Hur man beräknar en Pourbaix diagram

The Pourbaixdiagram , även känd som potentiella pH- diagram , spelar en viktig roll inom elektrokemi och korrosionsvetenskap. Den ryske forskaren Marcel Pourbaix kom upp med idén till dessa diagram 1938 , och de indikerar möjliga stabila faser av vattenbaserade elektrokemiska system . Att veta och förutsäga korrosionshastigheter av olika metaller i kontakt med vätskor med variabla pH-värden kan förbättra säkerheten och livslängden för fartyg och offshore-plattformar . Du kan skapa ett diagram för metaller och deras oxiderade arter att hitta vilka arter som är termodynamiskt stabil vid olika värden på elektrodpotential och pH.Things Du behöver
Penna och papper ruler
Vetenskaplig kalkylator

Visa fler Instruktioner
1

Rita två axlar , en vertikal och en horisontell . Tagga den vertikala axeln eller y-axeln med " Ee , " vilket står för jämviktspotentialen , även känd som den reversibla potential och är jämviktstillståndet mellan två oxidationstillstånd av samma grundämne . Jämviktspotentialen är en variabel och förändringar med temperatur , koncentration och tryckvariationer . Den horisontella axeln står för pH-värdet. Ursprunget till axlarna är nivån noll för pH och -2 eller -1.8 för Ee . Markera y-axeln var 0,2 enheter . Märk pH -axeln med nivåer börjar 0-16 . Ee mäts i volt , medan pH mäts i enheten .
2

Hitta antalet möjliga katodiska reaktioner för vatten . Det finns två katodiska reaktioner , så rita två linjer som representerar dessa reaktioner . En linje startar från noll på y- axeln och minskar då pH-värdet ökar . Den andra raden börjar vid nivån för 1,2 på y- axeln och sjunker när pH ökar. Dessa rader är samma på alla Pourbaix diagram , oavsett vilken metall som studeras . Addera 3

Fastställa antalet oxiderade arter för metallen du studerar . . Använd Nerst ekvationen för varje oxiderade art att beräkna jämviktspotentialen
Nerst ekvationen fastställer värdet på jämviktspotentialenEe :

Ee = E0 -2,303 RT /zF x log ( reducerad ) /( oxiderad ) katalog

I denna ekvation " E0 " är standardpotential . "R" står för den universella gaskonstanten och lika med 8,3145 J K - 1 mol - 1 . "T" är den absoluta temperaturen , "z" är antalet mol av elektroner, som deltar i reaktionen , medan " F" är Faradays konstant equaling 96,485 C per mol elektroner. Beteckningen "reducerad " står för alla arter som reduceras i elektrodreaktionen , medan " (oxiderad ) " representerar de oxiderade species .
4

Skaffa värdena för Ee för varje art av metallen du studerar . Jämviktspotentialen kommer att bero på pH-värdet. Beräkna Ee för olika pH-nivåer och spåra dina resultat i diagrammet . Metallen kommer att vara immunt mot korrosion då under förhållanden som är under några linjer du ritar i Pourbaix diagrammet . Addera