实验一 电位-pH图绘制.doc

实验一 电位-pH 图绘制一 实验目的现代湿法冶金已广泛使用 φ-pH 图来分析物质在水溶液中的稳定性即各类反应的热力学平衡条件，如已知金属-水系 φ-pH 图，可以找出浸出与净化沉淀此种金属的电位和 pH 值的控制范围通过对 Fe-H2O 中不同 pH 值对应的电位测定，绘制出 Fe-H2O 系 φ-pH 图，从而加深对溶液中 pH 与氧化还原电位的了解以及有关 φ-pH 图的理论知识的理解二 实验原理本实验以 Fe-H2O 系为例，其三类反应具体平衡条件如下：一类反应（只有电子得失）：(1-1)++=23Fe)(1780calG23g59.Fe00Z)(7.2361)78(V1-10=-(-17780)/(1×23060)=0.77(V)当温度 T=298K, ,得23Feaφ1-1=0.77(V)Fe2++2e=Fe (1-2))(203calG2Fe2591.121lg同理得)(4.021V得，当 温 度 ,2982FeaT)(.164.pH1aK298T.cl0G 2....OH2Fe)O(Fe61.pHalgK298T61.)cl(650G 12...OH3Fe3)OH(FeFe202e3021Fe316459314G029823  ， 得，当同 理 得 ， ）（ ）（， 得，当 ）（参 与 反 应 ）， 有二 类 反 应 （ 无 电 子 得 失pH0591.2.1atmPK8TOe2O.t1,29He: ,p05.7.)V(216G )3.(..OH)(FeHOFep059.47.K28T),(V21 )23.(..e(e pH17051lgpH059.7. ,a,28T),cl(243G )13.(..O3eO(Fe),22222O 21HH23098 2323098 2059.1313 Fe098 22   时，当 氧 电 极 反 应 ： 时当 氢 电 极 反 应 故 有还 原 反 应化由 于 在 水 溶 液 中 进 行 氧当得 得当得参 与 反 应又 有既 有 电 子 得 失三 类 反 应根据以上 Fe-H2O 系七个平衡式,可作出该系的 φ—pH 图.三 实验方法本实验用 Fe2(SO4)3·6H2O 和 FeSO4·7H2O 试剂配成[Fe 3+]=[Fe2+]=0.01mol/L 的溶液,加入 H2SO4 和 NaOH 改变溶液的 pH,用 pH 计测定溶液的pH 值,同时用电位差计测定相应的电位值,便可绘出 φ—pH 图。

但必须指出，由于平衡式（1-2）和（3-2）均在 H2O 析出 H2 的平衡线之下，所以在本实验条件下，无法测得上述两反应的 φ 和 pH 值因而无法绘制出这两条直线，又由于溶液中 Fe3+和 Fe2+活度不等于 1，故实测曲线与理论曲线之间存在一定的偏差四 实验仪器及试剂1、 实验仪器pH 计、电位差计2、 试剂Fe2(SO4)3·6H2O（分析纯） 、FeSO 4·7H2O（分析纯） 、H 2SO4（分析纯） 、NaOH（分析纯）五 实验步骤1. 溶液的配制：准确称取 0.381g Fe2(SO4)3·6H2O 及 0.417g FeSO4·7H2O 于 200ml 的烧杯中，加蒸馏水 150ml 溶解；2.连接仪器，检查线路连接是否正确，如不正确及时更改；3.测量 PH 值冲洗电极后用滤纸吸干，放到待测溶液中，加 H2SO4 若干滴，使溶液PH=0.54. 测量电位值5. 然后加入适量的碱 NaOH，使 PH 值递增，按上述操作在 PH 为 0.5~10范围内，测定相应的 PH 值和电位值，约 10~15 对数据，然后进行实验数据处理，实验进行完毕，整理实验仪器，打扫卫生六 注意事项1. PH 计高阻电位差计校准后，不得再旋动“定位” 、 “零点” 、 “校正” 、“工作电流”旋钮。

2. 小心使用玻璃电极，不得用手触及电极前端小球，以免弄破七 编写实验报告1. 简述实验原理，实验方案及实验装置2. 实验记录1) 应说明被测溶液温度及浓度;2) 应提供实验数据记录，包括实验次数，相应的 PH 值及电位值3. 实验数据处理：φ=φ 测 +φ 甘式中：φ—— 实际电位（伏）φ 测 ——测得的电位；φ 甘 ——甘汞电极电位，它由下式求出φ 甘 =0.2415-7.6×10-3(t-25)式中 t——溶液溶液温度（℃） 4. 绘图及分析1) 根据所测得的 pH、φ 数据，绘制出实验条件下的局部 φ-pH 图2) 与 Fe-H2O 系理论的 φ-pH 图进行比较5. 提出合理的意见和建议.。