物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定性(編輯修改稿)
2025-06-18 21:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 nHHHHHH pzFRT ??? ?????)a(l o g0 2 9 5 9 22 HHH ppH ????? 水的熱力學穩(wěn)定區(qū) ? (2) 如果在給定條件下，溶液中有電極電位比氧的電極電位更正電性的氧化劑存在，氧化過程就可能發(fā)生。 而在酸性溶液中決定于電化學反應 2H2O－ 4e=O2＋ 4H+，或者在堿性溶液中決定于電化學反應 40H－ － 4e=O2＋ 2H2O。氧電極電位可以下式表示 298K時 ， 402221ln??? ???HOOHOOHO pzFRT???)b(1ln 40222 ??? ???HOOHOOHO pzFRT??? 水的熱力學穩(wěn)定區(qū) ? 根據(jù)（ a）和（ b）式，可以繪出水的熱力學穩(wěn)定區(qū)域圖。 1－在為 101325Pa（ 1atm）時氧電極電位隨 pH值的變化； 2－在為 101325Pa（ 1atm）時氫電極電位隨 pH值的變化 a－ Au3+/Au； b－ Fe3+/Fe2+； c－ Cu2+/Cu； d－ Ni2+/Ni； e－ Zn2+/Zn 圖 121 水溶液穩(wěn)定存在的區(qū)域 水的熱力學穩(wěn)定區(qū) 2 水的熱力學穩(wěn)定區(qū)域圖的分析 通過對圖 121的分析 ， 可以作出以下幾點結(jié)論： ? （ 1） 凡位于區(qū)域 Ⅰ 中其電極電位高于氧的電極電位的氧化劑 （ 例如 AU3+）都會使水分解而析出氧氣 。 這個過程將一直進行到氧化劑由于活度減小而電極電位降低以及氧電極由于介質(zhì)酸度增大而電極電位增大 ， 直至導致兩個電極電位值相等時為止 。 ? （ 2） 凡位于區(qū)域 III中其電極電位低于氫的電極電位的還原劑 （ 例如Zn） ， 在酸性溶液中能使氫離子還原而析出氫氣 。 這個過程將一直進行到還原劑隨著它的消耗而電極電位升高以及氫電極由于溶液酸度降低而電極電位降低 ， 直至導致兩個電極電位值相等時為止 。 ? （ 3） 電極電位處在如圖 121中線 d所示位置的 Ni2+－ Ni體系及其它類似的體系 ， 其特點是 ， 此類體系可以與水處于平衡 ， 也可以使水分解而析出氫氣 ， 這要看溶液的酸度如何而定 。 當溶液的 pH值低于線 2與線 d交點時 ， 將使水分解而析出氫氣 ， 高于線 2與線 d交點時則與水處于平衡 。 水的熱力學穩(wěn)定區(qū) ? （ 4） 以線 1和線 2所圍成的區(qū)域 II， 就是所謂的水的熱力學穩(wěn)定區(qū) 。 ? （ 5） 根據(jù)以上分析可見 ， 電極電位在區(qū)域 II之內(nèi)的一切體系 ， 從它們不與水的離子或分子相互作用這個意義來說 ， 將是穩(wěn)定
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