酸堿指示劑一般是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿,它們的酸式和其共軛堿式具有不同的顏色。在滴定過程中,溶液pH改變時,酸堿指示劑失去質(zhì)子由酸式轉(zhuǎn)變?yōu)閴A式或得到質(zhì)子由堿式轉(zhuǎn)變了酸式,引起結(jié)構(gòu)的改變,這就是指示劑的變色原理。當(dāng)酸式色和堿式色各占一半時,pH=pKHIn (指示劑常數(shù)),稱為指示劑的理論變色點。
指示劑的變色范圍是指示劑開始變色至變色終了時所對應(yīng)的pH范圍,為pH=pKHIn±1。由于人的肉眼對各種顏色的敏感程度不同,指示劑的酸式色和堿式色也有互相掩蓋的作用,實際測試中的酸堿指示劑會因為外在因素影響觀察,從而變色范圍會有所差異,在變色范圍內(nèi)指示劑顏色變化最為明顯的那一滴稱為滴定終點。
甲基紅
有光澤的紫色結(jié)晶或紅棕色粉末,溶于乙醇和乙酸,幾乎不溶于水;乙醇溶液經(jīng)長時間保存后,可因羧基起酯化作用而使靈敏度顯著降低;吸收波長410nm,可用于原生動物活體染色;酸堿指示劑,pH變色范圍4.4(紅)~6.2(黃);滴定氨、弱有機(jī)堿和生物堿,但不適用于除草酸和苦味酸以外的有機(jī)酸;可與溴甲酚綠和亞甲基藍(lán)組成混合指示劑以縮短變色域和提高變色的敏銳性;沉淀滴定的吸附指示劑,如用硝酸釷滴定氟離子;檢定游離氯、亞氯酸鹽等氧化劑。
甲基橙
酸堿指示劑,pH值變色范圍3.1(紅)-4.4(黃),測定多數(shù)礦酸、強(qiáng)堿和水的堿度。容量測定錫(熱時Sn2+ 使甲基橙褪色)。強(qiáng)還原劑(Ti3+ 、Cr2+ 和強(qiáng)氧化劑(氯、溴)的消色指示劑。分光光度測定氯、溴和溴離子??膳c靛藍(lán)二磺酸鈉或溴甲酚綠組成混合指示劑,以縮短變色域和提高變色的銳靈性。氧化還原指示劑,如用于溴酸鉀滴定三價砷或銻。
化學(xué)性質(zhì)
甲基橙由對氨基苯磺酸經(jīng)重氮化后與N,N-二甲基苯胺偶合而成,顯堿性,容量測定錫(熱時Sn使甲基橙褪色),強(qiáng)還原劑(Ti、Cr)和強(qiáng)氧化劑(氯、溴)的消色指示劑。
甲基橙的變色范圍是pH≤3.1時變紅,3.1~4.4時呈橙色,pH≥4.4時變黃。
在中性或堿性溶液中是以磺酸鈉鹽的形式存在,在酸性溶液中轉(zhuǎn)化為磺酸,這樣酸性的磺酸基就與分子內(nèi)的堿性二甲氨基形成對二甲氨基苯基偶氮苯磺酸的內(nèi)鹽型式(成對醌結(jié)構(gòu)),成為一個含有對位醌式結(jié)構(gòu)的共軛體系,所以顏色隨之改變。