【清华】第六次实验电势PH
电势pH图的绘制实验报告
学号：0221基础物理化学实验报告实验名称：电势pH图的绘制应用化学二班班级 03 组号实验人姓名： xx同组人姓名： xxxx指导老师：杨平老师实验日期： 2013-11-5湘南学院化学与生命科学系电势－pH 曲线的测定【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Fe 3+/Fe 2+-EDTA 溶液在不同pH 条件下的电极电势，绘制电势-pH 曲线。
【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。
一、高pH 时电极反应为Fe(OH)Y 2-+eFeY 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 ≈m Fe 。
在m Fe / m Fe 不变时，φ与pH 呈线性关系。
如图中的cd 段。
二、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 - ＋eFeY 2-其电极电势为φ＝φ－-2FeY FeY lna a F RT -(1) 式中，φ为标准电极电势；a 为活度，a =·m (为活度系数；m 为质量摩尔浓度)。
电势-pH曲线的测定
实验十五 电势－pH 曲线的测定1. 目的要求（1）测定Fe 3+/Fe 2+－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 值的测量原理和方法2. 基本原理许多氧化还原反应(redox reaction)的发生，都与溶液的pH 值有关，此时电极电势不仅随溶液的浓度和离子强度变化，还随溶液的pH 值不同而改变。
如果指定溶液的浓度，改变其酸碱度，同时测定相应的电极电势与溶液的pH 值，然后以电极电势对pH 作图，这样就绘制出电势—pH 曲线，也称为电势—pH 图。
图15-1为Fe 3+/Fe 2+－EDTA 和S/H 2S 体系的电势与pH 的关系示意图。
对于Fe 3+/Fe 2+－EDTA 体系，在不同pH 值时，其络合物有所差异。
假定EDTA 的酸根离子为Y 4－，下面我们将pH 值分成三个区间来讨论其电极电势的变化。
（1）在高pH 值（图15-1中的ab 区间）时，溶液的络合物为Fe(OH)Y 2－和FeY 2－，其电极反应为：Fe(OH)Y 2－ + e － ===== FeY 2－ + OH －根据能斯特（Nernst ）方程，其电极电势为：()()()()22ln a FeY a OH RT F a Fe OH Y θϕϕ---⋅=- （15-1）式中φӨ为标准电极电势，a 为活度。
由a 与活度系数γ和质量摩尔浓度m 的关系可得：a =γ·m （15-2）同时考虑到在稀溶液中水得活度积K W (activity product)可以看作为水的离子积，又按照pH定义，则（15-1）式可改写为：图15-1 电势－pH 关系示意图 (2)(1)d c b a ϕ/ V pHA (2) S/H 2S 体系 (1) Fe 3+/Fe 2+－EDTA 体系()()()()()()2222 2.303ln ln W FeY K m FeY RT RT RT pH F F F Fe OH Y m Fe OH Y θγϕϕγ----⋅=--- （15-3） 令()()()--=221Y OH Fe K FeY ln F RT b W γγ，在溶液离子强度和温度一定时，b 1为常数。
【清华】电动势的测定
电动势的测定刘晓惠 化51 2005011837 同组实验者：韦冰心实验日期：2008-4-16 交报告日期：带实验老师：麻英1 引言本实验中制备锌电极、银电极，然后用饱和甘汞电极作参比电极，测量这两个电极的电极电动势、测量银浓差电池的电动势。
1.1 实验目的：1、掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。
2、了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。
3、测定Ag +/Ag 、Zn/Zn 2+电极电势和Ag 浓差电池电动势。
1.2 实验原理：电极电势的测定原理：电池使由2个半电池组成的。
电池电动势是两电极的代数和。
当电势都以还原电势表示时，以丹尼尔电池为例：Zn|Zn 2+(a 1)||Cu 2+(a 2)|Cu负极反应：Zn →Zn 2++2e -22RT 1(Zn /Zn)ln 2F a(Zn )ϕϕΘ+-+=-正极反应：Cu 2++2e -→Cu2+2RT 1(Cu /Cu)ln 2F a(Cu )ϕϕΘ++=-电池反应：Zn+Cu 2+→Cu+Zn 2+2+2+RT a(Zn )E=E ln 2F a(Cu )Θ-式中Θϕ(Zn +2/Zn)、Θϕ(Cu +2/Cu)分别为锌电池和铜电池的标准电势。
E Θ为溶液中锌离子的活度a （Zn+2）和铜离子的活度a （Cu+2）均等于1时的电池电动势。
在电化学中，电极电势的绝对值至今还无法测定，而是以某一电极的电极电势作为零，然后将其它的电极与它组成电池，规定该电池的电动势为该被测电极的电极电势。
通常将标准氢电极电势规定为零。
由于氢电极制备及使用不方便等缺点，一般常用另外一些制备工艺简单、易于复制、电势稳定的电极，如甘汞电极和氯化银电极等，作为参比电极来代替氢电极。
2实验操作2.1 实验药品、仪器型号及测试装置示意图仪器：表1 仪器列表仪器型号其它稳压电源XY-965K 新英电器有限公司数字电位差计UJ330-1 上海精密科学仪器有限公司参比电极232型误差：0.04%Ox+200μV半电油管3个饱和甘汞电极1只锌电极1只银电极2只小烧杯15ml 2个药品：0.1000mol/kg-1znS04、0.1000mol/kg-1AgCl，0.1000mol/kg-1KCl、饱和KCl盐桥、饱和KNO3盐桥、饱和硝酸亚汞溶液。
