地球化学 实习二 实验二_pH-Eh关系图解的制作
实验二 双液系沸点-成分图的绘制
双液系沸点-成分图的绘制一、实验目的1、用冷凝回流法测定不同浓度的环己烷-乙醇体系的沸点；2、正确使用阿贝折射仪；3、绘制沸点-成分图，确定体系的最低恒沸点和相应的组成。
二、实验原理1、沸点-成分图在恒压下，完全互溶双液体系的沸点与成分关系有三种情况(如图1-1、1-2、1-3)：（1）溶液沸点介于二纯组分之间，如甲苯与苯；（2）溶液有最高恒沸点，如卤化氢和水，丙酮和氯仿等；（3）溶液有最低恒沸点，如环己烷和乙醇，水和乙醇等。
图1-3表示有最低恒沸点的体系的沸点-成分图。
图中：A’LB’代表液相线，A VB’代表气相线。
等温的水平线段和气、液的交点表示在该温度时互成平衡的两相成分。
图1－1简单互溶双液体系的T～x图图1－2具有最高恒沸点的T～x图图1－3具有最低恒沸点的的T～x图绘制沸点-成分图的简单原理：当总成分为x的溶液开始蒸馏时，体系的温度沿虚线上升，开始沸腾时成分为y的气相生成，气相量很少，继续蒸馏，气相量增多，沸点沿虚线继续上升，当气相线与液相线沿箭头指示方向达到x’和y’时，体系气液两相达成平衡，两相的物质数量按杠杆原理分配。
在实验装置中，利用回流的方法保持气、液两相的相对量一定，体系温度恒定。
待两相平衡后，取出两相物质用阿贝仪侧折射率，再用标准曲线取点的方法分析两相成分，给出该温度下气、液二相平衡成分的坐标点；改变体系总成分，再如上法找出另一对坐标点。
将所有气相点和液相点连成气相线和液相线，即得T-x平衡图。
2、阿贝仪的使用阿贝仪利用了折射和全反射全反射原理设计而成。
将样品滴在棱镜上，旋转棱镜使目镜能看到半明半暗现象。
旋转补偿棱镜消除色散，在转动棱镜使明暗界线正好与目镜中的十字线交点重合，从标尺上直接读取折射率。
三、实验仪器及药品1、仪器恒沸点仪阿贝尔折射仪（WZS-I 940168）蒸馏瓶电阻丝变压器水银温度计（50~100℃，分度值0.1℃）恒温水浴装置5mL、20mL移液管滴瓶万分之一天平2、药品乙醇环己烷图1-4 恒沸点仪四、实验内容1、沸点和两相成分的测定1）洗净、烘干蒸馏瓶，加20mL乙醇使温度升高并沸腾，每隔30s记一次数据；2）待温度稳定3min后，记最终温度及大气压；3）断电，用两只滴管取支管口处气相冷凝液及蒸馏瓶中液体，用阿贝折射仪测折射率，气相冷凝液测1次，液相测2次；4）蒸馏瓶中依次加2mL、2mL、3mL、4mL、5mL环己烷，按上述方法测沸点及气液两相折射率；5）回收母液，少量环己烷洗蒸馏瓶3~4次，注入20mL环己烷，测纯沸点及气液两相折射率；6）再向蒸馏瓶中依次加0.5mL、0.5mL、0.5mL、2mL、5mL、5mL乙醇，分别测沸点及气、液两相折射率。
电势pH图-物化实验报告
3.3 讨论分析
（1）对测定数据及计算结果的分析、比较 由图2曲线可见， ① pH 比较低时（小于4.0），Fe3+/Fe2+-EDTA体系与饱和甘汞电极（为负极）组成的电
池的电动势随pH升高而降低，说明Fe3+/Fe2+-EDTA体系电极电势随pH升高而降低。 此时的电极反应为
相应的
FeY- + H+ + e- = FeHY-
一个 pH 值和值，得出该溶液的一系列电极电势和 pH 值，直至溶液变浑浊（pH 约等于 2.3 左右）为止。随着溶液体积的增大，可适当加快搅拌速度以保证混合均匀。
3 结果与讨论
3.1 原始实验数据
实际称取 6.99 g EDTA，1.07 g 无水 FeCl3，1.65 g FeSO4∙7H2O。 实验现象：.
