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Espontaneidad del proceso de corrosión e introducción al diagrama Pourbaix

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Comencemos las conferencias 19. Así que, en la última conferencia, el final comenzamos a discutir la nickelcorrosion de ah ah; me gustaría decir que es si ese níquel se corroía en una solución aparticular. Y la sentencia del problema era; si ve la sentencia del problema, ésta era la sentencia del problema. Tenemos que calcular la tendencia teórica del níquel a corroer en agua desaireada pH 8. Asumir que los productos de corrosión son H 2 y Ni OH enteros 2 y tenemos la presión de la temperatura de los datos 298 Kelvin y 1atmósfera ah. El producto de solubilidad del hidróxido de níquel es de 1.6 a 10 a la potencia minus16 y el potencial de reducción estándar de ah níquel es de menos 0.25 voltios. Y nosotros hicimos estos cálculos, usted puede simplemente volver y luego ver estos cálculos; simplemente quería ver cuál es la concentración de iones de níquel que podría estar presente ah en la solución, cuando tengamos esta formación de producto de ah Ni OH entera 2. Y cuando tenemos [naoh/nioh] Ni OH entero 2 y este Ni OH entero 2 se disociaría en Ni más más y las minusiones de OH. Y sabemos el pH de la solución y a partir del pH podemos calcular cuál es la concentración de iones de hidrógeno y luego en consecuencia también podemos calcular la concentración de OH minusión. Y esa concentración estará en equilibrio según lo establecido por el producto de solubilidad de Ni OHwhole 2. Ahora si ves que el pH es ah 8; así que, sabes que la concentración de iones de hidrógeno es de 10 a la potencia menos 8. Y como la concentración de iones de hidrógeno, el producto de H más y OH menos la concentración de iones es de 10 a la potencia menos 14. Así, obtenemos OH minusconcentración fue ah OH menos concentración de iones para ser 10 a la potencia menos 6. Y ahora tenemos que ver esta ecuación en particular que habla sobre el equilibrio entre Ni plusplus y OH menos. Y ah está formando Ni OH entero 2 y este Ni OH entero 2 tiene constante la propia disociación; así que, empezamos desde aquí. Ahora si vemos este Ni OHwhole 2, puede tener equilibrio entre Ni más más 2 OH menos. Ahora sabemos que la concentración de iones de OH menos en la solución es de 10 a la potencia menos 6.Ahora, de la consideración K SP sería igual a la concentración de Ni OH 2 OH entero 2 dividido por entero 2. Entonces, ahora, este es un producto sólido que se está precipitando hacia fuera. Por lo tanto, podemos considerar ser 1 y luego llegamos a Ni más la concentración de iones que es K SP dividido por OHión entero 2. Así que, aquí debe ser que cometimos un error; así que, este 2 debe estar aquí squarasporque estamos considerando la disociación constant.Así, ahora, si sabemos esto sabemos K SP 1.6 en 10 a la energía menos 16 y aquí 10to el poder menos 6 cuadrado. Así, termina de 1.6 en 10 a la potencia menos 4. Por lo tanto, me divierte la unidad de la unidad de concentración que podría ser lunar por centímetro cubo. Ahora, en primer lugar, tenemos que pensar que el níquel se está corroyendo. Por lo tanto, si tenemos anelectrodo, si vemos este electrodo 2; un lado es el electrodo de hidrógeno y un electrodo de isniquel lateral. Y cuando el níquel se está disolviendo y eso por supuesto, formando Ni OH entero 2. Ahora, puesto que el níquel se está disolviendo y el hidrógeno está evolucionando; así que, esto es H 2 está evolucionando. Por lo tanto, el hidrógeno más plus más 2e igual a H 2; esta reacción catodica está teniendo lugar en este electrodo en particular. Ahora si tenemos una conexión con el puente de la solución, entonces si los conectamos la corriente debe fluir de esta manera a esta manera. Entonces, esto es positivo final este es mi extremo negativo; así que, este sería mi cátodo y este será mi