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颶誠金屬分享-金屬離子指示劑變色原理及條件

作者:管理員 來源:本站 瀏覽數:608 發布時間:2015-03-17

 一、金屬離子指示劑的變色原理

    絡合滴定和其它滴定法一樣,判斷終點的方法有多種,但最常用的還是用指示劑的方法。絡合滴定法判斷滴定終點用金屬離子指示劑。

    一些有機絡合劑,與金屬離子形成有色絡合物,其顏色與游離的指示劑的顏色不同,因而它能因溶液中金屬離子濃度的變化而變色,這種指示劑稱金屬離子指示劑。

    現以鉻黑T(HIn2-)為例說明金屬指示劑的變色原理:

    鉻黑T(HIn2- )在pH 8~11時呈藍色,它與少量的Ca2+、Mg2+Zn2+等離子形成的絡合物呈紅色:

    M2+HIn2- ↔MIn-H+

    隨著EDTA的滴入,游離金屬離子(即與HIn2-未絡合的金屬離子)逐步被絡合形成絡合物。到滴定終點時,由于KMY>KMHIn故EDTA奪取指示劑絡合物中的金屬離子,使指示劑游離出來,溶液顯示游離HIn2-的藍色。

    MIn-H22- ↔MY2- HIn2- +H+

    (紅色)              (藍色)

    二、金屬指示劑應具備的條件

    (1)在滴定的pH范圍內,游離指示劑和指示劑金屬離子絡合物兩者的顏色應有顯著的差別,這樣才能使終點顏色變化明顯。

    (2)指示劑與金屬離子形成的有色絡合物要有適當的穩定性。蔗}示劑與金屬離子絡合物的穩定性必須小于EDTA與金屬離子絡合物的穩定性,這樣在滴定到達計量點時指示劑才能被EDTA置換出來,而顯示終點的顏色變化。但如果指示劑與金屬離子所形成的絡合物太不穩定,則在計量點前指示劑就開始游離出來,使終點變色不敏銳,并使終點提前出現而引入誤差。一般要求KMIn>104,且KMYKMIn>102

    (3)指示劑與金屬離子形成的絡合物應易溶于水,顯色反應要靈敏、迅速,并具有一定選擇性。

    (4)指示劑應比較穩定,不易被氧化或變質。

    三、指示劑的封閉現象與掩蔽作用

    某些指示劑與金屬離子形成更穩定的絡合物而不能被EDTA置換,雖加入大量EDTA也達不到終點,這種現象稱為指示劑的封閉現象。

    例如,在pH=10時,用EDTA滴定Mg2+時,Al3+、Fe3+、Ni2+Co2+等離子對鉻黑T有封閉作用,必須加入掩蔽劑,如三乙醇胺(掩蔽Fe3+、Al3+)、氰化鉀(掩蔽Co2+、Ni2+),以消除干擾。

    有時,MIn的穩定性不如MY高,但由于其顏色變化不可逆,也呵能出現封閉現象。這時可采用返滴定的方法消除,即先加入過量的EDTA,使其與金屬離子先形成絡合物,過量的EDTA用其它金屬離子回滴。

    為了消除封閉現象,可加入掩蔽劑。掩蔽劑是指毋需分離干擾離子而能消除其干擾作用的試劑。

                       常用的掩蔽劑及適用條件

掩蔽劑

被掩蔽的金屬離子

掩蔽條件

KI

Hg2+·Cu2+

pH5~6

KCN

Ag2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Cd2+、Hg2+

pH >8

氟化物

Al3+、Ti4+、Sn4+、Zr4+

稀土Ba2+、Sr2+、Ca2+(皆沉淀)

pH 4~6

pH 10

三乙醇胺

Al3+、Fe3+、Sn4+、TiO2+

pH 10

鄰菲啰啉

Zn2+、Cu2+、Ca4+、Co2+、Ni2+、Hg2+

微酸性

二巰基丙醇(BAL)

Hg2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+、Bi3+、Ag3+、As3+、Sb3+、Sn4+

pH 10

磺基水楊酸

Al3+

pH 4~6

 

 

 

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