酸碱指示剂的选择

酸碱指示剂的选择

闫丽

云南省腾冲县第三中学闫丽

人教版化学选修4《化学反应原理》中第48页有这样一段话：

“酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法，滴定中的常用仪器如图甲所示。滴定管中装有已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液，锥形瓶中盛放一定量未知浓度待测定的碱(或酸)溶液，待测液中预先加有几滴酸碱指示剂，如酚酞或甲基橙。把滴定管中溶液逐滴加入到锥形瓶中，酸碱中和反应完全时，随着酸碱中和百分数的上升，溶液的pH会发生变化，对于强酸、强碱的中和，开始时由于被中和的酸或碱浓度较大，加入少量的碱或酸对其pH的影响不大。当接近滴定终点(pH＝7)时，很少量(0.04mL，约一滴)的碱或酸就会引起溶液pH突变(如图乙所示)。此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全，即反应到达终点。这时通过滴定管中用去酸或碱的量，利用化学方程式所表示的酸碱之间的计量关系，可以算出待测碱或酸的物质的量浓度。”

本段话涉及中和滴定中酸碱指示剂的选择及溶液pH突变两个问题。本文主要谈谈我在教学中是如何处理酸碱指示剂的选择。

（1）指示剂的变色范围越窄越好，常用的指示剂多是弱酸或弱碱，通常可供选择的指示剂有石蕊、酚酞、甲基橙，它们都是比较复杂的有机酸（如下表）。指示剂的分子和离子具有不同的颜色，酸或碱溶液能影响指示剂的电离平衡，因此在酸或碱溶液中指示剂就能改变颜色。石蕊溶液由于变色范围较宽，且在等当点时颜色的变化不易观察，所以在中和滴定中不采用。

（2）溶液颜色的变化由浅到深容易观察，而由深变浅则不易观察。因此应选择在滴定终点时使溶液颜色由浅变深的指示剂。强酸和强碱中和时，尽管酚酞和甲基橙都可以用，但用强酸滴定强碱时，甲基橙加在强碱里，达到等当点时，溶液颜色由黄色变红色，易于观察，故选择甲基橙；用强碱滴定强酸时，酚酞加在强酸中，达到等当点时，溶液颜色由无色变红色，易于观察，故选择酚酞。

（3）强酸和弱碱、强碱和弱酸中和达到滴定终点时，前者溶液显酸性，后者溶液显碱性，对前者应选择酸性变色指示剂(甲基橙)，对后者应选择碱性变色指示剂(酚酞)。

例题实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：

甲基橙：3.1～4.4；石蕊：5.0～8.0；酚酞：8.2～10.0

用0.1000mol/LNaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是（）。

A.溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B.溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂

C.溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D.溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂

解析用0.1000mol/LNaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，生成CH3COONa是强碱弱酸盐，因发生水解而使溶液显碱性，故选择酚酞作指示剂误差最小。若选用甲基橙，在甲基橙的变色范围内，NaOH的量不足，导致测出的CH3COOH浓度偏小。石蕊变色范围太宽，误差大，且颜色变化不明显，不能作酸碱中和反应的指示剂。因此，应选用酚酞作指示剂。答案选D。

综上所述，在实验室一般选用酚酞或甲基橙作指示剂，石蕊由于颜色变化不明显，因此滴定时不宜使用。指示剂的变色范围与酸碱中和后的溶液的pH越接近越好，且变色要明显，通常情况下，酸滴定碱，选择甲基橙；碱滴定酸，选择酚酞。如果酸碱有一方是弱的，酸碱恰好中和时，所得溶液不一定显中性，则应根据中和所得盐溶液的pH来确定选用上述哪种指示剂，若恰好中和时溶液显酸性，应选择在酸性范围内变色的指示剂如甲基橙；若恰好中和时溶液显碱性，应选择在碱性范围内变色的指示剂如酚酞。