南京大学物化实验系列电动势的测定

篇一：南京大学物化实验系列燃烧热测定

燃烧热的测定

一．实验目的及要求

1．明确燃烧热的定义，了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系。

2．了解氧弹式量热计的原理，构造及使用方法,用氧弹式量热计测定萘、蔗糖的燃烧热，掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术。

3．明确所测温差值为什么要进行雷诺图解法校正并掌握该掌握有关热化学实验的一般知识和测量技术，校正方法。。

二．实验原理

1摩尔物质完全氧化时的反应热称为燃烧热。所谓完全氧化是指C→CO2(g)，H2→H2O(l)，S→SO2(g )，而N、Ag、卤素等元素变为游离状态。如在25℃苯甲酸的燃烧热为－3226.8KJ/mol

C6H5COOH (固) ＋ 7O2 (气) → 7CO2(气) ＋ 3H2O(液)

燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。由热力学第一定律可知：在不做非膨胀功情况下，恒容燃烧热Qv=?U，恒压燃烧热Qp＝?H。在氧弹式量热计中测得燃烧热为Qv，而一般热化学计算用的值Qp，这两者可通过下式进行换算：

Qp＝Qv+?nRT (1)

式中 ?n为反应前后生成物和反应物中气体的摩尔数之差；R为摩尔气体常数；T为反应温度(K)。

在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量的样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。若已知水量为W克，仪器的水当量W’（量热计每升高1℃所需的热量）。而燃烧前、后的温度为t0和tn。则m克物质的燃烧热 Q’＝(CW+W’)(tn—t0) (2) 若水的比热为1（C＝1），摩尔质量为M的物质，其摩尔燃烧热为：

Q＝M/m(W+W’)(tn—t0)(3)

水当量W’的求法是用已知燃烧热的物质(如本实验用苯甲酸)放在量热计中燃烧，测其始、末温度，按(3)式求W’。一般因每次的水量相同，(W+W’)可作为一个定值()来处理。故

Q＝M/m()(tn—t0)(4)

在较精确的实验中，辐射热，铁丝的燃烧热，温度计的校正等都应予以考虑。

三．仪器与药品

GR3500氧弹式量热计一套；氧气钢瓶，万用表，数字式精密温差测量仪一台。

苯甲酸（A.R.）;萘（A.R.）;蔗糖（A.R.）。

四．实验步骤

1. 将量热计及其全部附件加以整理并洗净擦干。

2. 压片 取燃烧丝放在干的燃烧杯中称量。另用台

天平称取约0.7g～0.8g已经磨细的苯甲酸，把燃

烧丝放在苯甲酸中，在压片机中压成片状，（不能

压得太紧，太紧会压断燃烧丝或点火后不能燃

烧）

，压好后样品形状如左图所示。将此样品放在

燃烧杯中称量，从而可得到样品的量m。

3. 调节水温 将温差测量仪探头放入外筒水中（环境），调节数字显示在“2”左右，取3000ml

以上自来水，将温差测量仪探头放入水中，调节水温，使其低于外筒水温1K左右，用容量瓶取3000ml已调温的水注入内筒，水面盖过氧弹（两电极应保持干燥），如有气泡逸出，说明氧弹漏气，寻找原因，排除。装好搅拌头（搅拌时不可有金属摩擦声），把电极插头插紧在两电极上，盖上盖子，将温差测量仪探头插入内筒水中（拔出探头之前，记下外筒水温读数；探头不可碰到氧弹）。

4. 充氧气 把氧弹的弹头放在弹头架上，将装有样品的燃烧杯放入燃烧杯架上，把燃烧丝

的两端分别紧绕在氧弹头中的两根电极上，用万用

表测量两电极间的电阻值。（两电极与燃烧杯不能相

碰或短路）。把弹头放入弹杯中，用手将其拧紧。再

用万用表检查两电极之间的电阻，若变化不大，则

充氧。

使用高压钢瓶时必须严格遵守操作规则。先充

入约0.5MPa氧气，然后放气，以排出单弹内空气。

再充入约1.5MPa氧气，再用万用表检查两电极间电

阻，变化不大时，将氧弹放入内筒。氧弹结构如左

图。

5. 点火 检查控制箱的开关，注意“振动、点火”