电势—pH 曲线的测定
2 实验操作
2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图
实验室 pH 计（FE20，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司），万用表（LINI-T UT58E， 优利德），铂电极，饱和甘汞电极，复合电极，85-2 型恒温磁力搅拌器（上海司乐仪器有限 公司），DC-0510 节能型智能恒温槽（宁波新芝生物科技有限公司），50 mL 塑料小烧杯 2 个， 100 mL 烧杯 1 个，250 mL 烧杯 1 个，玻棒 1 支，100mL 量筒（公用），电热水壶（公用）， 电陶炉（公用）。
论值更小）。 注意到不同组停止实验（即加酸后出现沉淀）的pH不同，猜想可以通过控制投料量和
水量以获得更大范围的曲线。 ③误差分析 温度误差：虽然有超级恒温槽，但实际实验温度不一定就是25 ℃，这样实验得出的
Fe3+/Fe2+-EDTA体系电极电势与25 ℃时计算的S/ H2S体系电势就不能进行对比（从而确定 脱硫液pH）了。
地球化学图制作步骤
打开数字地质调查综合信息平台。打开工程文件原始数据点，综合数据处理 →等值线图→出现对话框（图 11-1），依次选择点图层→字段名称（各元素名， 如 Au）→单击计算数字特征→单击下一步。出现对话框（图 11-2 设置），选择 Tin 方法→自定义 文件名改为 Au 极值→单击下一步→出现设置等值线参数对 话框，将步骤 7 中保存的色阶文件导入（单击装设置...找到色阶文件打开）→确 定→上一步→上一步，回到了图 11-1 对话框→字段名称改为其它元素（如 Ag） →单击计算数字特征→单击下一步。出现对话框（图 11-2 设置）→自定义 文件 名改为 Ag 极值→单击下一步→出现设置等值线参数对话框，将步骤 7 中保存的 色阶文件导入→单击确定→上一步→如此往返直到所有元素都做完为止。
10
广西浦北
往返，直到添加完所有元素为止，关闭工程文件。 9、裁剪地球化学图：
打开元素地球化学图的工程文件（如 Ag），观察图件边框外的区，如出现图 9-1 情形（红色箭头所指，应该叫窜色），就得加以修改，特别是图 9-1 所示在边
图 9-1
图 9-2
图 9-3（左侧为修改前、右侧为修改后） 框内就已经窜色的，以备裁剪后易于修改。修改后效果见 9-2。出现图 9-3 左侧
3.2
1.6
4.0
1.7
5.0
1.8
6.3
1.9
7.9
2.0
10
…
图上标注的真值 µg/g (或 ng/g)
12.5 16.0 20.0 25.0 32.0 40.0 50.0 63.0 79.0 100.0 …
图 7-9
9
广西浦北
新规范地球化学图色区设置见表 7-2，建议采用表 7-2 色区设置。
实验三 地球化学制图
实验四地球化学制图
一实验目的与要求
通过实验，加深对地球化学场和地球化学异常的理解，掌握元素地球化学图和地球化学剖面图的绘制方法。
二实验内容与实验步骤：
（一）元素地球化学图(单元素含量等值线图)的绘制
作图步骤如下：
1 根据工作比例尺，并在相应的比例尺下的图纸上，用实心小圆点标注出测区内所有的采样点位置及其相应的位置编号（图1）；
2 在每个采样点位置标出该点样品的元素含量分析结果，一张图上一般只标注一种元素，最多不超过两种元素；
3 按照对数或算数等间隔采用内插法勾绘等值线。
通常，如果异常强度很高（例如异常强度达到背景值的数倍、十数倍乃至上百倍）时，采用对数等间距；异常强度不高时，则采用算数等间距。
本实验以4ppm 为等值线间隔进行作图。
（二）地球化学剖面图的绘制
作图步骤如下：
1 元素含量按照一定的比例尺，绘出所在测线长度，并按照一定间距标出相应位置标号；
2 将剖面上采集样品的元素分析结果按照一定的纵向比例尺于剖面相应采集点位处的上方（与侧线水平轴线垂直方向）通过实心小圆点标出；
3 将相邻测点上对应的标志点用线段连接在一起，则会形成一条起伏变化的曲线，成为元素含量剖面图；
表1为内蒙某地Ⅴ号剖面采样点位及W元素的含量，请按照1：10000的横向比例尺，1：20（1cm＝20ppm）的纵向比例尺绘制一张元素地球化学剖面图。
表1 内蒙某地Ⅴ号剖面采样点位及W元素的含量
实验报告要求内容：
一、实验目的与要求；
二、实验方法与步骤；
三、绘制地球化学剖面图；
四、绘制元素地球化学图；
图1 某区Co元素地球化学元素含量数据图。
电势-PH图的绘制
