Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

Малюнок 5 показує emf вимірювання, зроблені після охолодження і розігрівання електрохімічної комірки: ба-бі (x Ba = 0,05) | CaF2- BaF2 | Ба-бі (x Ba = 0,05, 0.10 і 0.20), де ба-бі сплаву на x Ba = 0,05 служить в якості посилання електрод5.

Різниця потенціалів між двох ідентичних ба-бі сплавів на x Ba = 0,05 залишається менше, ніж 2 МВ впродовж усього вимірювання, демонструючи стабільність та надійність електрод порівняння. Для сплаву композицій на x Ba = 0,10 і x Ba = 0,20, симетричний emf профіль виходить під час нагрівання та охолодження циклів, яке вказує значення відтворювані emf при температурах. На кожному кроці температури (кожен інтервал 25 K) температура камери і значення комірки emf досягти термічної і електрохімічне стійкий стану в менш ніж 12 години (рис. 5) 5.

Для визначення термодинамічних властивостей сплавів ба-бі проти стандартний стан чистого Ba (s), значення ЕРС ба-бі (x Ba = 0,05) електрод порівняння сплаву повинні бути відкалібровані щодо чистої ба. Emf значення електрод порівняння відносно чистою Ба визначаються за допомогою окремого електрохімічної комірки: Ba (s) | CaF2- BaF2 | Ба-бі (x Ba = 0,05) і результати представлені на малюнку 6. За допомогою лінійної вписуються цього виміру в x Ba = 0,05 (рис. 6), emf, відносно чистий Ба металліческіе5определяются значення ба-бі сплавів (E клітин).

Значення ЕРС ба-бі сплавів, відносно чистий Ba (s), виводяться як функція температури на кожен електрод композиція, як показано на малюнку 7, для вибраного ба-бі сплавів (x Ba = 0,05 - 0,25) 5. З лінійної підходить даних emf, змова проти температури зміни в часткової Молярная ентропії був розрахований з використанням наступних термодинамічні рівняння:
Значення ЕРС ба-бі сплавів, відносно чистий Ba (s), виводяться як функція температури на кожен електрод композиція, як показано на малюнку 7, для вибраного ба-бі сплавів (x Ba = 0,05 - 0,25) 5
і часткове Молярная ентальпії барію в вісмуту може розраховуватися з використанням термодинамічних відносин наприклад, рівняння Гіббса-Гельмгольца, як показано нижче. Результати узагальнені в таблиці 1 5.

Діяльність барію також був визначений з використанням значення зібраних emf і рівняння Нернста:
Діяльність барію також був визначений з використанням значення зібраних emf і рівняння Нернста:   Результати узагальнені в таблиці 2 5
Результати узагальнені в таблиці 2 5.

Значення ЕРС для сплавів ба-бі (xBa = 0,05 - 0,80) також використовувалися для визначення температури перехідного етапу для кожного складу сплаву. У поєднанні з диференціальної сканування калориметрії (ДСК) етап переходу даних индуктивно поєднанні плазми Атомно-емісійна спектроскопія (ICP-AES) дані про склад, подібно до того, як відображаються в таблиці 3 12и кристалічна структура для уточнення останніх ба-бі фаси диаграм повідомив Окамото ( рис. 8) 5,11іспользовалісь дані з XRD аналізу даних emf.

