金屬指示劑 市賽獲獎

7.3金屬離子指示劑一、金屬離子指示劑的意義

1、什么是金屬指示劑?

能指示金屬離子濃度變化的物質(zhì)，稱之為金屬指示劑。2、金屬指示劑的性質(zhì)金屬指示劑是弱的有機酸或弱的有機堿，在不同pH值條件下可與金屬離子形成有色絡(luò)合物,其顏色與游離指示劑的顏色不同，因而它能指示滴定過程中金屬離子濃度的變化情況。3、金屬指示劑的特點

金屬離子指示劑本身也是絡(luò)合劑，而且多為含雙鍵的物質(zhì)，不太穩(wěn)定，故此在配制和使用時要特別注意。二、常見的金屬離子指示劑（表）指示劑使用的適宜pH范圍顏色變化直接滴定的離子指示劑配制注意事項InMIn鉻黑T（EriochromeblackT）簡稱BT或EBT8～10藍(lán)紅pH＝10Mg2＋、Zn2＋、Cd2＋、

Pb2＋、Mn2＋稀土元素離子

1:100NaCl（固體）Fe3+、Al3+、Cu2+、Ni2+等離子封閉EBT酸性鉻藍(lán)K(AcidChromeBlueK)8～13藍(lán)紅pH＝10Mg2+

、Zn2+、Mn2＋pH＝13Ca2+1:100NaCl（固體）指示劑使用的適宜pH范圍顏色變化直接滴定的離子指示劑配制注意事項InMIn鉻黑T（EriochromeblackT）簡稱BT或EBT8～10藍(lán)紅pH＝10Mg2＋、Zn2＋、Cd2＋、

Pb2＋、Mn2＋稀土元素離子

1:100NaCl（固體）Fe3+、Al3+、Cu2+、Ni2+等離子封閉EBT酸性鉻藍(lán)K(AcidChromeBlueK)8～13藍(lán)紅pH＝10Mg2+

、Zn2+、Mn2＋pH＝13Ca2+1:100NaCl（固體）

常見的金屬指示劑（續(xù)）指示劑使用的適宜pH范圍顏色變化直接滴定的離子指示劑配制注意事項InMIn二甲酚橙(XylenolOrange)簡稱XO<6亮黃紅pH<1ZrO2+pH=1~3.5Bi3+、Th4+pH=5~6Ti3+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+稀土元素離子0.5%水溶液Fe3+

、Al3+、Ni2+、TiIV等離子封閉XO磺基水楊酸(Sulfo-salicylicacid簡稱ssal)1.5~2.5無色紫紅pH=1.5~2.5Fe3+5%水溶液ssal本身無色,FeY-呈黃色常見的金屬指示劑（續(xù)）指示劑使用的適宜pH范圍顏色變化直接滴定的離子指示劑配制注意事項InMIn鈣指示劑(calcon-carboxylicacid簡稱NN)12~13藍(lán)紅pH=12~13,Ca2+1:100NaCl(固體)Fe3+Al3+Ni2+TiIVCu2+Mn2+Co2+等離子封閉NNPAN[1-(2-pyridylazo)-2-naphthol]2~12黃紫紅pH=2~3Bi3+Th4+pH=4~5Cu2+Ni2+Zn2+Cd2+Pb2+Mn2+Fe2+0.1%乙醇溶液MIn在水中溶解度小,為防止PAN僵化,滴定時須加熱三、金屬指示劑指示終點的原理（1）例如鉻黑T指示劑(簡稱EBT)是三元酸，在不同pH值條件下不同的離解產(chǎn)物呈現(xiàn)不同顏色。以H3In表示此三元酸，其離解平衡為：Ka1

Ka1Ka2Ka3H3InH2In－

HIn2－

In3－紅色紅色藍(lán)色橙色

pH<6pH=8~11pH=12EBT與Mg2+、Zn2+、Cd2+等多種金屬離子所形成的絡(luò)合物都是呈現(xiàn)紅色的.金屬指示劑指示終點原理（2）例如:如在pH=10.0條件下、以EDTA滴定Mg2+。在pH=10時，鉻黑T的游離顏色為藍(lán)色，金屬離子與鉻黑T生成的絡(luò)合物為紅色，終點的顏色為游離鉻黑T顏色(藍(lán)色)，在滴定的pH值范圍內(nèi)，游離指示劑和指示劑與金屬離子生成的絡(luò)合物兩者這之間的顏色有顯著的區(qū)別。即紅→藍(lán)，容易觀察。臨近終點時的滴定反應(yīng):Y+MgIn(紅色)=MgY+In（藍(lán)色）

