典型铁氧化物-Fe(Ⅱ)aq非均相体系氧化还原电位的测定方法

作者：李欣; 杨珊珊; 高成杰; 刘菲^*

来源：Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2023, 51(12): 1935-1944.

DOI：10.19756/j.issn.0253-3820.231037

• 铁氧化物
• 非均相体系
• 氧化还原电位
• 介导电位
• 能斯特方程

铁氧化物的存在可有效促进溶解性Fe(Ⅱ)(Fe(Ⅱ)aq)对污染物的还原，因此，评估铁氧化物-Fe(Ⅱ)aq非均相体系的氧化还原电位(Eh)对于定量预测含水层中污染物的非生物衰减具有重要意义，但是在测定非均相体系的Eh时存在平衡缓慢和结果不稳定等问题。本研究以针铁矿和赤铁矿为代表性铁氧化物，探讨了不同实验条件对铁氧化物-Fe(Ⅱ)aq体系Eh测定的影响，建立了快速准确测定Eh的介导电位法。结果表明，非均相体系的Eh测定需要保持严格的厌氧条件，每次测定需进行5 min电极预处理，以恢复电极状态；选择适宜介导物质，Eh在5 min内达到稳定。利用此方法进一步测定了不同pH值和Fe(Ⅱ)aq浓度下铁氧化物-Fe(Ⅱ)aq体系的Eh，发现其与对应的能斯特方程具有良好的拟合效果，获得的针铁矿和赤铁矿-Fe(Ⅱ)aq体系的标准氧化还原电位(Eh0)分别为893.0和1001.3 mV。此外，根据热力学计算得到溶度积常数在理论范围内，说明铁氧化物-Fe(Ⅱ)aq非均相体系在Eh测定过程中达到了热力学平衡，进一步证明了建立的Eh测定方法准确可靠，为解决地下水污染非生物衰减量化预测的难点问题提供了依据。

• 单位
  水资源与环境工程北京市重点实验室