【清华】电动势_孙悦_2010011825
电动势的测定姓名：孙悦学号：2010011825 班级：化01 同组实验者：肖雅博实验日期：2013.3.20 提交报告日期：2013.3.25带实验老师：石文博 1 引言1.1 实验目的1．掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。
2．了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。
3．测定Ag 、Zn 电极电势和Ag 浓差电池电动势。
1.2 实验原理在恒温恒压可逆条件下，电池反应的吉布斯自由能的改变值等于对外所作的最大非体积功，如果非体积功只有电功一种，则,()r T p G nEF∆=-式中：n 为电池输出元电荷的物质量，单位为mol ，E 为可逆电池的电动势，单位为V ，F 为法拉第常数。
通过电动势的测量可以获得一系列的热力学函数。
1．对消法测电动势的原理对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图2-13-1所示。
电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。
图2-13-1对消法测定原理图2．电极电势的测定原理可逆电池的电动势是正、负两电极的电势差。
设正极电势为φ＋，负极电势为φ－，有E =φ+−φ−φ=φ⊖−RT zF ln a ν 还原态a ν 氧化态2 实验操作2.1 药品、仪器精密数字电位差计；半电池管3个；饱和甘汞电极1支、锌电极1支；银电极2支；15ml 小烧杯5个。
0.1000mol/dm-3ZnS04、0.1000mol/dm-3AgNO3、0.1000mol/ dm-3KCl、饱和KCl盐桥、饱和KNO3盐桥、饱和硝酸亚汞溶液。
2.2 实验条件实验温度：20.5℃实验压力：102.19kPa 湿度：26%2.3 实验操作步骤及方法要点电极使用前应用砂纸打磨。
注意废液和废纸回收。
本实验检流计可直接使用“测量”挡，不要换档。
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)。
电势—pH曲线的测定
l g
a 0x a re
•(1)
二、实验原理
• 本实验所讨论的是Fe3+/Fe2+-EDTA 络 合体系。以Y4-代表EDTA酸根离子 (CH2)2N2，体系的基本电极反应为 • FeY-+e = FeY2• 其电极电势为 ( ) • (3)
ε = εo +b + 2
2 .303R T
F
l g
cF eY cF;/Fe2+ —EDTA络合体系的电势—pH曲线
三、仪器与试剂 仪器与试剂
• 酸度计，数字电压表，铂片电极(或铂丝 酸度计，数字电压表，铂片电极 或铂丝 电极)，饱和甘汞电极，复合电极， 电极 ，饱和甘汞电极，复合电极，磁力 搅拌器，滴瓶(25ml)，碱式滴定管 搅拌器，滴瓶 ，碱式滴定管(50ml) 量筒(100ml)，超级恒温槽，EDTA， ，量筒 ，超级恒温槽， ， FeCl3·6H2O，FeCl2·4H2O，HCl溶液 ， ， 溶液 (4mol·dm-3), NaOH溶液（1 mol·dm-3） 溶液（ 溶液 ）
电势—pH曲线的测定 曲线的测定 电势
1.实验目的 实验目的
• 测定Fe3+/Fe2+-EDTA体系的电势—pH 图，掌握测量原理和pH计的使用方法。
二、实验原理
• 根据能斯特(Nernst)公式，溶液的平衡电 极电势与溶液的浓度关系为 •
o ε = ε1 +
2 .303R T
nF 2 .303R T cox 2 .303R T γ ox o = ε1 + l g + l g γ re nF cre nF
四、实验步骤
• 1.仪器装置
图2 电势pH测定装置图 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.铂电极 7.反应器
电势-ph曲线测定实验报告
电势-ph曲线测定实验报告电势-ph曲线测定实验报告引言：电势-ph曲线测定实验是一种常用的实验方法，用于研究溶液的酸碱性质。
通过测定不同溶液在不同pH值下的电势，可以得到电势-pH曲线，从而了解溶液的酸碱性质及其变化规律。
本实验旨在通过测定一系列酸碱溶液的电势-pH 曲线，探究溶液的酸碱性质以及酸碱反应的特点。
实验方法：1. 准备实验所需的试剂和仪器设备，包括酸碱溶液、电极、pH计等。
2. 将待测溶液分别加入不同的试管中，并分别测定其pH值。
3. 将电极插入待测溶液中，使其与试液充分接触，并记录下此时的电势值。
4. 重复上述步骤，测定不同pH值下的电势值。
5. 根据测得的数据，绘制电势-pH曲线图。
实验结果与讨论：通过实验测定，我们得到了一系列酸碱溶液在不同pH值下的电势数据，并绘制出了相应的电势-pH曲线图。
根据实验结果，我们可以得出以下几点结论：1. 酸性溶液的电势随pH值的降低而升高，即电势-pH曲线呈上升趋势。
这是因为酸性溶液中存在大量的氢离子，而氢离子的浓度与pH值成反比关系。
随着pH值的降低，氢离子浓度增加，导致电势升高。
2. 碱性溶液的电势随pH值的升高而升高，即电势-pH曲线呈上升趋势。
这是因为碱性溶液中存在大量的氢氧根离子，而氢氧根离子的浓度与pH值成正比关系。
随着pH值的升高，氢氧根离子浓度增加，导致电势升高。
3. 在酸碱中性点附近，电势-pH曲线呈现一个平坦的区域。
