UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULT ACULTAD DE INGENIERIA INGEN IERIA “ESCUELA DE INGENIERIA METALURGICA”
DIAGRAMA DE POURBAIX DEL MOLIBDENO
EXPOSITOR : ALEXANDER ESCOBAR AROCUTIPA CODIGO : 2010-34761 celular: 953-651689 CORREO:
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CONTENIDO DEL TEMA
INTRODUCCIÓN HISTORIA DEFINICIÓN DE DIAGRAMA DE POURBAIX CARACTERÍSTICAS DE LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX USOS DE LOS DIAGRAMAS DE POURBAIX DIAGRAMA DE POURBAIX DEL MOLIBDENO
INTRODUCCION
Los diagramas de Pourbaix (Eh – pH) se presenta como una herramienta muy importante para el estudio termodinámico de la hidrometalurgia, en general, y de la precipitación de metales, en particular. Se discuten los principios termodinámicos en los que se basa la construcción de los diagramas, sobre todo en presencia de agentes complejan complejantes. tes.
HISTORIA
Fue creado por un químico Ruso llamado Marcel Pourbaix (1904-1998) Profesor honorario de la universidad Libre de Bruselas Administrador Director honorario del Centro Belga de Estudios de la corrosión CEBELCOR BruselasBélgica. A este le encantaba leer mucho sobre los diagramas de fase y por esto decidió producir "Atlas of Electrochemical Equilibria", en el 1963, el cual contenía el diagrama de potencial-pH de todos los elementos conocidos en esa época
Marcel Jean Nestor Pourbaix (1904 -1998)
DEFINICION DEL DIAGRAMA DE POURBAIX Un diagrama de Pourbaix es una representación gráfica del potencial (ordenada) función del pH (abscisa) para un metal dado bajo condiciones termodinámicas standard (usualmente agua a 25 ºC). El diagrama tiene en cuenta los equilibrios químicos y electroquímicos y define el dominio de estabilidad para el electrólito (normalmente agua), el metal y los compuestos relacionados, por ejemplo, óxidos, hidróxidos e hidruros. Tales diagramas puedes construirlos a partir de cálculos basados en la ecuación de Nernst y en las constantes de equilibrio de distintos compuestos metálicos.
Diagrama de equilibrio termodinámico de Pourbaix
Disolución metálica---> diferentes reacciones entre el metal y el electrolito. Si ocurre por formación de oxido o hidróxido, el potencial de equilibrio correspondiente depende del pH de la solución. Productos solubles favorece la disolución metálica. Productos insolubles protegen el metal pasivandolos.
CARACTERISTICAS DEL DIAGRAMA DE POURBAIX Hay tres tipos generales de líneas en los diagramas de Pourbaix, cada una representa un equilibrio entre dos especies: Horizontales----.- Indican reacciones con dependencia solamente del potencial. Verticales IIII.- Indican reacciones con dependencia solamente del pH. Oblicuas /////.- Indican reacciones con dependencia tanto del potencial como del pH. También puedes observar que estos tres tipos de líneas aparecen representadas en el diagrama con dos tipos de trazado: continúo y discontinuo fino.
