Изучение высокотемпературного поведения труднолетучих веществ в вакууме методом кнудсеновской эффузионной масс-спектрометрии

Ключевые слова: КНУДСЕНОВСКАЯ ЭФФУЗИОННАЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ, ОКСИДЫ МЕТАЛЛОВ, ПАРООБРАЗОВАНИЕ, ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ, ЭНТАЛЬПИЯ

Аннотация

Кнудсеновская эффузионная масс-спектрометрия (КЭМС) — мощный инструмент экспериментальной термодинамики, позволяющий изучать газофазные и гетерогенные равновесия в одно- и многокомпонентных системах в условиях высоких температур. КЭМС исследования систем труднолетучих оксидов металлов являются приоритетным направлением работы нашей группы. Стандартный набор данных, получаемых методом КЭМС, включает в себя качественный и количественный состав насыщенного пара, парциальные давления его компонентов, информацию о химических реакциях, сопровождающих парообразование, стандартные энтальпии этих реакций, термодинамические активности компонентов систем, стандартные энтальпии образования сложных соединений. Особенно эффективным при изучении парообразования неорганических веществ является системный подход, при котором индивидуальное соединение рассматривается в контексте системы элементов или простых соединений, его образующих, с применением представлений о фазовых равновесиях и принципов геометрической термодинамики. Поскольку КЭМС является динамическим методом, то в ходе эксперимента в результате квазистатического процесса может меняться брутто и фазовый состав системы. При этом, возможно мониторировать физико-химические параметры системы практически in situ, в отличие от иных методов термического анализа.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания ИОНХ РАН.

Keywords: KNUDSEN EFFUSION MASS SPECTROMETRY, METAL OXIDES, VAPORIZATION, PARTIAL PRESSURE, ENTHALPY

Abstract

Кнудсеновская эффузионная масс-спектрометрия (КЭМС) — мощный инструмент экспериментальной термодинамики, позволяющий изучать газофазные и гетерогенные равновесия в одно- и многокомпонентных системах в условиях высоких температур. КЭМС исследования систем труднолетучих оксидов металлов являются приоритетным направлением работы нашей группы. Стандартный набор данных, получаемых методом КЭМС, включает в себя качественный и количественный состав насыщенного пара, парциальные давления его компонентов, информацию о химических реакциях, сопровождающих парообразование, стандартные энтальпии этих реакций, термодинамические активности компонентов систем, стандартные энтальпии образования сложных соединений. Особенно эффективным при изучении парообразования неорганических веществ является системный подход, при котором индивидуальное соединение рассматривается в контексте системы элементов или простых соединений, его образующих, с применением представлений о фазовых равновесиях и принципов геометрической термодинамики. Поскольку КЭМС является динамическим методом, то в ходе эксперимента в результате квазистатического процесса может меняться брутто и фазовый состав системы. При этом, возможно мониторировать физико-химические параметры системы практически in situ, в отличие от иных методов термического анализа. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания ИОНХ РАН.