第二章_离子选择电极祥解.ppt

第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第四节 离子选择电极 第五节 E(Ox|Red)- pH图 第五节 E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 1. 氧电极的E(Ox|Red)- pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2. 氢电极的电势-pH图 2.氢电极的电势-pH图 3. H2O的电势-pH图 3. H2O的电势-pH图 3. H2O的电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 4.铁的各种电势-pH图 第六节 双电层 1.双电层的类型（画图） 2.离子双层的形成条件 2.离子双层的形成条件 3.电极等效电路 4.双电层中少量剩余电荷的巨大作用 4.双电层中少量剩余电荷的巨大作用 4.双电层中少量剩余电荷的巨大作用 覆盖度只有 0.1 4.双电层中少量剩余电荷的巨大作用 5.双电层结构模型 Fe3++e - →Fe2+ E(Fe3+,Fe2+)=E? =0.771 V E(Fe3+,Fe2+)=E?- RT/Fln(a(Fe2+)/a(Fe3+)) 设a(Fe2+)=a(Fe3+) 该反应是氧化还原反应，但与溶液的pH值无关，所以在电势-pH图上是一组平行于pH轴的水平线。如（B）线。 当两种离子的活度相等，这时的电极电势就等于标准电极电势，为0.771 V。 三价铁离子活度越大，电极电势越高，所以(B)线以上是三价铁离子稳定区，(B)线以下是二价铁离子的稳定区。 Fe2++2e - →Fe(s) E(Fe2+,Fe)=E ? - RT/2Fln(1/a(Fe2+)) a(Fe2+)=10-6 E(Fe3+,Fe)= - 0.617 V 该反应是氧化还原反应，与溶液的pH值无关，所以在电势-pH图上也是一组平行于 pH轴的水平线。如（C）线。 设二价铁离子活度为10-6，这常作为铁被溶解的最低浓度，这时的电势值为 -0.617 V。 二价铁离子浓度增大，电极电势也增大，所以(C)线以上是二价铁的稳定区，以下是金属铁的稳定区。 4.Fe2O3与Fe2+ Fe2O3+6H++2e - →2Fe2++3H2O E(Ox/Red)=E? - RT/2Fln(a2(Fe2+)/a6(H+)) a(Fe2+)=10-6 E(Ox,Red)=1.083V – 0.177pH 该反应既是氧化还原反应，又与溶液的pH值有关，所以在电势-pH图上是一组斜线。斜线的截距是它的标准电极电势，为1.083 V。 斜线的斜率随着铁离子浓度不同而不同。设二价铁离子的活度为10-6，则斜率为-0.117。显然，在不同pH条件下有不同的电极电势值。 斜线左下方是二价铁离子稳定区，右上方是三氧化二铁的稳定区。 5.铁防腐的电势-pH图 将铁与水的各种电势-pH图合在一起，对讨论铁的防腐有一定的指导意义。 （1）(c)线以下是铁的免腐蚀区。外加直流电源，将铁作为阴极，处在低电位区，这就是电化学的阴极保护法。 （2）铁与酸性介质接触，在无氧气的情况下被氧化成二价铁，所以置换反应只生成二价铁离子。当有氧气参与下，二价铁被氧化成三价铁，这样组成原电池的电动势大，铁被腐蚀的趋势亦大。 (3) (A)(D)线以左区域是铁的腐蚀区，要远离这个区域。 常用油漆、塑料或金属在铁的表面形成保护层，将铁与氧气、水、氢离子隔离；或用强氧化剂在铁的表面形成致密的氧化铁层，使铁钝化。 (4)在(A)、(D)线以右，铁有可能被氧化成Fe2O3或Fe3O4，这样可保护里面的铁不被进一步氧化，称为铁的钝化区。如果在电位较低又是强碱性溶液中，则铁也有可能被腐蚀生成亚铁酸离子。 6.实际的铁的电势-pH图 一般实用铁的电势-pH图的线条要多得多，标明不同离子浓度时的电势-pH曲线，使用起来也就更加方便。 25℃时的F