CHƯƠNG 4:NHIỆT ĐỘNG HỌC KHI MẤT TRẬT TỰ pps

LOGO 1CHƯƠNG 4: NHIỆT ĐỘNG HỌC KHI MẤT TRẬT TỰ... ΔG -T.ΔS 0 Hàm lượng khuyết tật Năng lượng Vị trí cân bằng... Giả sử trong tinh thể có N nút mạng và n khuyết tật:Ta có:... Hàm lượng kh

LOGO 1

CHƯƠNG 4:

NHIỆT ĐỘNG HỌC KHI MẤT TRẬT TỰ

Phương trình nhiệt động cơ bản:

ΔG = ΔH – T.ΔS Với:

ΔG: là năng lượng tự do Gibbs của mạng tinh thể

ΔH: năng lượng để tạo nên khuyết tật

ΔS: biến thiên entropy do tăng khuyết tật

ΔG0 = - nE0F

E0 = - ΔH0/nF + T.ΔS0/nF

E0 = - a + bT

Đo suất điện động để xác định các thông số nhiệt động của phản ứng.

ΔG

-T.ΔS 0

Hàm lượng khuyết tật Năng lượng

Vị trí cân bằng

Tổng năng lượng để tạo nên khuyết tật là: ΔH = nΔH f

+ ΔHf : là năng lượng cần thiết để tạo khuyết tật

+ n: là số lượng khuyết tật

Biến thiên entropy do tạo khuyết tật: ΔS = k.lnW

+ Với k = 1,38.10-23 J/nguyên tử.K = 8,62.10-5 eV/nguyên tử.K là

hằng số Bolzman

+ W là xác xuất tạo thành khuyết tật

→ ΔG = nΔH f – kT.lnW

Tại thời điểm cân bằng:

Giả sử trong tinh thể có N nút mạng và n khuyết tật:

Ta có:

Hàm lượng khuyết tật là:

→ Khi nhiệt độ tăng hàm lượng khuyết tật tăng nhanh

V'M + V˙X = 0 : số khuyết tật cation = anion

Số khuyết tật Schottky:

Thay k bằng R khi đơn vị W tính trên mol (J/mol)

9

N = 10.000 ≈ 1000 ô cơ sở

3,9.10-14 khuyết tật Schottky

0.060 khuyết tật Schottky

Khuyết tật cho cation: V'M + M˙i = 0

n khuyết tật xen kẽ vào N* vị trí xen kẽ

n lỗ trống trong N vị trí nút mạng tinh thể

&

ΔS = klnW.W*

Số khuyết tật Frenkel:

*. H f kT *. W F kT

F

- Xác định hàm lượng khuyết tật trong AgCl ở 250C và

10000C

- AgCl : FCC Ag+: khuyết tật

- Xét 1 ô cơ sở:

- N = 4

- N* = 8 = 2N

- Ở 298K: 4,3.10-14

- Ở 1273K: 9,7.10-4

/ 2

2. W F kT

n

e N



