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金属指示剂的变色原理及其应具备的条件


实验室k / 2019-01-31

金属指示剂变色原理

       在络合滴定中,通常利用一种能与金属离子生成有色络合物的显色剂指示滴定过程中金属离子浓度的变化。这种显色剂称为金属指示剂。

       金属指示剂大多是一种有机染料,能与某些金属离子生成有色络合物,此络合物的颜色与金属指示剂的颜色不同。下面举例说明。

       例如:用EDTA标准溶液滴定镁,当加入铬黑T(以H3In表示其分子式)为指示剂,在pH=10的缓冲溶液中为蓝色,与镁离子络合后生成红色络合物。反应如下:

Mg2++HIn2-  MgIn-+H+

    蓝色         红色

       当以EDTA溶液进行滴定时,H2y2-逐渐夺取络合物中的Mg2+而生成了更稳定的络合物Mgy2-,反应如下:

MgIn-+H2y2-  Mgy2-+H++HIn2-

红色                                            蓝色

       直到MgIn-完全转变为Mgy2-,同时游离出蓝色HIn2-。当溶液由红色变为纯蓝色时,即为滴定终点。

金属指示剂应具备的条件

       (1)金属指示剂本身的颜色应与金属指示剂与金属离子形成络合物的颜色有明显的区别。这样才能使终点颜色变化明显。

       (2)金属离子与EDTA络合物的稳定性应大于金属离子与指示剂络合物的稳定性。但金属离子与指示剂的络合物也应该有足够的稳定性。

       一般说来,金属与指示剂所形成络合物的稳定性应为:

logK'(MIn)>4

而它与金属离子与EDTA络合物的稳定性应相差为:

logK'(MY)-logK'(MIn)≥2

       (3)有时金属指示剂与某些金属离子生成极稳定的络合物,其稳定性超过MY,虽然滴入了过量的EDTA也不能夺取MIn中的金属离子。此种现象即称为这种指示剂受到了“封闭”。如Al3+Fe3+等离子都可以封闭铬黑T因此在滴定Mg2+时,若有Al3+和Fe3+存在需加以掩蔽。

       (4)指示剂应比较稳定,以便于储存和使用。但有些金属指示剂本身易被氧化破坏或发生分子聚合而失效。为避免指示剂变质,有些指示剂可以用中性盐混合配成固体指示剂使用。也可以往指示剂溶液中加入可以防止指示剂变质的试剂,如在铬黑T溶液中加入三乙醇胺等。


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