電勢(shì)緩沖溶液

1、電勢(shì)緩沖溶液作者:熊鋒強(qiáng) 學(xué)號(hào):02081051關(guān)鍵詞:電勢(shì) 電對(duì) 氧化還原 緩沖溶液 緩沖指數(shù)摘要:分三類討論電勢(shì)緩沖溶液的緩沖能力.定義:與酸堿緩沖溶液定義相似,電勢(shì)緩沖溶液是一般由氧化還原電對(duì)組成,能在一定限度內(nèi),有力減緩因外加強(qiáng)氧化劑或強(qiáng)還原劑及稀釋引起的溶液電位急劇的變化的溶液.對(duì)三類緩沖對(duì)的討論：1.Fe3+/Fe2+.設(shè)在酸性溶液中,忽略副反應(yīng)的影響.在某一狀態(tài)下, Fe3+Fe2+同時(shí)存在,設(shè)其由全為Fe2+的初始狀態(tài)下加入強(qiáng)氧化劑(能定量地被Fe2+還原)轉(zhuǎn)變而得.若Fe3+Fe2+總?cè)芏葹閏0,Fe3+溶度為c,則相當(dāng)于溶液起始含c0的Fe2+和c的轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1的強(qiáng)氧化劑

2、.而對(duì)加強(qiáng)氧化劑或強(qiáng)還原劑的緩沖即可看作增大c或減小c.溶液電勢(shì):微分得:定義緩沖指數(shù),則.當(dāng)c=0.5c0時(shí),.若c0=1mol/L,則.可見,此時(shí)需加轉(zhuǎn)移近0.1mol/L電子的強(qiáng)氧化劑或還原劑,才能使,的緩沖溶液的電位改變0.01V.而對(duì)于那些不能定量地被還原或氧化的,所需加的量將更大.c=0.5c0時(shí),溶液電勢(shì),為該緩沖溶液的最佳緩沖電勢(shì);若要求此溶液,通過(guò)先求得c再求溶液電勢(shì)得緩沖范圍(0.727,0.815)V.2.I3-/I-. 同上所設(shè),有: 溶液電勢(shì): 微分得: 緩沖容量當(dāng)c=0.244c0時(shí), .溶液電勢(shì),為該緩沖溶液的最佳緩沖電勢(shì).(若c>2c0/3,該電對(duì)部分轉(zhuǎn)化

3、為I2/I-.)3.Fe2+/Fe. 設(shè)在酸性溶液中,忽略副反應(yīng)的影響.同上所設(shè),有: 溶液電勢(shì): 微分得: . 緩沖容量. c越大,緩沖容量越大.但實(shí)際中,Fe2+存在羥基化作用等副反應(yīng),并且會(huì)生成沉淀.因此Fe2+濃度受限, 緩沖容量不會(huì)無(wú)限增大. 若pH=7, Fe飽和濃度,溶液電勢(shì).附:對(duì)電勢(shì)改變0.01V的認(rèn)識(shí):設(shè)有一對(duì)稱電對(duì),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為n,記Q為氧化態(tài)與還原態(tài)的濃度商,若電勢(shì)改變0.01V,則由:n=1時(shí), ;n=2時(shí), ;n=5時(shí), .可見,濃度商的變化是很小的.舉例說(shuō)明:總濃度為0.01mol/L的SnCl2中原來(lái)含有10-5mol/L的SnCl4,改變0.01V后, ,仍可忽略損失.對(duì)照,若參加電極半反應(yīng)的H+或OH-數(shù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為1:1,則電勢(shì)緩沖溶液的應(yīng)用: 電勢(shì)緩沖溶液可應(yīng)用于對(duì)物質(zhì)氧化還原態(tài)的控制. 其中一個(gè)應(yīng)用是存儲(chǔ)保護(hù):控制溶液電勢(shì),防止被空氣中氧氣等氧化.如存儲(chǔ)SnCl2時(shí)加入Sn作緩沖保護(hù).說(shuō)明:鑒于氧化還原反應(yīng)的速率與可逆性問(wèn)題,選擇緩