Comment calculer un diagramme de Pourbaix pour Nickel

September 18

Comment calculer un diagramme de Pourbaix pour Nickel


Découvert en 1751 par le scientifique suédois Axel Fredrik Cronstedt, le nickel est un métal dur et ductile couramment utilisé dans la fabrication d'acier inoxydable. Le nickel et le nickel en alliage sont plus que d'autres métaux résistant à la corrosion. Un Pourbaix, ou un schéma de pH potentiel, permet de déterminer le comportement à la corrosion d'un matériau dans un milieu liquide. Préparation de Pourbaix diagrammes pour le nickel et ses espèces oxydées vous permet de prévoir et de contrôle à la corrosion et peut-être prolonger la durée de vie des tubes et tuyaux sous-marins nickel.

Instructions

1 Tracer l'axe X et d'axe Y sur un morceau de papier. L'axe des ordonnées représente le potentiel d'équilibre, en abrégé "EE". Lors du calcul d'un diagramme de Pourbaix Ee est calculée en Volts par rapport à l'électrode normale à hydrogène --ou SHE - également connu comme une électrode de référence. L'axe des abscisses représente le pH. L'origine des axes coïncide avec la valeur du pH égale à zéro et une valeur de -1,8 sur l'axe des ordonnées. Marquez l'axe vertical toutes les 0,2 unités jusqu'à atteindre le niveau de +2. L'axe horizontal devrait contenir des valeurs à partir de zéro à 16.

2 Tracer deux lignes sur le diagramme représentant le nombre de réactions cathodiques possibles pour l'eau.

Les réactions d'eau sont les suivantes:
2H ++ 2e- H2
H2O ½ O2 + 2H ++ 2e-

Obtenir les valeurs du potentiel d'équilibre pour chacune de ces réactions, selon l'équation Nerst. Pour la première équation Ee = -0.059pH, tandis que pour le second, Ee = 1.223-0.059pH. Tracer les lignes en pente représentant ces réactions sur le diagramme. Tracez une ligne descendante, provenant du point zéro sur l'axe y et une autre ligne qui descend du niveau sur l'axe des y 1.223. Ces lignes sont tracées de la même manière dans tous les diagrammes de Pourbaix pour tous les métaux et leurs espèces.

3 Découvrez le nombre d'espèces oxydantes pour le nickel, y compris Ni2 +, Ni (OH) 2 et NiO. Calculer le potentiel d'équilibre pour chacune de ces espèces à l'équation Nerst selon la formule suivante:

Ee = E0 -2,303 RT / zF x

log (réduit) / (oxydé)

"E0" représente le potentiel standard. Utilisez 8,3145 J K-1 mol-1,
qui est la valeur de "R" --la constante des gaz universelle, et 96 485 C par mole d'électrons pour "F" ou la constante de Faraday. Dans cette équation, "T" est la température absolue et "z" est le nombre de moles d'électrons qui prennent part à la réaction. Calculer le logarithme en utilisant une calculatrice et utiliser le nombre d'espèces réduites et oxydées dans la réaction. Par exemple, dans la réaction:

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

calculent log Ni (OH) 2 (H +) 2 / (Ni2 +) (H2O) 2

Considérant que les phases continues de Ni (OH) 2 et H2O ont des activités d'une, de calculer log (H +) 2 / (Ni2 +).

4 Marquez tous les résultats dans votre diagramme après avoir calculé le potentiel d'équilibre pour chacun des nickel espèces oxydantes. L'espèce oxydante Ni2 + est le résultat d'une réaction acide-base pure et il ne dépend pas de potentiel, donc tracer comme une ligne verticale dans votre diagramme. Interpréter le diagramme après avoir retracé toutes les lignes. Le nickel est à l'abri de la corrosion quand il est dans un liquide avec des conditions sous l'une des lignes que vous voyez dans votre diagramme.