Diagrama de frost del hierro

Diagrama de frost a partir del diagrama de latimer

Además de los diagramas de Pourbaix, existen otros dos tipos de diagramas de estabilidad redox conocidos como diagramas de Latimer y de Frost. Cada uno de estos diagramas contiene información similar, pero una representación puede ser más útil en una situación determinada que las otras.

Los diagramas de Latimer y Frost ayudan a predecir la estabilidad relativa a los estados de oxidación superiores e inferiores, normalmente a un pH fijo. Los diagramas de Pourbaix ayudan a comprender los equilibrios dependientes del pH, que a menudo están relacionados con los equilibrios de solubilidad y la corrosión (de los que se hablará más adelante).

Los diagramas de Latimer son la forma más antigua y compacta de representar los equilibrios electroquímicos para sustancias que tienen múltiples estados de oxidación. Los valores de potencial electroquímico se escriben para reacciones redox sucesivas (de mayor a menor estado de oxidación), normalmente en condiciones estándar en ácido fuerte ([H+] = 1 M, pH 0) o en base fuerte ([OH-] = 1 M, pH 14). Los estados de oxidación de sustancias sucesivas en un diagrama de Latimer pueden diferir en uno o más electrones. Los estados de oxidación del elemento que sufre el redox suelen determinarse por diferencia; asignamos a los átomos de oxígeno un estado de oxidación de -2 y a los de hidrógeno un estado de oxidación de +1.

Diferencia entre el diagrama de latimer y el diagrama de congelación

Los diagramas de congelación representan la estabilidad de los estados redox de un elemento en relación con el elemento libre. En un diagrama de Frost se representa la energía libre en relación con la del elemento libre (estado de oxidación cero) en función del estado de oxidación. Para evitar ambigüedades, a veces los puntos se etiquetan con la identidad de la especie química implicada.

La aproximación utilizada en lugar de la energía libre es \(NE^{circ}\), a veces expresada como \(nE^{circ}\). En esta página se utilizará \(N\) en lugar de \(n\) para evitar la confusión con el uso común de \(n\) en la química redox para denotar el número de electrones involucrados en los pasos individuales de la reacción de oxidación o reducción.

Para una prueba de que \(NE^{circ}\}) es proporcional a la energía libre del estado de oxidación de un elemento y más información sobre cómo \(NE^{circ}\}) puede ser calculado, véase la Nota \(\PageIndex{1}\}) al final de esta página.

1. La estabilidad relativa de los estados de oxidación de un elemento en un conjunto de condiciones determinado. Dado que \(NE^{circ}\) es una medida de la estabilidad termodinámica, cuanto menor sea su valor, más estable será el estado. Además, dado que \(NE^{circ}\} mide la estabilidad en relación con el elemento libre, los valores negativos de \(NE^{circ}\} indican que un estado es más estable que el elemento, los valores positivos indican que el estado es menos estable.

Diagrama de frost en química orgánica

Los diagramas de Frost representan la estabilidad de los estados redox de un elemento en relación con el elemento libre. En un diagrama de Frost se representa la energía libre en relación con la del elemento libre (estado de oxidación cero) en función del estado de oxidación. Para evitar ambigüedades, a veces los puntos se etiquetan con la identidad de la especie química implicada.

La aproximación utilizada en lugar de la energía libre es \(NE^{circ}\), a veces expresada como \(nE^{circ}\). En esta página se utilizará \(N\) en lugar de \(n\) para evitar la confusión con el uso común de \(n\) en la química redox para denotar el número de electrones involucrados en los pasos individuales de la reacción de oxidación o reducción.

Para una prueba de que \(NE^{circ}\}) es proporcional a la energía libre del estado de oxidación de un elemento y más información sobre cómo \(NE^{circ}\}) puede ser calculado, véase la Nota \(\PageIndex{1}\}) al final de esta página.

1. La estabilidad relativa de los estados de oxidación de un elemento en un conjunto de condiciones determinado. Dado que \(NE^{circ}\) es una medida de la estabilidad termodinámica, cuanto menor sea su valor, más estable será el estado. Además, dado que \(NE^{circ}\} mide la estabilidad en relación con el elemento libre, los valores negativos de \(NE^{circ}\} indican que un estado es más estable que el elemento, los valores positivos indican que el estado es menos estable.

Diagrama de frost del fósforo

Un diagrama de Frost o de Frost-Ebsworth es un tipo de gráfico utilizado por los químicos inorgánicos en electroquímica para ilustrar la estabilidad relativa de varios estados de oxidación diferentes de una sustancia concreta. El gráfico ilustra la energía libre frente al estado de oxidación de una especie química. Este efecto depende del pH, por lo que también debe incluirse este parámetro. La energía libre viene determinada por las semirreacciones de oxidación-reducción. El diagrama de Frost permite una comprensión más fácil de estos potenciales de reducción que el diagrama de Latimer diseñado anteriormente, ya que la «falta de aditividad de los potenciales» era confusa[1] La energía libre ΔG° está relacionada con el potencial de reducción E en el gráfico mediante la fórmula dada: ΔG° = -nFE° o nE° = -ΔG°/F, donde n es el número de electrones transferidos, y F es la constante de Faraday (F = 96,485 J/(V-mol)).[2] El diagrama de Frost debe su nombre a Arthur Atwater Frost [de], quien originalmente lo creó como una forma de «mostrar tanto la energía libre como los datos del potencial de oxidación de forma conveniente» en un artículo de 1951.[1]