甲基橙變紅的溶液呈什么性?
未必完全不可以,甲基橙滴入純堿溶液后變成明顯的黃色,滴入食鹽水后,如果食鹽水是純凈的,則甲基橙基本不變色,保持橙色。
很多中學(xué)生將酸堿指示劑的變色pH值范圍這一概念機(jī)械理解了,認(rèn)為純凈的食鹽水pH=7,則甲基橙變黃色,那么按照這樣理解,甲基橙指示劑試劑滴入純水(pH=7)中,相當(dāng)于甲基橙被稀釋了,也一定會(huì)變成黃色?這就有點(diǎn)不符合事實(shí)了,實(shí)際上只要甲基橙指示劑滴入量不是很少,一般仍然基本是橙色的。
酸堿指示劑本身就是弱酸或者弱堿,以甲基橙為例,不管大學(xué)有機(jī)化學(xué)中甲基橙的結(jié)構(gòu)式,可以將甲基橙看做一種弱酸,這里用HIn的形式表示甲基橙,則甲基橙在水中存在下列電離平衡:
HIn(紅色)? H+ + In-(黃色)
如果溶液pH<3.1,甲基橙在溶液中基本以HIn形式存在,實(shí)際相當(dāng)于強(qiáng)酸抑制了弱酸的電離,因此溶液呈紅色;如果溶液pH>4.4,甲基橙在溶液中基本以In-形式存在,實(shí)際相當(dāng)于甲基橙充分電離,此時(shí)溶液呈黃色。
溶液pH位于3.1—4.4之間時(shí),HIn和In-同時(shí)存在于溶液中,溶液呈橙色。配制好的甲基橙指示劑試劑是橙色的,這種試劑中就同時(shí)含有HIn和In-,因此這種試劑本身是一個(gè)緩沖溶液體系,少量甲基橙指示劑試劑滴入較大量的pH<3.1酸性溶液或者pH>4.4堿性溶液中時(shí),緩沖體系被破壞,因此甲基橙變成紅色或者黃色。
但當(dāng)甲基橙指示劑試劑滴入純水中,或者食鹽水這樣不與甲基橙反應(yīng)的強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽溶液中時(shí),只是甲基橙被稀釋了,甲基橙的電離度可能會(huì)增大,但HIn和In-仍然同時(shí)存在于溶液中,加上HIn—In-緩沖溶液體系的作用,結(jié)果通常是溶液變成了偏酸性的,但溶液還是保持橙色,可能略偏黃色,甲基橙滴入量越多,溶液就越接近橙色,這時(shí)反而是甲基橙指示劑試劑改變了溶液的pH值。通俗講就是把橙色的甲基橙指示劑稀釋,結(jié)果通常還是橙色的,如果考慮到與空氣接觸后的純水或者純凈食鹽水本來(lái)就是微酸性的(空氣中CO2所致),甲基橙保持橙色的可能性更大。
pH試紙不能用于測(cè)定純水的pH值,或者極稀溶液的pH值,也是類似的道理。
酸堿指示劑通常本身就是弱酸或者弱堿,未電離和已電離形式顏色不同,與之類似,絡(luò)合指示劑通常本身就是較弱的配位體,例如鉻黑T;氧化還原指示劑通常就是弱氧化劑或者弱還原劑,例如鄰二氮(雜)菲亞鐵;沉淀指示劑通常可以生成溶解度稍大的有色沉淀物,在被沉淀離子完全沉淀后才生成有色沉淀物,例如用硝酸銀測(cè)定氯離子時(shí)的鉻酸鉀指示劑,紅色鉻酸銀沉淀的溶解度比白色氯化銀大。因此不管哪種指示劑,通常均不可在分析滴定中多用,否則指示劑自身會(huì)影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,甚至在某些分析滴定中,反應(yīng)物自身可以充當(dāng)指示劑,例如使用高錳酸鉀進(jìn)行氧化還原滴定,高錳酸鉀自身就可以作為指示劑。碘量法中的淀粉指示劑只能稱為專用指示劑,不能稱為氧化還原指示劑,因?yàn)榈矸郾旧碓诘饬糠ㄖ胁⒉皇侨跹趸瘎┗蛘呷踹€原劑。