Published January 1966
| Version v1
Book
The Preparation and Thermodynamics of Europium Dicarbide
Creators
- 1. Oklahoma State University, Stillwater, OK (United States)
- 2. Michigan State University, East Lansing, MI (United States)
Description
Europium dicarbide has been prepared by the reaction of europium metal and graphite in a stainless steel bomb. Chemical analysis indicates an average composition of the product of EuC1.87±0.07. X-ray powder diffraction analysis shows the compound to be of body-centred tetragonal symmetry, space group D174n-14/mm , with lattice parameters: a0 = 4.045 Å; c0 = 6.645 Å. Vapour phase chromatographic analysis indicates that 98% of the gaseous product of acid hydrolysis of europium dicarbide is the hydrocarbon acetylene. These analytical data, together with the lattice parameters, indicate that europium dicarbide resembles alkaline earth dicarbides more than it resembles the other lanthanon dicarbides. The vaporization of europium dicarbide over the temperature range 1130 to 1600°K was investigated by the Knudsen effusion method. The effusate was either collected and analysed chemically or observed with a time-of-flight mass spectrometer. Thedata presented here are based predominantly on the massspectro- metric observations since they yielded more reproducible data than the collection technique. Gaseous europium dicarbide and europium, in concentrations of 1 and 99%respectively, were found in the effusate. Instrument limitations prevented determination of the concentration of the gaseous dicarbide as a function of temperature. Calibration of the mass spectrometer with silver permitted the calculation of the pressures corresponding to the observed ion intensities. An empirical equation was fitted to the data for europium by the method of least squares. From the second law of thermodynamics the following values were calculated for the reaction: EuC2 ⇌ Eu(g) + 2C (graphite); ΔH0298 = 51.09±1.42kcal/mole; ΔH0298 = 18.43 ± 1.75 e.u. Values of the free energy function for EuC2(s) were estimated and combined with published data to yield for the same reaction, from the third law of thermodynamics, the value of ΔH0298 = 51.22 ± 0.80 kcal/mole. The enthalpies obtained for the dissociation reaction were combined with published data on the enthalpy of vaporization of europium to yield for the standard enthalpy of formation of EuC2 the value ΔHf(298) = -9.17 ± 1.15 kcal/mole. (author)
Abstract (French)
Les auteurs ont préparé du bicarbure d'europium par réaction entre l'europium métallique et le graphite dans une bombe en acier inoxydable. L'analyse chimique indique EuC1.87±0.07 comme composition moyenne du produit. D'après l'analyse au moyen de la diffraction des rayons X par les poudres, le composé présente une symétrie quadratique centrée (groupe spatial de Schoenflies D174n-14/mm) avec les paramètres de réseau a0 = 4.045 Å; c0 = 6.645 Å. Il ressort de l'analyse chromatographique de la phase vapeur que 98% du produit gazeux de l'hydrolyse acide du bicarbure d'europium sont constitués par de l'acétylène. Les résultats de ces opérations d'analyse et les paramètres de réseau indiquent que le bicarbure d'europium présente plus d'analogie avec les bicarbures des métaux alcalino-terreux qu'avec les bicarbures des autres lanthanides. Les auteurs ont étudié, par la méthode d'effusion de Knudsen, la vaporisation du bicarbure d'europium dans l'intervalle de température compris entre 1130 et 1600°K. L'effusat a été rassemblé et analysé chimiquement ou observé à l'aide d'un spectromètre de masse à temps de vol. Les valeurs- données dans le mémoire se fondent avant tout sur les observations faites au moyen de cet appareil; en effet, ces observations fournissent des valeurs plus aisément reproductibles que la méthode du rassemblement. Il a été constaté que l'effusat contenait du bicarbure d'europium et de l'europium gazeux, dont les concentrations étaient respectivement de 1 et 99%. Les limitations dues à l'appareil n'ont pas permis de déterminer la concentration du bicarbure gazeux en fonction de la température. Après avoir étalonné le spectromètre de masse au moyen de l'argent, il a été possible de