指示劑分類、原理用量以及配制介紹

 指示劑是化學(xué)試劑中的一類。在一定介質(zhì)條件下，其顏色能發(fā)生變化、能產(chǎn)生渾濁或沉淀，以及有熒光現(xiàn)象等。常用它檢驗(yàn)溶液的酸堿性；滴定分析中用來指示滴定終點(diǎn)；環(huán)境檢測中檢驗(yàn)有害物。一般分為酸堿指示劑、氧化還原指示劑、金屬指示劑、吸附指示劑等。 指示劑分類
 
1、酸堿指示劑
指示溶液中H+濃度的變化，是一種有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿，其酸性和堿性具有不同的顏色。指示劑酸HIn在溶液中的離解常數(shù)Ka=[H+][In-]/[HIn]，即溶液的顏色決定于[In-]/[HIn]，而[In-]/[HIn]又決定于[H+]。
 
以甲基橙(Ka=10-3.4)為例，溶液的pH<3.1時，呈酸性，具紅色;pH>4.4時，呈堿性，具黃色；而在pH3.1~4.4，則出現(xiàn)紅黃的混合色橙色，稱之為指示劑的變色范圍。不同的酸堿指示劑有不同的變色范圍。
 
2、混合酸堿指示劑
注：混合酸堿指示劑要保存在深色瓶中。
 
3、氧化還原指示劑
氧化還原指示劑用于氧化還原法容量分析。
 
4、絡(luò)合指示劑
在絡(luò)合滴定中，通常都是利用一種能與金屬離子生成有色配合物的顯色劑來指示滴定過程中金屬離子濃度的變化，此種顯色劑稱為金屬離子指示劑，即絡(luò)合指示劑。
 
5、吸附指示劑
吸附指示劑對滴定條件的要求
 
吸附指示劑是一類有機(jī)染料，用于沉淀法滴定。當(dāng)它被吸附在膠粒表面后，可能是由于形成了某種化合物而導(dǎo)致指示劑分子結(jié)構(gòu)的變化，從而引起顏色的變化。在沉淀滴定中，可以利用它的此種性質(zhì)來指示滴定的終點(diǎn)。
 
吸附指示劑可分為兩大類：一類是酸性染料，如熒光黃及其衍生物，它們是有機(jī)弱酸，能解離出指示劑陰離子；另一類是堿性染料，如甲基紫等，它們是有機(jī)弱堿，能解離出指示劑陽離子。
 
6、熒光指示劑
滴定和確定渾濁液體和有色液體的pH可以使用熒光指示劑。在滴定過程中熒光色變不受液體顏色和其透明度的影響，因此常被選用。
 
指示劑作用原理
 
在實(shí)際工作中，肉眼是難以準(zhǔn)確地觀察出指示劑變色點(diǎn)顏色的微小的改變。人們目測酸堿指示劑從一種顏色變?yōu)榱硪环N顏色的過程，只能在一定的pH變化范圍內(nèi)才能發(fā)生，即只有當(dāng)一種顏色相當(dāng)于另一種顏色濃度的十倍時才能勉強(qiáng)辨認(rèn)其顏色的變化。在這種顏色變化的同時，介質(zhì)氫滅菌生物指示劑的pH值則由一個值變到另一個值。
 
當(dāng)溶液的pH值大于pKHIn時， [In-]將大于[HIn]且當(dāng)[In-]/[HIn]=10時，溶液將完/全呈現(xiàn)堿色成分的顏色，而酸色被遮蓋了，這時溶液的 pH=pKHIn+1。同理，當(dāng)溶液的pH值小于pKHIn時， [In-]將小于[HIn]且當(dāng)[In-]/[HIn]=1/10時，溶液將完/全呈現(xiàn)酸色成分的顏色，而堿色被遮蓋了，這時溶液的 pH=pKHIn-1。
 
可見溶液的顏色是在從pH=pKHIn-1到 pH=pKHIn+1的范圍內(nèi)變化的，這個范圍稱為指示劑的變色范圍即變色域。在變色范圍內(nèi)，當(dāng)溶液的pH值改變時，堿色成分和酸色成分的比值隨之改變，指示劑的顏色也發(fā)生改變。超出這個范圍，如pH≥pKHIn+1時，看到的只是堿色；而在pH≤pKHIn-1時，則看到的只是酸色。因此指示劑的變色范圍約2個pH單位。由于人的視覺對各種顏色的敏感程度不同，加上在變色域內(nèi)指示劑呈現(xiàn)混合色，兩種顏色互相影響觀察，所以實(shí)際觀察結(jié)果與理論值有差別，大多數(shù)指示劑的變色范圍小于2個PH單位。
 
指示劑的用量問題
 
雙色指示劑的變色范圍不受其用量的影響，但因指示劑本身就是酸或堿，指示劑的變色要消耗一定的滴定劑，從而增大測定的誤差。對于單色指示劑而言，用量過多，會使用變色范圍向pH值減小的方向發(fā)生移動，也會增大滴定的誤差。例如:用0.1mol/LNaOH滴定0.1mol/LHAc，pHsp=8.5,突躍范圍為pH8.70-9.00，滴定體積若為50ml，滴入2-3滴酚酞，大約在pH=9時出現(xiàn)紅色；若滴入10-15滴酚酞，則在pH=8時出現(xiàn)紅色。顯然后者的滴定誤差要大得多。
 
