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1、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4)-pH图來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epH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-H20中不同pH值对应的电位测定，绘制出Fe-H20系4pH 图，从而加深对溶液中pH与氧化还原电位的了解以及有关(bpH图的理论 知识的理解。二实验原理本实验以FeH20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)：Fe3+e=Fe2+(1-1)?G0?17780(cal)?l?l?10?l?0.0591lgaaFe3?Fe2?GO?ZF?O?10?l?(?1
2、7780)?0.77(V)?l-10=-(-17780)/(lx23060)=0.77(V)3?2?4)1-1=O.77(V)Fe2+2e=Fe(1-2)?G0?20300(cal)?l?2?10?2?lgaFe 22?同理得?10?2?0.44(V)当温度 T?298, aFe2?l,得?l?2?0.44(V)二类反应(无电子得失，有H?参与反应)Fe(OH)3?3H?Fe3?3H2O(2?1) ?G298?6590(cal)?GpH20?l?3?06590?1.61 当 T?298K, aFe?l,得lpH2?l?pH20?l?lgaFe3?pH2?l?1.61Fe(OH)2?2H?Fe2
3、?2H2O(2?2)?G0?18110 (cal)同理得，pH20?2?6.64pH2?2?6.64三类反应（既有电子得失，又有H?参与反应）Fe(OH)3?3H?e?Fe2?3H2O(3?l)0?G298?24370(cal)得?30?l?1.057(V),当 T?298K,aFe?lz得 2?0.0591?3?l?1.057?0.0591?31pH?llgl?1.057?0.177pHFe(OH)2?2H?2e?Fe?2H2O(3?2)0?G298?2170(V)得?30?2?0047(V),当 T?298K?3?2?0.047?0.0591pHFe(OH)3?H?e?Fe(OH)2?H2
4、O(3?3)0?G298?6250(V)?30?3?0.271(V)?3?3?0.271?0.0591pH由于在水溶液中进行氧化?还原反应，故有，氢电极反应:2H?2e?H2?当T?298K,PH?latm 时 2?H?0.0591pH2102?2H?2e?H20?O?1.229?0.0591pH2根据以上Fe-H20系七个平衡式，可作出该系的“一pH图.三实验方法本实验用Fe2（SO4）3 6H2O和FeS04 7H2O试剂配成 Fe3+=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e
5、pH 图。但必须指出，由于平衡式（12）和（3-2）均在H20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）、FeSO4 7H2O （分析纯）、H2SO4 （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0.417gFeSO4 7H2O于200ml的烧杯中，加蒸徭水150ml溶解；2.连接仪器，检查
6、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=0.5o4. 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0.5T0 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，打扫卫牛。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，包扌舌实验次数，相应的PH值及电位值。3. 实验数据处理：4）= 4）测 + e 甘式中：4）实际电位（伏）测一一测得的电位；e甘甘汞电极电位，它由下式求出4)甘二 0.2415-7.6 X 10-3(t-25)式中t溶液溶液温度（C）。4. 绘图及分析1）根据所测得的pH、e数据，绘制出实验条件下的局部epH图。2）与Fe-H20系理论的4）-pH图进行比较。5. 提出合理的意见和建议.