ánodo. Por lo tanto, esta célula también está replicando la situación aquí; ¿cómo se está replicando? Porque en este caso tengo una solución con un pH 8 y que tenemos una pieza de níquel. Así, esta pieza de níquel está formando una media celda que es similar a esta y la evolución del hidrógeno en la superficie de la pieza de níquel está imitando el electrodo de hidrogenado en el otro lado. Por lo tanto, esta es la solución y esta es la solución; aquí estos 2 medios electrodos han sido electrodos se han roto. Por lo tanto, toda la reacción se rompe en 2 mitades; eso significa, 2 medias reacciones celulares que es un lado es Ni minus2 igual a Ni más otro lado es esta one.Ahora, cuando tenemos esta situación porque estamos asumiendo que hay un níquel es corrosión.Así, entonces este lado debe ser siempre positivo; este lado debe ser siempre negativo. Así que, ahora, el potencial E 1 que está configurado en este lado derecho debería ser mayor que el potencial del lado izquierdo y este potencial, por supuesto, para nuestra convención es que vamos a tomar un potencial de reducción. Por lo tanto, E 1 que es un potencial de reducción para H más ir al potencial de reducción de H 2 y E 2 para Ni más ir a Ni. Y con el fin de que el níquel entre en Ni más, así que este E 1 debe ser E 2 y si E 1es mayor que E 2; por lo tanto, el potencial celular que es del E no es nada, pero E 1 menos E2 debe ser positivo. Y si es positivo entonces vemos que como sabemos del G para la acción es igual a la nada, pero menos n F del E sobre el potencial de la célula. Y si esto es positivo, entonces del G sería negativo y una vez que obtenemos del G para ser negativeentonces podemos decir que la reacción es espontánea. Y como estamos considerando el níquel se está disolviendo; por lo tanto, la disolución del níquel es espontánea o la corrosión es la corrosión del níquel es espontánea. Ahora, nuestro principal interés debería ser encontrar el potencial de reducción de este lado y el potencial de reducción de ese lado; así que, vamos a averiguarlo. Ahora, tenemos todas las ideas todos los datos becausenickel concentración de iones que sabemos que es de 1.6 en 10 a la potencia menos 4 unidad; wecan considerar molar unidad molar lo sentimos podemos considerar unidad molar. Así que, ahora, H plus es equalto 10 a la potencia menos 8; ahora vamos a ver qué potencial conseguiría .Así, E 2 igual a nada, pero E Ni más más Ni igual a E 0 Ni más más Ni más RT by2 F; ya que 2 electrones están involucrados para esta reacción de reducción ln Ni más más concentración de iones que es la concentración de iones de oxidante y niquel [n]-concentración de níquel que es el metal de níquel. Así, esto lo sabemos menos 0.25 voltios y si es 298 Kelvin y 1 presión de atmósfera. Por lo tanto, esta cantidad en particular se convierte en 0.0591; hemos calculado antes, 2 y esto se convierte en log porque cuando tomamos el registro dicen 2.303 que el factor de conversión de lo lon a la necesidad de log para ser multiplicado con RT por factor F. Por lo tanto, esto se convierte en menos 0.25 más 0.0591 por 2 log1.6 en 10 a la potencia menos 4. Por lo tanto, obtenemos el valor; por lo que el valor se convierte; por lo que esto se divide por 2 en 0.0591 por 2 menos 0.25 menos 0.112 volt igual a menos 0.362volt; por lo que, E 2 no es nada, pero esto mucho. Ahora, podemos calcular E 1 que es este sidenothing, pero E H 2 igual a menos 0.0591 pH. Hemos hecho este cálculo en particular antes porque E 0 H más H 2 igual a 0. Así, E 1 se convierte en menos 0.0591 en 8; por lo que esto se vuelve menos 0.473 voltios. Así, del E sería igual a E 1 menos E 2 que es menos 0.473menos 0.362 más sería igual a 0.111 volt con un signo menos, esto es un signo menos aquí. Así, del G para el cambio de energía total libre para el sistema y la reacción general isNi más 2 H más igual a Ni más más H 2; esta es la reacción general. Por lo tanto, forthat el cambio sería menos n F del E y aquí n es igual a 2; así que 2 en 96500 into0.111 volt y ya que hay un signo menos aquí. Por lo tanto, se convierte en más en igual a plus21384.4 joule y recuerda que esto es un signo más. Así que, para un proceso espontáneo del G debería haber sido menos de 0; como hemos visto antes si vemos ah esta parte usted ve esta es la sección de la que estoy hablando. Así, del G negativemeans espontáneo del G positivo no es espontáneo. Así que, ahora aquí estamos recibiendo espontáneos anddel G positivos no espontáneos y aquí estamos consiguiendo del G positivo. Por lo tanto, es definitivamente el proceso; este proceso en particular se convierte en no espontáneo; significa que la suposición era que el níquel se corroía que la suposición no se mantiene. Por lo tanto, si este proceso en particular no es espontáneo, entonces el proceso inverso debería ser espontaneo.Por lo tanto, el ión de níquel más bien se reduciría; por lo que la corrosión del níquel no es factible en la condición actual. Ahora vamos a ver, así que este es el ah para saber si el níquel se corroe o no; estamos haciendo los cálculos y todas esas consideraciones comenzando desde aquí. Si usted ve ah esta sección esta particularslide ah vemos que todo el montón de cálculos y finalmente, nuestro interés principal es findsi del G es negativo para el proceso o del G es positivo para el proceso. Ahora, vamos a ver si mantenemos ah todo el otro Ni OH entero 2 que es formingand si la temperatura es arreglo. Por lo tanto, si mantenemos esta constante K SP constante de Ni OH completo 2 no está cambiando. Por lo tanto, todavía 1.6 en 10 a la potencia menos 16 y si cambiamos pH; digamos que el pH se convierte en 3 nos deja ver qué sucede. Por lo tanto, si el pH se convierte en 3; entonces puedo encontrar H más concentración de iones o puedo hacer una diferencia. Ya que hemos visto pH más p OH igual a 14; por lo que, el pH es igual a 3 más p OH equalto 14. Así, p OH igual a catorce menos 3 igual a 11 .Así, esto me puede dar la concentración de p OH menos ión es igual a 10 al powerminus 11. Ahora K SP sigue siendo el mismo; por lo que Ni más más OH menos entero 2 igual a K SP equalto 1.6 en 10 a la potencia menos 16. Por lo tanto, esa vez la concentración de iones de níquel se convierte en 10 en 10 a la potencia menos 16 dividida por 10 a la potencia menos 11; 2 va a ser ah 1.6 en 10 a la potencia menos 22 menos 16 igual a 1.6 en 10 a la potencia ah 6; este es el nivel de concentración de la concentración de iones de níquel en esa solución.Así, podemos volver a calcular E 2; E 0 que es menos 0.25 más 0.0591 por 2 log Ni plusplus concentración de iones y este lado se convierte en pH es un pH es igual a 3. Por lo tanto, yo conseguiría 0.0591 en 3; va a menos 0.1773 o simplemente puedo decir simplemente 0.1 voltios y este lado se vuelve más. Por lo tanto, esa consulta se convierte en 1.6 en 6; 0.183; por lo que esto se convierte en minus0.25; 0.07 voltios. Ahora, si intento averiguar del E es igual a E 1 menos E 2. Entonces, eso se hace bien; así que, podemos encontrar del E de nuevo y entonces del beco [mes]-del E se vuelve 0.177 menos o que se convertirá en 0.07 que va a ah 0.107. Por lo tanto, sigo viendo que ah tengo un valor negativo del E. Por lo tanto, incluso a un pH de 3; que es altamente acicidi podría ver si estos datos otros datos se mantiene; otros datos tienen otros datos son sólo la forma en que hemos considerado, todavía podemos ver que el del E se vuelve negativo. Por lo tanto, deE se vuelve negativo significa que del G se vuelve positivo. Por lo tanto, de nuevo se convierte en no espontaneousnon espontáneo. Por lo tanto, eso significa que tenemos que hacer una gran cantidad de cálculos para ver si del G se vuelve negativo o positivo. Basta con que podamos tener otros cálculos, pero en lugar de hacerlo; todo este cálculo indica si el del G se