Термодинамика химической и электрохимической устойчивости медно-никелевых сплавов
2.6 Построение диаграмм рН – потенциал систем сплав МН19 – H2O и сплав МНЖМц30–1–1 – Н2О при 25оС
Линии на диаграммах рН – потенциал рассчитываются по равновесным процессам. В общем виде для процесса
(2.42)
(2.43).
Поскольку , то
(2.44).
Здесь φi – равновесный электродный потенциал реакции, φio – стандартный электродный потенциал.
(2.45).
И, после подстановки (2.45) в (2.44), перехода от натуральных логарифмов к десятичным и учёта того, что :
(2.46).
Диаграммы рН – потенциал строят, зафиксировав активности компонентов, находящихся в растворе, так чтобы последний член равенства (2.46) был постоянным. Затем строят прямую линию, пересекающую ось потегциалов в точке с тангенсом угла наклона, равным . При 25оС .
Наклонные линии на диаграмме будут соответствовать равновесиям, в которых принимают участие и электроны и ионы Н+, горизонтальные линии – равновесиям, в которых не принимают участие ионы Н+, вертикальные линии – чисто химическим равновесиям, без участия электронов.
Линии чисто химических равновесий нельзя построить с использованием уравнений (2.43) – (2.46). Вместо них используются уравнения
(2.47),
(2.48),
(2.49).
В данной работе построены диаграммы рН – потенциал для систем сплав МН19 – вода и сплав МНЖМц30–1–1 – вода при активностях ионов в растворе равных , , .
При построении линий, соответствующим равновесиям с участием металлов, их активности принимаются равными активностям компонентов сплавов МН19 и МНЖМц30–1–1 (см. табл. 2.4.). Активности всех оксидов принимаются равными единице.
На всех построенных диаграммах все оксиды представлены в виде негидратированных форм.
При построении диаграмм были использованы литературные данные [14 – 16].
Диаграмма рН – потенциал системы сплав МН19 – Н2О при условии приведена на рис. 2.2. Основные химические и электрохимические равновесия указаны в табл. 2.8.
Диаграмма рН – потенциал системы сплав МН19 – Н2О при условии приведена на рис. 2.3. Основные химические и электрохимические равновесия указаны в табл. 2.9.
Диаграмма рН – потенциал системы сплав МН19 – Н2О при условии приведена на рис. 2.3. Основные химические и электрохимические равновесия указаны в табл. 2.10.
Рис. 2.2. Диаграмма рН – потенциал системы сплав МН19 – Н2О при 25оС, атм. (воздух) и .
Табл. 2.8. Основные химические и электрохимические равновесия в системе сплав МН19 – Н2О при 25оС, атм. (воздух) и
№ линии |
Электродная реакция |
Равновесный потенциал (В) или рН раствора |
1 |
|
-0,248 |
2 |
|
0,135–0,0591pH |
3 |
|
|
4 |
|
0,338 |
5 |
|
0,465–0,0591pH |
6 |
|
0,575–0,0591pH |
7 |
|
0,211+0,0591pH |
8 |
|
pH 3,08 |
9 |
|
3,360–0,1182pH |
Рис. 2.3. Диаграмма рН – потенциал системы сплав МН19 – Н2О при 25оС, атм. (воздух) и .
Табл. 2.9. Основные химические и электрохимические равновесия в системе сплав МН19 – Н2О при 25оС, атм. (воздух) и
№ линии |
Электродная реакция |
Равновесный потенциал (В) или рН раствора |
1 |
|
-0,337 |
2 |
|
0,135–0,0591pH |
3 |
|
|
4 |
|
0,250 |
5 |
|
0,465–0,0591pH |
6 |
|
0,575–0,0591pH |
7 |
|
0,034+0,0591pH |
8 |
|
pH 4,58 |
9 |
|
3,272–0,1182pH |