ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПІРОФОСФАТУ КАЛЬЦІЮ Ca2P2O7: ПОРІВНЯННЯ РІЗНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ ТА ОДЕРЖАННЯ НОВИХ ДАНИХ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2019.1.100-105Ключові слова:
calcium pyrophosphate Ca2P2O7, thermodynamic properties, Kellog-Kubaschewski methodАнотація
У даній роботі проведено аналіз застосовності методу Келлога–Кубашевського для встановлення ізобарної теплоємності Ср пірофосфату кальцію Ca2P2O7. На основі одержаних результатів, для низькотемпературної модифікації (С-фази) Ca2P2O7 визначено нові термодинамічні властивості.
Встановлено, що розбіжність Δ (%) між відомими результатами Ср для С-фази Ca2P2O7 та отриманими в даній роботі є незначною. Наприклад, у температурному інтервалі 298.15–600.00 К вона не перевищує 1 %. Зі збільшенням температури величина Δ зростає і досягає максимального значення 2.233 % в точці фазового переходу при 1023.00 К.
Інший термодинамічний параметр, взятий для порівняння, зміна ентальпії HT–H298 характеризується навіть меншим відхиленням від літературних даних. Величини Δ зростають до 1 % тільки при наближенні до температури структурної трансформації 1023.00 К.
З метою порівняння також аналізували температурні залежності ізобарної теплоємності та зміни ентальпії для середньо- та високотемпературної модифікацій Ca2P2O7 (відповідно В- і А-фази). При цьому встановлено, що при 1413 К (у точці переходу В- в А-фазу) відхилення досягає 3.299 %, а при 1631 К (верхній точці існування А-фази) – 4.197 %.
Цікаво зауважити, що при 1631 К починається плавлення Ca2P2O7 і, згідно з літературними даними, відбувається стрибок теплоємності – вона зростає більш як на 27 %. Настільки різка зміна величини Ср не фіксується методом, використаним у цій роботі.
Враховуючи, що найбільш точні сучасні методи характеризуються похибкою в межах 1–3 %, визначення теплоємності Ca2P2O7 за обраним підходом, принаймні до першого фазового переходу, можна вважати високоточним. З огляду на це, при встановленні термодинамічних параметрів найвищою точністю (понад 97 %) повинен характеризуватися температурний інтервал 298.15–1023.00 К. Завдяки цьому, визначено величини Ср та HT–H298 для проміжних температур вказаного діапазону, які не представлені в літературних джерелах. Крім того, встановлено додаткові термодинамічні параметри Ca2P2O7 – зміну ентропії ST–S298 та приведену енергію Гіббса ΦT, величини яких відсутні в науковій літературі.Посилання
Safronova T.V., Putlyaev V.I., Knot’ko A.V., Krut’ko V.K., Musskaya O.N., Vlasevich S.A., Vorob’eva N.A., Telitsin V.D. Calcium Phosphate Ceramic in the System Ca(PO3)–Ca2P2O7 Based on Powder Mixtures Containing Calcium Hydrophosphate. Glass and Ceramics. 2018, 7-8, 279–286.
Livitska Ok., Strutynska N., Livitska Ol., Slobodyanik N. The alternative approach to the preparation of complex calcium phosphates and their characterization. Functional Materials. 2017, 24(3), 457–462.
Kozma A.A., Vashkeba N.B. Rozrakhunok strukturnoi krykhkosti ta poviazanykh iz neiu parametriv dlia tsynk ortofosfatu Zn3(PO4)2. Mizhnar. nauk.-prakt. konf. «Pidsumky rozvytku naukovoi dumky: 2018». Ivano-Frankivsk, Ukraina. Zb. nauk. prats «ΛΌГOΣ». 2018, 4, S. 30–32 (in Ukr.).
Golub E.O., Golub N.P., Kozma А.А., Hlebena H.F., Halushkay J.V., Gomonay V.I., Barenblat I.O. Synthesis of complex mangan-nickelphosphatic catalytic system and research of its different physical-chemical properties. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2018, 2(40), 65–74 (in Ukr.).
Golub N.P., Golub E.O., Kozma А.А., Foros N.M., Kish Yu.Yu., Gomonay V.I. Differential and thermal analysis of complex catalytic system of type хСrРО4уNi3(РО4)2. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2018, 2(40), 57–64 (in Ukr.).
