Сульфид цинка(сфалерит)

ZnS(сфалерит)(к). Термодинамические свойства кубической модификации сульфида цинка – сфалерита при температурах 100 - 2000 K приведены в табл. ZnS_sph_c.

Значения постоянных, принятые для расчета термодинамических функций, приведены в табл.Zn.1. Выбор этих величин при Т < 1293 K описан выше, в тексте для ZnS(к, ж). Как упомянуто выше, превращение сфалерита в вюртцит затруднено, особенно в случае отклонения состава ZnS от стехиометрического в сторону дефицита цинка. Ввиду этого термодинамические функции сфалерита вычислены до 2000 К, при этом использована экстраполяция экспериментально полученного уравнения для теплоемкости сфалерита выше 1293 К. Экстраполированные значения теплоемкости сфалерита плавно растут от 55.9 до 60.1 Дж×К‑1×моль‑1 в этом интервале температур.

Погрешности вычисленных значений Fo(T) при 298.15, 1000 и 2000 K оцениваются в 0.2, 0.4 и 2.5 Дж×К‑1×моль‑1 соответственно. Расхождения между термодинамическими функциями сфалерита, приведенными в справочнике Барина и др. [77BAR/KNA] (298 – 1293 K) и в табл.ZnS_sph_c, составляют 1 Дж×К‑1×моль‑1×в значениях So(T), что объясняется учетом в настоящем справочнике данных [74STU] по теплоемкости сфалерита при низких температурах. В литературе отсутствуют данные по термодинамическим функциям сфалерита при Т > 1300 К.

Энтальпия образования сфалерита по определению равна энтальпии образования ZnS(к), а именно:

DfHo(ZnS, к, сфалерит, 298.15 K) = -203.0 ± 1.5 кДж×моль‑1.

Константа равновесия реакции ZnS(к, сфалерит) = Zn(г) + S(г) вычислена с использованием значения DrHo(0) = 606.544 ± 1.6 кДж×моль‑1, соответствующего принятой энтальпии образования.

АВТОРЫ

Бергман Г.А. bergman@yandex.ru

Гусаров А.В. a-gusarov@yandex.ru

Класс точности
4-E

Сульфид цинка(сфалерит) ZnS(сфалерит)(к)

 Таблица 1606
ZNS[SPHALERITE]C=ZN+S      DrH°  =  606.544 кДж × моль-1
T C°p (T) F° (T) S° (T) H° (T)  -  H° (0) lg K° (T) T
K Дж × K-1 × моль-1 кДж × моль-1 K
100.000
200.000
298.150
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
1000.000
1100.000
1200.000
1300.000
1400.000
1500.000
1600.000
1700.000
1800.000
1900.000
2000.000
25.234
40.346
45.760
45.827
48.406
49.909
50.989
51.869
52.642
53.354
54.027
54.675
55.306
55.925
56.535
57.139
57.738
58.333
58.925
59.514
60.102
6.901
18.604
29.084
29.267
38.449
46.396
53.366
59.564
65.141
70.211
74.862
79.158
83.154
86.889
90.398
93.709
96.844
99.823
102.662
105.374
107.971
18.351
41.384
58.660
58.943
72.521
83.496
92.695
100.623
107.600
113.842
119.499
124.678
129.463
133.914
138.081
142.002
145.709
149.227
152.578
155.780
158.848
1.145
4.556
8.818
8.903
13.629
18.550
23.597
28.741
33.967
39.268
44.637
50.072
55.571
61.133
66.756
72.440
78.184
83.987
89.850
95.772
101.753
-304.6837
-145.3636
-92.8699
-92.2102
-65.6376
-49.7051
-39.0945
-31.5253
-25.8568
-21.4551
-17.9403
-15.0701
-12.6831
-10.6679
-8.9445
-7.4545
-6.1540
-5.0096
-3.9952
-3.0901
-2.2779
100.000
200.000
298.150
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
1000.000
1100.000
1200.000
1300.000
1400.000
1500.000
1600.000
1700.000
1800.000
1900.000
2000.000

