酸碱指示剂
什么是酸碱指示剂
什么是酸碱指示剂？
酸碱指示剂是一种化学物质，它在酸碱溶液中表现出不同的颜色，用于判断溶液的酸碱性质和酸碱滴定等化学实验中。
酸碱指示剂可以通过颜色的变化来显示溶液的pH值范围，从而确定溶液的酸碱性质。
酸碱指示剂的工作原理基于酸碱指示剂分子的结构和电荷状态的变化。
酸碱指示剂通常是弱酸或弱碱，它们会在不同pH条件下发生酸碱中和反应，导致颜色的变化。
常见的酸碱指示剂包括酚酞、甲基橙、溴酚蓝、酚红等。
以下是几种常见的酸碱指示剂及其颜色变化范围：
1. 酚酞（Phenolphthalein）：
酚酞在酸性溶液中呈无色，在pH值为8.2-10之间的溶液中呈粉红色。
2. 甲基橙（Methyl Orange）：
甲基橙在酸性溶液中呈红色，在pH值为3.1-4.4之间的溶液中呈橙黄色。
3. 溴酚蓝（Bromothymol Blue）：
溴酚蓝在酸性溶液中呈黄色，在中性溶液中呈绿色，在碱性溶液中呈蓝色。
4. 酚红（Phenol Red）：
酚红在酸性溶液中呈黄色，在中性溶液中呈橙红色，在碱性溶液中呈红色。
使用酸碱指示剂进行酸碱滴定时，通常将指示剂溶液滴加到待测溶液中，并观察颜色变化。
当颜色发生变化时，表示酸碱中和点已经达到，可以根据变化点确定溶液的酸碱性质。
需要注意的是，不同的酸碱指示剂适用于不同的pH范围，选择合适的指示剂对于准确测定溶液的酸碱性非常重要。
此外，酸碱指示剂的颜色变化是定性的，并不能提供精确的pH值，因此在需要精确测定pH值的情况下，应使用pH计等仪器进行测量。
第六节 酸碱指示剂
酸碱指示剂(p206)
一、指示剂的作用原理
酸碱滴定过程中，酸碱本身不发生任何外观
的变化，故常借助酸碱指示剂的颜色变化来指示
滴定的计量点。酸碱指示剂自身是弱的有机酸或
有机碱，其共轭酸碱对具有不同的结构，且颜色
不同。当溶液的pH值改变时，共轭酸碱对相互
发生转变、从而引起溶液的颜色发生变化。
例如:酚酞
式中：KHIn为指示剂的解离常数，简称指示剂常数； [In-]和[HIn]分别为指示剂的碱式色和酸式色 的浓度。
碱式色 酸式色
[In ] K HIn [HIn] [H ]
由上式可知，溶液的颜色是由[In-]/[HIn]的比值 来决定的，而此比值又与[H+]和及KHIn有关。 在一定温度下，KHIn是一个常数，比值[In-]/[HIn] 仅为[H+]的函数，当[H+]发生改变，[In-]/[HIn]比值随 之发生改变，溶液的颜色也逐渐发生改变。
(2) 当 ≥ 即 [In-] ≥10[HIn] 时，
pH ≥ pKa +1，观察到的是指示剂的碱式色； (3) 10＞ ＞ 时，
pH= pKa 1观察到的是混合色，
人眼一般难以辨别 。
2. pH的理论变色点
当指示剂的[In-]=[HIn]时，则pH＝ pKHIn，人们称此pH值为指示剂的理论变
(3) 各种指示剂的变色范围幅度各有不同，但 一般不大于2个pH单位，不小于1个pH单位， 多数为1.6～1.8 pH单位。
1. 人眼对颜色的辨别
需要指出的是，不是 比值任何微小的
改变都能使人观察到溶液颜色的变化，因为
人眼辨别颜色的能力是有限的。
一般来说，若指示剂的酸色型与碱色型 浓度相差10倍后，就只能看到浓度大的那种 型色。
用于酸碱滴定的指示剂
用于酸碱滴定的指示剂，称为酸碱指示剂。
（acid-base indicator)。
这是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱，它们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和氢离子（或氢氧根离子），并且由于结构上的变化，它们的分子和离子具有不同的颜色，因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。
