金属指示剂

一、金属指示剂作用原理　

    金属指示剂是一种有机染料，它与被滴定金属离子反应，形成与染料本身颜色不同的配合物。
　　例：铬黑T及其镁配合物
　　
　　例：用EDTA滴定Mg，用铬黑T作指示剂：
　　滴定前：　　Mg(大量) ＋ HIn ＝ MgIn ＋ H ＋ Mg ，溶液呈MgIn的红色。
　　滴定：　　　Mg ＋ HY ＝ MgY ＋ H
　　终点:　　　 MgIn ＋ HY ＝ MgY ＋ HIn ，溶液呈HIn的蓝色。
　　可见终点时为一竞争反应，应放慢滴定速度。

二、金属指示剂的必备条件

（1）MIn与In的颜色应有明显区别
　　金属指示剂多为有机弱酸，颜色还随pH而变化，因此需要控制适当pH范围
　　例：铬黑T
　　　　　HIn HIn In
　　　　　紫红　　　　　　　蓝　　　　　　　　橙
　　　　为使终点颜色变化明显，铬黑T使用的酸度范围应在pH6.3～11.6之间。
　　（2）／＞10
　　根据指示剂作用原理，欲使终点的竞争反应能够发生，必须＞，EDTA才能取MIn中的M，使In游离而变色，定量的要求就是／＞10。
　　（3）指示剂与金属离子反应迅速可逆。

三、金属指示剂颜色转变点pMep′

金属指示剂在溶液中的主、副反应为
　　
　　　[MIn′]＝[In′]时为指示剂的颜色转变点，即滴定终点
　　　pMep′＝＝－(只考虑指示剂的酸效应))
　　越大，p′越大， 指示剂灵敏度高（终点[M′]越小，滴定反应越完全），pH值对p′有影响。

四、使用金属指示剂存在的问题

1.指示剂的封闭现象
　　 某些金属-指示剂配合物（MIn）较相应的金属-EDTA配合物（MY）稳定，显然此指示剂不能作为滴定该金属的指示剂。在滴定其他金属离子时，若溶液中存在这些金属离子，则溶液一直呈现MIn的颜色，即使到了化学计量点也不变色，这种现象称为指示剂的封闭现象。例如在pH10时以铬黑T为指示剂滴定Ca、Mg总量时，Al、Fe、Cu、Co、Ni等会封闭铬黑T，致使终点无法确定。往往由于试剂或蒸馏水的质量差，含有微量的上述离子也使得指示剂失效。解决的办法是加入掩蔽剂，使干扰离子生成更稳定的配合物，从而不再与指示剂作用。Al、Fe对铬黑T的封闭可加三乙醇胺予以消除；Cu、Co、Ni可用KCN掩蔽；Fe也可先用抗坏血酸还原为Fe，再加KCN以Fe(CN)形式掩蔽。若干扰离子的量太大，则需预先分离除去。
　　2.指示剂的僵化现象
　　有些指示剂或金属-指示剂配合物在水中的溶解度太小，使得滴定剂与金属-指示剂络合物交换缓慢，终点拖长，这种现象称为指示剂僵化。解决的办法是加入有机溶剂或加热，以增大其溶解度。例如用PAN作指示剂时，经常加入酒精或在加热下滴定。
　　3.指示剂的氧化变质现象
　　金属指示剂大多为含双键的有色化合物，易被日光、氧化剂、空气所分解，在水溶液中多不稳定，日久会变质。若配成固体混合物则较稳定，保存时间较长。例如铬黑T和钙指示剂，常用固体NaCl或KCl作稀释剂配制。

五、常用指示剂


　 　　　

注意各指示剂使用的pH范围、封闭离子、常用掩蔽剂