Diagramas De Pourbaix
Páginas: 7 (1617 palabras)
Publicado: 5 de octubre de 2011
DIAGRAMAS DE POURBAIX
Introducción:
Las tablas de potenciales estándar de reducción (E°) permiten inferir la tendencia a la reducción de una especie química en solución acuosa, a temperatura ambiente, para concentraciones (estrictamente actividades) 1M de todas las especies involucradas, lo cual significa pH = 0 (H+ = 1M) o pH = 14 (OH- = 1M). Pero estas condiciones no permiten deducirfácilmente como será el comportamiento redox de una especie a un pH diferente de 0 o 14, además puede haber procesos redox que ocurran a valores de pH intermedios. Análogamente los diagramas de Latimer presentan la misma limitación al momento de analizar el efecto del pH sobre el potencial.
Por otro lado, la reactividad química de una especie en solución puede implicar un comportamiento máscomplejo que involucre proceso ácido-base, de precipitación o formación de complejos.
En síntesis el estudio de las especies químicas asociadas a un elemento, involucra el conocimiento de los estados de oxidación, formación de especies químicas en solución (acuo complejos, hidroxicomplejos, oxoaniones), fomación de una fase sólida (hidróxido, óxido), especies involucradas en equilibrios ácido-base(ácido, base conjugada, etc.).
Los diagramas de Pourbaix son graficos potencial vs. pH, presentan especies estables en función del potencial y del pH. En la literatura se encuentran los diagramas de Pourbaix para todos los elementos (ver apendice).
En un diagrama de Pourbaix las únicas variables son el potencial (E) y pH por lo tanto en su construcción se deben fijar una gran cantidadde parámetros (presión, temperatura, concentraciones iniciales, etc.). Al analizar un diagrama hay que conocer dichos parámetros ya que las zonas de estabilidades de las distintas especies dependen de ellos.
En los diagramas de Pourbaix se pueden observar zonas de estabilidad delimitadas por rectas. Cada punto del diagrama representa una única condición de trabajo. Los puntos sobre las rectascorresponden a situaciones de equilibrio y los puntos incluidos dentro de las zonas delimitadas por dichas rectas corresponden a condiciones de estabilidad de una especie determinada.
En un diagrama de Pourbaix podemos encontrar 3 tipos de rectas (equilibrios), las especies involucradas en los equilibrios son estables por encima y por debajo de dichas rectas:
[pic]
Equilibriosdependientes de pH e independientes del potencial
No se da un proceso redox, no hay cambio en el número de oxidación de la especie.
[pic]
Equilibrios independientes de pH y dependientes del potencial
Es un equilibrio redox cuyo potencial no se ve afectado por una variación en el pH.
[pic]
Equilibrios dependientes de pH y dependientes del potencial
Estos equilibrios presentan tanto un cambio enel número de oxidación (reacción redox) como una reacción dependiente de pH (ácido-base, precipitación, formación de óxidos, etc).
Las especies con mayor estado de oxidación son estables a potenciales más altos, ya que estos son altamente oxidantes y entonces especies que no pueden oxidarse mas serán estables allí.
Con el mismo razonamiento a potenciales bajos serán estables los estados deoxidación más bajos ya que no se pueden seguir reduciendo en un medio tan reductor.
Por ejemplo:
En el diagrama de Pourbaix para el plomo se pueden reconocer los distintos equilibrios:
[pic]
A potenciales altos se encuentran las especies correspondientes a Pb(IV), por ejemplo si trabajamos a un potencial 1,9 y pH=0 con una solución de Pb2+ (1M) la semirreacción :
PbO2 (s) +4H+ (ac)+2e- ( Pb2+ (ac) + 2H2O (E0=1,48 V)
Tenderá a ocurrir en sentido inverso al escrito, por lo tanto la especie estable en dichas condiciones de trabajo será PbO2 y no Pb2+.
Si sometemos una solución de Pb2+ (1M) a la situación E=1,6; pH=2, no ocurrirá ninguna reacción ya que en estas condiciones la especie estable es Pb2+. En cambio si a un trozo de Pb lo someto a idénticas condiciones se...
