Cómo calcular un diagrama de Pourbaix de níquel

Descubierta en 1751 por el científico sueco Axel Fredrik Cronstedt , el níquel es un metal duro y dúctil comúnmente utilizado en la fabricación de acero inoxidable. El níquel y el níquel aleado son más resistentes a la corrosión que otros metales . Una de Pourbaix , o un diagrama de potencial de pH , ayuda a determinar el comportamiento de la corrosión de un material en un medio líquido . Preparación Pourbaix Diagramas para el níquel y sus especies oxidadas le permite predecir y controlar la corrosión y posiblemente extender la vida útil de níquel tubos submarinos y pipes.Things que necesitará
Lápiz
Papel
Gobernante
Calculadora con "log " característica de
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rastrear el x - y el eje y en un pedazo de papel. El eje y representa el potencial de equilibrio , abreviado como " ee" . Al calcular un diagrama de Pourbaix Ee se calcula en voltios con respecto al electrodo normal de hidrógeno - o ella - también conocido como un electrodo de referencia . El eje x representa el pH . El origen de los ejes coincide con el valor de pH de cero y un valor de -1,8 en el eje y . Marque el eje vertical cada 0,2 unidades hasta alcanzar el nivel de 2 . El eje horizontal debe contener valores partiendo de cero a 16 .
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Traza dos líneas en el diagrama que representa el número de posibles reacciones catódicas para el agua .

Las reacciones para el agua son tan de la siguiente manera : 2H + + 2e
- ↔ H2
H2O ↔ ½ O2 + 2H + + 2e -

obtener los valores para el potencial de equilibrio para cada una de estas reacciones de acuerdo con la ecuación de Nerst . Por primera ecuación Ee = - 0.059pH , mientras que para el segundo , Ee = 1.223 - 0.059pH . Trazar las líneas inclinadas que representan estas reacciones en el diagrama . Dibuja una línea descendente, procedente de punto cero en el eje y, y otra línea descendente desde el nivel 1.223 en el eje y. Estas líneas se dibujan de la misma manera en todos los diagramas de Pourbaix para todos los metales y sus especies .
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Averigüe el número de especies oxidantes para el níquel , incluyendo Ni2 + , Ni ( OH) 2 y NiO . Calcular el potencial de equilibrio para cada una de estas especies con la ecuación de Nerst usando la fórmula :

Ee = E0 -2,303 RT /zF x

registro ( reducida ) /(oxidado )

" E0 " representa el potencial estándar . Utilice 8,3145 J K - 1 mol - 1 ,
que es el valor de " R " - la constante universal de los gases , y 96 485 C por mol de electrones para " F ", o la constante de Faraday . En esta ecuación , " T" es la temperatura absoluta y "z " es el número de moles de electrones que toman parte en la reacción . Calcula el logaritmo con una calculadora y utilizar el número de especies reducidas y oxidadas en la reacción. Por ejemplo, en la reacción :

Ni2 + 2 H2O ↔ Ni ( OH) 2 2 H +

calcular iniciar Ni ( OH) 2 (H +) 2 /( Ni2 +) ( H2O) 2

Teniendo en cuenta que las fases continuas de Ni ( OH ) 2 y H2O tienen actividades de uno , calcular log ( H +) 2 /( Ni2 +) .
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Marcar todos los resultados en su esquema después de calcular el potencial de equilibrio para cada una de las especies oxidantes de níquel . La especie oxidante de Ni2 + es un resultado de una reacción ácido - base pura y no es dependiente de potencial , de modo traza como una línea vertical en el diagrama . Interpretar el esquema después de trazar todas las líneas. El níquel es inmune a la corrosión cuando se encuentra en un líquido con las condiciones en virtud de cualquiera de las líneas que se ven en el diagrama.