電勢(shì)-ph曲線地測(cè)定 _0

1、電勢(shì)電勢(shì)ph曲線地測(cè)定曲線地測(cè)定電勢(shì)ph曲線地測(cè)定實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)—pH曲線的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電勢(shì)—pH曲線的測(cè)量原理和pH計(jì)的使用方法。2、測(cè)定Fe3Fe2EDTA體系的電勢(shì)—pH圖。二、實(shí)驗(yàn)原理標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的概念被廣泛應(yīng)用于解釋氧化還原體系之間的反應(yīng)。但是很多氧化還原反應(yīng)的發(fā)生都與溶液的pH值有關(guān)，此時(shí)，電極電勢(shì)不僅隨溶液的濃度和離子強(qiáng)度變化，還要隨溶液pH值而變化。對(duì)于這樣的體系，有必要考查其電極電勢(shì)與pH的變化關(guān)系，從而能夠

2、得到一個(gè)比較完整、清晰的認(rèn)識(shí)。在一定濃度的溶液中，改變其酸堿度，同時(shí)測(cè)定電極電勢(shì)和溶液的pH值，然后以電極電勢(shì)φ對(duì)pH作圖，這樣就制作出體系的電勢(shì)pH曲線，稱為電勢(shì)pH圖。根據(jù)能斯特(Nernst)公式，溶液的平衡電極電勢(shì)與溶液的濃度關(guān)系為(1)式中aox、cox和gox分別為氧化態(tài)的活度、濃度和活度系數(shù)；are、cre和gre分別為還原態(tài)的活度、濃度和活度系數(shù)。在恒溫及溶液離子強(qiáng)度保持定值時(shí)，式中的末項(xiàng)亦為一常數(shù)，用b表示之，則(2)

3、顯然，在一定溫度下，體系的電極電勢(shì)將與溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)濃度比值的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)所討論的是Fe3Fe2EDTA絡(luò)合體系。以Y4代表EDTA酸根離子(CH2)2N2，體系的基本電極反應(yīng)為中段是水平線，稱電勢(shì)平臺(tái)區(qū)；在低pH和高PH時(shí)則都是斜線。圖1Fe3Fe2—EDTA絡(luò)合體系的電勢(shì)—pH曲線表1Fe3Fe2EDTA體系的電勢(shì)pH曲線對(duì)應(yīng)的濃度值曲線Ⅰ09.9102Ⅱ6.21023.11022Ⅲ9.61026.0104160Ⅳ1

4、0.01020圖1所標(biāo)電極電勢(shì)都是相對(duì)于飽和甘汞電極的值。I—Ⅳ4條曲線對(duì)應(yīng)各組分的濃度如表1所示。天然氣中含有H2S，它是有害物質(zhì)。利用Fe3—EDTA溶液可以將天然氣中的硫分氧化為元素硫除去，溶液中Fe3—EDTA絡(luò)合物被還原為Fe2EDTA絡(luò)合物；通入空氣可使低鐵絡(luò)合物被氧化為Fe3DETA絡(luò)合物，使溶液得到再生，不斷循環(huán)使用。其反應(yīng)如下：在用EDTA絡(luò)合鐵鹽法脫除天然氣中的硫時(shí)，F(xiàn)e3Fe2EDTA絡(luò)合體系的電勢(shì)—pH曲線可以幫

5、助我們選擇較合適的脫硫條件。例如，低含硫天然氣H2S含量均為0.1—0.6gm3，在25℃時(shí)相應(yīng)的H2S分壓為7.3—43.6Pa，根據(jù)其電極反應(yīng)S2H2e=H2S(g)在25℃時(shí)的電極電勢(shì)φ與H2S的分壓及pH的關(guān)系為:φ=0.0720.0296lg0.0591pH(7)在圖1中以虛線標(biāo)出這三者的關(guān)系。由電勢(shì)pH圖可見，對(duì)任何一定比值的脫硫液而言，此脫硫液的電極電勢(shì)與(7)式電勢(shì)φ之差值在電勢(shì)平臺(tái)內(nèi)，隨著pH的增大而增大，到平臺(tái)區(qū)的p