常用的酸碱指示剂主要有4类：硝基酸类、酚酞类、磺代酚酞类、偶氮化合物类。
可以得到质子的是碱可以失去质子的是酸常用酸碱指示剂指示剂名称范围酸色中性色碱色甲基橙 3.1-4.4 红橙黄甲基红4.4-6.2 红橙黄溴百里酚蓝 6.0-7.6 黄绿蓝酚酞 8.2-10.0 无色浅红红石蕊 5.0-8.0 红紫蓝一、指示剂的作用原理1、酸碱指示剂：一般是某些有机弱酸或弱碱，或是有机酸碱两性物质，它们在酸碱滴定过程中也能参与质子转移反应，因分子结构的改变而引起自身颜色的变化，并且这种颜色伴随结构的转变是可逆的。
例如酚酞，甲基橙。
2、分类：单色指示剂：在酸式或碱式型体中仅有一种型体具有颜色的指示剂。
如酚酞双色指示剂：酸式或碱式型体均有颜色的指示剂。
如甲基橙。
二、指示剂变色的pH范围1、变色原理：以HIn表示指示HIn = H+ + In-酸式型体碱式型Ka为指示剂的解离常数⑴、溶液的颜色是由[In-]/[HIn]的比值来决定的，随溶液的[H]的变化而变化。
⑵、当[In-]/[HIn]≤1/10 PH≤PKa-1 酸式色当10>[In-]/[HIn]>1/10 PH在PKa±1之间颜色逐渐变化的混合色二、当[In-]/[HIn]≥10 PH≥PKa+1 碱式色2、变色范围：当溶液的PH由PKa-1变化到PKa+1（或相反）时，才可以观察到指示剂由酸式色经混合色变化到碱性色，这一颜色变化的pH范围，即pH===pKa±1称为指示剂的变色范围。
3、理论变色点：当指示剂的酸式型体与碱式型体的浓度相等，即[In-]/[HIn]==1时，溶液的pH = pKa ，称为指示剂的理论变色点。
酸碱指示剂的变色范围与选择
酸碱指示剂的变色范围与选择酸碱指示剂是一种具有变色特性的化学物质，广泛应用于化学实验、工业生产和日常生活中。
它们在水溶液中的颜色会随着pH值的变化而改变，从而可以作为检测酸碱性质的工具。
本文将探讨酸碱指示剂的变色范围与选择的相关知识。
一、酸碱指示剂的变色范围不同的酸碱指示剂具有不同的变色范围，这取决于它们的分子结构和酸碱指示范围。
下面是几种常用的酸碱指示剂及其变色范围：1. 酚酞（Phenolphthalein）：酚酞是最常用的酸碱指示剂之一，它在酸性溶液中呈无色，在弱碱性溶液中呈粉红色。
它的变色范围在pH 8.2-10.0之间。
2. 甲基橙（Methyl Orange）：甲基橙在酸性溶液中呈红色，在中性溶液中呈橙黄色，在碱性溶液中呈黄色。
它的变色范围在pH 3.1-4.4之间。
3. 酚红（Phenol Red）：酚红在酸性溶液中呈黄色，在中性溶液中呈橙色，在碱性溶液中呈红色。
它的变色范围在pH 6.4-8.0之间。
4. 甲基紫（Methyl Violet）：甲基紫在酸性溶液中呈红色，在碱性溶液中呈绿色。
它的变色范围在pH 0.0-2.0之间。
5. 甲基红（Methyl Red）：甲基红在酸性溶液中呈红色，在中性溶液中呈橙色，在碱性溶液中呈黄色。
它的变色范围在pH 4.4-6.2之间。
以上是常见的几种酸碱指示剂及其变色范围，通过选择适当的酸碱指示剂，我们可以根据变色的颜色变化来推断溶液的酸碱性质。
二、酸碱指示剂的选择在选择酸碱指示剂时，我们应考虑以下几个因素：1. pH范围：根据需要检测的溶液的酸碱性质，选择适合的酸碱指示剂。
例如，如果需要检测中性溶液，可以选择酚红作为指示剂。
2. 变色剂的稳定性：酸碱指示剂在不同的环境中可能会发生分解或退色。
因此，我们应选择稳定性较好的指示剂，以确保准确的测试结果。
