Cultura y ciencia

Cómo calcular un diagrama de Pourbaix

Escrito por nora zavalczki | Traducido por valeria garcia
Cómo calcular un diagrama de Pourbaix

Utiliza una calculadora que tenga función para logaritmos.

Hemera Technologies/PhotoObjects.net/Getty Images

Los diagramas de Pourbaix, también conocidos como diagramas de pH potencial, juegan un papel importante en la ciencia electroquímica y la corrosión. El científico ruso que Marcel Pourbaix concibió la idea de estos diagramas en 1938 e indican las posibles fases estables de sistemas electroquímicos acuosos. Conocer y predecir las tasas de corrosión de varios metales en contacto con líquidos con valores de pH variable puede mejorar la seguridad y vida de los buques y plataformas marinas. Puedes crear un diagrama para metales y sus especies oxidada para encontrar qué especies son termodinámicamente estables a distintos valores de potencial de electrodo y pH.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Necesitarás

  • Lápiz y papel
  • Regla
  • Calculadora científica

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Instrucciones

  1. 1

    Dibuja dos ejes, una vertical y una horizontal. Etiqueta el eje vertical o eje y con "Ee", que significa el potencial de equilibrio, también conocido como el potencial reversible y es el estado de equilibrio entre los estados del mismo elemento químico. El potencial del equilibrio es una variable y cambia con la temperatura, concentración y variaciones de presión. El eje horizontal representa el pH. El origen de los ejes es el nivel cero para pH y -2 o -1,8 para los Ee. Marca el eje y cada 0,2 unidades. Marca el eje de pH con niveles a partir de 0 a 16. Ee se mide en voltios, mientras que el pH se mide en unidades.

  2. 2

    Encuentra el número de posibles reacciones catódicas de agua. Hay dos reacciones de este tipo, así que dibuja dos líneas que representan estas reacciones. Una línea comienza de cero en el eje Y, y disminuye a medida que aumenta el pH. La segunda línea se inicia en el nivel de 1,2 en el eje Y y desciende a medida que aumenta el pH. Estas líneas son las mismas en todos los diagramas de Pourbaix, sin importar el metal que se está estudiando.

  3. 3

    Establece el número de especies oxidadas del metal que estás estudiando. Utiliza la ecuación de Nerst para cada especie oxidada para calcular el potencial de equilibrio. La ecuación de Nerst establece el valor de equilibrio Ee potencial: EE = E0-2.303 RT/zF x log(reducido)/(oxidado) En esta ecuación "E0" es el potencial estándar. "R" significa la constante de gas universal y es igual a 8.3145 J K-1 mol-1. "T" es la temperatura absoluta, "Z" es el número de moles de electrones que participan en la reacción, mientras que "F" es el Faraday constante equivalente 96,485 C por mol de electrones. La notación "reducido" significa todas las especies que se reducen en la reacción del electrodo, mientras que "oxidado" representa la especie oxidada.

  4. 4

    Obtén los valores de la Ee para cada especie del metal que estudias. El potencial del equilibrio depende del pH. Calcula la Ee para los niveles de pH diferentes y da seguimiento a los resultados en el diagrama. El metal será inmune a la corrosión en condiciones que se encuentran bajo cualquier línea que dibujes en el diagrama de Pourbaix.

Consejos y advertencias

  • Utiliza una calculadora científica que tenga una función que calcule logaritmos. Dicha calculadora contiene un botón de "log" (registro).

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