不同温度Fe-H_(2)O体系的溶解组分优势区域图和Pourbaix图

针对Fe-H_(2)O体系中重要的单核配合物进行计算分析,通过热力学手册获得各反应物质S_(298K)^(0)、ΔG_(298K)^(0)和C_(P)^(0)的数据,计算得到不同温度下的ΔG_(T)^(0)的数据,分别构建298、373、473、573 K温度下的溶解组分优势区域图和Pourbaix图。结果表明,Fe^(2+)和Fe^(3+)均可稳定存在于强酸性溶液中。随着溶液pH值的升高,Fe^(2+)依次转化为FeOH^(+)、Fe(OH)^(+)和Fe(OH)_(3)^(-),而Fe^(3+)依次转化为FeOH^(2+)、Fe(OH)_(2)^(+)、Fe(OH)_(3)0和Fe(OH)_(4)^(-)。在高电势区域,Fe^(2+)被氧化成Fe^(3+),并进一步被氧化成FeO_(4)^(2-)。随着温度的升高,溶液中Fe^(2+)和Fe^(3+)的稳定存在区域向酸性方向偏移而减少。通过控制体系电位和pH值条件,可以使铁以FeOOH/Fe_(2)O_(3)的形式沉淀。随着温度升高到373 K及以上,碱性条件下,Fe(OH)_(4)^(-)的优势区域出现,造成单质Fe的腐蚀。随着温度的升高,以固相形态存在的Fe、FeOOH/Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)稳定区域逐渐减少,液相区域不断扩大,特别是Fe_(2)O_(3)的固相区域减少明显。因此,热力学上,温度越高,对Fe金属的防腐及溶液中铁的沉淀越不利。