COMO CALCULAMOS E INTERPRETAMOS UN DIAGRAMA DE POURBAIX Este se lee en los ejes de X ,Y: En Y, se encuentra el potencial, el cual calculamos con la ecuacion de Nernst, H= hidrogeno aA + bB ==== cC + dD Donde: Eh = potencial de la reacción electroquímica (V). E° = potencial estándar de la reacción electroquímica (V). n = numero de electrones que participan de la reacción. En X, se encuentra el pH con la función de –log del H+ concentración de iones pH = − log[H + ]
ECUACION DE EQUILIBRIO DE REACCIONES QUÍMICAS SIN IONES H+ (m = 0)
∑ν i M i = 0
∑ν i log( M i ) = log K
a log( A) + b log( B ) = log K A - Disociación del vapor de agua en fase gaseosa
2 H 2 O = 2 H 2 + O2
2 H 2 + O2 − 2 H 2 O = 0 Donde:
2 log P H 2 + log P O2 − 2 log P H 2O = log K
log K = −
2 µ i0 + µ O0 2 − 2 µ H 0 2O 1363 Ecuación de equilibrio de la reacción
REACCIONES QUÍMICAS CON IONES H+ (m 0) ∑ν i log( M i ) = log K
a log( A) + b log( B ) = log K + mpH A - Equilibrio homogéneo
H 2 CO3
−
= HCO3 + H
+
−
HCO3 − H 2 CO3 + H + = 0 −
log( HCO3 ) − log( H 2 CO3 ) + log( H + ) = log K −
HCO3 log( ) = log K − log(H + ) H 2 CO3 Ecuación de equilibrio de la reacción
LEYES DEL EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO
Se ha definido una reacción electroquímica como aquella en la que intervienen sustancias químicas Mi (moléculas neutras y/o iones), y cargas eléctricas libres o electrones. −
∑ν i µ i + ne = 0 Esta ecuación expresa la condición de equilibrio termodinámico, la cual, homogenizando las unidades en calorías también se puede expresar como:
∑ν i µ i − 23060n E = 0
Donde el segundo termino resulta de la aplicación de la ecuación de Nerts. F = Faraday (96500 Coul) E = Potencial eléctrico (volt) n = número de eléctrones
G
=
−
n F E
REACCIONES ELECTROQUÍMICAS SIN IONES H+ (m = 0) Ecuación de equilibrio:
E = E 0 +
0.0591 n
[ a log( A) + b log( B) ]
Potencial eléctrico estándar:
E o =
0 a µ A0 + b µ B0 + c µ H 2O
23060n
REACCIONES ELECTROQUÍMICAS CON IONES H+ ( m
E
E 0
=
0.0591 0.0591 mpH + n n
+
[a log( A)
≠
0
)
b log( B ) ]
−
USOS DEL DIAGRAMA DE POURBAIX Los diagramas de Pourbaix son particularmente útiles en el estudio del comportamiento frente a la corrosión de materiales metálicos, ya que permiten predecir las zonas de inmunidad, corrosión y pasivación de un metal en un medio agresivo determinado. inmunidad.- ocurre cuando el metal en su forma elemental es la fase termodinámicamente estable. La corrosión.- ocurrirá si un catión soluble del metal es la fase termodinámicamente estable. La pasivación.- ocurrirá si un compuesto sólido del metal es la fase termodinámicamente estable, como por ejemplo, óxido, hidróxido o hidruros.
Horizontales => reacciones que no dependen del pH Ej.: Un metal que se oxida perdiendo dos electrones: M---> M2+ + 2eVerticales => reacciones que dependen del pH pero que son independientes del potencial tales como: M2+ + 2H2O ---> M(OH)2 + 2H+ Oblicuas => reacciones en las cuales hay un intercambio de electrones y cambio de pH por ejemplo: M + 2H2O ---> M(OH)2 + 2H++ 2e-
Zonas: • M = inmunidad a la corrosión •
M2+ y MO2–2 los productos disueltos son estables
•
Pasividad = productos formados son insolubles y dificultan la disolución posterior A = reacción de corrosión causara reducción de protones del agua
-
- B = agua termodinámicamente estable - C = Reducción del oxigeno disuelto
DIAGRAMA DE POURBAIX MOLIBDENO -AGUA
Diagrama de Pourbaix del sistema Mo-H2O. El diagrama esta construido para tres concentraciones: 10-4, 10-2 y 1 M como aparece indicado.
REACCIONES HOMOGÉNEAS
La estabilidad relativa de la disolución: 1.2.3.-
4.5.-
6.-
7.-
3.-
LÍMITES DE LAS ZONAS de predominio relativo de los solutos
REACCIONES HETEROGENIAS EN LAS QUE INTERVIENEN DOS SUSTANCIAS SOLIDAS
6.-
7.-
8.-
9.10.-
11.12.-
6.-
Diagrama de Pourbaix del sistema Mo-H2O. El diagrama esta construido para tres concentraciones: 10-4, 10-2 y 1 M como aparece indicado.
BIBLIOGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_Pourbaix http://www.google.com.pe/imgres? q=diagrama+de+pourbaix+de+molibdeno&hl=es&biw http://www.google.com.pe/imgres? q=diagrama+de+pourbaix+de+molibdeno&hl http://es.scribd.com/doc/50643565/4/Diagramas-de-Pourbaix http://es.scribd.com/doc/52728442/DIAGRAMAS-DE-POURBAIX http://www.metalurgia.uda.cl/apuntes/caceres/cursohidrometal urgi Hidrometalurgia.pdf http://www.ucm.es/info/biohidro/Publicaciones%20del %20Grupo/Revista%20de%20Metalurgia%2024,1988,16.pdf
Gracias por su atención
