滴定時指示劑的選擇,要根據(jù)被潮定物質(zhì)的中和曲線。原則上,應選擇一種指示劑,其變色范圍能包括滴定時等當點的pH在內(nèi),或者在等當點的pH值左右一定范圍內(nèi),能包括所選指示劑的變色范圍。強酸強堿滴定時等當點的pH是7,所以任何在此點或靠近此點而變色的指示劑都可采用。例如,用0.01N的堿滴定0.01N的酸,在等當點前酸剩余量在原量0.1%時的pH值等于5,在等當點后滴入的堿過量0.1%時的pH值等于9。圖6-2所示即為用0.01N NaOH溶液滴定0.01N HCl溶液的中和曲線。
從圖6-2中看出,當pH在5~9時的線段似乎全在等當點上。因此,凡是變色范圍的pH值為5~9的指示劑都可以采用。如果滴定0.1N溶液,其相應的pH范圍就擴大為4~10(圖6-3),可選用的指示劑就更多。

但在酸堿滴定反應中,因所生成的鹽類水解情況不同,致使終點時溶液的pH值很多不在7。因此,就需要了解各類鹽的水解情況,便于選擇適當?shù)闹甘緞沟味ńK點盡量與反應的等當點一致。
當中和反應進行到等當點附近時,加入一滴酸或堿,將使溶液的pH值發(fā)生一個由量變到質(zhì)變的急劇變化。這種pH值的急劇改變稱為滴定突躍。滴定反應中溶液pH值的突躍范圍,即是中和曲線上的終點線段(即圖6-2中的pH5~9線段),所以是指示劑選擇的主要根據(jù)。當然,最理想的指示劑應該恰好在等當點時變色,但任何事物沒有是絕對的,實際上很難找到一種指示劑恰好在等當點時變色。因此,只要變色點在pH值突躍范圍以內(nèi)的指示劑都可以認為比較適合應用。下面分別討論用0.1N的酸、堿溶液滴定的幾種情況下應該選擇的指示劑。

(1)強酸滴定強堿(或強堿滴定強酸)
因為由強酸和強堿反應后所生成的鹽不水解,如NaCl、Na2SO4、KNO3等。因而在等當點時,溶液的pH值等于7。滴定的突躍范圍的pH值在4.3~9.7。所以強酸(堿)滴定強堿(酸)時的指示劑可以選用甲基橙、甲基紅、石蕊、中性紅、酚酞等任何一種。
(2)強酸滴定弱堿(或弱堿滴定強酸)
由強酸和弱堿反應后所生成的鹽能夠水解,例如用HCl滴定NH4OH時的反應:

因此,當達到等當點時,使溶液呈酸性反應。在等當點時溶液的pH值是5.3,滴定突躍范圍發(fā)生在PH6.3~4.3之間。所以,指示劑可選用甲基橙、甲基紅,而酚酞和中性紅不適于使用。
(3)強堿滴定弱酸(或弱酸滴定強堿)
強堿和弱酸反應后所生成的鹽水解以后,會使溶液呈堿性,例如,用NaOH滴定HAC(醋酸)時的反應:

在達到等當點時,溶液的pH值為8.7,滴定的pH值突躍范圍發(fā)生在7.7~9.7,指示劑可選用酚酞或中性紅,而甲基橙和甲基紅不宜使用。
(4)弱酸鹽與弱堿鹽的滴定
呈弱酸性的鹽在溶液中如遇到氫離子時,弱酸鹽的酸根陰離子就會與氫離子結(jié)合生成不易電離的弱酸,逐漸使溶液中的氫離子減少。所以,用標準酸溶液滴定弱酸鹽,當達到等當點時,一滴標準酸就可以使溶液的pH值發(fā)生急劇地變化。因此,可以選擇在此pH值范圍內(nèi)的指示劑來指示反應的等當點。
對于這一類的滴定,所生成的弱酸其電離常數(shù)越?。ㄔ谌芤褐须x解出的氫離子濃度越低)越好。電離常數(shù)較大的弱酸,如醋酸K=1.86×10(-5次方),其鈉鹽即不能用HCl直接滴定。因為滴定到等當點時,pH值的突躍范圍不明顯。但碳酸H2CO3,雖有兩個氫離子,而它的一、二級電離常數(shù)卻都很小,K1=4.3×10(-7次方),K2=5.6×10(-11次方)。因此Na2CO3可以用HCl來滴定。Na2CO3與HCl的反應分兩步進行:
Na2CO3+HCl → NaHCO3+NaCl
NaHCO3+HCl → NaCl+H2O+CO2↑
當?shù)谝粋€反應進行至等當點時,溶液的pH值為8.3,可以用酚酞作指示劑;當反應進行至第二個等當點時,溶液的pH值為3.9,在這點的附近也有一個pH值突躍范圍,可選用甲基橙作指示劑。
極弱的弱堿鹽,與上述情況相似,可用NaOH溶液進行滴定。
綜上所述,各種滴定條件下所選用的指示劑,以表6-3概括。
表6-3 中和法常用指示劑
| 酸 | 堿 | 選用指示劑 |
在該pH時溶液的顏色 小于變色范圍下限 |
在該pH時溶液的顏色 大于變色范圍上限 |
| 強 | 強 |
甲基紅 甲基橙 中性紅 酚酞 |
紅 紅 紅 無 |
黃 橙黃 黃 紫紅 |
| 弱 | 強 | 酚酞 | 無 | 紫紅 |
| 強 | 弱 |
甲基橙 甲基紅 |
紅 紅 |
橙黃 黃 |
| 弱酸鹽(如Na2CO3) | 用HCl滴定 |
(1級)酚酞 (2級)甲基橙 |
無 紅 |
紫紅 橙黃 |
| 弱堿鹽(如NH4OH) | 用NaOH滴定 | 甲基橙 | 紅 | 橙黃 |