电位-pH图知识

1、 图图作图方法与步骤作图方法与步骤 电位pH图(pHpH图图) )（二）（二）pH简介 70年代以来，电位pH图的绘制已由手工逐步向计算机方法过渡，并逐步完善，设计出一些计算机软件来进行计算与画图。下面，简单地介绍制作电位pH图的步骤。步骤v1）设定体系温度 如：设定温度为25、50 、150 等等步骤v（2）列出体系中所有可能存在的物种如： CuNH3-H20系的物种步骤以Zn-H2O系为例，其水溶液体系中的物种有Zn Zn2+ Zn(OH)2 HZnO21- ZnO22-（锌酸根） H2O H+ 溶解 水解 两性物质 与H 结合 步骤v（3）查出这些物质的标准自由能 G0，求出平衡常数k或

2、0步骤v（4）由下到上，列出可能存在的化学平衡，写出方程式。 如：ZnZn2+ FeFe2+Fe3+步骤v找出Zn Zn2+之间平衡v写出反应式 （还原型）v求出反应的 。v求出nFTG反应22ZneZnG反应步骤v写出平衡方程式（伦斯特方程）v画出平衡线（Zn2+可以取 、 v、 、 浓度）0T2+2.303RT1=- lg nFZnT010210610410步骤v（5）由左到右(水溶物种从左到右按顺序的变化)，列出可能存在的化学平衡，写出方程式 如： HZnO21- ZnO22-步骤v（6）根据与pH的关系式，在指定离子活度（浓度）或气相分压条件下，即可绘制出所需的电位pH图Zn2+（aq

3、）Zn（s）Zn（OH）2HZnO21-ZnO22- pH小结v前面已说过，根据0=- G0/nF及lgk=- G0/2.303RT，即可计算出0及lgk值。但是，由于现在已有热力学手册可以直接查出0及lgk，所以可以直接引用小结v对于高温水溶液的热力学数据也有参考手册可查。可查的热力学手册主要有2本，一本是昆明理工大学杨显万教授编写，冶金工业出版社出版的高温水溶液热力学数据手册，另一本是Barner,Herbert E等编写的热力学数据手册。但要注意，2本手册应用时有区别。MeL（配位体）（配位体）H2O系系pH图图 vMeH2O系为理想溶液，实际溶液中有许多配位体存在，所以MeLH2O系才

4、是实际情况。络合情况愈严重，图形变化愈大。例如：AuH2O系pH图Au(OH)2Au2+AupH 但如果为AuCNH2O系，则由于存在反应 Au2+2CN-Au（CN）2而使变为图中虚线所示v对于有络合物时的pH图，可采用综合平衡原理如：PbClH2O系 络合物有：Pb2+，PbCl，PbCl20，PbCl3-，PbCl42-例如：PbClH2O系pH图v在金属片插入溶液中电极电位只有一个；v水溶液中同时存在物种，在平衡状态下互相处于平衡；v金属和水溶液的电位是金属和水溶液物种互相之间都处于平衡状态；因此，平衡电位只有一个，它们之间相互平衡。例如：PbClH2O系pH图因此2/PbPbPb水溶

5、液/PbClPb02/PbClPb3/PbClPb24/PbClPb例如：PbClH2O系pH图对于反应 有22PbePb222/2.3031lg2PbPbPbPbRTFPb例如：PbClH2O系pH图写法与简单的PbH2O系形式上一样，但差别上是Pb2+不同，PbH2O系中Pb2+即为溶液中的浓度，但PbClH2O系中为未络合的Pb2+浓度，即游离的Pb2+浓度例如：PbClH2O系pH图v将 v代入上式得202234 TPbPbPbClPbClPbClPbCl21PbClPbCl02222PbClPbCl2333PbClPbCl22444PbClPbCl4211iTiiPbPbCl例如：PbClH2O系pH图设 得代入伦斯特方程有411iiiCl21TPbPb例如：PbClH2O系pH图222/2.3031lg2PbPbPbPbRTFPb2/2.3032.303lglg22TPbPbRTRTPbFFMeSH2O系pH图物种有HSO41-, Zn(OH)2, Zn2+, S0, SO42-等等 . .2( )()()2( )2saqaqgZnSHZnH S 酸溶( )()( )2( )22saqsgZnSeHZnH S ZnSHS1-S2