影響水溶液中物質(zhì)穩(wěn)定性的因素

影響水溶液中物質(zhì)穩(wěn)定性的因素在溫度和壓強一定的條件下，影響物質(zhì)在水溶液中穩(wěn)定性的因素，則主要是水溶液的pH值、物質(zhì)的電極電位和活度?；疃鹊挠绊懼饕w現(xiàn)在計算水溶液pH值和物質(zhì)電極電位的時候，它與兩者之間呈線形關(guān)系。一般來說，溶液中物質(zhì)的活度是以濃度的形式給出，需通過活度系數(shù)加以校正后求得確定的活度值。影響水溶液中物質(zhì)穩(wěn)定性的因素在溫度和壓強一定的條件下，影響物1pH值的影響當某種難溶物質(zhì)，例如Fe(OH)2與純水接觸時，它將微量溶解，并電離成離子：反應平衡常數(shù)：pH值的影響2由

得到：lgK＝-14.8又得于是，導出反應（1）的平衡條件是：由3用同樣的方法可以求出反應的平衡條件為：用同樣的方法可以求出反應4以上計算表明，物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定程度，可根據(jù)其溶解沉淀平衡計算得出活度與pH值的關(guān)系。這樣，就可以通過控制溶液pH值的方法，使反應向欲定方向進行。若假設(shè)Fe3+、Fe2+的活度均為1，那么反應（1）、（2）兩式的平衡PH值分別為6.6和1.6，當溶液pH值小于1.6時，式（1）、（2）將按正方向進行，溶液中穩(wěn)定存在的物質(zhì)是Fe2+、Fe3+。所以，在濕法煉鋅中性浸出時，當控制溶液終點pH值為5.2（遠遠大于（2）式的平衡PH值）時，F(xiàn)e3+即幾乎全部水解生成Fe(OH)3沉淀而析出，F(xiàn)e2+卻仍留在溶液中。以上計算表明，物質(zhì)在水溶液中的穩(wěn)定程度，可根據(jù)其溶解沉淀平衡5物質(zhì)電極電位的影響在濕法冶金過程中存在著許多氧化還原反應（有電子參與的反應）。例如，在濕法煉鋅過程中有如下反應：2Fe2+＋MnO2+＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O

(3)Cu2+＋Zn＝Zn2+＋Cu(4)這些反應均可看作由氧化和還原的兩個半電池反應構(gòu)成，如凈化過程中常用到的置換反應（4）是由下列兩個半電池反應構(gòu)成的：Zn－2е＝Zn2+(氧化)Cu2+＋2е＝Cu(還原)那么，在溶液中就可能存在著兩類氧化—還原反應。物質(zhì)電極電位的影響61、簡單離子的電極反應：Mez+＋ze＝Me，如：Fe2+＋2е＝Fe，Zn2+＋2е＝Zn此類反應的平衡電極電位

與水的溶液中金屬離子活度之間的關(guān)系，可由能斯特公式求出：1、簡單離子的電極反應：Mez+＋ze＝Me，如：Fe2+＋7吉布斯自由能與標準電位間的橋梁公式是：如：所以吉布斯自由能與標準電位間的橋梁公式是：82．溶液中多種價態(tài)離子之間的電極反應：此類反應的平衡電極電位與水溶液中金屬離子活度之間的關(guān)系，也可由能斯特公式求出。例如，

Fe3+＋е＝Fe2+溶液中離子之間的電極電位可用（12-1）表示，當溫度為298k時：

2．溶液中多種價態(tài)離子之間的電極反應：9由得若已知溶液中離子的活度，則可算出在該活度條件下的平衡電極電位，這樣就能通過控制溶液中的電位來控制反應的方向和限度。由10當控制電位低于溶液的平衡電極電位時，溶液中的元素就向還原方向進行，直到控制電位與溶液的平衡電極電位相等時為止；當控制電位高于溶液的平衡電極電位時，溶液中的元素則向氧化方向進行，直到兩電位相等。例如，在Fe2++2е=Fe反應中，若溶液中Fe2+

活度為1時，控制電位高于-0.44V時，F(xiàn)e便氧化成Fe2+，溶液中以Fe2+形態(tài)穩(wěn)定存在；當控制電位低于-0.44V時，F(xiàn)e2+便還原成Fe,穩(wěn)定態(tài)為Fe。當控制電位低于溶液的平衡電極電位時，溶液中的元素就向還原方向11形成配位化合物的影響1、在溶液中沒有形成配位化合物時，溶液中金屬離子的還原反應和電極電位為：形成配位化合物的影響122、在溶液中形成配位化合物時，配合劑L有的是帶電的，有的則不帶電，假設(shè)配合劑不帶電，形成配位化合物的反應通式和平衡常數(shù)

為：2、在溶液中形成配位化合物時，配合劑L有的是帶電的，有的則不13現(xiàn)假設(shè)溶液中只有未配合的金屬離子還原成金屬，未配合的金屬離子還原反應的電極電位為：影響水溶液中物質(zhì)穩(wěn)定性的因素14由式（12-8）和（12-9）可以看出，如果已知配合物的活度、配合劑的活度和配位化合物的離解常數(shù)，就可以求出形成配位化合物的平衡電極電位值。由式（12-8）和（12-9）可以看出，如果已知配合物的活度15現(xiàn)以銀為例來計算形成配位化合物對標準電極電位的影響。當不生成配合離子時：如生成配合離子時,形成配合離子的反應式、平衡常數(shù)，及其溶液中金屬離子的濃度為：Ag+＋2(CN)-＝Ag(CN)2-現(xiàn)以銀為例來計算形成配位化合物對標準電極電位的影響。當不生成16形成配位化合離子時，未配合金屬離子還原反應的平衡電極電位為溫度為298K時，若知=1018.8,=1/,則形成配位化合離子時未配合金屬離子還原反應的標準平衡電極電位為：形成配位化合離子時，未配合金屬離子還原反應的平衡電極電位為17從計算結(jié)果看出，生成配位化合離子Ag(CN)2-、Au(CN)2-后，Au、Ag的還原電位顯著降低了。這是因為溶液中有CN-存在時，形成的配位化合離子顯著降低了Au＋、Ag＋的有效濃度，從