Come calcolare un diagramma di Pourbaix per nichel

Scoperto nel 1751 da scienziato svedese Axel Fredrik Cronstedt, il nichel è un metallo duro e duttile, comunemente utilizzato nella produzione di acciaio inossidabile. Nichel e nichel legato sono più resistenti alla corrosione rispetto ad altri metalli. Un Pourbaix, o un diagramma potenziale di pH, aiuta a determinare il comportamento di corrosione di un materiale in un ambiente liquido. Preparazione di diagrammi di Pourbaix per nichel e le sue specie ossidata consente di prevedere e controllare la corrosione e possibilmente estendere la durata di tubi e tubi del nichel di subacquea.

Istruzioni

• Traccia l'asse x e y su un pezzo di carta. L'asse y rappresenta l'equilibrio potenziale, abbreviato come "Ee". Quando si calcola un diagramma di Pourbaix che EE viene calcolato in volt rispetto all'elettrodo standard a idrogeno..--o lei..--noto anche come un elettrodo di riferimento. L'asse x rappresenta il pH. L'origine degli assi coincide con il valore di pH pari a zero e un valore di -1,8 sull'asse y. Contrassegnare ogni 0,2 unità sull'asse verticale fino a raggiungere il livello di + 2. L'asse orizzontale deve contenere valori a partire da zero a 16.

• Tracciare due linee del diagramma che rappresenta il numero delle possibili reazioni catodica per acqua.

Le reazioni per l'acqua sono come segue:2 H + + 2e- H2H2O ½ O2 + 2 H + + 2e -

Ottenere i valori per il potenziale di equilibrio per ognuna di queste reazioni secondo l'equazione di Nerst. Per la prima equazione Ee = - 0.059pH, mentre per il secondo, Ee = 1.223-0.059pH. Tracciare le linee inclinate che rappresentano queste reazioni sul diagramma. Disegnare una linea discendente, che proviene dal punto zero su un'altra linea discendente dal livello 1,223 sull'asse y e l'asse y. Queste linee vengono disegnate nello stesso modo in tutti i diagrammi di Pourbaix per tutti i metalli e le loro specie.

• Trovare il numero di specie ossidanti per nichel, tra cui Ni2 +, Ni (OH) 2 e NiO. Calcolare il potenziale di equilibrio per ciascuna di queste specie con l'equazione di Nerst utilizzando la formula:

EE = E0-2.303 RT/zF x

log(Reduced)/(oxidized)

"E0" rappresenta il potenziale standard. Utilizzare 8.3145 J K-1 mol-1,che è il valore di "R"--la costante universale dei gas e 96 485 C per mole di elettroni per "F", o la costante di Faraday. In questa equazione, "T" è la temperatura assoluta e "z" è il numero di moli di elettroni che prendono parte alla reazione. Calcolare il logaritmo utilizzando una calcolatrice e utilizzare il numero di specie ossidata e ridotta nella reazione. Per esempio nella reazione:

Ni2 + + 2H2O Ni (OH) 2 + 2 H +

calcolare il registro 2(H+) Ni (OH) 2 /(Ni2+) (H2O) 2

Considerando che le continue fasi di Ni (OH) 2 e H2O hanno attività di uno, calcolare log (H +) 2 /(Ni2+).

• Contrassegnare tutti i risultati nel diagramma dopo il calcolo del potenziale di equilibrio per ciascuno del nichel ossidanti specie. Le specie ossidanti Ni2 + sono il risultato di una pura reazione acido-base e non è dipendente da potenziale, così di traccia come una linea verticale nel diagramma. Interpretare il diagramma dopo aver tracciato tutte le linee. Il nichel è immune alla corrosione quando è in un liquido con condizioni in una qualsiasi delle linee che si vede nel diagramma.