实验十三电势PH曲线的测定及其应用.ppt

物理化学实验
实验十三 电势-PH曲线的测定及其应用
一、实验目的要求
二、实验原理
三、仪器试剂
四、实验步骤
五、实验注意事项
六、数据处理
七、思考题
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一、实验目的要求
1、测定Fe3+/Fe2+－EDTA溶液在不同pH条件下的电极 电势，绘制电势－pH曲线。
2、了解电势－pH图的意义及应用。
3、掌握电极电势的测定原理和方法。
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二、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，即电极电势与浓度和酸度成函数关系。
Fe3+/Fe2+-EDTA络合体系在不同的pH值范围内，其络合产物不同。我们将在三个不同pH值的区间来讨论其电极电势的变化。
在一定pH范围内，Fe3+/Fe2+能与EDTA生成稳定的络合物FeY2-和FeY-，其电极反应为
FeY- ＋e FeY2-
根据能斯特(Nernst)方程，其电极电势为
（1）
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式中 为标准电极电势； 为活度， =·m(：活度系数；m质量摩尔浓度)。
则式(1)可改写成
式中， （2）

-pH
当溶液离子强度和温度一定时，b1为常数，在此pH范围内，该体系的电极电
势只与的 值有关。在EDTA过量时，生成的络合物的浓度可近似
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看作为配制溶液时铁离子的浓度。即 。 当 与 的比值一定时 ，则 为一定值。曲线中出现平台区。如图中的bc段。
2. 低pH时的基本电极反应为
FeY-+H++e FeHY-
则可求得：
pH (3)
在 不变时， 与pH呈线性关系。如图中的ab段。
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3. 在高pH时有
Fe(OH)Y2-+e FeY2-+OH-
则可求得：

稀溶液中水的活度积KW可看作水的离子积，又根据pH定义，则上式可写成

pH (4)
在 不变时，与pH呈线性关系。如图中的cd段。
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三、仪器试剂
仪器：数字式电势－pH测定仪1台；200mL夹套瓶1只；复合电极1支；铂电极1支；滴管2支。
试剂：FeCl3·6H2O(.)；FeCl2·4H2O(.)；EDTA二钠盐二水化合物(.)；HCl(.)； NaOH(.)；氮气。
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四、实验步骤
1、配制溶液
2、将复合电极、铂电极分别插入反应容器盖子上的孔内并浸于液面下，通入氮气。
3、测定溶液的PH及电极电势。
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五、实验注意事项
1、FeCl2·4H2O的纯度要注意，为了防止氧化可以改用摩尔盐()。
2、搅拌速度必须加以控制，防止由于搅拌不均匀造成加入NaOH时，溶液上部出现少量的Fe(OH)3沉淀。
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六、数据处理