这是因为在中性溶液中，氢离子和氢氧根离子的浓度相等，电势保持稳定。
4. 酸碱反应中，当酸性溶液与碱性溶液混合时，电势-pH曲线呈现一个明显的跃变点。
这是因为酸碱反应会产生水分子，从而改变了溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度，导致电势发生变化。
结论：通过电势-ph曲线测定实验，我们可以了解溶液的酸碱性质及其变化规律。
实验结果表明，酸性溶液的电势随pH值的降低而升高，碱性溶液的电势随pH值的升高而升高，而在酸碱中性点附近，电势保持稳定。
物理化学-实验十五：电势-pH曲线的测定
实验十五 电势-pH 曲线的测定一、实验目的及要求1．掌握电极电势、电池电动势和pH 值的测定原理和方法；2．测定Fe 3+/Fe 2+ - EDTA 络合体系在不同pH 条件下的电极电势，绘制电势-pH 曲线；3．了解电势-pH 曲线的意义及应用。
二、实验原理有H + 或OH -离子参与的氧化还原反应，其电极电势与溶液的pH 值有关。
对此类反应体系，保持氧化还原物质的浓度不变，改变溶液的酸碱度，则电极电势将随着溶液的pH 值变化而变化。
以电极电势对溶液的pH 值作图，可绘制出体系的电势-pH 曲线。
本实验研究Fe 3+/Fe 2+ ~ EDTA 体系的电势-pH 曲线，该体系在不同的pH 值范围内，络合产物不同。
EDTA 为六元酸，在不同的酸度条件下，其存在形态在分析化学中已有详细的讨论。
以Y 4- 为EDTA 酸根离子，与 Fe 3+/Fe 2+ 络合状态可从三个不同的 pH 值区间来进行讨论。
1．在一定的 pH 范围内，Fe 3+ 和Fe 2+ 能与EDTA 形成稳定的络合物，FeY 2- 和FeY - ，其电极反应为：FeY - + e - = FeY 2- （1）根据能斯特方程，溶液的电极电势为： ---=FeY FeY a a F RT 2ln θϕϕ （2） 式中，φθ 为标准电极电势，a 为活度。
根据活度与质量摩尔浓度的关系：m a ⋅=γ （3）代入（2）式，得：--------=--=FeY FeY FeY FeY FeY FeY m m F RT b m m F RT F RT 222ln )(ln ln 1θθϕγγϕϕ （4） 式中，--=FeY FeY F RT b γγ2ln 1。
当溶液的离子强度和温度一定时，b 1为常数。
在此pH 范围内，体系的电极电势只与络合物FeY 2—和FeY —的质量浓度比有关。
在EDTA 过量时，生成络合物的浓度与配制溶液时Fe 3+ 和 Fe 2+ 的浓度近似相等，即：+-+-≈≈322Fe FeY Fe FeY m m m m （5）因此，体系的电极电势不随pH 值的变化而变化，在电势-pH 曲线上出现平台，如图1中bc 段所示。
电势-pH曲线的测定(物理化学实验)
=
(������θ
+
������)
+
2.303������������ ������
lg
������F0e3+ ������F0e2+
应为水平段。 然而平缓段并非完全水平，而依然有缓慢下降的趋势，分析认为是在 Fe3+ / Fe2+ - EDTA 体系中，高 pH 情况下产生的 Fe(OH)Y2-和低 pH 情况下产生的 FeHY-依然有少量的存在，并且根据 pH 的不同有不同的平衡，导致电极电 势有微小的改变。
lg
������W
)
+
2.303������������ ������
lg
������Fe(OH)Y2− ������FeY2−
−
2.303������������ ������ pH
=
(������θ
+
������′′
−
2.303������������ ������
lg
������W)
+
2.303������������ ������
电势-pH 曲线的测定
实验者：林澄昱 生 04 2010030007； 同组者：张弯弯 实验日期：2010-04-07； 提交日期： 实验指导：石文博
1 引言
在众多对氧化还原体系的反应研究时，其电极电势不仅与溶液的浓度和离子强度有段， 还与溶液的 pH 有关。在一定浓度的溶液中，改变溶液的 pH，同时测定电极电势和溶 液的 pH，然后以电极电势 ε 对 pH 左图，就可以得到等温、等浓度的电势 – pH 曲线。 本实验针对 Fe3+ / Fe2+ - EDTA 体系，将其与惰性电极项链，与参比电极组成电池，通 过测定开路电压测得体系的电极电势，同时利用酸度计测出相应条件下的 pH，可以绘 制出该体系的电势 – pH 图。
【清华】电势-pH
基本电极反应：FeY-+e = FeY2-
Nernst公式：
其中 为标准电极电势，，aox、cox和γox分别为氧化态的活度、浓度和活度系数；are、cre和γre分别为还原态的活度、浓度和活度系数。在恒温及溶液离子强度保持定值时，式中的末项 亦为一常数，用b表示之，则
对于本实验情况，EDTA过量，生成的络合物的浓度近似等于配置溶液时的铁离子浓度，即：
图1.电势—pH关系示意图
由此可知，只要将Fe3+/Fe2+EDTA络合体系和惰性电极相连，与参比电极组成电池，就可以测得体系的电极电势，同时用酸度计测出相应条件下的pH值，就可以方便准确绘制出该体系的电势－pH图。
2实验操作
2.1实验药品、仪器型号及测试装置示意图
酸度计，数字电压表，铂片电极(或铂丝电极)，饱和甘汞电极，复合电极，磁力搅拌器，滴瓶(25ml)，碱式滴定管(50ml)，量筒(100ml)，超级恒温槽，EDTA，FeCl3·6H2O，FeCl2·4H2O（或硫酸亚铁铵），HCl溶液(4mol·dm-3), NaOH溶液（1.5mol·dm-3）。
FeY-+H++e = FeHY-
则
(5)
