化學(xué)指示劑定義、分類及概括總結(jié)

定   義

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)生混濁或沉淀，以及有熒光現(xiàn)象等。常用它檢驗溶液的酸堿性;滴定分析中用來指示滴定終點;環(huán)境檢測中檢驗有害物。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。

用以指示滴定終點的試劑。在各類滴定過程中，隨著滴定劑的加入，被滴定物質(zhì)和滴定劑的濃度都在不斷變化，在等當(dāng)點附近，離子濃度會發(fā)生較大變化，能夠?qū)?這種離子濃度變化作出顯示(如改變?nèi)芤侯伾沙恋淼?的試劑就叫指示劑。如果滴定劑或被滴定物質(zhì)是有色的，它們本身就具有指示劑的作用，如高錳酸鉀。

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、金屬指示劑。絡(luò)合滴定法所用的指示劑，大多是染料，它在一定pH下能與金屬離子絡(luò)合呈現(xiàn)一種與游離指示劑完全不同的顏色而指示終點。

3、氧化還原指示劑。為氧化劑或還原劑，它的氧化形與還原形具有不同的顏色 ，在滴定中被氧化(或還原)時，即變色，指示出溶液電位的變化。

4、沉淀滴定指示劑。主要是Ag+與鹵素離子的滴定，以鉻酸鉀、鐵銨礬或熒光黃作指示劑。

變色范圍

在實際工作中，肉眼是難以準(zhǔn)確地觀察出指示劑變色點顏色的微小的改變。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) 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。