电对的 - pH图(了解)水的电极电位水的氧化作27页PPT
电位-pH图
电位-pH平衡图罗国伟3090702056 金属0902 材料科学与工程摘要：综述了金属平衡电位与溶液pH值的关系、理论电位-pH图与实验电位-pH图的绘制，分析了电位-pH图在腐蚀研究应用中的理论判据以及它的局限性。
关键词：电位-pH平衡图；腐蚀；局限性。
前言电位-pH平衡图是由著名的比利时腐蚀科学家Pourbaix教授于1938首先提出的。
也称Pourbaix图[1]。
该图以元素的电极电位为纵坐标，以水溶液的pH值为横坐标,将一给定的元素-H2O体系中全部反应物和生成物的热力学平衡条件，即元素、元素离子和元素化合物的稳定化条件，集中地表示在一个图上。
这对于推断反应的可能性及生成物的稳定性，特别是对材料腐蚀的研究提供了极大的方便。
迄今为止，已有20多门学科领域接受并采用电位-pH平衡图来指导研究工作，对科学研究与生产实践带来了巨大的社会和经济效益。
1 电位-pH图的原理在金属腐蚀过程中，电位是控制金属离子化过程的因素，表征溶液酸度的pH值则是控制腐蚀产物的稳定性的因素。
1.1 平衡电位与溶液pH值的关系金属在水溶液中的腐蚀过程所涉及到的化学和电化学反应中，有的与电极电位有关而与溶液中的pH值无关，有的只与溶液中的pH值有关而与电极无关，有的则既与电极电位有关又与溶液的pH值有关。
电化学腐蚀热力学计算表明了3种不同反应类型各具特点：1）只与电极电位有关，而与溶液的pH值无关。
该反应的特点是只有电子交换，而不产生氢离子（或氢氧根离子）。
2）只与溶液的pH值有关，而与电极电位无关。
该反应的特点是只产生氢离子，无电子参与反应，因此构不成电极反应，而是单纯的化学反应。
3）既与溶液的pH值有关，又与电极电位有关。
该反应的特点是氢离子（或氢氧根离子）和电子都参与反应。
所以在一定温度下，反应的平衡条件既与电位有关，又与溶液pH值有关。
1.2 理论电位-pH图的绘制理论电位-pH图是根据体系的热力学数据绘制的。
普通化学：6.4.2 电势-pH图
φ/V
如果某电对的φ－pH线位于水 区时，该物质无论是氧化态或还原 态，都能在水溶液中稳定存在。如 φθ(Cu2＋/Cu)＝0.34 V，Cu2＋及Cu 在水溶液中都能稳定存在。
如果某一电对的φ－pH线处于氢区，其还原态在水溶液中表 现为不稳定，会将水还原成氢气。
如φθ(Na＋/Na)＝－2.71 V，处于氢区，事实上，钠在酸性、 中性、碱性溶液中都会从水中析出氢。
(Fe2O3,H+|Fe2+) = (Fe2O3,H+|Fe2+)-0.05916 lga+2-
0.1773pH
电势-pH图中的反应规律
[Ox]1+[Red]2==[Ox]2+[Red]1
电势-pH图的应用
从图可清楚看出各组分生 成的条件及稳定存在的范围。
应用于：1.离子分离，2.湿法冶金，3.金属防腐及 解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。
(O2，H 2O) =
(O2，H 2O) +
RT 4F
ln(
pO2
a4 H+
)
1.229 V+ RT ln( pO2 ) 0.0592pH 4F p
截距
斜率
根据氧电极的电极反应和电极电势的能斯特方程 看出，氧电极的还原电极电势与pH值的函数关系是一 个直线方程，截距是前两项之和， 斜率是-0.0592。 设定不同的氧压力，可以得到不同截距的一组平行线。
6 Fe－水体系的电势－pH图
对水溶液中不同的Fe的物种，可以写出下面方程：
① 对于 Fe2＋＋2e → Fe
φ(Fe2＋/Fe)＝ φθ(Fe2＋/Fe)＋0.0592/2 lg[Fe2＋] 令[Fe2＋]＝0.01 mol·L－1
腐蚀原电池与电位-pH图.
