Дигидроксид цинка

Zn(OH)2(к). Термодинамические свойства кристаллического дигидоксида цинка в стандартном состоянии в интервале температур 100 - 1000 K приведены в табл. Zn(OH)2_c.

Значения постоянных, использованные для расчета термодинамических функций, приведены в табл. Zn.1. За стандартное состояние Zn(OH)2(к) принята ромбическая e-модификация, стабильная при комнатной и повышенных температурах [64SCH]. Согласно работе Шиндлера и др. [64SCH/ALT], энергия Гиббса образования при 298.15 К для других кристаллических модификаций Zn(OH)2 (b1, b2, g, и d) по абсолютной величине меньше, чем для e-Zn(OH)2 (в пределах 1.2 - 1.8 кДж×моль‑1), а для аморфной Zn(OH)2 соответственно больше на 6 кДж×моль‑1.

При температурах Т £ 298.15 Ктермодинамические функции Zn(OH)2 вычислены по значениям теплоемкости, измеренным Дейвисом и Стейвли [72DAV/STA] (10 - 299 K) для образца e-Zn(OH)2, при этом предполагалось, что e-Zn(OH)2 является совершенным кристаллом без остаточной энтропии при 0 К. Экстраполяция теплоемкости ниже 10 К, выполненная по уравнению Дебая, приводит к значению Sº(10 K) = 0,09×Дж×K‑1×моль‑1. Погрешности значений Sº(298.15 K) и Hº(298.15 K) - Hº(0), приведенных в табл.Zn.1, оцениваются в 0.8 Дж×K‑1×моль‑1 и 0.1кДж×моль‑1cоответственно. Следует отметить, что в работе [72DAV/STA] приведено неточное значение Hº(298.15 K) - Hº(0) = 12.08 кДж×моль‑1 вместо правильного значения 12.14 кДж×моль‑1.

При Т > 298.15 К для теплоемкости Zn(OH)2 имеются только малонадежные данные Хюттига и Мельднера [33HUT/MOL] (290 - 323 K) и Лащенко и Компанского [35ЛАЩ/КОМ] (290 – 364 K), полученные в узком интервале температур. В справочнике для теплоемкости Zn(OH)2 выше 298.15 К принято уравнение (см. табл. Zn.1), выведенное по значению Cpº(298.15 К) = 74.26 Дж×K‑1×моль‑1 [72DAV/STA] и двум оцененным значениям Cpº(500 K) = 95 Дж×K‑1×моль‑1 и Cpº(700 K) = 104 Дж×K‑1×моль‑1 . Эти значения были оценены на основании экспериментальных данных для гидроксидов ряда двухвалентных металлов. Погрешности вычисленных значений Φº(T) при 298.15, 500 и 1000 К оцениваются в 0.5, 2 и 10 Дж×K‑1×моль‑1×соответственно.

Таблица термодинамических функций Zn(OH)2(к) ранее не публиковалась.

Принятая в Справочнике энтальпия образования

ΔfHº(Zn(OH)2, к, 298.15 К) = -645.5 ± 1.0 кДж×моль‑1

основана на результатах работ, представленных в табл. Zn.9. Наиболее надежные величины получены в работах Берга, Вандерзее [75BER/VAN] и Шиндлера и др. [64SCH/ALT]. Результаты этих работ совпадают. Погрешность рекомендованной величины определяется в основном принятой в справочнике энтальпией образования Zn++(aq). Результаты менее точных работ, выполненных методами калориметрии [1886THO, 02FOR, 28ROT/CHA, 32FRI/WUL, 68RAM/SEC]; ЭДС [26MAI/PAR] и растворимости [50FEI/HAB, 54FUL/SWI], приводят к величинам, лежащим в интервале 632 - 656 кДж×моль‑1.

АВТОРЫ

Бергман Г.А. bergman@yandex.ru

Гусаров А.В. a-gusarov@yandex.ru

Класс точности
5-D

Дигидроксид цинка Zn(OH)2(к)

 Таблица 1607
ZN(OH)2[]C=ZN+2O+2H      DrH°  =  1690.355 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
30.530
55.600
74.260
74.609
87.691
95.000
100.037
104.000
107.392
110.451
113.304
8.200
22.490
36.282
36.534
49.762
62.088
73.480
84.005
93.760
102.841
111.335
21.830
51.220
77.000
77.460
100.937
121.352
139.140
154.868
168.981
181.809
193.596
1.363
5.746
12.140
12.278
20.470
29.632
39.396
49.604
60.177
71.072
82.261
-857.9219
-413.3132
-266.4580
-264.6103
-190.1113
-145.3630
-115.5128
-94.1852
-78.1890
-65.7496
-55.8017
100.000
200.000
298.150
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
1000.000

M = 99.3946
DH° (0)  =  -634.835 кДж × моль-1
DH° (298.15 K)  =  -645.500 кДж × моль-1
S°яд  =  22.306 Дж × K-1 × моль-1

F°(T)  =  289.21145487 + 92.173 lnx - 0.011055 x-2 + 2.37945878537 x-1 + 116.71 x
(x = T ×10-4;   298.15  <  T <   1000.00 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

Таблица Zn.9. Результаты определений ΔfHo(Zn(OH)2, к, 298.15 К) (кДж·моль‑1).

