ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НІКЕЛЬ (ІІ) ОРТОФОСФАТУ Ni3(PO4)2

Автор(и)

  • A. A. Kozma ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0820-9979
  • N. P. Golub ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4084-4553
  • E. O. Golub ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine
  • N. B. Vashkeba ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine
  • V. V. Stehura ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine
  • V. I. Gomonay ДВНЗ "Ужгородський національний університет", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24144/2414-0260.2018.2.52-56

Ключові слова:

nickel (II) orthophosphate, thermodynamic parameters, isobaric Ср and isochoric the СV molar heat capacities, changes of an enthalpy ΔH, internal energy ΔU, entropy ΔS, energy of Gibbs ΔG

Анотація

In this work for the first time for nickel (II) orthophosphate Ni3(PO4)2 in the range of 298–1618 K temperature dependences of the key thermodynamic parameters are received: isobaric Ср and isochoric the СV molar heat capacities, changes of an enthalpy ΔH, internal energy ΔU, entropy ΔS and energy of Gibbs ΔG.

Isobaric heat capacity of nickel (II) orthophosphate was determined by Kellog-Kubaschewski method. As the basic in this work served of Maier-Kelley equation: Cp=A+BT+CT-2, where A, B and C – coefficients, and T – absolute temperature.

Nickel (II) orthophosphate has the only crystal modification and up to the temperature of the melting does not undergo any phase transformations. From this it follows that the probability of the abnormal course of a curve on graphic dependence of Ср on T is low.

Using of Kellog-Kubaschewski method, we received a equation: Cp=291.05+64.73·10-3T-5.46·106T-2.

The temperature dependence of isochoric heat capacity of СV for the chosen phosphate was determined by Magnus-Lindeman method. The equation is as a result received: СV=291.05+64.73·10-3T-5.46·106T-2-1.21·10-3T3/2. Using the known functions, for the first time for Ni3(PO4)2 in the range of 298–1618 K it is received dependences of the important thermodynamic parameters: isobaric Ср and isochoric the СV molar heat capacities, changes of an enthalpy ΔH, internal energy ΔU, entropy ΔS and energy of Gibbs ΔG.

For example, at the room temperature 300 K of Ni3(PO4)2 has such parameters: Ср=249.80 J/(mol×K), СV=243.51 J/(mol×K), ΔH=0.50 kJ/mol, ΔU=0.49 kJ/mol, ΔS=1.67 J/(mol×K), and ΔG= –0.002 kJ/mol. At temperature 700 K, corresponding to the classical Dulong-Petit limit of nickel (II) orthophosphate has such thermodynamic properties: Ср=325.22 J/(mol×K), СV=302.81 J/(mol×K), ΔH=119.47 kJ/mol, ΔU=113.93 kJ/mol, ΔS=249.40 J/(mol×K), and ΔG= –55.12 kJ/mol. In a melting point of Ni3(PO4)2 at 1618 K has: Ср=393.70 J/(mol×K), СV=314.95 J/(mol×K), ΔH=451.09 kJ/mol, ΔU=400.87 kJ/mol, ΔS=548.16 J/(mol×K), and ΔG= –435.83 kJ/mol.

From the received results follows that nickel (II) orthophosphate at temperatures 298–1618 K has rather high thermodynamic stability. It, in turn, allows recommending it for high-temperature use. The received sizes are also important for the subsequent thermodynamic calculations and can form a scientific basis for modeling of phase equilibrium in multicomponent systems with participation of Ni3(PO4)2.

Біографії авторів

A. A. Kozma, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

к.х.н., доцент кафедри фізичної та колоїдної хімії

N. P. Golub, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

к.х.н., доц., завідувач кафедри фізичної та колоїдної хімії

E. O. Golub, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

Викладач кафедри фармацевтичних дисциплін

N. B. Vashkeba, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

студент

V. V. Stehura, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

студент

V. I. Gomonay, ДВНЗ "Ужгородський національний університет"

д.х.н., проф., професор кафедри фізичної та колоїдної хімії

Посилання

López-Gallego F., Yate L. Chem. Commun. 2015, 51(42), 8753–8756.

Changhoon Choi, Seung-Deok Seo, Hyun-Woo Shim, Mushtaq Ahmad Dar, In Sun Cho, Dong-Wan Kim. J. Alloys Compd. 2015, 652, 100–105.

