Контрольной работы № 2

Пример контрольной 2.
Задача №1 (50 баллов).
Оксид ниобия NbOx является соединением с широкой областью нестехиометрии
(0.9<x<1.15). Эксперименты показали, что повышение давления кислорода в 64 раза
приводит к увеличению электронной проводимости в 2 раза при температуре 500оС. При
этом плотность вещества уменьшается до 6.4 г/см3.
а) Какой вид дефекта является преобладающим? Напишите квазихимическое уравнение
объясняющее наблюдаемую зависимость электронной проводимости от давления
кислорода.
б) Определите концентрацию дефектов после повышения давления кислорода если
известно, что NbO имеет структуру NaCl с a=4.7 Å (500оС). Относительная атомная масса
ниобия равна 92.9.
Задача №2 (50 баллов).
Хлорид натрия NaCl продопирован одновременно примесями CaCl2 и Na2S. Катион Ca2+
замещает Nа+ в катионной подрешетке, а анион S2- замещает Cl- в анионной подрешётке и
их концентрации соответственно равны С1 и С2. Приведите выражения для зависимости
концентрации дефектов от концентрации внесенных примесей, если известно, что NaCl
дефектен по Шоттки.
Задача №3 (50 баллов).
Соединение А+X- разупорядочено по Френкелю в катионной подрешётке. При
допировании его ВX2 катионы В изоморфно замещают А. Степени окисления катионов и
аниона при этом не меняются. Число переноса катиона в АХ равно единице.
Схематически изобразите, как будет меняться ионная проводимость АХ в зависимости от
концентрации примеси. Рассмотреть два случая, когда подвижность межузельного
катиона а) больше б) меньше подвижности катионной вакансии. Приведите
квазихимические уравнения и выражения для проводимости, подтверждающие ответ.
Задача №4 (50 баллов).
Экспериментальная зависимость ионной проводимости NaCl, допированного CaCl2 ,
имеет два характерных участка:
ln T = A1 - B1/T
при Т >1023 К B1 = 22000 K
ln T = A2 - B2/T
при Т <1023 К B2 = 8900 K
Найдите энтальпии образования и миграции дефектов. Оцените концентрацию введенной
примеси CaCl2. Число переноса катиона равно 1.