学号：基础物理化学实验报告实验名称：电势-PH图的绘制班级：药学2班组号：1组实验人姓名：蔡慧同组人姓名：曾白霜、俞超文指导老师：杨平实验日期：湘南学院化学与生命科学系一、实验目的：(1)测定Fe3+/Fe2+ -EDTA 络合体系在不同PH 条件下的电极电势，绘制电势-PH 曲线（2）了解电势-PH 图的意义及应用（3）掌握电极电势，电池电动势和PH 的测量原理和方法二、主要实验原理，实验所用定律、公式：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Fe 3+/Fe 2+-EDTA 配合体系在不同的pH 值范围内，其络合产物不同，以Y 4-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)Y 2-+e FeY 2-+OH -根据能斯特(Nernst)方程，其电极电势为：φ＝φ－-2--2Fe(OH)Y OH FeY ln a a a F RT ⋅稀溶液中水的活度积K W 可看作水的离子积，又根据pH 定义，则上式可写成φ＝φ－b 1－FRTm m F RT 303.2ln -2-2Fe(OH)Y FeY -pH (1)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 m FeY 2- ≈m Fe 2＋ 。
在m Fe 2＋ / m Fe 3＋不变时，φ与pH 呈线性关系。
如图中的cd 段。
2、在特定的PH 范围内，Fe 2+和Fe 3+能与EDTA 生成稳定的络合物FeY 2-和FeY -，其电极反应为FeY - ＋e FeY 2-其电极电势为φ＝φ －-2FeY FeY ln a a F RT -(1) 式中，φ 为标准电极电势；a 为活度，a =γ·m(γ为活度系数；m 为质量摩尔浓度)。
地球化学实习报告
一、实习背景与目的随着科技的不断进步，地球化学在资源勘探、环境保护、灾害预警等领域发挥着越来越重要的作用。
为了更好地将所学知识与实践相结合，提高我们的专业技能和综合素质，我们于[实习时间]在[实习单位]进行了为期[实习天数]的地球化学实习。
本次实习旨在通过实际操作，加深对地球化学理论知识的理解，提高野外勘查能力，培养团队协作精神。
二、实习内容与方法1. 实习内容（1）野外勘查：了解地球化学勘查的基本流程，掌握样品采集、分析、处理等方法。
（2）实验室分析：学习地球化学实验室的基本操作，包括样品前处理、仪器分析、数据处理等。
（3）地质地貌考察：观察实习区域的地形地貌特征，了解区域地质背景。
（4）地球化学异常分析：分析实习区域的地球化学异常特征，识别成矿有利地段。
2. 实习方法（1）野外勘查：采用实地考察、样品采集、仪器测量等方法。
（2）实验室分析：采用化学分析、仪器分析等方法。
（3）地质地貌考察：通过实地观察、地形地貌分析等方法。
（4）地球化学异常分析：采用地球化学数据处理、异常识别、成矿预测等方法。
三、实习过程与成果1. 野外勘查实习期间，我们深入实习区域，对地形地貌、地质构造、地球化学特征进行了详细考察。
通过实地采样，采集了土壤、水、岩石等样品，为后续分析提供了基础数据。
2. 实验室分析在实验室，我们学习了样品前处理、仪器分析、数据处理等基本操作。
通过对样品的分析，了解了实习区域的地球化学特征，为成矿预测提供了依据。
3. 地质地貌考察通过对实习区域的地形地貌考察，我们掌握了区域地质背景，为地球化学勘查提供了基础。
4. 地球化学异常分析通过对实习区域的地球化学异常分析，我们识别出多个成矿有利地段，为后续资源勘探提供了重要线索。
四、实习体会与收获1. 实习过程中，我们深刻认识到地球化学在资源勘探、环境保护、灾害预警等领域的重要作用。
2. 通过实际操作，我们对地球化学理论知识有了更深入的理解，提高了野外勘查能力。
pH-Eh
• 水溶液的pH和Eh值分别可以改变元素在溶液中的存在形式和离子价
态，影响元素参与化学作用的能力和方式。各种主要的溶解物质沉 淀时，都需要一定的pH-Eh条件，也就是说平衡的建立需要一个稳定 的物理化学条件。
• ⑤ pH>5.9 Fe +2OH-= Fe(OH)2 +2e- E0=-0.89V
代入能斯特方程 E=-0.89+0.059log（1/[OH-]3）
E=-0.062-0.059pH
4. 绘制pH-Eh关系图解
5. 圈定自然界pH-Eh的变化范围
• 水的pH是由于溶解在水中的酸性和碱性物质共同作用来调节的，天
3. 计算Fe的pH-Eh的关系 （Fe2+ Fe(OH)2）
• ④ pH<5.9,Fe = Fe2++2e- E0=-0.41V
给定[Fe2+]=1mol，E=E0 关系为一水平线，其上下为Fe2+、Fe优势场。 给定[Fe2+]=10-3mol，E=E0-0.05917log(1/[ Fe2+])/2=—0.499V，也为一条直线， 其上下为Fe2+、Fe优势场。
• E0和Eh值对化学作用的影响：
（1） E0和Eh值确定了变价元素的价态，元素的价态和存在形式不同， 元素的迁移能力也就不同；
（2） Eh值对于像Fe、Mn等变价元素化合物的溶解度有很大影响，且 形成的Fe、Mn矿物的类型不一样，而对非变价元素如 pH和Eh作为介质(包括水、土壤等)环境物理化学性质的综合性指标。
化学酸和碱中和反应和pH新ppt
4
5
Part Three
酸碱指示剂与滴定 实验
酸碱指示剂的种类与选择
01
02
03
04
酸碱指示剂：能 够指示溶液酸碱 性的物质
常见酸碱指示剂： 酚酞、甲基橙、 甲基红等
选择原则：根据 溶液的酸碱性和 实验要求选择合 适的指示剂
指示剂变色范围： 不同指示剂的变 色范围不同，需 要根据实验要求 选择合适的变色 范围
酸碱反应的产物：盐和 04
水，其中盐的性质取决 于酸和碱的性质
中和反应的实质
01
02
