El documento describe los diagramas de Pourbaix, los cuales fueron creados por el químico ruso Marcel Pourbaix para mostrar la influencia del pH en la solubilidad de óxidos e hidróxidos metálicos. Los diagramas muestran las regiones de inmunidad, corrosión y pasividad de un material dependiendo del potencial y pH. Se explica cómo construir un diagrama de Pourbaix para el hierro usando valores de energía libre de formación para sus siete equilibrios principales.
2. Fue creado por un químico Ruso llamado Marcel
Pourbaix (1904-1998)
Los diagramas de pourbaix dan informacion acerca
de la influencia del pH en la solubilidad de varios
oxidos e hidroxidos , y tambien dan informacion
de la composicion de las disoluciones que estan en
equilibrio con el metal.
Historia
3.
Disolución metálica---> diferentes reacciones entre
el metal y el electrolito.
Si ocurre por formación de oxido o hidróxido, el
potencial de equilibrio correspondiente depende
del pH de la solución.
Productos solubles favorece la disolución metálica.
Productos insolubles protegen el metal
pasivandolos.
Diagrama de equilibrio
termodinámico de
Pourbaix
4.
Este se lee en los ejes de X ,Y:
-En Y, se encuentra el potencial, el cual calculamos con la
eq. de Nernst, h= hidrogeno
-En X, se encuentra el pH con la función
de –log del H+ concentración de iones
pH = − log[H + ]
Como calculamos e
interpretamos un
diagrama de Pourbaix
5.
Un diag. de Pourbaix sencillo nos indica:
Regiones de inmunidad
Corrosión
Pasividad del material
6.
Sin intervención de iones hidrogeno ni electrones
Con la intervención solo de iones hidrogeno
Con la intervención solo de electrones
Con la intervención simultanea de iones hidrogeno y
electrones
Tipos de reacciones que
tienen lugar en el
diagrama
7.
Horizontales => reacciones que no dependen del pH
Ej.: Un metal que se oxida perdiendo dos
electrones:
M---> M2+ + 2e-
Verticales => reacciones que dependen del pH pero que
son independientes del potencial tales como:
M2+ + 2H2O ---> M(OH)2 + 2H+
Oblicuas => reacciones en las cuales hay un intercambio
de electrones y cambio de pH por ejemplo:
M + 2H2O ---> M(OH)2 + 2H++ 2e-
8.
Uno de los casos más importantes en la práctica es el
estudio de la corrosión del hierro. Por lo anterior,
tomaremos como ejemplo la construcción de su
diagrama pH – potencial. El hierro presenta los
siguientes siete equilibrios:
Como construir un
diagrama de pourbaix
9.
Para construir el diagrama de Pourbaix, los valores
de energía libre de formación se presentan en la
siguiente tabla:
10.
Encontraremos las expresiones para cada equilibrio
en términos del potencial y del pH.
Calcularemos el valor de :
11.
Estos calculos se los realizaran para cada ecuacion de
equilibrio para obtener los datos correspondientes de
E y del pH y asi construir nuestro diagrama
12.
Diagrama de Pourbaix
Zonas:
•M = inmunidad a la corrosión
• M2+ y MO2
–2 los
productos disueltos son estables
•Pasividad = productos
formados son insolubles y
dificultan la disolución posterior
13.
Cont.
-A = reacción de corrosión
causara reducción de
protones del agua
- B = agua
termodinámicamente estable
- C = Reducción del oxigeno
disuelto
14.
Diagrama de Pourbaix
del hierro
Apartir de datos termodinamicos relacionados con la
solubilidad con oxidos e hidroxidos se construye el
denominado diagrama de pourbaix:
El diagrama para el hierro es el siguiente: