Activity-composition relations in MnCr2O4 solid solutions and stabilities of MnCr2O4 and CoCr2O4

Abstract

MnO-CoO-Cr2C>3 sistemindeki oksit ve spinel eriyiklerinde CoO aktiviteler 1300 °C de spinel fazlarının termodinamik özellikleri hakkında bilgi üretmek amacıyla ölçüldü. Sistemdeki faz bölgelerinden seçilen sentetik numuneler, 1 atmosferdeki oksijen kısmi basıncı bilinen gaz fazı ile dengeye getirildi. Aynı zamanda MnO-CoO çiftli sisteminde kobalt oksit aktiviteleri emf metodu ile ölçüldü. Kobalt oksit aktiviteleri ile ilgili bilgiler, oksit ve spinel eriyikleri arasındaki denk faz bağ çizgilerinin yönleri, 1300 °C'de spinel katı çözeltisindeki aktivite-kompozisyon ilişkilerinin belirlenmesinde kullanıldı. MnCr204-CoCr204 katı çözeltileri bu sıcaklıkta pozitif sapma gösterir. CoCr204 'tin standard serbest oluşum enerjisi -37636 J/mol olarak ölçüldü ve MnCr204 tınki -42278 J/mol olarak hesaplandı. Stokiometrik spinel kati çözeltilerinden elde edilen aktiviteler katyon dağılım modellerinden belirlenenlerlekarşılaştırıldı. CoCr204 ve MhO^Cty taki katyon dağılımı x-ışınları difraksiyon metodları ile hesaplandı.Anahtar Kelimeler: Termodinamik, Kati Çözeltiler, Mangan, Kobalt, Kromit.

Activities of CoO were measured in the oxide and spinel solutions of the system MnO-CoO-Cr203 at 1300 °C with the aim of deriving information on the thermodynamic properties of spinel phases. Synthetic samples in selected phase assemblages of the system were equilibrated with a gas phase of known oxygen partial pressures at a total pressure of one atm. Activities of cobalt oxide along the MnO-CoO binary were also measured by emf the method. The data on CoO activities and the directions of conjugation lines between coexisting oxide and spinel phases were used to establish the activity- composition relations in spinel solid solutions at 1300 °C. The MnCr204 - CoCr204 solid solutions exhibit positive deviation from ideality at this temperature. The standard free energy of formation of CoCr204 from its components (CoO + Cr203) at 1300 °C was measured as -37,636 J/mole, and that illof MnCr204 was calculated as -42,278 J/mole. The activities determined in the stoichiometric spinel solid solutions were compared with those predicted from cation distribution models. The cation distribution in CoCr204 and MnCr204 were calculated by x-ray diffraction methods.Keywords: Thermodynamics, Solid Solutions, Manganese, Cobalt, Chromites.