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विभव-पीएच आरेख (पोरबैक्स आरेख)

1950
  • Marcel Pourbaix
Pourbaix diagram detailing electrochemical stability of metals in aqueous systems.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

पोरबैक्स आरेख, जिसे विभव/पीएच आरेख भी कहा जाता है, एक thermodynamic यह चार्ट जलीय विद्युत रासायनिक प्रणाली की स्थिर संतुलन अवस्थाओं को दर्शाता है। यह ग्राफिक रूप से विभव (E_H) और pH की उन स्थितियों को दिखाता है जिनके अंतर्गत कोई धातु प्रतिरक्षित (थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर) होती है या निष्क्रिय (स्थिर सुरक्षात्मक परत बनाती है) होती है। फिल्म), या संक्षारण के प्रति संवेदनशील (घुलनशील आयन बनाता है)।

पोरबैक्स आरेखों का निर्माण निम्न का उपयोग करके किया जाता है: नर्न्स्ट यह आरेख प्रणाली में होने वाली विभिन्न संभावित रासायनिक और विद्युत रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए समीकरण प्रस्तुत करता है, जिनमें धातु ऑक्सीकरण, ऑक्साइड/हाइड्रॉक्साइड निर्माण और जल स्थिरता अभिक्रियाएँ शामिल हैं। आरेख को उन रेखाओं द्वारा क्षेत्रों में विभाजित किया गया है जो इन अभिक्रियाओं के लिए संतुलन स्थितियों का प्रतिनिधित्व करती हैं। रेखाओं के तीन मुख्य प्रकार हैं: क्षैतिज रेखाएँ pH-स्वतंत्र रेडॉक्स अभिक्रियाओं को दर्शाती हैं, ऊर्ध्वाधर रेखाएँ विभव-स्वतंत्र अम्ल-क्षार अभिक्रियाओं को दर्शाती हैं, और ढलान वाली रेखाएँ pH और विभव दोनों पर निर्भर अभिक्रियाओं को दर्शाती हैं।

इस आरेख में जल की स्थिरता को दर्शाने वाली दो महत्वपूर्ण रेखाएँ भी शामिल हैं। ऊपरी रेखा के ऊपर, जल ऑक्सीजन में ऑक्सीकृत हो जाता है ([latex]2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-[/latex]), और निचली रेखा के नीचे, जल हाइड्रोजन में अपचयित हो जाता है ([latex]2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2[/latex])। इन दोनों रेखाओं के बीच का क्षेत्र जल स्थिरता का क्षेत्र है, जहाँ अधिकांश जलीय संक्षारण होता है।

By plotting the potential and pH of a specific environment on the diagram for a given metal, one can predict its thermodynamic 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
विद्युत रसायन विज्ञान

Type

सार प्रणाली

व्यवधान

संतोषजनक

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • वाल्थर नर्नस्ट का नर्नस्ट समीकरण का सूत्रीकरण (1889)
  • जोशिया विलार्ड गिब्स का रासायनिक ऊष्मागतिकी और चरण संतुलन पर कार्य (1870 के दशक)
  • पोटेंशियोमेट्री और पीएच मापन तकनीकों में प्रगति

आवेदन

  • विभिन्न वातावरणों में धातुओं के संक्षारण व्यवहार की भविष्यवाणी करना
  • designing corrosion protection strategies like कैथोडिक संरक्षण
  • खनिज स्थिरता को समझने के लिए भू-रसायन विज्ञान
  • धातु निष्कर्षण प्रक्रियाओं के लिए जलधातु विज्ञान

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • जटिल बहु-तत्वीय पोरबैक्स आरेखों को वास्तविक समय में उत्पन्न करने के लिए एआई-संचालित सॉफ़्टवेयर
  • गतिज डेटा को शामिल करने वाले गतिशील पोरबैक्स आरेख संक्षारण दर की अधिक सटीक भविष्यवाणी के लिए उपयुक्त हैं।
  • मिश्र धातुओं में कण सीमाओं पर संक्षारण का विश्लेषण करने के लिए सूक्ष्म-स्तरीय पोरबैक्स आरेख
  • pourbaix-guided design of उत्प्रेरक for water splitting and co2 reduction
  • सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पन्न स्थानीय पीएच और विभव परिवर्तनों के आधार पर जैव संक्षारण के लिए पूर्वानुमानित मॉडल
  • वर्चुअल पोरबैक्स आरेखों का उपयोग करके सामग्री विज्ञान के छात्रों के लिए इंटरैक्टिव शैक्षिक उपकरण
  • development of corrosion inhibitors tailored to shift a system into the निष्क्रियता or immunity region
  • वास्तविक परिस्थितियों को पोरबैक्स आरेख पर अंकित करने वाले ऑन-साइट इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर, परिसंपत्ति अखंडता प्रबंधन के लिए उपयोगी हैं।
Related to: pourbaix diagram, potential-ph diagram, electrochemistry, corrosion, passivation, immunity, thermodynamics, nernst equation.

ऐतिहासिक संदर्भ

विभव-पीएच आरेख (पोरबैक्स आरेख)

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

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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