电势-pH曲线的测定

化学02 002425 周密PAGE5电势—pH曲线的测定【实验目的】测定体系的电势－pH图，掌握测定原理和pH计的使用方法。【实验原理】标准电极电势的概念被广泛应用于解释氧化还原体系之间的反应，但是很多氧化还原反应的发生都与溶液的pH值有关，此时，电极电势不仅随溶液的浓度和离子强度变化，还要随溶液的pH值而变化。在一定浓度的溶液中，改变其酸碱度，同时测定电极电势和溶液的pH值，然后以电极电势ε对pH做图，这样就制作出体系的电势—pH曲线，称为电势—pH图。溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为：在恒温及溶液离子强度保持定值时：一定温度下，体系的电极电势将于溶液中氧化态和还原态浓度比值得对数呈线性关系。本实验所讨论的是Fe3+/Fe2+—EDTA络合体系。体系的基本电极反应为：FeY-+e=FeY2-其电极电势为：EDTA过量情况下：在低pH时的基本电极反应为：FeY-+H+e=FeHY-在较高pH时为：Fe(OH)Y2-+e=FeY2++OH可知，体系的电极电势和溶液的pH有关。【实验步骤】1、仪器装置玻璃电极，甘汞电极和铂电极分别插入反应器三个孔内，反应器的夹套通以恒温水，测量体系的pH采用pH计，测量体系的电势采用数字电压表。用电磁搅拌器搅拌。2、配置溶液用台秤称取7gEDTA，转移到反应器中，加40ml蒸馏水，加热溶解。冷却至25℃。称取和1.18g，立即转移到反应器中，总用水量控制在80ml左右。3、电势和pH的测定调解超级恒温槽水温为25℃，并将恒温水通入反应器的恒温水套中，开动电磁搅拌器，用碱滴定管缓慢滴加1mol直至溶液pH=8左右，此时溶液为褐红色。测定此时溶液的pH值和电势值。用10ml微量酸滴定管，从反应器的一个孔滴入少量4mol，待搅拌数分钟，重新测定体系的pH值和电势值。如此，每滴加一次HCl后，测一个pH值和电势值，得出该溶液的一系列电极电势和pH值，直至溶液变混浊为止。【仪器药品】仪器名称型号厂家超级恒温器WC109-05重庆试验设备厂温度测量控制仪CK-1(B)北京林元佳业科技有限公司滴定装置DZ-1pH计MODEL818奥立龙药品名称氯化亚铁乙二胺四乙酸二钠氯化铁分子量198.81372.24270.30纯度分析分析分析厂商北京双环化学试剂厂北京益利精细化学品有限公司北京市朝阳区化工厂【数据记录】天气情况实验时间室温（℃）大气压（kPa）湿度（%）2003.4.22pH值与电势：pHε/mVpHε/mV7.95173.54.7992.37.65157.14.4392.07.36141.63.9291.17.08127.13.6890.16.78114.13.3888.16.49104.53.0984.76.1497.52.8279.65.8394.72.5471.25.5093.42.2961.95.1992.7Fe3+/Fe2+—EDTA络合体系的电势-pH曲线电势-pH曲线的斜率对pH的曲线由图可以看到pH在3~6的范围内，斜率比较接近于零，可以知道电势对pH比较稳定，在这个pH范围内Fe3+/Fe2+—EDTA络合体系可以比较稳定的存在。不同pH值对应的电势脱硫液的电极电势与ε的差值由图可知，在pH=7~8的范围内，脱硫液的电极电势与ε的差值最大，可以认为这是脱硫的最合适范围。电势平台区反应方程：FeY-+e=FeY2-其电极电势为：EDTA过量情况下：在低pH时的基本电极反应为：FeY-+H+e=FeHY-在较高pH时为：Fe(OH)Y2-+e=FeY2++OH【实验总结】1、安装实验装置时，要注意个电极的位置高低，太高则暴露在空气中，不能正确测量液体的pH值或电势。太低则会被磁力搅拌子打碎。2、EDTA在室温下不容易溶解在水中，可以在电炉上加热，待EDTA完全溶解后，再倒入反应器中。3、反应器中加入FeCl3后，液体呈土黄色混浊溶液，加入FeCl2后，液体呈褐色，加入NaOH溶液后，pH=8，液体呈澄清褐色溶液。逐滴加入HCl后，液体逐渐变为土黄色。4、滴加HCl过程中，开始每一滴HCl降低的p