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04
中和反应是酸和 碱之间的反应
反应的实质是氢 离子和氢氧根离 子的结合
反应产物是盐和 水
中和反应的实质 是酸和碱的质子 转移和电子转移
中和反应的应用
01
污水处理：中和酸 性或碱性废水，降 低环境污染
02
食品加工：调节食 品的酸碱度，改善 口感和保质期
局限性：需要精 确的仪器和试剂， 操作复杂
误差来源：人为 操作误差、仪器 误差、试剂误差 等
改进方法：采用 自动化滴定系统， 提高实验精度和 效率
Part Four
酸碱平衡与缓冲溶 液
酸碱平衡的概念与影响因素
酸碱平衡：溶液中 酸和碱的浓度保持 相对稳定，pH值 不变
影响因素：温度、 浓度、离子强度、 溶剂性质等
滴定终点的判断： 根据指示剂的颜 色变化确定滴定 终点
滴定体积的计算： 根据滴定管中消 耗的滴定液体积 计算滴定体积
酸碱浓度的计算： 根据滴定体积和 酸碱浓度的换算 关系计算酸碱浓 度
酸碱滴定误差分 析：分析滴定实 验中的误差来源 和影响因素，提 高实验精度
地球化学 实习二 实验二_pH-Eh关系图解的制作
《地球化学》实习二pH-Eh关系图解的制作一、实习目的1、掌握H2O对自然环境中Eh的控制作用。
2、掌握pH-Eh关系图解的制作方法。
3、了解pH-Eh关系图解在地球化学研究中的意义。
二、实习原理1、自然氧化-还原环境的极限氧化上限：H2O ⇔ 1/2O2 + 2H+ + 2e-E0=1.23V (P O2=0.21)E = E0 + (0.059/n)⋅log KE = 1.22 – 0.059pH还原上限：H2⇔ 2H+ + 2e-E0=0.00V (P H2=1)E = E0 + (0.059/n)⋅log KE = – 0.059pH2、pH-Eh关系图解以Eh为纵坐标，pH为横坐标，图示pH与Eh的关系。
以Fe3+-Fe2+、Fe(OH)3-Fe(OH)2、Fe2+-Fe(OH)3半反应为例，绘制pH-Eh关系图解。
三、实习内容1、绘制H2O的pH-Eh关系图解⑴H2O的电化学半反应方程式：(-)H2O→1/2 O2 +2H++ 2e- E0 =1．23 VE = 1.23 + 0.03 log[p O2]1/2[H+]2E = 1.22－0.059 pH当pH=4时，E=0.984当pH=9时，E=0.689(+)H2 → 2H+ + 2e- E0 =0．00VE =－0.059pH－(0.059/2)log p H2E =－0.059pH当pH=4时，E=-0.236当pH=9时，E=-0.5312、以Fe2+、Fe(OH)2、Fe3+、Fe(OH)3形式为例，绘制Fe的pH-Eh关系图解。
选定条件：[Fe2+]=1 M和[Fe2+]=10-3 M两种情形。
铁的Eh-pH相图编制；根据Fe2+→Fe3+反应形式分三段作图⑴当pH＜2时，反应为：Fe2+ = Fe3++e- E0=0.77V线形为水平线,其上下为Fe3+、Fe2+优势场⑵当pH=2-10时,反应为：3 H2O + Fe2+ = Fe(OH)3 + 3H+ + e- E0= 1.06V;代入能斯特方程E = 1.06 +0.059log（[H+]3/[ Fe2+]）给定[Fe2+] = 1 mol, E = 1.06-0.177pH[Fe2+] =10-3 mol, E = 1.237-0.177pH⑶当pH>10时, 反应为：Fe(OH)2 + OH- = Fe(OH)3 + e- E0 = -0.56VE = -0.56 + 0.059 log[1/OH-] = 0.27 - 0.059pH⑷当pH＜5.9时，反应为：Fe = Fe2++2e- E0=-0.41V给定[Fe2+] = 1 mol,E=E0，线形为水平线,其上下为Fe、Fe2+优势场；[Fe2+] =10-3 mol,E=E0-0.059 log（1/[ Fe2+]）/2=-0.4985V，也为一条直线，其上下为Fe、Fe2+优势场。
物化实验(二元液系相图的绘制)
(c)
图8-10 完全互溶双液系的三类温度—组成相图
完全互溶双液系的温度—组成的相图可分为三类：(1) 溶液沸点介于两纯组分之间；(2) 具有最低恒沸点； (3) 具有最高恒沸点。
• 与恒沸点相应的溶液称为恒沸物，其蒸汽 与液相的组成完全相同。对于这类的双液 系，用分馏法只能从溶液中分离出一种纯 组分和恒沸物。恒沸物则不能用分馏法直
8.7 二元液系相图的绘制
一、实验目的 （1）测定以水—正丙醇为例的二元液系相图， 确定其最低恒沸点温度及恒沸物的组成。 （2）加深对二元液系相图的种类、特点、恒沸 物、杠杆规则的理解。 （3）熟练掌握阿贝折射仪的使用。 （4）学会利用折光率与物质组成的关系曲线测 定物质组成。 （5）掌握超级恒温槽的原理、恒温调节方法及 外循环恒温技巧。
思考题
• 液态完全互溶的二元液系相图有那几类？ • 什么是恒沸物？有何特点？ • 如何判断气液已达到平衡？ • 实验成败的关键在于测定折光率时组成是否改变。有哪些错误的操作可引 起这一结果？ • 实验过程中哪些仪器必须预先干燥？
