Термодинамика оксидов со структурой шпинели системы Co₃O₄—Mn₃O₄—Fe₃O₄

Abstract

Проведен физико-химический анализ реакций, протекающих при формировании твердых растворов со структурой шпинели в системе Co₃O₄—Mn₃O₄—Fe₃O₄. Для однотипных шпинелей М²⁺Mn₂³⁺O₄ установлено линейное изменение отклонения (в %) стандартной энтропии S⁰₂₉₈ от правила аддитивности в зависимости от энтальпии перехода катиона М²⁺ из тетраэдрического окружения в октаэдрическое, которое позволило впервые найти для CoMn₂O₄ S⁰₂₉₈ =156.7 Дж/моль×К. Показано, что при температуре синтеза направление реакции образования шпинели определяется направлением происходящей при этом реакции ионных превращений; энергия смешения не изменяет установленное таким путем направление процесса. Результаты работы подтверждают физико-химическую обоснованность термодинамического метода прогнозирования свойств шпинелей.

Проведено фізико-хімічний аналіз реакцій, шо протікають при формуванні твердих розчинів зі структурою шпінелі в системі Co₃O₄—Mn₃O₄—Fe₃O₄. Для однотипних шпінелей М²⁺Mn₂³⁺O₄ встановлена лінійна зміна відхилення (в %) стандартної ентропії S⁰₂₉₈ від правила адитивності у залежності від ентальпії переходу катіону М²⁺ із тетраедричного оточення в октaедричне, яка дозволила вперше знайти для CoMn₂O₄ S⁰₂₉₈ =156.7 Дж/моль×К. Показано, що при температурі синтезу напрямок реакції утворення шпінелі визначається напрямком реакції іонних перетворень, яка при цьому відбувається; енергія змішення не змінює встановлений таким чином напрямок процесу. Результати роботи підтверджують фізико-хімічну обгрунтованість термодинамічного методу прогнозування властивостей шпінелей.

We have done physico-chemical analysis of reactions that run when forming solid solutions with spinel structure in Co₃O₄—Mn₃O₄—Fe₃O₄ system. Linear deflection change (in %) of standard entropy S⁰₂₉₈ was stated for the spinels of the type М²⁺Mn₂³⁺O₄ from additivity rule depending on transition enthalpy of М²⁺ kation from letraedvical environment that made possible finding CoMn₂O₄ S⁰₂₉₈ =156.7 J/mol×K for the first time. It was show that under synthesis change spinel forming reaction is determined by the direction of ions transformation reactions running; blending energy does not change set by this nay direction of the process. Results of the work confirm physico-chemical basis of thermodynamic method for spinel properties prognosis.