验测得的指示剂的变色范围并不都是两个pH单位，而是略有上下，一般情况下，变色范围不小于1个pH单位，也不大于2个pH单位。
这是由于人的眼睛对各种颜色的敏感程度不一样，加上两种颜色相互掩盖，所以实际变色范围与理论值存在有一定差别。
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
注：实际与理论的变色范围有差别，深色比浅色灵敏，指示剂的变色范围越窄，指示变色越敏锐。
pKa 理论范围 实际范围
甲基橙 3.4 2.4~4.4 3.1~4.4
甲基红 5.1 4.1~6.1 4.4~6.2
酚酞 9.1 8.1~10.1 8.0~10.0
百里酚酞 10.0 9.0~11.0 9.4~10.6
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
指示剂 变色范围 （pH ） 颜色 pKHIn 浓 度 用量/（滴
/10ml溶液）
酸色 碱色 百里酚蓝 甲基黄 甲基橙 溴酚蓝 溴甲酚绿 甲基红 溴百里酚蓝 中性红 酚红 酚酞 百里酚酞 1.2～2.8 2.9～4.0 3.1～4.4 3.0～4.6 3.8～5.4 4.4～6.2 6.2～7.6 6.8～8.0 6.7～8.4 8.0～10 9.4～0.6 红 黄 红 黄 红 黄 黄 紫 黄 蓝 红 黄 黄 蓝 红 黄橙 黄 红 无 红 无 蓝 1.65 3.25 3.45 4.10 4.90 5.10 7.30 7.40 8.00 9.10 10.0 0.1%的20%乙醇溶液 0.1%的90%乙醇溶液 0.05%的水溶液 0.1%的+20%乙醇溶液或其钠盐的水溶液 0.1%的乙醇溶液 0.1%的60%乙醇溶液或其钠盐的水溶液 0.1%的20%乙醇溶液或其钠盐的水溶液 0.1%的60%乙醇溶液 0.1%的60%乙醇溶液或其钠盐的水溶液 0.5%的90%乙醇溶液 0.1%的90%乙醇溶液 1～2
1
1
1
1
1
1
1
1
1～3
1～2
几种常用的酸碱指示剂
1 酸碱指示剂的变色原理和变色范围
酸碱指示剂
1. 温度 指示剂的变色范围与KHIn有关，KHIn与温度有关，温度的改变，指示剂的变色范围也随之改变。因此滴定应在室温下进行。
2. 溶剂 指示剂在不同溶剂中pKHIn不同，故变色范围不同。
3. 指示剂的用量 指示剂用量不宜过多，因为浓度大时变色不敏锐，加之指示剂本身是弱酸或弱碱，也要消耗部分滴定液，造成一定误差。
原则：宜少不宜多，看清颜色即可。
4. 滴定程序 由浅色转为深色易被人眼辩认。因此，指示剂变色最好由浅色变到深色。
2 影响指示剂变色范围的因素
酸碱指示剂
在某些酸碱滴定中，pH突跃范围很窄，使用一般指示剂不能准确判断终点，此时应改用混合指示剂。
混合指示剂具有变色范围窄，变色敏锐的特点。
混合指示剂有两种方法配制，一种是在某种指示剂中加入一种惰性染料；另一种配制方法是用两种或两种以上的指示剂按一定比例混合而成。
酸碱指示剂
3 混合指示剂
1. 指示剂 + 惰性染料 在某种指示剂中加入一种惰性染料，由于颜色互补使颜色变化更加敏锐，但变色范围不变。
例：甲基橙+靛蓝（紫色→绿色），变色点为暗灰色
pH 甲基橙 靛蓝 混合后
≤3.1 红色 ＋ 蓝色 → 紫色
＝4.1 橙色 ＋ 蓝色 → 浅灰色
≥4.4 黄色 ＋ 蓝色 → 绿色
酸碱指示剂
3 混合指示剂
2. 两种指示剂混合而成
例：溴甲酚绿 +甲基红（酒红色→绿色）变色点为暗灰色
甲基红 溴甲酚绿 混合后
酸式色 红色(pH4.4) ＋ 黄色 → 酒红色(pH4.9)
中间色 橙色(pH5.1) ＋ 绿色 → 灰色 (pH5.0)
碱式色 黄色(pH6.2) ＋ 蓝色 → 绿色 (pH5.1)
酸碱指示剂
3 混合指示剂
不同指示剂的pKHIn不同，因此变色范围和特点也不同，应使pKHIn尽量接近化学计量点的pH。
酸碱指示剂的变色范围越窄越好，可使指示剂在化学计量点变色敏锐，减小滴定终点误差。
为缩小指示剂变色范围，可采用混合指示剂， 利用颜色之间的互补，使颜色改变敏锐、变色范围较窄。
小结
酸碱指示剂

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