電位-pH図とは見方について解説 金属材料基礎講座(その60)

更新日

投稿日

 

◆ 電位-pH図の見方

ネルンストの式(1)において、標準水素電極反応を仮定すると(2)式のようになります。そしてE0=0V、pH2=1のため(3)式のように表せます。すなわち、標準水素電極は溶液のpHによって電位が変化することを表します。そしてネルンストの式(3)を鉄に対して表すと(4)式のようになります。

金属

 

◆電位-pH図とは

そして、水素電極以外の溶存酸素を...

 

◆ 電位-pH図の見方

ネルンストの式(1)において、標準水素電極反応を仮定すると(2)式のようになります。そしてE0=0V、pH2=1のため(3)式のように表せます。すなわち、標準水素電極は溶液のpHによって電位が変化することを表します。そしてネルンストの式(3)を鉄に対して表すと(4)式のようになります。

金属

 

◆電位-pH図とは

そして、水素電極以外の溶存酸素をともなう反応、鉄のイオン溶出以外の酸化膜をともなう反応などを全て電位とpHに対してプロットしたものが電位-pH図と呼ばれるものです。鉄の電位-pH図を図1に示します。電位-pH図は鉄以外の様々な金属に対しても作られています。

金属

図1.鉄の電位-pH図

電位-pH図において主に重要となるのが鉄(金属)の安定域、腐食域、不動態域の3種類です。

安定域の電位では腐食されません。腐食域では鉄が溶出するので腐食されます。不動態域では生成した酸化膜によって腐食環境から保護されます。また電位-pH図には通常、溶存酸素、水素発生反応も合わせて表記されます。この二つの直線の間が水の安定領域といえます。電気化学的な観点から鉄の電位を安定域まで卑(ひ)にすれば鉄は腐食されずに金属として安定します。これがカソード防食の考え方になります。またpHをアルカリ側に移動することで不動態域にして防食するという考えもあります。

 

 次回に続きます。

 

◆【関連解説:金属・無機材料技術】

   続きを読むには・・・


この記事の著者

福﨑 昌宏

金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。

金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。


「金属・無機材料技術」の他のキーワード解説記事

もっと見る
金属材料基礎講座 【連載記事紹介】

  金属材料基礎講座が無料でお読みいただけます!   ◆金属材料技術とは 金属技術は精錬に始まり、加工、溶接、表面処理やそ...

  金属材料基礎講座が無料でお読みいただけます!   ◆金属材料技術とは 金属技術は精錬に始まり、加工、溶接、表面処理やそ...


化成処理とは:金属材料基礎講座(その80)

  ◆ 化成処理:めっきの密着性や耐食性を向上  化成処理もめっき(メッキ)や塗装のように皮膜防食の一種です。化成処理とは、基材金属をリ...

  ◆ 化成処理:めっきの密着性や耐食性を向上  化成処理もめっき(メッキ)や塗装のように皮膜防食の一種です。化成処理とは、基材金属をリ...


包晶組織の量的計算:金属材料基礎講座(その169) わかりやすく解説

  ◆ 包晶組織の量的計算 包晶状態図の包晶組成における凝固、包晶反応、析出過程を見ていきます。下図に包晶反応状態図の模式図を示します。...

  ◆ 包晶組織の量的計算 包晶状態図の包晶組成における凝固、包晶反応、析出過程を見ていきます。下図に包晶反応状態図の模式図を示します。...


「金属・無機材料技術」の活用事例

もっと見る
ゾルゲル法による反射防止コートの開発と生産

 15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...

 15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...


金代替めっき接点の開発事例 (コネクター用貴金属めっき)

 私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU(エンジンコントロール...

 私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU(エンジンコントロール...