• 温度计读数露茎校正的原理和方法？
• 实验过程中未按操作步骤准确加入计量的药品，对实验结果有何影响？ • 沸点仪中D贮槽过大或过小，对测量有什么影响？ • 温度计的水银球应该处于什么状态？ • 什么情况下才能取样？ • 试写出沸点的压力校正公式。
• 注释：
• [1] 在实验过程中，可观察到由正丙醇—纯水体系汽相、 液相的折光率将向着降低或升高的方向移动，起初气液 两相折光率的读数相差较小，随后相差慢慢增加，又慢 慢减小，直至相等，此时溶液对应最低恒沸点混合物组 成。该体系的最低恒沸点在87 ℃左右，正丙醇含量在 69～71%之间。 • [2] 整个实验需要的时间较长，在实验中可由两组同学 分别从水，从正丙醇开始做，各自进行一半的测量，共 同完成相图。 • [3] 一定要使体系达到气液平衡，即温度读数稳定再取 样。
地球化学学习主要流程步骤
地球化学实习主要流程步骤实习四概率分布型式的检验及背景值和异常下限的确定1.将实习用的数据新建一个文件夹，以自己的学号命名2.复制表4-1的数据，选择性粘贴→文本，然后保存。
文件→另存为→一共3个要点：保存的位置：自己建的文件夹里，必须和运行程序在同一级目录；文件名：推荐4-1；保存的文件类型：csv逗号分隔 (后缀必须是csv格式)；然后以同样的操作方式复制表4-2的数据进行相同操作。
3.运行BASIC程序，得出结果4.以写字板方式（EXCEL）打开运行结果.5.简单解释一下相关参数的意思6.以相同的方式运行4-2的数据，得出运行结果.7.演示做作业。
复制实习4的作业到另外一个空白的WORD文档里，单独以自己的学号命名。
具体方式为：姓名+学号+实习内容的顺序。
比如：200701010326朱国勋No.18.开始填表：首先求出均值和方差，用各组组上限值（Xi），计算，以4-1为例：均值为1.46，方差为0.26，用EXCEL编辑公式=ROUND((A2-1.46)/0.26,2)9. 据值查标准正态概率分布函数表，得到各Xi点的累积概率F（）。
10.计算Dn值，在F（）的基础上加减13.6分组间隔频数f频率f累计频率∑fμ值概率F(μ)%临界曲线（上）临界曲线（下）0.77-0.97 3 3 3 -1.88 3.01 16.61 -10.590.97-1.17 9 9 12 -1.12 13.14 26.74 -0.461.17-1.37 22 22 34 -0.35 36.32 49.92 22.721.37-1.57 32 32 66 0.42 66.28 79.88 52.681.57-1.77 20 20 86 1.19 88.3 101.9 74.71.77-1.97 12 12 98 1.96 97.5 111.1 83.91.97-2.17 2 2 100 2.73 99.68 113.28 86.0811.建立画图的文件。
关于HSC chemistry 6 绘制Eh-pH图的简要说明
17. Eh-pH - DIAGRAMS (Pourbaix-diagrams)电位-pH图展现了液体中不同物种的热力学稳定区域，稳定区域根据pH以及电势提出，通常情况下，水的稳定区域上限和下限在图中用虚线表示。
传统上，这些图表取自不同的手册。
然而，在大多数手册中，这些图只能用于有限数量的温度、浓度和元素组合。
HSC Chemistry的Eh-pH模块，用户可以在选定的温度和浓度下快速、灵活、准确地绘图。
The Eh-pH-module is based on STABCAL - Stability Calculations for Aqueous Systems - developed by H.H. Haung, at Montana Tech., USA9,10.17.1 IntroductionEh-pH-diagram也被称为Pourbaix-diagram。
这些图中最简单的类型是基于一种元素和水溶液组成的化学系统，例如Mn-H2O系统。
系统可以包含溶解离子、固态氧化物、氢氧化物、氧化物等多种类型的物质。
Eh-pH图显示了这些物质在氧化还原电位- pH-坐标下的稳定性区域。
通常氧化还原电位轴是基于标准氢电极(SHE)刻度指定Eh，但也可以使用其他刻度。
系统的氧化还原电位表示它交换电子的能力。
当电位较高时(Eh > 0)，系统倾向于将电子从物种中移除，这些条件可能存在于电解池阳极附近，但也可以通过一些氧化剂(Cu + H2O2 = CuO + H2O)生成。
在还原条件下，当电位较低(Eh < 0)时，系统能够向种提供电子，例如阴极或一些还原剂。
该体系的pH值描述了它向该物质提供质子(H(+a))的能力。
在酸性条件下(pH < 7)，质子浓度高，在碱性条件下(pH > 7)，质子浓度低。
通常在固定的Eh-pH条件下，大量不同的物质同时存在于水溶液中。
Pourbaix图通过只显示每个稳定区域中含量最高的优势物种，大大简化了这种情况。
地球化学图解应用课件
Nd同位素用于火成岩成因研究：
常用εNd(t)表示Nd同位素组成，εNd(t)反映了岩石 在其形成时的143Nd/144Nd初始值与原始未熔融的 地幔的相对偏离。
