【清华】电势-PH实验报告

精品文档 1电势一 pH 曲线的测定刘晓惠化 512005011837同组实验人：韦冰心实验日期：2008-5-14 提交报告日期：2008-5-28带实验老师：麻英1 引言1.1实验目的1. 测定 Fe3+/Fe2+-EDTA 体系的电势-pH 图2. 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之间的反应研究时，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，同时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)公式，溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为2.303RTa8=8o+lg-^1nFare(1)2.303RTc2.303RTY()=8o+lg=+lgoxinFcnFyrere式中 a°x、cox和 yox分别为氧化态的活度、浓度和活度系数；are、cre和 yre分别为还原态的活一2.303RTY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 lg 此亦nFyre为一常数，用 b 表示之，则(J2.303RTc8=o+b+lg 濟(2)2nFcre所以，在一定温度下，体系的电极电势将与溶液中氧化态和还原态浓度比值的对数呈线性关系。Fe3+/Fe2+一 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。以丫 4-代表 EDTA 酸根离子(CH2)2N2(CHCOO)4-，体系的基本电极反应22224为FeY-+e=FeY2-其电极电势为(\2.303RTc8=\£o+b 丿+lgFeY-(3)2Fc精品文档 2FeY2-由于 FeY-和 FeY2-这两个络合物都很稳定，其 lgK 斑分别为 25.1 和 14.32，因此，在 EDTA稳过量情况下，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，即精品文档 3(5=(8o=卜 o+b-2-303RTlgK'IFw丿8o+b''-竺霁窗］FW丿2.303RTc「、2.303RTTT+lgFE(OH)Y2--pHFCFFeY2-2.303RTC02.303RT+lg 叫―pH(6这里 CO和 CO分别代表 Fe3+和 Fe2+的配制浓度。所以(3)式变成Fe3+Fe2+2.3O3RTCO8=(8o+b)+lgFe3+(4)2FCOFe2+由式上式可知，Fe3+/Fe2+一 EDTA 络合体系的电极电势随溶液中的 C0心比值变化，Fe3+Fe2+而与溶液的 pH 值无关。对具有一定的 CO/co比值的溶液而言，其电势一 pH 曲线应表Fe3+Fe2+现为水平线。如图 1 中的 be 段。但 Fe3+和 Fe2+除能与 EDTA 在一定 pH 范围内生成 FeY-和 FeY2-外，在低 pH 时，Fe2+还能与 EDTA 生成 FeHY-型的含氢络合物，甚至可以生成溶解度很小的 H4Y 沉淀，影响含氢...