电位-pH图的应用
•判断金属在指定条件下的腐蚀倾向：稳定区、腐蚀区或者钝化区 •通过电位-pH图的分析得出适当的防止金属腐蚀的方法 **阴极保护法 **阳极保护法（必须使金属处于钝化状态）
**调整体系的pH值
H2O稳定区
在氧化还原反应中，电极 电位高的氧化态和电极电 位低的还原态可以发生反 应
2H2 + O2 = 2H2O
H2稳定区
0
pH
14
电位-pH图的绘制
• •列出体系中所有可能存在的物质
•写出各有关物质之间发生的反应方程式
•写出各反应的平衡关系式（能斯特式） **能斯特式中出现的可根据相应的手册查得 •做出各反应的电位-pH图并汇总
要点回顾——电化学腐蚀倾向判断
•判据:当金属的电极电位更低时才会发生腐蚀（金属为腐蚀阳极，即负极）
第2章 溶液热力学及电位-pH图绘制
E-pH图在湿法治金中的应用范围；
•
E-pH图广泛应用于物理化学、湿法冶金、地球化学等领域。
一、概念及作用 在给定的温度和组分活度(气相分压)下，描述反应过程 电位与pH的关系图。 E-pH图可以表明反应自动进行的条件，指出物质在水溶 液中稳定存在的的区域和范围，为湿法冶金的浸出、净化、 电解等过程提供热力学依据。 二、E-pH图的绘制方法和分析 1.确定体系中可能发生的各类反应，并写出其平衡方程式 0 0 2.根据有关热力学数据，求算 GT 、 A / B 3.求算各反应的电极电位及pH的计算公式；
E-pH图可用来描述湿法冶金过程的热力学条件，或者说描述物质在水溶液中
的稳定性与溶液的电势和pH值的关系（当组分浓度、温度和压力等条件一定 时）；
•
E-pH图可用来确定反应自发进行的条件以及物质在水溶液中稳定存在的区域，
为浸出、分离、电解等过程提供依据；
• MeS–H2O系、Me–L–H2O系的φ–pH图以及高温E-pH图的出现大大扩展了
④ ＜ - 0.733(V)
Zn2+能以Zn析出
3.有H+参加，也有电子得失的氧化还原反应
aA nH ze bB hH 2O
根据能斯特方程： G ZF 0 G298 RT ln Kc 得：
ZF b G B RT ln a n ZF ZF A H
2 2
0.0591PH 0.0295 lg PH
2
2. 在给定条件下，溶液中有电极电位比氢更正的氧化剂存 在。以下两反应亦属于有电子得失，也有H+参加的氧化 还原反应。(O2被还原）
O2 + 4H+ + 4e = 2H2O O2 + 2H2O + 4e = 4OH
电极电位与PH值20页PPT
(2)由热力学数据计算反应的△G0或μ0，求出平衡常数K或 E0宁；
(3)导出各个反应的E与pH的关系式； (4)根据E与pH的关系式，在指定离子活度或气相分压的条
件下，计算在各个温度下E与PH值。 (5)绘图。
电位-pH图在湿法冶金中的应用
图3-1 镍-水系电位—pH图
图3-2 Fe-H2O体系的电位-pH图
3 金属电沉积
以硫酸铜溶液中电积铜 为例(图3-3)。如果将两 个铜电极分别置于 1mol/L的CuSO4溶液中， 通电前各个电极的平衡 电位约为0.34V，当两个 电极外加直流电压进行 电解时，阳极电位变正， 移至B点，发生铜的溶解 反应。阴极电位变负， 移至C点，发生Cu2+的沉 积反应。
水解反应：2Fe3++3H2O=Fe2O3+6H+ 其反应通式为：
其平衡常数K一定时
可见，这类反应的平衡与电极电位无关，
在一定温度下，K 一定，若给定
，
则pH为定值。因此，在电位-pH图上这类 反应表水为一垂直线段。
