西北大学第九届青年教师讲课比赛 课程介绍 3 内容讲授 参赛人：化学与材料科学学院 张宏芳 上午10时44分

1 内容体系 无机化学与化学分析 优点： 简单、方便、准确 滴定分析 酸碱滴定 络合滴定 氧化还原滴定 沉淀滴定 GB/T 1511-2006 锰矿石 钙和镁含量的测定 滴定分析 酸碱滴定 络合滴定 氧化还原滴定 沉淀滴定 GB 5009.5-2010 食品中蛋白质的测定 HJ/T 132-2003 废水 化学需氧量的测定 上午10时44分

2 引用教材 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 国家面向21世纪课程教材 国家级精品课程 国家级教学团队 参考教材 武汉大学主编，分析化学（上册），第5版， 2006，高等教育出版社 邹明珠等编，化学分析教程，2008，高等教 育出版社 张宏芳，2005年开始主讲化学分析，已连续讲授5届 上午10时44分

3 教学目标 4 学时学分 5 重点难点 掌握滴定分析的基本原理和测定方法 树立准确的“量”的概念 3 学时：108/32 学分：6 3 学时：108/32 学分：6 非标准状态下化学反应平衡 方法原理—滴定曲线 指示剂作用原理及选择 结果计算与评价 5 重点难点 上午10时44分

第3节 金属指示剂 (metal indicator) MY无色 M + Y MY 滴定剂EDTA(Y) 化学计量点(sp) 滴定管 ？ 颜色 突变 指示剂 待测金属离子(M) 锥形瓶 滴定终点(ep) 金属指示剂：在络合滴定的化学计量点附近发生颜色变化的试剂。 上午10时44分

一、金属指示剂的作用原理 M + In = MIn M + Y = MY MIn + Y = MY + In 金属指示剂本身是有机络合剂（In），可与金属离子（M）反应形成与其本身的颜色显著不同的有色络合物（MIn）而指示滴定终点的到达。 M + In = MIn M + Y = MY MIn + Y = MY + In 上午10时44分

二、金属指示剂必须具备的条件 M + In = MIn MIn + Y = MY + In KMY > 100KMIn 指示剂必须能与金属离子反应生成有色络合物。 在滴定的pH范围内，游离指示剂和指示剂与金属离子的络合物之间应有明显的颜色差别。 指示剂与金属离子生成的络合物应有适当的稳性。 指示剂与金属离子生成的络合物应易溶于水。 M + In = MIn MIn + Y = MY + In KMY > 100KMIn 上午10时44分

三、使用金属指示剂时应注意的问题 指示剂的封闭现象 原因：KNIn太大 对策—加入掩蔽剂，使干扰离子生成更稳定的络合物。 指示剂的僵化现象 原因：胶体或沉淀的生成使置换 反应速率缓慢，终点拖长。 对策—加入适当的有机溶剂或加热使指示剂变色敏锐。 指示剂的变质现象 原因：指示剂溶液被日光、氧化 剂和空气等影响而分解。 对策—与NaCl等中性盐配成1׃100固体混合物使用。 上午10时44分

当 时，溶液呈现混合色，此点为指示剂的理论变色点。 四、金属指示剂的理论变色点 当 时，溶液呈现混合色，此点为指示剂的理论变色点。 上午10时44分

五、常用金属指示剂 铬黑T (Eriochrome Black T, EBT) pH 型体及颜色 络合物颜色 + 2H+ H2In- 6.3 < pH < 11.6 HIn2- pH > 11.6 In3- 上午10时44分

铬黑T指示剂变色点pMep 3.8 5.4 对应实验：自来水总硬度测定 使用酸度 pH 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 pCaep pMgep pMnep pZnep 2.4 5.0 8.3 1.8 3.4 6.2 9.3 2.8 4.4 7.8 10.5 3.8 5.4 9.7 12.2 4.7 6.3 11.5 13.9 能滴定的金属离子 对应实验：自来水总硬度测定 上午10时44分

二甲酚橙 (Xylenol Orange, XO) pH < 6.3 H3In4- 2H+ H+ + pH > 6.3 H2In5- 使用酸度 pH 1.0 2.0 3.0 4.0 4.5 5.0 6.0 pBiep pCdep pHgep pPbep pZnep pZrep 7.5 5.4 6.8 4.2 4.8 6.2 4.1 7.4 7.0 5.5 9.0 8.2 6.5 能滴定的金属离子 上午10时44分

常用金属指示剂 指示剂 使用pH In色 MIn色 直接滴定M 铬黑T 7～11 蓝 红 Mg2+ Zn2+ 二甲酚橙 < 6 黄 Bi3+ Pb2+ Zn2+ 酸性铬蓝K 8～13 Mg2+ Ca2+ Zn2+ 磺基水杨酸 1.5～3 无 紫红 Fe3+ 钙指示剂 10～13 Ca2+ 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN) CuY-PAN 2～12 黄绿 Cu2+ Co2+ Ni2+ 上午10时44分

Pb2+、Bi3+ 连续滴定中颜色的变化 Pb2+ Bi 3+ Pb2+ BiY PbY BiY 滴定过程 pH 变色原理 过程颜色变化 EDTA Pb2+ BiY EDTA PbY BiY (CH2)6N4 二甲酚橙 滴定过程 pH 变色原理 过程颜色变化 Pb2+ + In Bi 3+ + In 滴定开始时 pH = 1 = BiIn 第一终点 Y+ BiIn = BiY + In 加入(CH2)6N4 pH = 5~6 Pb2+ + In = PbIn 第二终点 Y + PbIn = PbY + In 上午10时44分

常用指示剂性能的改进 上午10时44分

溴甲酚橙 指示剂在复杂体系 的实际应用 上午10时44分

思考题 选用金属指示剂时要考虑哪些因素? 金属指示剂与酸碱指示剂有哪些共性？ 上午10时44分

谢谢大家！ 上午10时44分