开关应拨在振动档，旋转“点火电源”旋纽到最小。

打开总电源开关，打开搅拌开关，待马达运转2min～

3min后，每隔0.5min读取水温一次（精确至

?0.002℃）直至连续五次水温有规律微小变化，把

“振动、点火”开关由振动档拨至点火档，旋转“点

火电源”旋纽，逐步加大电流，当数字显示开始明

显升温时，表示样品已燃烧。把“振动、点火” 开

关拨

氧弹的构造至“振动”；把“点火”电源旋纽转至最小。杯内样品

一经燃烧，水温很快上升，每0.5min

1.厚壁圆筒 2.弹盖 3.螺帽 4.进气孔记录温度一次，当温度升至最高点后，再记录

5.排气孔 6.电极 7.燃烧皿 10次，停止实验。

8.电极（也是进气孔）9.火焰遮板 实验停止后，取出温差测量仪探头放入外筒水中，

取出氧弹，打开氧弹出气口放出余气，最后旋下氧弹

盖，检查样品燃烧结果。若有许多黑色残渣表示燃烧

不完全，实验失败。

弹中没有什么燃烧残渣，表示燃烧完全，若留用水冲洗氧弹及燃烧杯，倒去内筒中的水，把物件用纱布一一擦干，待用。

6. 测量萘的燃烧热 称取0.4g～0.5g萘，代替苯甲酸，重复上述实验。

7. 测量蔗糖的燃烧热 称取1.2g～1.3g蔗糖代替苯甲酸，重复上述实验。

五．实验注意事项

1. 待测样品需干燥，受潮样品不易燃烧且称量有误。

2. 注意压片的紧实程度，太紧不易燃烧。燃烧丝需压在片内，如浮在片子面上会引起样品

熔化而脱落，不发生燃烧。

3. 在燃烧第二个样品时，内筒水须再次调节水温。

六．数据处理

o数据记录:实验室温度：10.2 C

1. 用雷诺图求解苯甲酸、萘和蔗糖燃烧前后的△T

⑴.

3.6

3.4

3.2

3.0T(C)o2.8

2.6

2.4

2.2

02468101214

t(min)

苯甲酸的雷诺图

⑵.萘的雷诺图

3.5

3.0

T(C)2.5o

2.0

1.5024681012141618

萘的雷诺图 t(min)

⑶.蔗糖的雷诺图

3.4

3.2

3.0

2.8T(C)2.6

2.4

2.2

2.0

1.8

024o6810121416

t(min)蔗糖的雷诺图

由经雷诺图校正可得：

2. 计算量热计的水当量()

由公式： Qp＝Qv+?nRT

-3226.8= Qv－0.5 ?8.314 ?283.4/1000

Qv=－3226.8+0.5 ?8.314 ?283.4/1000

＝－3225.6KJ/mol Qv??m10.65461??=－3225.6?＝－14.55(KJ/K) M?T122.121.188

3. 求萘和蔗糖的燃烧热

⑴.萘的燃烧热 M128.18???T＝?(-14.55)?1.764＝－5296.0 KJ/mol ?m0.6212

Qp＝Qv+?nRT＝－5296.0－2?8.314?283.4/1000＝－5300.7 KJ/mol Qv＝

Qp标准＝-5157 KJ/mol

相对误差＝

⑵.蔗糖的燃烧热

Qv＝-5157?5300.7 ?100％＝－2.79％ -5157M342.30???T＝?(?14.55)?1.330＝－5773.6 KJ/mol ?m1.1473

Qp＝Qv+?nRT＝-5773.6 KJ/mol

Qp标准＝-5645 KJ/mol

相对误差＝-5645?5773.6?100％＝－2.28％ -5645

七．思考题

1. 在这实验中，哪些是体系，哪些是环境？实验过程中有无热热交换？热交换对实验结果有何影响？

解答：体系：内筒以及其中的水、氧弹。环境：内筒以外的一切。由于环境与体系没有绝热，两者只要存在温差就可能存在热交换。视体系温度相对于环境温度得高低，会使所测的燃烧热偏小或偏大。实验中采用雷诺图解法进行校正。

