Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Heim » Potential-pH-Diagramm (Pourbaix-Diagramm)

Potential-pH-Diagramm (Pourbaix-Diagramm)

1950
  • Marcel Pourbaix
Pourbaix-Diagramm zur Darstellung der elektrochemischen Stabilität von Metallen in wässrigen Systemen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Ein Pourbaix-Diagramm, auch bekannt als Potential-/pH-Diagramm, ist ein thermodynamisch Dieses Diagramm stellt die stabilen Gleichgewichtsphasen eines wässrigen elektrochemischen Systems dar. Es veranschaulicht grafisch die Potential- ([latex]E_H[/latex]) und pH-Bedingungen, unter denen ein Metall thermodynamisch stabil ist oder passiviert wird (eine stabile Schutzschicht bildet). Film) oder anfällig für Korrosion (bildet lösliche Ionen).

Pourbaix-Diagramme werden mithilfe der folgenden Methode erstellt: Nernst Die Gleichung beschreibt verschiedene mögliche chemische und elektrochemische Reaktionen im System, darunter Metalloxidation, Oxid-/Hydroxidbildung und Reaktionen zur Wasserstabilität. Das Diagramm ist durch Linien in Bereiche unterteilt, die die Gleichgewichtsbedingungen dieser Reaktionen darstellen. Es gibt drei Haupttypen von Linien: Horizontale Linien repräsentieren pH-unabhängige Redoxreaktionen, vertikale Linien potenzialunabhängige Säure-Base-Reaktionen und geneigte Linien Reaktionen, die sowohl vom pH-Wert als auch vom Potenzial abhängen.

Das Diagramm enthält außerdem zwei entscheidende Linien, die die Stabilität von Wasser darstellen. Oberhalb der oberen Linie wird Wasser zu Sauerstoff oxidiert (2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻), unterhalb der unteren Linie zu Wasserstoff reduziert (2H⁺ + 2e⁻ → H₂). Der Bereich zwischen diesen beiden Linien markiert die Stabilitätszone des Wassers, in der die meisten wässrigen Korrosionsprozesse stattfinden.

By plotting the potential and pH of a specific environment on the diagram for a given metal, one can predict its thermodynamisch tendency. The ‘corrosion’ region indicates the metal will dissolve into ions. The ‘immunity’ region indicates the metal itself is the most stable form, so corrosion is thermodynamically impossible. The ‘passivation’ region indicates that a solid, often insoluble, oxide or hydroxide film forms on the surface, which can protect the underlying metal from further corrosion. However, it’s crucial to remember that these diagrams are based on thermodynamics and do not provide information about the kinetics or rate of corrosion.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Elektrochemie

Typ

Abstraktes System

Störung

Wesentliche

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Walther Nernsts Formulierung der Nernst-Gleichung (1889)
  • Arbeiten von Josiah Willard Gibbs zur chemischen Thermodynamik und zu Phasengleichgewichten (1870er Jahre)
  • Fortschritte bei Potentiometrie- und pH-Messtechniken

Anwendungen

  • Vorhersage des Korrosionsverhaltens von Metallen in verschiedenen Umgebungen
  • designing corrosion protection strategies like kathodischer Schutz
  • Geochemie zum Verständnis der Mineralstabilität
  • Hydrometallurgie für Metallgewinnungsprozesse

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • ai-driven software for generating complex multi-element pourbaix diagrams in real-time
  • dynamic pourbaix diagrams that incorporate kinetic data for more accurate corrosion rate prediction
  • micro-scale pourbaix diagrams for analyzing corrosion at grain boundaries in alloys
  • pourbaix-guided design of Katalysatoren for water splitting and co2 reduction
  • predictive models for biocorrosion based on localized ph and potential changes caused by microbes
  • interactive educational tools for materials science students using virtual pourbaix diagrams
  • development of corrosion inhibitors tailored to shift a system into the Passivierung or immunity region
  • on-site electrochemical sensors that map real-world conditions onto a pourbaix diagram for asset integrity management
Related to: pourbaix diagram, potential-ph diagram, electrochemistry, corrosion, passivation, immunity, thermodynamics, nernst equation.

Historischer Kontext

Potential-pH-Diagramm (Pourbaix-Diagramm)

1940
1947
1950
1950
1950
1950
1950
1938
1940
1950
1950
1950
1950
1950
1950

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

Bilder in voller Größe und Downloads sind nur für registrierte Mitglieder 100% kostenlos verfügbar.

> Login <