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《物化实验报告：实验16电势-ph曲线的测定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实验16电动势-pH曲线的测定卢巍化532005011871同组人：白超实验日期：2008-3-22,提交报告日期:2008-4-5带实验的老师姓名：庄仲槟1引言1.1实验目的测定Fe3+/Fe2+—EDTA体系的电势一pH图，掌握测量原理和pH计的使用方法。1.2实验原理进行氧化还原体系Z间的反应研究时，广泛用到标准电极电势的概念。很多氧化还原反应的发生不仅与溶液的浓度和离子强度有关，还与溶液pH值有关。在一定浓度的溶液中,改变溶液的PH值，同吋测定电极电势和溶液的pH值，然后以电极电势£对pH作图，就可以得到等温、等浓度的电势・pH曲线。根据能斯特(Nernst)
2、公式，溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为2.303竹严屈5竺糾g全+空yz心nFcrenFyre式屮虹、c*和分别为氧化态的活度、浓度和活度系数；a心Cg和浪分别为还原态的活度、浓度和活度系数。在恒温及溶液离子强度保持定值时，式中的末项Z30严斤gb亦甬Zre为一常数，用b表示之，则/o2.3037?7^cox"砖+力+——亍lg—(2)所以，在一定温度下，体系的电极电势将与溶液屮氧化态和还原态浓度比值的对数呈线性关系。Fe3+/Fc2+——EDTA络合体系中，不同pH值条件下，其络合产物不同，电极反应不同，电极电势也不同。以Yh弋表EDTA酸根离?(CH2)2N2
3、(CH2COO)4_，体系的基本电极反应为FeY+e=FeY2',其电极电势为(o2.303砂论“、£=(£,+0-—(3)尸^FeY2-由于FeY-和FeY厶这两个络合物都很稳定，其lgK稳分别为25.1和14.32,因此，在EDTA过量情况下，所生成的络合物的浓度就近似地等于配制溶液时的铁离子浓度，即c—cPCFeY-一CFe3+CFeY2-CFe2^这里cj和c：2+分别代表fP和Fe?+的配制浓度。所以式(3)变成2.303RTFC°lg注店0CFe2*由式上式可知，Fe3+/Fe2+—EDTA络合体系的电极电势随溶液中的《尹C宙比值变化,而与溶液的pH值无关
4、。对具有一定的《誉©尹比值的溶液而言，其电势一pH曲线应表现为水平线。如图1中的be段。但Fe*和Fe"除能与EDTA在一定pH范围内生成Fef和FeY?-外，在低pH时，Fe2+还能与EDTA生成FeHY'型的含氢络合物；在高pH时，Fe"则能与EDTA生成Fe（OH）Y2-型的疑基络合物。在低pH时的基本电极反应为FeY+H++e=FeHY,贝lj*3+〃）+浮比注一害必F务HY・F（£°+〃）+2.303%2.303炒(5)pH同样，在较高pH吋，有Fe(OH)Y2+e=FeY2+OH0u2.3037?rz-一厂】2.303Z?7：2.303ATf^E(OH)Y
5、2-—2.303刃：＜3+igj+r—虫盂lgA；r+2.30叫日式中，Kw为水的离子积。由式⑸及⑹可知，在低pH和高pH值时，Fe3+/Fe2—EDTA络合体系的电极电势不仅与當尹/心+的比值有关，而且也和溶液的pH有关。在《尹/盅2+比值不变时，其电势・pH为线性关系。如图1中的ab,cd段PH图1—电势一pH关系示意图由此可知，只要将Fe3+/Fe2+—EDTA络合体系和惰性电极相连，与参比电极组成电池，就可以测得体系的电极电势，同吋用酸度计测出相应条件下的pH值，就可以方便准确绘制岀该体系的电势一pH图。2实验操作2.1实验药品、仪器型号酸度计，数字电压表，钳
6、片电极（或钳丝电极），饱和甘汞电极，复合电极，磁力搅拌器,滴瓶（25ml）,碱式滴定管（50ml）,量筒（100ml）,超级恒温槽；EDTA,FeCl3・6比0,FeCb・4比0（或硫酸业铁镀），HC1溶液（4mol・山十），NaOH溶液(1.5mol•dm')。图2电势一pH测定装置图1.酸度计2.数字电压表3.电磁搅拌器4.复合电极5.饱和甘汞电极6.釦电极7.反应器2.2实验条件（实验温度、湿度、压力等）室温20.2°C,气压101.38kPa2.3实验操作步骤及方法要点1•仪器装置仪器装置如图2所示。用两点法标准缓冲溶液对酸度计进行校正。将复合电极，甘汞电极和
7、钳电极分别插入反应器三个孔内，反应器的夹套与恒温槽的循环水相连。体系的pH直接从pH计读数，体系的电势值从数字电压表中读収。用电磁搅拌器搅拌。2.配制溶液用台称称取7gEDTA,放入小烧杯中，加40ml蒸锚水，加热溶解，溶解后让EDTA溶液冷至35〜45°C,转移到反应器中。迅速称取1.72gFeCl3・6比0和2.33g硫酸亚铁镀立即转移到反应器中。打开搅拌器的电源，调节合适的搅拌速度，注意搅拌子不要碰到电极。3.电势和pH的测定调节超级恒温槽水温为25°C,并将恒温水通入反应器的恒温水套屮，用碱式滴定管缓慢滴加1.5mol・dm-3NaOH直至溶
