酸与指示剂反应的化学方程式要有方程式

酸与指示剂反应的化学方程式要有方程式
酸与指示剂反应的化学方程式
要有方程式

酸与指示剂反应的化学方程式要有方程式
酸碱指示剂是检验溶液酸碱性、酸碱滴定反应等操作中常用的化学试剂,我们应该对它有个全面的认识.
一、 酸碱指示剂的含义
酸碱指示剂是一类在其特定的PH值范围内,随溶液PH值改变而变色的化合物,通常是有机弱酸或有机弱碱.当溶液PH值发生变化时,指示剂可能失去质子由酸色成分变为碱色成分,也可能得到质子由碱色成分变为酸色成分；在转变过程中,由于指示剂本身结构的改变,从而引起溶液颜色的变化.指示剂的酸色成分或碱色成分是一对共轭酸碱.酸碱指示剂常分为三种：双色指示剂如甲基橙、单色指示剂如酚酞和混合指示剂.
二、 酸碱指示剂的发现
三百多年前一天清晨,英国科学家波义耳在去实验室做实验时,顺便把一盆鲜美的紫罗兰带进了实验室并放到了实验桌上.当他从大瓶里倾倒盐酸时,大量的白雾冒出,刺鼻的气味弥漫整个实验室,还有少许盐酸溅到鲜花上.他为了挽救鲜花,就把它放到水里清洗,一会儿他发现紫罗兰的颜色变红了.当时波义耳既感到新奇又感到兴奋,他认为：可能是盐酸使紫罗兰变红的.于是,他把紫罗兰的花瓣放到几种不同的稀酸中,结果现象完全相同.由此他推断,酸都能使紫罗兰变红.偶然的发现,激起了科学家的求知欲望,他又用其它花瓣做试验,并制成多种颜色的不同花瓣的水或酒精浸液,有些浸液遇酸变色,有些浸液遇碱变色,这样就可以用它们来检验某溶液的酸碱性.他从苔鲜中提取的紫色浸液就是最早的石蕊试液,称之为指示剂.随着科学技术的进步和发展,许多其它的指示剂也相继被其他科学家所发现. 三、 酸碱指示剂的变色原理及变色范围 1． 变色原理 酸碱指示剂是有机弱酸或有机弱碱,属于弱电解质.它们在溶液中的电离平衡可用下式表示： H In H+ + In- In OH In+ + OH- 式中H In (或In OH)代表某种酸（或某种碱）指示剂.例如 H In代表弱酸性指示剂,其电离方程式和颜色变化可以写成： H In H+ + In-
分子颜色（酸色） 离子颜色（碱色）
KHIn=[H+][In-]/[HIn] pH=pKHIn + lg([In-]/[HIn])
[In-]/[HIn]=在碱性溶液中的颜色/在酸性溶液中的颜色=KHIn/[H+]
在一定温度下KHIn是一个常数,上式说明[In-]/[HIn]是[H+]的函数,因此,[H+]（或介质的pH）的任何变化必将引起[In-]/[HIn]（或指示剂颜色）的变化.同时也伴随着指示剂的异构平衡移动,因共轭酸碱具有不同的结构及颜色,所以发生颜色的变化.
当[In-]=[HIn]时 [H+]=KHIn 即pH=pKHIn ,由此算得的pH值,就是指示剂的变色点.
2.变色范围
在实际工作中,肉眼是难以准确地观察出指示剂变色点颜色的微小的改变.人们目测酸碱指示剂从一种颜色变为另一种颜色的过程,只能在一定的pH变化范围内才能发生,即只有当一种颜色相当于另一种颜色浓度的十倍时才能勉强辨认其颜色的变化.在这种颜色变化的同时,介质的pH值则由一个值变到另一个值.当溶液的pH值大于pKHIn时, [In-]将大于[HIn]且当[In-]/[HIn]=10时,溶液将完全呈现碱色成分的颜色,而酸色被遮盖了,这时溶液的 pH=pKHIn + 1.同理,当溶液的pH值小于pKHIn时, [In-]将小于[HIn]且当[In-]/[HIn]=1/10时,溶液将完全呈现酸色成分的颜色,而碱色被遮盖了,这时溶液的 pH=pKHIn - 1.可见溶液的颜色是在从pH=pKHIn - 1到 pH=pKHIn + 1的范围内变化的,这个范围称为指示剂的变色范围即变色域.在变色范围内,当溶液的pH值改变时,碱色成分和酸色成分的比值随之改变,指示剂的颜色也发生改变.超出这个范围,如pH≥pKHIn + 1时,看到的只是碱色；而在pH≤pKHIn - 1时,则看到的只是酸色.因此指示剂的变色范围约2个pH单位.由于人的视觉对各种颜色的敏感程度不同,加上在变色域内指示剂呈现混合色,两种颜色互相影响观察,所以实际观察结果与理论值有差别,大多数指示剂的变色范围小于2个PH单位.

