1、上午9时44分1西北大学第九届青年教师讲课比赛参赛人：化学与材料科学学院 张宏芳3课程介绍课程介绍内容讲授内容讲授上午9时44分21 内容体系内容体系酸碱滴定酸碱滴定络合滴定络合滴定氧化还原滴定氧化还原滴定沉淀滴定沉淀滴定滴定分析滴定分析无机化学与化学分析无机化学与化学分析GB/T 1511-2006锰矿石锰矿石 钙和镁含量的测定钙和镁含量的测定GB 5009.5-2010食品中蛋白质的测定食品中蛋白质的测定HJ/T 132-2003废水废水 化学需氧量的测定化学需氧量的测定优点：优点：简单、方便、准确简单、方便、准确上午9时44分3l普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”国家级规划教国家级
2、规划教材材l国家面向国家面向21世纪课程教材世纪课程教材l国家级精品课程国家级精品课程l国家级教学团队国家级教学团队张宏芳，张宏芳，2005年开始主讲化学分析，已连续讲授年开始主讲化学分析，已连续讲授5届届2 引用教材引用教材参考教材参考教材武汉大学主编，分析化学（上册），第武汉大学主编，分析化学（上册），第5版，版， 2006，高等教育出版社，高等教育出版社邹明珠等编，化学分析教程，邹明珠等编，化学分析教程，2008，高等教，高等教 育出版社育出版社上午9时44分44 学时学分学时学分5 重点难点重点难点非标准状态下化学反应平衡非标准状态下化学反应平衡方法原理方法原理滴定曲线滴定曲线指示剂作
3、用原理及选择指示剂作用原理及选择结果计算与评价结果计算与评价3 教学目标教学目标掌握滴定分析的基本原理和测定方法掌握滴定分析的基本原理和测定方法树立准确的树立准确的“量量”的概念的概念l3 学时：学时：108/32 学分：学分：6上午9时44分5第第3节节 金属指示剂金属指示剂 (metal indicator)锥形瓶滴定管滴定剂滴定剂EDTA(Y)待测金属待测金属离子离子(M)MY无色无色？金属指示剂：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。在络合滴定的化学计量点附近发生颜色变化的试剂。化学计量点化学计量点(sp)上午9时44分6 金属指示剂本身是有机络合剂（金属指示剂本身
4、是有机络合剂（In），可与金属离子（），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（反应形成与其本身的颜色显著不同的有色络合物（MIn）而指而指示滴定终点的到达。示滴定终点的到达。一、金属指示剂的作用原理一、金属指示剂的作用原理M + In = MInM + Y = MYMIn + Y = MY + In上午9时44分7 指示剂必须能与金属离子反应生成有色络合物。指示剂必须能与金属离子反应生成有色络合物。 在滴定的在滴定的pH范围内，范围内，游离指示剂游离指示剂和和指示剂与金属指示剂与金属离子的络合物离子的络合物之间应有明显的颜色差别。之间应有明显的颜色差别。 指示剂与金属离
5、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指示剂与金属离子生成的络合物应易溶于水。二、金属指示剂必须具备的条件二、金属指示剂必须具备的条件KMY 100KMInM + In = MInMIn + Y = MY + In上午9时44分8三、使用金属指示剂时应注意的问题三、使用金属指示剂时应注意的问题指示剂的封闭现象指示剂的封闭现象 原因原因：KNIn太太大大n 对策对策加入掩蔽剂，使干扰离子生成更稳定的络合物。加入掩蔽剂，使干扰离子生成更稳定的络合物。指示剂的僵化指示剂的僵化现象现象 原因原因：胶体或沉淀的生成使置换胶体或沉
6、淀的生成使置换 反应速率缓慢，终点拖长。反应速率缓慢，终点拖长。n 对策对策加入适当的有机溶剂或加热使指示剂变色敏锐。加入适当的有机溶剂或加热使指示剂变色敏锐。n 对策对策与与NaCl等中性盐配成等中性盐配成1?100固体混合物固体混合物使用。使用。指示剂的变质现象指示剂的变质现象 原因原因：指示剂溶液被日光、氧化指示剂溶液被日光、氧化 剂和空气等影响而分解。剂和空气等影响而分解。上午9时44分9四、金属指示剂的理论变色点四、金属指示剂的理论变色点MInMInMIn KMInMInMIn KInMInlgpM lgIn-lgM-MInlglgMIn KInInIn(H) In(H)MInMIn
7、KK 当当 时，溶液呈现混合色，此点为指示剂时，溶液呈现混合色，此点为指示剂的的理论变色点理论变色点。MIneplgpMK InMIn 上午9时44分102H+H+五、常用金属指示剂五、常用金属指示剂铬黑铬黑T (Eriochrome Black T, EBT) O-O3SO2NNNOHO-O3SO2NNNMgOMg2+pH 11.66.3 pH 11.6H2In-HIn2-In3- + M MIn pH型体及颜色型体及颜色 络合物颜色络合物颜色H2In-HIn2-In3-pKa2=6.3pKa3=11.6上午9时44分11pH7.08.09.010.011.0pCaeppMgeppMnepp
8、Znep2.45.08.31.83.46.29.32.84.47.810.53.85.49.712.24.76.311.513.9使用酸度能滴定的金属离子MIneplgpMK 铬黑铬黑T指示剂变色点指示剂变色点pMep对应实验：自来水总硬度测定对应实验：自来水总硬度测定上午9时44分122H+H+ + M MIn 3 . 6pKa4二甲酚橙二甲酚橙 (Xylenol Orange, XO) pH 6.3H3In4-H2In5-pH01.02.03.04.04.55.06.0pBieppCdeppHgeppPbeppZnep pZrep7.54.05.46.84.24.84.06.24.14.5
9、7.47.04.85.59.08.26.5使用酸度能滴定的金属离子上午9时44分13指示剂指示剂使用使用pHIn色色MIn色色 直接滴定直接滴定M铬黑铬黑T711 蓝蓝红红Mg2+ Zn2+二甲酚橙二甲酚橙 6 黄黄红红Bi3+ Pb2+ Zn2+酸性铬蓝酸性铬蓝K813 蓝蓝红红Mg2+ Ca2+ Zn2+磺基水杨酸磺基水杨酸1.53 无无紫红紫红Fe3+钙指示剂钙指示剂1013 蓝蓝红红Ca2+1-(2-吡啶偶氮吡啶偶氮)-2-萘酚萘酚(PAN) CuY-PAN 212212 黄黄 黄绿黄绿紫红紫红紫红紫红Cu2+Co2+ Ni2+上午9时44分14二甲酚橙二甲酚橙Pb2+、Bi3+ 连续
10、滴定中颜色的变化连续滴定中颜色的变化Pb2+Bi 3+(CH2)6N4EDTA滴定开始时滴定开始时Pb2+ + InBi 3+ + InBiIn=第一终点第一终点变色原理变色原理滴定过程滴定过程过程颜色变化过程颜色变化pHpH = 1Y+ BiIn = BiY + In加入加入(CH2)6N4pH = 56Pb2+ + In =PbInY + PbIn = PbY + In第二终点第二终点PbYBiYPb2+BiYEDTA94.27BiY04.18PbY10,10 KK上午9时44分15常用指示剂性能的改进上午9时44分16溴甲酚橙指示剂在复杂体系的实际应用上午9时44分17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9时44分18谢谢大家！谢谢大家！
