电位-pH图知识课件

图

作图方法与步骤

电位－pH图(φ—pH图)（二）图

作图方法与步骤电位－pH图1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。简介70年代以来，电位—pH图的绘制已由2步骤1）设定体系温度

如：设定温度为25℃、50℃、150℃等等步骤1）设定体系温度3步骤（2）列出体系中所有可能存在的物种如：Cu－NH3-H20系的物种步骤（2）列出体系中所有可能存在的物种4步骤以Zn-H2O系为例，其水溶液体系中的物种有ZnZn2+Zn(OH)2

HZnO21-ZnO22-（锌酸根）H2OH+步骤以Zn-H2O系为例，其水溶液体系中的物种有5步骤（3）查出这些物质的标准自由能G0，求出平衡常数k或φ0步骤（3）查出这些物质的标准自由能G0，求出平衡常数k6步骤（4）由下到上，列出可能存在的化学平衡，写出方程式。如：Zn→Zn2+Fe→Fe2+→Fe3+步骤（4）由下到上，列出可能存在的化学平衡，写出方程式。7步骤①找出ZnZn2+之间平衡②写出反应式（还原型）③求出反应的。④求出步骤①找出ZnZn2+之间平衡8步骤⑤写出平衡方程式（伦斯特方程）⑥画出平衡线（Zn2+可以取、、、浓度）步骤⑤写出平衡方程式（伦斯特方程）9步骤（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（5）由左到右(水溶物种从左到右按顺序的变化)，列出可能10步骤（6）根据φ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图步骤（6）根据φ与pH的关系式，在指定离子活度（浓度）或气相11Zn2+（aq）Zn（s）Zn（OH）2HZnO21-ZnO22-φpHZn2+（aq）Zn（s）Zn（OH）2HZnO21-ZnO12小结前面已说过，根据φ0=-G0/nF及lgk=-G0/2.303RT，即可计算出φ0及lgk值。但是，由于现在已有热力学手册可以直接查出φ0及lgk，所以可以直接引用小结前面已说过，根据φ0=-G0/nF及13小结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,HerbertE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。小结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14Me－L（配位体）－H2O系φ－pH图

Me－H2O系为理想溶液，实际溶液中有许多配位体存在，所以Me－L－H2O系才是实际情况。络合情况愈严重，图形变化愈大。Me－L（配位体）－H2O系φ－pH图Me－H2O系为理想15例如：Au－H2O系φ－pH图Au(OH)2фAu2+AupH例如：Au－H2O系φ－pH图Au(OH)2фAu2+Aup16但如果为Au－CN――H2O系，则由于存在反应Au2+＋2CN-≒Au（CN）2而使变为图中虚线所示但如果为Au－CN――H2O系，则由于存在17对于有络合物时的φ－pH图，可采用综合平衡原理如：Pb－Cl－H2O系络合物有：Pb2+，PbCl＋，PbCl20，PbCl3-，PbCl42-对于有络合物时的φ－pH图，可采用综合平衡原理18例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图在金属片插入溶液中电极电位只有一个；水溶液中同时存在物种，在平衡状态下互相处于平衡；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：Pb－Cl－H2O系φ－pH图在金属片插入溶液中电极电19例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图因此例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图因此20例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图对于反应有例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图对于反应21例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图写法与简单的Pb－H2O系形式上一样，但差别上是[Pb2+]不同，Pb－H2O系中[Pb2+]即为溶液中的浓度，但Pb－Cl－H2O系中为未络合的[Pb2+]浓度，即游离的[Pb2+]浓度例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图写法与简单的Pb－H2O22例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图将代入上式得例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图23例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图设＝Ф得代入伦斯特方程有例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图设24例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图25MeS－H2O系φ－pH图物种有HSO41-,Zn(OH)2,Zn2+,S0,SO42-等等..MeS－H2O系φ－pH图物种有26ZnSHS1-S2-Zn+H2SZn2++H2SФpHZnSHS1-S2-Zn+H2S