电位-pH图

科技工作者之家 2020-11-17

电位-pH图,也称电势-pH图稳定区图普尔贝图,是表示系统的电极电势与pH关系的图,它在电化学中有很重要的意义。最早由比利时学者马塞尔·普尔贝(Marcel Pourbaix)等人在20世纪30年代使用,用于金属腐蚀问题,后应用范围逐渐扩大到电化学、分析、无机、地质科学等领域,有很强的实用性。它相当于研究相平衡时的相图,是一种电化学的平衡图。

简介电位-pH图,也称电势-pH图稳定区图普尔贝图,是表示系统的电极电势与pH关系的图,它在电化学中有很重要的意义。最早由比利时学者马塞尔·普尔贝(Marcel Pourbaix)等人在20世纪30年代使用,用于金属腐蚀问题,后应用范围逐渐扩大到电化学、分析、无机、地质科学等领域,有很强的实用性。它相当于研究相平衡时的相图,是一种电化学的平衡图。最简单的电位-pH图只涉及一种元素的不同氧化态形态与水构成的体系,用它可以预测在具特定电位(氧还态)和pH(酸度)的水溶液体系中,某种元素稳定存在的形态和条件。1

电位-pH图的构建电位-pH图的构建比较复杂,一般包括以下三步:

列出有关物质的各种存在状态及其化学势值;

写出相关物质之间反应的平衡关系式;

画出各类反应的电位-pH图,最后汇总。1

标准电极电势标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势,也就是标准态时的电极电势,记作,上标表示标准态。标准状态意味着:溶质的有效浓度为1mol/L,气体压强为100 kPa,温度一般为298K。

虽然电池的电动势可以直接测定,但单一可逆电极的标准电极电势却只有相对值没有绝对值,而且它随着温度、浓度和压强而发生变化。电极电势的基准是标准氢电极:标准状态下H+/H2电极的电势被定为0.00V,即,其他电极电势的值在此基础上获得。当某半电池和标准氢电池电极相连时为负极,该半电池的半反应的标准电极电势为负值,且绝对值与电池电动势相等;若为正极则相反。这样求得的值称作还原电势,总反应的标准电极电势也就是两个半反应标准电极电势的差,E0大于零时反应自发。1

参看氧化物自由能图

元素电势图

自由能-氧化数图

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。