酸碱指示剂
变色范围
pKHIn
颜色
浓度
用量

酸色
碱色
(滴/10mL试液)

百里酚蓝
（麝香草酚蓝）
1.2～2.8
1.65
红
黄
0.1%的20%酒精溶液
1～2

甲基黄
2.9～4.0
3.3
红
黄
0.1%的90%酒精溶液
1

甲基橙
3.1～4.4
3.40
红
黄
0.05%的水溶液
1

溴酚蓝
3.0～4.6
3.85
黄
蓝紫
0.1%的20%酒精溶液或其钠盐水溶液
1

甲基红
4.4～6.2
4.95
红
黄
0.1%的60%酒精溶液或其钠盐水溶液
1

溴百里酚蓝
(溴麝香草酚蓝)
6.2～7.6
7.1
黄
蓝
0.1%的20%酒精溶液或其钠盐水溶液
1

中性红
6.8～8.0
7.4
红
黄
0.1%的60%酒精溶液
1

酚红
6.7～8.4
7.9
黄
红
0.1%的60%酒精溶液或其钠盐水溶液
1

酚酞
8.0～10.0
9.1
无
红
0.5%的90%酒精溶液
1～3

百里酚酞
(麝香草酚酞)
9.4～10.6
10.0
无
蓝
0.1%的90%酒精溶液
1～2

四、常见的酸碱指示剂























在测定溶液的PH值时,也常用广泛pH混合指示剂,它是把许多范围不同的指示剂混合起来,使其在不同的PH值范围内显示不同的颜色.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.为了使用方便起见,也可用混合指示剂溶液将试纸润湿,凉干制成PH试纸供测试之用.
混合指示剂配制方法
不同pH值下呈现的颜色

0.1g溴麝香草酚蓝、0.1g甲基红、0.1gα-萘酚酞、0.1g麝香草酚酞和0.1g酚酞溶解在500ml乙醇中.
4 5 6 7 8 9 10 11
红 橙 黄 绿黄 绿 蓝绿 蓝紫 红紫

0.1g酚酞、0.3g甲基黄、0.2g甲基红、0.4g溴麝香草酚蓝、0.5g麝香草酚蓝溶解在500ml乙醇中.
2 4 6 8 10
红 橙 黄 绿 蓝

0.04g甲基橙、0.02g甲基红、0.12gα-萘酚酞溶解在100ml70%的乙醇中.
1 4 5 7 9 >9
亮玫瑰 淡玫瑰 橙 黄绿 暗绿 紫

溴甲酚绿、溴甲酚紫、甲酚红各0.25g在玛瑙研钵中加15ml0.1mol/LNaOH及5ml水研磨后稀释至100ml.
4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 8.0
黄 绿黄 黄绿 草绿 灰绿 灰蓝 蓝紫 紫

0.025g麝香草酚蓝、0.065g甲基红、0.40g溴麝香草酚蓝、0.250g酚酞溶于400ml中性酒精中加水稀释后用0.1mol/LNaOH中和至黄绿色,以水稀释至1000ml.
4 5 6 7 8 9 10
红 橙 黄 黄绿 青绿 蓝 紫

0.01g百里酚蓝、1.20g溴百里酚蓝、0.32g甲基红、1.20g酚酞研匀,用200mL95%酒精润湿溶解,加水150ml稀释,用0.1mol/L的NaOH溶液中和至溶液显绿色,再加水至400ml.
4 5 6 7 8 9 10
红 橙 黄 绿 青 蓝 紫


五、酸碱指示剂的使用
1. 指示剂的用量
双色指示剂的变色范围不受其用量的影响,但因指示剂本身就是酸或碱,指示剂的变色要消耗一定的滴定剂,从而增大测定的误差.对于单色指示剂而言,用量过多,会使用变色范围向pH值减小的方向发生移动,也会增大滴定的误差.例如：用0.1mol/LnaOH滴定0.1mol/LHAc,pHsp=8.5,突跃范围为pH8.70-9.00,滴定体积若为50ml,滴入2-3滴酚酞,大约在pH=9时出现红色；若滴入10-15滴酚酞,则在pH=8时出现红色.显然后者的滴定误差要大得多.
指示剂用量过多,还会影响变色的敏锐性.例如：以甲基橙为指示剂,用HCl滴定NaOH溶液,终点为橙色,若甲基橙用量过多则终点敏锐性就较差.
2. 温度和溶剂
温度的变化会引起指示剂电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.不同的溶剂具有不同的介电常数和酸碱性,因而也会影响指示剂的电离常数和变色范围. 3. 指示剂的选择 指示剂选择不当,加之肉眼对变色点辨认困难,都会给测定结果带来误差.因此,在多种指示剂中,选择指示剂的依据是：要选择一种变色范围恰好在滴定曲线的突跃范围之内,或者至少要占滴定曲线突跃范围一部分的指示剂.这样当滴定正好在滴定曲线突跃范围之内结束时,其最大误差不过0.1%,这是容量分析容许的. 六、自制酸碱指示剂 有许多植物色素在不同pH值的溶液里会呈现出不同的颜色.因此,每个地方都可以就地取材,自制一些酸碱指示剂. 1. 从红萝卜皮中提取酸碱指示剂 刮下红萝卜的红皮后,用95%的酒精浸泡一天左右,过滤取出它的滤液即酸碱指示剂.按检验的需要制作pH1-14的标准液若干个,每个标准液取10ml分置于试管中,再分别加入红萝卜皮浸泡液10滴,塞紧作为比色样品.在某待测溶液中加入红萝卜浸泡液,颜色发生变化后再与比色样品比较,就能确定待测溶液pH值的大致范围. 2. 从紫草中提取酸碱指示剂 取紫草5g,用50%的酒精浸泡一天可得到紫草素的紫色的酒精溶液即酸碱指示剂.其遇到酸碱的变色与石蕊试液相同. 3. 从紫色卷心菜中提取酸碱指示剂 取约250g紫色卷心菜,洗净切碎置于不锈钢锅中加水煮沸10分钟,然后过滤冷却置于容器中即可用作酸碱指示剂.其用法可参照上述操作1的方法. 4. 从米苋菜中提取酸碱指示剂,其操作方法同操作3. 5. 用咖喱粉制酸碱指示剂

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估计正常人写不出…… 包括老师。 指示剂比如石蕊，是很复杂的有机物，从植物里提炼的，要画出它的结构式能画满半张纸。
酚酞的结构稍微简单点，但酚酞不与酸反应，酚酞有酚羟基，与碱反应时类似于酸碱中和。