指示劑的變色原理

　　酸堿指示劑是一些有機(jī)弱酸或弱堿，這些弱酸或弱堿與其共軛堿或酸具有不同的顏色。現(xiàn)以酚酞指示劑為例加以說(shuō)明。

　　酚酞是一有機(jī)弱酸，其Ka=6×10-10，它在溶液中的離解平衡可用下式表示：

　　從離解平衡式可以看出，當(dāng)溶液由酸性變化到堿性，平衡向右方移動(dòng)，酚酞由酸式色轉(zhuǎn)變?yōu)閴A式色，溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色；反之，由紅色變?yōu)闊o(wú)色。

　　現(xiàn)以弱酸性指示劑為例說(shuō)明指示劑的變色與溶液中pH值之間的關(guān)系。如前所述，弱酸性指示劑在溶液中的離解平[醫(yī)學(xué)..教育網(wǎng)搜集整.理]衡可用下式表示為：

　　平衡時(shí)，則有

　　KIn為指示劑的離解平衡常數(shù)，稱為指示劑常數(shù)。在一定溫度下KIn為一個(gè)常數(shù)。上式可改寫為

　　上式表明在一定酸度范圍內(nèi)[In-]和[HIn]的比值決定了溶液的顏色。而溶液的顏色是由指示劑常數(shù)KIn和溶液的酸度pH兩個(gè)因素決定的。對(duì)一定指示劑在一定溫度下KIn是一個(gè)常數(shù)。因此溶液的顏色就完全決定于溶液的pH值了。

　　溶液中指示劑顏色是兩種不同顏色的混合色。當(dāng)兩種顏色的濃度之比是10或10以上時(shí)，我們只能看到濃度較大的那種顏色。一般認(rèn)為，能夠看到顏色變化的指示劑濃度比[In-]/[HIn]的范圍是1/10～10。如果用溶液的pH值表示，則為

　　[H+]=10KIn pH=pKIn-1

　　pH=pKIn+1

　　由此可見，當(dāng)pH值在pKIn-1以下時(shí)，溶液只顯酸式的顏色；pH值在pKIn+1以上時(shí)，只顯指示劑堿式的顏色。pH在pKIn-1到pKIn+1之間，我們才能看到指示劑的顏色變化情況。故指示劑的變色范圍為

　　pH=pKIn±1

　　因此，指示劑的變色范圍是兩個(gè)pH單位。但實(shí)驗(yàn)測(cè)得的指示劑變色范圍并不都是2個(gè)pH單位，而是略有上下，這是由于實(shí)驗(yàn)測(cè)得的指示劑變色范圍是人目視確定的。人眼對(duì)不同顏色的敏感程度不同，觀察到的變色范圍也不同。