Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Октября 2014 в 21:30, реферат
В системе Zn-H2O твердыми являются элементарный цинк и гидрооксид цинка. В жидком могут быть Zn+2 и HZnO2-. Соответственно этому должны быть рассмотрены условия равновесия между:
1) ионами в растворе;
2) твердыми фазами в присутствии воды;
3) ионами и твердыми фазами;
Диаграмма Пурбе для системы цинк – вода
В системе Zn-H2O твердыми являются элементарный цинк и гидрооксид цинка. В жидком могут быть Zn+2 и HZnO2-. Соответственно этому должны быть рассмотрены условия равновесия между:
При расчете взяты следующие значения стандартных величина энергий Гиббса соединений и ионов:
Соединения или ионы |
Zn(OH)2 |
Zn+2 |
HZnO2- |
H2O |
ΔG (кДж/моль) |
-147,2 |
-555,9 |
-779,1 |
-237,2 |
Zn+2+2H2O= HZnO2-+3H+ ; ΔG0= -779,1+2*237,2+147,2=-107,5 кДж/моль
=-107,2 /(2,3*8,314*298)= -18,86
Поскольку данная реакция не является окислительно-востановительной соотношение между ионами функцией PH. При построении диаграмм для систем, содержащих различные ионы в водной фазе, уравнение решают для частного случая, когда активности ионов, находящихся в равновесии равны между собой. Если то
pH=18,86 / 3=6,28
На диаграмме это соотношение изображено линией, параллельной оси ординат при pH=6,28 (1’).Слева от линии присутствуют ионы Zn+2 ,а справа преобладают HZnO2-.
ΔG0=-555,9-2*(-237,2)= -81,5
=81,5/2*96485=0,422
Следовательно, φ=-0,422+(0,059/3)lga3H+=0,
Линию построим по точкам.
φ |
-0,5 | |
pH |
5,76 |
15,62 |
ΔG0=-555,9-2*(-237,2)+147,2=-
=65700/ (2,3*8,314*298)= 11,52
Из уравнения видно, что логарифм активности ионов Zn+2 ,находящихся в равновесии с гидрооксидом является линейной функцией pH. Каждому значению соответствует определенное значение pH. Если =0 то pH=5,76 .На диаграмму нанесены семейство прямых линий соответствующей активности ионов параллельные оси ординат (при=-2,-3, -4).
Как можно видеть на диаграмме, с повышением активности Zn+2 pH уменьшается.
Zn (OH)2= HZnO2- +H+
ΔG0=-779,1-(-555,9)= 223,2
=-223200/(2,3*8,314*298)=-39,1
Каждому значению соответствует определенное значение pH(при =-2,-3, -4).
. Если =0 то pH =
Zn= Zn+2+2е ; φ= φ0+(0,059/2)lgaZn+2 ;
=-147200/(2*96485)= -0,76
Отсюда φ= -0,76+0,03 lgaZn+2
Для рассматриваемой реакции потенциал является функцией логарифма активности ионов Zn+2 и не зависит от pH раствора. Поэтому каждому значению lgaZn+2 соответствует определенное значение потенциала (при=-2,-3, -4).
. Равновесию между цинком и ионами Zn+2 на диаграмме соответствуют линии параллельные оси абсцисс.
ΔG0=-779,1-2*(-237,2)= -305
=305000/(2*96485)= 1,58
φ= 1,58+0,0295 lga2HZnO2-- 0,0886pH
Линию построим по точкам
φ |
-1,88 |
-2,85 |
pH |
39,1 |
50 |
Равновесный потенциал для реакции является функцией активности ионов HZnO2- и pH.Для каждого значения активности ионов равновесие изображается прямой линией с угловым коэффициентом - 0,0886 (при =-2,-3, -4).
Диаграмма Пурбе для системы
кобальт-вода
На сводной диаграмме системы границами
полей устойчивости являются соответствующие
изолинии (линии, отвечающие одинаковым
значениям активности ионов). В левой части
диаграммы при pH<6,3 (в зависимости от
активности ионов), находится область
устойчивого состояния ионов Co+2 в растворе;
в правой части при pH>19,1 область стабильных
анионов HCoO2- .между этими
областями расположена область стабильного
существования Co(OH)2 в контакте
с водными растворами. Как видно из рисунка
кобальт стабилен в водном растворе т.к.находится
над линией (a).
Из построенной диаграммы можно видеть, что линии, идущие параллельно оси абсцисс соответствуют равновесию реакции, в которых ионы H+ и OH- не участвуют; линии параллельные оси ординат, изображают равновесие реакции, в которых происходит изменение степени окисления металла (например, Co+2 - HCoO2- или Co+2 - HCoO2- ). Во всех случаях когда протекает окислительно-восстановительная реакция с участием H+ и OH- -ионов, линии имеют угол наклона к координатным осям отличающийся от 0 или 90 градусов