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Concept
Diagramme de Pourbaix
Résumé
Un diagramme de Pourbaix, ou diagramme potentiel-pH (ou E-pH), indique sur un plan E/pH les domaines d'existence ou de prédominance des différentes formes (ions, complexe, précipité, métal) d'un élément chimique. Ces diagrammes reposent essentiellement sur l'équation de Nernst et permettent de comprendre comment les propriétés d'oxydoréduction d'un couple peuvent être modifiées par un changement d'acidité du milieu. Ils peuvent faire apparaître le domaine de stabilité de l'eau. Ils furent initialement développés par Marcel Pourbaix en 1938.
Pour tracer les courbes présentes sur les diagrammes, on considère que :
Activité et concentration sont égales pour les espèces en solution ;
La température est prise égale à .
Au niveau de la courbe, on a alors les propriétés suivantes :
sur la courbe, la concentration totale dissoute pour un élément donné est fixée. On peut donc trouver sur un diagramme un réseau de courbes, chaque courbe correspondant à une concentration donnée. Dans le domaine de la corrosion, on considère généralement par convention qu'un métal M se corrode si [M] > . On ne trouve alors qu'une série de courbes correspondant à une concentration dissoute égale à ;
toujours au niveau de la courbe, il y a égalité des concentrations des espèces oxydée et réduite.
vignette|Diagramme de Pourbaix de l'arsenic.
Les diagrammes de Pourbaix se présentent avec en abscisse le pH (généralement de –1 à 15) et en ordonnée le potentiel de la solution considérée. Ce potentiel est le plus souvent donné par rapport à l'électrode normale à hydrogène.
Les domaines du haut du diagramme sont ceux des formes les plus oxydées de l'élément. Sur l'exemple de l'arsenic, les différentes formes de As(V) sont au-dessus de celles de As(III) elles-mêmes au-dessus de As(0).
À gauche apparaissent les domaines de prédominance des formes les plus acides comme pour As(V) et pour As(III). Puis, de la gauche vers la droite, apparaissent les formes de moins en moins acides , et .
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