火成岩的εNd(t)<0，表明它们来源于地壳物质，或 至少它们形成的过程中与地壳物质发生过相当明 显的混染，混染程度越明显，其负值越大； εNd(t)>0，表明它们来源于亏损地幔，正值越大 ，表明它们来源于轻稀土亏损越是明显的地幔源 区。
测定对象主要为超基性、基性岩；全岩等时线样一般采 6~10块样，每块1kg左右，要保证样品的同源、同期、同 一封闭体系；全岩—单矿物等时线样采1块即可，单矿物 测定对象常为云母类、角闪石类、辉石类、钾长石类、海 绿石、伊利石、霞石及火山玻璃、玄武岩、隐晶质全岩； 样品要新鲜。
三、数据整理及相关图解
沉积岩REE模式：1.反映物 源岩石成分；2.反映物源区 风化程度。
（2）不相容元素图解（蜘蛛图解）
标准化：原始地幔、球粒陨石、MORB 火成岩：1.源区地球化学特征；2.岩石演化过程中
晶体/熔体的平衡关系 ；3.构造环境对比分析。 沉积岩（常用平均页岩数值标准化）：对比？
（3）铂金属组元素（PGE）图解 Ru，Rh，Pd，Os，Ir、Pt及Au、Cu、Ni等
（2）主要用途 用一组同源、同期的中酸性岩及沉积岩的全岩样品，测定、计算岩石的生成 年龄；用一组遭受同期变质的单矿物样或变质矿物样，测定、计算变质年龄 。
（3）采样要求 A．测定对象主要为中、酸性岩的生成年龄；全岩等时线样一般采6~10块样
，每块1kg左右（对于不均匀的岩石，样品重量可加大到10kg），要保证样品 的同源、同期、同一封闭体系；全岩—单矿物等时线样和矿物等时线采1块即 可，单矿物测定对象常为云母类、角闪石类、辉石类、钾长石类、海绿石、 伊利石、霞石及火山玻璃、玄武岩、隐晶质全岩；样品要新鲜，避开外来包 体及脉体。 B．测定沉积岩生成年龄，采同层位的海绿石或泥质页岩标本10~30 块。海绿 石样重1g，纯度>90%；全岩样重1kg。尽量避免混有陆屑成分及后期风化蚀 变。 C．测定变质年龄，采同地点、同变质期的数种单矿物3-6 个，每个单矿物样 重lg，纯度>98%。 D．全岩样需研磨至200 目，缩分至30-50g 送样。为防止样品污染，样品加工 最好由测试单位进行。 E．送样时需附选样单，内容同Ar 法。
地球化学样品的Eh—pH值测定及应用
h一 p H范 围
怎 样 测 定 样 品的 E h 值 ? 早 在 2 0 多年前 就 有 人 进 行 过 试 验
但 由 于 其 效 果 不佳 没 有 取 得 明
显进展 人 们 常用 的 方法 是 取一 定量 的 粉末样 品 加 一 定 量的 蒸馏 水 制 成悬 浮 溶 液
将 电 极 插 入 该 溶 液进 行 测 定
然 后将 样 品加 入
。
另 外一种 方 法 是电 位 差 再 测溶 液 的 E h 值
,
即 先测定 一 定 量 的 高 锰 酸 钾氧 化 液 的 E h 值
, ,
,
求得
两 次 测 定结 果 之 差
则 认为 该 差 值 即 是 样 品 的 还 原容 量
,
这 种 方 法 也 具 有 重 现 性不高 且 不 经 具 体操 作 过 程
,
其余 参数 的测 以 起抛
定 都 已 得 到 了 较好 的 解 决 砖 引 玉 的 作用
1
。
本 文 仅 就 地 表 样 品 的 E h 值 测 定 方 法 与 应 用 作 出一 些 探讨
原理 与方法
在 地 表 条件 下
,
硫 化物 与大 多数 硅 酸盐 矿 物 不 同
。
,
它 是 很 好的 电 子 导 体
2
具有很 高 的 重 现性
其 值可 代 表样 品 的 真 正 E h 值
应用
为 了检 验 该 方 法 的 可 用 性
、
,
作 者 分 别 对 甘 肃 白银 厂 地 区 的 地 表 铁 帽 样 品 及 黑 龙 江 省牡 丹
,
江 地 区 地 表 土 壤样 品 进行 过 测 试研 究
白银 厂 是 一 黄 铁 矿 型 铜
6.电位-pH图(2)
例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图
因此
ϕ水溶液/ Pb = ϕPb
2+
/ Pb
= ϕPbCl+ / Pb
= ϕPbCl 0 / Pb
2
= ϕPbCl − / Pb
3
= ϕPbCl 2− / Pb
4
例如：Pb－Cl－H2O系φ－pH图
对于反应
Pb + 2e = Pb
有
2.303RT 1 ϕPb2+ / Pb = ϕ Pb2+ / Pb − lg 2F [Pb2+ ]
Zn2+（aq）
φ
Zn（OH）2
HZnO21-
ZnO22-
Zn（s）
pH
小结
前面已说过，根据φ0=- ∆ 0/nF及 G lgk=- ∆ G0/2.303RT，即可计算出φ0及lgk值。 但是，由于现在已有热力学手册可以直接查出 φ0及lgk，所以可以直接引用
小结
对于高温水溶液的热力学数据也有参考手册可查。 可查的热力学手册主要有2本，一本是昆明理工大 学杨显万教授编写，冶金工业出版社出版的《高温 水溶液热力学数据手册》，另一本是 Barner,Herbert E等编写的《热力学数据手册》。 但要注意，2本手册应用时有区别。
将
[PbCl + ] = β1[Pb2+ ][Cl − ]
[PbCl20 ] = β2[Pb2+ ][Cl − ]2
[PbCl42− ] = β4[Pb2+ ][Cl − ]4