calculer les pressions correspondant aux intensités ioniques observées. Une équation empirique a été ajustée aux données relatives à l'europium par la méthode des moindres carrés. En appliquant le deuxième principe de la thermodynamique à la réaction, on a calculé les valeurs suivantes: EuC2 ⇌ Eu(g) + 2C (graphite); ΔH0298 = 51.09±1.42kcal/mole; ΔH0298 = 18.43 ± 1.75 e.u. Les auteurs ont déterminé des valeurs estimées de la fonction d'énergie libre pour EuC2(s) et les ont combinées avec les données publiées; ils ont ainsi obtenu pour la même réaction, en se fondant sur le troisième principe de thermodynamique, la valeur ΔH0298 = 51.22 ± 0.80 kcal/mole. Ils ont combiné les enthalpies obtenues pour la réaction de dissociation avec les données publiées sur l'enthalpie de vaporisation de l'europium et ont ainsi obtenu la valeur ci-après pour Venthalpie type de la formation de EuC2 : ΔHf(298) = -9.17 ± 1.15 kcal/ mole. (author)Abstract (Spanish)
Se preparó dicarburo de europio por reacción entre europio metálico y grafito, en una bomba de acero inoxidable. Los análisis químicos indican que la composición media del producto puede representarse por la fórmula EuC1.87±0.07. El examen mediante difracción de rayos X por polvos muestra que el compuesto posee una simetría tetragonal centrada en el cuerpo (grupo espacial D174n-14/mmm) con parámetros del reticulado a0 = 4.045 Å; c0 = 6.645 Å. El análisis cromato- gráfico en fase vapor indica que el 98% del producto gaseoso proveniente de la hidrólisis ácida del dicarburo de europio está formado por acetileno. Estos datos analíticos, juntamente con los parámetros del reticulado, indican que el dícarburo de europio se asemeja más a los dicarburos de elementos alcalinotérreos que a los de lantánidos. Empleando el método de efusión de Knudsen, se estudió la vaporización del dicarburo de europio en el intervalo de temperaturas 1130 - 1600°K. El producto efundido se recogió y se analizó químicamente, o bien se observó con un espectrómetro de masas por el método del tiempo de vuelo. Los resultados presentados en la memoria se basan fundamentalmente en las observaciones efectuadas con este último aparato, pues los datos suministrados son mas reproducibles que los obtenidos con la técnica de recolección. En el producto efundido se halló dicarburo de europio y europio gaseosos, en concentraciones de 1 y 99% respectivamente. Las limitaciones del instrumental impidieron determinar la concentración del dicarburo gaseoso en función de la temperatura. La calibración del espectrómetro de masas con plata permitió calcular las presiones correspondientes a las intensidades iónicas observadas. Una ecuación empírica fue adaptada a los datos del europio usando el método de los cuadrados mínimos. Partiendo del segundo principio de la termodinámica se obtuvieron los siguientes valores para la reacción EuC2 ⇌ Eu(g) + 2C (graphite); ΔH0298 = 51.09±1.42kcal/mole; ΔH0298 = 18.43 ± 1.75 e.u. Se estimaron los valores correspondientes a la función de energía libre para el EuC2 (s) y se combinaron con los datos publicados alcanzando para la misma reacción y aplicando el tercer principio de la termodinámica, el valor ΔH0298 = 51.22 ± 0.80 kcal/mol. Las entalpias obtenidas para la reacción de disociación se combinaron con los datos publicados sobre la entalpia de vaporización del europio, obteniéndose para la entalpia tipo de formación del EuC2 el valor ΔHf(298) = -9.17 ± 1.15 kcal/mole. (author)Abstract (Russian)
Dikarbid evropija poluchen v rezul'tate reakcii metallicheskogo evropija i grafita v bombe iz nerzhavejushhej stali. Dannye himicheskogo analiza ukazyvajut, chto srednij sostav produkta sostavljaet EuC1.87±0.07. Rezul'taty analiza rentgenogramm tipa Debaja-IIl errera svidetel'stvujut o nalichii obemno-centrirovannoj tetragonal'noj simmetrii v strukture soedinenija i prostranstvennoj gruppy D174n-14/mm s parametrami reshetki: a0 = 4.045 Å; c0 = 6.645 Å. Dannye hromatograficheskogo analiza fazy para ukazyvajut na to, chto devjanosto vosem' procentov gazoobraznogo produkta kislotnogo gidroliza dikarbida evropija sostavljaet uglevodorod, acetilen. Jeti dannye analiza vmeste s parametrami reshetki svidetel'stvujut