同样，在较高pH时，有
Fe(OH)Y2-+e = FeY2-+OH-
(6)
式中，KW为水的离子积。
由式(5)及(6)可知，在低pH和高pH值时，Fe3+/Fe2+EDTA络合体系的电极电势不仅与 的比值有关，而且也和溶液的pH有关。在 比值不变时，其电势-pH为线性关系。如图2-16-1中的ab，cd段
2.3.2.配制溶液
用台称称取7gEDTA，放入小烧杯中，加40ml蒸馏水，加热溶解，溶解后让EDTA溶液冷至35～45℃，转移到反应器中。迅速称取1.72gFeCl3·6H2O和1.18 gFeCl2·4H2O，（或2.33g硫酸亚铁铵）立即转移到反应器中。打开搅拌器的电源，调节合适的搅拌速度，注意搅拌子不要碰到电极。
电势-pH曲线的测定
实验十五 电势－pH 曲线的测定1. 目的要求（1）测定Fe 3+/Fe 2+－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 值的测量原理和方法2. 基本原理许多氧化还原反应(redox reaction)的发生，都与溶液的pH 值有关，此时电极电势不仅随溶液的浓度和离子强度变化，还随溶液的pH 值不同而改变。
如果指定溶液的浓度，改变其酸碱度，同时测定相应的电极电势与溶液的pH 值，然后以电极电势对pH 作图，这样就绘制出电势—pH 曲线，也称为电势—pH 图。
图15-1为Fe 3+/Fe 2+－EDTA 和S/H 2S 体系的电势与pH 的关系示意图。
对于Fe 3+/Fe 2+－EDTA 体系，在不同pH 值时，其络合物有所差异。
假定EDTA 的酸根离子为Y 4－，下面我们将pH 值分成三个区间来讨论其电极电势的变化。
（1）在高pH 值（图15-1中的ab 区间）时，溶液的络合物为Fe(OH)Y 2－和FeY 2－，其电极反应为：Fe(OH)Y 2－ + e － ===== FeY 2－ + OH －根据能斯特（Nernst ）方程，其电极电势为：()()()()22ln a FeY a OH RT F a Fe OH Y θϕϕ---⋅=- （15-1）式中φӨ为标准电极电势，a 为活度。
由a 与活度系数γ和质量摩尔浓度m 的关系可得：a =γ·m （15-2） 同时考虑到在稀溶液中水得活度积K W (activity product)可以看作为水的离子积，又按照pH定义，则（15-1）式可改写为：图15-1 电势－pH 关系示意图 (2)(1)d c ba ϕ/ VpH A (2) S/H 2S 体系(1) Fe 3+/Fe 2+－EDTA 体系()()()()()()2222 2.303ln ln W FeY K m FeY RT RT RT pH F F F Fe OH Y m Fe OH Y θγϕϕγ----⋅=--- （15-3） 令()()()--=221Y OH Fe K FeY ln F RT b W γγ，在溶液离子强度和温度一定时，b 1为常数。
【清华】电势-PH图正式报告
电势—pH 曲线的测定王维新 2004030002 生物系44班 2006-3-71. 实验目的和原理测定Fe 3+/Fe 2+-−EDTA 体系的电势—pH 图，掌握测量原理和pH 计的使用方法。
标准电极电势的概念被广泛应用于解释氧化还原体系之间的反应。
但是很多氧化还原反应的发生都与溶液的pH 值有关，此时，电极电势不仅随溶液的浓度和离子强度变化，还要随溶液pH 值而变化。
对于这样的体系，有必要考查其电极电势与pH 的变化关系，从而能够得到一个比较完整、清晰的认识。
在一定浓度的溶液中，改变其酸碱度，同时测定电极电势和溶液的pH 值，然后以电极电势ε对pH 作图，这样就制作出体系的电势-pH 曲线，称为电势-pH 图。
根据能斯特(Nernst)公式，溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为εεεγγ=+=++101230323032303oxreoo RTnFa a RT nF c c RT nF .lg.lg .lgox re x re(1)式中a ox 、c ox 和γox 分别为氧化态的活度、浓度和活度系数；a re 、c re 和γre 分别为还原态的活度、浓度和活度系数。
在恒温及溶液离子强度保持定值时，式中的末项2303.lgRTnFγγoxre亦为一常数，用b 表示之，则()εε=++22303o b RTnFc c .lgoxre(2) 显然，在一定温度下，体系的电极电势将与溶液中氧化态和还原态浓度比值的对数呈线性关系。
本实验所讨论的是Fe 3+/Fe 2+-−EDTA 络合体系。
以Y 4-代表EDTA 酸根离子 (CH 2)2N 2()CH COO 244-，体系的基本电极反应为 FeY -+e = FeY 2-则其电极电势为()εε=++--22303o b RTFc c .lgFe YFe Y2 (3) 由于FeY -和FeY 2-这两个络合物都很稳定，其lgK 稳分别为25.1和14.32，因此，在EDTA 过量情况下，所生成的络合物的浓度就近似地等于配制溶液时的铁离子浓度，即c c c cFe Y Fe 0Fe Y Fe 02-+-+==32这里c Fe 03+和c Fe 02+分别代表Fe 3+和Fe 2+的配制浓度。
电势ph曲线的测定实验报告
电势ph曲线的测定实验报告电势pH曲线的测定实验报告摘要：本实验通过测定电势pH曲线，研究了溶液中酸碱物质的电离程度和酸碱强度之间的关系。
实验结果表明，在不同浓度的酸碱溶液中，pH值与电势呈现一定的关联性，通过分析电势pH曲线可以了解溶液的酸碱特性。
引言：酸碱溶液的酸碱性质对于许多化学和生物过程具有重要影响。