[PbCl3− ] = β3[Pb2+ ][Cl − ]3
代入上式得
4 2+ i [Pb]T = [Pb ]•1+ ∑βi [Cl] i=1
关于HSC chemistry 6 绘制Eh-pH图的简要说明
17. Eh-pH - DIAGRAMS (Pourbaix-diagrams)电位-pH图展现了液体中不同物种的热力学稳定区域，稳定区域根据pH以及电势提出，通常情况下，水的稳定区域上限和下限在图中用虚线表示。
传统上，这些图表取自不同的手册。
然而，在大多数手册中，这些图只能用于有限数量的温度、浓度和元素组合。
HSC Chemistry的Eh-pH模块，用户可以在选定的温度和浓度下快速、灵活、准确地绘图。
The Eh-pH-module is based on STABCAL - Stability Calculations for Aqueous Systems - developed by H.H. Haung, at Montana Tech., USA9,10.17.1 IntroductionEh-pH-diagram也被称为Pourbaix-diagram。
这些图中最简单的类型是基于一种元素和水溶液组成的化学系统，例如Mn-H2O系统。
系统可以包含溶解离子、固态氧化物、氢氧化物、氧化物等多种类型的物质。
Eh-pH图显示了这些物质在氧化还原电位- pH-坐标下的稳定性区域。
通常氧化还原电位轴是基于标准氢电极(SHE)刻度指定Eh，但也可以使用其他刻度。
系统的氧化还原电位表示它交换电子的能力。
当电位较高时(Eh > 0)，系统倾向于将电子从物种中移除，这些条件可能存在于电解池阳极附近，但也可以通过一些氧化剂(Cu + H2O2 = CuO + H2O)生成。
在还原条件下，当电位较低(Eh < 0)时，系统能够向种提供电子，例如阴极或一些还原剂。
该体系的pH值描述了它向该物质提供质子(H(+a))的能力。
在酸性条件下(pH < 7)，质子浓度高，在碱性条件下(pH > 7)，质子浓度低。
通常在固定的Eh-pH条件下，大量不同的物质同时存在于水溶液中。
Pourbaix图通过只显示每个稳定区域中含量最高的优势物种，大大简化了这种情况。
HSC Chemistry使用手册Eh-pH Diagram模块中文
17. Eh - pH - DIAGRAMS （Pourbaix-diagrams）Eh—pH-diagrams show the thermodynamic stability areas of differentspecies in an aqueous solution。
Stability areas are presented as a function ofpH and electrochemical potential scales. Usually the upper and lower stabilitylimits of water are also shown in the diagrams with dotted lines。
Traditionally these diagrams have been taken from different handbooks12。
However，in most handbooks these diagrams are available only for alimited number of temperatures，concentrations and elementcombinations。
Eh-pH图显示不同物种在水溶液中的热力学稳定区。
稳定的地区作为一个潜在的尺度和电化学作用的pH值.通常上、水下稳定极限也与虚线图所示.传统上，这些图已从不同的handbooks12。
然而，在大多数手册这些图是只有数量有限的温度，浓度和元素组合.The Eh—pH module of HSC Chemistry allows the construction of diagramsin a highly flexible and fast way, because the user can draw the diagramsexactly at the selected temperature and concentration.HSC化学Eh-pH模块允许在一个高度灵活和快速的方式图解,因为用户可以画出图形，在选定的温度和浓度.The Eh—pH—module is based on STABCAL - Stability Calculations forAqueous Systems —developed by H。
地球化学稀土元素配分分析
《地球化学》实习测验REE图表处理及参数计算一、实习目的1、掌握稀土元素组成模式图的制作方法。
2、掌握表征稀土元素组成的基本参数。
3、培养独立查阅文献及处理数据的能力。
二、基本原理1、稀土元素组成模式图1、原子序数为横坐标2、标准化数据为纵坐标3、对数刻度2、表征稀土元素组成的基本参数3、稀土总量4、轻重稀土比值5、轻稀土分异指数6、重稀土分异指数7、铕、铈异常三、实习测验内容1、绘制各类侵入岩的稀土元素组成模式图；2、计算各类侵入岩稀土元素组成的基本参数；3、对已绘制的图表和计算出的数据进行解释。
