《地球化學》實習二
ph-eh關係**的製作
1. 計算水的ph-eh關係
氧化上限：
h2o = 1/2o2 + 2h+ + 2e- e0=1.23v (po2=1)
e = e0 + (0.059/n)logk
e = 1.22 – 0.059ph
還原上限：
h2 = 2h+ + 2e- e0=0.00v (ph2=1)
e = e0 + (0.059/n)logk
e = – 0.059ph
2. 計算fe的ph-eh的關係（fe2+ fe(oh)2 fe(oh)3）
1 ph<2,反應：fe2+ = fe3++e- e0=0.77v
關係為一水平線,其上下為fe3+、fe2+優勢場
2 ph=2-10,反應為 3h2o + fe2+ = fe(oh)3 + 3h+ + e- e0= 1.06v;
代入能斯特方程 e = 1.06+0.059log（[h+]3/[fe2+]）
給定 [fe2+] = 1 mol, e = 1.06-0.177ph，為一直線
給定 [fe2+] = 10-3mol, e = 1.237-0.177ph，為一直線
3 ph>10, 反應為：fe(oh)2 + oh- = fe(oh)3+e- e0 = -0.56v
e = -0.56 + 0.059 log[1/oh-] = 0.27 - 0.059ph
3. 計算fe的ph-eh的關係（fe2+ fe(oh)2）
4 ph<5.9,fe = fe2++2e- e0=-0.41v
給定 [fe2+]=1mol，e=e0 關係為一水平線，其上下為fe2+、fe優勢場。
給定 [fe2+]=10-3mol，e=e0-0.05917log(1/[ fe2+])/2=—0.499v，也為一條直線，其上下為fe2+、fe優勢場。
5 ph>5.9 fe +2oh-= fe(oh)2 +2e- e0=-0.89v
代入能斯特方程 e=-0.89+0.059log（1/[oh-]3）
e=-0.062-0.059ph
4. 繪製ph-eh關係**
5. 圈定自然界ph-eh的變化範圍
水的ph是由於溶解在水中的酸性和鹼性物質共同作用來調節的，天然水的ph一般在4-9範圍內變化。據此可以劃分自然界中ph-eh的變化範圍，即圖中圈定的平行四邊形部分。
6. **ph-eh關係**在地球化學研究中的意義
ph對元素行為的影響：
（1） ph值影響氫氧化物是否在溶液中沉澱，導致不同元素的氫氧化物在水介質中的遷移能力不同；
（2） ph值影響元素的共生或分離；
（3） 影響兩性元素的遷移形式；
（4） 鹽類的水解是低溫水—巖作用中常見的一種化學反應。
e0和eh值對化學作用的影響：
（1） e0和eh值確定了變價元素的價態，元素的價態和存在形式不同，元素的遷移能力也就不同；
（2） eh值對於像fe、mn等變價元素化合物的溶解度有很大影響，且形成的fe、mn礦物的型別不一樣，而對非變價元素如al、si等的沉澱和溶解的影響很小。
ph和eh作為介質(包括水、土壤等)環境物理化學性質的綜合性指標。ph值高低反映介質酸鹼性的強弱,eh值大小則表徵介質氧化性或還原性的相對程度。在海洋沉積物中,eh、ph是兩個反映沉積環境的良好的綜合性指標。
水溶液的ph和eh值分別可以改變元素在溶液中的存在形式和離子價態，影響元素參與化學作用的能力和方式。各種主要的溶解物質沉澱時，都需要一定的ph-eh條件，也就是說平衡的建立需要乙個穩定的物理化學條件。
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