仮定すると(2)式のようになります。E0=0V、pH2=1のため(3)式のように表せます。標準水素電極は溶液のpHによって電位が変化することを表します。ネルンストの式(3)を鉄に対して表すと(4)式のようになります。水素電極以外の溶存酸素をともなう反応、鉄のイオン溶出以外の酸化膜をともなう反応などを全て電位とpHに対してプロットしたものが電位-pH図と呼ばれるものです。鉄の電位-pH図を図1に示します。電位-pH図は鉄以外の様々な金属に対しても作られています。安定域の電位では腐食されません。腐食域では鉄が溶出するので腐食されます。不動態域では生成した酸化膜によって腐食環境から保護されます。合わせて表記されます。この二つの直線の間が水の安定領域と言えます。電気化学的な観点から鉄の電位を安定域まで卑にすれば鉄は腐食されずに金属として安定します。これがカソード防食の考え方になります。pHをアルカリ側に移動することで不動態域にして防食するという考えもあります。