(3)反应既与电极电位有关，又与溶液的PH值有关，如： Fe2O3+6H++2e＝2Fe2++3H2O。这类反应的特点是有 H+(或OH-)参加的电极反应，即H+和电子都参加反应，反
(3-2)
因为aH2o=1,pH通式
（3-3）
• 如果已知平衡常数K，式3-3写为：
如果已知电位电极E0，式3-3可写为：
上述各式中，R=8.314J·K-1·mol-1，F=96500C·mol-1，25度时，将R、F 值代入式3-3中，得：
电位-pH图
电位-pH平衡图罗国伟3090702056 金属0902 材料科学与工程摘要：综述了金属平衡电位与溶液pH值的关系、理论电位-pH图与实验电位-pH图的绘制，分析了电位-pH图在腐蚀研究应用中的理论判据以及它的局限性。
关键词：电位-pH平衡图；腐蚀；局限性。
前言电位-pH平衡图是由著名的比利时腐蚀科学家Pourbaix教授于1938首先提出的。
也称Pourbaix图[1]。
该图以元素的电极电位为纵坐标，以水溶液的pH值为横坐标,将一给定的元素-H2O体系中全部反应物和生成物的热力学平衡条件，即元素、元素离子和元素化合物的稳定化条件，集中地表示在一个图上。
这对于推断反应的可能性及生成物的稳定性，特别是对材料腐蚀的研究提供了极大的方便。
迄今为止，已有20多门学科领域接受并采用电位-pH平衡图来指导研究工作，对科学研究与生产实践带来了巨大的社会和经济效益。
1 电位-pH图的原理在金属腐蚀过程中，电位是控制金属离子化过程的因素，表征溶液酸度的pH值则是控制腐蚀产物的稳定性的因素。
1.1 平衡电位与溶液pH值的关系金属在水溶液中的腐蚀过程所涉及到的化学和电化学反应中，有的与电极电位有关而与溶液中的pH值无关，有的只与溶液中的pH值有关而与电极无关，有的则既与电极电位有关又与溶液的pH值有关。
电化学腐蚀热力学计算表明了3种不同反应类型各具特点：1）只与电极电位有关，而与溶液的pH值无关。
该反应的特点是只有电子交换，而不产生氢离子（或氢氧根离子）。
2）只与溶液的pH值有关，而与电极电位无关。
该反应的特点是只产生氢离子，无电子参与反应，因此构不成电极反应，而是单纯的化学反应。
3）既与溶液的pH值有关，又与电极电位有关。
该反应的特点是氢离子（或氢氧根离子）和电子都参与反应。
所以在一定温度下，反应的平衡条件既与电位有关，又与溶液pH值有关。
1.2 理论电位-pH图的绘制理论电位-pH图是根据体系的热力学数据绘制的。
水电酸碱幻灯
临床表现
呼 吸 代 偿 性 加 深 加 快
Kussmaul呼吸
中枢神经系统抑制 头晕、乏力、
嗜睡、昏迷
循环系统功能衰竭 低血压、传
导组滞、室颤甚至急性心力衰竭
治疗
治疗原则 强调病因治疗
严重代酸时应补碱
补碱药物常用5%碳酸氢钠溶 液
补碱量（mmol）=HCO3-×WB ×0.3
5％NaHCO3 量(ml)＝[补碱量
呼吸性碱中毒
单纯型 代谢性酸中毒
酸碱
代谢性碱中毒 呼酸并代酸
失
呼酸并代碱
衡
双重酸碱失衡 呼碱并代酸
类
呼碱并代碱
型 混合型
代酸并代碱
呼酸+代酸+代碱
三重酸碱失衡
呼碱+代酸+代碱
酸碱失衡的代偿反应
失衡类型 pH 原发因素 代偿反应
代谢性酸中毒 ↓ ↓↓[HCO3-] ↓PaCO2 代谢性碱中毒 ↑ ↑↑[HCO3-] ↑PaCO2 呼吸性酸中毒 ↓ ↑↑PaCO2 ↑[HCO3-] 呼吸性碱中毒 ↑ ↓↓PaCO2 ↓[HCO3-]
体液改变
高渗脱水 ADH 尿量 口渴中枢 饮水
细胞外液 血容量
