应用电化学全套教学课件.ppt

E-lg(aH+ /PH2) 对于电极反应： O2+4H++4e 2H2O 25℃时，PO2=1atm, E0O2/H2O=1.229V 所以，在不同PO2和溶液pH，氧电极反应的平衡条件在E-pH图上可用一族斜率为-0.059的平行斜线表示。 Fig.2-7 ? ?线下方为H2的稳定存在区； ?线上方为O2的稳定存在区；?和?线之间为H2O或H+的稳定存在区。 结论: 线?上方是O2的稳定区；线?下方是H2的稳定区。 当电位高于线?时，H2O 可能被氧化成O2，pH降低；当电位低于线?时，H2O可能被还原成H2，pH升高。 电位高的线和电位低的线间距越大，两个电极反应体系所组成原电池的电动势越大，电池反应的自由能降低越多，电池反应发生的可能性越大。 在电位- pH坐标图上画出各反应对应的平衡线，最后汇总，即得电位- pH图。图2－7 ①线表示反应： Fe2+= Fe3++e 25℃时， 当aFe2+=aFe3+时，E=0.771V, 为一水平直线。 ②线表示反应： 3Fe+4H2O=Fe3O4+8H++8e 25℃时，E=0.086 - 0.059pH，为一斜线。 ③线表示反应: 2Fe3O4+ H2O=3Fe2O3+2H++2e 25℃时，E=0.215 - 0.059pH， 为一斜线。 ④线表示反应： 2Fe3++3H2O=Fe2O3+6H+ pH=0.28-(1/3)lgaFe3+ (25℃) 为一组垂线 。 ⑤线表示反应： Fe=Fe2++2e E= -0.44+0.0295lgaFe2+ (25℃) 为一水平线。 ⑥线表示反应： Fe+2H2O=HFeO2-+3H++2e E=0.400-0.0886pH+0.0295lgaHFeO2- (25℃) 为一斜线。 ⑦线表示反应: 2Fe2++3H2O=Fe2O3+6H++2e E=0.728-0.177pH-0.059lgaFe2+ (25℃) 为一组斜线。 ⑧线表示反应: 3Fe2++4H2O=Fe3O4+8H++2e E=0.975-0.236pH-0.0886lgaFe2+ (25℃) 为一组斜线。 ⑨线表示反应: 3HFeO2-+H+= Fe3O4+2 H2O+2e 25℃时, E=-1.546+0.0295pH-0.0886lgaHFeO2- ，为一条斜线。 以Fe、和Fe(OH)2和Fe(OH)3为平衡固相的电位- pH图Fig.2-8。 ⑩线表示反应 Fe+2H2O=Fe(OH)2+2H++2e E=-0.045-0.059pH (11)线表示反应： Fe(OH)2+ H2O= Fe(OH)3+H++e E=0.179-0.059pH (12)线表示反应： HFeO2- + H2O=Fe(OH)3+e E=-0.810-0.059lgaHFeO2- (13)线表示反应： Fe2++3H2O=Fe(OH)3+3H++e E=1.507-0.177pH-0.059lgaFe2+ (14)线表示反应： Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+ lgaFe2+=13.29-2pH (15)线表示反应： HFeO2- + H+=Fe(OH)2 lgaHFe