干貨 | 酸堿滴定中指示劑的選擇——溴甲酚綠-甲基紅篇

       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(kāi)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(kāi)啟正文之前，先普及兩個(gè)概念：理論變色點(diǎn)和滴定終點(diǎn)。

點(diǎn)擊圖片，上篇回顧

什么是理論變色點(diǎn)？

酸堿指示劑一般是結構復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(guò)程中，溶液pH改變時(shí)，酸堿指示劑失去質(zhì)子由酸式轉變?yōu)閴A式或得到質(zhì)子由堿式轉變了酸式，引起結構的改變，這就是指示劑的變色原理。當酸式色和堿式色各占一半時(shí)，pH=pKHIn (指示劑常數)，稱(chēng)為指示劑的理論變色點(diǎn)。

什么是滴定終點(diǎn)？

指示劑的變色范圍是指示劑開(kāi)始變色至變色終了時(shí)所對應的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(shí)際測試中的酸堿指示劑會(huì )因為外在因素影響觀(guān)察，從而變色范圍會(huì )有所差異，在變色范圍內指示劑顏色變化wei明顯的那一滴稱(chēng)為滴定終點(diǎn)。

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。

       在標定鹽酸/硫酸時(shí)，使用的基準物為無(wú)水碳酸鈉，為多元堿。滴定至化學(xué)計量點(diǎn)pH≈4時(shí)，H+ + CO32- ? H2O + CO2，溶液中形成飽和的CO2，因此在滴定近終點(diǎn)時(shí)應將溶液煮沸2min促使H2CO3分解，除去CO2，使突躍范圍變大，冷卻后繼續滴定至終點(diǎn)。若使用甲基紅指示劑，化學(xué)計量點(diǎn)不在變色范圍內，無(wú)法使用；若使用甲基橙指示劑，它的滴定終點(diǎn)的pH范圍很窄，再加上CO2飽和使溶液酸度增大，終點(diǎn)會(huì )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(diǎn)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(diǎn)與化學(xué)計量點(diǎn)不*吻合而引起的誤差。要降低滴定誤差，必須是讓滴定終點(diǎn)盡可能接近化學(xué)計量點(diǎn)，酸堿滴定達到化學(xué)計量點(diǎn)時(shí)，理想狀態(tài)下滴定終點(diǎn)達到化學(xué)計量點(diǎn)后盡可能少量的鹽酸/硫酸而導致指示劑顏色突變，這時(shí)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(diǎn)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(guò)程中溶液pH值的變化規律，再根據pH變化規律選擇適宜的指示劑來(lái)確定終點(diǎn)。滴定到化學(xué)計量點(diǎn)附近，溶液pH值會(huì )發(fā)生突躍現象，這具有非常重要的實(shí)際意義，是選擇指示劑的依據。