vuelve negativo para un determinado proceso de corrosión, también podemos tener otra ruta para entender si el sistema o el metal se corroen en el sistema de agua o no; cuando se sumerge en atmósfera con cierto nivel de pH. Por lo tanto, esa información se puede obtener de un diagrama particular que se llama pourbaix diagram.So, este diagrama pourbaix no es nada, pero ah trama entre el pH y el potencial. Cuando el ametal está expuesto al medio acuoso y cuando hablamos de un metal se expone a medio acuoso; tomamos las siguientes especies, oxígeno, H 2 O, H más ión, OH menos iones y por supuesto, metal y metal más ión o más bien si no sabemos cuál es el número de oxidación; podemos considerar n más ión. Así, M n más este M no es nada, sino el metal; ahora siempre que tenemos existencia de iones de metal entonces podría haber posibilidad de formación de oxígeno n este óxido puede formar o M OH entero n, este hidróxido puede form.Así, generalmente estos óxidos o hidróxidos tienen muy baja solubilidad producto y tatis lo que tienden a establecerse. Así que, ahora, siempre que exponemos un metal en este particulario-sistema que contiene tales iones; podría existir la posibilidad de que el oxígeno no esté presente, el ion butidrógeno siempre estaría allí. Ahora podría haber posibilidad de presencia de oxigenación y por supuesto, una vez que tenga un metal podría haber posibilidad de formación de metalización y si la situación del sistema lo permite podemos tener óxido o hidroxida.Así pues, ese tiempo podemos tener la estabilidad de diferentes fases por ejemplo, esta fase esta fase o esta fase y esta fase incluso esta. Todas esas fases podemos tener alguna información de ese diagrama y también estamos olvidando otra especie importante que es la hidrogenoH 2. Por lo tanto, podría haber posibilidad de evolución del hidrógeno también cuando un metal se sumerge en medio anaqueo; al igual que el zinc cuando está expuesto a diluir HCL, donde tenemos ah pHless que 7 su ácido entonces vemos que las formas de burbuja de hidrógeno y por supuesto, Ni plus más ionalso formas. Por lo tanto, este es un diagrama de estabilidad entre el pH y el potencial. Por lo tanto, este diagrama tiene 2 eje un eje se convierte en este pH, otro eje se convierte en potencial whichis en volt y esto es en pH que es un número. Ahora, podemos tener una especie de si usted ve un diagrama pourbaix de cierto metal; podemos ver cierto tipo de este tipo de diagrama o podemos tener un diagrama como este, podemos tener un diagrama como este es E versus pH también. Por lo tanto, este diagrama si vemos cuidadosamente entonces veremos que esto es metal, esto es el metal, y este es el hidróxido de metal n o M 2 o N; por lo que, este tipo de límite que podemos tener. Ahora de este diagrama sin ir para ese cálculo; cálculos de detalle que whethherdel G se vuelve negativo o no para entender si la corrosión tendría lugar o no. Si miramos este diagrama entonces inmediatamente podemos decir que si el metal se corroía o no; así que, este es el beneficio de este diagrama.Entonces, el siguiente nivel de comprensión sería cómo construir este diagrama y ¿qué información podemos arrebatar de este diagrama? Y recuerda este diagrama placea papel muy importante en la electroquímica y especialmente en la corrosión porque en la corrosión a veces se oye que el metal es pasivating y este diagrama también puede revelarte si el metal realmente pasivate o not.Así, esas informaciones definitivamente podemos podemos arrebatar a partir de este diagrem y también nos permitiría averiguar la tendencia del metal a permanecer como metal o metal ion; eso significa, corrosión o estado pasivante; sin ir para cálculo detallado de la manera que hemos hecho para el níquel. Por lo tanto, nuestro siguiente tema sería el diagrama pourbaix; vamos a detenernos aquí, continuaremos nuestra discusión en nuestra próxima conferencia. Gracias.