金属氢氧化物pK_m值与离子极化
催化化学复习
1.催化剂：是一种能够改变一个化学反应的反应速度,却不改变化学反应热力学平衡位置,本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质;2.催化剂的组成：主催化剂,共催化剂,助催化剂,载体;主催化剂又称活化组分,是多元催化剂中的主体,是必须具备的组分,没有它就缺乏所需要的催化作用;共催化剂是和主催化剂同时起催化作用的物质,二者缺一不可;助催化剂是加到催化剂中的少量物质,这种物质本身没有活性或者活性很小,甚至可以忽略,但却能显着地改善催化剂效能,包括催化剂活性、选择性和稳定性等;载体是主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂、支撑体;3.催化剂反应性能好坏的指标：包括催化剂的活性、选择性、稳定性;4.催化剂的稳定性：是催化剂在使用条件下具有稳定活性的时间;包括化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性;5.物理吸附：是靠分子间作用力,即范德华力实现的,由于这种作用力较弱,对分子结构影响不大,可把物理吸附看成凝聚现象;6.化学吸附：是气固分子相互作用,改变了吸附分子的键合状态,吸附中心和吸附质之间发生了电子的重新调整和再分配;化学吸附属于化学键力;由于这种作用力强,对分子吸附分子的结构有较大影响,可以把化学吸附看成是化学反应;方程依据的模型：a吸附剂表面是均匀的,各吸附中心能量相同,b吸附分子间无相互作用,c吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子只占据一个吸附中心,d一定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡;等温方程：根据物理吸附的多分子层吸附,假设a固体表面是均匀的,自由表面对所有分子的吸附机会相等,分子的吸附、脱附不受其他分子存在的影响;B固体表面与气体分子的作用力为范德华引力,因此在第一吸附层上还可以进行第二、第三等多层吸附;9.酸碱质子理论：凡是能提供质子的物质称为B酸,凡是能接受质子的物质为B碱10.酸碱电子理论：凡是能提供电子的物质为L碱,凡是能接受电子的物质为L酸;11.软硬酸碱理论：对外层电子抓得紧的酸为硬酸HA,而对外层电子抓的松的酸为软酸SA,属于二者之间酸为交界酸;对于碱,电负性大,极化率小,对外层电子抓得紧,难于失去电子对的物质为硬碱HB,极化率大,电负性小,对外层电子抓的松,容易失去电子对的物质为软碱SB,属于二者之间的碱为交界碱;田部浩三假设条件：A,C1为第一种氧化物金属离子配位数,C2为第二种氧化物金属离子配位数,两种金属离子混合后配位数不变;B. 氧的配位数混合后有可能改变,但所有氧化物混合后氧的配位数与主成分的配位数不变;C 已知配位数和金属离子电荷数,用图模型可计算出整体混合氧化物的电荷数,负电荷过剩时可呈现B酸中心,而正电荷过剩时为L酸中心;13.固体酸的性质：酸中心的类型、酸中心的浓度、酸中心的强度;指示剂的胺滴定法：利用某些指示剂吸附在固体酸表面上,根据颜色的变化来测定固体酸表面的酸强度;若指示剂由碱性色变为酸型色,说明H0<=pKa,若指示剂仍为碱型色,说明酸强度Ho>pKa15.人工合成分子筛：是金属Na+阳离子型沸石分子筛,即Na2OAl2O3mSiO2PH2O16.沸石的最基本结构单元：是一级结构单元,由Si、Al、原子通过sp3杂化轨道与氧原子相连,形成以Si或Al原子为中心的正四面体;17.笼结构是构成各种沸石分子筛的主要结构单元;A型沸石分子筛的骨架结构是β笼和立方体笼构成的立方晶系结构,β笼的6个四元环通过氧桥相互连接,构成A型沸石的主笼————α笼;18.沸石分子筛酸性质的调变：1合成具有不同硅铝比的沸石,或者将低硅沸石通过脱铝提高硅铝比,在一定硅铝比的范围内,一般随硅铝比增加反应的活性和稳定性增加;2通过调节交换阳离子的类型、数量,来调节沸石的酸强度和酸浓度,从而改变催化反应的选择性;19.金属催化剂：是指催化剂的活性组分是纯金属或者合金;20金属催化剂的电子逸出功：指将电子从金属催化剂中移到外界通常是指真空环境所需要做的最小功;或者说电子脱离金属表面所需要的最低能量,在金属能带图中表现为最高空能级与能带中最高填充电子能级的能量差,用θ来表示;21.反应物分子的电离势：指反应物分子将电子从反应物中移到外界所需要的最小功,用Ι来表示,它的大小代表反应物分子失去电子的难易程度; 22.通常认为氢在金属催化剂上化学吸附时,与吸附中心转移配位电子数为1,所以选用镍和钴是合适的,尤其是镍具有较高活性;23.人们在研究乙烯在各种金属薄膜上催化加氢时,发现随金属d%增加,加氢活性也增加;24.分散度：指金属晶粒大小而言,晶粒大,分散度小；反之晶粒小,分散度大;分散度D=表相原子数/表相+体相原子数;25.表面上的原子有三种：晶角上的,晶棱上的和晶面上的;26.金属Pt催化含有C---H键变化的烃类反应如加氢、脱氢反应是结构不敏感的;与含有C---H键的反应相反,C---C键的反应和其他一些反应,如氧化反应是结构敏感反应;27.溢流：指被吸附的活性物种从一个相向另一个相转移,另一个相是不能直接吸附生成该物种的相,即称为溢流;溢流的作用：可引起氢吸附速率和吸附量增加,氢溢流使许多金属氧化物的还原温度下降,氢溢流能将本来是惰性的耐火材料氧化物诱发出催化活性,氢溢流还能防止催化剂失活,可使沉积在金属活性中心周围和载体上的积碳物种重新加氢而去掉,使毒化贵金属的硫生成H2S而消失;28.满带：凡是能被电子完全充满的能带叫满带,凡是没有完全被电子充满的能带叫导带,根本没有电子填充的能带叫空带;只有导带能导电;29.半导体分类：n型半导体、p型半导体和本征半导体;30.能级出现在靠近导带下部,称为施主能级;在施主能级上的自由电子,很容易激发到导带中,产生自由电子导电,这种半导体称为n型半导体;型半导体：杂质能级出现在靠近满带上部,称为受主能级,在受主能级上有空穴存在,很容易接受满带中跃迁的电子,是满带产生正电空穴,并进行空穴导电;叫p型半导体;32.络合催化：通常指在均相液相系统中催化剂和反应物之间由于配位作用而进行的催化反应,包括催化剂与反应物发生络合活化作用,从开始直至反应完成的一切过程;33.催化剂的主要制备方法：沉淀法,浸渍法,热分解法,熔融法,还原法;34.沉淀剂和金属盐类的性质直接影响沉淀过程,为此沉淀剂多用氨气、氨水、碳酸铵等物质,因为这些物质在洗剂时容易除去,而不用KOH和NaOH,是因为某些催化剂不希望残留K+或Na+,再者KOH价格较高;金属盐类多选用硝酸盐、碳酸盐、有机酸盐,因为这些酸根在焙烧过程中可分解为气体跑掉,而不会残留于催化剂中;相反,若采用氯化物或硫酸盐,焙烧后残留的阴离子Cl—或SO42—会对催化剂强毒化作用;35.催化剂的失活与再生：按照毒化作用的特性可分为永久中毒和暂时中毒;暂时中毒可用无毒气体吹扫或除去进料中的毒物,催化剂活性可复原,即中毒作用是可逆的;相反,永久中毒时不可逆的,即用无毒物的气体吹扫或从进料中除去杂质,催化剂活性仍不能回复;等温方程计算式：PV(Po−P)=1CVm+c−1CVmP/Po V是平衡压力为P时的吸附量,P为吸附平衡时的压力,Po为吸附气体在该温度下的饱和蒸汽压,Vm为表面上形成单吸附层时所需要的气体体积,C是与第一层吸附热有关的常数;=1/斜率+截距比表面积定义为每克催化剂或吸附剂的总面积,Sg=VmV NaAmV= Na= Am是一个吸附分子的横截面积;38.催化剂的密度：①堆密度ρ堆当V=V堆时求的密度称为催化剂的堆密度; ρ堆=m／V堆=m／﹙V隙+V孔+V真②颗粒密度假密度ρ假当V=V堆 -V隙时求的密度称为催化剂的颗粒密度ρ假 =m／V堆 -V隙=m／﹙V孔+V真③真密度骨架密度ρ真当V=V真时求得的密度称为真密度ρ真 =m／V真=m／V堆 -V隙+V孔④视密度ρ视 =m／V堆 -V隙+V孔39. 比孔容积Vg=1/ρ假 +1/ρ真孔隙率θ=1--ρ假/ρ真平均孔半径r=2Vg/Sg40..从费米能级Ef到倒带顶之间的能量差就是逸出功φ;;n型半导体<本征半导体<p型半导体38.用碳正离子反应规律说明下述反应机理;答：①正碳离子生成烯烃正碳离子生成②正碳离子与烯烃作用生成新正碳离子;③催化剂还原1.BET公式中V m表示：表面上形成单吸附层时所需要的气体的体积;当得出V m后,将如何计算出比表面积S g S g=V m/V'N A A m V'为吸附质的摩尔体积×103cm3,N A为阿伏伽德罗常数,A m 为一个吸附分子的横截面积A m=M/ρL N A2/3×106ρL液态吸附质密度,M吸附质相对分子质量A m =4××M/4√2N AρS2/3ρS为固态吸附质密度,将吸附当做液化,式中ρS改用ρL2.已知Ni的d空穴数=,Co的d空穴数=,Tc的d空穴数=,试说明对于乙烯的加氢、合成氨反应,应选用和重金属催化剂why若将少量铜加入催化剂中,催化活性有何变化对于乙烯反应可选用Ni或Co；对于合成氨反应可选用Tc;根据过渡金属d空穴数与催化剂活性关系得知：当d空穴数≈反应物分子吸附时电子转移数时,为中等吸附,有较好的催化活性;乙烯加氢反应,乙烯在金属表面上吸附时电子转移数为1,所以选用d空穴数接近于1的Ni或Co 较好；而合成氨反应中,N在金属表面上吸附时电子转移数为3,所以选用d 空穴数接近3的Tc,这样才能给出较好的活性; Cu的d电子层已充满电子,但有未成对的s电子,若将Cu加入上述各种过渡金属中,Cu的s电子可转移到过渡金属的d空穴中,是上述各种金属的d空穴数减少;Ni的d空穴数本来＜1,加入Cu后会进一步降低,所以表现出活性随Cu加入而下降;Co中加入Cu后会使Co的d空穴数减少,活性逐渐增加,当接近1时活性达到最大值,Cu 加入量更多时,使Co的d空穴数大大减少,会使其活性降低;Tc的规律与Co 相似3.在n型和p型半导体催化剂中各加入施主杂质后,他们的导电率和逸出功各有何变化N型半导体催化剂加入施主杂质后,它的导电率提高,逸出功降低;因为n型半导体靠自有电子导电,加入施主杂质会使导带自由电子增加,所以导电率提高,E f提高逸出功降低；而p型半导体催化剂中加入施主杂质后,他的导电率降低,逸出功也降低;因为p型半导体靠自由空穴导电,加入施主杂质会使自由空穴减少,故导电率降低,逸出功降低原因同上;4.半导体催化剂ZnO在吸附氧气后导电率比未吸附低,用ZnO催化剂催化CO ﹢O2→CO2反应时,催化剂的导电率增大,试问CO和CO2哪种物质吸附为控制步骤,这是什么型反应加入什么杂志可以提高反应物速度因为氧化锌是n 型半导体,吸附氧后会有Zn ＋将电子转移给氧,产生受主键吸附,使参加n 型导电的Zn ＋减少,表现为吸附氧后导电率比未吸附时低;用ZnO 催化剂催化CO氧化为CO 2的反应机理如下：2Zn 2+O 2-2Zn +22e -当反应时CO 吸附在Zn 2＋上,并将电子传递给Zn 2＋,使他变为Zn ＋,此时催化剂导电率增加;这也说明CO 吸附较O 2吸附容易;容易O 2的吸附为控制步骤,这是受主型反应;应当加入施主型杂志如Li 2O 等以提高反应速率;5.已知Pd 、Rh 、Co 、Ta 、Cu 的d 带空穴数分别为、、、和0,使用能带理论解释那些金属可以作为乙炔加氢催化剂那些可以作为合成氨催化剂若将少量铜加入上述催化剂中,对催化剂活性有何影响为什么加氢过程吸附中性电子转移为1,所以Pd 、Rh 、Co 更适合乙炔加氢；合成氨学3个电子转移,因此Ta 比较合适;6.已知某活性硅胶样品质量,骨架体积为,颗粒体积为,式计算该样品的比孔容和孔隙率;V 颗粒=V 孔+V 真=,V 真=,V 孔=,ρ假=m/V 孔+V 真=cm3,ρ真=m/V 真=cm3. Vg=1/ρ假 +1/ρ真=g θ=V 孔/V 孔+V 真=% 补充1.能够区分B 酸跟L 酸的方法是吸附碱的红外光谱法;2. 下面根据正碳离子生成和反应规律来分析丙烯与乙丙烯生成异庚烷的反应过程;C 3H 6 +iC 4H 10(CH 3)2CH 2CH(CH 3)2A.正碳离子的形成CH 3CH=CH 2+H +3CHCH3B.正碳离子与带支链烷烃反应,生成新的正碳离子和新的烷烃C.正碳离子与烯烃加成,生成新的正碳离子D.按正碳离子的稳定性发生甲基转移(CH)3CCH2CHCH3(CH3)2CCH2CH(CH3)2E.重复步骤B3.沸石分子筛的特征：是一种水合结晶型硅酸盐,具有均匀的微孔,其孔径与一般分子大小相当,由于其孔径可用来筛分大小不同的分子;特点：白色粉末,粒度到10um或更大,无毒、无味、无腐蚀性、不溶于水和有机溶剂,溶于强酸或强碱;具有独特的规整晶体结构,其中每一类沸石都具有一定的尺寸、形状的孔道结构,并具有较大比表面积;大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用;还具有独特的择形催化作用和可调变性;4.化学吸附键和吸附状态：当Φ>I时,电子从反应物向金属催化剂表面转移,反应物分子变成正离子,两者差别越大,离子键越强,当Φ<I时,相反;5.金属催化剂晶格缺陷：点缺陷机械缺陷、电子缺陷、化学缺陷、线缺陷位错;6.过渡金属氧化物催化剂的电子特性：1,过渡金属氧化物中金属阳离子的d电子层容易失去或得到电子,具有较强的氧化还原性能;2过渡金属氧化物具有半导体性质;3过渡金属氧化物中金属离子内层价轨道保留原子轨道特性;4过渡金属氧化物催化剂和过渡金属催化剂都可以催化氧化还原型反应,过渡金属氧化物催化剂比过渡金属催化剂更耐热、抗毒性能强,光敏、热敏,杂质敏感性能,因此便于催化剂的调变;7.过渡金属氧化物催化剂类型：M2O MO M2O3 MO2 M2O58.工业催化剂的分类：1不断改进现有催化剂的性能,2利用现有廉价原料,为合成有用的化工产品而寻找开发合适的催化剂;3为化工新产品和环境友好工艺的开发二研制催化剂;9.催化剂的再生：积碳失活的催化剂可以通过烧焦使催化剂再生,在烧焦前用惰性气体或水蒸气吹扫催化剂;。
金属氢氧化物的碱性与溶解度
金属氢氧化物的碱性与溶解度金属氢氧化物是一类由金属离子和氢氧根离子组成的化合物，它们在水中溶解时会产生碱性溶液。
金属氢氧化物的碱性与溶解度是化学领域中一个重要的研究方向。
本文将从理论和实验两个方面探讨金属氢氧化物的碱性与溶解度。
一、金属氢氧化物的碱性金属氢氧化物的碱性是由其离子性质决定的。
一般来说，金属离子在水溶液中会与水分子发生反应，生成金属氢氧化物和氢氧根离子。
这个反应过程可以用化学方程式表示为：M+ + H2O → MOH + OH-其中，M+代表金属离子。
在这个反应中，金属离子失去一个正电荷，形成了金属氢氧化物，而水分子失去一个负电荷，形成了氢氧根离子。
氢氧根离子具有碱性，因此金属氢氧化物的溶液呈碱性。
金属氢氧化物的碱性大小与金属离子的电荷和原子半径有关。
一般来说，离子电荷越大，其吸引和结合氢氧根离子的能力越强，金属氢氧化物的碱性也就越强。
此外，金属离子的原子半径也会影响其与氢氧根离子的结合能力，原子半径越小，金属离子与氢氧根离子的结合能力越强，金属氢氧化物的碱性也就越强。
二、金属氢氧化物的溶解度金属氢氧化物的溶解度是指单位体积溶液中能溶解的金属氢氧化物的质量。
溶解度与溶剂的性质、温度和压力等因素有关。
一般来说，金属氢氧化物在水中的溶解度较高，因为水是一种极性溶剂，能够与金属离子和氢氧根离子形成氢键和离子键，促进金属氢氧化物的溶解。
金属氢氧化物的溶解度还与温度有关。
一般来说，温度升高，金属氢氧化物的溶解度会增大，因为温度升高会增加溶剂分子的运动速度和能量，促进溶质分子与溶剂分子的相互作用，有利于金属氢氧化物的溶解。
此外，金属氢氧化物的溶解度还受到压力的影响。
在常温下，压力对金属氢氧化物的溶解度影响较小，因为溶解过程中的体积变化不大。
但在高压下，金属氢氧化物的溶解度可能会有所增加。
