金属指示剂是一些可与金属离子生成有色配合物的有机配位剂，其有色配合物的颜色与游离指示剂的颜色不同，从而可以用来指示滴定过程中金属离子浓度的变化情况，因而称为金属离子指示剂，简称金属指示剂。

7.3.1金属指示剂的作用原理

金属指示剂是一些有色的有机配位剂，在被测定的金属离子溶液中，加入金属指示剂，指示剂与被测金属离子进行配位反应，生成有色配合物，其颜色与指示剂自身颜色不同。现以铬黑T(EBT)为例，说明金属指示剂的作用原理。

铬黑T与金属离子(如Ca²⁺、Zn ²⁺、Mg ²⁺等)反应形成比较稳定的红色配合物，pH=8.0～11.0时，铬黑T自身显蓝色。在pH=10的条件下，用EDTA滴定Mg ²⁺离子，铬黑T做指示剂，反应式如下：

当滴入EDTA时，溶液中游离态的Mg ²⁺逐步被EDTA配位，当达到计量点时，Mg ²⁺浓度已经非常低，再加入EDTA进而夺取Mg ²⁺，释放出指示剂EST，这样溶液就呈现出指示剂自身的颜色。

另外，要注意的是使用金属指示剂，一定要选用合适的pH范围。

7.3.2金属离子指示剂必备的条件

根据金属离子指示剂的变色原理可以看出，金属离子指示剂必须具备以下几个条件：

①在滴定的pH范围内，指示剂与其金属离子配合物的颜色应该有显著的差异．这样．终点时的颜色变化才会明显。

②金属离子指示剂和金属离子的反应要灵敏、迅速，而且还要有良好的变色可逆性。

③金属离子指示剂要比较稳定，不易氧化变质或分解，便于贮藏和使用。

④金属离子与指示剂形成的配合物(简称MIn)稳定性要适当。MIn的稳定性一定要比MY配合物的稳定性低。如果稳定性太低，就会使终点提前，而且颜色变化不敏锐，如果稳定性太高的话，则会使重点拖后，甚至是EDTA不能夺取MIn中的M，到达计量点后也不会改变颜色，看不到滴定终点。因此，一般要求二者的稳定常数符合以下关系式：

⑤指示剂及其配合物都应易溶于水。如果生成胶体或者沉淀，则会影响显色反应的可逆性，使得变色不明显。

7.3.3金属指示剂的选择

金属离子指示剂配合物在溶液中存在下列平衡：

平衡常数：

只考虑指示剂的酸效应，得到

当[MIn]=[In']时，指示剂发生颜色转变，此即指示剂的变色点。

PM＝1g K'_MIn

也可将上式改写成

pM＝1g K^Θ'_MIn-1g a_In(H)

因此，只要知道金属离子指示剂配合物的稳定常数及一定pH时指示剂的酸效应系数，就可求出变色点的pM，用pMt表示。

应当指出的是，由于配位滴定使用的指示剂一般为有机弱酸，存在酸效应。所以它与金属离子M所形成的配合物的条件稳定常数将随PH的变化而变化，从而使指示剂变色点的pM也随pH的变化而变化。因此，金属离子指示剂不可能像酸碱指示剂那样，有一个确定的变色点。在选择指示剂时，必须考虑体系的酸度，使指示剂的变色点与化学计量点尽量一致。

实际工作中大多采用实验方法来选择指示剂。这是因为金属离子指示剂的常数很不齐全，有时无法进行计算的缘故。

相关链接：配位平衡和影响配合物稳定性的因素（二）

文章来源：《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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