Diagrama Potencial-pH (Diagrama de Pourbaix)
Um diagrama de Pourbaix, também conhecido como diagrama de potencial/pH, é um termodinâmica Gráfico que mapeia as fases de equilíbrio estáveis de um sistema eletroquímico aquoso. Ele mostra graficamente as condições de potencial (E_H) e pH sob as quais um metal é imune (termodinamicamente estável), passivado (forma uma camada protetora estável) ou está sob condições de transição vítrea. filme), ou suscetível à corrosão (forma íons solúveis).
Pourbaix diagrams are constructed using the Nernst equation for various possible chemical and electrochemical reactions in the system, including metal oxidation, oxide/hydroxide formation, and water stability reactions. The diagram is divided into regions by lines representing the equilibrium conditions for these reactions. There are three main types of lines: horizontal lines represent redox reactions that are pH-independent, vertical lines represent acid-base reactions that are potential-independent, and sloping lines represent reactions that depend on both pH and potential.
O diagrama também inclui duas linhas cruciais que representam a estabilidade da água. Acima da linha superior, a água é oxidada a oxigênio ([latex]2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-[/latex]), e abaixo da linha inferior, a água é reduzida a hidrogênio ([latex]2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2[/latex]). A área entre essas duas linhas é a região de estabilidade da água, onde ocorre a maior parte da corrosão aquosa.
Ao representar graficamente o potencial e o pH de um ambiente específico no diagrama para um determinado metal, é possível prever sua tendência termodinâmica. A região de "corrosão" indica que o metal se dissolverá em íons. A região de "imunidade" indica que o próprio metal está na forma mais estável, portanto a corrosão é termodinamicamente impossível. A região de "passivação" indica que uma película sólida, geralmente insolúvel, de óxido ou hidróxido se forma na superfície, protegendo o metal subjacente de corrosão adicional. No entanto, é crucial lembrar que esses diagramas são baseados na termodinâmica e não fornecem informações sobre a cinética ou a taxa de corrosão.
UNESCO Nomenclature: 2203
Eletroquímica
Precursores
- Formulação de Walther Nernst da equação de Nernst (1889)
- O trabalho de Josiah Willard Gibbs sobre termodinâmica química e equilíbrio de fases (década de 1870)
- avanços nas técnicas de potenciometria e medição de pH
Aplicações
- Previsão do comportamento da corrosão de metais em diversos ambientes
- projetando estratégias de proteção contra corrosão, como a proteção catódica.
- Geoquímica para a compreensão da estabilidade mineral
- hidrometalurgia para processos de extração de metais
Ideias de Inovação Potencial
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