酸碱指示剂变色原理

酸碱指示剂有一大部分是有机弱酸。它们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和氢离子（或氢氧根离子），并且由于结构上的变化，它们的分子和离子具有不同的颜色，因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。常用的酸碱指示剂主要有以下四类：
1 硝基酚类 这是一类酸性显著的指示剂，如对-硝基酚等。
2 酚酞类 有酚酞、百里酚酞和α-萘酚酞等，它们都是有机弱酸。
3 磺代酚酞类 有酚红、甲酚红、溴酚蓝、百里酚蓝等，它们都是有机弱酸。
4 偶氮化合物类 有甲基橙、中性红等，它们都是两性指示剂，既可作酸式离解，也可作碱式离解。

一、指示剂的作用原理
1、酸碱指示剂：一般是某些有机弱酸或弱碱，或是有机酸碱两性物质，它们在酸碱滴定过程中也能参与质子转移反应，因分子结构的改变而引起自身颜色的变化，并且这种颜色伴随结构的转变是可逆的。例如酚酞，甲基橙。
2、分类：
单色指示剂：在酸式或碱式型体中仅有一种型体具有颜色的指示剂。如酚酞
双色指示剂：酸式或碱式型体均有颜色的指示剂。如甲基橙。
二、指示剂变色的pH范围：
1、变色原理：以HIn表示指示剂
HIn
=
H+
+
In-
酸式型体
碱式型体
Ka为指示剂的解离常数
⑴、溶液的颜色是由[In-]/[HIn]的比值来决定的，随溶液的[H]的变化而变化。
⑵、当[In-]/[HIn]≤1/10
PH≤PKa-1
酸式色
当10>[In-]/[HIn]>1/10
PH在PKa±1之间
颜色逐渐变化的混合色
当[In-]/[HIn]≥10
PH≥PKa+1
碱式色
2、变色范围：当溶液的PH由PKa-1变化到PKa+1（或相反）时，才可以观察到指示剂由酸式色经混合色变化到碱性色，这一颜色变化的pH范围，即pH===pKa±1称为指示剂的变色范围。
3、理论变色点：当指示剂的酸式型体与碱式型体的浓度相等，即[In-]/[HIn]==1时，溶液的pH
=
pKa
，称为指示剂的理论变色点。
三、影响指示剂变色范围的因素：
1、指示剂的用量：
双色指示剂：指示剂的变色范围不受其用量的影响。但指示剂的变色也要消耗一定的滴定剂，从而引入误差。
单色指示剂：单色指示剂的用量增加，其变色范围向PH减小的方向发生移动。
使用时其用量要合适。
2、温度：温度的变化会引起指示剂解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。
3、中性电解质：
4、溶剂：不同的溶剂具有不同的介电常数和酸碱性，因而一行指示剂的解离常数和变色范围。
四：混合指示剂：
1、
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。
2、
配制方法：
[1]
采用一种颜色不随溶液中H
浓度变化而变化的染料（称为惰性染料）和一种指示剂配制而成；
[2]
选择两种(或多种)PK
值比较接近的指示剂，按一定的比例混合使用。