Построение и анализ диаграммы Пурбе системы никель-вода

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГУ»)

Химический факультет

Кафедра физической химии

Реферат по теме

«Построение и анализ диаграммы Пурбе

системы никель-вода»

по направлению 04.03.01.

профиль «Физическая химия»

Выполнила                                                                        студентка 4 курса д/о

Бородкина Софья Валерьевна

Воронеж 2018

Оглавление

Введение        3

Общие принципы построения диаграмм Пурбе        4

Диаграмма Пурбе        7

Возможность коррозионных процессов        9

Заключение        11

Литература        12

Введение

Диаграмма Пурбе (E-pH диаграмма) — диаграмма, наглядно отображающая термодинамически устойчивые формы существования элементов (ионов, молекул, атомных кристаллов и металлов) в растворах при различных значениях водородного показателя pH и окислительно-восстановительного потенциала E.

Построение потенциал – рН диаграмм систем металл – вода было предложено бельгийским ученым Марселем Пурбе первоначально для решения вопроса о границах стабильного существования металла и различных его соединений применительно к коррозионным проблемам.

Диаграммы Пурбе могут служить химико-термодинамической основой при решении вопросов об устойчивости того или иного состояния системы и о возможности протекания в ней каких-либо реакций. В частности, ими можно пользоваться при рассмотрении вопросов об окислении металлов как самопроизвольном, так и анодном.

Из диаграмм Пурбе можно определить условия большинства кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакций соединений данного элемента без учета взаимодействия с посторонними ионами. Сопоставляя диаграммы Пурбе для двух элементов можно предсказать окислительно-восстановительные реакции между их соединениями. Таким образом, диаграмма Пурбе для некоего элемента в сжатой форме отображает его неорганическую химию.

Общие принципы построения диаграмм Пурбе

Для каждого элемента можно построить свою диаграмму Пурбе. Как правило, приводятся диаграммы Пурбе для водных растворов при 25оС, которые строятся на основании уравнения Нернста и стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.

Диаграмма Пурбе строится в координатах E (ордината) — pH (абсцисса). Она отражает формы, которые термодинамически устойчивы при данном значении рН и окислительно-восстановительного потенциала среды. При меньшем потенциале соответствующая форма может быть восстановлена до нижележащей (если таковая существует), при более высоком — окислена до вышележащей (если таковая существует). Границы между формами существования раствор-твёрдое или раствор-газ обычно зависят от концентрации растворенных форм; границы между формами существования растворённых форм от их концентрации, как правило, не зависят.

Обычно диаграммы Пурбе строятся для четырех значений концентрации, отличающихся на два порядка: 10-6, 10-4, 10-2 и 100 моль∙л-1. При равновесной концентрации ионов металла в растворе, равной 10-6  моль∙л-1 и менее, его можно считать коррозионно устойчивым.

На диаграммах потенциал – рН Пурбе выделил три области: иммунную, в которой стабильной фазой является чистый металл; область коррозии, в пределах которой металл переходит в окисленное состояние простых ионов (в кислых растворах) или комплексных анионов (в щелочных растворах у амфотерных металлов типа алюминия); область пассивации, где стабильной фазой служит более или менее гидратированный оксид металла.

...