電勢(shì)-pH曲線的測(cè)定

化學(xué)02 002425 周密PAGE5電勢(shì)—pH曲線的測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定體系的電勢(shì)－pH圖，掌握測(cè)定原理和pH計(jì)的使用方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的概念被廣泛應(yīng)用于解釋氧化還原體系之間的反應(yīng)，但是很多氧化還原反應(yīng)的發(fā)生都與溶液的pH值有關(guān)，此時(shí)，電極電勢(shì)不僅隨溶液的濃度和離子強(qiáng)度變化，還要隨溶液的pH值而變化。在一定濃度的溶液中，改變其酸堿度，同時(shí)測(cè)定電極電勢(shì)和溶液的pH值，然后以電極電勢(shì)ε對(duì)pH做圖，這樣就制作出體系的電勢(shì)—pH曲線，稱(chēng)為電勢(shì)—pH圖。溶液的平衡電極電勢(shì)與溶液的濃度關(guān)系為：在恒溫及溶液離子強(qiáng)度保持定值時(shí)：一定溫度下，體系的電極電勢(shì)將于溶液中氧化態(tài)和還原態(tài)濃度比值得對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)所討論的是Fe3+/Fe2+—EDTA絡(luò)合體系。體系的基本電極反應(yīng)為：FeY-+e=FeY2-其電極電勢(shì)為：EDTA過(guò)量情況下：在低pH時(shí)的基本電極反應(yīng)為：FeY-+H+e=FeHY-在較高pH時(shí)為：Fe(OH)Y2-+e=FeY2++OH可知，體系的電極電勢(shì)和溶液的pH有關(guān)。【實(shí)驗(yàn)步驟】1、儀器裝置玻璃電極，甘汞電極和鉑電極分別插入反應(yīng)器三個(gè)孔內(nèi)，反應(yīng)器的夾套通以恒溫水，測(cè)量體系的pH采用pH計(jì)，測(cè)量體系的電勢(shì)采用數(shù)字電壓表。用電磁攪拌器攪拌。2、配置溶液用臺(tái)秤稱(chēng)取7gEDTA，轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器中，加40ml蒸餾水，加熱溶解。冷卻至25℃。稱(chēng)取和1.18g，立即轉(zhuǎn)移到反應(yīng)器中，總用水量控制在80ml左右。3、電勢(shì)和pH的測(cè)定調(diào)解超級(jí)恒溫槽水溫為25℃，并將恒溫水通入反應(yīng)器的恒溫水套中，開(kāi)動(dòng)電磁攪拌器，用堿滴定管緩慢滴加1mol直至溶液pH=8左右，此時(shí)溶液為褐紅色。測(cè)定此時(shí)溶液的pH值和電勢(shì)值。用10ml微量酸滴定管，從反應(yīng)器的一個(gè)孔滴入少量4mol，待攪拌數(shù)分鐘，重新測(cè)定體系的pH值和電勢(shì)值。如此，每滴加一次HCl后，測(cè)一個(gè)pH值和電勢(shì)值，得出該溶液的一系列電極電勢(shì)和pH值，直至溶液變混濁為止。【儀器藥品】?jī)x器名稱(chēng)型號(hào)廠家超級(jí)恒溫器WC109-05重慶試驗(yàn)設(shè)備廠溫度測(cè)量控制儀CK-1(B)北京林元佳業(yè)科技有限公司滴定裝置DZ-1pH計(jì)MODEL818奧立龍藥品名稱(chēng)氯化亞鐵乙二胺四乙酸二鈉氯化鐵分子量198.81372.24270.30純度分析分析分析廠商北京雙環(huán)化學(xué)試劑廠北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司北京市朝陽(yáng)區(qū)化工廠【數(shù)據(jù)記錄】天氣情況實(shí)驗(yàn)時(shí)間室溫（℃）大氣壓（kPa）濕度（%）2003.4.22pH值與電勢(shì)：pHε/mVpHε/mV7.95173.54.7992.37.65157.14.4392.07.36141.63.9291.17.08127.13.6890.16.78114.13.3888.16.49104.53.0984.76.1497.52.8279.65.8394.72.5471.25.5093.42.2961.95.1992.7Fe3+/Fe2+—EDTA絡(luò)合體系的電勢(shì)-pH曲線電勢(shì)-pH曲線的斜率對(duì)pH的曲線由圖可以看到pH在3~6的范圍內(nèi)，斜率比較接近于零，可以知道電勢(shì)對(duì)pH比較穩(wěn)定，在這個(gè)pH范圍內(nèi)Fe3+/Fe2+—EDTA絡(luò)合體系可以比較穩(wěn)定的存在。不同pH值對(duì)應(yīng)的電勢(shì)脫硫液的電極電勢(shì)與ε的差值由圖可知，在pH=7~8的范圍內(nèi)，脫硫液的電極電勢(shì)與ε的差值最大，可以認(rèn)為這是脫硫的最合適范圍。電勢(shì)平臺(tái)區(qū)反應(yīng)方程：FeY-+e=FeY2-其電極電勢(shì)為：EDTA過(guò)量情況下：在低pH時(shí)的基本電極反應(yīng)為：FeY-+H+e=FeHY-在較高pH時(shí)為：Fe(OH)Y2-+e=FeY2++OH【實(shí)驗(yàn)總結(jié)】1、安裝實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要注意個(gè)電極的位置高低，太高則暴露在空氣中，不能正確測(cè)量液體的pH值或電勢(shì)。太低則會(huì)被磁力攪拌子打碎。2、EDTA在室溫下不容易溶解在水中，可以在電爐上加熱，待EDTA完全溶解后，再倒入反應(yīng)器中。3、反應(yīng)器中加入FeCl3后，液體呈土黃色混濁溶液，加入FeCl2后，液體呈褐色，加入NaOH溶液后，pH=8，液體呈澄清褐色溶液。逐滴加入HCl后，液體逐漸變?yōu)橥咙S色。4、滴加HCl過(guò)程中，開(kāi)始每一滴HCl降低的p