電勢-ph曲線地測定 _0

1、電勢電勢ph曲線地測定曲線地測定電勢ph曲線地測定實用標準電勢—pH曲線的測定一、實驗目的1、掌握電勢—pH曲線的測量原理和pH計的使用方法。2、測定Fe3Fe2EDTA體系的電勢—pH圖。二、實驗原理標準電極電勢的概念被廣泛應用于解釋氧化還原體系之間的反應。但是很多氧化還原反應的發(fā)生都與溶液的pH值有關，此時，電極電勢不僅隨溶液的濃度和離子強度變化，還要隨溶液pH值而變化。對于這樣的體系，有必要考查其電極電勢與pH的變化關系，從而能夠

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

3、顯然，在一定溫度下，體系的電極電勢將與溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)濃度比值的對數呈線性關系。本實驗所討論的是Fe3Fe2EDTA絡合體系。以Y4代表EDTA酸根離子(CH2)2N2，體系的基本電極反應為中段是水平線，稱電勢平臺區(qū)；在低pH和高PH時則都是斜線。圖1Fe3Fe2—EDTA絡合體系的電勢—pH曲線表1Fe3Fe2EDTA體系的電勢pH曲線對應的濃度值曲線Ⅰ09.9102Ⅱ6.21023.11022Ⅲ9.61026.0104160Ⅳ1

4、0.01020圖1所標電極電勢都是相對于飽和甘汞電極的值。I—Ⅳ4條曲線對應各組分的濃度如表1所示。天然氣中含有H2S，它是有害物質。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絡合物被還原為Fe2EDTA絡合物；通入空氣可使低鐵絡合物被氧化為Fe3DETA絡合物，使溶液得到再生，不斷循環(huán)使用。其反應如下：在用EDTA絡合鐵鹽法脫除天然氣中的硫時，Fe3Fe2EDTA絡合體系的電勢—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℃時相應的H2S分壓為7.3—43.6Pa，根據其電極反應S2H2e=H2S(g)在25℃時的電極電勢φ與H2S的分壓及pH的關系為:φ=0.0720.0296lg0.0591pH(7)在圖1中以虛線標出這三者的關系。由電勢pH圖可見，對任何一定比值的脫硫液而言，此脫硫液的電極電勢與(7)式電勢φ之差值在電勢平臺內，隨著pH的增大而增大，到平臺區(qū)的p