2. 加入内筒中水的水温为什么要选择比外筒水温低？低多少合适？为什么？

解答：因为体系与环境之间的热交换是不可能避免的，所以开始加入内筒水的水温应比环境低，即比外筒水温低，这样热就从环境传递到体系；当样品燃烧以后，体系温度比环境高，热就从体系传递到环境。这样就可以使得由于体系与环境之间的热交换引起的误差减小到最少。为了尽量让两个过程中传递的热量相等而抵消，内筒水被调低的温度应是样品燃烧前后温差的一半。本实验中△T在1.5K左右，所以温度选择低0.9~1K。

3. 实验中，哪些因素容易造成误差？如果要提高实验的准确度应从哪几方面考虑？ 解答：造成误差因素：

⑴.样品的预处理条件。

篇二：物理化学实验报告电动势的测定与应用

实验十七：电动势的测定与应用

班级：13级化学二班 学号：20135051209姓名：郑润田

一：实验目的

1. 掌握对消法测定电池电动势的的原理及电位差计的使用

2. 学会银电极、银—氯化银电极的自制备和盐桥的制备

3. 了解可逆电池电动势的应用

二：实验原理

原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中有一个电极和相应的溶液组成。由不同的半电池可以组成各式各样的原电池。电池反应中，正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位代数和。若知道一个半电池的电极电位，即可求得其他半电池的电极电位。但迄今还不能从实验上测得单个半电池的电极电位。在电化学中，电极电位是以某一电极为标准而求出其他电极的相对值，现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，记在ΑH+=1，PH2=1atm时被氢吸附的铂电极。由于氢电极使用比较麻烦，因此通常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银—氯化银电极等作为第二参比电极。

通过对电池电动势的测定，可以求出某些反应的ΔH,ΔS,ΔG等热力学函数，电解质的平均活动系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH等数值。但用电动势的方法求如上的数据，必须是设计成一个可逆的电池，而该电池反应就是所求的反应。

例如用电动势求AgCl的Ksp，需要设计如下的电池。

Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag

根据电极电位的能斯特公式，银电极的电极电位：

-负极反应：Hg + Cl-（饱和）??? 1/2Hg2Cl2 + e

正极反应：Ag+ + e- ??? Ag

总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ ???1/2Hg2Cl2 + Ag

根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：

φAg/Ag+ = φθAg/Ag+ + 0.05916V lgɑAg+

其中 φθ

Ag/Ag+ = 0.799 - 0.00097（t-25）

又例如通过电动势的测定，求溶液的pH，可设计如下电池：

Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt

醌氢醌是一种暗褐色晶体，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶解。

C6H4O2·C6H4(OH)2（醌氢醌）== C6H4O2(醌)+C6H4(OH)2(氢醌)

在酸性溶液中，对苯二酚解离度极小，因此醌与对苯二酚的活度可以认为相同，即

α醌=α氢醌。

醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH值溶液以醌氢醌饱和，浸入惰性电极（铂电极）中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是

C6H4O2（醌）+2H+ +2e- →C6H4(OH）2（氢醌）

其电动势为：φ醌氢醌 =φθ醌氢醌 –RT/F·ln 1/αH+ =φθ醌氢醌 -2.303RT/F ·pH

通过实验测得电池的电动势，就可以计算出溶液的pH值。

用对消法测定原电池电动势 原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。采用对消法（又叫补偿法）可在无电流（或