3. 可见光波长：酸碱指示剂的变色通常是由于吸收特定波长的光而引起的。
因此，我们需要选择颜色鲜明、易于观察或测量的指示剂。
酸碱指示剂
5.用咖喱粉制酸碱指示剂：取一药匙咖喱粉，用50%的调成糊状，涂在一块白布的两面上，放置一段时间后 用水冲去多余的咖喱粉，白布被染成黄色，这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。
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石蕊能溶于水，且能溶于酒精，变色范围是pH 5.0～8.0
酚酞是一种有机弱酸，它在酸性溶液中，浓度较高时，形成无色分子。但随着溶液中H+浓度的减小，OH-浓 度的增大，酚酞结构发生改变，并进一步电离成红色离子这个转变过程是一个可逆过程，如果溶液中H+浓度增加， 上述平衡向反方向移动，酚酞又变成了无色分子。因此，酚酞在酸性溶液里呈无色，当溶液中H+浓度降低，浓度 升高时呈红色。酚酞的变色范围是pH 8.0～10.0。
酸碱指示剂石蕊和酚酞都是酸碱指示剂，它们是一种弱的有机酸。在溶液里，随着溶液酸碱性的变化，指示 剂的分子结构发生变化而显示出不同的颜色。
石蕊（主要成分用HL表示）在水溶液里能发生如下电离： HL←→H++L-（H+红色， L-蓝色）
在酸性溶液里，红色的分子是存在的主要形式，溶液显红色；在碱性溶液里，上述电离平衡向右移动，蓝色 的离子是存在的主要形式，溶液显蓝色；在中性溶液里，红色的分子和蓝色的酸根离子同时存在，所以溶液显紫 色。
变色原理
酸碱指示剂既然都是一些有机弱酸或有机弱碱，那么在不同的酸碱性溶液中，它们的电离程度就不同，于是 会显示不同的颜色。pH试纸则是由多种指示剂混合液制成的，通常情况下pH试纸就显金黄色，pH≈5，可见在制 作时，已将指示剂混合液调至弱酸性，并不是中性，这是为了减弱空气中CO2对测定的影响。此外，中和反应时， 使用酸碱指示剂只能用2～3滴，也是因为酸碱指示剂都是有机酸或有机碱，用多了会增大误差的。
酸碱指示剂与酸碱中和指示剂
酸碱指示剂与酸碱中和指示剂酸碱指示剂和酸碱中和指示剂在化学实验和工业生产中扮演着重要的角色。
它们是用于指示溶液的酸碱性质以及判断酸碱反应是否完成的化学试剂。
本文将详细介绍酸碱指示剂与酸碱中和指示剂的分类、原理、应用以及常见的几种指示剂。
一、酸碱指示剂的分类酸碱指示剂按照其颜色变化的特性可以分为单色指示剂和双色指示剂两类。
1. 单色指示剂单色指示剂在酸碱溶液中只发生一种颜色的变化。
典型的单色指示剂有酚酞、碘化钾淀粉溶液等。
酚酞溶液在酸性溶液中为无色，而在碱性溶液中呈现粉红色。
碘化钾淀粉溶液在酸性溶液中为无色，而在碱性溶液中呈现深蓝色。
2. 双色指示剂双色指示剂在酸碱溶液中可以发生两种或多种颜色的变化。
其中最常见的双色指示剂是酚酞-甲基橙指示剂，它的颜色变化范围包括无色、橙红色和红色。
在强酸性条件下，酚酞-甲基橙指示剂呈现无色；在中性条件下呈现橙红色；在弱碱性到强碱性条件下呈现红色。
二、酸碱中和指示剂的原理酸碱中和指示剂是通过颜色变化来检测溶液酸碱中和反应的进行程度的。
这类指示剂的原理是根据指示剂分子在不同酸碱条件下形成不同的酸碱离子或分子，从而导致颜色的变化。
以酚酞为例，它的分子在酸性条件下不会发生离子化，因此呈现无色；而在碱性条件下，酚酞分子会失去H+离子并转变为酚酞的阴离子，导致颜色变化为粉红色。
另外，酸碱中和指示剂的颜色变化还与溶液的pH值有关。
一般来说，酸性溶液的pH值低于7，碱性溶液的pH值高于7，中性溶液的pH值等于7。
指示剂的颜色变化通常在特定的pH范围内发生，因此可以根据颜色的变化来判断溶液的酸碱性质。