Golub E.O., Golub N.P., Gomonay V.I., Kozma А.А., Kish Yu.Yu., Gusta S.I., Kuznezova А.О. IR-spectroscopic analysis of composite oxidic catalysts of type хCrРО4уNi3(РО4)2. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2018, 1(39), 77–82 (in Ukr.).
Golub E.O., Golub N.P., Gomonay V.I., Kozma А.А., Halushkay J.V., Foros N.M., Hlebena H.F. Synthesis of complex catalytic system type хCrPO4×yNi3(PO4)2 and research of its acid properties to surface. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2018, 1(39), 71–76 (in Ukr.).
Golub N.P., Golub E.O., Kozma A.A., Gomonaj V.I. A study of complex aluminum-phosphates catalysts by method of infrared spectroscopy. Internationalen wissenschaftlich-praktischen Konferenz «Aktuelle Themen im Kontext der Entwicklung der modernen Wissenschaften». Dresden, Bundesrepublik Deutschland. Sammlung wissenschaftlicher Arbeiten «ΛΌГOΣ». 2019. B. 9. S. 104–106.
López-Gallego F., Yate L. Selective biomineralization of Co3(PO4)2-sponges triggered by His-tagged proteins: efficient heterogeneous biocatalysts for redox processes. Chem. Commun. 2015, 51(42), 8753–8756.
Changhoon Choi, Seung-Deok Seo, Hyun-Woo Shim, Mushtaq Ahmad Dar, In Sun Cho, Dong-Wan Kim. Facile synthesis and electroactivity of 3-D hierarchically superstructured cobalt orthophosphate for lithium-ion batteries. J. Alloys Compd. 2015, 652, 100–105.
Leitner J., Chuchvalec P., Sedmidubský D., Strejc A., Abrman P. Estimation of heat capacities of solid mixed oxides. Thermochim. Acta. 2002, 395(1–2), 27–46.
Kozma A.A., Peresh E.Yu., Barchij I.Y., Sabov M.Yu., Glukh O.S., Tsygyka V.V. Heat capacity of TlSb(Bi)Se2 and Tl9Sb(Bi)Se6 compounds. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2009, 2(22), 87–91. (in Ukr.).
Kozma A.A. About wave numbers of valence vibrations chemical bonds metal–oxygen in the inorganic salts oxygen–bearing in anions. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2015, 1(33), 18–21 (in Ukr.).
Denisova L.T., Irtyugo L.A., Beletskiy V.V., Belousova N.V., Denisov V.M. Teploemkost tverdyih rastvorov sistemyi Er2Ge2O7–Er2Sn2O7 v oblasti 350–1000 К. Fizika tverdogo tela. 2019, 61(4), 660–663 (in Russ.).
Konstant Z.A., Dindune A.P. Fosfatyi dvuhvalentnyih metallov. Riga: Zinatne, 1987. S. 371 (in Russ.)
Barin I. (in collab. with Platzki G.). Thermochemical Data of Pure Substances. Weinheim: VCH, 3 ed., 1995. P. 1885.
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, S. 34–36 (in Ukr.).
Kozma A.A., Holub N.P., Holub Ye.O., Vashkeba N.B., Homonai V.I. Temperaturni zalezhnosti termodynamichnykh vlastyvostei kobaltfosfatnoho katalizatora. Molodyi vchenyi. 2018, 5(57), 348–351 (in Ukr.).
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, S. 87–89.
Kozma A.A., Golub N.P., Golub E.O., Vashkeba N.B., Stehura V.V., Gomonaj V.I. Thermodynamic properties of nickel (ii) orthophosphate Ni3(PO4)2. Scientific bulletin of the Uzhhorod University. Series “Chemistry”. 2018, 2(40), 52–56 (in Ukr.).
Kozma A.A., Golub N.P., Golub E.O., Vashkeba N.B., Gomonay V.I. Termodinamicheskie funktsii Ni3(PO4)2 v izobarnyih usloviyah. International Scientific and Technical Conference of Young Scientists (IMT-2019). Minsk, Republic of Belarus. 2019, S. 310–313 (in Russ.).
Smith A.L., Griveau J.-C., Colineau E., Raison P.E., Konings R.J.M. Low temperature heat capacity of α-Na2NpO4. Thermochim. Acta. 2015, 617, 129–135.