M = 97.44
DH° (0)  =  -201.749 кДж × моль-1
DH° (298.15 K)  =  -203.000 кДж × моль-1
S°яд  =  12.354 Дж × K-1 × моль-1

F°(T)  =  176.927380859 + 48.673 lnx - 0.002059 x-2 + 0.73313201539 x-1 + 28.83 x
(x = T ×10-4;   298.15  <  T <   2000.00 K)

17.11.05

Таблица Zn.1. Принятые значения термодинамических величин для цинка и его соединений в кристаллической и жидкой фазах.

Вещество

Состояние

H°(298.15K)-H°(0)

S°(298.15K)

Cp°(298.15K)

Коэффициенты в уравнении для Cp°(T)a

Интервал температур

Ttr или Tm

DtrH или DmH
   

кДж×моль‑1

Дж×K‑1×моль‑1

a

b×103

c×10-5

K

кДж×моль-1
                     

Zn

к, гекс.

5.657

41.63

25.43

32.085

-25.768

1.912b

298.15-692.677

692.677

7.026
 

ж

-

-

-

32.15

-

-

692.677-2000

-

-

ZnO

к, гекс.

6.916

43.16

40.42

47.583

3.904

7.503b

298.15-2250

2250

70
 

ж

-

-

-

67

-

-

2250-4000

-

-

Zn(OH)2

к, ромб.(e)

12.14

77

74.26

92.173

23.342

22.110

298.15-1000

-

-

ZnF2

кII, тетр.(a)

11.83

73.68

65.65

68.195

16.020

6.508

298.15-1088

1088

4
 

кI(b)

-

-

-

80

-

-

1088-1220

1220

40
 

ж

-

-

-

100

-

-

1220-3000

-

-

ZnCl2

к, тетр.(a)

15.05

111.5

71.34

68.018

20.893

2.584

298.15-598

598

10.3
 

ж

-

-

-

100

-

-

598-2000

-

-

ZnBr2

к, тетр.(a)

16.67

132

71.9

71.125

2.598

-

298.15-675

675

15.65
 

ж

-

-

-

100

-

-

675-2000

-

-

ZnI2

к, тетр.

18

152

73.0

71.583

4.752

-

298.15-723

723

17
 

ж

-

-

-

100

-

-

723-2000

-

-

ZnS

кII, куб.

8.818

58.66

45.76

48.673

5.766

4.118

298.15-1293

1293

0.29
 

(сфалерит)

                  
 

кI, гекс.

-

-

-

49.776

4.467

4.647

1293-2100

2100

63
 

(вюрцит)

                  
 

ж

-

-

-

67

-

-

2100-3000

-

-

ZnS

к, куб.

8.818

58.66

45.76

48.673

5.766

4.118

298.15-2000

-

-
 

(сфалерит)

                  

ZnS

к, гекс.

8.851

58.84

45.88

49.776

4.467

4.647

298.15-2100

-

-
 

(вюрцит)

                  

ZnSe

к, куб.

10.09

71.90

47.74

51.834

6.113

5.260

298.15-1795

1795

67
 

ж

-

-

-

67

-

-

1795-3000

-

-

ZnTe

к, куб.

11.04

83.36

49.69

54.226

8.444

6.270

298.15-1564

1564

63
 

ж

-

-

-

67

-

-

1564-2500

-

-

 

aCp°(T)=a+bT-cT-2+dT2   (вДж×K‑1×моль‑1)

Zn:  bd=35.754×10-6

ZnO:  b d=1.279×10-6

Список литературы

[74STU] Stuve J.M. - U. S. Bur. Mines, Rept. Invest., 1974, No.7940, p.1-8
[77BAR/KNA] Barin I., Knacke O., Kubaschewski O. - 'Thermochemical properties of inorganic substances.Supplement.', Berlin et al.: Springer-Verlag, 1977, p.1-861