了解溶液的酸碱性质，可以帮助我们理解许多自然界和实验室中发生的化学反应。
电势pH曲线是一种常用的实验方法，通过测量溶液的电势和pH值，可以揭示溶液中酸碱物质的电离程度和酸碱强度之间的关系。
实验方法：1. 准备不同浓度的酸碱溶液，如盐酸、硫酸、氢氧化钠和氢氧化铵溶液。
2. 用玻璃电极将溶液与参比电极连接，将电极放置在溶液中。
3. 使用pH计测量溶液的pH值，并记录下相应的电势值。
4. 将测量得到的数据绘制成电势pH曲线图。
结果与讨论：通过实验测量得到的电势pH曲线如图1所示。
[插入图1：电势pH曲线图]从图1中可以看出，在酸性溶液中，电势随pH值的降低而增加，表明酸性溶液中存在电子供体。
而在碱性溶液中，电势随pH值的升高而增加，表明碱性溶液中存在电子受体。
这与酸碱物质的电离程度和酸碱强度有关。
在强酸溶液中，pH值较低，电势较高，说明酸性物质的电离程度较高。
而在弱酸溶液中，pH值较高，电势较低，说明酸性物质的电离程度较低。
同样地，在强碱溶液中，pH值较高，电势较低，说明碱性物质的电离程度较高。
而在弱碱溶液中，pH值较低，电势较高，说明碱性物质的电离程度较低。
通过电势pH曲线的测定，我们可以了解溶液中酸碱物质的电离程度和酸碱强度。
这对于理解溶液中的化学反应和溶液的酸碱性质具有重要意义。
通过对不同浓度的酸碱溶液进行测定，我们还可以比较不同溶液的酸碱性质，进一步探究酸碱物质的性质和行为。
结论：通过电势pH曲线的测定实验，我们了解到溶液中酸碱物质的电离程度和酸碱强度与pH值和电势之间存在一定的关系。
在酸性溶液中，电势随pH值的降低而增加；在碱性溶液中，电势随pH值的升高而增加。
实验六-水样中pH值的测定
实验六-水样中pH 值的测定一、实验目的1、了解pH 值的直接电位法测定原理及方法；2、掌握酸度计的使用方法。
二、实验原理由pH 玻璃电极（指示电极）和饱和甘汞电极（参比电极）插入溶液中组成测定pH 值的原电池。
在一定条件下，电池电动势E 是试液中pH 值的线性函数。
测量E 时，若参比电极接正，则E = K + 0.059pH (25℃)上述能斯特公式中的K 值包括饱和甘汞电极电位、内参比电极电位、玻璃膜的不对称电位及参比电极与溶液间的液接电位，它难于用理论方法计算出来，但在一定得实验条件下是常数。
通常需要用与待测溶液pH 值接近的标准缓冲溶液进行校正，以抵消K 值对测量的影响。
其原理是：当电极对分别插入pH s 标准缓冲溶液和pH x 未知溶液中，电动势E s 和E x 分别为E s = K + 0.059pH s (25℃)E x = K + 0.059pH x (25℃)两式相减，得059.0059.0E pH E E pH pH s s x s x ∆+=-+= (25℃)在酸度计上，pH 示值按照ΔE/0.059分度，此分度值只适用于温度为25℃时。
为适应不同温度下的测量，需进行温度补偿。
在实际测定中，先将“温度补偿”旋钮调至溶液的温度处，然后将电极对插入已知pH s 的标准缓冲溶液中，用“定位”旋钮将仪器示值调节到pH s 的数值处，这叫“定位”校正（将K 值抵消）。
进行“温度补偿”和“定位”校正后，电极插入pH x 的试液中，仪器就可以直接显示出pH x 的测定值。
pH x 值的设定误差决定于pH s 的正确配置、两电极的性能及酸度计的情况。
一般说来，用一种标准溶液校正仪器后，再去测另一种标准溶液，若测定值与第二种标准溶液的pH 标准值误差小于允许值，则符合要求，否则应检查不准确的原因。
三、仪器与试剂1. 仪器pHS-2F 酸度计（1台）、pH 复合电极（1支）、塑料小烧杯（50mL 3只）2. 试剂pH 标准缓冲溶液：pH =4.01（0.05mol •L -1 KHC 8H 4O 4 溶液）、pH =6.86（0.025mol •L -1 KH 2PO 4 和0.025mol •L -1 Na 2HPO 4 的混合溶液）、pH =9.18（0.01mol •L -1 Na 2B 4O 7 •10H 2O 溶液）；各种未知水样。
电势-ph测定实验报告
电势-ph测定实验报告引言电势是物体或者系统中能够与其他物体或者系统交换电荷的能力，是描述电场中电荷分布的物理量。
电势PH测定实验旨在通过实验测得不同pH值溶液的电势差，从而研究溶液中的电离现象和酸碱性质。
实验目的1. 了解电势的概念及其测量方法；2. 掌握电势差的测量方法；3. 研究溶液的酸碱性质，探究电势与pH值之间的关系。
实验器材与试剂1. 电位计；2. 酸碱试剂：盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、氨水(NH3)、氢氧化钠(NaOH)等；3. pH试纸。
实验步骤1. 首先，将电位计接通电源，并校零调节，使电位计指示归于零点；2. 每个试剂研究前，先将其浓度标定，配匀浓度溶液；3. 使用pH试纸测定不同试剂溶液的pH值，记录于表格中；4. 将电位计的电极放入待测溶液中，等待电位计读数稳定后记录电位计示数；5. 重复以上步骤，记录所有试剂的电势差。
实验结果与分析实验中测得的不同试剂的pH值如下表所示：试剂pH值-HCl 2.0H2SO4 1.5NH3 10.0NaOH 14.0通过电位计测得的不同试剂的电势差如下表所示：试剂电势差(V)HCl -0.8H2SO4 -0.9NH3 0.6NaOH 0.8根据实验结果可以得出以下结论：1. 电势差与溶液的pH值呈反相关关系：酸性溶液(pH值较低)具有负电势差，而碱性溶液(pH值较高)具有正电势差；2. 盐酸和硫酸的电势差都为负数，因为它们是酸性溶液；3. 氨水和氢氧化钠的电势差都为正数，因为它们是碱性溶液。
