浅谈酸碱滴定中指示剂的选择

刘美玲 天津现代职业技术学院生物化工系，天津 300250

浅谈酸碱滴定中指示剂的选择

刘美玲 天津现代职业技术学院生物化工系，天津 300250

酸碱滴定法是化学分析中应用最广泛的基本方法之一，其基本原理是用酸标准溶液或碱标准溶液滴定具有相反酸碱性的物质，根据消耗标准溶液的量来计算被测物质的含量。在酸碱滴定中，一般用指示剂颜色的突变来确定终点，所以正确的选择合适的指示剂是一个非常重要的课题，应该从指示剂的变色原理，变色范围以及影响指示剂变色的因素等方面综合考虑，以保证能够准确地指示滴定终点的到达，进而得到正确的酸碱滴定数据。

酸碱滴定； 指示剂； 滴定终点

1 常用的酸碱指示剂

在酸碱滴定实验中，我们常用的酸碱指示剂一般是有机弱酸或者有机弱碱，当溶液的PH值发生变化后，指示剂的结构发生变化，从而引起颜色的变化，以此来指示滴定终点的到达。若用HIn表示酸，In-表示其共轭碱，酸碱平衡如下：

常用的酸碱指示剂主要分为以下四类：

酚酞类：常见的有酚酞，百里酚酞等。

偶氮化合物类：常见的有甲基橙、中性红等；

硝基苯酚类：常用的是邻位、对位硝基酚，如α - β和 γ - 双硝基酚等。

磺代酚酞类：常用的有酚红、甲酚红、溴酚蓝、百里酚兰等。

近年来，又有很多学者从植物中提取有效成分自制一些酸碱指示剂。比如已见报道的用紫草，紫色卷心菜，米苋菜等植物来制备酸碱指示剂。随着研究的深入，学者发现很多植物的色素如月季花、菊花、牵牛花等的浸出液都可以制成不同的酸碱指示剂。

2 常用的酸碱指示剂的变色范围

指示剂的变色范围是pH = pKHIn ±1，而在实际操作中，实际的变色范围和理论变色范围有所不同，常用的酸碱指示剂的变色范围如表1所示：

表1 常用的指示剂的变色范围

在酸碱滴定实验操作中，选择合适的指示剂是关键。一般来说，指示剂的变色范围越窄越好。这是因为PH值稍有变化，指示剂就能改变颜色，指示终点的到达就更加精确。为此，一些反应中，还会用到混合指示剂，比如凯式定氮中，甲基红和溴甲酚绿作为指示剂，这样就使变色范围变窄，变色更灵敏，终点指示更精确。

3 影响指示剂变色的因素

影响指示剂变色的因素主要有温度、指示剂的用量、盐类的存在等。

3.1 温度

温度改变时指示剂常数KIn和水的离子积Kw都有改变，因此指示剂的变色范围也随之发生改变。例如，甲基橙在室温下的变色范围是3.1～4.4，在100℃时为2.5～3.7。因此滴定宜在室温下进行，如必须加热，应该将溶液冷却后再进行滴定。

3.2 指示剂的用量

对双色指示剂如甲基橙，溶液颜色决定于[In]/[HIn]的比值，与指示剂的用量无关。但因指示剂本身也要消耗滴定剂，当指示剂浓度大时将致使终点时颜色变化不敏锐。而单色指示剂如酚酞，指示剂的用量有较大的影响。例如，在50～100mL溶液中加入0.1%酚酞指示剂2～3滴，pH = 9时出现红色；在同样条件下加入10～15滴，则在pH=8时出现红色。因此，用单色指示剂指示滴定终点时，要严格控制指示剂的用量。通常滴定溶液20～30mL时，指示剂的用量约为1～4滴。

3.3 盐类的存在

某些盐类具有吸收不同波长光波的性质，也会改变指示剂颜色的深度和色调，所以在滴定溶液中不宜有大量盐类存在。

4 酸碱滴定中选择合适的指示剂

运用酸碱滴定法进行分析测定时，最重要的是要估计被测物质能否被准确滴定，了解滴定过程中溶液的PH随滴定剂体积增加而变化的情况，才有可能选择合适的指示剂，从而准确的确定滴定终点。

指示剂的选择是依赖于酸碱滴定曲线中计量点附近的PH值突跃，只要指示剂的PH变色范围在该曲线突跃范围内的指示剂均可以选用。到达终点时虽不是化学计量点，但在此范围内的滴定误差小于0.1%，这是酸碱滴定分析上所允许的。选择不当会使滴定误差增大，失去滴定分析的意义。比如选用的指示剂PH值高于滴定曲线PH突跃范围，测定结果就会偏高，反之则偏低，这都会给滴定分析带来误差，是酸碱滴定分析中不允许的。

在酸碱滴定这一实验中根据溶液的pH值与指示剂的颜色变化规律，也就要求我们在中和反应中要慎重选择指示剂。

经常使用的滴定规律是：当强碱滴定强酸时，可选酚酞、甲基橙作指示剂；当强碱滴定弱酸时，可选用酚酞作指示剂；当强酸滴定弱碱时，选用甲基橙作指示剂。当由于我们酸碱指示剂的选择失误时，会对中和滴定的实验结果，造成很大误差。例如，用氢氧化钠标准溶液滴定醋酸时，分别用酚酞和甲基橙作指示剂进行实验操作，得到如表2的结果：

表2 NaOH标准溶液滴定醋酸含量

通过以上可以发现，当选用甲基橙作为指示剂时，出现了较大误差。

5 小结

酸碱滴定分析中指示剂的正确选择是确保该滴定分析实验得到正确结论的关键。在选择指示剂的时候，要注意指示剂的变色范围在酸碱滴定曲线突跃范围之内，且变色范围越窄越好。指示剂的变色还要考虑温度、指示剂的用量以及溶液中盐的存在等因素的影响，综合考虑选择指示剂的各种因素，能够正确的选择合适的酸碱指示剂，对酸碱滴定分析中滴定终点的准确判断有着重要的意义。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.090

刘美玲（1985-），女（汉族），山东济宁人，毕业于南开大学化学学院，硕士，研究方向：无机化学。现任天津现代职业技术学院教师。职称：助教。