地球化学 实习二 实验二_pH-Eh关系图解的制作.doc

地球化学实习二ph-eh关系图解的制作一、实习目的1、 掌握h2o对自然环境中eh的控制作用。2、 掌握ph-eh关系图解的制作方法。3、 了解ph-eh关系图解在地球化学研究中的意义。二、实习原理1、 自然氧化-还原环境的极限氧化上限：h2o 1/2o2 + 2h+ + 2e- e0=1.23v(po2=0.21)e = e0 + (0.059/n)logke = 1.22 0.059ph还原上限：h2 2h+ + 2e- e0=0.00v(ph2=1)e = e0 + (0.059/n)logke = 0.059ph2、 ph-eh关系图解以eh为纵坐标，ph为横坐标，图示ph与eh的关系。以fe3+-fe2+、fe(oh)3-fe(oh)2、fe2+-fe(oh)3半反应为例，绘制ph-eh关系图解。三、实习内容1、 绘制h2o的ph-eh关系图解h2o的电化学半反应方程式：(-)h2o1/2 o2 +2h+ 2 e- e0 =123 v e = 1.23 + 0.03 logpo21/2h+2 e = 1.220.059 ph当ph=4时，e=0.984当ph=9时，e=0.689(+)h2 2h+ + 2 e- e0 =000ve =0.059ph(0.059/2)log ph2 e =0.059ph当ph=4时，e=-0.236当ph=9时，e=-0.5312、 以fe2+、fe(oh)2、fe3+、fe(oh)3形式为例，绘制fe的ph-eh关系图解。选定条件：fe2+=1 m和fe2+=10-3 m两种情形。铁的eh-ph相图编制；根据fe2+fe3+反应形式分三段作图当ph2时，反应为：fe2+ = fe3+e- e0=0.77v线形为水平线,其上下为fe3+、fe2+优势场当ph=2-10时,反应为 ：3 h2o + fe2+ = fe(oh)3 + 3 h+ + e- e0= 1.06v; 代入能斯特方程 e = 1.06 +0.059log（h+3/ fe2+） 给定 fe2+ = 1 mol, e = 1.06-0.177ph fe2+ =10-3 mol, e = 1.237-0.177ph当ph10时, 反应为：fe(oh)2 + oh- = fe(oh)3 + e- e0 = -0.56v e = -0.56 + 0.059 log1/oh- = 0.27 - 0.059ph当ph5.9时，反应为：fe = fe2+2e- e0=-0.41v 给定 fe2+ = 1 mol,e=e0，线形为水平线,其上下为fe、fe2+优势场；fe2+ =10-3 mol,e=e0-0.059 log（1/ fe2+）/2=-0.4985v，也为一条直线，其上下为fe、fe2+优势场。当ph5.9时，反应为：fe+2 oh- = fe(oh)2 + 2e- e0 = -0.89v 代入能斯特方程 e = -0.89+0.059log（1/oh-3） e=-0.062-0.059ph四、实习步骤1、 建立电化学半反应方程式，查阅相关参数。2、 以设定的条件计算ph-eh的关系。3、 绘制ph-