实验误差与改进1. 实验中的仪器精度限制了实验结果的准确性，可以尝试使用更高精度的电势计进行测量；2. 在溶液准备过程中，浓度的标定和配制过程可能存在误差，应该采取更准确的方法进行浓度调节；3. 在实验过程中，应该保持实验环境的稳定，避免外部因素对实验结果的干扰。
总结通过电势PH测定实验，我们了解了电势的概念和测量方法，并研究了溶液的酸碱性质。
物化实验—电势-pH曲线测定
2FeY2-+ 1/2O2+ H2O = 2FeY-+ 2OH-
根据电极反应：、
S + 2H++ 2e-= H2S
25℃时，电极电势与S的分压的关系为
求pH=2，5，8时电极电势
pH
ε
2.00
-0.13
5.00
-0.31
8.00
-0.49
从图中可以看出，这两条线并没有交点。
6.15
-0.1187
2.79
-0.0942
5.95
-0.1160
2.71
-0.0917
5.81
-0.1145
2.61
-0.0882
5.64
-0.1134
2.53
-0.0848
5.22
-0.1127
3.2数据处理
3.2.1绘制电势-pH曲线
以测得的电动势（即血癌那个对于饱和甘汞电极体系的电极电势）为纵轴，pH为横轴，做出Fe3+/Fe2+-EDTA络合体系的电势-pH曲线。线上水平段确定FeY-和FeY2-稳定存在的pH范围。
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——铂电极
7——反应器
2.3 实验操作步骤及方法要点
2.3.1pH计的校准
（1） 将复合电极与酸度计相连，选择酸度计的clear模式；
（2） 选择“7 – 4”双缓冲液模式进行校准；
（3） 当一起显示出pH = 7信号时，用去离子水冲洗电极并置入pH = 6.86的缓冲液中，当READY等亮时，按下确定键；
【清华】电势-pH曲线测定
实验16 电动势-pH 曲线的测定张圣夫 化92 2009011878 同组人：陈其乐 实验日期：2012-2-29，提交报告日期：2012-3-11.引言1.1 实验目的测定Fe3+/Fe2+-EDTA 体系的电势-pH 图，掌握测量原理和pH 计的使用方法。
1.2 实验原理很多氧化还原反应的发生不仅与溶液的浓度和离子强度有关，还与溶液pH 值有关。
在一定浓度的溶液中，改变溶液的pH 值，同时测定电极电势和溶液的pH 值，然后以电极电势ε对pH 作图，就可以得到等温、等浓度的电势-pH 曲线。
根据能斯特(Nernst)公式，溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为()0111 2.303lg 2.303 2.303lg lg2.303lg o xreo o o a RT nF a c RT RT nF c nF c RT b nF c εεγεγε=+=++=++ox xre reoxre(1) (2)所以，在一定温度下，体系的电极电势将与溶液中氧化态和还原态浓度比的对数呈线性关系。
Fe 3+/Fe 2+-EDTA 络合体系中，不同pH 值条件下，其络合产物不同，电极反应不同，电极电势也不同。
以Y 4-代表EDTA 酸根离子(CH 2)2N 2()CH COO 244-，体系的基本电极反应为 FeY -+e = FeY 2-其电极电势为()22.303lg oc RT b F c εε--=++2FeY FeY (3)在EDTA 过量情况下，所生成的络合物的浓度就近似地等于配制溶液时的铁离子浓度，即32-+-+==200FeY Fe FeY Fe c c c c ，εε=++++（）232o b 2.303RT F lg c c Fe 0Fe 0(4) 由式上式可知，Fe 3+/Fe 2+-EDTA 络合体系的电极电势随溶液中的c c Fe Fe 320++/比值变化，而与溶液的pH 值无关。
对具有一定的cc FeFe 320++/比值的溶液而言，其电势—pH 曲线应表现为水平线。
【清华】030054-0324-张磊楠
电动势的测定张磊楠 2008030054 生86 同组人：石穿实验日期：2010年3月24日 提交报告日期：2010年3月24日带实验助教：陆君1、引言1.1 实验目的1. 掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法；2. 了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念；3. 测定Ag +/Ag 、Zn ／Zn 2+电极电势和Ag 浓差电池电动势；1.2 实验原理1.2.1 对消法测电动势的原理电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。
对消法的原理是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图1所示。
电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。
工作电流回路ac 为均匀滑线电阻，通过可变电阻R 与工作电源E 构成回路，其作用是调节可变电阻R ，使流过回路的电流成为某一定值。
这样ac 上有一定的电位降低产生，工作电源E 可用蓄电池或稳压电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。
标准回路S 为电动势精确已知的标准电池，b 是可在ac 上移动的接触点，k 是双向开关，kb 间有一灵敏度很高的检流计G ，当k 扳向S 一方时，ab 1GS 回路的作用是校准工作回路以标定ac 上的电位降。
如标准电池S 的电动势为1.01865伏，则先将b 点移动到ac 上标记1.01865伏的b 1处，迅速调节R 直至G 中无电流通过。
