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干貨 | 酸堿滴定中指示劑的選擇——溴甲酚綠-甲基紅篇

閱讀:10480      發(fā)布時間:2020-5-20
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       酸堿滴定分析法是重要的化學(xué)分析方法,上一篇講了酚酞指示劑,這一篇開啟GB/T601《化學(xué)試劑 標準滴定溶液的制備》中鹽酸/硫酸標準溶液的標定方法及選用溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑的原因的分析。在開啟正文之前,先普及兩個概念:理論變色點和滴定終點。

 

 

點擊圖片,上篇回顧

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什么是理論變色點?

 

酸堿指示劑一般是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機弱酸或有機弱堿,它們的酸式和其共軛堿式具有不同的顏色。在滴定過程中,溶液pH改變時,酸堿指示劑失去質(zhì)子由酸式轉(zhuǎn)變?yōu)閴A式或得到質(zhì)子由堿式轉(zhuǎn)變了酸式,引起結(jié)構(gòu)的改變,這就是指示劑的變色原理。當酸式色和堿式色各占一半時,pH=pKHIn (指示劑常數(shù)),稱為指示劑的理論變色點。


 

 

什么是滴定終點?

 

指示劑的變色范圍是指示劑開始變色至變色終了時所對應(yīng)的pH范圍,為pH=pKHIn±1。由于人的肉眼對各種顏色的敏感程度不同,指示劑的酸式色和堿式色也有互相掩蓋的作用,實際測試中的酸堿指示劑會因為外在因素影響觀察,從而變色范圍會有所差異,在變色范圍內(nèi)指示劑顏色變化wei明顯的那一滴稱為滴定終點。


 

 

指示劑選擇——溴甲酚綠-甲基紅

 

下表為標定鹽酸/硫酸可以使用的指示劑及其變色范圍和顏色變化。

指示劑變色范圍顏色變化
甲基橙3.1~4.4橙色?黃色?紅色
甲基紅4.4~6.2黃色?紅色
溴甲酚綠甲基紅5.0~5.2綠色?灰綠色?暗紅色

 

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       在標定鹽酸/硫酸時,使用的基準物為無水碳酸鈉,為多元堿。滴定至化學(xué)計量點pH≈4時,H+ + CO32- ? H2O + CO2,溶液中形成飽和的CO2,因此在滴定近終點時應(yīng)將溶液煮沸2min促使H2CO3分解,除去CO2,使突躍范圍變大,冷卻后繼續(xù)滴定至終點。若使用甲基紅指示劑,化學(xué)計量點不在變色范圍內(nèi),無法使用;若使用甲基橙指示劑,它的滴定終點的pH范圍很窄,再加上CO2飽和使溶液酸度增大,終點會提前。若使用甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑,顏色由綠色變暗紅色終點較敏銳。

       另外標準溶液精度要求較高,要盡可能的把滴定誤差降至低,滴定誤差是由于滴定終點與化學(xué)計量點不*吻合而引起的誤差。要降低滴定誤差,必須是讓滴定終點盡可能接近化學(xué)計量點,酸堿滴定達到化學(xué)計量點時,理想狀態(tài)下滴定終點達到化學(xué)計量點后盡可能少量的鹽酸/硫酸而導(dǎo)致指示劑顏色突變,這時溶液pH大約為5.0左右,正好溴甲酚綠-甲基紅指示劑變色敏銳,變色點pH為5.1,符合指示劑選用原則。

 

酸堿滴定中重要的是了解滴定過程中溶液pH值的變化規(guī)律,再根據(jù)pH變化規(guī)律選擇適宜的指示劑來確定終點。滴定到化學(xué)計量點附近,溶液pH值會發(fā)生突躍現(xiàn)象,這具有非常重要的實際意義,是選擇指示劑的依據(jù)。

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