项目四 滴定分析与指示剂配制
学习目标
1.了解滴定分析的概念，以及滴定分析方式。
2.掌握指示剂的概念、种类及变色原理。
3.掌握常用指示剂的配制方法。
一、滴定反应的条件
适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件。
（1）反应必须定量地完成 即反应按一定的反应式进行完全，通常要求达到99.9%以上，无副反应发生。这是定量计算的基础。
（2）反应速率要快 对于速率慢的反应，应采取适当措施提高反应速率。
（3）能用比较简便的方法确定滴定终点。
凡能满足上述要求的反应均可用于滴定分析。
二、滴定方式
1.直接滴定法
用标准溶液直接进行滴定，利用指示剂或仪器指示化学计量点到达的滴定方式，称为直接滴定法。通过标准溶液的浓度及消耗滴定剂的体积，计算出待测物质的含量。
2.返滴定法
通常是在待测试液中准确加入适当过量的标准溶液，待反应完全后，再用另一种标准溶液返滴剩余的第一种标准溶液，从而测定待测组分的含量，这种方式称为返滴定法。
3.转换（置换）滴定法
此方法是先加入适当的试剂与待测组分定量反应，生成另一种可被滴定的物质，再用标准溶液滴定反应产物，然后由滴定剂消耗量、反应生成的物质与待测组分的关系计算出待测组分的含量，这种方法称为置换滴定法。
4.间接滴定法
某些待测组分不能直接与滴定剂反应，但可通过其他的化学反应，间接测定其含量。
由于返滴定法、转换滴定法、间接滴定法的应用，更加扩展了滴定分析的应用范围。
三、指示剂及其配制
1.指示剂
指示剂是借颜色改变来判断化学计量点的试剂。指示剂颜色变化的转变点称为滴定终点。滴定终点与化学计量点不一定恰好符合，所以会产生终点误差。终点误差的大小取决于指示剂的性质，指示剂越灵敏终点误差越小。
（1）酸碱指示剂 在一定pH值范围内，能发生颜色变化的指示剂叫做酸碱指示剂。
①酸碱指示剂的作用原理 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱。它们在水溶液中离解，它们的分子和离子具有不同的颜色，当溶液的pH变化时，指示剂失去质子由酸式转变为碱式，或得到质子由碱式转化为酸式，它们的酸式及碱式具有不同的颜色。因此，结构上的变化将引起颜色的变化。为简单起见，可以用通式HIn表示弱酸指示剂，它在溶液中的电离平衡如下：
当溶液的［H+］增加时，平衡向左移动而呈酸式色（分子色），当［H+］降低时，平衡向右移动而呈现碱式色（离子色）。由此可知，溶液中［H+］的改变会使指示剂颜色改变。
通过上述分析，可以得出结论，酸碱指示剂变化的内因是指示剂本身结构的变化、外因是溶液的［H+］改变。
②混合指示剂 一种是利用颜色之间的互补作用，使变色更加敏锐；另一种是一种指示剂与一种惰性染料组成，配制时应严格控制两种组成的比例。例如广泛pH试纸就是用混合指示剂制作的。
（2）氧化还原指示剂 氧化还原指示剂是一种有机化合物，本身具有氧化还原性质，其氧化态与还原态具有不同的颜色，因氧化还原作用发生颜色变化。
①自身指示剂。
②特殊指示剂 碘在碘化钾存在时，与淀粉形成包结化合物（蓝色）。
（3）金属指示剂 判断配位滴定终点的指示剂称为金属指示剂。
2.常用指示剂及其配方
（1）酚酞 称取0.5g酚酞溶于75mL体积分数为95%的乙醇中，并加入20mL蒸馏水，然后滴加0.1mol/L NaOH至微粉色，再加入蒸馏水定容到100mL。
（2）次甲基蓝（10g/L） 10g次甲基蓝，1L蒸馏水。
（3）甲基红-溴甲酚绿混合指示剂 用体积分数为95%的乙醇，将溴甲酚绿及甲基红分别配成1g/L的乙醇溶液，使用时按1g/L溴甲酚绿：1g/L甲基红为5∶1的比例混合，临用时混合。
（4）玫瑰红酸（0.5g/L乙醇溶液） 0.5g玫瑰红酸，1L体积分数为95%的乙醇。
3.指示剂的配制
指示剂的配制方法分为下列几种。
（1）易溶于水，在水中较稳定的指示剂都用水作溶剂，例如甲基橙、二苯胺磺酸钠等。
（2）对于难溶于水的指示剂，可用有机溶剂作溶剂，例如酚酞、酚红等。
（3）有的指示剂根据它的特殊性质来配制。例如，二苯胺溶于浓硫酸，因此加浓硫酸配制时，淀粉溶液极易腐坏，应在滴定时新配制。
（4）有些金属指示剂易被日光、氧化剂、空气所分解；有些在水溶液中不稳定；有些日久变质。
四、滴定分析
滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂即标准溶液，通过滴定管滴加到待测溶液中，直到标准溶液和待测组分恰好完全定量反应为止。这时加入标准溶液物质的量与待测定组分的物质的量符合反应的化学计量关系，然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测组分的含量。这一类分析方法称为滴定分析法。滴加的溶液称为滴定剂，滴加溶液的操作过程称为滴定。当滴加的标准溶液与待测组分恰好定量反应完全时的一点，称为化学计量点。
通常利用指示剂颜色的突变或仪器测试来判断化学计量点的到达而停止滴定操作的一点称为滴定终点。实际分析操作中，滴定终点与理论上的化学计量点常常不能恰好吻合，它们之间往往存在很小的差别，由此而引起的误差称为终点误差。
滴定分析法是分析化学中重要的一类分析方法，它常用于测定含量大于等于1%的常量组分。此方法快速、简便、准确度高，在生产实际和科学研究中应用非常广泛。
滴定分析法主要包括酸碱滴定法、配滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法等。
1.滴定分析方法
（1）酸碱滴定法 利用酸碱中和反应。
（2）沉淀滴定法 沉淀反应。
（3）配位滴定法 测钙、镁、磷、钾、钠等。
（4）氧化还原滴定法 测乳糖、钾、钙、铁、硒、铜等。
2.滴定分析对滴定反应的要求
（1）反应要按化学计量关系进行。
（2）反应要定量进行。
（3）反应要迅速进行。
（4）要有合适的确定反应终点的方法（本身颜色变化或加指示剂）。
目标自测
1.药品按纯度分为________级，分别是________、________、________、________、________。
2.指示剂是借________改变来判断化学计量点的试剂。指示剂颜色变化的转变点称为________。滴定终点与化学计量点不一定恰好符合，所以会产生________。终点误差的大小取决于指示剂的性质，指示剂越灵敏终点误差越 。
3.对于难溶于水的指示剂，可用________作溶剂。
4.滴定分析方法包括哪几种？
5.写出0.1mol/L NaOH表示的含义。
6.滴定分析对滴定反应的要求是什么？
7.写出酚酞的配制方法。是什么？