“Común” es difícil de definir. Hablemos de “estable”
Hay 2 tipos de estable, termodinámica y cinéticamente.
El “factor” en el área termodinámica es, y solo es, el potencial de electrodo (formal). También muchos factores pueden afectar el potencial del electrodo, como (lo más importante en una solución acuosa) pH, concentración, condición de coordinación, etc.
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Un diagrama de pH potencial (formal) es útil para determinar qué estado es estable en qué condición de pH. (Otro diagrama potencial-XXX puede darle lo mismo afectado por otros factores)
Copio el material a continuación de este sitio web sobre los estados estables de Fe en diferentes condiciones. Escribí algo similar, pero en chino.
https://www.wou.edu/las/physci/c…
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Los valores bajos de E (o pE) representan un entorno reductor. Los valores altos de E representan un ambiente oxidante. La escala pE está destinada a representar la concentración del agente reductor estándar (el e-) de forma análoga a la escala de pH que representa la concentración de ácido estándar (H +). Los valores de PE se obtienen a partir de potenciales de reducción dividiendo Eoby 0.059.
Clave para las características en el diagrama:
- Las líneas continuas separan especies relacionadas por equilibrios ácido-base (línea a)
- la línea a muestra el pH al cual la mitad del hierro 1 M es Fe3 + y la otra mitad se precipita como Fe (OH) 2
- Los diagramas de Pourbaix incorporan cálculos de Z1 / r y equilibrios ácido-base
- La posición de un equilibrio ácido-base depende de la concentración total de hierro.
- reducir la concentración total de Fe3 + reducirá la fuerza impulsora de la precipitación
- La reducción de la concentración total de hierro de 1 M a 10-6 M (concentraciones más realistas para geoquímicos e ingenieros de corrosión) cambia el límite de pH 1.7 a pH 4.2
- En general, en soluciones más diluidas, las especies solubles tienen áreas de predominio más grandes.
- Las líneas dobles sólidas separan especies relacionadas por equilibrios redox (líneas c y d)
- Los equilibrios redox de especies que no involucran iones de hidrógeno o hidróxido aparecen como límites horizontales (línea b)
- Las especies redox de especies que involucran hidrógeno o hidróxido aparecen como límites diagonales porque son en parte equilibrios ácido-base (línea c)
- los límites diagonales se inclinan desde la parte superior izquierda a la inferior derecha porque las soluciones básicas tienden a favorecer a las especies más oxidadas
- Las líneas discontinuas más largas encierran la región teórica de estabilidad del agua a la oxidación o reducción ((líneas d & f) mientras que las líneas discontinuas más cortas encierran la región práctica de estabilidad del agua (e & g)
- La línea discontinua d representa el potencial de agua saturada con O2at 1 atm disuelto (agua muy bien aireada).
- por encima de este potencial, el agua se oxida a oxígeno:
2 H2O + 4 H + (aq) O2 + 4 e- Eo = +1.229 V - teóricamente el agua debe ser oxidada por cualquier agente oxidante disuelto Eo> 1.229
- en la práctica, se requieren aproximadamente 0,5 V de potencial adicional para superar la sobretensión de la formación de oxígeno (línea discontinua e)
- La línea discontinua f representa el potencial de agua saturada con H2at disuelto a una presión de 1 atm (alto nivel o agentes reductores en solución).
- Por debajo de este potencial, el agua se reduce a hidrógeno:
2 H + + 2 e- Eo = +1.229 V - en la práctica, un efecto de sobretensión impide una liberación significativa de hidrógeno hasta que se alcanza la línea de trazos g inferior
Usos de los diagramas de Pourbaix:
- Cualquier punto en el diagrama dará la forma termodinámicamente más estable (teóricamente la más abundante) del elemento para ese E y pH.
- E = + 0.8 V y pH = 14
La forma predominante es FeO42-. - El diagrama ofrece una representación visual de las capacidades oxidantes y reductoras de los principales compuestos estables de un elemento.
- Los agentes oxidantes fuertes y las condiciones oxidantes se encuentran SOLO en la parte superior del diagrama.
Los límites inferiores de los agentes oxidantes fuertes son altos en el diagrama. - Los agentes reductores y las condiciones reductoras se encuentran en la parte inferior de un diagrama y en ningún otro lugar.
Los agentes reductores fuertes tienen límites bajos en el diagrama. - Una especie que prevalece de arriba a abajo al pH en cuestión no tiene propiedades oxidantes o reductoras en absoluto dentro de ese rango.
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Cinéticamente estable es mucho más difícil de discutir. Necesita un libro entero que normalmente se llama algo así como Principio del proceso cinético de la superficie del electrodo. Es la clase más difícil que he tomado en la Universidad de Pekín.
