在絡(luò)合滴定中,通常利用一種能與金屬離子生成有色絡(luò)合物的顯色劑指示滴定過程中金屬離子濃度的變化。這種顯色劑稱為金屬指示劑。
金屬指示劑大多是一種有機(jī)染料,能與某些金屬離子生成有色絡(luò)合物,此絡(luò)合物的顏色與金屬指示劑的顏色不同。下面舉例說明。
例如:用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定鎂,當(dāng)加入鉻黑T(以H3In表示其分子式)為指示劑,在pH=10的緩沖溶液中為藍(lán)色,與鎂離子絡(luò)合后生成紅色絡(luò)合物。反應(yīng)如下:
Mg2++HIn2- ?MgIn-+H+
藍(lán)色 紅色
當(dāng)以EDTA溶液進(jìn)行滴定時(shí),H2y2-逐漸奪取絡(luò)合物中的Mg2+而生成了更穩(wěn)定的絡(luò)合物Mgy2-,反應(yīng)如下:
MgIn-+H2y2- ?Mgy2-+H++HIn2-
紅色 藍(lán)色
直到MgIn-完全轉(zhuǎn)變?yōu)镸gy2-,同時(shí)游離出藍(lán)色HIn2-。當(dāng)溶液由紅色變?yōu)榧兯{(lán)色時(shí),即為滴定終點(diǎn)。
(1)金屬指示劑本身的顏色應(yīng)與金屬指示劑與金屬離子形成絡(luò)合物的顏色有明顯的區(qū)別。這樣才能使終點(diǎn)顏色變化明顯。
(2)金屬離子與EDTA絡(luò)合物的穩(wěn)定性應(yīng)大于金屬離子與指示劑絡(luò)合物的穩(wěn)定性。但金屬離子與指示劑的絡(luò)合物也應(yīng)該有足夠的穩(wěn)定性。
一般說來,金屬與指示劑所形成絡(luò)合物的穩(wěn)定性應(yīng)為:
logK'(MIn)>4
而它與金屬離子與EDTA絡(luò)合物的穩(wěn)定性應(yīng)相差為:
logK'(MY)-logK'(MIn)≥2
(3)有時(shí)金屬指示劑與某些金屬離子生成極穩(wěn)定的絡(luò)合物,其穩(wěn)定性超過MY,雖然滴入了過量的EDTA也不能奪取MIn中的金屬離子。此種現(xiàn)象即稱為這種指示劑受到了“封閉”。如Al3+Fe3+等離子都可以封閉鉻黑T因此在滴定Mg2+時(shí),若有Al3+和Fe3+存在需加以掩蔽。
(4)指示劑應(yīng)比較穩(wěn)定,以便于儲存和使用。但有些金屬指示劑本身易被氧化破壞或發(fā)生分子聚合而失效。為避免指示劑變質(zhì),有些指示劑可以用中性鹽混合配成固體指示劑使用。也可以往指示劑溶液中加入可以防止指示劑變質(zhì)的試劑,如在鉻黑T溶液中加入三乙醇胺等。