结论金属氢氧化物的碱性与溶解度是由金属离子的电荷和原子半径决定的。
电荷越大、原子半径越小的金属离子，其金属氢氧化物的碱性越强。
层状复合金属氢氧化物的结构及性质研究
第52卷第7期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 7 2023年7月 Liaoning Chemical Industry July，2023层状复合金属氢氧化物的结构及性质研究张思睿（浙江大学，浙江 杭州 310058）摘 要： 评述层状复合金属氢氧化物的化学结构和性质，并在两者间建立联系。
层状复合金属氢氧化物将氢氧化物层和阴离子相互结合，是利用共价键方式注重体现出主体层板，保证层间具有较弱的相互作用力，并利用科学的排序方式来构成层状复合结构，在化学研究上属于超分子化学的范畴。
基于其中氢氧化物层以及层间阴离子的特殊结构和稳定性差异，其具有较突出的化学性质，包括可逆的阴离子交换和热分解性质以及在化学催化中的重要作用。
介绍了层状金属氢氧化物的物质结构、阴离子交换性质、热分解性质及催化应用几个方面。
关 键 词：层状金属氢氧化物；氢氧化物层；层间阴离子；阴离子交换；催化中图分类号：O611.64 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）07-1039-04早在1842年，研究人员发现层状复合金属氢氧化物的首个成员水滑石，但并未当即将其化学成分报道出来，一直到1915年才被专业结构报道出来。
在开始阶段，水滑石被作为两种金属氢氧化物层堆积形成的，但后来完成的晶体结构分析指出实际上金属离子在同一层中[1]。
在正常情况下，层状氢氧化物（LDHs）结构是由[M x M’y(OH)2(x+y)]y+A n-y/n·mH2O构成，其中最常见的二价金属离子种类趋于多样化，如有Mn2+、Co2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等类型，三价金属离子同样有各种元素，如Fe3+、Co3+、Al3+、Mn3+等。
随着研究工作进程不断深入，这种化合物中的金属离子范围实现有效拓展，不再限制于上述两种类型，其逐渐向多元化方向发展。
而从某方面来看，层状氢氧化物中的层间阴离子能随意变换成任何阴离子。
根据有关人员实践证明，无机阴离子、配合物阴离子等类型的生物活性分子都能作为氧化物的层间阴离子[2]。
化学《无机化学》三基要求
化学《无机化学》三基要求(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--化学《无机化学》三基要求课程编码：5 6课程性质：学科专业必修课程教学对象：化学专业本科生学时学分：136学时 8学分编写单位：化学系编写人：王克诚审定人：刘欣编写时间：2006年11月前言为了更好地贯彻执行无机化学教学大纲的教学规范与要求，强化无机化学的“基础知识、基本理论和基本技能”的教学，提高教学质量，夯实学生的专业知识基础和能力基础，提高教学质量，特制定《无机化学》课程的三基要求。
第一章化学基本概念和定律基础知识：1、原子、分子、单质、化合物2、元素、核素、同位素3、物质的量、摩尔、摩尔质量4、相对原子质量、相对分子质量5、理想气体基本理论：1、理想气体状态方程2、混合气体分压定律3、气体扩散定律基本技能：1、理想气体状态方程的应用2、混合气体分压定律的应用3、气体扩散定律的应用第二章溶液基础知识：1、分散系2、溶液4、渗透压基本理论：1、拉乌尔定律2、稀溶液的依数性3、胶体理论基础基本技能：1、溶液浓度的表示、换算和计算2、利用拉乌尔定律和稀溶液的依数性进行相关计算3、胶体的结构、性质，制备和破坏第三章化学热力学基础基础知识：1、体系与环境2、热和功3、状态和状态函数4、热力学能、焓和焓变、熵和熵变、自由能和自由能变基本理论：1、热力学第一定律和数学表达式2、热化学、盖斯定律3、化学反应方向的判据4、吉布斯－亥姆霍兹公式5、化学反应等温式基本技能：1、运用盖斯定律进行热化学的计算2、运用热力学数据计算化学反应的ΔrH°、ΔrS°、ΔrG°3、用ΔrG判据判断化学反应的方向4、利用吉布斯－亥姆霍兹公式，分析温度对反应方向的影响和相关计算5、利用化学反应等温式求K°第四章化学动力学基础基础知识：1、化学反应速率及其表示方法2、反应速率方程、反应级数、速率常数、半衰期3、反应机理、活化能4、基元反应、复杂反应基本理论：1、反应速率理论——碰撞理论和过渡状态理论2、浓度对反应速率的影响——速率方程3、温度对反应速率的影响——阿仑尼乌斯公式4、质量作用定律5、催化理论基本技能：1、由实验建立速率方程2、利用速率方程进行相关计算，求反应级数、速率常数；一级反应半衰期的计算3、利用阿仑尼乌斯公式进行相关计算第五章化学平衡基础知识：1、可逆反应2、化学平衡3、化学平衡常数、转化率4、化学平衡的移动基本理论：1、化学平衡定律2、多重规则3、化学平衡移动原理基本技能：1、化学平衡的有关计算2、Kc、Kp与K°的计算3、利用ΔrG°计算K°4、多重平衡的应用5、浓度、压力、温度对化学平衡的影响及有关计算6、勒夏特里原理的应用第六章电离平衡基础知识：1、电离平衡、电离平衡常数、水的离子积常数、电离度2、酸和碱、酸度、pH值、酸碱指示剂3、同离子效应、盐效应4、缓冲溶液6、溶度积常数基本理论：1、酸碱理论——电离理论、质子理论、电子理论2、化学平衡之电离平衡和溶解平衡理论3、溶度积规则基本技能：1、根据计算酸碱质子理论判断酸、碱和两性物质2、运用Ka（Kb）计算弱酸（弱碱）溶液的pH值3、缓冲溶液的配制和pH值计算4、盐溶液的pH值计算5、溶度积规则的应用和溶解平衡体系中物质浓度的计算6、多重平衡体系中平衡常数和平衡浓度的计算第七章原子结构和元素周期系基础知识：1、原子的组成2、电子运动的特点——能量的量子化、波粒二象性3、核外电子运动状态的描述——波函数和原子轨道，四个量子数4、核外电子运动的统计解释——概率和概率密度、电子云5、核外电子的排布——屏蔽效应和钻穿效应，原子轨道的能级，电子排布三原则，原子的电子构型6、原子结构与元素周期表的关系7、元素的性质——原子半径、电离能、电子亲合能、电负性基本理论：1、玻尔理论2、薛定谔方程3、原子结构的量子力学理论4、电子排布三原则5、元素周期律6、元素的性质7、斯莱特规则基本技能：1、用四个量子数表示核外电子运动状态，根据n、l、m确定原子轨道、轨道的角度分布2、电子云的形状和表示4、熟悉原子结构与元素周期表的关系，能正确确定某元素在周期表的位置和结构5、元素的性质的变化与原子结构的关系第八章分子结构基础知识：1、化学键、键参数和分子的性质2、离子键、晶格能3、共价键、共价键的类型（σ键、π键）和性质，杂化和杂化轨道成键分子轨道、反键分子轨道、键级4、金属键5、分子间作用力和氢键基本理论：1、离子键理论2、共价键的现代价键理论、杂化轨道理论和价层电子对互斥理论；3、共价键的分子轨道理论4、金属键理论——自由电子理论和能带理论5、波恩—哈伯循环基本技能：1、用键参数判断共价键的强度、稳定性、分子的空间构型2、用热力学数据计算离子键形成过程中的能量变化，计算晶格能3、用共价键的现代价键理论、杂化轨道理论和价层电子对互斥理论，解释一般分子的成键情况、杂化方式、空间构型4、用共价键的分子轨道理论，说明某些简单双原子分子及相应离子的结构、键级和稳定性5、用金属键能带理论，说明导体、半导体、绝缘体的性质6、能分析分子间作用力的类型、存在范围、氢键的形成情况，能从分子间作用力的角度解释物质的物理性质第九章晶体结构基础知识：1、晶体的特征和晶胞参数2、离子晶体（离子半径、构型、配位数、晶格能），原子晶体，分子晶体，金属晶体基本理论：1、晶体结构理论基本技能：1、熟悉四种晶体的特征和质点间作用力的不同点，正确判断晶体类型2、掌握晶体类型与物质性质的关系3、用离子极化理论解释离子极化作用对键型和化合物性质的影响第十章氧化还原和电化学基