指示劑用量過多，還會影響變色的敏銳性。例如：以甲基橙為指示劑，用HCl滴定NaOH溶液，終點(diǎn)為橙色，若甲基橙用量過多則終點(diǎn)敏銳性就較差。
 
常用指示劑的配制
 
1、二苯/胺磺酸鈉指示液：
 
取二苯/胺磺酸鈉0.2g，加水100ml使溶解，即得。
 
2、二苯偕肼指示液：
 
取二苯偕肼1g，加乙醇100ml使溶解，即得。
 
3、雙硫腙指示液：
 
取雙硫腙50mg，加乙醇100ml使溶解，即得。
 
4、石蕊指示液：
 
取石蕊粉末10g,加乙醇40ml，回流煮沸1小時,靜置，傾去上層清液，再用同一方法處理二次，每次用乙醇30ml，殘?jiān)盟?0ml洗滌，傾去洗液，再加水50ml，煮沸，放冷，濾過，即得。變色范圍 pH4.5~8.0(紅→藍(lán))。
 
5、甲/酚紅指示液：
 
取甲/酚紅0.1g，加0.05mol/L氫氧/化鈉溶液5.3ml使溶解，再加水稀釋至100ml，即得。變色范圍 pH7.2~8.8(黃→紅)
 
6、甲/酚紅-麝香草酚藍(lán)混合指示液：
 
取甲/酚紅指示液1份與0.1%麝香草酚藍(lán)溶液3份,混合，即得。
 
甲基紅指示液取甲基紅0.1g，加0.05mol/L氫氧/化鈉溶液7.4ml使溶解，再加水稀釋至200ml，即得。變色范圍 pH4.2~6.3(紅→黃)。
 
7、甲基紅-亞甲藍(lán)混合指示液：
 
取0.1%甲基紅的乙醇溶液20ml，加0.2%亞甲藍(lán)溶液8ml，搖勻，即得。
 
8、甲基紅-溴甲/酚綠混合指示液：
 
取0.1%甲基紅的乙醇溶液20ml，加0.2%溴甲/酚綠的乙醇溶液30ml，搖勻，即得。
 
9、甲基橙指示液：
 
取甲基橙0.1g，加水100ml使溶解，即得。變色范圍 pH3.2~4.4(紅→黃)。
 
10、甲基橙-二甲/苯藍(lán)FF混合指示液：
 
取甲基橙與二甲/苯藍(lán)FF各0.1g，加乙醇100ml使溶解，即得。
 
11、鄰二氮菲指示液：
 
取硫酸亞鐵0.5g，加水100ml使溶解,加硫酸2滴與鄰二氮菲0.5g,搖勻，即得。本液應(yīng)臨用新制。
 
12、茜素磺酸鈉指示液：
 
取茜素磺酸鈉0.1g，加水100ml使溶解，即得。變色范圍 pH3.7~5.2(黃→紫)
 
13、熒光黃指示液：
 
取熒光黃0.1g，加乙醇100ml使溶解，即得。
 
14、鈣黃綠素指示劑：
 
取鈣黃綠素0.1g，加lv化鉀10g，研磨均勻，即得。
 
15、鈣紫紅素指示劑：
 
取鈣紫紅素0.1g，加無水硫酸鈉10g,研磨均勻，即得。
 
16、姜黃指示液：
 
取姜黃粉末20g，用冷水浸漬4次，每次100ml,除去水溶性物質(zhì)后，殘?jiān)?00℃干燥，加乙醇100ml，浸漬數(shù)日，濾過，即得。
 
17、結(jié)晶紫指示液：
 
取結(jié)晶紫0.5g，加冰醋/酸100ml使溶解，即得。
 
18、酚酞指示液：
 
取酚酞1g，加乙醇100ml使溶解，即得。變色范圍 pH8.3~10.0(無色→紅)。
 
19、鉻黑T指示劑：
 
取鉻黑T 0.1g，加氯化鈉10g，研磨均勻，即得。
 
20、淀粉指示液：
 
取可溶性淀粉0.5g，加水5ml攪勻后，緩緩傾入100ml沸水中，隨加隨攪拌，繼續(xù)煮沸2分鐘，放冷，傾取上層清液，即得。本液應(yīng)臨用新制。
 
21、硫酸鐵銨指示液：
 
取硫酸鐵銨8g，加水100ml使溶解，即得。
 
22、溴酚藍(lán)指示液：
 
取溴酚藍(lán)0.1g，加0.05mol/L氫氧/化鈉溶液3.0ml使溶解，再加水稀釋至200ml，即得。變色范圍 pH2.8~4.6(黃→藍(lán)綠)。
 
23、溴麝香草酚藍(lán)指示液：
 
取溴麝香草酚藍(lán)0.1g，加0.05mol/L氫氧/化鈉溶液3.2ml使溶解，再加水稀釋至200ml，即得。變色范圍 pH6.0~7.6(黃→藍(lán))。
 
24、麝香草酚酞指示液：
 
取麝香草酚酞0.1g，加乙醇100ml使溶解，即得。變色范圍 pH9.3~10.5(無色→藍(lán))。
 
25、麝香草酚藍(lán)指示液：
 
取麝香草酚藍(lán)0.1g，加0.05mol/L氫氧/化鈉溶液4.3ml使溶解，再加水稀釋至200ml，即得。變色范圍 pH1.2~2.8(紅→黃)；pH8.0~9.6(黃→紫藍(lán))。