Yi Lin, Tao Meng, Zhen Ma. J. Ind. Eng. Chem. 2015, 28, 138–146.

Konstant Z.A., Dindune A.P. Fosfatyi dvuhvalentnyih metallov. Riga: Zinatne, 1987. S. 371 (in Russ.).

Holub Ye.O., Holub N.P., Homonai V.I., Kozma A.A., Halushkai Y.V., Foros N.M., Hlebena H.F. Oderzhannia skladnoi katalitychnoi systemy typu хCrPO4×yNi3(PO4)2 ta doslidzhennia yii kyslotnykh vlastyvostei poverkhni. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2018, 1(39), 71–76 (in Ukr.).

Vashkeba N.B., Kozma A.A., Holub N.P. Oderzhannia ta haluzi praktychnoho vykorystannia fosfatu tsynku Zn3(PO4)2. Pidsumkova naukova studentska konferentsiia DVNZ «Uzhhorodskyi natsionalnyi universytet», sektsiia «Khimichnykh nauk ta ekolohii». Uzhhorod, Ukraina. 2018, S. 45 (in Ukr.).

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Homonai V.I. Rozrakhunok teplofizychnykh vlastyvostei kobalt (ІІ) ortofosfatu Co3(PO4)2. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2015, 1(33), 63–65 (in Ukr.).

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Homonai V.I. Teplofizychni parametry kobalt (ІІ) ortofosfatu Co3(PO4)2. XІX naukova molodizhna konferentsiia. Odesa, Ukraina. 2017, S. 74 (in Ukr.).

Stehura V.V., Kozma A.A. Protsesy dehidratatsii akvavmisnykh krystaliv kobalt (ІІ) ortofosfatu. Pidsumkova naukova studentska konferentsiia DVNZ «Uzhhorodskyi natsionalnyi univer-sytet», sektsiia «Khimichnykh nauk ta ekolohii». Uzhhorod, Ukraina. 2017, S. 47 (in Ukr.).

Bilych Yu.V., Kozma A.A., Holub N.P. Osoblyvosti oderzhannia katalizatoru Co3(PO4)2. Pidsumkova naukova studentska konferentsiia DVNZ «Uzhhorodskyi natsionalnyi univer-sytet», sektsiia «Khimichnykh nauk ta ekolohii». Uzhhorod, Ukraina. 2016, С. 36 (in Ukr.).

Gallace B., Moffat J.B. Catalysis. 1982, 76(1), 182–187.

Holub N.P. Avtoref. dis. kand.. khim. nauk: 02.00.04, Kyivskyi natsionalnyi universytet im. Tarasa Shevchenka. Kyiv, 1996 (in Ukr.).

Sarver J.F. Trans. Brit. Ceramic. Soc. 1966, 65(4), 191–198.

Escobal J., Pizarro J.L., Mesa J.L., Rojo J.M., Bazan B., Arriortua M.I., Rojo T. J. Solid State Chem. 2005, 178, 2626–2634.

Blum M., Teske K., Glaum R. Z. Anorg. Allg. Chem., 2003, 629, 1709–1717.

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Homonai V.I. Teplofizychni vlastyvosti nikel (ІІ) ortofosfatu Ni3(PO4)2. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2016, 1(35), 71–73 (in Ukr.).

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Homonai V.I. Fizyko-khimichni vlastyvosti nikel (ІІ) ortofosfatu Ni3(PO4)2. XVІ naukova konferentsiia «Lvivski khimichni chytannia – 2017». Lviv, Ukraina. 2017, S. 32 (in Ukr.).

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Homonai V.I. Teplofizychne doslidzhennia ortofosfativ kobaltu (ІІ) ta nikeliu (ІІ). IV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia «Aktualni problemy naukovo-promyslovoho kompleksu rehioniv». Rubizhne, Ukraina. 2018, S. 38–40 (in Ukr.).

Leitner J., Chuchvalec P., Sedmidubský D., Strejc A., Abrman P. Thermochim. Acta. 2002, 395(1–2), 27–46.

Kozma A.A., Peresh Ye.Iu., Barchii I.Ie., Sabov M.Iu., Hlukh O.S., Tsyhyka V.V. Temperaturna zalezhnist teploiemnosti spoluk TlSb(Bi)Se2 і Tl9Sb(Bi)Se6. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2009, 2(22), 87–91 (in Ukr.).

