Журнал неорганической химии, 2020, T. 65, № 5, стр. 660-668

Строение и термодинамические свойства фосфатов Pb0.5 + xMgxZr2 – x(PO4)3 (x = 0, 0.5)

П. А. Майоров a, Е. А. Асабина a, В. И. Петьков a, А. В. Маркин a*, Н. Н. Смирнова a, А. М. Ковальский b

a Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
603950 Нижний Новгород, пр-т Гагарина, 23, Россия

b Национальный исследовательский технологический университет “Московский институт стали и сплавов”
119049 Москва, Ленинский пр-т, 4, Россия

* E-mail: markin@calorimetry-center.ru

Поступила в редакцию 22.10.2019
После доработки 06.11.2019
Принята к публикации 27.12.2019

Аннотация

Синтезированы кристаллические фосфаты Pb0.5 +

xMgxZr2 –x(PO4)3 (x = 0, 0.5) структурного типа NaZr2(PO4)3 (NZP). Методами адиабатической вакуумной и дифференциальной сканирующей калориметрии измерена теплоемкость Pb0.5Zr2(PO4)3 в интервале температур 8–660 K. Установлено, что изученный фосфат претерпевает обратимый фазовый переход в интервале 256–426 K. Согласно результатам структурного исследования методом Ритвельда, этот переход обусловлен ростом позиционной разупорядоченности катионов свинца в полостях NZP-структуры. Измерения теплоемкости PbMg0.5Zr1.5(PO4)3 в области температур 195–660 K показали, что для него наблюдается аналогичный фазовый переход при 255–315 K. По полученным экспериментальным данным рассчитаны значения термодинамических функций Pb0.5Zr2(PO4)3: $C_{p}^{0}(T),$ [H0(T) – H0(0)], S0(T) и [G0(T) – H0(0)] в интервале температур 0–660 K. Определена стандартная энтропия образования Pb0.5Zr2(PO4)3 при 298.15 K.

Ключевые слова: фосфаты, свинец, структурный тип NZP, теплоемкость, полиморфный переход, термодинамические функции

DOI: 10.31857/S0044457X2005013X

Список литературы

  1. Kimpa M.I., Mayzan M.Z.H., Yabagi J.A. et al. // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. V. 140. P. 012156. https://doi.org/10.1088/1755-1315/140/1/012156

  2. Small L., Wheeler J., Ihlefeld J. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. P. 9691. https://doi.org/10.1039/C7TA09924J

  3. Pet’kov V.I. // Russ. Chem. Rev. 2012. V. 81. P. 606. [Петьков В.И. // Успехи химии. 2012. Т. 81. С. 606.]https://doi.org/10.1070/RC2012v081n07ABEH004243

  4. Scheetz B.E., Agrawal D.K., Breval E., Roy R. // Waste Management. 1994. V. 14. P. 489.

  5. Pet’kov V., Asabina E., Loshkarev V., Sukhanov M. // J. Nucl. Mater. 2016. V. 471. P. 122. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2016.01.016

  6. Asabina E., Pet’kov V., Mayorov P. et al. // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. P. 523. https://doi.org/10.1515/pac-2016-1005

  7. Pet’kov V.I., Kurazhkovskaya V.S., Orlova A.I., Spiridonova M.L. // Crystallogr. Rep. 2002. V. 47. P. 736. [Петьков В.И., Куражковская В.С., Орлова А.И., Спиридонова М.Л. // Кристаллография. 2002. Т. 47. С. 802.]https://doi.org/10.1134/1.1509386

  8. Rietveld H.M. // Acta Crystallogr. 1967. V. 22. P. 151.

  9. Kim Y.I., Izumi F. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1994. V. 102. P. 401.

  10. Малышев В.М., Мильнер Г.А., Сорокин Е.Л. и др. // Приборы и техника эксперимента. 1985. Т. 6. С. 195.

  11. Varushchenko R.M., Druzhinina A.I., Sorkin E.L. // J. Chem. Thermodyn. 1997. V. 29. P. 623.

  12. Hohne G.W.H., Hemminger W.F., Flammersheim H.F. Differential scanning calorimetry. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2003. 299 p.

  13. Drebushchak V.A. // J. Therm. Anal. Cal. 2005. V. 79. № 1. P. 213.

  14. Mouline A., Alami M., Brochu R. et al. // J. Solid State Chem. 2000. V. 152. P. 453. https://doi.org/10.1006/jssc.2000.8711

  15. Larregola S.A., Alonso J.A., Pedregosa J.C. et al. // Dalton Trans. 2009. Iss. 28. P. 5453. https://doi.org/10.1039/B821688F

  16. Larregola S.A., Alonso J.A., Alguero M. et al. // Dalton Trans. 2010. V. 39. Iss. 21. P. 5159. https://doi.org/10.1039/C0DT00079E

  17. Якубов Т.С. // Докл. АН СССР. 1990. Т. 310. С. 145.

  18. Изотов А.Д., Шебершнева О.В., Гавричев К.С. // Тр. Всерос. конф. по термическому анализу и калориметрии. Казань, 1996. С. 200.

  19. Тарасов В.В. // Журн. физ. химии. 1950. Т. 24. № 1. С. 111.

  20. Тарасов В.В., Юницкий Г.А. // Журн. физ. химии. 1965. Т. 39. № 8. С. 2077.

  21. CODATA key values for thermodynamics / Eds. Cox J.D., Wagman D.D., Medvedev V.A.. N.Y., 1984.

  22. Термические константы веществ / Под ред. Глушко В.П. М.: Наука, 1965–1981.

Дополнительные материалы отсутствуют.