在分析水質(zhì)時(shí)不同的項(xiàng)目所用試劑也不一樣，例如在配位滴定水中重金屬操作過(guò)程中，為了更準(zhǔn)確地獲得相關(guān)參數(shù)，會(huì)使用指示劑來(lái)輔助分析。這種滴定過(guò)程用來(lái)指示水中金屬離子濃度變化的試劑被稱(chēng)為金屬指示劑。金屬指示劑通常對(duì)金屬離子濃度的改變十分靈敏，在一定的pH范圍內(nèi)，當(dāng)金屬離子濃度發(fā)生改變時(shí)，指示劑顏色就會(huì)隨即發(fā)生變化，用它可以確定滴定的終點(diǎn)。今天我們就來(lái)了解一下金屬指示劑的具體作用。

金屬指示劑的作用原理

金屬指示劑是一種配位性的有機(jī)染料，能和金屬離子生成有色配合物或螯合物。如pH=10時(shí)，用鉻黑T指示劑指示EDTA滴定Mg2+的滴定終點(diǎn)。滴定前，溶液中只有Mg2+，加入鉻黑T(HIn2)后，發(fā)生配位反應(yīng)，生成的Mgn呈紅色。滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前，由于EDTA和Mg2+反應(yīng)的生成產(chǎn)物MgY2-無(wú)色，所以溶液一直是MgIn的紅色。

化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，金屬離子全部反應(yīng)完全，稍加過(guò)量的EDTA由于具有強(qiáng)的螯合性，把鉻黑T金屬螯合物中的鉻黑T置換出來(lái)，pH=10時(shí)，鉻黑T為純藍(lán)色，因此反應(yīng)結(jié)束時(shí)，溶液顏色由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，利用此顏色的轉(zhuǎn)變可以指示滴定終點(diǎn)。

金屬指示劑應(yīng)具備的條件

一個(gè)良好的金屬指示劑，一般應(yīng)具備以下條件

(1)在滴定要求的pH條件下，指示劑與金屬-指示劑螯合物具有明顯的色變。

(2)金屬-指示劑螯合物應(yīng)有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，其穩(wěn)定性必須小于EDTA與金屬離子的穩(wěn)定性。否則，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)EDTA不能從金屬-指示劑螯合物中奪取金屬，而看不到顏色的變化。但金屬-指示劑螯合物的穩(wěn)定性也不能太低，否則，此螯合物在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前發(fā)生解離，指示劑提前釋放，游離出來(lái)，終點(diǎn)提前，而且變色不敏銳。因此，金屬-指示劑鰲合物的穩(wěn)定性要適當(dāng)，以避免引起滴定誤差。

(3)指示劑與金屬離子的反應(yīng)要迅速，In與MIn應(yīng)易溶于水。

(4)指示劑應(yīng)具有較好的選擇性，在分析的條件下只與被測(cè)離子顯色。若選擇性不理想，應(yīng)設(shè)法消除干擾。

(5)指示劑本身在空氣中應(yīng)穩(wěn)定，便于保存。大多數(shù)金屬指示劑由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在空氣中或在水溶液中易被氧化，所以最好現(xiàn)用現(xiàn)配。保存時(shí)應(yīng)避光，密封保存在棕色容器中。有時(shí)直接使用鹽稀釋的固體。指示劑與某些離子生成極穩(wěn)定的配合物，滴入過(guò)量EDTA也不能奪取MIn配合物中的金屬離子，指示劑在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近沒(méi)有顏色變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為指示劑的封閉現(xiàn)象。如Ai對(duì)指示劑二甲酚橙有封閉作用，能和指示劑生成穩(wěn)定螯合物，可采取返滴定的方式避免直接接觸。如果干擾離子封閉指示劑，則加入另外一種比指示劑螯合能力強(qiáng)的配位劑與之反應(yīng)，消除封閉現(xiàn)象。

MIn穩(wěn)定性與MY相當(dāng)或In、MIn不易溶于水，導(dǎo)致即使過(guò)了化學(xué)計(jì)量點(diǎn)也不變色，終點(diǎn)拖長(zhǎng)，消耗過(guò)量的EDTA，這種現(xiàn)象稱(chēng)為僵化現(xiàn)象?？梢约尤胗袡C(jī)溶劑增加其溶解性或加熱來(lái)促進(jìn)溶解，加快反應(yīng)速率。但最好選擇易溶于水的指示劑。另外示劑若保存不當(dāng)，會(huì)發(fā)生氧化變質(zhì)現(xiàn)象。

綜上所述，選擇金屬指示劑時(shí)，需要考察給定pH下金屬-指示劑螯合物的穩(wěn)定性，螯合物與EDTA-金屬鰲合物的穩(wěn)定性差異，顏色變化的敏銳性，干擾離子的去除等，最后還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證指示結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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