三、酸碱指示剂和酸碱中和指示剂的应用酸碱指示剂和酸碱中和指示剂在化学实验室和工业生产中有广泛的应用。
1. 酸碱指示剂酸碱指示剂广泛用于酸碱滴定和溶液酸碱性质的测定。
通过观察指示剂颜色的变化，可以知道溶液的酸碱性质。
这对于确定溶液的浓度、判断酸碱中和反应的完成度以及控制化学反应的过程非常重要。
酸碱指示剂的选择与鉴别
酸碱指示剂的选择与鉴别酸碱指示剂是一种可以改变颜色的化学物质，在酸碱中起到指示作用。
在实验室和工业生产中，酸碱指示剂被广泛应用于酸碱滴定、溶液酸碱性检测等方面。
本文将介绍酸碱指示剂的选择与鉴别。
一、酸碱指示剂的选择酸碱指示剂的选择主要取决于所要测定溶液的酸碱性范围。
以下是几种常见的酸碱指示剂及其适用范围：1. 酚酞：酸性溶液呈现红色，中性和碱性溶液无色。
适用于酸性溶液的滴定以及pH值低于6的测定。
2. 溴酚蓝：酸性溶液呈黄色，中性和弱碱性溶液呈绿色，强碱性溶液呈蓝色。
适用于中性和弱碱性溶液的滴定以及pH值在3.0-4.6范围内的测定。
3. 甲基橙：酸性溶液呈红色，中性溶液呈橙色，碱性溶液呈黄色。
适用于酸性溶液的滴定以及pH值在3.1-4.4范围内的测定。
4. 酚酞：酸性溶液呈红色，中性和碱性溶液无色。
适用于酸性溶液的滴定以及pH值低于6的测定。
5. 金黄色红：酸性溶液呈红色，中性和碱性溶液呈黄色。
适用于酸性溶液的滴定以及pH值低于5.0的测定。
通过选择合适的酸碱指示剂，我们可以准确、快速地判断溶液的酸碱性，从而开展后续的实验操作和分析。
二、酸碱指示剂的鉴别为了确保测定结果的准确性，我们需要对酸碱指示剂进行鉴别。
下面介绍几种常见的酸碱指示剂的鉴别方法：1. 鉴别酚酞和酚酞钠：将少量酚酞溶于无水乙醇中，滴加氢氧化钠溶液。
若溶液出现红色，则为酚酞；若溶液无色，则为酚酞钠。
2. 鉴别甲基橙和溴酚蓝：将少量甲基橙溶于无水乙醇中，滴加氯化钠溶液。
若溶液出现红色，则为甲基橙；若溶液无色，则为溴酚蓝。
3. 鉴别甲基橙和金黄色红：将少量甲基橙溶于无水乙醇中，滴加氯化钙溶液。
若溶液出现橙色，则为甲基橙；若溶液呈红色，则为金黄色红。
以上鉴别方法可以帮助我们辨认不同的酸碱指示剂，确保实验结果的准确性。
总结：酸碱指示剂在化学实验和工业生产中起到重要的指示作用。
选择合适的酸碱指示剂可以帮助我们准确判断溶液的酸碱性，进而进行后续的实验与分析。
常见酸碱指示剂
2。
5 酸碱指示剂2.5。
1 酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂一般都是有机弱酸或有机弱碱,弱酸与它的共轭碱具有不同的颜色.在酸碱滴定中，由于溶液pH 的变化，指示剂可以失去质子由酸式色变成共轭碱的碱式色，或得到质子由碱式色变成共轭酸的酸式色，从而指示溶液pH 的变化。
因为指示剂的酸式和碱式具有不同的分子结构,所以它们具有不同的颜色。
例如，甲基橙是一种偶氮类指示剂,它在pH≤3。
1 时呈红色，在pH≥4。
4 时呈黄色.从上述平衡式可以看出，当酸度增大时甲基橙主要以红色醌式存在，酸度降低主要以黄色偶氮式存在.酚酞也是常用的酸碱指示剂，当溶液酸度发生变化时，分子结构发生如下变化:在酸性溶液中，酚酞以无色的内酯式存在，在弱碱性溶液中以红色的醌式结构存在。
2。
5。
2 指示剂的变色范围以HIn 代表指示剂的酸式形式,In-代表指示剂的碱式形式。
在溶液中HIn和In—存在如下平衡关系： ++ In - [][][]HIn In H -+=a K 或 [][][]-+=In HIn H a K 对于某种指示剂而言,K a 是常数，因此 [][]-In HIn 比值只是［H + ]的函数.溶液的颜色取决于 [][]-In HIn。