pH=10

金屬指示劑指示終點原理（3）臨近終點時的滴定反應(yīng):Y+MgIn(紅色)=MgY+In（藍(lán)色）

pH=10絡(luò)合劑將與指示劑絡(luò)合的金屬離子奪取出來,使指示劑游離出來,在該介質(zhì)條件下呈現(xiàn)指示劑本身的顏色.根據(jù)上面的討論,絡(luò)合滴定中金屬離子指示劑指示終點的原理可用下面的通式表示:Y+MIn＝MY+InMIn與In(游離指示劑)的顏色有較顯著的差別四、金屬指示劑的選擇和滴定誤差（1）滴定體系中存在多種平衡：

M+YMYM+InMInIn+H+HIn,H2In,......指示劑配合物的條件穩(wěn)定常數(shù)為：滴定終點時指示劑由MIn色過渡為In色。金屬指示劑的選擇和滴定誤差（2）當(dāng)[In']/[MIn]=1時,是指示劑的變色點，此時，滴定終點金屬離子濃度為：pM=lgK'MIn當(dāng)[In']/[MIn]>10/1時,MIn色將不可覺察，以[In']/[MIn]=10/1為臨界值代入上式，求得滴定終點時金屬離子濃度為：pMep=lgK'MIn+１金屬指示劑的選擇和滴定誤差（3）由此可見，終點時pMep的值與所選用的指示劑的性質(zhì)有關(guān)（K'MIn大小），且在lgK'MIn~lgK'MIn+１之間。選擇的金屬離子指示劑應(yīng)使pMep與化學(xué)計量點的pMsp盡量一致，或在此化學(xué)計量點附近的pM突變范圍內(nèi)?；瘜W(xué)計量點的pMsp由下式求得：即：pMep=1/2（lgK'MY+lgcMsp）五、使用金屬指示劑的注意事項1、指示劑的封閉金屬離子與指示劑生成的絡(luò)合物要有一定的穩(wěn)定常數(shù)。但若K穩(wěn)(金屬離子—指示劑)>K金屬離子—-絡(luò)合劑，滴定到終點時，指示劑游離不出，無法指示終點此現(xiàn)象稱為指示劑的封閉。所以，在選擇金屬離子指示劑時必須注意的是：

KMIn要有一定的數(shù)值，但不能大于KMY。2、指示劑的僵化指示劑與金屬離子生成的絡(luò)合物要易溶于水，如果生成膠體或沉淀，在滴定時使滴定劑與金屬-指示劑絡(luò)合物的置換反應(yīng)緩慢進行，使終點拖長，這個現(xiàn)象稱指示劑的僵化。所以在選擇指示劑時必須注意,所選的全屬離子指示劑與金屬離子生成的絡(luò)合物要易于溶于水。小結(jié)根據(jù)以上的討論,金屬離子指示劑選擇的原則是：金屬離子指示劑與金屬離子生成的絡(luò)合物（MIn）要有一定的穩(wěn)定性，但要符合下式：

K穩(wěn)(金屬離子—指示劑)＜K金屬離子－絡(luò)合劑，避免指示劑被封閉。MIn要溶于水，避免指示劑僵化。小結(jié)（2）MIn與In在測定的體系中呈現(xiàn)的顏色，要有較顯著的差別，有利終點的確定。指示劑與金屬離子的反立必須迅速，且有較好的可逆性。7.4絡(luò)合滴定曲線絡(luò)合滴定曲線在絡(luò)合滴定過程中，隨著絡(luò)合劑的不斷加入，被測定的金屬離子濃度也隨之減少。若以金屬離子濃度的負(fù)對數(shù)為縱坐標(biāo)，以絡(luò)合劑加入的量為橫坐標(biāo),可以繪制得絡(luò)合滴定曲線。與酸堿滴定曲線的繪制相似，但參數(shù)不同。絡(luò)合滴定的滴定曲線（2）左圖為在不同pH值時以0.010mol/LEDTA滴定0.01mol·L

的Ca2＋（僅考慮酸效應(yīng)的影響）。絡(luò)合物的條件穩(wěn)定常數(shù)大小隨pH值而變化.當(dāng)pH值為7時,l