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酸碱指示剂是一类在其特定的PH值范围内，随溶液PH值改变而变色的[[化合物]]，通常是有机[[弱酸]]或有机[[弱碱]]。当溶液PH值发生变化时，指示剂可能失去质子由酸色成分变为碱色成分，也可能得到质子由碱色成分变为酸色成分；在转变过程中，由于指示剂本身结构的改变，从而引起溶液颜色的变化。指示剂的酸色成分或碱色成分是一对[[共轭]]酸碱。

== 一、指示剂的变色原理==

现以弱酸型指示剂（如[[酚酞]]）为例，说明酸碱指示剂的变色原理。

弱酸型酸碱指示剂在溶液中存在下列平衡：

{{图片|gmoe9lk4.jpg|}}

HIn表示弱酸的[[分子]]，为酸色成分；In-是弱酸分子离解出H+以后的复杂离子，为碱色成分。酚酞的酸色成分是无色的，碱色的成分则呈红色。根据平衡原理：

{{图片|gmoe9kip.jpg|}}

或　{{图片|gmoe9okp.jpg|}}

将等式两边各取负对数得：

{{图片|gmoe9jae.jpg|}}

或 {{图片|gmoe9ni4.jpg|}}（3-8）

由式（3-8）可知，溶液的颜色决定于碱色成分的浓度比值，而此比值又与PH和PHHin值有关。一定温度下，对指定的某种指示剂，PHHin是一常数。所以碱色成分与酸色成的浓度比值随溶液PH值的改变而变化，溶液的颜色也随之改变。例如，在酚酞指示剂溶液中加入酸时，H+就大量增多，使酚酞的离解平衡向左移动，这时酸色成分增多，碱色成分减少，溶液的颜色以酸色为主，酚酞在酸液中是无色的。反之，如向溶液中加碱时，则平衡向右移动，碱色成分增加，酸色成分减少，溶液的颜色就以碱色为主，酚酞在碱液中是红色的。所以指示剂可用以指示溶液的酸碱性或测定溶液的PH值。

{{图片|gmoe9ppj.jpg|}}

上述弱酸指示剂的变色原理，同样适用于弱碱指示剂。

== 二、指示剂的变色范围和变色点==

由式（3-8）可以看出，当溶液的PH值大于PKHin时，［ In-］将大于［HIn］，溶液的颜色将以碱色为主。反之，当溶液的PH值小于PKHin时，［In-］就小于［HIn］，溶液的颜色将以酸色为主。通常当［ In-］/［HIn］=10时，即碱色成分的浓度是酸色成分浓度10倍时，溶液将完全呈现碱色成分的颜色，而酸色被遮盖了。这量溶液的PH值为：

{{图片|gmoe9mje.jpg|}}

即 pH=pK<sub>HIn</sub>+1

同理，当［In-］/［HIn］=1/10时，即酸色成分浓度是碱色成分浓度10倍时，溶液的颜色将完全呈现指示剂的酸色。这时溶液的PH值为：

{{图片|gmoe9qzf.jpg|}}

即　pH＝pK<sub>HIn</sub>－1

可见溶液的颜色是在PH=PKHin-1到 PH= PKHin+1的范围内变化的，这个范围称为指示剂的变色范围即变色域。在变色范围内，当溶液的PH值改变时，碱色成分和酸色成分的比值随之改变，指示剂的颜色也发生改变。超出这个范围，如Ph≥PKHin+1时，看到的只是碱色；而在PH ≤PKHin-1时，则看到的只是酸色。因此指示剂的变色范围约2个PH单位。当［In-］/［HIn］=1即PH= PKHin时，称为指示剂的变色点。由于人的[[视觉]]对各种颜色的敏感程度不同，加上在变色域内指示剂呈现混合色，两种颜色互相影响观察，所以实际观察结果与理论值有差别，大多数指示剂的变色范围小于2个PH单位。表3-4列出了常用指示剂的变色范围。

表3-4　几种常用的酸碱指示剂

{| class="wikitable"
|-
| rowspan="2" | 酸碱指示剂
| rowspan="2" | 变色范围
| rowspan="2" | PKHin
| colspan="2" | 颜色
| rowspan="2" | 浓度
| | 用量
|-
| | 酸色
| | 碱色
| | (滴/10mL[[试液]])
|-
| | [[百里酚]]蓝（[[麝香草酚]]蓝）
| | 1.2～2.8
| | 1.65
| | 红
| | 黄
| | 0.1%的20%[[酒精]]溶液
| | 1～2
|-
| | 甲基黄
| | 2.9～4.0
| | 3.3
| | 红
| | 黄
| | 0.1%的90%酒精溶液
| | 1
|-
| | 甲基橙
| | 3.1～4.4
| | 3.40
| | 红
| | 黄
| | 0.05%的水溶液
| | 1
|-
| | 溴酚蓝
| | 3.0～4.6
| | 3.85
| | 黄
| | 蓝紫
| | 0.1%的20%酒精溶液或其钠盐水溶液
| | 1
|-
| | 甲基红
| | 4.4～6.2
| | 4.95
| | 红
| | 黄
| | 0.1%的60%酒精溶液或其钠盐水溶液
| | 1
|-
| | 溴百里酚蓝(溴麝香草酚蓝)
| | 6.2～7.6
| | 7.1
| | 黄
| | 蓝
| | 0.1%的20%酒精溶液或其钠盐水溶液
| | 1
|-
| | [[中性红]]
| | 6.8～8.0
| | 7.4
| | 红
| | 黄
| | 0.1%的60%酒精溶液
| | 1
|-
| | [[酚红]]
| | 6.7～8.4
| | 7.9
| | 黄
| | 红
| | 0.1%的60%酒精溶液或其钠盐水溶液
| | 1
|-
| | 酚酞
| | 8.0～10.0
| | 9.1
| | 无
| | 红
| | 0.5%的90%酒精溶液
| | 1～3
|-
| | 百里酚酞(麝香草酚酞)
| | 9.4～10.6
| | 10.0
| | 无
| | 蓝
| | 0.1%的90%酒精溶液
| | 1～2
|}

在测定溶液的PH值时，也常用混合指示剂，它是把许多范围不同的指示剂混合起来，使其在不同的PH值范围内显示不同的颜色。一种可以测定PH4-10范围内溶液酸度的混合指示剂的配方是：百里酚蓝0.01g，溴百里酚蓝1.20g,甲基红0.32g,酚酞1.20g.配制时,可将上述指示剂按配方称取,然后研匀,用200mL95%酒精润湿并溶解,加[[蒸馏水]]150mL稀释,用0.1mol.L-1的NaOH溶液中和至溶液显绿色，再加水至400mL。其PH值为8.1。它在不同酸度的溶液中显出不同的颜色。例如：

PH： 　　4　5　6　7　8　9　10

颜色：　红　橙　黄　绿　青　蓝　紫

为了使用方便起见，也可用混合指示剂溶液将[[试纸]]润湿，凉干制成PH试纸供测试之用。
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