
【化】 chemical tracer
chemistry
【化】 chemistry
【医】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
indicator
【化】 indicator; visual indicator
【医】 inaicator
化学指示剂(Chemical Indicator)指在化学反应中通过自身颜色、状态等可见变化来显示体系特定性质(如pH值、离子浓度、终点等)的一类物质。其核心功能是提供直观的视觉信号,用于定性或定量分析。英文对应术语为Indicator。
化学指示剂通常是有机弱酸、弱碱或络合剂,其分子结构在不同化学环境(如pH、氧化还原电位)下发生变化,导致吸收光谱改变,从而呈现颜色差异。例如:
用于测定溶液酸碱性,如甲基橙(pH 3.1-4.4红至黄)、溴百里酚蓝(pH 6.0-7.6黄至蓝)。广泛应用于滴定分析和环境监测 。
与金属离子络合后变色,用于络合滴定。如铬黑T(与Mg²⁺结合由蓝变红) 。
通过荧光强度/波长变化指示分析物,如钙离子荧光探针Fura-2 。
如灭菌过程验证中的热敏指示剂(颜色变化反映温度/时间达标) 。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将指示剂定义为:
"A substance that gives a visible sign (usually a color change) of the completion of a chemical reaction."
(来源:IUPAC Compendium of Chemical Terminology, Gold Book )
参考文献
Acid-Base Indicators - Chemistry LibreTexts
Redox Indicators - ACS Publications
Complexometric Titration - ScienceDirect
Fluorescent Indicators for Calcium - Nature Protocols
Chemical Indicators for Sterilization - FDA Guidance
化学指示剂是一类通过颜色、浑浊度或荧光等物理变化来指示溶液中特定化学性质或反应终点的试剂。以下从定义、原理、分类及应用等方面进行详细说明:
化学指示剂是能通过可观测的物理变化(如颜色变化)反映溶液化学性质变化的化学试剂。其作用原理基于不同化学环境下的结构改变,例如酸碱指示剂(甲基橙、酚酞)通过分子结构改变导致颜色差异,其变色范围可用以下公式表示: $$ text{pH} = text{p}K_a pm 1 $$ 其中$K_a$为指示剂的解离常数。
酸碱指示剂
通过pH变化改变颜色,例如:
氧化还原指示剂
如二苯胺磺酸钠,在氧化态(紫色)与还原态(无色)间转变,用于检测电位突变。
金属指示剂
常用铬黑T,与金属离子络合时显色,游离时颜色不同,用于络合滴定终点判断。
吸附指示剂
如荧光黄,通过胶体表面吸附导致颜色变化,用于沉淀滴定。
需满足两个条件:
历史上,化学指示剂的发展始于17世纪波义耳对植物汁液的研究,20世纪奥斯特瓦尔德提出电离理论完善了其科学解释。现代实验中,需根据具体反应类型和环境合理选择指示剂,例如络合滴定优先选用金属指示剂而非酸碱指示剂。
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