三种常见酸碱指示剂性质及其变色原理

酸碱指示剂的变色原理---专题简介原创：SOSO问问精益求精团队。小虾编辑整理及扩充人们在实践中发现，有些有机燃料在不同的酸碱性溶液中能显示不同的颜色。于是，人们就利用它们来确定溶液的pH。这种借助其颜色变色来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。石蕊酸碱指示剂一般是有机弱酸或有极弱碱。它们的变色原理是由于其它分子和电离出来的离子的结构不同，因此分子和离子的颜色也不同。在不同pH的溶液里，由于其分子浓度和离子浓度的比值不同，因此显示出来的颜色也不同。例如，石蕊是一种有机弱酸，它是由地衣值得的一种蓝色色素。如果用HIn代表石蕊分子，HIn在水中发生下列电离：HIn（红色[酸色]）←=→H++In-（蓝色[碱色]）（注：←=→代表可逆符号，下同）石蕊什么情况下变色？在酸性溶液里，分子是其存在的主要形式，使溶液呈红色;（由于[H+]增大，平衡向左移）在碱性溶液里，石蕊水解发生的电离平衡向右移动，电离产生的酸根离子是其存在的主要形式，故使溶液呈蓝色;（由于[OH-]增大，平衡右移）在中性溶液里，分子和酸根离子共存，因而溶液呈紫色。（[HZ]=[Z-]）遇酸变红PH5.0遇碱变蓝PH8.0石蕊是什么物质?石蕊蓝紫色粉末。是从植物中提取得到的蓝色色素，能部分地溶解于水而显蓝色。石蕊是一种常用的指示剂，变色范围是pH5.0—8.0之间。石蕊起指示剂作用是由于石蕊中含石蕊精(C7H7O4N)的原因。其原理是石蕊也是一种弱酸在中性溶液中：[HZ]=[Z-]在酸性溶液中：由于[H+]则大，平衡向左移，溶液呈红色。在碱性溶液中：由于[OH-]增大，平衡右移，则溶液呈蓝色。[石蕊试液的配制](1)先用热酒精溶解去除杂质，把酒精倾去。(2)加水溶解石蕊，搅拌、静置、过滤。(3)滤液稀释至1%即得石蕊试液。石蕊（shirei）（Cladonia）地衣门、石蕊科中的石蕊属。种类多。地衣体壳状至鳞片状，并从地衣体上长出空心的果柄，不分枝或具多分枝。子囊盘生果柄顶端，子囊盘网衣型，子囊孢子单胞型，无色，椭圆形。土生或生于腐木或岩石表土上。广布于全国各地石蕊在医药和化学试剂方面，有重要价值。有些种类可提取抗菌素，如雀石蕊、软石蕊、红头石蕊、粉杆红石蕊、粉杯红石蕊等；有些种类可提取石蕊试剂，如石蕊、鳞片石蕊、杯腋石蕊、喇叭石蕊等。酸性物质把试液变红。石蕊和酚酞都是酸碱指示剂，它们是一种弱的有机酸。在溶液里，随着溶液酸碱性的变化，指示剂的分子结构发生变化而显示出不同的颜色.石蕊(主要成分用HL表示)在水溶液里能发生如下电离：HL红色H+L-蓝色在酸性溶液里，红色的分子是存在的主要形式，溶液显红色；在碱性溶液里，上述电离平衡向右移动，蓝色的离子是存在的主要形式，溶液显蓝色；在中性溶液里，红色的分子和蓝色的酸根离子同时存在，所以溶液显紫色。石蕊能溶于水，不溶于酒精，变色范围是pH5.0～8.0。紫色石蕊试液和酚酞是溶液酸碱性的指示剂，其颜色是否变化，取决于溶液的pH大小。我们通常说的pH＜7的溶液使紫色石蕊变红，使无色酚酞不变色，只是一种粗略说法。其实紫色石蕊试液和酚酞有一定的变色范围，参看图。任何水溶液中都存在H+和OH-，pH的大小决取于溶液H+浓度和OH-浓度的关系。H+浓度=OH-浓度pH=7溶液呈中性H+浓度＞OH-浓度pH＜7溶液呈酸性H+浓度＜OH-浓度pH＞7溶液呈碱性在酸溶液中，H+浓度＞OH-浓度，故pH＜7，但pH＜7的溶液不一定是酸溶液，某些盐溶于水后，使得溶液呈酸性，如KHSO4溶于水，会发生以下电离：在KHSO4溶液中，存在大量的H+，pH＜7。故应该说“能使紫色石蕊试液变红的溶液一定是酸性溶液”。“不使酚酞试液变色的溶液可能是酸性溶液，也可能是中性溶液或弱碱性溶液。”也可能是中性溶液或弱碱性溶液”。“紫色石蕊试纸”和“红色石蕊试纸”到底有什么区别？石蕊试纸有三种：红色石蕊试纸(检验碱性)，蓝色石蕊试纸(检验酸性)、中性石蕊试纸。常用的是前两种，中性石蕊试纸不常用。浸制方法是用滤纸在石蕊液中浸制、凉干、干燥、封存，备用。用石蕊原液(蓝紫色)浸制成蓝色石蕊试纸，用红色石蕊试液浸制成红色石蕊试纸，用紫色石蕊试液浸制成中性石蕊试纸。紫色石蕊小花当然要用紫色石蕊试液浸制。但是，由于H2CO3只存在于水溶液中，所以用于浸制红色石蕊试纸和浸染紫色石蕊小花的石蕊液，只能用极稀的H3PO4与石蕊原液来调制。取滤纸条浸入石蕊指示液中，加极少量的盐酸使成红色，取出，干燥，即得。谁知道紫色石蕊试剂怎么配制?