CHƯƠNG 4:NHIỆT ĐỘNG HỌC KHI MẤT TRẬT TỰ pps

LOGO
1
CHƯƠNG 4:
NHIỆT ĐỘNG HỌC KHI MẤT TRẬT TỰ
2
3
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
ΔG
0
= - nE
0
F
E
0
= - ΔH
0
/nF + T.ΔS
0
/nF
E
0
= - a + bT
Đo suất điện động để xác định các thông số nhiệt động
của phản ứng.
44
ΔH

ΔG
-T.ΔS
0
Hàm lượng khuyết tật
Năng lượng
Vị trí cân bằng
5
Tổng năng lượng để tạo nên khuyết tật là: ΔH = nΔH
f
+ ΔH
f
: 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:
6
Giả sử trong tinh thể có N nút mạng và n khuyết tật:
Ta có:
7
Hàm lượng khuyết tật là:

→ Khi nhiệt độ tăng hàm lượng khuyết tật tăng nhanh
8
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
1010
N = 10.000 ≈ 1000 ô cơ sở
3,9.10
-14
khuyết tật Schottky
0.060 khuyết tật Schottky
11
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:
//
. *. . *.
fF

H kT W kT
F
n N N N N
ee
 

1212
13
- Xác định hàm lượng khuyết tật trong AgCl ở 25
0
C và
1000
0
C.
- 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.
F
W kT
n
e

N

