Понятие о диаграмме Пурбе. Влияние различных факторов на. В последнее время получили распространение комплексные исследования, в том числе и с использованием диаграмм Пурбе, для разработки . 2 следует, что коррозия магния и алюминия возможна.

Семинар «Элементы 2 группы, алюминий». Схематическое изображение диаграммы энергетических уровней. Диаграмма Пурбе для хрома.

Диаграммы потенциал. Энциклопедия по машиностроению XXL.

Диаграмма Пурбе — Википедия. Диаграмма Пурбе для системы Fe- H2.

O. Диаграмма Пурбе для системы Mn- H2. OДиаграмма Пурбе (диаграмма преобладающих форм, E- p. H диаграмма) — диаграмма, наглядно отображающая термодинамически устойчивые формы существования элементов (ионов, молекул, атомных кристаллов и металлов) в растворах при различных значениях водородного показателя p.

H и окислительно- восстановительного потенциала E. Предложена Марселем Пурбе.

Для каждого элемента можно построить свою диаграмму Пурбе. Диаграммы Пурбе для одного элемента могут отличаться в зависимости от температуры, растворителя и присутствия лигандов в растворе. Однако как правило приводятся диаграммы Пурбе для водных растворов при 2. Диаграммы Пурбе строятся на основании уравнения Нернста и стандартных окислительно- восстановительных потенциалов. Диаграмма Пурбе строится в координатах E (ордината) — p.

H (абсцисса). Она отражает формы, которые термодинамически устойчивы при данном значении р. Н и окислительно- восстановительного потенциала среды. Словарь Старославянских Слов И Их Значение. 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. Часто на диаграмму Пурбе наносят границы области существования воды. Верхняя из них (E=1. H) соответствует выделению кислорода (то есть при более высоких потенциалах возможно окисление воды до кислорода): 4.

1. Диаграмма Пурбе (диаграмма преобладающих форм, E-pH диаграмма) — диаграмма, наглядно отображающая термодинамически устойчивые формы .
2. Первую группу равновесий на диаграммах Пурбе характеризуют линии. Диаграмма Пурбе для системы алюминий -вода при температуре 25 оС: 1,2 .

H2. O — 4e- = 4. H+ + O2 (p. H< 7)4. OH- — 4e- = 2. H2. O + O2 (p. H> 7)Нижняя граница (E=- 0. H) соответствует выделению водорода (то есть при меньших потенциалах возможно восстановление воды до водорода): 2.

H+ + 2e- = H2 (p. H< 7)2. H2. O + 2e- = H2 + 2. OH- (p. H> 7)На иллюстрациях к данной статье область существования воды ограничена голубыми линиями. Диаграмма Пурбе — мощнейшее средство предсказания направления химических реакций соединений данного элемента.

Из неё можно определить условия большинства кислотно- основных и окислительно- восстановительных реакций соединений данного элемента без учета взаимодействия с посторонними ионами. По ней можно предсказать процессы диспропорционирования и конпропорционирования разных форм, возможность выделения ими водорода и кислорода. 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. Весьма важное значения диаграммы Пурбе имеют в предсказании коррозии в разных условиях.

Кинетически устойчивые (они же метастабильные) формы на ней не отображаются. Поэтому она неприменима для предсказания образования метастабильных форм. Например такая форма, как гипохлорит- ион OCl- метастабильна (неустойчива термодинамически, но диспропорционирует крайне медленно).

Поэтому на диаграмме Пурбе для хлора её нет и предсказать её образование (в частности, при диспропорционировании хлора) по диаграмме Пурбе невозможно: Cl. OH- = Cl- + Cl. O- + H2. OКроме того, далеко не все процессы, предсказаные по диаграмме Пурбе имеют достаточно большую скорость, чтобы быть заметными.

Если при каком- то значении р. Н существует гидроксид, значит, свободный ион при этом значении р. Н гидролизуется. Пример 1. На диаграмме Пурбе для железа при р. Н> 4 устойчив Fe(OH)3, а Fe. Значит, при p. H> 4 ион Fe. Fe. 3+ + 3. H2. O = Fe(OH)3 + 3.

H+Гидролиз иона Fe. Н< 4. Точное значение р. Н зависит от концентрации иона Fe.

Если при данном значении р. Н две формы разделены третьей, то эти две формы будут конпропорционировать с образованием третьей. Пример 1. На диаграмме Пурбе для марганца при р. Н 0- 3 Mn. 2+ и Mn. O4- разделены Mn. O2. Значит, Mn. 2+ и Mn. O4- будут конпрпорционировать: 3.