持续缺水 血容量 醛固酮 尿量
（加重）
细胞外液渗透压 细胞内液外移
细胞内液
临床表现
轻度缺水(2-4%BW): 口渴
中度缺水(5-9%BW):极度口渴、
口干、少汗、少尿
重度缺水(>10%BW):高热、狂
燥、幻觉、谵妄、昏迷及休克 表现
慢性 预计HCO3-=24＋(PaCO2－40)×0.4±3 3～5天
呼碱 急性 预计HCO3- =24－(40－PaCO2 )×0.2±2.5 数分钟
电对的 - pH图(了解)水的电极电位水的氧化作
非标准状况下用 - - 0作为反应自发性的判据
(1) 相差不大时，氧化型、还原型的浓度，酸度可 能 改变反应的方向； (2) 电对的氧化型还原型形成难溶电解质，配合物及酸 度的变化可能改变反应方向
f GX ( z ) / F — Z
图。
15
例:HClO 4 – HClO2
HClO 4 + 7e +7H+ - 4H2O = 1/2Cl2 fGøCl(VII)
(1)
= f GHClO4 + 7 f GH - 4 f GH2O (2)
HClO2 + 3e +3H+ - 2H2O = 1/2Cl2 fGøCl(III)
综合考虑四个条件 只有Zn合格 选择Zn
12
2
M n /M
n
V /V M /M 2 0 n V /V M /M
2
P278, 例：11-12
ClO3 –+6H+ +6e =Cl – +3H2O 1/2 Cl2 + e = Cl – ClO3 – + 6H+ + 5e = 1/2 Cl2 + 3H2 已知 ClO3 Cl 1.45V Cl 2 Cl 1.36V
3
φ /V 2 O2区 1 Cl2+2e=2Cl Br2+2e=2Br
2
-
I2+2e=2I
-
O +4H + 2 +4e=2H
电位-PH图及其应用
( 氧化 态 )
b+
,
.
:
, 若 电 位 一 P H 图 上 存 在着两条 不 同 的 电位 一 P H 直 线 ,
另 一 条是 高 电位 直 线 b
则 它 们 之 间 可 以 自发 地 产生 如 下 反 应
a
( 还原 态 )
,
以 氢 氧 反 应 体 系 为例
(O
:
一 即
,
这 些 直 线 都 可 用 热 力 学 数 据 和 热 力 学 原 理 计 算 得到 分 生 成 的 条 件 及各 组 分 稳 定 存 在 的 P H 一 电位 范围
冶金
、
由 电位一 P H 图可 知 反 应 中 各 组
电 位一 P H 图在 元 素 的分 离
。 。
、
湿 法
金 属 防腐 蚀
,
金 属 电 沉 积 等方 面 得 到 广 泛 的 应 用
( PH
=
0
时 )
。
根 据 化 学 反应 和 电化 学 反应 体 系 中 的 反 应 物和 生 成 物 的 种类 不 同
,
甲
一
P H图 由三
种类 型 的 直 线 所 构成
:
一
` ( 一 ) 电化 学 平 衡体 系 ( A ) : 反 应 式 中有 H ( : 戊O H
) 及 电子 出 现 以 氢 电极 反 应 为 例 :
Z
, ,
l 为 了 达 到新 的 平 衡 a
要 增大
,
,
而 P 八 应 减少
a
,
直 线 的 上 方是 有 利
a
叫 H 离 子 的稳 定 区
+
4.电位-pH图(1)资料
1.0
F e3(+aq)
H SO-4(aq)
21 4
28
29
0.8
0.6
0.4
0.2
φ(V)
0
3
Z n2+(aq)
F 2e+(aq)
Z n2(+aq) F 2e+(aq)
9
H SO-4(aq)
22
S (s)
42