极小电流）通过电池的情况下准确测定电池

的电动势。

对消法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。

三：仪器与药品

1. 仪器

EM—30数字式电子电位差计 1台银电极 1支 铂电极 1个小烧杯 2个 直流辐射式检流计1台饱和甘共电极1支 导线2条盐桥 4根

2. 药品

HCl（0.100mol/ml） HCl（1mol/ml）

AgNO3（0.100mol/ml） 未知pH溶液

KCl(饱和溶液)醌氢醌

四：实验步骤

本实验测定如下两个电池的电动势

①Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag

②Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt

1.银电极的制备

将铂丝电极放在浓HNO3中浸泡15分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不干净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1

mol·dm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图7－1接好线路，调

节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在6V镀

20分钟。取出后用0.1 mol·dm-3的HNO3溶液冲洗，用滤纸

吸干，并迅速放入盛有0.1000mAgNO3＋0.1 mHNO3溶液的半

电池管中(如图7－2）

2.制备盐桥：

为了消除液接电位，必须使用盐桥。参见附录的方法，制备KNO3盐桥和KCl

盐桥。分别放入饱和的KNO3溶液和KCl溶液中待用。

3.测量电池的电动势：

测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为电池与伏特计相接后，整个线路便有电流通过，此时电池内部由于存在内电阻而产生某一电位降，并在电池两极发生化学反应，溶液浓度发生变化，电动势数据不稳定。所以要准确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采用的对消法就是根据这个要求设计的。

图7-3为对消法测量电池电动势的原理图。回路是由稳压电源、可变电阻和电位差

过回路的电流为某一定值。在电位差计的滑线电阻上产生确定的电位降，

其

数值由己知电动计组成。稳压电源为工作电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。调节可变电阻使流

(1) 组装电池：将上述制备的银电极与实验室提供的Ag－AgCl｜Cl－

(1.000mKCl)参比电极组成电池，Ag－AgCl｜Cl－(1.000m)║AgNO3(0.1000m)｜

Ag。根据理论计算确定电极电位的高低与电极的正负，将其置于恒温槽中，将自制的KNO3盐桥横插在两半电池管的小口上，注意两半电池管中溶液一定要与盐桥底端相接。

(2) 电池电动势测量：EM—30 数字式电子电位差计

a、①校准零点，功能键选择“外标”位置， “外标”接口短接，电动势档拨到电动势指示为零，按校准按钮，平衡指示即为零。

②标准电池（或仪器自带基准）接在“外标”位置，将电动势档拨到电动势指示为标准电池的电势值，按校准按钮，平衡指示即为零。

b、测量待测电池的电动势方法：

功能选择拨至“测量”位置，链接待测电池至“测量”，调节电动势拨档直到平衡指示接近于零，稳定时读数为所测电动势

4、测量电池的电动势：

（1）连接好电路，根据接线柱的正负极和相对应的颜色，链接时由于测量存在着误差，每次测量需要重新的矫正误差，选择“外标”档位，连接线接入矫正的孔径。进行标准电极的矫正。然后换档位至测量，改变接线柱连接线至测量孔径，把正极接入银电极，负极接入汞—氯化亚汞电极进行测量。这时依次旋动EM—30 数字式电子电位差计按钮使平衡指示的数字显示为零或者零附近上下摆动的数字。这时电动势的指示即为所测得电池电动势的指示。这时测得的读数为499mV。

（2）同样的方法可以测得醌氢醌电极的电动势为这时测得的读数为141mV。 五：数据处理

室温： 25℃大气压：100.33kPa

1. 电池（I）测定记录

Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag

E实际测=0.499V

2. 电池（Ⅱ）测定记录

Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt E实际测=0.141V

篇三：南京大学物化实验系列电势ph曲线的测定及其应用

电势～pH曲线的测定及其应用教案 ——邱金恒

一．实验目的及要求

1． 运用电极电势、电池电动势和pH的测定方法，测定Fe3+/ Fe2+～EDTA溶液在不同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。 二．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，则电极电势只有溶液的pH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，这样就可画出等温、等浓度的电势～pH曲线。本实验讨论Fe3+/ Fe2+～EDTA体系的电势～pH曲线。

＋

Fe3+/ Fe2+～EDTA络合体系在不同的pH值范围内，其络合产物不同。以Y4为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．在一定pH范围内, Fe3+和Fe2+能与EDTA生成稳定的络合物FeY2和FeY，其电极反应为

FeY??e?FeY2?

RTa(FeY2?)

????ln

Fa(FeY?)

?