础知识：1、氧化数、氧化还原反应、歧化反应2、原电池、电极、电极反应与电池反应3、电极电势、标准电极电势、电池电动势4、元素电势图、pH电势图5、电解基本理论：1、电化学理论2、电极电势的双电层理论；3、标准电极电势4、能斯特方程5、电解原理基本技能：1、正确完成氧化还原方程的配平2、明确氧化还原反应与电化学的关系，掌握原电池的符号表示，能根据原电池正确书写电池反应式3、用标准电极电势说明氧化剂或还原剂的相对强弱，计算标准电池电动势，计算平衡常数，判断反应方向4、利用能斯特方程计算非标准电极电势和非标准电池电动势5、掌握元素电势图、pH电势图的应用第十一章配位化合物基础知识：1、配合物的基本概念（配合物、中心离子、配位体、配位原子、配位数）2、配合物的命名、配合物的分类、单齿配体和多齿配体、螯合物3、高自旋配合物、低自旋配合物5、配位平衡、K稳和K不稳基本理论：1、配合物的价键理论3、配位平衡基本技能：1、掌握配合物的命名2、用配合物的价键理论，解释配合物的形成、中心原子的杂化类型及配合物的空间构型，说明配合物的稳定性3、掌握配位平衡的相关计算，计算配位平衡体系中离子的浓度，计算K稳，判断配合物的稳定性4、掌握配位平衡与溶解平衡，配位平衡与氧化还原平衡等综合平衡的计算问题，讨论难溶盐的溶解性，计算配离子电对的φ°值5、了解螯合物的特殊稳定性与结构的关系第十二章氢、稀有气体基础知识：1、氢气，氢气的性质、制法和用途2、氢化物3、稀有气体、稀有气体的性质与分离5、氙的重要化合物基本理论：1、共价键的现代价键理论2、杂化轨道理论和价层电子对互斥理论；基本技能：1、掌握氢气的性质、氢化物的类型，了解氢能源的优点2、了解稀有气体的发现史3、了解氙的重要化合物的制备与性质第十三章卤素基础知识：1、卤素的通性2、卤素单质的结构、性质及其变化规律3、卤化氢和氢卤酸、卤化物和卤素互化物5、卤素含氧化合物：氧化物、含氧酸及其盐4、拟卤素5、氟及其化合物的特殊性基本理论：1、热力学知识、原子结构理论、分子结构理论、杂化轨道理论3、卤素单质、次卤酸、次卤酸盐的歧化条件及其变化规律4、卤化氢的还原性、热稳定性和酸性的变化规律5、卤素含氧酸的氧化性、热稳定性和酸性的变化规律基本技能：1、掌握卤素单质及其重要化合物的结构、性质、制备和用途2、能解释，按HF-HCl-HBr-HI顺序，酸强度递增，稳定性递减、还原性递增的变化规律3、掌握卤素元素电势图的应用4、掌握卤素含氧酸性质的变化规律，解释含氧酸及其盐的氧化性、热稳定性和酸性的强弱5、根据X-还原性差别，掌握制取HX的不同方法。
金属离子氢氧化物沉淀完全时的ph值
金属离子氢氧化物沉淀完全时的ph值
镁离子在ph值大于12以上的时候，能全部沉淀完全成为氢氧化物，所以用edta测钙离子时，溶液的ph要控制在12以上。
氢氧化镁的溶度积为2.06×10^-13，如以10^-4 mol/l 作为沉淀完全的标志，则氢氧根浓度为4.54×10^-5，此时ph=9.66。
ph = 7，镁离子最小浓度 20.6mol/l，也就是约50克每再升，ph=6.5的时候就更高了。
5克每再升的话须要ph=8，1克每再升须要ph=8.4。
氢氧化物具有碱的特性。
能与酸生成盐和水。
可溶性氢氧化物与可溶的盐进行复分解反应。
难溶于水或微溶于水的氢氧化物受热分解为相应的氧化物和水。
一般碱金属氢氧化物强热或灼热分解。
活性较弱的金属氢氧化物微微加热即分解，如氢氧化铁。
离子极化理论在无机化学中的应用
213 有些化合物的颜色随温度的升高而加深 ( 见表 5)
表 4 阴离子的极化率
表 5 某些化合物的颜色变化与温度的关系
阴离子 OHO 2S2-
极化率 11 75 31 88 101 2
化合物 室温 加热
SnO 2 白色 黄色
Ag I 黄色 洋红
P bI 2 橙黄 红黄
K 2Cr2O7 橙黄 暗红
A lCl3 白色 黄色
01 033
Ag I 01 580 N aCl
ZnS
01 043
子变形性也逐渐增大, 导致 AgI 晶型的反常.
2 无机化合物颜色的变化规律
211 同周期元素最高价态氧化物颜色依次加深
离子极化理论认为: 离子的极化能力可以用离子极化力来衡量. 第四周期元素的阳离子从 K+ 到 M n2+ 的价电子虽然 具有相同的电子 构
1 离子晶体晶型反常的现象
。
。
按离子半径与晶体构型的关系: r + / r - = 01 225~ 01 414 A 为四配位的 ZnS 晶型; r + / r - = 01 414~ 01 732 A 为六配 位的 N aCl 晶 型;
。
r + / r - = 01 732~ 11 00 A 为八配位的 CsCl 晶型. 对于 A gX 的晶型反常现象予以分析, 其有关数据见表 11
型 s2 p 6, 但所带的电荷数不同, 故此离子的极化能力也不同. 从表 2 的数据可知, 从 K + 到 M n2+ 的离子极化力是依次增大的, 由于离子 的
相互极化与极化力成正比, 所以它们氧化物的颜色是依次加深的.
212 同种元素同一价态的氢氧化物、氧化物及硫化物的颜色依次加深
腐蚀学第四章 常见的两类去极化腐蚀课件
（4）溶液
• 溶液中存在正电性离子如Pt离子 • 溶液中含有表面活性物质 吸附在金属表面，阻碍析氢，ηH 增大。作缓蚀剂 • 溶液pH值对ηH的影响 酸性介质pH ↓ →ηH↑，碱性 pH↑→ηH↓ • 溶液温度 T↑→ηH↓
添加铂盐对酸中 铁腐蚀的影响
4.析氢腐蚀的控制过程
• 阴极控制： 腐蚀速度主要取决于析氢过电位的大小。 例如：锌在酸中的溶解就是阴极控制下的析氢腐蚀。
0
E0=1.229V(SHE) pO2=0.021MPa，氧还原反应的平衡电位与pH的关系为：
EO2 1.229 0.0591pH
中性溶液中，金属的电位 低于0.805V即可发生吸 氧腐蚀
电极 Na/Na+ Mg/Mg2+ Be/Be2+ Al/Al3+ Ti/Ti2+ Zr/Zr2+ Mn/Mn2+ Zn/Zn2+ Cr/Cr3+ Fe/Fe2+ Cd/Cd2+ In/In3+ Co/Co2+
在给定的电流密度下，碳钢的
阳极极化和阴极极化都比纯铁 的低 钢中含S时：Fe-FeS微电池；S2催化——析氢速度增大 含S钢中加入Cu：铜作为阴极， 加速了铁的腐蚀；可形成Cu2S 沉淀
铁和碳钢的析氢腐蚀（混合控制）
• 腐蚀速度与腐蚀电位间 的变化没有简单的相关 性 • 腐蚀速度增加
5.氢去极化腐蚀的特征
0
E 0 =0.401V(SHE)
空气中pO2=0.021MPa，当pH=7时
பைடு நூலகம்
0.0591 0.21 EO2 0.401 lg 7 4 0.805V(SHE) 4 [10 ]
（2）在酸性溶液中氧的还原反应为 电极反应 O2＋4H+＋ 4e-2H2O 平衡电位为
金属元素在水溶液中的反应类型
11.4 金属元素在水溶液中的反应类型无机反应基本上可分为两大类：酸碱反应和氧化还原反应。
广义的酸碱反应为不发生电子转移的反应，如沉淀反应，水解反应，配位反应，缩合反应。
另一类氧化还原反应则为电子发生转移的反应，现将各类反应及其反应规律进行概要的总结。
11.4.1 金属离子的沉淀反应金属离子与许多阴离子能生成难溶物沉淀，除单纯的沉淀反应（如Ag+＋Cl-→AgCl↓），它的生成与溶解由Ksp决定外，许多难溶物的生成与溶解都与pH有关。
如氢氧化物沉淀，弱酸盐沉淀。
也与溶液中配位剂，氧化剂的存在有关。
11.4.1.1 金属离子与碱反应金属离子在溶液中强烈水化形成水合离子，作为弱酸，如加入OH-离子，它们便失去H+离子，生成氢氧化物。
最后得到不带电荷的四水合二氢氧化物（H2O分子以很弱的偶极相连）它们通常是沉淀（简化为M（OH）2）。
有些氢氧化物沉淀可进一步溶于过量碱中，变为带负电荷的配离子。
有些氢氧化物能溶于氨水，如按周期表中金属阳离子与氢氧化钠溶液或氨水反应生成氢氧化物可分成下面几组；（图11—7）A组：H、IA族、Ba的氢氧化物可溶。
