KimyaKongreleri.org

FK
XVIII. Ulusal Kimya Kongresi, Kars, 2004
(In2Te3)1-x(Fe2Te3)x KATI ÇÖZELTİLERİNİN TERMODİNAMİK
FONKSİYONLARININ HESAPLANMASI
M. Ş. Hasanova, C. A. Ahmedova (Veliyeva)2, Ç. İ. Abilov1
1
Azerbaycan Teknik Üniversitesi, Baku, AZERBAYCAN
2
Harran Üniversitesi, Şanlıurfa, TÜRKİYE
Faz diyagramlarının hesaplanmasının termodinamik denklemi başlangıç bileşiklerin sıvı ve
katı
çözeltilerinin
kimyasal
potansiyellerinin
eşitlikleri
(µ
nedeniyle
l
1
≈ µ 1S
)
yapıldığı
bilinmektedir. Şayet, komponentlerin ısı kapasitelerinin fazlardaki farkı ihmal olunursa, dengeyi şu
şekilde yazabiliriz:
(
)
R T ln a1l a1S = T ∆S 1erime − ∆H 1erime
(1)
∆H 1erime birinci komponentin molar erime entalpisi,
Burada, T – faz dengesinin sıcaklığı,
∆S1erime = ∆H 1erime T1erime
S
l
- molar erime entropisi, a1 ve a1 - birinci komponentin sıvı ve
katı çözeltide termodinamik aktivitesidir.
a1 = x 1 γ 1 eşitliği göz önüne alındığında, (1) denklemini aşağıdaki gibi de yazmak
mümkündür:
(
(
T ∆S1erime − R ln x 1l x 1S
) ) = ∆G
ex
1 (l )
− ∆G 1ex (s) + ∆H 1erime
(2)
Burada x1 – birinci komponentin katı çözeltide molar miktarı, γ1 – aktivite katsayısıdır.
ex
∆G 1
(l )
∆G 1 ( s) - çözeltinin ideal modelden farklı olduğu varsayıldığında birinci
ex
ve
komponentin sıvı ve katı halinde serbest parsiyal yerdeğiştirme enerjisidir. Dolayısıyla,
ex
ex
∆G 1 ( l ) = RT ln 1l
S
ve ∆G 1 ( s) = RT ln γ 1
(3)
Yarıiletken katı çözeltilerde x=0.5 – 1.0 aralığında aktivite katsayısının 1’e eşit olması dikkate
alındığında
ex
∆G 1 ( s) = 0 olur. Bu nedenle (2) ifadesi aşağıdaki gibi yazılır:
(
(
T ∆S1erime − R ln x 1l x 1S
) ) = ∆G
ex
1 (l )
+ ∆H 1erime
(4)
Bu denklem In2Te3-Fe2Te3 sistemindeki In2Te3 temelinde olan katı çözeltiye uygulandığından
buradaki 1 indisi In2Te3 bileşiğini gösteriyor. Bu bileşiğin molar entropi ve entalpisinin değeri
böyledir:
∆S1erime = 18,8 cal mol ⋅ K ; ∆H 1erime = 17,8 kcal mol
x1=1 kabul edip, sıvı fazların birkaç terkipleri için
kullanarak,
∆G
ex
( l ) -in
x 1l = 0,5 ÷ 1,0
değerleri bulunur. Ama, üst fonksiyon olan
aralığında (1) denklemini
∆G
ex
( l ) = a(1- x 1 ) m
ifadesinin sonraki apraksimasyonu da gereklidir (ifadedeki a ve m katsayıları kuvazibinar sistem için
sabittirler).Son ifadeye (4) denkleminde önem verilirse, o zaman In2Te3-Fe2Te3 sistemindeki In2Te3
temelinde olan katı çözeltilerin solidüs eğrisi üzere sınır tepkilerini hesaplamak mümkündür. Bu
zaman kullanılan formül aşağıdaki gibi yazılabilir:
R ln x 1S =
1
T
(
⎡∆H erime + a 1- x l
1
⎢⎣ 1
677
KimyaKongreleri.org
)
m
⎤ + R ln x S − ∆S erime
1
1
⎥⎦