电势PH曲线实验报告.doc

电势PH曲线实验报告.doc基
础
化
学
实
验
实验十二 电势 -pH 曲线的测定
姓名：赵永强
指导教师：吴振玉
一、目的要求
、电池电动势及 pH 的测定原理和方法。
了解电势 - pH 图的意义及应用。
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。
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。 如果指定溶液的浓度， 则电极电势只与溶液的 pH 值有关。在改变溶液的 pH 值时测定溶液的电极电势，然后以电极电势对 pH 作图，这样就可得到等温、等浓度的电势－ pH 曲线。
对于 Fe3+/Fe2+- EDTA 配合体系在不
同的 pH 值范围内，其络合产物不同，以
-
Y4 代表 EDTA 酸根离子。我们将在三个不
①高 pH 时电极反应为
Fe(OH)Y 2- +e FeY2- +OH-
根据能斯特 (Nernst)方程，其电极电势为：
（标准） －
RT
aFeY 2- aOH-
F
ln
aFe(OH)Y 2-
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
1
RT
m
2-

ln
（FeY ）
（标准） －b
－
F
m
pH
2-
F
（Fe(OH)Y ）
其中 b1 = RT ln
(FeY2 ) Kw 。
F
( Fe(OH )Y 2 )
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
2-
2＋
2＋
3＋
与 pH 呈线性关系。如图中的
度。即 mFeY
Fe
。在Fe
/ m
Fe
不变时，
m
m
cd 段。
②在特定的 PH 范围内， Fe2+和 Fe3+能与 EDTA 生成稳定的络合物 FeY2- 和 FeY- ，其电极反应为
-
＋e
-
FeY
FeY2
其电极电势为
（标准） －
RT
aFeY2
ln
aFeY-
F
式中， （标准） 为标准电极电势； a 为活度， a = ·m( 为活度系数； m 为质量摩尔浓度 )。
则式 (1)可改写成
（标准） －
RT
FeY 2
-
RT
mFeY 2-
2
RT
mFeY2-
ln
F
ln
＝φ － b
－
ln
F
FeY -
mFeY -
F
mFeY-
式中， b2＝ RT ln
F
FeY2 - 。
FeY-
当溶液离子强度和温度一定时， b2 为常数