高中化学中酸碱指示剂变色原理

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表示指示剂

HIn = H+ + In-

酸式型体 碱式型体

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

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。

三、影响指示剂变色范围的因素：

1、指示剂的用量：

双色指示剂：指示剂的变色范围不受其用量的影响。但指示剂的变色也要消耗一定的滴定剂，从而引入误差。

单色指示剂：单色指示剂的用量增加，其变色范围向PH减小的方向发生移动。

使用时其用量要合适。

2、温度：温度的变化会引起指示剂解离常数和水的质子自递常数发生变化，因而指示剂的变色范围亦随之改变，对碱性指示剂的影响较酸性指示剂更为明显。

3、中性电解质：

4、溶剂：不同的溶剂具有不同的介电常数和酸碱性，因而一行指示剂的解离常数和变色范围。

四：混合指示剂：

1、 混合指示剂利用了颜色之间的互补作用，具有很窄的变色范围，且在滴定终点由敏锐的颜色变化。

2、 配制方法：

[1] 采用一种颜色不随溶液中H 浓度变化而变化的染料（称为惰性染料）和一种指示剂配制而成；

[2] 选择两种(或多种)PK 值比较接近的指示剂，按一定的比例混合使用。