Определение термодинамических свойств RuTe2 методом ЭДС в твердотельной электрохимической ячейке

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом электродвижущих сил (ЭДС-метод) в системе Ag–Ru–Te впервые определены термодинамические свойства RuTe2. Термодинамические свойства рассчитаны из температурной зависимости ЭДС, полученной в полностью твердотельной электрохимической ячейке с общим газовым пространством, которая отвечает виртуальной химической реакции: 4Ag + RuTe2 = 2Ag2Te + Ru. Измерения проведены в температурном диапазоне 747–884 K. В результате были рассчитаны стандартные термодинамические свойства образования из элементов для RuTe2 при 298.15 K и 1 бар (105 Пa): ΔfG° = –126.9 кДж/моль; S° = 72.33 Дж/(моль K); ΔfH° = –143.3 кДж/моль. Проведено сравнение термодинамических свойств изученного RuTe2 с литературными данными для изоструктурных с ним дисульфидом и диселенидом рутения.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. Г. Осадчий

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: euo@iem.ac.ru
Russian Federation, Черноголовка

М. В. Воронин

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского Российской академии наук

Email: euo@iem.ac.ru
Russian Federation, Черноголовка

References

  1. Bernath S., Kleykamp H., Smykatz-Kloss W. The Constitution of the Ruthenium-Tellurium System // J. Nucl. Mater. 1994. V. 209. № 2. P. 128–131. https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90287-9
  2. Lutz H.D., Jung M., Wäschenbach G. Kristallstrukturen des Löllingits FeAs2 und des Pyrits RuTe2 // Z. Anorg. Allg. Chem. 1987. V. 554. № 11. P. 87–91. https://doi.org/10.1002/zaac.19875541110
  3. Zhao H., Schils H.W., Raub C.J. RuTe2 ein Rutheniumtellurid vom Markasit-Typ // J. Less-Common Met. 1982. V. 86. № 2. P. L13–L15. https://doi.org/10.1016/0022-5088(82)90220-X
  4. Krstic S., Tarkian M. Platinum-Group Minerals in Gold-Bearing Placers Associated with the Veluce Ophiolite Complex, Yugoslavia // Can. Mineral. 1997. V. 35. № 1. P. 1–21.
  5. Gossé S., Schuller S., Guéneau C. Thermodynamic Modelling of the Pd-Te-Ru System for Nuclear Waste Glasses Application // MRS Online Proc. Libr. 2010. V. 1265. https://doi.org/10.1557/PROC-1265-AA03-04
  6. Simon G., Essene E.J. Phase Relations among Selenides, Sulfides, Tellurides, and Oxides: I. Thermodynamic Properties and Calculated Equilibria // Econ. Geol. 1996. V. 91. № 7. P. 1183–1208. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.91.7.1183
  7. Kiukkola K., Wagner C. Measurements on Galvanic Cells Involving Solid Electrolytes // J. Electrochem. Soc. 1957. V. 104. № 6. P. 379. https://doi.org/10.1149/1.2428586
  8. Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции. М.: Химия, 1978. 360 с.
  9. Ipser H., Mikula A., Katayama I. Overview: The EMF Method as a Source of Experimental Thermodynamic Data // Calphad. 2010. V. 34. № 3. P. 271–278. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2010.05.001
  10. Osadchii E.G., Rappo O.A. Determination of Standard Thermodynamic Properties of Sulfides in the Ag-Au-S System by Means of a Solid-State Galvanic Cell // Am. Mineral. 2004. V. 89. № 10. P. 1405–1410. https://doi.org/10.2138/am-2004-1007
  11. Osadchii E.G., Chareev D.A. Thermodynamic Studies of Pyrrhotite–Pyrite Equilibria in the Ag-Fe-S System by Solid-State Galvanic Cell Technique at 518-723 K and Total Pressure of 1 atm // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. V. 70. № 22. P. 5617–5633. https://doi.org/10.1016/j.gca.2006.08.018
