天然水性质氧化还原作用.ppt

1. 电子活度和氧化还原电位 电子活度的概念 酸碱反应 pH定义为： pH = -log(αH+) 氧化还原 pE定义为： pE = -log(αe) (αe电子活度) ; 热力学定义: 根据 H2 的半电池反应 2H+(aq)+ 2e = H2 (g)当反应的全部组分活 度为1单位，该反应的自由能变化ΔG可定 义为零。即当H+(aq)为1个单位活度与H2 为1.0130×105 Pa (活度1)平衡的介质中， 电子活度α为1，则pE = 0.0。; 氧化还原电位E与pE的关系 Ox + n e = Red; 反应平衡时， 平衡常数K可表示为： 则 ; (25℃);2. 氧化还原平衡的图解表示;; 水的氧化还原限度 边界条件： 氧化限度 1.0130×105Pa 氧分压 还原限度 1.0130×105Pa 氢分压;水的氧化还原限度;还原限度 1.0130×105Pa 氢分压; 以Fe为例，Fe的pE-pH??落在水的氧化-还原限度内假定溶解性铁最大浓度为1.0×10-7mol/L。;Fe(OH)3(S)和Fe(OH)2(S)的边界 Fe(OH)3 (S) + H+ + e = Fe(OH)2 (S) , lgK =4.62 pE = 4.62 – pH (1); Fe(OH)2(S) 和 FeOH+ 的边界 Fe(OH)2(S) + H+ = FeOH+ + H2O lgK =4.6 pH = 4.6 - log[Fe(OH)+] 将[Fe(OH)+] = 1.0×10-7 mol/L代入， pH = 11.6 (2);Fe(OH)3(S)和 Fe2+的边界 Fe(OH)3(S) + 3H+ + e = Fe2+ + 3H2O lgK =17.9 pE = 17.9 - 3pH - log[Fe2+] 将[Fe2+]=1.0×10-7 mol/L代入 pE = 24.9 - 3pH (3); Fe(OH)3(S)和FeOH+的边界 Fe(OH)3(S) + 2H+ + e = FeOH+ + 2H2O lgK =9.25 将[FeOH+]以1.0×10-7 mol/l-1代入 pE = 16.25 - 2pH (4); Fe3+和Fe2+边界 Fe3++ e = Fe2＋ lgK = 13.1 (5) 表明与pH 无关。; Fe3+和Fe(OH)2+边界 Fe3++ H2O = Fe(OH)2+ + H+ lgK = -2.4 边界条件为[Fe3+] = [Fe(OH)2+]