实验08电位PH曲线的测定及其应用.ppt
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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,这样就可画出等温、等浓度的电位pH曲线。本
2、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。溶液pH值在一定范围内 溶液pH值偏酸性条件下 溶液pH值偏碱性条件下,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ED
3、TA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,则为一定值,曲线中出现平台区(pH图中bc段)。,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,与pH呈线性关系(pH图中ab段)。,溶液pH值偏碱性条件下,其电极反应为:,则可求得:,在c(Fe3+)/c(Fe2+)不变时,与pH呈线性关系(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
4、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0.10.6g/m3,在25时相应的H2S分压为7.2943.56Pa。根据电极反应:,在25时的电极电位与H2S的分压pH2S及pH的关系为:,恒温温度不在25时:,式中:单位为伏(V),pH2S单位为大气压(atm),(pH图中以虚线标出三者的关系),由pH图可见
5、,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。,(mv),pH,pH的关系图,a,b,c,d,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
6、复合电极、甘汞电极、铂电极;6.EDTA(乙二胺四乙酸二钠)、FeCl24H2O(放干燥器中)1mol/LNaOH、1mol/LFeCl36H2O、1mol/LHCl;7.混合磷酸盐和邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液;8.高纯氮气;9.五颈瓶等。,酸度计(实物图片),pH mv,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,2
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- 实验 08 电位 PH 曲线 测定 及其 应用

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