Mn. 2+ + 2. Mn. O4- + 2. H2. O = 5. Mn. O2 + 4. H+Пример 2. На диаграмме Пурбе для марганца при р. Н 4- 7 Mn. 2+ и Mn.

O4- разделены двумя формами (Mn. O2, Mn. 2O3). Это значит, что Mn. Mn. O4 будут конпропорционировать. При этом возможно два продукта, причем преобладающий продукт зависит от соотношения реагентов или взаимной скорости двух конкурирующих реакций: 3. Mn. 2+ + 2. Mn. O4- + 2.

H2. O = 5. Mn. O2 + 4. H+8. Mn. 2+ + 2. Mn.

O4- + 7. H2. O = 5. Mn. 2O3 + 1. 4H+Пример 3. На диаграмме Пурбе для марганца в диапазоне р. Н 0- 1. 4 между Mn. O2 и Mn. O4- промежуточных форм нет.

Значит, в этом диапазоне р. Н Mn. O2 и Mn. O4- конпропорционировать не будут. Если форма в данной степени окисления при данном р. Н на диаграмме Пурбе отсутствует, значит, она будет диспропорционировать на соседние формы, имеющиеся на диаграмме Пурбе. Пример 1. На диаграмме Пурбе для марганца при р. H< 1. 4 отсутствует манганат Mn.

O4. 2- (степень окисления марганца +6). Это значит, что при этих р. Н манганат будет диспропорционировать. Ближайшая устойчивая степень окисления снизу +4 (Mn.

O2), сверху — +7 (Mn. O4- ). Они и будут образовываться при диспропорционировании: 3. Mn. O4. 2- + 2. H2. O = Mn. O2 + 2. Mn.

O4- + 4. OH- Этот процесс, в частности, будет происходить при растворении твёрдого манганата в воде или при подкислении сильнощелочного раствора, в котором манганат устойчив. Пример 2. На диаграмме Пурбе для марганца соединения марганца (+3) отсутствуют вовсе. Это значит, что при растворении в воде соединений марганца (+3) они будут диспропорционировать на ближайшие устойчивые степени окисления +2 снизу (в виде Mn. Mn. O2): 2. Mn. 3+ + 2. H2. O = Mn. 2+ + Mn.

O2 + 4. H+Если область существования данной формы лежит ниже области устойчивости воды (нижняя голубая линия на цветных диаграммах), то данная форма при соответствующих р. Н способна реагировать с водой, вытесняя водород. Реально вследствие кинетических проблем (то есть малой скорости подобных реакций) возникает т. На диаграмме Пурбе для марганца его область существования лежит заметно ниже нижней границы устойчивости воды. Значит, он способен вытеснять водород: Mn + 2.

H+ = Mn. 2+ + H2. Это соответствует тому факту, что металл в ряду активности стоит левее водорода. Если область существования некой формы лежит заметно ниже верхней границы устойчивости воды, то эта форма может окисляться кислородом воздуха. При этом образуется форма, которую пересекает верхняя граница устойчивости воды. Пример 1. На диаграмме Пурбе для марганца область существования Mn(OH)2 лежит сильно ниже верхней границы устойчивости воды (верхняя голубая линия).

Это значит, что он может быть окислен до Mn. O4, Mn. 2O3 и, в конце концов, до Mn. O2 (но не Mn. O4- , так как эта форма лежит выше области существования воды): 2.

Mn(OH)2 + O2 = 2. Mn. O2 + 2. H2. OИ действительно, Mn(OH)2 на воздухе очень быстро коричневеет. На диаграмме Пурбе для железа область существования металлического железа лежит намного ниже верхней границы существования воды. Это значит, что оно может быть окислено кислородом до Fe(OH)3, что мы и наблюдаем в процессе ржавления. При этом, поскольку процесс протекает долго, получаются дегидратированные формы (Fe. O4, Fe. 2O3 и др.), которые более устойчивы термодинамически, но образуются медленно.

Окисление металлов кислородом происходит далеко не всегда за счёт эффекта пассивирования. Если некая форма целиком лежит выше области существования воды, она может разлагаться с выделением кислорода.

Пример. На диаграмме Пурбе для железа область существования ферратов Fe. O4. 2- лежит гораздо выше области существования воды (особенно в кислой области).