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[[File:Methylene blue.svg|220px|氧化态的亚甲蓝分子结构。|right|thumb]]

'''氧化还原指示剂'''（{{lang-en|Redox indicator}}）是一种用于[[氧化还原滴定]]中的[[指示剂]]，能在特定的[[标准电极电势|电极电位]]发生明显的[[颜色]]变化。氧化还原指示剂一般是自身具有[[氧化还原]]性质的有机试剂，其氧化型与还原型具有不同的颜色，在化学计量点的体系电位附近发生氧化型到还原型，或还原型到氧化型的转变，从而引起溶液颜色突变，指示终点。<ref name="Ind">{{cite book|title=基础化学|publisher=科学出版社|ISBN=978-7-03-019152-6|page=405}}</ref>

== 理论 ==
以 <math>\rm \ In(Ox)</math> 表示指示剂的氧化型，<math>\rm \ In(Red)</math> 表示指示剂的还原型，则指示剂的氧还[[半反应]]为：
:<math>\ In(Ox) + ne^- \rightleftharpoons In(Red)</math>

[[能斯特方程]]为：
:<math>\ E = E_{In}^{\ominus \prime} + \frac{RT}{nF} \ln{\frac{c_{In(Ox)}}{c_{In(Red)}}}</math>，  其中 <math>\ E_{In}^{\ominus \prime}</math> 表示指示剂在一定条件下的条件电位。

一般来说，当 <math>\ c_{In(Ox)}/c_{In(Red)} > 10</math> 时，溶液呈现氧化型的颜色；当 <math>\ c_{In(Ox)}/c_{In(Red)} < 0.1</math> 时，溶液呈现还原型颜色；而当 <math>\ 10 \ge c_{In(Ox)}/c_{In(Red)} \ge 0.1</math> 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 <math>\ E_{In}^{\ominus \prime} \pm \frac{0.059V}{n}</math>。<ref name="Ind" />

因为指示剂需要快速和可逆的颜色变化，因此指示剂的[[氧化还原反应|氧化还原]][[化学平衡|平衡]]需要能够很快地建立。因此只有很少的[[有机化合物|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[[无机化合物|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 [[三碘化物|I<sub>3</sub><sup>−</sup>]] 生成深蓝色错合物的[[淀粉]]指示剂以及与 Fe<sup>3+</sup> 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[[質子|质子]]（即[[質子|H<sup>+</sup>]]）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]]值。

== 不依赖pH的氧化还原指示剂 ==
{| class='wikitable sortable'
!指示剂
![[标准电极电势|E<sup><s>o</s></sup>]]/[[伏|V]]<ref name="Merck">{{cite book|title=Merck Index|edition=12}}</ref><ref name="Portland">{{cite book|title=Portland's Chemical Handbook|edition=15|chapter=11.6.4}}</ref>
!氧化态颜色
!还原态颜色
|-
|[[2,2'-联吡啶]][[钌]][[配合物|配离子]]
|align=center| +1.33 V
|align=center bgcolor=white|无色
|align=center bgcolor=yellow|黄色
|-
|[[5-硝基邻二氮菲]][[铁|亚铁]][[配合物|配离子]]
|align=center| +1.25 V
|align=center bgcolor=cyan|青色
|align=center bgcolor=red|红色
|-
|[[N-苯基邻氨基苯甲酸|''N''-苯基邻氨基苯甲酸]]
|align=center| +1.08 V
|align=center bgcolor=violet|紫红
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[邻二氮菲|1,10-邻二氮菲]][[铁|亚铁]]配离子
|align=center| +1.06 V
|align=center bgcolor=cyan|青色
|align=center bgcolor=red|红色
|-
|[[羊毛罂红]]
|align=center| +1.00 V
|align=center bgcolor=red|红色
|align=center bgcolor=yellow|黄色
|-
|[[百草枯]]
|align=center| +1.0 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[2,2'-联吡啶]][[铁|亚铁]]配离子
|align=center| +0.97 V
|align=center bgcolor=cyan|青色
|align=center bgcolor=red|红色
|-
|[[5,6-二甲基邻二氮菲]][[铁|亚铁]]配离子
|align=center| +0.97 V
|align=center bgcolor=#CCFF00|黄绿
|align=center bgcolor=red|红色
|-
|[[3,3'-二甲氧基联苯胺]]
|align=center| +0.85 V
|align=center bgcolor=red|红色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[二苯胺磺酸钠]]
|align=center| +0.84 V
|align=center bgcolor=#E41B9E|紫红
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[N,N'-二苯基联苯胺|''N,N'''-二苯基联苯胺]]
|align=center| +0.76 V
|align=center bgcolor=violet|紫色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[二苯胺]]
|align=center| +0.76 V
|align=center bgcolor=violet|紫色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[紫精]]
|align=center| +1.0 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|}

== 依赖pH的氧化还原指示剂 ==
{| class='wikitable sortable'
!指示剂
![[标准电极电势|E<sup><s>o</s></sup>]]/[[伏|V]]
在[[pH值|pH]]=0时<ref name="Merck" /><ref name="Portland" />
![[标准电极电势|E<sup><s>o</s></sup>]]/[[伏|V]]
在[[pH值|pH]]=7时<ref name="Merck" /><ref name="Portland" />
!氧化态颜色
!还原态颜色
|-
|[[二氯酚靛酚钠]]
|align=center| +0.64 V
|align=center| +0.22 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[邻甲酚靛钠]]
|align=center| +0.62 V
|align=center| +0.19 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[硫堇]]（[[劳氏紫]]）
|align=center| +0.56 V
|align=center| +0.06 V
|align=center bgcolor=violet|紫色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[亚甲蓝]]
|align=center| +0.53 V
|align=center| +0.01 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[靛蓝四磺酸]]
|align=center| +0.37 V
|align=center| -0.05 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[靛蓝三磺酸]]
|align=center| +0.33 V
|align=center| -0.08 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[靛蓝胭脂红]]（[[靛蓝二磺酸]]）
|align=center| +0.29 V
|align=center| -0.13 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[靛蓝单磺酸]]
|align=center| +0.26 V
|align=center| -0.16 V
|align=center bgcolor=blue|蓝色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[苯酚番红]]
|align=center| +0.28 V
|align=center| -0.25 V
|align=center bgcolor=red|红色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[番红T]]
|align=center| +0.24 V
|align=center| -0.29 V
|align=center bgcolor=#E41B9E|紫红
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|[[中性红]]
|align=center| +0.24 V
|align=center| -0.33 V
|align=center bgcolor=red|红色
|align=center bgcolor=white|无色
|-
|}

== 参见 ==
* [[pH指示剂]]

== 参考资料 ==
{{reflist}}

[[Category:电化学]]
[[Category:滴定]]
[[Category:氧化还原指示剂|*]]

[[it:Indicatore (chimica)#Indicatori di ossido-riduzione]]