B组：Ca、Sr形成白色较难溶的氢氧化物，生成的沉淀较少，且较慢。
C组：Mg，Sc，Ti，V，Bi形成白色不溶氢氧化物（除V（OH）3绿色外），Mg（OH）2，Sc（OH）3，Ti（OH）4，Bi（OH）3D组：Cr、Mn、Fe、Co形成不溶氢氧化物，低氧化态在空气中转化为高氧化态，Cr（OH）2（黄一棕）变为绿色Cr（OH）3（见F组）；Mn（OH）2（粉色）变为棕色MnO（OH）2Fe（OH）2（浅绿）变为暗棕色Fe2O3·nH2O；Co（OH）2（红色）变为棕色Co2O3·nH2OE组：形成不溶氢氧化物，溶于过量NH3·H2O中形成配合物，除Zn，F组：白色不溶氢氧化物（除Cr（OH）3灰绿色），溶于过量氢氧化物成无色溶液，除Zn外，本组不溶于NH3·Ｈ2O。
7-金属腐蚀电化学理论基础(钝化)-4详解
氢气， 气泡形式， 金属表面溶液得到搅拌
三种类型均有， 主要是阴极活化极化控制
中性氧分子， 具对流和扩散两种方式，
扩散系数较小
浓度小， 温度升高、盐浓度增加时
溶解度下降
水分子或氢氧根离子， 只能以对流和扩散方式离开金属表面，
无附加搅拌作用
以阴极控制居多， 主要是氧扩散控制
24
2.0 0 -2 -4 -6
1.6
1.2
3+
Fe
0.8
0.4
E（V）0
2+
Fe
-0.4
2-
FeO4 Fe2O3
注：考虑的稳定平衡相是 Fe、Fe2O3、Fe3O4
-0.8
0 -2
-4
-1.2
-6
Fe3O4 Fe
-1.6 -2 0 2
4
6 8 10 12 14
pH
Fe-H2O体系的电位—pH图
C
腐蚀区
B
过钝化区
D 钝化区
A
免蚀区
Fe/H2O体系的电位—pH图
分为三大区域： (1) 腐 蚀 区 ， 只 有 Fe2+ 、 Fe3+ 、 FeO4 2－、HFeO2 2－稳定 (2)免蚀区，Fe稳定，不发生腐蚀 (3) 钝化区，Fe2O3、Fe3O4稳定， 表示金属化物稳定即钝化； (4) 根据(a)、(b)线及Fe2+、Fe所 处位置可判断可能的腐蚀反应：
icorriM,0expMRnM TF EcorrEM e icorriO,0expORnOTF EOe Ecorr
lgiH,o lgiM,o lgicorr lgi
金属元素在水溶液中的反应类型
11.4 金属元素在水溶液中的反应类型无机反应基本上可分为两大类：酸碱反应和氧化还原反应。
广义的酸碱反应为不发生电子转移的反应，如沉淀反应，水解反应，配位反应，缩合反应。
另一类氧化还原反应则为电子发生转移的反应，现将各类反应及其反应规律进行概要的总结。
11.4.1金属离子的沉淀反应金属离子与许多阴离子能生成难溶物沉淀，除单纯的沉淀反应(如Ag++ CI—AgCIJ)，它的生成与溶解由Ksp决定外，许多难溶物的生成与溶解都与pH有关。
如氢氧化物沉淀，弱酸盐沉淀。
也与溶液中配位剂，氧化剂的存在有关。
11.4.1.1金属离子与碱反应金属离子在溶液中强烈水化形成水合离子，作为弱酸，如加入OFW子，它们便失去H+离子，生成氢氧化物。
M (比。
)2 + & 曲〉哑匚比0)§ (OH) + >M(H30)4(OH)立最后得到不带电荷的四水合二氢氧化物(H0分子以很弱的偶极相连)它们通常是沉淀(简化为M(OH 2)。
有些氢氧化物沉淀可进一步溶于过量碱中，变为带负电荷的配离子。
M CH2O)4(OH) a—〔也0)3(OH) (OH)广有些氢氧化物能溶于氨水，如Cu(H a0). (OH) .2^01 (NHj 4(H a0)卄按周期表中金属阳离子与氢氧化钠溶液或氨水反应生成氢氧化物可分成下面几组；(图11—7)A组：H IA族、Ba的氢氧化物可溶B组：Ca Sr形成白色较难溶的氢氧化物，生成的沉淀较少，且较慢。
C 组：Mg Sc, Ti , V , Bi 形成白色不溶氢氧化物(除 V (OH 3绿色外)， Mg(OH 2, Sc (OH 3, Ti (OH 4, Bi (OH 3D 组：Cr 、Mn Fe 、Co 形成不溶氢氧化物，低氧化态在空气中转化为高氧化 态，Cr (OH 2 (黄一棕)变为绿色 Cr (OH 3 (见F 组)；Mn(OH )(粉色)变 为棕色MnO(OH 2Fe (OH 2 (浅绿)变为暗棕色 F Q O • nHQ Co (OH 2 (红色) 变为棕色CoO • nHOE 组：形成不溶氢氧化物，溶于过量 NH ・HO 中形成配合物，除Zn ,C 抄卜，不溶于过量礦，Ni (OH) 2 (绿色)形成蓝色血(NH J 和 Cu (OH) 2 (天蓝)形成棵蓝Cu (NH J ；易分解为AgQFHQ (棕色〕形成无色耘；Zn 〔OH) 2(白色)成为无色％ (血/ 丁 Cd COH) 2 (白色)成为无色(NH J 1+F 组：白色不溶氢氧化物(除 Cr (OH 3灰绿色)，溶于过量氢氧化物成无 色溶液，除Zn 外，本组不溶于NH ・HQX (OH) 冥(OH) J Ee. Zn X (OH) 3-*X (OH) ；Ak Ga. Cr. X (OH) 2^X (OH) 3Ge. Sm Pb X (OH) 厂乳(OH)「Ge 、Sn图11-7 氢氧化溶解度和周期表由上可知，除碱金属及钡的氢氧化物为可溶外，其余均难溶。
材料腐蚀理论 第三章 氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀
腐 蚀 速 度
流速
E
lgi
27
3、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较
析氢腐蚀
去极化剂种类 去极化剂性质 去极化剂浓度 H+ 体积小、带电荷、扩散 系数大 较高
化。此时浓差极化过电位与电流密度ic间的关系为
O
2
ic RT ln( 1 ) nF id
e , O
2
e , H
/ H2
氧还原过程的总的阴极极化曲线
21
（3）当icid时，因为当阴极向负极化到一定的电位时，除 了氧离子化之外，已可以开始进行某种新的电极反应。当 达到氢的平衡电位之后，氢的去极化过程开始与氧的去极 化过程同时进行，两反应的极化曲线互相加合。
溶液的温度升高，使溶液粘度降低，从而使溶解氧的
扩散系数D增加，故温度升高会加速腐蚀过程
温度升高可使氧的溶解度降低，特别是在接近沸点时， 氧的溶解度急剧降低，可减缓腐蚀过程
24
敞开体系，由于上面两因素共同影响，铁在水中腐蚀速度 在80℃达到最大
而对于封闭体系，升温使气相氧分压增大，有增加氧溶增加，腐蚀速度因此一直增加。
28
第三章 氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀
• 由腐蚀理论知，无论阳极极化率或阴极极化率增大， 阳极腐蚀反应速度降低。加入去极化剂，加速腐蚀。 • 电化学腐蚀最主要的阴极去极化过程有 –氢去极化（析氢腐蚀） –氧去极化（吸氧腐蚀）
1
金属在溶液里发生电化学腐蚀的根本原因是溶液里含有能 使该金属氧化的物质 去极化剂 不同条件下金属腐蚀的阴极过程可能有以下几种类型： （1）溶液中阳离子的还原
第三节 金属键理论、分子间力、离子极化
这两种堆积都是最紧密堆积，空间利用率为 74.05%。
还有一种空间利用率稍低的堆积方式，立方体心堆积：立方 体 8 个顶点上的球互不相切，但均与体心位置上的球相切。
配位数 8 ，空间利用率为 68.02% 。
金属的 堆积方式
金属钾 K 的 立方体心堆积
六方紧密堆积 —— IIIB，IVB 面心立方紧密堆积 —— IB，Ni，Pd， Pt 立方体心堆积 —— IA，VB，VIB
2 e 结构 8 e 结构 ( 8 ~ 18 ) e 结构 18 e 结构 (18 + 2 ) e 结构
Li + Be 2 +
1s 2
Na + Cl－
ns 2 np 6
Fe 3 +
3s 2 3p 6 3d 5
Cd 2 + Ag +
ns 2 np 6 nd10
Pb 2 +
5s 2 5p 6 5d 10 6s 2
m.p. b.p.
