欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:49157522
大小:506.00 KB
页数:49页
时间:2020-01-31
《实验08电位-PH曲线的测定及其应用.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、电位-pH曲线的测定及应用一、实验目的二、实验原理三、药品仪器四、实验步骤五、实验记录六、数据处理八、注意事项九、思考题七、结果分析与讨论实验目的1.运用电极电位、电池电动势和pH的测定方法,测定Fe3+/Fe2+~EDTA溶液在不同pH条件下的电极电位,绘制电位~pH曲线;2.了解电位~pH图的意义及应用。实验原理很多氧化还原反应不仅与溶液中离子的浓度有关,而且与溶液的pH值有关。即电极电位与浓度和酸度成函数关系。如果指定溶液的浓度,则电极电位只与溶液的pH有关。在改变溶液的pH值时测定溶液的电极电位,然后以电极电位对pH作图
2、,这样就可画出等温、等浓度的电位~pH曲线。本实验讨论Fe3+/Fe2+~EDTA体系的电位~pH曲线Fe3+/Fe2+~EDTA络合体系在不同的pH值范围内,其络合产物不同。以Y4-为EDTA酸根离子。我们将在三个不同pH值的区间来讨论其电极电位的变化。①溶液pH值在一定范围内②溶液pH值偏酸性条件下③溶液pH值偏碱性条件下①溶液pH值在一定范围内Fe3+和Fe2+能与EDTA生成稳定的络合物FeY2-和FeY-,其电极反应为:根据奈斯特(Nermst)方程,其电极电位为:活度(为活度系数,c为浓度)即:式中:当溶液离子强度和
3、温度一定时,b为常数,在此pH范围内,该体系的电极电位只与c(FeY-)/c(FeY2-)的值有关。在EDTA过量时生成的络合物的浓度可近似看作为配制溶液时铁离子的浓度,即c(FeY-)≈c(Fe3+)、c(FeY2-)≈c(Fe2+)。当c(Fe3+)/c(Fe2+)的比值一定时,则φ为一定值,曲线中出现平台区(φ~pH图中bc段)。②溶液pH值偏酸性条件下其电极反应为:则可求得:在c(Fe3+)/c(Fe2+)不变时,φ与pH呈线性关系(φ~pH图中ab段)。③溶液pH值偏碱性条件下其电极反应为:则可求得:在c(Fe3+)/
4、c(Fe2+)不变时,φ与pH呈线性关系(φ~pH图中cd段)。应用:Fe3+/Fe2+~EDTA络合体系,可用于消除天然气中的有害气体H2S。利用Fe3+~EDTA溶液可将天然气中H2S氧化成元素硫除去,溶液中Fe3+~EDTA络合物被还原为Fe2+~EDTA络合物,通入空气可以使Fe2+~EDTA氧化成Fe3+~EDTA,使溶液得到再生,不断循环使用,其反应如下:在用EDTA络合铁盐脱除天然气中硫时,Fe3+~Fe2+~EDTA络合体系的电位~pH曲线可以帮助我们选择较适宜的脱硫条件。例如:低含硫天然气H2S含量约为0.1~
5、0.6g/m3,在25℃时相应的H2S分压为7.29~43.56Pa。根据电极反应:在25℃时的电极电位φ与H2S的分压pH2S及pH的关系为:恒温温度不在25℃时:式中:φ单位为伏(V),pH2S单位为大气压(atm)(φ~pH图中以虚线标出三者的关系)由φ~pH图可见,对任何一定c(Fe3+)/c(Fe2+)比值的脱硫液而言,此脱硫液的电极电位与反应S+2H++2e=H2S(g)的电极电位之差值,在电位平台区的pH范围内,随着pH的增大而增大,到平台区的pH上限时,两电极电位差值最大,超过此pH,其差值不再增大而为定值。从热
6、力学角度看,用EDTA络合铁盐法脱除天然气中的H2S时,脱硫液的pH值选择在平台区的pH上限值以上,但不宜大于12,否则会有Fe(OH)3沉淀出来。φ(mv)pHφ~pH的关系图abcd药品仪器1.酸度计、磁力搅拌器、超级恒温器;2.PZ114型直流数字电压表;3.接触温度计、玻璃温度计;4.移液管、吸耳球、容量瓶等;5.pH复合电极、甘汞电极、铂电极;6.EDTA(乙二胺四乙酸二钠)、FeCl2·4H2O(放干燥器中)1mol/LNaOH、1mol/LFeCl3·6H2O、1mol/LHCl;7.混合磷酸盐和邻苯二甲酸氢钾标准
7、缓冲溶液;8.高纯氮气;9.五颈瓶等。酸度计(实物图片)pHmv定位斜率正面后测面甘汞电极选择电极记录输出电源开关电源插头数字显示温度超级恒温器五颈瓶(实物图片)N2进口冷却水进口冷却水出口实验步骤电位—pH测定装置图酸度计数字电压表水水磁力搅拌器甘汞电极搅拌子N2复合电极铂电极滴口+–开启超级恒温器并调节温度配制溶液五颈瓶25℃或30℃依次加入N2插入甘汞电极和铂电极数字电压表滴加NaOH或HCl酸度计插入pH复合电极EDTAFeCl2·4H2OFeCl3·6H2O依次打开“电源”开关,“电动泵”开关和“加热”开关。调节接触温
8、度计至25或30℃(以玻璃温度计为准)。溶液配制:按下表配制溶液曲线Fe3+Fe2+EDTAFeCl3·6H2O(1mol/L)FeCl2·4H2OEDTA(固体)Ⅰ4.96ml0.4931g0.144.1691gⅡ7.68ml0.0954g0.175.0625
此文档下载收益归作者所有