Малюнок 1: Однофазний CaF2- ОСР2 електроліту Дифракційні спектри
Малюнок 1: Однофазний CaF2- ОСР2 електроліту Дифракційні спектри. XRD спектри (нормалізоване найбільш інтенсивних пік для кожного спектра) КАФ2- ОСР2 електроліту до і після спікання. Чистий (*) КАФ2 і ОСР2 дифракційні текстури надаються для порівняння. Ця цифра була змінена від Smith et al. 9 будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 2: електрохімічної комірки AB алкаліческой землі рідина металевих сплавів
Малюнок 2: електрохімічної комірки AB алкаліческой землі рідина металевих сплавів. Схема для вимірювання ЕМП з електролітом, електроліт шапки, електродні матеріали, Вольфрам призводить і термопари (TC) Асамблеї електрохімічної комірки. Два з 6 AB сплавів є Довідник електродів і 4 робочих електродів. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 3: електрохімічні установки для вимірювання ЕРС
Малюнок 3: електрохімічні установки для вимірювання ЕРС. Ілюстрація електрохімічної комірки і пов'язаних компонентів для належних умов роботи. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 4: Апаратна схема експериментальної установки
Малюнок 4: Апаратна схема експериментальної установки. Схема системи охолодження води (твердих, напівжирний), аргон (твердих, тонкий) і вакууму (пунктирна) потік рідини через систему вимірювання ЕРС. Будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 5: Вимірювання електрохімічних emf ба-бі сплавів (x Ba = 0,05 - 0,20)
Малюнок 5: Вимірювання електрохімічних emf ба-бі сплавів (x Ba = 0,05 - 0,20). Електрорушійна сила (1 E) і температура вимірюється як функцію від часу на охолодження і нагрівання ба-бі (x Ba = 0,05) | CaF2- BaF2 | Ба-бі (x Ba = 0,05, 0.10 і 0,20) клітин. Цей малюнок був змінений з Ліхтенштейну та ін. 5 будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 6: Сплав чистого Ба проти ба-бі (xBa = 0,05) emf значення калібрування
Малюнок 6: Сплав чистого Ба проти ба-бі (xBa = 0,05) emf значення калібрування. Електрорушійна сила (E II) вимірюється як функція температури, за допомогою Ba (s) | CaF2- BaF2 | Ба-бі (x Ba = 0,05) клітин. Цей малюнок був змінений з Ліхтенштейну та ін. 5 будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 7: Emf вимірювання ба-бі сплавів (xBa = 0,05 - 0
Малюнок 7: Emf вимірювання ба-бі сплавів (xBa = 0,05 - 0.25). Електрорушійна сила (E клітин) як функція температури для ба-бі сплавів на x Ba = 0,05, 0,10, 0.15, 0,20 і 0,25, засновані на Ba (s) | CaF2- BaF2 | Ба-бі (X Ba = 0,05 - 0,25), де суцільні лінії являють собою лінійні посадки. Цей малюнок був змінений з Ліхтенштейну та ін. 5 будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Малюнок 8: ба-бі фаси диаграм
Малюнок 8: ба-бі фаси диаграм. Експериментально визначені ба-бі фаси диаграм основі emf вимірювання на додаток з ДСК і XRD характеристика ба-бі сплавів, де (rt) і (ht) представляють кімнатній температурі і високої температури, відповідно. Цей малюнок був змінений з Ліхтенштейну та ін. 5 будь ласка, натисніть тут, щоб подивитися велику версію цієї фігури.

Таблиця 1: термодинамічні властивості сплавів ба-бі (x Ба = 0,05 - 0.25). Зміни в часткової Молярная entropies ( Таблиця 1: термодинамічні властивості сплавів ба-бі (x Ба = 0,05 - 0 ) І часткове Молярная ентальпії ( ) Для ба-бі сплаву композиції x Ba = 0,05 до x Ba = 0.25, виходячи з лінійної підходить emf цінностей, де схили і перехоплює, і , Відповідно. Ця таблиця була змінена з Ліхтенштейну та ін. 5

x БаE (V)LN Ба773 K873 K973 K773 K873 K973 K

0.05 1.164 1.183 1.203 -35 -31,5 -28.7 0.10 1.137 1.15 1.164 -34.1 -30.6 -27.8 0,15 1,101 1.114 представляємо 1.127 - 33 -29.6 -26.9 0,20 1.075 1,066 1.076 -32.2 -28.3 -25.7 0.25 1.075 1.027 1.032 -32.2 -27.3 -24.6

Таблиця 2: виміряні значення ЕРС (E) і природних журнал активності барію в вісмуту (ln Ба). Значення вимірюваних emf ба-бі сплавів (x Ba = 0,05 - 0,25) проти Ba (s) і природних журнал активності барію в вісмуту в 773 K, 873 K і 973 K. Ця таблиця була змінена з Ліхтенштейну та ін. 5

Молярна частка, x БаНомінальнийОбмірювані

0,03 0,03 0.05 0.05 0.10 0,09 0,15 0,14 0,20 0,20 0.25 0.25 0.30 0.30

Таблиця 3: Номінальна і виміряти вміст барій Ba-Sb бінарних сплавів. Номінальний і виміряних барію зміст Ба-Sb бінарних сплавів. Зміст барій Ba-Sb сплавів було підтверджено, що з використанням індуктивно поєднанні плазми атомної ізлученійn спектроскопія (ICP-AES). Ця таблиця була змінена з Ліхтенштейну та ін. 12