Алюминий үшін Пурбе диаграммасы

Əрбір диаграмма аймағына бір термодинамикалық тұрақты күй сəйкес келеді. Мысалы, Al – Н₂О күй диаграммасының төменгі бөлігінде металдық күй байқалады. Мұнда металдық күйдегі алюминий термодинамикалық тұрақты болады, ал алюнийдің өзі коррозияға ұшырамайды.

Диаграмманың сол жағындағы аймақта 5-сызығынан жоғары, алюминий ерітіндідегі ион Al³⁺ түрінде, термодинами-калық тұрақты.

Диаграмманың ортаңғы бөлігінде, 2 сызықтан жоғары Al₂О₃ қатты тотығына немесе сулы тотығына Al (ОН) ₃ сəйкес. Осы аймақтағы кез келген нүктелер термодинамикалық тұрақсыз. Бірақ, ол қорғаушы алюминий тотығын түзе отырып, Al₂О₃ немесе Al(ОН)₃ коррозия процесінің жүруін тежейді.

Алюминий – су жүйесі үшін Пурбе диаграммасы

Диаграмманың оң жағындағы аймақ, 6-нүктенің үстіндегі аймақ AlО₂ ^- ерітіндегі анион түрінде, алюминийдің термодина микалық тұрақты күйіне сəйкес келеді. Кез келген нүктеде Al коррозияланып, сəйкес алюминатқа түрленеді. Бұл диаграмма металл – су жүйесіндегі үш мүмкін тепе-теңдікті көрсетеді:

1. 
   электрлік зарядтардың өзгеруіне байланысты тепе-теңдік былай өрнектеледі:
   

Бұл тепе-теңдіктер тек потенциалдың шамасымен анықталады жəне ерітіндінің рН мəніне байланысты емес. Осы тепе-теңдікті сипаттайтын сызықтар рН көрсеткішінің осіне параллель.

2. 
   электрлік зарядтардың өзгеруіне байланысты емес тепе-теңдіктер төмендегідей болып жазылады:
   

Бұл тепе-теңдіктер тек рН көрсеткішінің шамасымен анықталады жəне ол потенциалға байланысты емес. Осы тепе-теңдіктерді сипаттайтын сызықтар, потенциалдар осіне параллель.

3. 
   Потенциалға да, ерітіндінің рН көрсеткішіне де байланысты тепе-теңдіктер, мысалы металл – тотық электродтарында мынаған тең:
   

Төменде Al – Н₂О жүйедегі мүмкіндік реакциялар жəне тепе-теңдік потенциалдары мен рН сулы ерітінділерін анықтайтын теңдеулермен берілген, ол төмендегідей:

1. 
   Al ↔ Al³⁺ + 3 е ; а = -1,66 ^0,06 lg a _{Al3 +} ; 3
   

2. 
   Al³⁺ + 3 ОН ^- ↔ Al (ОН) ₃; 3рН = const – lg а _Al 3+ ;
   

4. Al + 3Н₂О ↔ Al (ОН) ₃ + 3Н⁺ + 3е; V = –1,55 – 0,06 pH

5. Al + 2Н₂О ↔ AlО₂ ^- + 4Н⁺ + 3 е ; V = –1,262 – ⁴ _0,06 рН +

Тепе-теңдік реакцияға сəйкес түзулер нөмірленген. а жəне б əріптерімен берілген түзулер, сутегі мен оттегіні тотықсыздандыратын катодты реакция үшін V=f(pH) байланысын сипаттайды. Ол былай орындалады:

Н⁺ + е → ½Н₂ (а)

Н₂О е → ½О₂ + 2Н⁺ + 2 е (ə)

Потенциалда (V нүктеде) алюминийдің анодтық еруі жүреді. Бірақ катодтық реакция ретінде, тек оттегіні тотықсыздандыру болады. Оң потенциалда барлық катоды реакциялар болмайды, тек анодты реакциялар ғана қалады. Мұнда алюминий анодтық процестер жүретін анод ретінде жұмыс атқарады.

Сонымен, Пурбе диаграммасы коррозияның жүру жылдамдығын (кинетикасын) емес, тек коррозиялық процестің жүру мүмкіншілігін бағалайды.