18
17
Z n2(+aq)
19
S (s)
39
F e2(+aq) H2 S(aq) 10
Fe(OH)3 (S)
II/III区间的平衡关系发生的反应，使ZnS 酸浸产生HSO4-,反应有电子迁移，又与H+浓度 有关，平衡线为斜线。
由图可以看出，加压浸出时随着溶液酸度减小(pH值 增大)，平衡将由I区向II、III方向移动。而提高氧分压可 使电位增大，可取得同样效果。
MeS-H2O系系φ—pH图
由图可以看出各种金属硫化物进行反 应的φ和pH数值及各种硫化物相对稳定的 程度。各种硫化物易溶的顺序为： FeS>NiS>ZnS>CuFeS2=FeS2>Cu2S>CuS>Ag2S （FeS为磁黄铁矿，FeS2为黄铁矿）
(2)铁闪锌矿的稳定区比ZnS明显变小，其氧化 浸出的热力学趋势比ZnS大。因此，从热力学上分 析，铁闪锌矿比闪锌矿更容易浸出。
(3)铁闪锌矿的酸溶反应（10#反应）比较容易 进行，这一反应在浸出过程中的作用不可忽视，在
研究浸出机理时应给以充分注意。
(4)在图中有一个元素硫的稳定区。当电位下降 时，pH值在1.9～8范围内，SO42-还原成元素硫，当 电位再低及PH<7时进一步还原成H2S，pH>8时更进 一步还原成HS-。当电位升高时，在pH<8的情况下， H2S和HS-均氧化成元素硫S，然后再氧化成SO42-，在 pH>8的情况下， HS-可直接氧化成SO42-。
水、电和酸碱平衡【PPT课件】培训课件.ppt
• 体重单位为kg
按公式求得的结果，可先总量的1/2～1/3，然后再根据临床情况及检验结果调整下一步治疗方案。
切忌纠正过快
..分割..
20
女性可选用下列公式
• 应补钠总量(mmol) =[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×0.5 应补氯化钠总量（g）=[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×0.03 应补生理盐水(ml) =[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×3.311 应补3%氯化钠（ml）=[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×3.311
腱反射↓休克，尿少或无尿
实验室检查：血液浓缩，尿钠减少，血清Na< 135mmol/L
..分割..
19
补钠公式
• 男性可选用下列公式 应补钠总量（mmol）=[142-血Na+(mmol/L)]×体重×0.6 应补氯化钠总量（g）=[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×0.035 应补生理盐水（ml）=[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×3.888 应补3％氯化钠=[142-血Na+（mmol/L）] ×体重×1.1666
• 体重单位为kg
..分割..
21
补液原则和注意事项
• 积极治疗原发病 • 伴有休克时尽快恢复有效循环血容量（一
补充平衡盐溶液为主） • 维持血浆渗透压 • 纠正电解质紊乱和酸硷失衡 • 注意纠正速度 • 加强观测和监测（尿量，尿比重，血压等）
..分割..
22
不同类型脱水比较
高渗性脱水
低渗性脱水
水、电解质和酸碱平衡
复旦大学附属中山医院重症医学科 诸杜明
..分割..