Источник

Метод

ΔfHo(Zn(OH)2, к, 298.15 К)

1. Калориметрические измерения:

[37FRI/MEY]

Растворение Zn(OH)2 (к) и ZnO(к)

-645.5±3.0
 

в HCl(aq), 291 К,

 
 

число измерений = ?

  

[72DAV/STA]

Растворение Zn(OH)2 (к)

-646.2±1.2
 

в HСlO4(aq), 298 К, 12 опытов

  

[75BER/VAN]

Разведение Zn(ClO4)(aq),

-645.2±1.0
 

298 К, 94 опытов.

 
 

Расчет по данным [72DAV/STA].

  

2. Метод ЭДС(ΔfHo(HgO, к, 298.15K) = -90.79 ± 0.12 [89COX/WAG]):

[27DIE/JOH]

Zn(к)+HgO(к)+H2O(ж)=Zn(OH)2(к)+

-644.6±1.0
 

+Hg(к), 298 K, 45 опытов

 

[72DAV/STA]

Zn(к)+HgO(к)+H2O(ж)=Zn(OH)2(к)+

-645.0±1.1
 

+Hg(к), 298 K, 4 серии опытов

 

3. Измерения растворимости:

[64SCH/ALT]

Zn(OH)2(к)=Zn++(aq)+2OH-(aq),

-645.2±1.2
 

298.15 К, 4 серии, 19 точек

  

[75REI/MCC]

Zn(OH)2(к)=Zn++(aq)+2OH-(aq),

-646.9±1.1
 

285.5-348.15 К, 80 опытов

  

Список литературы

[1886THO] Thomsen J. - Thermochemische Untersuchungen.Leipzig: Verlag von J.A.Barth, 1882-1886, 1886
[02FOR] Forkrand M. - Ann. Chim. Phys., 1902, 27, No.7, p.26
[26MAI/PAR] Maier C.G., Parks G.K., Anderson C.T. - J. Amer. Chem. Soc., 1926, 48, p.2564-2576
[27DIE/JOH] Dietrich H.G., Johnson J. - J. Amer. Chem. Soc., 1927, 49, p. 1419-1431
[28ROT/CHA] Roth W.A., Chall P. - Z. Electrochem., 1928, 34, S.185-199
[32FRI/WUL] Fricke R., Wullhorst B. - Z. anorg. und allgem. Chem., 1932, 205, S.127-144
[33HUT/MOL] Huttig G.F., Moldner H. - Z. anorg. und allgem. Chem., 1933, 211, No.4, S.368-378
[35ЛАЩ/КОМ] Лащенко П.Н., Компанский Д.М. - Ж. прикл. химии, 1935, 8, с. 628-653
[37FRI/MEY] Fricke R., Meyring K. - Z. anorg. und allgem. Chem., 1937, 230, S.366-374
[50FEI/HAB] Feitknecht W., Haberli E. - Helv. Chim. Acta, 1950, 33, S. 922-936
[54FUL/SWI] Fulton J.W., Swinehart D.F. - J. Amer. Chem. Soc., 1954, 76, p.5938
[64SCH/ALT] Schindler P., Althaus H., Feltknecht W. - Helv. Chim. Acta, 1964, 47, No.4, S.982-991
[64SCH] Schnering H.G. - Z. anorg. und allgem. Chem., 1964, 330, No. 3-4, S.170-178
[68RAM/SEC] Ramamurthy P., Secco E.A. - Can. J. Chem., 1968, 46, p. 3605-3606
[72DAV/STA] Davies A., Staveley L.A.K. - J. Chem. Thermodyn., 1972, 4, No. 2, p.267-274
[75BER/VAN] Berg R.L., Vanderzee C.E. - J. Chem. Thermodyn., 1975, 7, No. 3, p.219-239
[75REI/MCC] Reichle R.A., McCurdy K.G., Hepler L.G. - Can. J. Chem., 1975, 53, p.3841-3845
[89COX/WAG] 'CODATA key values for thermodynamics.' Editors:Cox J.D., Wagman D.D., Medvedev V.A., New-York, Washington: Hemisphere Publ. Corp., 1989, p.1-271