电势-pH图dianshi-pH tu

电势与pH的关系图。在等温等浓度的条件下，以电对的电极电势(φ)为纵坐标，溶液的pH值为横坐标，表示电对电极电势与溶液酸度的关系图叫电势-pH图或φ-pH图，也称甫尔拜图。它能更直观、形象地表示pH对φ的影响，特别是对涉及多种氧化还原平衡的复杂体系，电势-pH图可纵观问题的全貌。
水也具有氧化还原性，而且其氧化还原性与酸度有关 (见图1)。
图中b线表示水作还原剂时的电对：
O₂(1×10⁵Pa)+4H⁺+4e 2H₂O(1) 相应的φ与pH关系式为：

图中a线表示水作氧化剂时的电对：

相应的φ与pH关系式为：

φH⁺/H₂＝-0.0591pH

由于超电压的存在，使上下两线各需向外伸展出0.5V，得到实际的b线和a线 （即图中两条虚线）。
图2是卤素与水体系的电势-pH图。
图中各线位置高低反映了各电对电极电势的相对高低； 直线斜率的大小反映了各电对电极电势受pH影响的大小； 上面的直线所代表的电对的氧化型物质可以氧化下面直线所代表电对的还原型物质。电势-pH图的用处如下：

图1 水和某些电对的电势-pH图

图2 卤素与水体系电势-pH图

❶利用水的稳定区和不稳定区判断电对的稳定性若某一电对的电极电势值高于氧电对φO₂/H₂O的电势值，则该电对的氧化型物质可将水(O-2)氧化为氧气而逸出 （水作还原剂） ; 若某电对的电极电势值低于氢电对φH⁺/H₂的电势值，则该电对的还原型物质可将水(H⁺)还原为氢气而逸出 （水作氧化剂） 。因此，电势在b虚线以上的强氧化剂，如氟分子等，在水中不能稳定地存在，F₂易和H₂O强烈地作用放出O₂。而电势在a虚线以下的强还原剂，如钠、钾等活泼金属，在水中亦不能稳定地存在，会强烈地与水作用放出氢气。在a、b两条虚线之间，水既不能被氧化，又不能被还原，该区域为水的稳定区。

❷判断氧化还原反应的方向 由卤素与水体系的-pH图可清楚地看出： 氟与水激烈地作用，放出氧气； 氯气与水缓慢地作用，也放出氧气； 溴与水作用更加缓慢，若pH<3时，反应则逆向进行。碘与水几乎不能作用，相反，氧气却能将I-氧化为碘。
由于电势-pH图能直观地表明物质在水溶液中稳定存在的pH范围，人们就可以控制适当的pH值，实现所需要的氧化还原反应以获得某种产物。因此，电势-pH图在化工生产、湿法冶金以及化学分析等方面都得到了广泛的应用。