電位-pH図
FeとFeの間の直線
Fe 2 + + 2 e − = Fe {\displaystyle {\ce {{Fe^{2+}}+2{\it {e}}^{-}=\ Fe}}}
ネルンストの式より、E = −0.44 + 0.0295 log a Fe である(a Fe は活量)。Fe の全溶解濃度が10 mol/L 以下を金属状態が安定である基準として、a = 10 を代入すると、E = −0.617 となる。これは、E のみに依存する。つまり、水平な線は、H やOH が関与しない反応である(E で境界が出来る)。
FeとFe2O3の間の直線
2 Fe 3 + + 3 H 2 O = Fe 2 O 3 + 6 H + {\displaystyle {\ce {{2Fe^{3+}}+3H2O\ =\ {Fe2O3}+6H+}}}
この反応式について以下の2式を利用する。 ΔG = −RT ln K K = [Fe ] / [H ]
すると、log [Fe ] = -0.
代表例として、25°Cの水中における鉄の電位-pH図を挙げる。この図の横軸はpH、縦軸は水素電極基準の電圧が示されている。
ここでは、鉄化合物をFe、Fe、Fe、 Fe2O3、Fe3O4、HFeO2とし、 水の電気化学反応であるということから、H2O、H、eが加えられる。