酸堿指示劑的變色原理是什么？
實驗室k / 2019-07-06
以酸堿中和反應為基礎的滴定分析法，稱為酸堿滴定法，也稱為中和法。它所依據(jù)的反應是酸中的氫離子和堿中的氫氧根離子結合生成水分子的反應。
H+＋OH- ?H2O
一般的酸、堿以及能夠與酸、堿直接或間接起反應的物質，幾乎都可以利用酸堿滴定法進行測定。所以酸堿滴定法是最重要和應用最廣泛的基本滴定分析方法之一。
中和反應一般不發(fā)生任何外觀的變化，在滴定中須選用適當?shù)闹甘緞?，借其顏色的變化顯示等當點的到達，然而，在中和反應中，不僅僅是H+與OH-離子反應生成H2O，同時還有鹽的生成。不同類型的鹽在水中水解的情況不同，因而各種不同類型的滴定在等當點時的pH值也不相同。為了正確地確定等當點的到達，我們必須掌握中和法所用指示劑的變色原理、變色范圍以及滴定過程中溶液pH變化的情況，以便能夠正確地選用指示劑，獲得準確的分析結果。
需要指出的是，判斷終點并不一定都要用指示劑，還可以用其它方法來確定。
常用的酸堿指示劑是一些有機的弱酸或弱堿，它們在溶液中能或多或少地電離成離子，而且在電離的同時，本身的結構也發(fā)生改變，并且呈現(xiàn)不同的顏色?，F(xiàn)以常用的酸堿指示劑酚酞為例加以說明。
酚酞是一種有機弱酸，它的離解常數(shù)Ka＝6×10(-10次方)。它在溶液中的電離平衡可用下式表示：
為簡化起見，以HIn代表酚酞指示劑的酸式(無色)，In-代表酚酞指示劑的堿式(紅色)，則上式可表示如下：
由于酚酞的酸式是無色的，所以在酸性溶液中不顯色，但在溶液中加入堿時，平衡向右移動，當溶液中堿色In-增加到一定濃度時，溶液即顯紅色。
同理，如以InOH代表弱堿型指示劑，其電離平衡可用下式表示：
InOH ?In+＋OH-
甲基橙是個兩性物質，其Ka＝4×10(-4次方)，Kb＝2×10(-12次方)，主要表現(xiàn)為弱酸。但用做指示劑的是甲基橙的鈉鹽，故屬于弱堿型指示劑。它在酸或堿的作用下，變化如下：
在此平衡系統(tǒng)中加酸，則平衡向右移動，酸式離子增加，溶液変為紅色；如果加堿，則上述平衡向左移動，堿式離子增加，溶液變?yōu)辄S色。通常0.1％甲基橙溶液因酸式濃度較大而顯橙紅色。
綜上所述，酸堿指示劑的變色是與溶液的pH值有密切關系的。
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