1、图 作图方法与步骤,电位pH图(pH图)(二),简介,70年代以来,电位pH图的绘制已由手工逐步向计算机方法过渡,并逐步完善,设计出一些计算机软件来进行计算与画图。下面,简单地介绍制作电位pH图的步骤。,步骤,1)设定体系温度 如:设定温度为25、50 、150 等等,步骤,(2)列出体系中所有可能存在的物种如: CuNH3-H20系的物种,步骤,以Zn-H2O系为例,其水溶液体系中的物种有Zn Zn2+ Zn(OH)2 HZnO21- ZnO22-(锌酸根)H2O H+,步骤,(3)查出这些物质的标准自由能 G0,求出平衡常数k或0,步骤,(4)由下到上,列出可能存在的化学平衡,写出方程式。
2、 如:ZnZn2+FeFe2+Fe3+,步骤,找出Zn Zn2+之间平衡 写出反应式(还原型) 求出反应的 。 求出,步骤,写出平衡方程式(伦斯特方程)画出平衡线(Zn2+可以取 、 、 、 浓度),步骤,(5)由左到右(水溶物种从左到右按顺序的变化),列出可能存在的化学平衡,写出方程式如: HZnO21- ZnO22-,步骤,(6)根据与pH的关系式,在指定离子活度(浓度)或气相分压条件下,即可绘制出所需的电位pH图,小结,前面已说过,根据0=- G0/nF及 lgk=- G0/2.303RT,即可计算出0及lgk值。 但是,由于现在已有热力学手册可以直接查出 0及lgk,所以可以直接引用,
3、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。,MeL(配位体)H2O系pH图,MeH2O系为理想溶液,实际溶液中有许多配位体存在,所以MeLH2O系才是实际情况。络合情况愈严重,图形变化愈大。,例如:AuH2O系pH图,但如果为AuCNH2O系,则由于存在 反应Au2+2CN-Au(CN)2 而使变为图中虚线所示,对于有络合物时的pH图,可采用综合平衡原理 如:PbClH2O系络合物有:
4、Pb2+,PbCl,PbCl20,PbCl3-,PbCl42-,例如:PbClH2O系pH图,在金属片插入溶液中电极电位只有一个; 水溶液中同时存在物种,在平衡状态下互相处于平衡; 金属和水溶液的电位是金属和水溶液物种互相之间都处于平衡状态; 因此,平衡电位只有一个,它们之间相互平衡。,例如:PbClH2O系pH图,因此,例如:PbClH2O系pH图,对于反应 有,例如:PbClH2O系pH图,写法与简单的PbH2O系形式上一样,但差别 上是Pb2+不同,PbH2O系中Pb2+即为溶 液中的浓度,但PbClH2O系中为未络合的 Pb2+浓度,即游离的Pb2+浓度,例如:PbClH2O系pH图,将 代入上式得,例如:PbClH2O系pH图,设 得代入伦斯特方程有,例如:PbClH2O系pH图,MeSH2O系pH图,物种有 HSO41-, Zn(OH)2, Zn2+, S0, SO42-等等. .,小结,ZnSH2O系pH图,说明该图在湿法冶金的作用、意义。 说明pH图在冶金中防腐蚀的意义(稳定区、钝化区、腐蚀区) pH图的应用意义,用途广泛,