Na 108.4 kJ∙mol－1
97.5℃ 880 ℃
Al 326.4 kJ∙mol－1
660 ℃ 1800 ℃
金属可以吸收波长范围极广的光，并重新反射出，故金属晶 体不透明，且有金属光泽。
在外电压的作用下，自由电子可以定向移动，故有导电性 。 受热时通过自由电子的碰撞及其与金属离子之间的碰撞，传递能 量。故金属是热的良导体。
H2O 分子间，HF 分子间氢键很强，以致于分子发生缔合。 经常以 ( H2O ) 2 ，( H2O ) 3 和 ( HF ) 2 ，( HF ) 3 形式存在。而 其中 ( H2O ) 2 的排列最紧密，且 4 ℃ 时 ( H2O ) 2 比例最大，故 4 ℃ 时水的密度最大。
物理化学09章电解与极化作用
离的目的。
为了使分离效果较好，后一种离子反应时，前一种
离子的活度应减少到107 以下，这样要求两种离子的析出
电势相差一定的数值。
当 z 1 E 0.41V
E RT ln107 zF
z 2 E 0.21V z 3 E 0.14V
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3/26/2020
9.3 电解时电极上的反应
极化曲线（polarization curve）
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3/26/2020
氢超电势
电解质溶液通常用水作溶剂，在电解过程中，H+ 在阴极会与金属离子竞争还原。
利用氢在电极上的超电势，可以使比氢活泼的金 属先在阴极析出，这在电镀工业上是很重要的。
例如，只有控制溶液的pH，利用氢气的析出有超 电势，才使得镀Zn，Sn，Ni，Cr等工艺成为现实。
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3/26/2020
氢气在几种电极上的超电势
金属在电极上析出时超电势很小，通常可忽略不 计。而气体，特别是氢气和氧气，超电势值较大。
氢气在几种电极上的超电 势如图所示。可见在石墨和汞 等材料上，超电势很大，而在 金属Pt，特别是镀了铂黑的铂电 极上，超电势很小，所以标准 氢电极中的铂电极要镀上铂黑。
(1)电解池中两电极的极化曲线
随着电流密度的增大，两 电极上的超电势也增大，阳极 析出电势变大，阴极析出电势 变小，使外加的电压增加，额 外消耗了电能。
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3/26/2020
极化曲线（polarization curve）
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3/26/2020
氢氧化镍 氢氧化铬 氢氧化铁 分级沉淀
氢氧化镍氢氧化铬氢氧化铁分级沉淀氢氧化镍、氢氧化铬和氢氧化铁是三种常见的金属氢氧化物，它们在水中具有一定的溶解度，可以通过分级沉淀的方式将其分离出来。
本文将详细介绍氢氧化镍、氢氧化铬和氢氧化铁的特性、分级沉淀原理及分级沉淀过程。
一、氢氧化镍氢氧化镍的化学式为Ni(OH)2，它是一种无机化合物。
氢氧化镍在水中具有一定的溶解度，溶液中含有镍离子（Ni2+）和氢氧根离子（OH-）。
氢氧化镍的溶解度与溶液的pH值有关，当溶液的pH值较低时，溶解度较高，反之溶解度较低。
氢氧化镍可以通过碱（如氢氧化钠）与镍盐（如硫酸镍）反应制备得到。
在水中，氢氧化镍会和氢氧根离子发生反应，生成固体的氢氧化镍沉淀：Ni2+ + 2OH- → Ni(OH)2↓二、氢氧化铬氢氧化铬的化学式为Cr(OH)3，它是一种无机化合物。
氢氧化铬在水中具有一定的溶解度，溶液中含有铬离子（Cr3+）和氢氧根离子（OH-）。
氢氧化铬的溶解度与溶液的pH值有关，在弱碱性条件下溶解度较高。
氢氧化铬可以通过碱（如氢氧化钠）与铬盐（如硫酸铬）反应制备得到。
在水中，氢氧化铬会和氢氧根离子发生反应，生成固体的氢氧化铬沉淀：Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3↓三、氢氧化铁氢氧化铁的化学式为Fe(OH)3，它是一种无机化合物。
氢氧化铁在水中具有相对较高的溶解度，溶液中含有铁离子（Fe3+）和氢氧根离子（OH-）。
氢氧化铁的溶解度与溶液的pH值有关，在酸性条件下溶解度较高。
氢氧化铁可以通过碱（如氢氧化钠）与铁盐（如硫酸铁）反应制备得到。
在水中，氢氧化铁会和氢氧根离子发生反应，生成固体的氢氧化铁沉淀：Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓分级沉淀是将多种金属离子通过逐级加入不同pH值的溶液中，使其逐步与氢氧根离子反应生成沉淀物，从而将不同离子分离出来的一种方法。
首先，将含有氢氧化镍、氢氧化铬和氢氧化铁的混合溶液逐步加入不同pH值的溶液中。
根据上述反应，当pH值较低时，氢氧化镍和氢氧化铁的溶解度较低，而氢氧化铬的溶解度较高。
非均相芬顿催化剂依靠金属变价是离子浸出的原因-概述说明以及解释
非均相芬顿催化剂依靠金属变价是离子浸出的原因-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述非均相芬顿催化剂是一种重要的环境污染治理工具，其在废水处理、有机物降解等领域发挥着重要的作用。
该催化剂的特点是利用金属离子的氧化还原反应来生成高活性的氢氧自由基，以实现有机污染物的降解。
然而，近年来的研究表明，非均相芬顿催化剂存在着一个关键问题，即金属离子的离出现象。
具体来说，金属离子可以从催化剂表面溶解出来，并进入周围溶液中，从而降低了催化剂的活性和稳定性。
这一现象给催化剂的应用带来了一定的挑战。
本文旨在探讨金属变价是导致非均相芬顿催化剂金属离子溶出的原因。
通过对金属变价对离子浸出的影响进行研究，旨在提供一种理论解释和实验依据，以进一步优化非均相芬顿催化剂的设计和应用，实现更高效的环境污染治理。
1.2文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织结构进行介绍，以便读者能够清晰地了解文章的布局和内容安排。
在本文中，文章按照以下结构组织：1. 引言部分：该部分概述了本文的主题和研究的背景，提出了非均相芬顿催化剂依靠金属变价是离子浸出的原因的研究问题，并介绍了文章的结构和目的。
2. 正文部分：- 2.1 非均相芬顿催化剂的介绍：该部分详细介绍了非均相芬顿催化剂的定义、原理和应用领域。
重点解释了催化剂的结构特点和反应机理，并探讨其在环境净化和废水处理方面的优势。
- 2.2 金属变价对离子浸出的影响：该部分讨论了金属变价在非均相芬顿催化剂中的作用机制和影响因素。
通过实验数据和文献综述，阐述了金属变价对离子浸出的原因以及相应的离子浸出机制，以支持非均相芬顿催化剂的研究。
3. 结论部分：- 3.1 总结非均相芬顿催化剂依靠金属变价导致离子浸出的原因：该部分对文章的研究问题进行总结归纳，强调非均相芬顿催化剂中金属变价对离子浸出起到重要作用的主要原因。
结合实验和文献的综合分析，提出相关的结论和观点。
- 3.2 对进一步研究的展望：该部分对当前研究的不足和局限性进行讨论，并提出未来研究的方向和展望。
电极的极化和极化曲线_极化曲线
文章编号:100123849(2008)0720029206 电极的极化和极化曲线( )①——极化曲线覃奇贤, 刘淑兰(天津大学化工学院,天津 300072)Polar ization of Electrode and Polar ization Curve ( )(the end )——Polar ization CurveQ I N Q i 2x ian ,L I U Shu 2lan3 电极电位的测量311 液体接界电位1)定义 两种组成不同、浓度不同或者组成及浓度均不相同的电解液相接触时,在界面上产生的电位差,叫做液体接界电位,以E j 表示。
2)产生原因 当两种组成不同、浓度不同或者组成及浓度均不相同的电解液相接触时,由于两相中相同离子或不同离子存在浓度梯度,必然发生扩散,达稳态时,在两相界面间形成了双电层,双电层所具有的电位差就是液体接界电位。
3)液体接界电位的消除 液体接界电位是不可逆成分,原电池中存在液体接界电位,使原电池电动势的数值丧失热力学意义。
因此在电极电位的测量中必须设法消除或者是将其减到最小。
最常用的方法是采用盐桥,将液体接界电位减到最小。
盐桥实际上是将两种不同溶液隔开的中间溶液,该溶液的浓度很高(一般采用饱和溶液),而且所含正离子与负离子的迁移数比较接近,最常用的是饱和KC l 溶液。
当饱和的KC l 溶液与两种不同溶液相接触时,接界处的电位差主要是由KC l 的扩散产生的,在两个相界面形成的液体接界电位比原来的数值小得多,而且符号相反,因此总的数值将更小。
