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
1.掌握电极电势、电池电动势及pH的测定原理和方法。 2. 了解电势-pH图的意义及应用。
3. 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。我们将在三个不同pH值的区间来讨论其电极电势的变化。
①高pH时电极反应为
Fe(OH)Y2-+e FeY2-+OH-
根据能斯特(Nernst)方程，其电极电势为：
RTaFeY2-?aOH-ln－ ???（标准）FaFe(OH)Y2-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
－b1－???（标准）m2-RT2.303RTln（FeY）?pH FmF（Fe(OH)Y2-）RT?(FeY2?)?Kw其中b1=。 lnF?(Fe(OH)Y2?)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度。即 mFeY ?mFe 。在mFe / mFe 不变时，?与pH呈线性关系。如图中的
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
FeY- ＋e FeY2-
其电极电势为
－???（标准）2-2＋
2＋
3＋
RTaFeY2? lnFaFeY-式中，?为标准电极电势；a为活度，a =?·m(?为活度系数；m为质量摩尔（标准）浓度)。
则式(1)可改写成
RTmFeY2-RT?FeY2-RTmFeY2-?
－ ＝φ－b2－ ???lnln?ln（标准）FmFeY-F?FeY-FmFeY-式中，b2＝
RT?FeY2-。 lnF?FeY-当溶液离子强度和温度一定时，b2为常数。在此pH范围内，该体系的电极电势只与 mFeY /mFeY 的值有关，曲线中出现平台区（上图中bc段）。
③低pH时的电极反应为
FeY+H++e
-
2-
-
FeHY
-
则可求得：
－b2－???（标准）2＋
3＋
RTmFeHY-2.303RTpH ln?FmFeY-F在mFe / mFe 不变时，?与pH呈线性关系。如图中的ab段。
三、仪器试剂
数字电压表 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
数字式pH计 (NH4)Fe(SO4)2·12H2O 500ml五颈瓶（带恒温套） HCl 电磁搅拌器 NaOH 药物天平（100 g） EDTA 复合电极 铂电极 温度计 N2(g) 50容量瓶 滴管
四、实验步骤
1、按图接好仪器装置图
1.酸度计 2.数字电压表 3.电磁搅拌器 4.复合电极 5.饱和甘汞电极 6.铂
电势-PH曲线实验报告
