水溶液電位—pH圖

電位-pH圖,也稱電勢pH圖、優勢區圖、穩定區圖、普爾貝圖,是表示體系的電極電勢與pH關係的圖,它在電化學中有很重要的意義。它相當於相平衡時的相圖,是一種電化學的平衡圖。現在已有數十種元素與水構成的電位-pH圖匯訂成冊,也有相應的計算軟體可進行計算,使用十分方便。電位-pH圖能表明反應自動進行的條件,指出物質在水溶液中穩定存在的區域和范,能為濕法治金的浸出、淨化、電解等過程提供重要的熱力學依據。

電位-pH圖的計算

電位-pH圖中涉及的化學反應的類型可分為:

有電子無H參與的反應,如:Fe+2e=Fe;

無電子有H參與的反應,如:ZnO+2H=Zn+HO;

有電子有H參與的氧化-還原反應,如:Fe(OH)+3H+e==Fe+H2O;

無電子無H參與的化學反應,如:2Na[Ag(CN)]+NaS=AgS+4NaCN;

1.

有電子無H參與的反應,如:Fe+2e=Fe;

2.

無電子有H參與的反應,如:ZnO+2H=Zn+HO;

3.

有電子有H參與的氧化-還原反應,如:Fe(OH)+3H+e==Fe+H2O;

4.

無電子無H參與的化學反應,如:2Na[Ag(CN)]+NaS=AgS+4NaCN;

E-pH圖

E-pH圖的繪製濕法冶金中典型電位pH圖有Fe-HO系電位-pH圖,Fe-H2O系兼有水溶液化學反應全部4種類型,此體系最適合用來闡述浸出反應的熱力學處理的基本原理,它在腐蝕、礦物沉積和濕法冶金中都有重要的地位。

金屬-配位體-水系的電位-pH圖

金屬-配位體-水系的電位-pH圖最簡單的電位-pH圖只涉及一種元素的不同氧化態與水構成的體系,但實際溶液中往往有配位體(如CI 、CN 、SO 等)存在。此時溶液中除有簡單離子外,還會出現配位體與金屬離子形成的絡離子,結果使離子形式很複雜,金屬離子的活度降低,金屬-配位體-水系的電位-pH圖形發生變化。絡合情況越嚴重,圖形變化越大。如Au-HO系如果變為Au-CN H20系,由於存在反應:Au +2CN =Au(CN)而使之變為圖中虛線所示。

水溶液電位—pH圖