根据奈斯特（Nernst）方程，其电极电势为

（1）

式中??为标准电极电势，a为活度。

由a与活度系数r和质量摩尔浓度m的关系，可得 a?r?m

则式（1）可改写成

RTr(FeY2?)RTm(FeY2?)

????ln?ln

Fr(FeY?)Fm(FeY?)

?

RTm(FeY2?)

?(??b1)?ln

Fm(FeY?)

?

（2）

RTm(FeY2?)

ln式（2）中 b1? Fm(FeY?)

当溶液离子强度和温度一定时，b1为常数，在

此pH范围内，该体系的电极电势只与

m(FeY2?)m(FeY?)的值有关。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(FeY2?)?m(Fe2?)m(FeY?)?m(Fe3?)。当

m(Fe2?)与m(Fe3?)的比值一定时，则?为一定值。曲线中出现平台区。如图一中bc段。

图一 ?～pH图

2.在低pH时的基本电极反应为

FeY??H?e?FeHY?

则可求得：

RTm(FeHY?)2.303RT

??(??b2)?ln?pH

Fm(FeY?)F

?

（3）

在m(Fe2?)/m(Fe3?)不变时，?与pH呈线性关系。如图一中ab段。

3.在高pH时有

Fe(OH)Y2??e?FeY2??OH?

则可求得：

RTa(FeY2?)?a(OH2?)

????ln

Fa(Fe(OH)Y2?)

?

（4）

稀溶液中水的活度积Kw可看作水的离子积，又根据pH定义，则式（4）可写成

m(FeY2?)RT2.303RT

??(??b3)?ln?pH

Fm(Fe(OH)Y2?)F

?

（5）

在m(Fe2?)/m(Fe3?)不变时，?与pH呈线性关系。如图一中cd段。

三．仪器与药品

电位差计（或数字电压表）1台，数字式pH计1台，200mL夹套五颈瓶1只，电磁搅拌器1台，饱和甘汞电极1支，玻璃电极1支，铂电极1支，超级恒温槽1台 ，10ml酸式滴定管1支，50ml碱式滴定管1支。 FeCl3·6H2O（A.R.），FeCl3·4H2O（A.R.），EDTA二钠盐二水化合物（A.R.）;HCl（A.R.）;NaOH（A.R.）;N2（g）。 四．实验步骤

1． 配制溶液

先将反应瓶充满蒸馏水，通入氮气将水排尽，迅速称取1.7209g FeCl3·6H2O,1.1751g FeCl3·4H2O,倾入反应容器，称取7.0035gEDTA二钠盐二水化合物，（先用少量蒸馏水溶解）倾入五颈瓶中，在迅速搅拌的情况下用滴定管缓慢滴加2%NaOH溶液直至瓶中溶液pH达到8左右，（注意避免局部生成Fe(OH)3沉淀），总用水量约125ml，用碱量约1.5g。

2．将玻璃电极、甘汞电极，铂电极分别插入反应容器盖子上三个孔内，浸于液面下，并调节超级恒温槽水温为25℃，通入反应器夹套，保持容器内溶液温度恒定。

3．将甘汞电极和玻璃电极的导线分别接到pH计的“＋”、“－”两端，测定溶液的pH值，然后将甘汞电极，铂电极接在电位差计（或数字电压表）的“＋”、“－”两端，测定两极间的电动势，此电动势是相对于饱和甘汞电极的电极电势。用10ml酸式滴定管，从反应容器的第四个孔，（即氮气出气口），滴入少量4mol/LHCl，改变溶液pH值0.3左右，测pH，

再测电动势，如此重复测定，得出该溶液的一系列电极电势和pH值，直至溶液出现混浊，停止实验。

五．实验注意事项

1．FeCl3·4H2O的纯度要注意，防止氧化，而可以改用摩尔盐。

2．搅拌速度必须加以控制，防止由于搅拌不均匀造成加入NaOH时，溶液上部出现少量的Fe(OH)3沉淀。

六．数据处理

1．用表格形式记录所得的电动势E和pH值，以测得相对于饱和甘汞电极的电极电势换算至相对标准氢电极的电极电势。

＋＋－－

2．绘制Fe3/ Fe2~EDTA络合体系的电势～pH曲线，由曲线确定FeY和FeY2稳定存在的pH范围。 七．思考题

＋＋

1．写出Fe3/ Fe2~EDTA络合体系在电势平台区的基本电极反应及对应的Nernst公式的具体形式。 2．用酸度计和电位差计测电动势的原理，各有什么不同？ 八．讨论 电势～pH图对解决在水溶液中发生的一系列反应及平衡问题，（例如元素分离，湿法冶

