氧化还原指示剂

以 ${\displaystyle {\rm {\ In(Ox)}}}$ 表示指示剂的氧化型，${\displaystyle {\rm {\ In(Red)}}}$ 表示指示剂的还原型，则指示剂的氧还半反应为：

${\displaystyle \ In(Ox)+ne^{-}\rightleftharpoons In(Red)}$

能斯特方程为：

${\displaystyle \ E=E_{In}^{\ominus \prime }+{\frac {RT}{nF}}\ln {\frac {c_{In(Ox)}}{c_{In(Red)}}}}$ ， 其中 ${\displaystyle \ E_{In}^{\ominus \prime }}$ 表示指示剂在一定条件下的条件电位。

一般来说，当 ${\displaystyle \ c_{In(Ox)}/c_{In(Red)}>10}$ 时，溶液呈现氧化型的颜色；当 ${\displaystyle \ c_{In(Ox)}/c_{In(Red)}<0.1}$ 时，溶液呈现还原型颜色；而当 ${\displaystyle \ 10\geq c_{In(Ox)}/c_{In(Red)}\geq 0.1}$ 时，能明显观察到溶液颜色的变化。因此氧还指示剂的理论变色范围为 ${\displaystyle \ E_{In}^{\ominus \prime }\pm {\frac {0.059V}{n}}}$ 。^[1]

因为指示剂需要快速和可逆的颜色变化，因此指示剂的氧化还原平衡需要能够很快地建立。因此只有很少的有机氧化还原系统可用作此目的。

有两种常见的氧化还原指示剂类型：

• 金属有机配合物（例如邻二氮菲与金属形成的配离子）
• 有机的氧化还原系统（例如亚甲蓝）

有时一些有色的无机氧化剂或还原剂（例如高锰酸钾和重铬酸钾）也被称作氧化还原指示剂，它们利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示终点，因此称为自身指示剂。还有一类指示剂称为专属指示剂，本身无氧化还原性质，但可以与滴定体系中的氧化剂或还原剂结合而显示出与其本身不同的颜色，例如可以与 I₃⁻ 生成深蓝色错合物的淀粉指示剂以及与 Fe³⁺ 形成红色配合物的硫氰酸钾。

几乎所有的氧化还原指示剂与有机氧化还原系统都涉及质子（即H⁺）作为电化学反应的参与物，因此有时氧化还原指示剂也可以分为两种：依赖或不依赖特定pH值。

• pH指示剂