值得注意的是,盐桥中的溶液不应与原电池中的电解液发生反应,例如待测溶液为A gNO 3溶液,则不能选用KC l 盐桥。
通常用做盐桥的电解质还有KNO 3和N H 4NO 3。
312 电极电位的标度在电极电位的定义中规定,以标准氢电极为负极,待测电极为正极组成原电池,测得该原电池的电动势,叫做待测电极的电极电位,如手册中[1]给出的标准电极电位就是氢标电极电位。
极化与去极化
第四节极化与去极化以上己节讨论了金属电化学腐蚀的热力学倾向，并未涉及腐蚀速度和影响腐蚀速度的因素等人们最为关心的问题。
电化学过程中的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要因素，认清极化和去极化规律对研究金属的腐蚀与保护有重要的意义。
一、极化作用我们已经知道，电化学腐蚀是由于腐蚀电池的作用而引起的，腐蚀电池产生的腐蚀电流的大小可以用来表示电化学腐蚀的速度。
根据欧姆定律，腐蚀电流（2－7）式中——腐蚀电流强度（A）；——阴极电极电位（V）；——阳极电极电位（V）；——腐蚀体系总电阻（包括）（）。
按理将此带入式（2－5）或（2－6）就可算出理论腐蚀速度，然而通过试验测定的腐蚀速度与计算值相差甚远，计算值可以达到实测值的几十倍甚至上百倍。
进一步的研究发现，造成这一差别的结果是腐蚀电池的阴、阳极电位的电流通过时发生了明显的变化，阴极电位变负而阳极电位变正，使得阴、阳极间的电位差（）急剧缩小。
如果把无电流通过时的电极电位叫做电极的起始电位，以平衡电位的符号表示，那么腐蚀电池的起始电位差远大于其变化以后的电位差（），如图2－10所示，正因如此，计算所得腐蚀速度远大于实测的腐蚀速度。
极化就是指由于电极上通过电流而使电极电位发生变化的现象。
阳极通过电流电位向正的方向变化叫阳极极化。
阴极通过电流电位向负的方向变化叫阴极变化。
无论阳极极化或阴极极化都能使腐蚀原电池的极间电位差减小，导致腐蚀电流减小，阻碍腐蚀过程顺利进行。
极化又称极化作用、极化现象。
二、极化曲线试验证明，极化与电流密度关系密切，电流密度越大，电位变化幅度也越大。
所谓极化曲线就是表示同一电极上电极电位与电流密度之间变化关系的曲线。
利用图2－11的装置，就可以测定腐蚀电池的阴、阳极极化曲线。
当时，相当于短路状态，通过电极的电流为零，电极的电位相当于起始电位；随着的减小，电流逐渐增大，逐点测量电流强度（再折算成电流密度）及其对应的阴、阳极电位，经整理在图上就可以分别得到阴、阳极极化曲线。
第四章液相合成法的主要反应类型P57
沉淀剂种类及浓度的选择(使所有金属离子完全沉淀的原则）：
对于少量离子掺杂的多组分材料的合成，在共沉淀过程中必须按少量 离子完全沉淀的条件来进行控制，
表2列出了金属醇盐经水解生成的沉淀产物的形态。
表2 依靠金属醇盐水解得到的沉淀形态
a：无定形，b：结晶形，c：可溶性
很多的金属醇盐只有一种水解生成物。有些金属醇
盐却由于水解温度或空气介质的不同而使沉淀的种 类有差异，例如Pb的醇盐如果在室温下进行水解， 其产物是PbO，高温下这是PbO2。
另外，Fe（Ⅱ）醇盐由于存在微量氧而能被简单地 氧化为Fe（Ⅲ）醇盐，Fe（Ⅲ）醇盐通过水解产生 Fe（OH）3沉淀，经煅烧成为Fe2O3；另一方面， Fe（Ⅱ）醇盐水解生成Fe（OH）2，对这种沉淀进 行氧化，则变成Fe3O4。
可是 Mg、Be、Al等金属为了进行反应却需要 化剂。
HgCl2等作催
在合成由金属与有机醇不能直接反应得到的金属醇 盐时，可利用金属卤化物尤其是氯化物来代替金属。
氯化物与醇的反应是SN2反应，在反应中氯离子与 醇盐负离子置换的容易程度，受接受亲核攻击的氯 化物金属离子的电负性影响很大。例如按Si、Ti、 Zr、Th的顺序，这些元素的电负性减小，随之这些 氯化物与乙醇的反应性也减小，故不产生氯离子与 醇盐负离子间的完全置换。
4.2.3 共沉淀
在混合离子溶液中加入某种沉淀剂或混合沉淀剂使 多种离子同时沉淀的过程；叫共沉淀
共沉淀的目标是通过形成中间沉淀物制备多组分陶 瓷氧化物，这些中间沉淀通常是水合氧化物，也可 以是草酸盐、碳酸盐或者是它们之间的混合物。
由于被沉淀的离子在溶液中可精确计量，只要能保 证这些离子共沉淀完全，即能得到组成均匀的多组 分混合物，从而保证煅烧产物的化学均匀性，并可 以降低其烧成温度。
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第23卷 第4期高师理科学刊Vol.23 No.4 2003年 11月Journal of Science of Teachers College and University Nov. 2003 文章编号:1007-9831(2003)04-0042-04金属氢氧化物pK m值与离子极化孙凤琴,姜国玉,廉占琳(齐齐哈尔师范高等专科学校,黑龙江齐齐哈尔161005)摘要:研究了金属氢氧化物pK m值的计算规律,总结出5个计算式,探讨其原因深入到离子极化.关键词:金属氢氧化物pK m值;离子极化中图分类号:O611.64 文献标识码:A水是普遍使用的良好溶剂,各种化学物质在水中的溶解度及其计算无疑是非常重要的.金属氢氧化物在水中的溶解度及其计算在化学中也是为化学工作者所重视的.我们知道金属氢氧化物数量多金属占整个元素周期表中元素的80%以上;金属氢氧化物难溶解的种类多约占金属氢氧化物总量90%左右;在无机化学和分析化学以及化工生产中经常涉及到金属氢氧化物;物质溶解性与分子键型、离子极化等理论因素密切相关;同时人们更希望找出其溶解性的定量规律.为此本文拟谈金属氢氧化物pK m值的计算;为探求其原因再深入到离子极化及其内在因素离子结构;探讨金属氢氧化物与离子极化的关系.1 金属氢氧化物pK m值的计算为探讨计算金属氢氧化物pK m值规律,总结出了如下5个计算式:pK m=Z2r2+nn-a(1)此式适用于Lu+,Na+,K+,Rb+,Cs+诸金属离子氢氧化物pK m值的计算.式中a为经验常数: a=2.27.pK m=Z2r2+nn(2)此式适用于Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,Al3+,Tl+,Sc3+,Y3+,La3+,Zr3+,Th4+诸金属离子氢氧化物pK m的计算.pK m=Z2r2+nn+d en-1(3)此式适用于Cr2+,Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu2+,Ti3+,Cr3+,Fe3+,Co3+,Cu+、Ag+,Zn2+,Cd2+,Ga3+, In3+,Sn4+,Pb4+,Ru3+,Rh3+诸金属离子氢氧化物pK m的计算.pK m=Z2r2+nn+d en-1+f en-2(4)此式适用于Tl3+,Pb4+,Hg2+,Pt2+,Au3+,Ce3+,Pr3+,Nd3+,Pm3+,Sm3+,Eu3+,Gd3+,Tb3+,Dy3+,Ho3+,收稿日期:2003-07-04作者简介:孙凤琴(1962-),女,黑龙江齐齐哈尔人,高级讲师.第4期孙凤琴等:金属氢氧化物pK m值与离子极化43 Er3+,Tm3+,Yb3+、Lu3+,U3+,Pu3+,Am3+诸金属离子氢氧化物pK m的计算.pK m=Z2r2+nn+d en-1+2(5)此式适用于Sn2+,Pb2+诸金属离子氢氧化物pK m的计算.各式中Z为金属离子电荷数;r为金属离子半径(单位为10-10m),其数除Cu+,Pt2+,Au3+,Ru3+,Rh3+外均取值自Galdschmidt;n为金属原子电子层数(即其所属周期数);n 为金属离子电子层数本文所列的金属离子电子层数除外电子层构型为(18+2)e型Sn2+,Pb2+,Te+为n=n 外,其电荷为n =n-1;d e为金属原子(n-1)d轨道所含电子数;f e为金属原子(n-2)f轨道所含电子数.根据上述各计算式计算所得诸金属离子氢氧化物的pK m值列于表中(共60种,并列出了pK m值的计算值与实验值之误差).2 pK m值与离子极化从表中可见金属离子氢氧化物确实绝大多数属于难溶解的化合物.这是为什么呢?我们知道金属氢氧化物是离子化合物.带正电荷的金属阳离子和带负电荷的羟离子相互堆砌而构成晶体.阴、阳离子都处于对方的电场中,每个离子都必然发生变形,由此导致各自的电子层结构和电荷分布均发生变化,从而引起每两个异性离子核间距离缩短,彼此电子云发生重叠,同时体系能量降低.这种过程即为极化.在极化过程中,每种离子都使对方产生诱导偶极,这进一步强化了彼此的极化能力.这即所谓附加极化.显然各个离子总的极化能力应为其固有的极化能力与其新产生的附加极化能力之和.离子总极化能力的大小主要取决于离子自身的结构(1)离子电荷Z.Z越大,极化能力越大;(2)离子半径r.我们这里为利于计算,取其单位为10-10m.半径越小,极化能力越大;(3)离子电子层构型.