Introducción:
Las tablas de potenciales estándar de reducción (E°) permiten inferir la tendencia a la reducción de una especie química en solución acuosa, a temperatura ambiente, para concentraciones (estrictamente actividades) 1M de todas las especies involucradas, lo cual significa pH = 0 (H+ = 1M) o pH = 14 (OH- = 1M). Pero estas condiciones no permiten deducirfácilmente como será el comportamiento redox de una especie a un pH diferente de 0 o 14, además puede haber procesos redox que ocurran a valores de pH intermedios. Análogamente los diagramas de Latimer presentan la misma limitación al momento de analizar el efecto del pH sobre el potencial.
Por otro lado, la reactividad química de una especie en solución puede implicar un comportamiento máscomplejo que involucre proceso ácido-base, de precipitación o formación de complejos.
En síntesis el estudio de las especies químicas asociadas a un elemento, involucra el conocimiento de los estados de oxidación, formación de especies químicas en solución (acuo complejos, hidroxicomplejos, oxoaniones), fomación de una fase sólida (hidróxido, óxido), especies involucradas en equilibrios ácido-base(ácido, base conjugada, etc.).
Los diagramas de Pourbaix son graficos potencial vs. pH, presentan especies estables en función del potencial y del pH. En la literatura se encuentran los diagramas de Pourbaix para todos los elementos (ver apendice).
En un diagrama de Pourbaix las únicas variables son el potencial (E) y pH por lo tanto en su construcción se deben fijar una gran cantidadde parámetros (presión, temperatura, concentraciones iniciales, etc.). Al analizar un diagrama hay que conocer dichos parámetros ya que las zonas de estabilidades de las distintas especies dependen de ellos.
En los diagramas de Pourbaix se pueden observar zonas de estabilidad delimitadas por rectas. Cada punto del diagrama representa una única condición de trabajo. Los puntos sobre las rectascorresponden a situaciones de equilibrio y los puntos incluidos dentro de las zonas delimitadas por dichas rectas corresponden a condiciones de estabilidad de una especie determinada.
En un diagrama de Pourbaix podemos encontrar 3 tipos de rectas (equilibrios), las especies involucradas en los equilibrios son estables por encima y por debajo de dichas rectas:
[pic]
Equilibriosdependientes de pH e independientes del potencial
No se da un proceso redox, no hay cambio en el número de oxidación de la especie.
[pic]
Equilibrios independientes de pH y dependientes del potencial
Es un equilibrio redox cuyo potencial no se ve afectado por una variación en el pH.
[pic]
Equilibrios dependientes de pH y dependientes del potencial
Estos equilibrios presentan tanto un cambio enel número de oxidación (reacción redox) como una reacción dependiente de pH (ácido-base, precipitación, formación de óxidos, etc).
Las especies con mayor estado de oxidación son estables a potenciales más altos, ya que estos son altamente oxidantes y entonces especies que no pueden oxidarse mas serán estables allí.
Con el mismo razonamiento a potenciales bajos serán estables los estados deoxidación más bajos ya que no se pueden seguir reduciendo en un medio tan reductor.
Por ejemplo:
En el diagrama de Pourbaix para el plomo se pueden reconocer los distintos equilibrios:
[pic]
A potenciales altos se encuentran las especies correspondientes a Pb(IV), por ejemplo si trabajamos a un potencial 1,9 y pH=0 con una solución de Pb2+ (1M) la semirreacción :
PbO2 (s) +4H+ (ac)+2e- ( Pb2+ (ac) + 2H2O (E0=1,48 V)
Tenderá a ocurrir en sentido inverso al escrito, por lo tanto la especie estable en dichas condiciones de trabajo será PbO2 y no Pb2+.
Si sometemos una solución de Pb2+ (1M) a la situación E=1,6; pH=2, no ocurrirá ninguna reacción ya que en estas condiciones la especie estable es Pb2+. En cambio si a un trozo de Pb lo someto a idénticas condiciones se...
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