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絡(luò)合滴定金屬指示劑的作用原理與必須具備的條件


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-10

       絡(luò)合滴定和其它滴定一樣，必須有適當(dāng)方法來指示滴定終點(diǎn)。最常用的指示終點(diǎn)方法是指示劑法。絡(luò)合滴定的指示劑本身也是能和金屬離子生成有色絡(luò)合物的絡(luò)合劑。由于它能夠指示出溶液中金屬離子濃度的突變情況，所以稱這種指示劑為金屬離子指示劑，簡稱金屬指示劑。

一、金屬指示劑的作用原理

       金屬指示劑通常都是有機(jī)染料，同時(shí)也是能與金屬離子絡(luò)合的絡(luò)合劑，由于它與金屬離子絡(luò)合前后的顏色不同，所以能用作指示劑指示滴定終點(diǎn)。
       現(xiàn)以鉻黑T為例，說明金屬指示劑的變色原理，鉻黑T在pH值為7～11時(shí)呈藍(lán)色，與金屬離子如Mg2+絡(luò)合后生成酒紅色絡(luò)合物。
滴定前，在含有Mg2+溶液中加入少量鉻黑T指示剤，鉻照T本身在pH＝7～10的溶液中呈藍(lán)色，但與Mg2+絡(luò)合后生成酒紅色絡(luò)合物。因此，在用EDTA滴定前溶液呈酒紅色。
       滴定開始時(shí)，EDTA先和游離的Mg2+絡(luò)合，生成無色的Mg-EDTA。
Mg2+＋EDTA  ?Mg-EDTA
此時(shí)溶液仍呈酒紅色，當(dāng)游離的Mg2+幾乎全部被EDTA絡(luò)合以后，再維續(xù)用EDTA滴定。此時(shí)，由于Mg-鉻黑T的穩(wěn)定性遠(yuǎn)小于Mg-EDTA的穩(wěn)定性，EDTA就要奪取Mg-鉻黑T中的Mg2+而使鉻黑T游離出來，溶液由酒紅色變?yōu)樗{(lán)色，即為終點(diǎn)。
Mg-鉻黑T＋EDTA  ?Mg-EDTA＋鉻黑T
   酒紅色                                          藍(lán)色  

二、金屬指示劑必須具備的條件

       1.指示劑本身的顏色與它和金屬離子絡(luò)合后絡(luò)合物的顏色應(yīng)有顯著差別，這樣，終點(diǎn)才有明顯的顏色變化。便于對(duì)終點(diǎn)的判斷。指示劑和金屬離子絡(luò)合的反應(yīng)要求靈敏、迅速。
       2.指示劑應(yīng)能與金屬離子形成足夠穩(wěn)定的絡(luò)合物(一般要求lgk穩(wěn)＞4)，這樣才能在接近等當(dāng)點(diǎn)時(shí)，溶液中金屬離子的濃度已很小而MIn仍可較穩(wěn)定地存在，溶液仍然呈現(xiàn)MIn顏色。當(dāng)EDTA奪取M離子后，使In游離，溶液立即改變顏色指示終點(diǎn)。如果MIn穩(wěn)定性差，離解程度大，則在終點(diǎn)前就出現(xiàn)指示劑的顏色，使結(jié)果偏低。
       3.MIn絡(luò)合物的穩(wěn)定性應(yīng)小手M-EDTA絡(luò)合物的穩(wěn)定性。二者穩(wěn)定性之差，至小相差100倍以上。即
lgk穩(wěn)M-EDTA－lgk穩(wěn)MIn＝2
否則EDTA就不能奪取MIn中的M，使指示劑不能游離出來，因而觀察不到終點(diǎn)。
       4.指示劑與金屬離子形成的絡(luò)合物應(yīng)易溶于水。如果生成膠體溶液或沉淀，用EDTA滴定時(shí)MIn中指示劑被置換的作用就緩慢，使終點(diǎn)拖長。這種現(xiàn)象稱為指示劑的僵化。
       此外，要求指示劑應(yīng)比較穩(wěn)定，便于應(yīng)用和貯存。

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