o tom, chto dikarbid evropija pohozh na dikarbidy shhelochnyh zemel' bol'she, chem na drugie dikarbidy lantanonov. Process vyparivanija dikarbida evropija v diapazone temperatur 1130° - 1 600°K izuchalsja metodom jeffuzii Knudsena. Jeffuzat libo sobiralsja i analizirovalsja himicheskim putem, libo izuchalsja s pomoshh'ju mass-spektrometra po vremeni proleta. Predstavlennye zdes' dannye osnovany glavnym obrazom na rezul'tatah nabljudenij s pomoshh'ju mass-spektrometra, poskol'ku jeti rezul'taty priveli k oblucheniju bolee vosproizvodimyh dannyh, chem pri metode sbora. V jeffuzate obnaruzheny gazoobraznye dikarbid evropija i evropij v koncentracijah sootvetstvenno 1 i 99%. Vozmozhnosti priborov ne pozvolili opredelit' koncentraciju gazoobraznogo dikarbida kak funkciju temperatury. Kalibrovanie mass-spektrometra serebrom dalo vozmozhnost' rasschitat' davlenija, sootvetstvujushhie otmechennoj intensivnosti ionov. Jempiricheskoe uravnenie sootvetstvovalo dannym po evropiju, poluchennym metodom naimen'shih kvadratov . Na osnovanii vtorogo zakona termodinamiki EuC2 ⇌ Eu(g) + 2C (graphite) byli vychisleny sledujushhie dannye: ΔH0298 = 51.09±1.42kcal/mole; ΔH0298 = 18.43 ± 1.75 e.u. Znachenija funkcii svobodnoj jenergii dlja EuC2 (S) rasschityvalis' i ispol'zovalis' vmeste s opublikovannymi dannymi s cel'ju poluchenija dlja jetoj reakcii iz tret'ego zakona termodinamiki sledujushhej velichiny : ΔH0298 = 51.22 ± 0.80 kkal/mol'. Dannye po jental'pijam, poluchennye dlja sluchaja reakcii dissociacii, uvjazyvalis' s opublikovannymi dannymi po jental'pii processa vyparivanija evropija s cel'ju poluchenija dlja standartnoj jental'pii pri obrazovanija EiS2 velichiny: ΔHf(298) = -9.17 ± 1.15 kkal/mol'. (author)Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Preparation et Thermodynamique du Bicarbure d'Europium; Poluchenie i termodinamicheskie svojstva dikarbida evropiya; Preparacion y Termodinamica del Dicarburo de Europio
Publishing Information
- Publisher
- IAEA
- Imprint Place
- Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
- Imprint Title
- Thermodynamics. Vol. I. Proceedings of the Symposium on Thermodynamics with Emphasis on Nuclear Materials and Atomic Transport in Solids
- Imprint Pagination
- 539 p.
- Series
- Proceedings Series
- Journal Page Range
- p. 291-308
- ISSN
- 0074-1884
Conference
- Title
- Symposium on Thermodynamics with Emphasis on Nuclear Materials and Atomic Transport in Solids
- Dates
- 22-27 Jul 1965
- Place
- Vienna (Austria)
INIS
- Country of Publication
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- Country of Input or Organization
- International Atomic Energy Agency (IAEA)
- INIS RN
- 44073958
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Conference
- Descriptors DEI
- ACETYLENE; ACID HYDROLYSIS; CALIBRATION; CHEMICAL ANALYSIS; CHROMATOGRAPHY; CONCENTRATION RATIO; DISSOCIATION; EUROPIUM; EUROPIUM CARBIDES; FORMATION HEAT; FREE ENERGY; GRAPHITE; KNUDSEN FLOW; LATTICE PARAMETERS; LEAST SQUARE FIT; SPACE GROUPS; STAINLESS STEELS; TEMPERATURE DEPENDENCE; TEMPERATURE RANGE 1000-4000 K; THERMODYNAMICS; TIME-OF-FLIGHT MASS SPECTROMETERS; VAPORIZATION HEAT; X-RAY DIFFRACTION
- Descriptors DEC
- ALKYNES; ALLOYS; CARBIDES; CARBON; CARBON ADDITIONS; CARBON COMPOUNDS; CHEMICAL REACTIONS; COHERENT SCATTERING; DECOMPOSITION; DIFFRACTION; DIMENSIONLESS NUMBERS; DYNAMIC MASS SPECTROMETERS; ELEMENTS; ENERGY; ENTHALPY; EUROPIUM COMPOUNDS; FLUID FLOW; GAS FLOW; HIGH ALLOY STEELS; HYDROCARBONS; HYDROLYSIS; IRON ALLOYS; IRON BASE ALLOYS; LYSIS; MASS SPECTROMETERS; MATHEMATICAL SOLUTIONS; MAXIMUM-LIKELIHOOD FIT; MEASURING INSTRUMENTS; METALS; MINERALS; NONMETALS; NUMERICAL SOLUTION; ORGANIC COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; RARE EARTH COMPOUNDS; RARE EARTHS; REACTION HEAT; SCATTERING; SEPARATION PROCESSES; SOLVOLYSIS; SPECTROMETERS; STEELS; SYMMETRY GROUPS; TEMPERATURE RANGE; THERMODYNAMIC PROPERTIES; TIME-OF-FLIGHT SPECTROMETERS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS; TRANSITION HEAT
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Contract COO-716-0013
- Notes
- 26 refs., 5 tabs., 7 figs. Imprint:In two volumes
- Secondary number(s)
- IAEA-SM--66/58