Como calcular um Diagrama de Pourbaix

Os diagramas de Pourbaix , também conhecidos como diagramas de pH potencial, desempenham um papel importante em eletroquímica e ciência corrosão. O cientista russo Marcel Pourbaix surgiu com a idéia para estes diagramas em 1938 , e eles indicam potenciais fases estáveis ​​de sistemas eletroquímicos aquosos. Conhecer e prever as taxas de corrosão de vários metais em contato com líquidos com valores de pH variáveis ​​podem melhorar a segurança ea vida de navios e plataformas offshore. Você pode criar um diagrama para os metais e suas espécies oxidadas para encontrar quais as espécies são termodinamicamente estáveis ​​em vários valores de potencial de eletrodo e pH.Things você precisa
Lápis e papel
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Desenhe dois eixos, um vertical e um horizontal. Marcar o eixo vertical ou eixo y com "Ee , " que representa o potencial de equilíbrio , também conhecido como o potencial reversível e é o estado de equilíbrio entre dois estados de oxidação do mesmo elemento químico . O potencial de equilíbrio é uma variável e muda com as variações de temperatura , pressão e concentração . O eixo horizontal representa o pH . A origem dos eixos é o nível zero para o pH e -2 ou -1,8 para o Ee . Marcar o eixo y cada 0,2 unidades . Marcar o eixo com níveis de pH a partir de 0 a 16 . Ee é medida em volts , enquanto que o pH é medido em unidades .
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Encontrar o número de possíveis reacções catódicas de água . Há duas reações catódicas , então desenhar duas linhas que representam essas reações. Uma linha começa do zero no eixo dos y e diminui à medida que o pH aumenta . A segunda linha inicia-se no nível de 1,2 no eixo - y e desce medida que o pH aumenta. Essas linhas são os mesmos em todos os diagramas de Pourbaix , independentemente do metal que está sendo estudado.
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Estabelecer o número de espécies oxidadas para o metal que está estudando. . Use a equação Nerst para cada espécie oxidados para calcular o potencial de equilíbrio
A equação Nerst estabelece o valor do potencial de equilíbrio Ee :

Ee = E0 -2,303 RT /ZF x log ( reduzido) /( oxidado)

Nesta equação " E0 " é o potencial padrão . " R " representa a constante de gás universal e igual a 8,3145 J K-1 mol -1. " T " é a temperatura absoluta , " z " é o número de moles de electrões que participam na reacção , enquanto que " F " é a constante de Faraday igualando 96,485 C por mole de electrões . A notação " reduzido " significa todas as espécies que são reduzidas na reacção do eléctrodo , enquanto que " (oxidada ) " representa as espécies oxidadas .
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obter os valores de Ee para cada espécie do metal você estuda. O potencial de equilíbrio dependerá do pH . Calcule o Ee para diferentes níveis de pH e traçar seus resultados no diagrama. O metal será imune à corrosão quando em condições que estão sob quaisquer linhas desenhadas no diagrama de Pourbaix .