其外电子层构型对离子极化能力的影响起主要作用,但其内层电子构型并非没有影响(其情况如何,本文将会涉及).由于上述所谈的离子极化造成的对物质宏观性质的显著影响之一就是使物质的溶解度大为降低.从表中显然可见金属氢氧化物的绝大多数溶解度极小,即pK m值极大.由此可见造成这种情况的主要原因正是金属氢氧化物中金属离子和羟阴离子之间发生了异乎寻常的相互极化.由此可透视出pK m值的大小在微观方面表征了离子极化的强弱.也就是说物质的pK m值越大,其离子间的极化越强,反之亦然.回顾前面的计算式不难发现影响离子总极化能力大小的因素不能排除离子的内层电子构型.请看式(3),可知内层电子d e对其定量的影响.再请看式(4),可知不仅内层电子d e,甚至更内层电子f e对其影响,而当f e电子越多时或达到最多值14个电子时其影响确实极为明显的.最后请看式(5),由式中可见除内层d e电子的影响外,这类离子的最外层的两个电子对离子极化能力的影响也具有举足轻重的作用.从以上5个计算式中可见,pK m值反映了化合物中离子间的极化程度和金属阳离子的极化能力.因此可以做出如下分析:(1)决定离子极化的主因在各计算式中的首项,即Z2r2或示为Z22r.离子电荷越多,离子半径越小,离子极化能力越强.(2)各式中nn项,即金属阳离子与该金属原来的原子的相对大小这个值表示离子能吸引或吸附阴离子的能力.因此值一般都小于1,也相对看出金属阳离子比较小的.但所有阴离子却都比其原来的原子大甚至是大得极多的.如Cl-半径为1.18!10-10m,而Cl原子的半径为0.99!10-10m.也就是说阴离子的nn> 1.(3)计算式(2)~(5)的其它各项,诸如d en-1和f en-2以及2,是表示离子最外层或次外层,甚至亚次外44高师理科学刊第23卷层的电子数:d en-1与f en-2所得之商为其电场强度,其大小会影响离子自身瞬时偶极、固有偶极、诱导偶极以及极化它种离子能力的相应大小.(4)金属氢氧化物中的羟阴离子其电荷虽少,但半径较大(1.33!10-10~1.53!10-10m),极易被半径较小的金属阳离子极化.特别当金属阳离子带电荷较多,内层d,f电子较多时,羟离子更易发生变形,更易被极化,进而发生附加极化而导致化合物的键型趋向共价化,以至使包括溶解降低等宏观性质的改变.当然影响离子极化的上述3个因素是充分地发挥了作用的,不能执一排它,以偏概全.表1 金属氢氧化物的pK m的值分子式r 10-10m Z 2rn d e f e pK m计算pK m实验 LiO H0.78 1.28200-1.13-0.7-0.43 NaO H0.98 1.02300-1.093-1.4+0.307 KOH 1.330.75400-1.15-1.3-0.15 RbOH 1.490.67500-1.135-1.2+0.065 CsO H 1.650.61600-1.132-1.3+0.168 Be(OH)20.3411.7720010.8858.8+2.085 M g(O H)20.78 5.13300 3.231 3.9-0.669 Ca(OH)2 1.06 3.77300 2.635 2.2+0.415 Sr(OH)2 1.27 3.15500 2.375 1.2+1.175 Ba(OH)2 1.43 2.8600 2.2330.6+1.633 Al(O H)30.5715.793008.5618.4+0.161 Sc(O H)30.8310.84400 6.177.1-0.93 Y(O H)3 1.068.49500 5.045 5.2-0.155 La(O H)3 1.227.38600 4.523 4.3+0.2233 Zr(O H)40.8718.395009.99512.1-2.905 Th(OH)4 1.1014.5670148.1310.3-2.16 Cr(O H)20.83 4.82440 4.493 4.1+0.393 Mn(OH)20.91 4.4440 4.283 4.4-0.117 Fe(O H)20.83 4.82460 5.16 5.1+0.06 Co(OH)20.82 4.88470 5.523 5.6+0.0766 Ni(O H)20.78 5.13480 5.9816 5.5+0.4816 Cu(O H)20.82 4.88490 6.19 6.5-0.31 Ti(OH)30.6913.044107.60310.3-2.697 Cr(O H)30.6414.064308.787.9+0.88 Fe(O H)30.6713.434509.1329.7-0.568 Co(OH)30.6414.064609.7811-1.22 CuO H0.96 1.044100 4.603 3.7+0.903 AgO H 1.130.885100 3.74 3.7+0.04 Ru(O H)30.7711.685507.898.64-0.753 Rh(O H)30.75125608.39.358-1.058 Zn(OH)20.83 4.824100 6.493 5.6-0.893 Cd(O H)2 1.03 3.885100 5.24 4.8+0.44 Ge(O H)30.6214.52410011.3439.4+1.943 In(OH)30.929.7851008.198.6-0.41第4期孙凤琴等:金属氢氧化物pK m值与离子极化45 续表1分子式r 10-10m Z 2r nd e f e pK m计算pK m实验Hg(O H)2 1.12 3.57610148.1188.8-0.682 Tl(OH)4 1.058.576101410.61811.3-0.6817 Pb(OH)40.8419.056101415.8513.5+2.35 Ce(OH)3 1.187.62602 4.976 5.3-0.324 Pr(O H)3 1.167.76603 5.46353+0.163 Nd(O H)3 1.157.83604 5.748 5.5+0.248 P m(O H)3 1.147.9605 6.033 5.6+0.443 Sm(O H)3 1.137.96606 6.313 5.6+0.713 Eu(O H)3 1.137.96607 6.65 5.7+0.86 Cd(O H)3 1.118.11607 5.805 5.8+0.005 Tb(OH)3 1.098.266097.21 5.8+1.4 Dy(O H)3 1.078.4160107.538 5.8+1.738 Ho(O H)3 1.058.5760117.868 5.9+1.968 Er(O H)3 1.048.6560128.158 6.1+2.05 Tm(O H)3 1.048.6560138.435 6.2+2.235 Yb(O H)3 1.00960148.83 6.3+2.53 Lu(OH)30.999.0960148.878 6.8+2.078 U(O H)3 1.048.65703 5.78 5.1+0.68 Pu(OH)3 1.018.91705 6.321 5.3+1.021 Am(OH)3 1.009706 6.557 5.3+1.257 Au(O H)30.919.89681410.87811.67-0.794 Pt(OH)30.8568148.43311.87-3.437 TlO H 1.490.6761014 1.330.7+0.635 Sm(O H)2 1.02 3.9251007.219-1.79 Pb(OH)2 1.30 3.0361014 6.765 5.1+1.665参考文献:[1]徐光宪.物质结构[M].北京:人民教育出版社,1961.[2]温元凯,邵俊.离子极化和氢氧化物溶解度的规律[J].科学通报,1997,(3):131.[3]周志华.离子极化和氢氧化物pK m的计算法[J].化学通报,1977,(3):39-41.[4]涅克拉索夫 著.普通化学教程[M].北京大学化学系无机教研室等译.北京:人民教育出版社,1961.746-748.The number value of metal oxyhydrogen s pK m and ion polarizationSUN Feng-qin,JIANG Guo-yu,LI AN Zhan-lin(Qiqihar Higher Teachers College,Qiqi har161005,China)Abstract:Studied the caculate law of the number value of metal oxyhydrogen∀s pK m,we summarized five caculate types,inquired its reason into ion polarization.Key words:number value of metal oxyhydrogen s pK m;ion polarization。