Kozma A.A. Pro khvylovi chysla valentnykh kolyvan khimichnykh zviazkiv metal–oksyhen u neorhanichnykh soliakh iz oksoanionamy. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2015, 1(33), 18–21 (in Ukr.).

Kozma A.A. Pro zastosovnist metodu Kelloha-Kubashevskoho dlia vyznachennia temperaturnoi zalezhnosti teploiemnosti CeCl3•7H2O. Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia «Perspektyvni napriamky naukovoi dumky». Ternopil, Ukraina. Zbirnyk naukovykh prats «ΛΌГOΣ». 2018, 6, S. 101–103 (in Ukr.).

Kozma A.A. Prognozirovanie izobarnoy teploemkosti TmCl3•6H2O pri temperaturah 298–427 К. International Scientific Conference (Is dedicated to 100th anniversary of Azerbaijan Democratic Republic) «Actual Issues Applied Physics and of Energy». Sumgait, the Azerbaijan Republic. 2018, P. 99–100 (in Russ.).

Kozma A.A. Otsinka izobarnoi teploiemnosti EuCl3•6H2O pry temperaturakh 298–600 К ta yii porivniannia z vidomymy danymy. IX International scientific conference (RNAOPM’2018), the first Volyn-Pomerania Interdisciplinary Summer School (VPISSAST’2018). Lutsk–Lake «Svityaz’», Ukraine. 2018, P. 64 (in Ukr.).

Kozma A.A. Modeliuvannia temperaturnykh zalezhnostei termodynamichnykh vlastyvostei ortofosfatu dvovalentnoho kobaltu Co3(PO4)2. IV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia molodykh uchenykh z mizhnarodnoiu uchastiu, prysviachena 100-richchiu Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy (SPETFMNF -2018). Sumy, Ukraina. 2018, S. 26–28 (in Ukr.).

Kozma A.A. Otsinka enerhii Hibbsa ortofosfatu dvovalentnoho kobaltu Co3(PO4)2 v temperaturnomu intervali 298–1428 К. IV Vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia «Aktualni problemy naukovo-promyslovoho kompleksu rehioniv». Rubizhne, Ukraina. 2018, С. 34–36 (in Ukr.).

Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Vashkeba N.B., Homonai V.I. Temperaturni zalezhnosti termodynamichnykh vlastyvostei kobalt-fosfatnoho katalizatora. Molodyi vchenyi. 2018, 5(57), 348–351 (in Ukr.).

Denisova L.T., Irtyugo L.A., Beletskiy V.V., Belousova N.V., Denisov V.M. Vyisokotemperaturnaya teploemkost germanatov Pr2Ge2O7 i Nd2Ge2O7 v oblasti 350–1000 К. Fizika tverdogo tela. 2018, 60(3), 618–622 (in Russ.).

Morachevskiy A.G., Sladkov I.B. Termo-dinamicheskie raschetyi v metallurgii. Sprav. izd. Moskva: Metallurgiya, 1985. S. 136 (in Russ.).

Kozma A.A. Rivniannia vysokotemperaturnoi izokhornoi teploiemnosti Co3(PO4)2. Mizhnarodna naukovo-praktychna konferentsiia «Perspektyvni napriamky naukovoi dumky». Ternopil, Ukraina. Zbirnyk naukovykh prats «ΛΌHOΣ». 2018, 6, S. 103–104 (in Ukr.).

Fizicheskaya himiya. V 2-kn. Kn. 1. Stroenie veschestva. Termodinamika: Ucheb. dlya vuzov. Pod red. K.S. Krasnova. 3-e izd., ispr. Moskva: Vyisshaya shkola, 2001. S. 512 (in Russ.).

Denisov V.M., Denisova L.T., Chumilina L.G., Kirik S.D., Belousova N.V. Phys. Solid State. 2013, 55(9), 1826–1828.

Kozma A., Golub N., Golub E., Vashkeba N., Stehura V., Gomonaj V. Estimation of isobaric heat capacity of Ni3(PO4)2. Międzynarodowa naukovo-praktyczna konferencja «Naukowy i innowacyjny potencjał prezentacji». Opole, Polska. Kolekcjа prac naukowych «ΛΌГOΣ». 2018, T. 6, P. 87–89.

##submission.downloads##

Номер

Том 40 № 2 (2018)

Розділ

Статті