Hvordan beregne en Pourbaix Diagram for Nickel

Oppdaget i 1751 av den svenske vitenskapsmannen Axel Fredrik Cronstedt , er nikkel en hard og seig metall som vanligvis brukes i produksjonen av rustfritt stål . Nikkel -og nikkel legert er mer korrosjonsbestandigeenn andre metaller. En Pourbaix , eller en eventuell pH- diagram , bidrar til å bestemme korrosjonsforhold, av et materiale i et flytende miljø. Forbereder Pourbaix diagrammer for nikkel og dets oksiderte arter lar deg forutse og kontrollere korrosjon og muligens forlenge levetiden av nikkel undervanns rør og pipes.Things du trenger
Blyant
Papir
Linjal
Kalkulator med "log "-funksjonen på
Vis flere instruksjoner
en

Trace x- og y - aksen på et stykke papir . Y-aksen representerer det likevektspotensialet, forkortet som « Ee " . Ved beregning av et Pourbaix diagram Ee beregnes i volt i forhold til standard hydrogenelektrode - eller SHE - også kjent som en referanseelektrode . X-aksen representerer den pH. Opprinnelsen av aksene faller sammen med den pH- verdi på null og en verdi på -1,8 på y- aksen. Markere den vertikale aksen hver 0,2 enheter til å nå nivået på to . Den horisontale aksen bør inneholde verdier som starter fra null til 16 år.
To

Trace to linjer på diagrammet representerer antall mulige katodisk reaksjoner for vann .

Reaksjonene for vann er som følger:
2H + + 2e - ↔ H2
H2O ↔ ½ O2 2 H + + 2e -

Skaff verdiene for likevektspotensialetfor hver av disse reaksjonene ifølge Nerst ligningen . For første ligningen Ee = - 0.059pH , mens det for andre , Ee = 1,223 - 0.059pH . Spore de skrå linjer som representerer disse reaksjonene på diagrammet . Tegn en nedstigende linje , som stammer fra punkt null på y - aksen og en annen linje ned fra 1.223 nivå på y - aksen . Disse linjene er trukket på samme måte i alle Pourbaix diagrammer for alle metaller og deres arter .
3

Finn ut antall oksiderende arter for nikkel , inkludert Ni2 + , Ni ( OH ) 2 og Nio . Beregn likevektspotensialet for hver av disse artene med Nerst ligning ved hjelp av formelen :

Ee = E0 -2,303 RT /ZF x

log ( redusert ) /(oksidert )

" E0 " representerer standard potensial. Bruk 8,3145 J K -1- mol -1,
som er verdien av " R" - den universelle gasskonstanten , og 96 485 C pr mol av elektroner på " F ", eller Faraday konstant. I denne ligningen, "T" er den absolutte temperatur , og "z" er antall mol elektron som tar del i reaksjonen. Beregn logaritmen ved hjelp av en kalkulator og bruke antall redusert og oksidert arter i reaksjonen . For eksempel i reaksjonen :

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

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

Tatt i betraktning at de kontinuerlige faser av Ni ( OH ) 2 og H2O har aktiviteter av en, beregne log ( H + ) 2 /( Ni2 + ) .
4

Mark alle resultatene i diagrammet etter beregning av likevekts- potensialet for hver av nikkel oksiderende arter. Den oksiderende arter Ni2 + er et resultat av en ren syre -base- reaksjon , og det er ikke avhengig av potensial, slik at spore den som en vertikal linje i diagrammet . Tolke diagrammet etter tracing alle linjer . Nikkel er immun mot korrosjon når det er i en væske med forholdene under noen av de linjene du ser i diagrammet .