滴定分析法是一种重要的化学分析方法,其发展历程与酸碱指示剂的研究紧密相关。1881年,龙格(Lunge)首次采用甲基橙作为指示剂进行酸碱滴定,开启了滴定分析的新篇章。之后,汤姆逊对指示剂进行了深入研究,提供了实用的辨色标准。奥斯特瓦尔德的指示剂理论进一步推动了滴定理论的发展,为汉奇提出的指示剂是假酸和假碱的概念打下基础。
萨尔姆和蒂勒等人对氢离子浓度与颜色变化的关系进行了实验,为索伦森1909年提出的pH概念奠定了基础。蒂泽德在1911年研究了指示剂的灵敏度,而比约鲁姆的专著则深入探讨了盐的水解和指示剂在特定pH滴定的重要性。随着pH指示剂在生物学和农业化学中的应用,克拉克和勒布斯在1915年对指示剂染料进行了细致研究。磺酞类指示剂的发现,尤其是百里酚蓝,因其双色变化特性而备受关注。
滴定法不仅限于酸碱滴定,氧化还原滴定也得到了发展。富尔曼和威拉德发明的硫酸铈法,以及柯尔托夫和萨弗提出的二苯胺磺酸作为重铬酸钾法的指示剂,极大地提升了氧化还原滴定的精确性。高锰酸钾和碘量法成为氧化还原滴定的常用方法。
氨羧络合剂滴定法是20世纪容量分析的重要突破,尤其是在30年代。氨三乙酸和乙二胺四乙酸(EDTA)等化合物在碱性环境中能稳定地与金属离子络合,用于水的软化和皮革脱钙。施瓦岑巴赫对EDTA的物理化学性质进行了广泛研究,提出了EDTA滴定水硬度的方法,并且在1946年引入了铬黑T作为指示剂,确立了EDTA滴定法的基础。EDTA因其与多种金属离子形成络合物的能力,可以通过调节pH或使用掩蔽剂提高滴定选择性,如KCN用于掩蔽某些重金属离子,而三乙醇胺可以有效地掩蔽Fe3+。
沉淀滴定法的进展,特别是在1923年法扬斯引入的吸附指示剂,如荧光黄,极大地提高了银离子滴定卤化物的准确度。此外,酒石黄和酚藏花红在酸性溶液中的应用,以及丹宁对某些金属离子的沉淀作用,丰富了沉淀滴定的手段。
滴定分析法的发展历程是一部化学科学和技术的创新史,从酸碱指示剂的发现到各种复杂络合反应的理解,再到精确的滴定方法和指示剂的研发,每一步都推动了化学分析的精确性和实用性。这种方法在多个领域,如金属分析、水质检测、化工生产等方面都发挥了重要作用。