准备：①在250mL烧杯中注入150mL左右的蒸馏水，加入半药匙石蕊粉末，微热至50℃～60℃，搅动加速溶解成深蓝紫色石蕊溶液(原液)，备用。②试管里注入1P2体积的蒸馏水，通入CO2制成饱和CO2水溶液(H2CO3)，备用。紫色石蕊液配制：在不断振荡的条件下，在蓝紫色石蕊原液中逐滴加入饱和CO2水溶液，直至溶液由蓝紫色变成纯正的紫色(参见初三化学下册48页图1021的石蕊试液的色泽)，即成。调配紫色石蕊液，还可以用极稀的H3PO4来代替饱和CO2水溶液(但不要用H2SO4、HCl等强酸)；如果H3PO4稍过量则会调制成红色石蕊试液。酚酞是一种酸碱指示剂酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当8.2醌式结构。酚酞的变色范围是８.２～１０.０，所以酚酞只能检验碱而不能检验酸。（浅红色）（红色）碱性物质的专用指示剂酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当pH＞8.2时为红色的醌式结构。如何配什么是酚酞别名：非诺夫他林三维结构化学式：C20H14O4酚酞(Phenolphthalein)：本品为3，3-双（4-羟基苯基）-1（3H）-异苯并呋喃酮(3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-1(3H)-isobenzofuranone)，白色或微黄色的结晶或粉末，无臭,无味。分子式:C20H14O4，CAS号：77-09-8。熔点：260℃～263℃，在乙醇中溶解，在乙醚中略溶，在水中几乎不溶。由邻苯二甲酸酐和苯酚在加入脱水剂的条件下加热至115-120℃进行缩合制得。[编辑本段]化学用途是一种酸碱指示剂酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当8.2醌式结构。酚酞的变色范围是８.２～１０.０，所以酚酞只能检验碱而不能检验酸。（浅红色）（红色）酸碱指示剂酚酞是一种弱有机酸，在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构，当pH＞8.2时为红色的醌式结构。酚酞的醌式或醌式酸盐，在碱性介质中很不稳定，它会慢慢地转化成无色羧酸盐式；遇到较浓的碱液，会立即转变成无色的羧酸盐式。所以，酚酞试剂滴入浓碱液时，酚酞开始变红，很快红色退去变成无色。酚酞为白色或微带黄色的细小晶体，难溶于水而易溶于酒精。因此通常把酚酞配制成酒精溶液使用。当酚酞试剂滴入水或中性、酸性的水溶液时，会出现白色浑浊物，这是由于酒精易溶于水，使试剂中难溶于水的酚酞析出的缘故。酚酞的用途主要有：（1）制药工业医药原料：适用于习惯性顽固便秘，有片剂、栓剂等多种剂型；（2）用于有机合成：主要用于合成塑料，特别是合成二氮杂萘酮聚芳醚酮聚芳醚酮类聚合物，该类聚合物由于具有优良的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐热老化性和良好的加工成型性，由其制成的纤维、涂料及复合材料等很快被广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输、宇航、原子能工程和军事等领域；（3）用于酸碱指示剂，非水溶液滴定用指示剂，色层分析用试剂。酚酞溶液的配制0.5g酚酞粉末加入80%乙醇直至100ml。甲基橙0.1％的水溶液是常用的酸碱指示剂，pH值变色范围3.1(红)-4.4(黄)，测定多数矿酸、强碱和水的碱度。容量测定锡(热时Sn2+(2+上标)使甲基橙褪色)。强还原剂(Ti3+(3+上标)、Cr2+(2+上标)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。分光光度测定氯、溴和溴离子。可与靛蓝二磺酸钠或溴甲酚绿组成混合指示剂，以缩短变色域和提高变色的锐灵性。氧化还原指示剂，如用于溴酸钾滴定三价砷或锑。甲基橙在什么情况下变黄色甲基橙的变色范围是pH3.1的变红，pH4.4的变黄，3.1-~4.4的呈橙色甲基橙试剂的用途酸碱指示剂，pH值变色范围3.1(红)-4.4(黄)，测定多数矿酸、强碱和水的碱度。容量测定锡(热时Sn2+(2+上标)使甲基橙褪色)。强还原剂(Ti3+(3+上标)、Cr2+(2+上标)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。分光光度测定氯、溴和溴离子。可与靛蓝二磺酸钠或溴甲酚绿组成混合指示剂，以缩短变色域和提高变色的锐灵性。氧化还原指示剂，如用于溴酸钾滴定三价砷或锑。