金属指示剂详解.ppt

4-3 金属指示剂;一、金属指示剂的作用原理; 2、金属指示剂（In）的变色原理 以EDTA滴定金属离子为例说明： 滴定前溶液呈：(MIn+M)色； 滴定开始到化学计量点前溶液呈：(MIn+MY)色； 终点时，由于MY比MIn更稳定，发生MIn + Y = MY + In　 即呈现：(MY+In)色， 所以：溶液由(MIn+MY)色→(MY+In)色，表示终点到达。 如以EDTA滴定Mg2+离子(在pH＝10的条件下)，用铬黑T(EBT)作指示剂：;(1) 滴定前：Mg2+与铬黑T反应，形成一种与铬黑T本身颜色不同的络合物： Mg2+ + EBT ＝ Mg-EBT (蓝色) (酒红色) (2) 当滴入EDTA时，溶液中游离的Mg2+首先逐步被EDTA络合，当达到化学计量点时，由于EDTA与Mg2+的络合能力比EBT强，所以，已与EBT络合的Mg2+也被EDTA夺出，这样就释放出指示剂EBT，因而就引起溶液颜色的变化： Mg-EBT + EDTA ＝ Mg-EDTA + EBT （酒红色） （蓝色） ;二、金属指示剂的性质;; 铬黑T能与许多金属离子，如Mg2+、 Mn2+、Zn2+、Cd2+等形成稳定的酒红色的络合物。 显然，铬黑T在pH＜6或pH＞12时，游离指示剂的颜色与形成的金属离子络合物的颜色没有显著的差别。 只有在pH=9～10.5时进行滴定，终点由金属离子络合物的红色变成游离指示剂的蓝色，颜色变化才显著。 因此，使用金属指示剂，必须注意选用合适的pH范围。 ;2、金属指示剂的变色点(pMep);当达到指示剂的变色点时，即[MIn]＝[In’]，若以此变色点来确定滴定终点，则：; 如果同时存在金属离子的副反应，应该用pM’ep表示终点，则：;指示剂的选择原则 ;例如：用0.0200 mol.L-1 EDTA滴定等浓度的Zn2+，反应在pH=10.0的 NH3-NH4Cl 缓冲溶液中进行。设终点时：[NH3]=0.10 mol.L-1 ，问选择何种指示剂比较适宜？pZn’ep等于多少？ 已知：pH=10.0时 lg?Zn(OH)=2.4 lg?Y(H)=0.45 铬黑T，在pH=10.0时，pZnep=12.2 PAN (吡啶偶氮萘酚) ，在pH=10.0时，pZnep=18.6 锌氨络合物的积累形成常数为： lg?1–lg?4分别为2.27，4.61，7.01和9.06； lgKZnY=16.50;化学计量点时： 由于滴定反应已经按计量关系完成，溶液中[Zn’]来自络合物ZnY的解离，所以根据化学计量点时的平衡关系：;又：铬黑T在pH=10.0时，只考虑酸效应下pZnep=12.2，则;三、金属指示剂必须具备的条件;⑶ 指示剂应具有一定的选择性，即在一定条件下，只对其一种(或某几种)离子发生显色反应。 ⑷ MIn一般易溶于水，终点变色反应灵敏、迅速，有良好可逆性。 ⑸ 指示剂性质稳定，便于贮藏和使用。;1、指示剂的封闭现象 有时指示剂能与金属离子生成极为稳定的络合物，比对应的MY络合物更稳定，以致达到化学计量点，滴入过量EDTA也不能夺取指示剂络合物(MIn)中的金属离子，使指示剂不能释放出来，看不到颜色的变化，这种现象叫指示剂的封闭现象。 有时，指示剂的封闭现象是由于有色络合物的颜色变化为不可逆反应所引起，这时MIn的稳定性虽然没有MY高，但由于其颜色变化为不可逆，MIn并不是很快地被EDTA所破坏，因而对指示剂也产生了封闭。 ;消除措施： 若封闭现象是滴定离子本身M引起的，则可采用返滴定法； 若封闭现象是由共存离子引起的，则需加适当掩蔽剂，掩蔽共存离子。 若是变色反应的可逆性差造成的，则应更换指示剂。 ;例如： A13+的测定 A13+对二甲酚橙有封闭作用，测定Al3+时可先加入过量的EDTA标准溶液，于pH＝3.5时煮沸，使A13+与EDTA完全络合后，再调节溶液pH值为5～6，加入二甲酚橙，用Zn2+或Pb2+标准溶液返滴定，即可克服A13+对二甲酚橙的封闭现象。;例如：在用