影响水溶液中物质稳定性的因素

影响水溶液中物质稳定性的因素在温度和压强一定的条件下，影响物质在水溶液中稳定性的因素，则主要是水溶液的pH值、物质的电极电位和活度。活度的影响主要体现在计算水溶液pH值和物质电极电位的时候，它与两者之间呈线形关系。一般来说，溶液中物质的活度是以浓度的形式给出，需通过活度系数加以校正后求得确定的活度值。影响水溶液中物质稳定性的因素在温度和压强一定的条件下，影响物1pH值的影响当某种难溶物质，例如Fe(OH)2与纯水接触时，它将微量溶解，并电离成离子：反应平衡常数：pH值的影响2由

得到：lgK＝-14.8又得于是，导出反应（1）的平衡条件是：由3用同样的方法可以求出反应的平衡条件为：用同样的方法可以求出反应4以上计算表明，物质在水溶液中的稳定程度，可根据其溶解沉淀平衡计算得出活度与pH值的关系。这样，就可以通过控制溶液pH值的方法，使反应向欲定方向进行。若假设Fe3+、Fe2+的活度均为1，那么反应（1）、（2）两式的平衡PH值分别为6.6和1.6，当溶液pH值小于1.6时，式（1）、（2）将按正方向进行，溶液中稳定存在的物质是Fe2+、Fe3+。所以，在湿法炼锌中性浸出时，当控制溶液终点pH值为5.2（远远大于（2）式的平衡PH值）时，Fe3+即几乎全部水解生成Fe(OH)3沉淀而析出，Fe2+却仍留在溶液中。以上计算表明，物质在水溶液中的稳定程度，可根据其溶解沉淀平衡5物质电极电位的影响在湿法冶金过程中存在着许多氧化还原反应（有电子参与的反应）。例如，在湿法炼锌过程中有如下反应：2Fe2+＋MnO2+＋4H+＝2Fe3+＋Mn2+＋2H2O

(3)Cu2+＋Zn＝Zn2+＋Cu(4)这些反应均可看作由氧化和还原的两个半电池反应构成，如净化过程中常用到的置换反应（4）是由下列两个半电池反应构成的：Zn－2е＝Zn2+(氧化)Cu2+＋2е＝Cu(还原)那么，在溶液中就可能存在着两类氧化—还原反应。物质电极电位的影响61、简单离子的电极反应：Mez+＋ze＝Me，如：Fe2+＋2е＝Fe，Zn2+＋2е＝Zn此类反应的平衡电极电位

与水的溶液中金属离子活度之间的关系，可由能斯特公式求出：1、简单离子的电极反应：Mez+＋ze＝Me，如：Fe2+＋7吉布斯自由能与标准电位间的桥梁公式是：如：所以吉布斯自由能与标准电位间的桥梁公式是：82．溶液中多种价态离子之间的电极反应：此类反应的平衡电极电位与水溶液中金属离子活度之间的关系，也可由能斯特公式求出。例如，

Fe3+＋е＝Fe2+溶液中离子之间的电极电位可用（12-1）表示，当温度为298k时：

2．溶液中多种价态离子之间的电极反应：9由得若已知溶液中离子的活度，则可算出在该活度条件下的平衡电极电位，这样就能通过控制溶液中的电位来控制反应的方向和限度。由10当控制电位低于溶液的平衡电极电位时，溶液中的元素就向还原方向进行，直到控制电位与溶液的平衡电极电位相等时为止；当控制电位高于溶液的平衡电极电位时，溶液中的元素则向氧化方向进行，直到两电位相等。例如，在Fe2++2е=Fe反应中，若溶液中Fe2+

活度为1时，控制电位高于-0.44V时，Fe便氧化成Fe2+，溶液中以Fe2+形态稳定存在；当控制电位低于-0.44V时，Fe2+便还原成Fe,稳定态为Fe。当控制电位低于溶液的平衡电极电位时，溶液中的元素就向还原方向11形成配位化合物的影响1、在溶液中没有形成配位化合物时，溶液中金属离子的还原反应和电极电位为：形成配位化合物的影响122、在溶液中形成配位化合物时，配合剂L有的是带电的，有的则不带电，假设配合剂不带电，形成配位化合物的反应通式和平衡常数

为：2、在溶液中形成配位化合物时，配合剂L有的是带电的，有的则不13现假设溶液中只有未配合的金属离子还原成金属，未配合的金属离子还原反应的电极电位为：影响水溶液中物质稳定性的因素14由式（12-8）和（12-9）可以看出，如果已知配合物的活度、配合剂的活度和配位化合物的离解常数，就可以求出形成配位化合物的平衡电极电位值。由式（12-8）和（12-9）可以看出，如果已知配合物的活度15现以银为例来计算形成配位化合物对标准电极电位的影响。当不生成配合离子时：如生成配合离子时,形成配合离子的反应式、平衡常数，及其溶液中金属离子的浓度为：Ag+＋2(CN)-＝Ag(CN)2-现以银为例来计算形成配位化合物对标准电极电位的影响。当不生成16形成配位化合离子时，未配合金属离子还原反应的平衡电极电位为温度为298K时，若知=1018.8,=1/,则形成配位化合离子时未配合金属离子还原反应的标准平衡电极电位为：形成配位化合离子时，未配合金属离子还原反应的平衡电极电位为17从计算结果看出，生成配位化合离子Ag(CN)2-、Au(CN)2-后，Au、Ag的还原电位显著降低了。这是因为溶液中有CN-存在时，形成的配位化合离子显著降低了Au＋、Ag＋的有效浓度，从