这时S 的电动势与ab 1之间的电位降大小相等、方向相反而对消。
测量回路当双向开关K 换向X 的一方时，用ab 2GX 回路根据校正好的ac 上的电位降来测量未知电池的电动势。
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实验报告：电势—pH 曲线的测定杨枫2004030066 生46 同组：王昊天实验日期：2006年5月20日 1．引言标准电极电势的概念被广泛应用于解释氧化还原体系之间的反应。
但是很多氧化还原反应的发生都与溶液的pH 值有关，此时，电极电势不仅随溶液的浓度和离子强度变化，还要随溶液pH 值而变化。
对于这样的体系，有必要考查其电极电势与pH 的变化关系，从而能够得到一个比较完整、清晰的认识。
在一定浓度的溶液中，改变其酸碱度，同时测定电极电势和溶液的pH 值，然后以电极电势ε对pH 作图，这样就制作出体系的电势-pH 曲线，称为电势-pH 图。
根据能斯特(Nernst)公式，溶液的平衡电极电势与溶液的浓度关系为εεεγγ=+=++101230323032303oxreoo RTnFa a RT nF c c RT nF .lg.lg .lg ox re xre(1)式中a ox 、c ox 和γox 分别为氧化态的活度、浓度和活度系数；a re 、c re 和γre 分别为还原态的活度、浓度和活度系数。
在恒温及溶液离子强度保持定值时，式中的末项2303.lgRTnFγγoxre亦为一常数，用b 表示之，则()εε=++22303o b RTnFc c .lgoxre(2) 显然，在一定温度下，体系的电极电势将与溶液中氧化态和还原态浓度比值的对数呈线性关系。
本实验所讨论的是Fe 3+/Fe 2+-−EDTA 络合体系。
以Y 4-代表EDTA 酸根离子 (CH 2)2N 2()CH COO 244-，体系的基本电极反应为 FeY -+e = FeY 2-则其电极电势为()εε=++--22303ob RTFc c .lg Fe YFe Y2 (3) 由于FeY -和FeY 2-这两个络合物都很稳定，其lgK 稳分别为25.1和14.32，因此，在EDTA 过量情况下，所生成的络合物的浓度就近似地等于配制溶液时的铁离子浓度，即c c c c Fe Y Fe 0Fe Y Fe 02-+-+==32这里c Fe 03+和c Fe 02+分别代表Fe 3+和Fe 2+的配制浓度。
所以式(3)变成εε=++++（）232ob 2.303RT F lgc c Fe 0Fe 0 (4)由式(4)可知，Fe 3+/Fe 2+-−EDTA 络合体系的电极电势随溶液中的c c FeFe 320++/比值变化，而与溶液的pH 值无关。
对具有某一定的c c FeFe 320++/比值的溶液而言，其电势—pH 曲线应表现为水平线。
但Fe 3+和Fe 2+除能与EDTA 在一定pH 范围内生成FeY -和FeY 2-外，在低pH 时，Fe 2+还能与EDTA 生成FeHY -型的含氢络合物；在高pH 时，Fe 3+则能与EDTA 生成Fe(OH)Y 2- 型的羟基络合物。
在低pH 时的基本电极反应为 FeY -+H ++e = FeHY - 则εεε=+'+-=+'+---++().lg .().lg .oo b RTFc c RT FpH b RT F c c RTF pH 230323032303230332Fe Y Fe HY Fe 0Fe(5)同样，在较高pH 时，有Fe(OH)Y 2-+e = FeY 2-+OH -εεε=+-⎛⎝ ⎫⎭⎪+-=+''-⎛⎝ ⎫⎭⎪+---++o F o e b RT F K RT F c c RTF b RT F K RT F c cRTF23032303230323032303230300.lg .lg ..lg .lg .w E(OH)Y Fe Y W Fe F 2232pHpH(6)式中，K W 为水的离子积。
由式(5)及(6)可知，在低pH 和高pH 值时，Fe 3+/Fe 2+−EDTA 络合体系的电极电势不仅与cc FeFe 3200++/的比值有关，而且也和溶液的pH 有关。
在c c FeFe 3200++/比值不变时，其电势-pH 为线性关系，其斜率为-2.303RT/F 。
图I —24.1是Fe 3+/Fe 2+−EDTA 络合体系(c EDTA 0均为0.15mol ·dm -3)的一组电势—pH 曲线。
图中每条曲线都分为三段：中段是水平线，称电势平台区；在低pH 和高PH 时则都是斜线。
曲线 c /(mo l dm Fe 033+-·) c /(mo l dm )Fe 032+-· c c FeFe 3200++/Ⅰ 09.9×10-2Ⅱ 6.2×10-2 3.1×10-2 2 Ⅲ 9.6×10-2 6.0×10-4160 Ⅳ10.0×10-2图I —24.1 Fe 3+/Fe 2+ —EDTA 络合体系的电势—pH 曲线 图I —24.1所标电极电势都是相对于饱和甘汞电极的值。
I —Ⅳ4条曲线对应各组分的浓度如表1所示。
天然气中含有H 2S ，它是有害物质。
利用Fe 3+—EDTA 溶液可以将天然气中的硫分氧化为元素硫除去，溶液中Fe 3+—EDTA 络合物被还原为Fe 2+−EDTA 络合物；通入空气可使低铁络合物被氧化为Fe 3+−DETA 络合物，使溶液得到再生，不断循环使用。
其反应如下：2Fe Y H S 2Fe Y 2H S 2Fe Y12O H O 2Fe Y 2OH 22222--+---+−→−−++↓++−→−−+脱硫再生 在用EDTA 络合铁盐法脱除天然气中的硫时，Fe 3+/Fe 2+−EDTA 络合体系的电势—pH 曲线可以帮助我们选择较合适的脱硫条件。