电位PH图的绘制
电位一pH图电位一pH图(E-pH diagram)以电位E为纵坐标、pH为横坐标描绘元素一水系中各种反应的平衡条件图。
在湿法冶金和金属腐蚀的研究中，经常应用这种图。
电位-pH图是在20世纪40年代末为比利时人普巴(M．Pourbaix)所首创，有关文献常称为普巴图。
反应类型元素一水系中发生的反应可分为有电电diall子得失的还原一氧化反应和无电子得失的非还原一氧化反应两类。
(1)有电子得失的还原一氧化反应。
可表示为：式中Ox 和Red分别代表物质的氧化态和还原态，p、q、n、c为化学计量系数，z为电子e的迁移数。
式(1)所示半电池反应的平衡电极电位妒，可按能斯特(Nernst)公式计算，即式中φθ称为标准电极电位，可由参与反应的各物质的标准化学势计算，其值与温度及压力有关；aox 和aRed分别为物质氧化态和还原态的活度，aH2O照例取为1；R为气体常数，其值是8．314J／(mol•K)；F为法拉第常数，其值为96490C／tool。
反应(1)平衡条件描绘在电位-pH图上时，可得到斜率为2．303nRT／zF的一条直线。
此直线的位置只有在已知压力、温度以及aox 和aRed的条件下才能够确定。
所以，任何电位-pH图的绘制都以指定的压力、温度以及除H+以外的其他物质的活度为前提。
如果没有H+参与半电池反应，则还原一氧化反应可写成(2)这是反应(1)在n和c皆为零时的特例。
此半电池反应的平衡电极电位为即反应(2)的平衡条件在指定压力、温度以及aox 和aRed下仅决定于电位而与pH无关，从而描绘在电位-pH图上为一根水平线。
(2)无电子得失的非还原-氧化反应。
可表示为(3)式中A、B分别为反应物与生成物，a、b、c、n均为化学计量系数。
此反应的吉布斯自由能变化△GT可按下式计算：反应平衡时，于是因为△GθT是化学反应的标准吉布斯自由能变化，在压力和温度恒定下为常数。
所以在指定压力、温度以及aA和aB的情况下，反应(3)的平衡条件决定于pH，描绘在电位-pH图上是一条垂直线。
电极电位与PH值课件
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电极电位与pH 值课件
目录
• 电极电位的基本概念 • pH值的基本概念 • 电极电位与pH值的关系 • 电极电位与pH值的实际应用 • 电极电位与pH值的研究前景
01
CATALOGUE
电极电位的基本概念
电极电位的定义
总结词
电极电位是指电极与溶液之间的电势 差，是衡量电极反应可进行程度的重 要参数。
pH值在工业生产中的重要性
pH值的控制对于保证产品质量、防止设备腐蚀、提高生产效率和降低能耗等方 面具有重要意义。同时，pH值的测量和监控也是安全生产的重要保障。
电极电位与pH值在科研领域的应用
电极电位与pH值在科研 领域的应用
电极电位和pH值是生物化学反应中重要的 物理化学参数，对于研究反应机理、探索新 物质、开发新应用等方面具有重要作用。通 过精确测量电极电位和pH值，可以帮助科 研人员深入了解反应过程，为科学研究和创 新提供有力支持。
pH值的测量方法
总结词
测量pH值的方法有多种，包括使用酸度计、试纸、比 色法等。
详细描述
测量pH值的方法有多种，其中最常用的是使用酸度计 。酸度计是一种电化学分析仪器，通过测量电极电位 来计算溶液的pH值。此外，还可以使用试纸或比色法 来测量pH值。试纸是由一种指示剂染色的纸片，当试 纸浸入待测溶液中时，指示剂会变色，从而指示溶液 的酸碱度。比色法是通过比较标准颜色与待测溶液颜 色的差异来估算pH值的方法。这些方法各有优缺点， 适用于不同的应用场景。
缩性。
pH值的变化可以影响酶的活 性，从而影响细胞内的代谢过
程。
维持稳定的电极电位和pH值 对于生物系统的正常功能至关
重要。
H2O系电位pH图PPT课件
明反应自发进行的条件，指明物质在水溶液中稳
化理 定存在的区域和范围，为湿法冶金的浸出、分离 学化 和电解等过程提供热力学依据。
学
9
冶
金冶 物金
-pH一般由热力学数据计算绘制，常见的 -pH 图有： 金属—水系
理物 金属—络合剂—水系
化理 硫化物—水系等。
学化 高温 -pH图。
学
10
冶
（1） -pH图的绘制原理
冶
金
物
第7章 电解质水溶液
理
化
学 1
冶 金冶 物金 标题添加 理物 点击此处输入相
关文本内容
化理 学化 标题添加 学 点击此处输入相
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输2 入
