1 DIAGRAMAS DE POURBAIX Los diagramas de Pourbaix pueden construirse con el uso de la teoría termodinámica, básicamente con el uso de la Ecuación de Nernst. Para una reacción Redox: aA + bB = cC + dD + ne - Esta ecuación, junto con la siguiente relación fundamental : G o = -n F E o Forman la base de los cálculos de los diagramas de Pourbaix De donde: - E o = Potencial Normal de una celda, medida en voltios. - Eh = Potencial de una celda en función de la concentración. - n = número de electrones trasferidos en una reacción redox. - G o = energía libre estándar, calorías. - F, un Faraday = 96,494 coulombs. Ecuación de Nernst. Estos diagramas muestran la estabilidad termodinámica de especies químicas en función del potencial de solución y del pH.
2 En una celda galvánica, la energía química se convierte en energía eléctrica: energía eléctrica = volts x coulombs = joules 1 Joule= 1 V x 1 C carga total = nF 1 faraday = coulombs 1 F = C/mol Equivalencias de energía, caloría, volt, joule G o = w máx = - n F o G o = -RT ln K - n F o = - RT ln K G o = - n F o = coulomb * 1 volt = joules
3 DIAGRAMAS DE POURBAIX Para expresar la formación del agua por efectos del potencial, Eh, y del pH, se puede expresar la reacción de formación en términos de la formación de iones y/o electrones Para la estabilidad del agua: Según la ecuación de Nernst, para esta reacción se tiene Según las condiciones escogidas Sustituyendo log [H + ] = - pH El potencial normal de reducción de la ecuación en referencia, E o = 1.23 volt. La establidad del agua.
4 DIAGRAMAS DE POURBAIX La estabilidad del agua. Para la siguiente reacción Ya que E o = 0 para la reacción y la presión de H 2 = 1 atm
5 DIAGRAMAS DE POURBAIX La estabilidad del agua.
6 DIAGRAMAS DE POURBAIX Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Concentración de especies en solución = M I).
7 DIAGRAMAS DE POURBAIX II). EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H
8 DIAGRAMAS DE POURBAIX EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H III).
9 DIAGRAMAS DE POURBAIX EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H IV).
10 DIAGRAMAS DE POURBAIX EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H V).
11 DIAGRAMAS DE POURBAIX EspecieΔG; Kcal/mol C0.0 CO 3 = CO 3 H CO 3 H H2OH2O Diagrama de Pourbaix para el sistema C- O- H VI).
13 DIAGRAMAS DE POURBAIX Diagrama de Pourbaix para el sistema Au- O- H – CN -
14 DIAGRAMAS DE POURBAIX Diagrama de Pourbaix para el sistema Cu- O- H
15 DIAGRAMAS DE POURBAIX Diagrama de Pourbaix para el sistema Fe- O- H
16 DIAGRAMAS DE POURBAIX Diagrama de Pourbaix para el sistema Cu- O- H – CN -
Diagrama Eh-pH para el sistema Cu-NH 3 -H 2 O a 25ºC. 17
Diagrama Eh-pH para el sistema Cu-Cl-H 2 O a 25ºC. 18