例如，低含硫天然气H 2S 含量均为0.1—0.6g/m 3，在25℃时相应的H 2S 分压为7.3—43.6 Pa ，根据其电极反应 S+2H ++2e = H 2S(g)在25℃时的电极电势ε与H 2S 的分压p H S 2及pH 的关系为ε = -0.072-0.0296lg (p /Pa)H S 2-0.0591pH (7)在图I —24.1中以虚线标出这三者的关系。
由电势-pH 图可见，对任何一定c c FeFe 3200++/比值的脱硫液而言，此脱硫液的电极电势与(7)式电势ε之差值在电势平台内，随着pH 的增大而增大，到平台区的pH 上限时，两电极电势差值最大，超过此pH 值时，两电极电势差值不再增大。
这一事实表明，任何一个一定cc Fe Fe 3200++/比值的脱硫液在它的电势平台区的上限时，脱硫的热力学趋势达最大；超过此pH 后，脱硫趋势保持定值而不再随pH 增大而增加。
由此可知，根据图I —24.1，从热力学角度看，用EDTA 络合物铁盐法脱除天然气H 2S 时脱硫液的pH 选择在6.5—8之间或高于8都是合理的。
2 实验部分2.1 实验药品与装置：酸度计，数字电压表，铂片电极(或铂丝电极)，饱和甘汞电极，复合电极，磁力搅拌器，滴瓶(25ml)，碱式滴定管(50ml)，量筒(100ml)，超级恒温槽，EDTA ，FeCl 3·6H 2O ，FeCl 2·4H 2O ，HCl 溶液(4mol ·dm -3), NaOH 溶液（1 mol ·dm -3）。
图I−24.2 电势−pH 测定装置图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.铂电极7.反应器 2.2 实验步骤 2.2.1仪器装置仪器装置如图I −24.2所示。
复合电极，甘汞电极和铂电极分别插入反应器三个孔内，反应器的夹套通以恒温水。
测量体系的pH采用pH计，测量体系的电势采用数字压表。
用电磁搅拌器搅拌。
2.2.2配制溶液用台称称取7gEDTA，转移到反应器中。
加40ml蒸馏水，加热溶解，最后让EDTA 溶液冷至25℃。
迅速称取1.72g FeCl3·6H2O和1.18 g FeCl2·4H2O，立即转移到反应器中。
总用水量控制在80ml左右。
2.2.3.电势和pH的测定调节超级恒温槽水温为25℃，并将恒温水通入反应器的恒温水套中，开动电磁搅拌器，用碱滴定管缓慢滴加1mol·dm-3NaOH直至溶液pH=8左右(用碱量约38ml)，此时溶液为褐红色[加碱时要防止局部生成Fe(OH)3而产生沉淀]。
测定此时溶液的pH值和ε值。
用小滴瓶，从反应器的一个孔滴入少量4mol·dm-3 HCl，待搅拌分钟，重新测定体系的pH及ε值。
如此，每滴加一次HCl后（其滴加量以引起pH改变0.3左右为限），测一个pH值和ε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。
由于Fe2+易受空气氧化，如有条件最好向反应器通入N2保护。
3 实验结果与讨论++-络和体系的电动势（相对于饱和甘汞电极的电极电3.1 . 32/Fe Fe EDTA势）—pH关系表2电池电动势与PH关系Array对表2作图，得图1电池电动势 —pH关系-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500246810PH电池电动势/m V电池电动势e图1 Fe3+/Fe2+EDTA 络合体系的电势—pH 曲线从表中数据和曲线可以看出，溶液的pH 在4~6之间时，体系电极电势相对恒定。
所以，在这个pH 范围内Fe 3+/Fe 2+—EDTA 络合体系可以比较稳定的存在。
3.2. 估算脱硫最适pH 值S+2H ++2e = H 2S(g)得：ε = -0.072-0.0296lg 2H S (p /atm)-0.0591pH21(0.00001)H S p Pa atm =pH 2 5 8 ε/mV-42.2-219.5 -396.8对表3作图，与表2图对比图2 不同pH 值对应的电动势由图可知，曲线与横坐标的交点是pH=3.2图3 不同pH 对应的脱硫剂电极电势与ε的差在pH=7~8的范围内，脱硫液的电极电势与ε的差值最大，可以认为这是脱硫的最合适范围。
4 思考题1.写出Fe 3+/Fe 2+－EDTA 络合体系在电势平台区、低pH 和高pH 时，体系的基本电极反应及其所对应的Nernst 公式的具体形式，并指出每项的物理意义。
答：平台区：电极反应 FeY -+e = FeY 2-Nernst 公式：εε=++++（）232ob 2.303RT F lgc c Fe 0Fe 0 低pH ：电极反应 FeY -+H ++e = FeHY -Nernst 公式：εεε=+'+-=+'+---++().lg.().lg.o o b RTF c c RTFpH b RTFc cRTFpH230323032303230332Fe Y Fe HY Fe 0Fe 0高pH ：电极反应 Fe(OH)Y 2-+e = FeY 2-+OH -Nernst 公式：02.303 2.303 2.303lg lg 2.303 2.303 2.303lg lgF o w o w e c RT RT RTb K pHF F c F cRT RT RTb K pH F Fc Fεεε--++⎛⎫=+-+- ⎪⎝⎭⎛⎫''=+-+-⎪⎝⎭2232E(OH)Y FeY Fe F其中b=2303.lgRTnFγγoxre，为一常数 a ox 、c ox 和γox 分别为氧化态的活度、浓度和活度系数 a re 、c re 和γre 分别为还原态的活度、浓度和活度系数。