资源简介

《分析化学》课程-微教材
微课编号 微课名称 金属指示剂
所属模块 配位滴定法 子模块 金属指示剂
关键词 金属指示剂，作用原理
是否通用 √通用 农产品 食品 是否重点建设 是 否
微课类型 讲授型 微课形式 PPT动画式 教学设计模式 讲授法
教学目标 了解金属指示剂的作用原理 掌握常用金属指示剂及其性质 3、掌握金属指示剂在使用中存在的问题及解决方法
教学内容 知识点 技能点
1、金属指示剂的作用原理 2、金属指示剂应具备的条件及常用金属指示剂 3、金属指示剂在使用中存在的问题 1、能正确选择合适的指示剂 2 能正确判断金属指示剂使用过程中存在的问题类型并解决问题
知识讲解
一、金属指示剂
在配位滴定中，通常使用能与金属离子生成有色配合物的显色剂来指示终点，这类显色剂称为金属离子显色剂，简称金属指示剂。
（一）金属指示剂的作用原理
在滴定前加入金属指示剂（用In表示金属指示剂的配位基团），则In与待测金属离子M有如下反应（省略电荷）：
M ＋ In MIn
甲色 乙色
这时溶液呈MIn（乙色）的颜色。当滴入EDTA溶液后，Y先与游离的M结合。至化学计量点附近，Y夺取MIn中的M
MIn ＋ Y MY ＋ In
乙色 甲色
使指示剂In游离出来，溶液由乙色变为甲色，指示滴定终点的到达。
（二）金属指示剂应具备的条件
金属指示剂大多是水溶性的有机染料，它必须具备以下条件：
1.金属指示剂配合物MIn与指示剂In的颜色应有显著不同，终点颜色变化明显。
2.MIn配合物的稳定性要适当，既要有足够的稳定性，又要比配合物MY的稳定性略低，否则EDTA不能夺取MIn中的M，终点推迟，甚至不变色。但如果配合物MIn的稳定性太低，当浓度较小而还未达终点时，In就从MIn中解离出来，使终点提前，变色不敏锐。
3.MIn配合物应易溶于水，且金属指示剂的化学性质稳定，配位反应要灵敏、迅速，有良好的变色可逆性。
（三）使用金属指示剂可能出现的问题
1.指示剂的封闭现象
在滴定时，若溶液中存在某些金属离子，它们与指示剂形成的配合物MIn比待测离子与EDTA形成的配合物更稳定，滴定即使过了化学计量点也不会变色，这种现象称为指示剂的封闭现象。这种现象可通过加入适当的掩蔽剂（使干扰离子生成更稳定的配合物）来消除。例如Al3+离子对指示剂铬黑T的封闭可加三乙醇胺消除，
2.指示剂僵化现象
有些指示剂或配合物 MIn在水中的溶解度太小，以致在化学计量点时EDTA与MIn的交换缓慢，终点拖长，这种现象称为指示剂的僵化。这种现象可以通过加入适当的有机溶剂或加热的方法，增大溶解度来消除这一影响。
3.指示剂的氧化变质现象
金属指示剂大多为含双键的有色化合物，易被氧化变质，甚至分解。所以一般指示剂都不宜久放，最好是现用现配。
表3列出了常用的金属指示剂及应用范围。
表3 常用金属指示剂
指示剂 使用 pH范围 颜色变化 直接滴定离子 指示剂配制 注意事项
In MIn
铬黑T (Eriochrome　Black T) 7～10 蓝 酒红 pH10：Mg2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、Mn2+、稀土 1∶100 NaCl (固体) Fe3+、Al3+等有封闭
二甲酚橙(Xylenol　Orange) ＜6 黄 红 pH＜1：ZrO2+ pH1～3：Bi3+、Th4+ pH5～6：Zn2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+、稀土 0.5％水溶液 Fe3+、Al3+ 等有封闭
PAN 2～12 黄 红 pH2～3：Bi3+、Th4+ pH4～5：Cu2+、Ni2+ 0.1％乙醇 溶液
酸性铬蓝K (Acid　Chrome Blue K) 8～13 蓝 红 pH10：Mg2+、Zn2+ pH13：Ca2+ 1∶100 NaCl (固体)
磺基水杨酸(ssal) 1.5～2.5 无色 紫红 pH1.5～3：Fe3+ （加热） 2％水溶液 ssal本身无色，终点红→黄(FeY－)
《分析化学》课程-微测试
一、单选题
1、EDTA直接滴定有色金属离子M，终点所呈现的颜色是（ ）
A、游离指示剂的颜色 B、EDTA-M配合物的颜色
C、指示剂-M配合物的颜色 D、A+B的颜色
A．随机
B．选择
C．任意
D．有目的性
参考答案：A
难度：中
1、EDTA直接滴定有色金属离子M，终点所呈现的颜色是（ A ）
A、游离指示剂的颜色 B、EDTA-M配合物的颜色
C、指示剂-M配合物的颜色 D、A+B的颜色
参考答案：D
难度：中
2、配位滴定中，金属指示剂封闭现象消除方法是（ D ）
A、加热 B、加有机溶剂 C、加强电解质 D、加掩蔽剂
参考答案：D
难度：中
3、配位滴定中，指示剂铬黑T（EBT）的最适宜酸度范围是（ C ）
A、pH<6 B、pH>12 C、pH=9~11.0 D、pH=5~9
参考答案：C
难度：中
二、多选题
1、2、配位滴定中，金属指示剂封闭现象消除方法是（ ）
返滴定法
B、加有机溶剂
C、加强电解质
D、加掩蔽剂
参考答案：A；D
难度：中
三、判断题
1、指示剂封闭现象消除的方法是掩蔽干扰离子。
参考答案：R
难度：低
2、在适宜酸度条件下，用EDTA滴定无色离子，终点时使溶液由红色或紫色变成纯蓝色的指示剂有铬黑T。
参考答案：R
难度：中
四、填空题
1、金属指示剂可与金属离子形成比较稳定的 配合物， 呈现出与 有明显的颜色，因而能指示滴定过程中 浓度的变化。
参考答案：有色；自身；金属离子
难度：中
5、金属指示剂使用时的适宜酸度，一般铬黑T为 ；钙指示剂为 ；二甲酚橙 。
参考答案：8~10；12~13；小于6 ；
难度：中
五、简答题
1、金属指示剂应具备的条件是什么？
金属指示剂应具备如下条件：(1)在滴定的pH范围内，指示剂游离状态的颜色与配位状态的颜色有较明显的区别.(2)指示剂与金属离子配合物的稳定性适中，既要有一定的稳定性K’MIn＞104又要容易被滴定剂置换出来，要求K’MY/K’MIn≥104(个102)
(3)指示剂与金属离子生成的配合物应易溶于水.(4)指示剂与金属离子的显色反应要灵敏、迅速，有良好的可逆性。
难度：高
五、综合题
1、什么是指示剂的封闭现象？应怎样消除？
封闭现象：当滴定到达计量点时，虽滴入足量的EDTA也不能从MIn中置换出指示剂In而不显示指示剂的颜色，这种现象称为指示剂封闭现象。
（1） 干扰离子： KNIn > KNY →指示剂无法改变颜色
消除方法：加入掩蔽剂
例如:滴定Ca2+和Mg2+时加入三乙醇胺掩蔽Fe3+、Al3+以消除其对EBT的封闭
（2）待测离子本身： KMIn>KMY →M与In反应不可逆或过慢
消除方法：返滴定法
难度：高

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