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[[Image:Pourbaix Diagram of Iron.svg|300px|thumb|铁的电位-pH图。<ref>[http://people.bath.ac.uk/chsataj/CHEY0016%20Lecture%2015.htm University of Bath] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090303234614/http://people.bath.ac.uk/chsataj/CHEY0016%20Lecture%2015.htm |date=2009-03-03 }} & [http://www.wou.edu/las/physci/ch412/pourbaix.htm Western Oregon University] {{Wayback|url=http://www.wou.edu/las/physci/ch412/pourbaix.htm |date=20100603210956 }}</ref>
]]
'''电位-pH图'''，也称'''电势-pH图'''、'''稳定区图'''、'''普尔贝图'''，是表示系统的[[标准电极电势|电极电势]]与[[pH]]关系的图，它在[[电化学]]中有很重要的意义。最早由比利时学者{{en-link|马塞尔·普尔贝|Marcel Pourbaix}}（Marcel Pourbaix）等人在20世纪30年代使用，用于金属腐蚀问题，后应用范围逐渐扩大到电化学、分析、无机、地质科学等领域，有很强的实用性。它相当于研究[[相平衡]]时的[[相图]]，是一种电化学的平衡图。

最简单的电位-pH图只涉及一种[[化學元素|元素]]的不同[[氧化态]]形态与水构成的体系，用它可以预测在具特定[[電勢|电位]]（氧还态）和[[PH值|pH]]（酸度）的水溶液体系中，某种元素稳定存在的形态和条件。现在已有数十种元素与水构成的[[电位]]-pH图汇订成册（« Atlas d'équilibres électrochimiques »，《电化学平衡图谱》），使用时十分方便。

==电位-pH图的构建==
电位-pH图的构建比较复杂，一般包括以下三步：
#列出有关物质的各种存在状态及其[[化学势]]值；
#写出相关物质之间反应的平衡关系式；
#画出各类反应的电位-pH图，最后汇总。

==电位-pH图的特点==
*电位-pH图一般是以[[电位]]为纵坐标，pH为横坐标，[[坐标轴]]分别是向上和向右方向（电位和pH值增大）。
*图上的直线称为平衡线，代表两侧的物质在此线上浓度相等。如果平衡一侧涉及固体，则需要规定相应溶液物种的浓度。
*与pH无关而只与电位相关的反应，比如不涉及氢离子和氢氧根离子的[[氧化还原反应]]（<math>\ Fe^{2+} - e^-\to Fe^{3+}</math>），在图上以水平的平衡线表示。
*与电位无关而只与pH相关的反应，如多数酸解离反应、[[氢氧化物]]的沉淀反应及氢氧化物沉淀在碱中溶解生成同价态物种的反应（<math>\ Al(OH)_3 + OH^-\to [Al(OH)_4]^-</math>），在图上以竖直的平衡线表示。
*某物种在电位-pH图上的位置靠近左上角，意味着它在偏酸性、氧化条件下的体系中稳定；位置靠近右下角，意味着它在偏碱性和还原性的体系中稳定。
*如果有两条平衡线相交，则电位较高的那段线所代表的平衡必定是不稳定的。
*一般地，平衡线的左方pH较低的范围内，酸性较强的物质比较稳定；平衡线的右方pH较高的范围内，酸性较弱的物质比较稳定。
*对于[[酸碱反应]]：pH低于平衡线时，酸性态稳定；pH高于平衡线时，碱性态稳定。
*对于[[氧化还原反应|氧还反应]]：电位高于平衡线时，氧化态稳定；电位低于平衡线时，还原态稳定。
*对于某一平衡反应，它在电位-pH图中对应的平衡线的斜率可以表示为：<math>\ -0.059m/n</math>，其中 m 为平衡方程式中氢离子前的系数，n 为平衡方程式中电子前的系数。如果(+)氢离子与(+)电子处在等式两侧，则 m 与 n 符号相反。如果以 pE（<math>\ = - \log [e^-]</math>(假想)，类比于pH）为纵坐标，则斜率为 <math>\ -m/n</math>。
*对于水来说，它只有在一定的电位(与pH相关)的条件下才是稳定的，电位较高时水会被氧化为[[氧气]]，较低时水则会被还原为[[氢气]]。水的电位-pH图包括下面两条斜率相同的平衡线：
**<math>\ E_H = \frac{b}{2} (2pH-\log (P_{H_2}))</math> ，298K 时 <math>\ b= -2.303 \frac{RT}{F} = -0.0592 V</math>，为斜率
**<math>\ E_{O_2} = 1.229V+ \frac{b}{4} (4pH-\log (P_{O_2}))</math> ，b 值同上
*水的稳定区介于上述平衡线之间。以上平衡线在画其他电位-pH图时常以虚线表示出来，表示所使用溶剂的稳定区。高于氧化线或低于还原线的物种在水中都是不稳定的。

== 参看==
* [[氧化物自由能图]]
* [[元素电势图]]
* [[自由能-氧化数图]]

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

==外部链接==
{{Commons|Category:Pourbaix diagrams|电位-pH图}}
* [http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/PourbaixBio.htm Marcel Pourbaix] {{Wayback|url=http://www.corrosion-doctors.org/Biographies/PourbaixBio.htm |date=20141031192358 }} — Corrosion Doctors
* [http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/pourbaix/index.php DoITPoMS Teaching and Learning Package- "The Nernst Equation and Pourbaix Diagrams"] {{Wayback|url=http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/pourbaix/index.php |date=20141106095647 }}

[[Category:电化学]]
[[Category:相变]]