在一般情况下，当一种形式的浓度是另一种形式浓度的10 倍时，才能辨别出浓度大的形式的颜色。
因此,当[][]10In HIn≥-时，可看到酸式的颜色；当[][]101In HIn ≤- 可以看到碱式的颜色。
当[][]1In HIn =-时，pH = p K a 是指示剂的颜色转变点，称为指示剂的理论变色点。
当溶液的pH 在p K a ± 1 范围内时，呈现酸式和碱式的混合色，这个pH 范围称为指示剂的理论变色范围。
从理论上讲，指示剂的变色范围都有两个pH 单位,但实际上并不都是如此。
人的眼睛对各种颜色的灵敏度不一样,人眼观察到的实际变色范围与理论变色范围不完全一致。
例如，甲基橙的p K a = 3.4,理论上的变色范围应该在pH 2。
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3.5.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围
3.5.2 影响指示剂变色范围的各种因素
3.5.3 混合指示剂
3.5.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围
酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱，其共轭酸碱形 式具有明显不同的颜色。 甲基橙
H
+
(CH3)2 SO 3OHN H ] 确定，而 [In ] 又由 K a 确定， 作用于人眼的颜色由 [HIn] [HIn] [H ]
因此可由颜色的变化判断[H+]的变化，确定滴定的终点。
理论变色范围：pKa1
理论变色点：pKa 滴定指数：pT
Ö ¼ µ ý ·² Ï Ê
[In ] 0.1 10 [HIn]
3.5.2 影响指示剂变色范围的各种因素 • • 指示剂的用量对指示剂变色的影响 • 双色指示剂 Ka [In ] • [HIn] [H ] 例如甲基橙：
指示剂的用量 温度的影响——对Ka的影响 离子强度的影响——Ka与Kac 的差别增大 溶剂的影响
[In ] [H ]一定， 也确定， 即变色点和变色范围不 受影响。 [HIn]
H+
pH
终点 提前
3.5.3 混合指示剂
作用原理 分类 颜色互补
两种指示剂混合
指示剂与染料混合
例：溴甲酚绿——甲基红 pH 0 2 4 6 8
甲基红 溴甲酚绿
溴甲酚绿—甲基红
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0
HIn
In
2
4
6 pH
8
甲基橙指示剂的变色范围示意图
指 示 剂 变 色 范 围
指示剂
甲基橙 甲基红
颜色
酸色 过度 碱色
红 红 橙 橙 黄 黄
pKa
3.4 5.2
pT
4.0 5.2
变色范围
3.1~4.4 4.4~6.2
酚酞
无色
粉红
红
9.1
8.0~9.6
但酸碱指示剂本身具有酸碱性质，也会与滴定剂作用，用量过大会引起 较大的误差，尤其是对微量滴定而言。
单色指示剂 例如酚酞：
设指示剂的总浓度为 c , 碱型引起 K a [In ] 传感器（如人的眼睛）响应的最小 浓度为 a ，这是一个固定的值， [H ] [HIn] 那么：
a ca
C
N (CH3)2
N
N
酚酞
HO C OH O
OHOH COOH+ pKa = 9.1 C
O-
COO-
3.5.1 酸碱指示剂的作用原理及变色范围
作用原理
HIn pKa
H In
indicator
碱色
酸色
[H ][In ] Ka [HIn]
Ka [In ] [HIn] [H ]