4、在以上实习内容掌握之后，自行查阅文献一篇，并进行以上3项操作。
四、实习测验步骤1、根据查阅文献数据，找到自己想要的数据表1 蒙库铁矿床岩石、矿石、矿物稀土元素成分分析（ppm）2、选出自己要的数据建立表格表2 稀土元素组成模式图（ppm）3、对数据进行球粒陨石标准化表3球粒陨石标准化后稀土元素组成模式图(ppm)图1 蒙库铁矿床稀土元素配分图5、计算稀土元素基本参数表4 表征稀土元素组成的基本参数6、数据及图表的解析（1）绿帘石：∑REE=266.49ppm，表明稀土元素含量较高；LR/HR=4.98，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=2.26，(Gd/Lu)N=1.47，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
Eu异常值=1.23，为强正异常；Ce异常值=0.95，表明Ce基本无异常；稀土元素配分模式为轻稀土富集，重稀土相对亏损的右倾型，图像具有左陡右缓特点，Eu正异常明显特征。
（2）磁铁矿矿石：∑REE=10.75ppm，表明稀土元素含量较低；LR/HR=3.15，表明轻重稀土元素间发生了较大的分异，轻稀土元素相对富集；(La/Sm)N=1.47，(Gd/Lu)N=0.88，显示轻重稀土元素内部都发生了分异作用，轻稀土元素分异更明显。
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《地球化学》实习二
pH-Eh关系图解的制作
一、实习目的
1、掌握H2O对自然环境中Eh的控制作用。
2、掌握pH-Eh关系图解的制作方法。
3、了解pH-Eh关系图解在地球化学研究中的意义。
二、实习原理
1、自然氧化-还原环境的极限
氧化上限：
H2O ⇔ 1/2O2 + 2H+ + 2e-E0=1.23V (P O2=0.21)
E = E0 + (0.059/n)⋅log K
E = 1.22 – 0.059pH
还原上限：
H2⇔ 2H+ + 2e-E0=0.00V (P H2=1)
E = E0 + (0.059/n)⋅log K
E = – 0.059pH
2、pH-Eh关系图解
以Eh为纵坐标，pH为横坐标，图示pH与Eh的关系。
以Fe3+-Fe2+、Fe(OH)3-Fe(OH)2、Fe2+-Fe(OH)3半反应为例，绘制pH-Eh关系图解。
三、实习内容
1、绘制H2O的pH-Eh关系图解
⑴H2O的电化学半反应方程式：
(-)H2O→1/2 O2 +2H++ 2e- E0 =1．23 V
E = 1.23 + 0.03 log[p O2]1/2[H+]2
E = 1.22－0.059 pH
当pH=4时，E=0.984
当pH=9时，E=0.689
(+)H2 → 2H+ + 2e- E0 =0．00V
E =－0.059pH－(0.059/2)log p H2
E =－0.059pH
当pH=4时，E=-0.236
当pH=9时，E=-0.531
2、以Fe2+、Fe(OH)2、Fe3+、Fe(OH)3形式为例，绘制Fe的pH-Eh关系图解。
选定条件：[Fe2+]=1 M和[Fe2+]=10-3 M两种情形。
铁的Eh-pH相图编制；根据Fe2+→Fe3+反应形式分三段作图
⑴当pH＜2时，反应为：
Fe2+ = Fe3++e- E0=0.77V
线形为水平线,其上下为Fe3+、Fe2+优势场
⑵当pH=2-10时,反应为：
3 H2O + Fe2+ = Fe(OH)3 + 3H+ + e- E0= 1.06V;
代入能斯特方程E = 1.06 +0.059log（[H+]3/[ Fe2+]）
给定[Fe2+] = 1 mol, E = 1.06-0.177pH
[Fe2+] =10-3 mol, E = 1.237-0.177pH
⑶当pH>10时, 反应为：
Fe(OH)2 + OH- = Fe(OH)3 + e- E0 = -0.56V
E = -0.56 + 0.059 log[1/OH-] = 0.27 - 0.059pH
⑷当pH＜5.9时，反应为：
Fe = Fe2++2e- E0=-0.41V
给定[Fe2+] = 1 mol,E=E0，线形为水平线,其上下为Fe、Fe2+优势场；
[Fe2+] =10-3 mol,E=E0-0.059 log（1/[ Fe2+]）/2=-0.4985V，也为一条直线，其上下为Fe、Fe2+优势场。
⑸当pH>5.9时，反应为：
Fe+2 OH- = Fe(OH)2 + 2e- E0 = -0.89V
代入能斯特方程E = -0.89+0.059log（1/[OH-]3）E=-0.062-0.059pH
四、实习步骤
1、建立电化学半反应方程式，查阅相关参数。
2、以设定的条件计算pH-Eh的关系。
3、绘制pH-Eh关系图解。
4、圈定自然界pH-Eh的变化范围。
5、探讨pH-Eh关系图解在地球化学研究中的意义。
五、实习要求
每人完成一份实习报告。