實驗十酸鹼指示劑與 pH 值測定

實驗十酸鹼指示劑與pH值測定

一.目的 觀察各種酸鹼指示劑在不同pH值溶液中顏色的變化，並利用指示劑的呈色，判定鹽類水溶液的pH值。

二.原理 (一) 水的解離及pH的定義水有極微程度的解離，稱為自解離反應。 H2O(l) H+(aq) + OH﹣(aq) (10-1) [H+][OH-] K = ————— (10-2) [H2O] Kw＝[H＋][OH-] (10-3) Kw稱為水的離子積常數（ion product constant） pH的定義如下﹕ pH ＝- log[H＋] (10-4)

(二) 鹽類的水解反應 A-(aq) + H2O(l) HA(aq) + OH-(aq) [HA][OH-] Kb = (10-2) [A-] M+(aq)+H2O(l) MOH(aq) + H+ (aq) [H+][MOH] Ka = [M+] Ka > Kb呈酸性 Kb > Ka呈鹼性

(三) 酸鹼指示劑 In + H2O OH﹣+ HIn+ (10-6) 鹼性顏色酸性顏色 (In表示鹼性指示劑) [HIn+][OH﹣] Kb = —————— (10-7) [In] HIn + H2O H3O+ + In﹣ (10-8) 酸性顏色鹼性顏色 (HIn表示酸性指示劑) [H3O+][In﹣] Ka = —————— (10-9) [HIn]

當溶液中[HIn] ≧10 [In-] 即[H3O＋] ≧ 10Ka，pH ≦ pKa - l，可見到指示劑帶酸性顏色同理，當pH ≧ pKa + 1，可見到指示劑帶鹼性顏色。酸性顏色變色範圍鹼性顏色 pKa - l pKa pKa + l

三. 儀器與材料 投影片一張塑膠滴管26支燒杯（200 mL、3個）

四. 藥品 (一) 指示劑：甲基橙(0.l％methyl orange) 甲基紅(0.l％methyl red) 酚紅(0.l％phenol red）酚酞(0.l％phenolphthalein) 茜素黃R (0.l％alizarin yellow R) 溴瑞香草藍(0.l％bromothymol blue) 廣用指示劑(universal indicator，甲基紅、溴瑞香草藍及酚酞混合液)

(二) 鹽類水溶液﹕ l M氯化銨 (NH4Cl) l M氯化鈉 (NaCl) l M醋酸銨 (H3COONH4) l M醋酸鈉 (CH3COONa) l M碳酸氫鈉 (NaHCO3） (三) pH 2~13緩衝溶液

五. 實驗步驟 1.準備乾淨塑膠滴管，在吸球上貼妥各種指示劑、標準pH值緩衝溶及鹽類水溶液的標籤。 2. 依標籤所示，吸取各種試劑約l mL，將吸球部份朝下，滴管口向上，倒置於燒杯中存放。 3. 參看表10-1，在印有「酸鹼指示劑顏色變化測試表」之投影片上，在每一方格內依縱軸標示橫向滴加pH 2~13緩衝溶液及1 M的鹽類水溶液各一滴﹔再於直欄格位內依橫軸標示滴加一滴指示劑，以使二液滴混合。觀察並記錄顏色變化。 4. 依顏色變化判斷鹽類及待測液之pH值。

各種指示劑顏色變化及pH範圍 甲基橙紅3-5 橙甲基紅粉紅4-6 黃溴瑞香草藍黃6-8 藍酚紅黃6-7 紅酚酞無8-10 紫紅茜素黃R 黃10-12 紅廣用指示劑橙5-8藍

實驗十酸鹼指示劑與 pH 值測定