  12. Osadchii E.G., Echmaeva E.A. The System Ag-Au-Se: Phase Relations below 405 K and Determination of Standard Thermodynamic Properties of Selenides by Solid-State Galvanic Cell Technique // Am. Mineral. 2007. V. 92. № 4. P. 640–647. https://doi.org/10.2138/am.2007.2209
  13. Mohr P.J., Newell D.B., Taylor B.N. CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2014 // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2016. V. 45 № 4. P. 043102. https://doi.org/10.1063/1.4954402
  14. Воронин М.В., Осадчий Е.Г. Определение термодинамических свойств селенида серебра методом гальванической ячейки с твердыми и жидкими электролитами // Электрохимия. 2011. Т. 47. №. 4. С. 446–452.
  15. Karakaya I., Thompson W.T. The Ag-Te (Silver-Tellurium) System // J. Phase Equilib. 1991. V. 12. № 1. P. 56–63. https://doi.org/10.1007/BF02663676
  16. Barin I. Thermochemical Data of Pure Substances. Third Edition. V. 1: Ag-Kr, V. II: La-Zr. N. Y: VCH, 1995. 1900 p.
  17. Voronin M.V., Osadchii E.G., Brichkina E.A. Thermochemical Properties of Silver Tellurides Including Empressite (AgTe) and Phase Diagrams for Ag-Te and Ag-Te-O // Phys. Chem. Miner. 2017. V. 44. № 9. P. 639–653. https://doi.org/10.1007/s00269-017-0889-y
  18. Тюрин А.В., Чареев Д.А., Полотнянко Н.А., Хорошилов А.В., Пузанова И.Г., Згурский Н.А. Синтез и термодинамические функции дихалькогенидов рутения в широком интервале температур // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 11. С. 1272–1282. https://doi.org/10.31857/S0002337X23110155
  19. Olin A., Nolang, B., Osadchii E.G., Ohman L.-O., Rosen E. Chemical Thermodynamics of Selenium. Amsterdam: Elsevier, 2005. 851 p.
  20. Mills K.C. Thermodynamic Data for Inorganic Sulphides, Selenides and Tellurides. London: Butterworth, 1974. 552 p.
  21. Svendsen S.R. Decomposition Pressures and Thermodynamic Properties of RuTe2 // J. Chem. Thermodyn. 1977. V. 9. № 8. P. 789–800. https://doi.org/10.1016/0021-9614(77)90023-4
  22. Ali Basu M., Shirsat A.N., Mishra R., Kerkar A.S., Kumar S.C., Bharadwaj S.R., Das D. Thermodynamic Stability of RuTe2 Solid by Vapor Pressure Study // J. Alloys Compd. 2003. V. 352. № 1–2. P. 140–142. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(02)01119-2
  23. Narasimhan T.L., Balasubramanian R., Manikandan P., Viswanathan R. A Vaporization Study of the Ru–Te Binary System by Knudsen Effusion Mass Spectrometry // J. Alloys Compd. 2013. V. 581. P. 435–445. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.088
  24. Полотнянко Н.А., Тюрин А.В., Чареев, Д.А., Хорошилов А.В., Попов Е.А. Синтез и термодинамические свойства дителлурида рутения // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 10. С. 1095–1104. https://doi.org/10.31857/S0002337X2310010X

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diffractogram of the sample surface after the experiment

Download (99KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Temperature dependence of the cell EMF (I) (the straight line corresponds to equation (4))

Download (46KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Phase diagram of Ag-Ru-Te below (a) and above (b) the temperature of 728 K at which the change of conodes occurs

Download (149KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Temperature dependences of the Gibbs energy of reaction (5): in the negative region of the diagram three-phase associations Ru+RuX2+Ag2X are stable and electrochemical process is possible; in the positive region three-phase associations with metallic silver are stable and electrochemical process is impossible

Download (64KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences