三种常见酸碱指示剂性质及其变色原理.docx
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三种常见酸碱指示剂性质及其变色原理
三种常见酸碱指示剂性质及其
变色原理
酸碱指示剂的变色原理
---专题简介
小虾编辑整理及扩充
人们在实践中发现,有些有机燃料在不同的酸碱性溶液中能显示不同的颜色。
于是,人们就利用它们来确定溶液的pH。
这种借助其颜色变色来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。
石蕊
酸碱指示剂一般是有机弱酸或有极弱碱。
它们的变色原理是由于其它分子和电离出来的离子的结构不同,因此分子和离子的颜色也不同。
在不同pH的溶
液里,由于其分子浓度和离子浓度的比值不同,因此显示出来的颜色也不同。
例如,石蕊是一种有机弱酸,它是由地衣值得的一种蓝色色素。
如果用HIn代表石蕊分子,HIn在水中发生下列电离:
HIn(红色[酸色])←=→H++In-(蓝色[碱色])
(注:
←=→代表可逆符号,下同)
石蕊什么情况下变色?
在酸性溶液里,分子是其存在的主要形式,使溶液呈红色;(由于[H+]增大,平衡向左移)在碱性溶液里,石蕊水解发生的电离平衡向右移动,电离产生的酸根离子是其存在的主要形式,故使溶液呈蓝色;(由于[OH-]增大,平衡右移)
在中性溶液里,分子和酸根离子共存,因而溶液呈紫色。
([HZ]=[Z-])
遇酸变红PH<5.0
遇碱变蓝PH>8.0
石蕊是什么物质?
石蕊
蓝紫色粉末。
是从植物中提取得到的蓝色色素,能部分地溶解于水而显蓝色。
石蕊是一种常用的指示剂,变色范围是pH5.0—8.0之间。
石蕊起指示剂作用是由于石蕊中含石蕊精
(C7H7O4N)的原因。
其原理是石蕊也是一种弱酸
在中性溶液中:
[HZ]=[Z-]
在酸性溶液中:
由于[H+]则大,平衡向左移,溶液呈红色。
在碱性溶液中:
由于[OH-]增大,平衡右移,则溶液呈蓝色。
[石蕊试液的配制]
(1)先用热酒精溶解去除杂质,把酒精倾去。
(2)加水溶解石蕊,搅拌、静置、过滤。
(3)滤液稀释至1%即得石蕊试液。
石蕊(shirei)(Cladonia)地衣门、石蕊科中的石蕊属。
种类多。
地衣体壳状至鳞片状,并从地衣体上长出空心的果柄,不分枝或具多分枝。
子囊盘生果柄顶端,子囊盘网衣型,子囊孢子单胞型,无色,椭圆形。
土生或生于腐木或岩石表土上。
广布于全国各地石蕊在医药和化学试剂方面,有重要价值。
有些种类可提取抗菌素,如雀石蕊、软石蕊、红头石蕊、粉杆红石蕊、粉杯红石蕊等;有些种类可提取石蕊试剂,如石蕊、鳞片石蕊、杯腋石蕊、喇叭石蕊等。
酸性物质把试液变红。
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红色H+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。
石蕊能溶于水,不溶于酒精,变色范围是pH5.0~8.0。
紫色石蕊试液和酚酞是溶液酸碱性的指示剂,其颜色是否变化,取决于溶液的pH大小。
我们通常说的pH<7的溶液使紫色石蕊变红,使无色酚酞不变色,只是一种粗略说法。
其实紫色石蕊试液和酚酞有一定的变色范围,参看图。
任何水溶液中都存在H+和OH-,pH的大小决取于溶液H+浓度和OH-浓度的关系。
H+浓度=OH-浓度pH=7溶液呈中性
H+浓度>OH-浓度pH<7溶液呈酸性
H+浓度7溶液呈碱性
在酸溶液中,H+浓度>OH-浓度,故pH<7,但pH<7的溶液不一定是酸溶液,某些盐溶于水后,使得溶液呈酸性,如KHSO4溶于水,会发生以下电离:
在KHSO4溶液中,存在大量的H+,pH<7。
故应该说“能使紫色石蕊试液变红的溶液一定是酸性溶液”。
“不使酚酞试液变色的溶液可能是酸性溶液,也可能是中性溶液或弱碱性溶液。
”也可能是中性溶液或弱碱性溶液”。
“紫色石蕊试纸”和“红色石蕊试纸”到底有什么区别?
石蕊试纸有三种:
红色石蕊试纸(检验碱性),蓝色石蕊试纸(检验酸性)、中性石蕊试纸。
常用的是前两种,中性石蕊试纸不常用。
浸制方法是用滤纸在石蕊液中浸制、凉干、干燥、封存,备用。
用石蕊原液(蓝紫色)浸制成蓝色石蕊试纸,用红色石蕊试液浸制成红色石蕊试纸,用紫色石蕊试液浸制成中性石蕊试纸。
紫色石蕊小花当然要用紫色石蕊试液浸制。
但是,由于H2CO3只存在于水溶液中,所以用于浸制红色石蕊试纸和浸染紫色石蕊小花的石蕊液,只能用极稀的H3PO4与石蕊原液来调制。
取滤纸条浸入石蕊指示液中,加极少量的盐酸使成红色,取出,干燥,即得。
谁知道紫色石蕊试剂怎么配制?
准备:
①在250mL烧杯中注入150mL左右的蒸馏水,加入半药匙石蕊粉末,微热至50℃~60℃,搅动加速溶解成深蓝紫色石蕊溶液(原液),备用。
②试管里注入1P2体积的蒸馏水,通入CO2制成饱和CO2水溶液(H2CO3),备用。
紫色石蕊液配制:
在不断振荡的条件下,在蓝紫色石蕊原液中逐滴加入饱和CO2水溶液,直至溶液由蓝紫色变成纯正的紫色(参见初三化学下册48页图1021的石蕊试液的色泽),即成。
调配紫色石蕊液,还可以用极稀的H3PO4来代替饱和CO2水溶液(但不要用H2SO4、HCl等强酸);如果H3PO4稍过量则会调制成红色石蕊试
酚酞
是一种酸碱指示剂
酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当8.2醌式结构。
酚酞的变色范围是8.2~10.0,所以酚酞只能检验碱而不能检验
酸。
别名:
非诺夫他林
三维结构化学式:
C20H14O4
酚酞(Phenolphthalein):
本品为3,3-双(4-羟基苯基)-1(3H)-异苯并呋喃酮(3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-1(3H)-isobenzofuranone),白色或微黄色的结晶或粉末,无臭,无味。
分子式:
C20H14O4,CAS号:
77-09-8。
熔点:
260℃~263℃,在乙醇中溶解,在乙醚中略溶,在水中几乎不溶。
由邻苯二甲酸酐和苯酚在加入脱水剂的条件下加热至115-120℃进行缩合制得。
[编辑本段]化学用途是一种酸
碱指示剂
酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当8.2醌式结构。
酚酞的变色范围是8.2~10.0,所以酚酞只能检验碱而不能检验酸。
(浅红色)(红色)酸碱指示剂酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的醌式结构。
酚酞的醌式或醌式酸盐,在碱性介质中很不稳定,它会慢慢地转化成无色羧酸盐式;遇到较浓的碱液,会立即转变成无色的羧酸盐式。
所以,酚酞试剂滴入浓碱液时,酚酞开始变红,很快红色退去变成无色。
酚酞为白色或微带黄色的细小晶体,难溶于水而易溶于酒精。
因此通常把酚酞配制成酒精溶液使用。
当酚酞试剂滴入水或中性、酸性的水溶液时,会出现白色浑浊物,这是由于酒精易溶于水,使试剂中难溶于水的酚酞析出的缘故。
酚酞的用途主要有:
(1)制药工业医药原料:
适用于习惯性顽固便秘,有片剂、栓剂等多种剂型;
(2)用于有机合成:
主要用于合成塑料,特别是合成二氮杂萘酮聚芳醚酮聚芳醚酮类聚合物,该类聚合物由于具有优良的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐热老化性和良好的加工成型
性,由其制成的纤维、涂料及复合材料等很快被广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输、宇航、原子能工程和军事等领域;(3)用于酸碱指示剂,非水溶液滴定用指示剂,色层分析用试剂
酚酞溶液的配制
0.5g酚酞粉末加入80%乙醇直至100ml。
甲基橙
0.1%的水溶液是常用的酸碱指示剂,pH值变色范围3.1(红)-4.4(黄),测定多数矿酸、强碱和水的碱度。
容量测
定锡(热时Sn2+(2+上标)使甲基橙褪色)。
强还原剂(Ti3+(3+上标)、Cr2+(2+上标)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。
分光光度测定氯、溴和溴离子。
可与靛蓝二磺酸钠或溴甲酚绿组成混合指示剂,以缩短变色域和提高变色的锐灵性。
氧化还原指示剂,如用于溴酸钾滴定三价砷或锑。
甲基橙在什么情况下变黄色
甲基橙的变色范围是pH<3.1的变红,pH>4.4的变黄,3.1-~4.4的呈橙色
甲基橙试剂的用途
酸碱指示剂,pH值变色范围3.1(红)-4.4(黄),测定多数矿酸、强碱和水的碱度。
容量测定锡(热时Sn2+(2+上标)使甲基橙褪色)。
强还原剂(Ti3+(3+上标)、Cr2+(2+上标)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。
分光光度测定氯、溴和溴离子。
可与靛蓝二磺酸钠或溴甲酚绿组成混合指示剂,以缩短变色域和提高变色的锐灵性。
氧化还原指示剂,如用于溴酸钾滴定三价砷或锑。