Hammett指示剂法

大多数金属氧化物以及由它们组成的复合氧化物，都具有酸性或者碱性，有时甚至同时具有这两种性质。按照酸碱的定义固体酸可以分成两类。一类是能给出质子的物质叫Brounsted酸，简称为B酸;另一类是能接受电子对的物质叫Lewis酸，简称为L酸。在固体催化剂的表面上，酸中心的分布是不均匀的，这是由于其表面上能量分布的不均匀性造成的。催化剂表面酸分布是指其表面酸浓度随酸强度变化的情况。以每克催化剂样品上酸量来表示酸浓度(即酸中心的数目)。在不同酸强度下酸的总量称为总酸量。固体表面酸性质就包括以上所述的酸类型、酸强度和酸量。

固体酸的类型可以通过吡啶吸附的红外光谱来测定。酸强度和酸浓度可以通过Hammett指示剂法来测定，但该方法所测定的是B酸和L酸的总结果。

以B代表碱性的Hammett指示剂，当它吸附在催化剂的表面上时，与表面上的H+发生相互作用生成相应的共轭酸BH+:

B + H+ ==== BH+

将固体酸粉末样品悬浮于非水惰性液体中，借助于指示剂用碱进行滴定。滴定所用的碱必须是比指示剂更强的碱，通常采用 值约为+10的正丁胺。加入的碱首先吸附在最强的酸性位上，并且最终从固体上取代指示剂分子。本实验用标准正丁胺-环己烷溶液滴定固体酸，从而求出酸量。当某指示剂吸附在固体酸上变成酸型色时，使指示剂恢复到碱型色所需的正丁胺的滴定度，即为固体酸表面上酸中心数目的度量。用这种方法测定的酸量，实际上是具有酸强度 的那些酸中心的量。若以不同值的指示剂，用标准正丁胺-环己烷溶液滴定，就可以得到不同酸强度范围下的酸量，就将得到各H0下的酸量即酸分布

将氯化钠和铁氰化钾溶解于蒸馏水中，再加入酚酞，可制得铁锈指示剂。

指示剂选择不当，加之肉眼对变色点辨认困难，都会给测定结果带来误差。因此，在多种指示剂中，选择指示剂的依据是:要选择一种变色范围恰好在滴定曲线的突跃范围之内，或者至少要占滴定曲线突跃范围一部分的指示剂。这样当滴定正好在滴定曲线突跃范围之内结束时，其最大误差不过0.1%，这是容量分析容许的。

双色指示剂的变色范围不受其用量的影响，但因指示剂本身就是酸或碱，指示剂的变色要消耗一定的滴定剂，从而增大测定的误差。对于单色指示剂而言，用量过多，会使用变色范围向pH值减小的方向发生移动，也会增大滴定的误差。例如:用0.1mol/LnaOH滴定0.1mol/LHAc,pHsp=8.5,突跃范围为pH8.70-9.00,滴定体积若为50ml,滴入2-3滴酚酞，大约在pH=9时出现红色;若滴入10-15滴酚酞，则在pH=8时出现红色。显然后者的滴定误差要大得多。

指示剂用量过多，还会影响变色的敏锐性。例如:以甲基橙为指示剂，用HCl滴定NaOH溶液，终点为橙色，若甲基橙用量过多则终点敏锐性就较差。