冶
主要内容
金冶 物金 理物 化理
浸出过程热力学－电位－pH图 湿法分离提纯过程
沉淀与结晶 离子交换与溶剂萃取
学化 金属的电沉积过程
物金 2 .3 0 3 R T hh a R r h 只有e参加：只与电位有关
h a R r
理物
0.059lg n
aB b aR r
化理 有H+ 、e参加：与pH、电位都有关
学化
0.0591gaB bh0.059pH
n
aR r n
学 无H+ 、e参加：与pH、电位都无关
13
冶 金冶 物金 理物 化理 学化 学
在水溶液中进行的反应，根据有无电子
物金 和氢离子参加，可将溶液中的反应分成四
理物 类。这四类反应可以是均相，也可以是多
化理 相反应，如气-液反应，固-液反应等。主要 学化 分为四类反应的实例。
学
12
电位-pH图知识
生物电位研究
生物电位是生物体内存在的微弱电信 号，是生物体进行信息传递和生理调 节的重要手段。电位-ph图在生物电 位研究中有一定的应用价值。
通过电位-ph图，可以了解生物电位的 产生机制和影响因素，进一步揭示生 物体的生理机制和生命活动规律。
环境监测与保护
电位-ph图在环境监测与保护领域也有一定的应用价值。通过 电位-ph图，可以了解环境中离子的电化学性质和反应特性， 从而对环境进行监测和评估。
生物医学
在生物医学领域，电位ph图可用于研究生物体内 的电化学过程，如神经传 导、肌肉收缩等。
电位-ph图的重要性
电位-ph图是研究物质电化学性质的重要工具，对于了解物质的性质、反 应机制和反应速率具有重要意义。
通过电位-ph图，可以预测物质在溶液中的稳定性，为工业生产和实验室 研究提供指导。
电位-ph图的应用范围广泛，不仅可用于学术研究，还可用于实际生产和 环境治理等领域。
离子浓度是指溶液中离子的数量，通常用摩尔浓度（mol/L）表 示。
02
在电位-ph图中，离子浓度对电化学反应速率和平衡状态有重要
影响。
离子浓度的变化会影响物质在电极上的吸附和反应过程。
03
温度和压力解读
01 温度和压力是影响电化学反应的重要因素。
02
温度的变化会影响物质的溶解度、扩散系数 以及化学反应速率。
在工业废水处理中，电位-ph图可以用于指导沉淀、电解、氧化还原等反应过程 ，提高废水中的重金属离子、有机物等的去除效率。
化学反应过程控制
在化学反应过程中，电位-ph图可以 用于指导反应条件的选择和控制，从 而提高反应效率和产物纯度。
通过电位-ph图，可以了解反应过程中 离子的电化学性质和反应特性，优化反 应条件，如温度、压力、浓度等，从而 实现高效、节能的化学反应过程控制。
第2章电势-pH图在
• 从化学热力学知：恒温恒压下，可逆过程所做的最大有用功等
于体系自由能的减少。
W＝－G
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2.2 电动势
3. 原电池电动势 表明化学能与电能之间的转换关系，只适用可逆电池。 G=-nFE
电池电动势 衡量一个原电池作电功的能力
表明了化学能与电能之间转化的定量关系
界面上会形成一定的剩余电荷分布，金属/溶液界面层这种相对稳定的剩余电荷分布－
离子双电层
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5. 影响电极电位的因素
从电极电位产生的机理可知，其大小取决于金属/溶液界面的双电层，
因而影响电极电位的因素包含了金属及环境的性质
金属的性质
金属的种类、物理化学状态和结构、表面状态 金属表面成相膜或吸附膜的存在与否 机械变形与内应力
阳极：发生氧化反应的过程；
阴极：发生还原反应的过程；
电子流动：电流的流动在金属中依靠电子从阳极流向阴极，而 在溶液中依靠离子的迁移，即阳离子从阳极区向阴 极区移动，阴离子从阴极区向阳极区迁移，从而使 电极系统构成通路。
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2.4 腐蚀电池
二. 腐蚀电池的类型
1 宏观腐蚀电池
肉眼可见，阴极、阳极长时间保持稳定。
（此时电池的端电压等于原电池电动势，内阻压降小） 正逆过程所做的电功可以相互抵消
一. 电化学体系
3. 原电池电动势－原电池做电功的能力
• 电动势：可逆条件下（电池中没有电流通过时）， 电池两端电位差E
原电池的能量来源于电池内部的化学反应，原电池反应可逆进行时所 做的电功
W＝QE （电功＝电量×电动势）
一. 电化学体系
2.2 电动势