＋＋

金，金属防腐方面），得到广泛应用。本实验讨论的Fe3/ Fe2~EDTA体系，可用于消除天

＋

然气中的有害气体H2S。利用Fe3~EDTA溶液可将天然气中H2S氧化成元素硫除去，溶液

＋＋＋

中Fe3~EDTA络合物被还原为Fe2~EDTA络合物，通入空气可以使Fe2~EDTA氧化成 ＋

Fe3~EDTA，使溶液得到再生，不断循环使用，其反应如下：

脱硫

2FeY??H2S????2FeY2??2H??S?

(6)

(7)

1再生2FeY2??O2?H2O????2FeY??2OH?

2

＋

＋

在用EDTA络合铁盐脱除天然气中硫时，Fe3/ Fe2~EDTA络合体系的电势～pH曲线

－

可以帮助我们选择较相宜的脱硫条件。例如，低含硫天然气H2S含量约1×104kg/m3～6×－

104kg/m3，在25℃时相应的H2S分压为7.29Pa~43.56Pa。 根据电极反应

＋－

S (s) + 2H+2e → H2S (g) （8）

在25℃时的电极电势E与H2S的分压pH2S及pH的关系应为：

?(V)??0.072?0.02961gpHS?0.0591pH

2

（9）

脱硫液的电极反应为 2FeY+2e → FeY2 （10） （10）式减（8）式即为（6）式，（6）式是电池反应式。在图一中分别以实线水平段和虚线描述两电极电势与pH的关系。当（10）式表示的电极反应的电极电势（2）式与（8）式

－

－

－

表示的电极反应的电势电势（9）式之差??﹥0时，式（6）表示的电池反应才可发生，当

??达最大时，该反应的热力学趋势最大。

由电势～pH图可见，对任何一定m(Fe2?)/m(Fe3?)比值的脱硫液而言，此脱硫液的电极电

?

势与反应S?2H?2e?H2S(g)的电极电势之差值，在电势平台区的pH范围内，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，两电极电势值不再增大而为定值。这一事实表明，任何具有一定的m(Fe2?)/m(Fe3?)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，根据图一，从热力学角度看，用EDTA络合铁盐法脱除天然气中的H2S时，脱硫液的pH选择在6.5~8之间，或高于8都是合理的，但pH不宜大于12，否则会有Fe(OH)3沉淀出来。

思考题

＋＋

1．写出Fe3/ Fe2~ EDTA络合体系在电势平台区的基本电极反应极对应的Nernst方程。

＋＋

解答：Fe3/ Fe2~ EDTA络合体系在电势平台区的基本电极反应对应的Nernst方程为

RTa(FeY2?)

????ln

Fa(FeY?)

?

式中??为标准电极电势，a为活度。因a?r?m 则上式可改写成

RTr(FeY2?)RTm(FeY2?)

????ln?ln

Fr(FeY?)Fm(FeY?)

?

RTm(FeY2?)

?(??b1)?ln

Fm(FeY?)

?

RTm(FeY2?)ln式中 b1? Fm(FeY?)

2．用酸度计和电位差计测电动势的原理有什么差别？

答：酸度计是由测定电极玻璃电极和参比电极甘汞电极测定电池电动势的，存在不对称电位，得到的是电池的工作电压，是不可逆电池的电动势；而电位差计是应用对消原理测定电池电动势的，得到的是可逆电池的电动势。

3． 硫液的m（Fe3+）/m（Fe2+）比值不同，测得的电势～pH曲线有什么差异？ 答：电势～pH曲线位置高低不同。

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