
以某吸附指示剂(pKa=4.0)作银量法的指示剂,测定的pH应控制在() A. pH<4.0 B. pH>4.0 C. pH>10.0 D. 4
这道题考察吸附指示剂法(Fajans法)在银量法中的应用。
1. 基本概念
吸附指示剂的变色原理:
指示剂通常是一种有机弱酸(或弱碱),其酸式和共轭碱式具有不同颜色,而且能被滴定生成的沉淀选择性吸附,从而引起颜色突变。对于阴离子型吸附指示剂(例如荧光黄,pKa≈7.0;或本题 pKa=4.0 的类似指示剂),要在溶液中以阴离子形式存在才能吸附到带正电的沉淀表面。
2. 条件推导
指示剂 pKa = 4.0,表示:
要使指示剂主要以 In⁻ 形式存在以便被吸附变色,需要 pH > pKa。
但这里注意:在银量法中,例如用 AgNO₃ 滴定 Cl⁻,化学计量点后 AgCl 沉淀表面吸附过量 Ag⁺ 而带正电,此时 In⁻ 被吸附而变色。若溶液 pH 太低,In⁻ 质子化成 HIn 而不被吸附,则无法及时变色;若 pH 太高,可能生成 Ag₂O 沉淀干扰。
3. 题目给出的选项分析
A. pH < 4.0 → 此时指示剂主要以 HIn 形式存在,无法变色(指示剂失效)
B. pH > 4.0 → 这是必要的,但并非唯一限制,还要考虑沉淀条件,比如 Ag⁺ 在过高 pH 会水解。
C. pH > 10.0 → 过高,Ag⁺ 沉淀为 Ag₂O 或 AgOH,不适用于银量法(除非是特殊滴定对象)。
D. 4 < pH < 10.0 → 兼顾指示剂主要以 In⁻ 形式存在(pH > pKa),同时避免 Ag⁺ 在碱性太强时水解(pH 一般不大于 10,视不同指示剂略有不同)。
4. 常见吸附指示剂适用 pH 范围举例
荧光黄(pKa≈7),pH 范围 7~10
二氯荧光黄(pKa≈4),pH 范围 4~10
溴酚蓝等 pKa 更低的,pH 下限更低。
对 pKa = 4.0 的吸附指示剂,必须 pH > 4,同时不使 Ag⁺ 沉淀,一般上限到 10 左右。
所以题目测定 pH 应控制在 pH > 4.0 且不超过 10,选项中 D(4 < pH < 10.0)最准确。
5. 最终答案