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金屬指示劑的變色原理及其應具備的條件


實驗室k / 2019-01-31

金屬指示劑變色原理

       在絡合滴定中,通常利用一種能與金屬離子生成有色絡合物的顯色劑指示滴定過程中金屬離子濃度的變化。這種顯色劑稱為金屬指示劑。

       金屬指示劑大多是一種有機染料,能與某些金屬離子生成有色絡合物,此絡合物的顏色與金屬指示劑的顏色不同。下面舉例說明。

       例如:用EDTA標準溶液滴定鎂,當加入鉻黑T(以H3In表示其分子式)為指示劑,在pH=10的緩沖溶液中為藍色,與鎂離子絡合后生成紅色絡合物。反應如下:

Mg2++HIn2-  ?MgIn-+H+

    藍色         紅色

       當以EDTA溶液進行滴定時,H2y2-逐漸奪取絡合物中的Mg2+而生成了更穩(wěn)定的絡合物Mgy2-,反應如下:

MgIn-+H2y2-  ?Mgy2-+H++HIn2-

紅色                                            藍色

       直到MgIn-完全轉變?yōu)镸gy2-,同時游離出藍色HIn2-。當溶液由紅色變?yōu)榧兯{色時,即為滴定終點。

金屬指示劑應具備的條件

       (1)金屬指示劑本身的顏色應與金屬指示劑與金屬離子形成絡合物的顏色有明顯的區(qū)別。這樣才能使終點顏色變化明顯。

       (2)金屬離子與EDTA絡合物的穩(wěn)定性應大于金屬離子與指示劑絡合物的穩(wěn)定性。但金屬離子與指示劑的絡合物也應該有足夠的穩(wěn)定性。

       一般說來,金屬與指示劑所形成絡合物的穩(wěn)定性應為:

logK'(MIn)>4

而它與金屬離子與EDTA絡合物的穩(wěn)定性應相差為:

logK'(MY)-logK'(MIn)≥2

       (3)有時金屬指示劑與某些金屬離子生成極穩(wěn)定的絡合物,其穩(wěn)定性超過MY,雖然滴入了過量的EDTA也不能奪取MIn中的金屬離子。此種現(xiàn)象即稱為這種指示劑受到了“封閉”。如Al3+Fe3+等離子都可以封閉鉻黑T因此在滴定Mg2+時,若有Al3+和Fe3+存在需加以掩蔽。

       (4)指示劑應比較穩(wěn)定,以便于儲存和使用。但有些金屬指示劑本身易被氧化破壞或發(fā)生分子聚合而失效。為避免指示劑變質,有些指示劑可以用中性鹽混合配成固體指示劑使用。也可以往指示劑溶液中加入可以防止指示劑變質的試劑,如在鉻黑T溶液中加入三乙醇胺等。


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