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J. Phys. Colloques
Volume 34, Numéro C9, Novembre 1973
Défauts de réseau dans les cristaux ioniques / Lattice defects in ionic crystals
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| Page(s) | C9-25 - C9-35 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1973904 | |
J. Phys. Colloques 34 (1973) C9-25-C9-35
DOI: 10.1051/jphyscol:1973904
SIMULTANEOUS DIFFUSION OF LEAD AND CADMIUM IONS INTO KCl SINGLE CRYSTALS
J. L. KRAUSE1 and W. J. FREDERICKS21 Hibbing State Junior College, Hibbing. Minnesota 55746
2 Department of Chemistry Oregon State University Corvallis, Oregon 97331, U. S. A.
Résumé
La diffusion simultanée de deux ions divalents est étudiée dans un halogénure alcalin. Les conditions expérimentales sont telles que la concentration de Pb++ est environ dix fois supérieure à celle de Cd++. Le profil de Cd++ présente une inflexion entre une région de diffusion rapide et une région de diffusion plus normale. Ce comportement est interprété par une réaction classique d'ion commun. Avec ce modèle, les deux profils peuvent être décrits avec les coefficients de diffusion à saturation : Ds (Cd) = 4,05 x 10-5 exp(- 0,557 eV/kT) cm2.s-1, Ds(Pb) = 1,00 x 10-3 exp(- 0,908 eV/kT) cm2.s-1 , et les énergies libres de formation des complexes impureté-lacune : gCd = - 0,474 eV - (1,23 x 10-4 eV/K) T, gPb = - 0,378 eV - (1,60 x 10-4 eV/K) T. Un exemple de désorption d'un cristal par diffusion simultanée est décrit. Les enthalpies et entropies de formation et les énergies de migration sont comparées aux résultats d'expériences de diffusion unique.
Abstract
The simultaneous diffusion of two divalent ions in an alkali halide was studied. The experimental conditions were such that the concentration of Pb2+ was about ten times the concentration of Cd2+. The Cd2+ profile exhibited an inflection between a region of rapid diffusion and a region of more normal diffusion. This behavior is interpreted as a normal common ion reaction. With such a model the diffusion profiles for both ions can be fit when the saturation diffusion coefficients are given by Ds(Cd) = 4.05 x 10-5 exp(- 0.557 eV/kT) cm2.s-1, Ds(Pb) = 1.00 x 10-3 exp(- 0.908 eV/kT) cm2.s-1, and the free energies of formation of the divalent cation-cation vacancy complex are given by gCd = - 0.474 eV - (1.23 x 10-4 eV/K) T, gPb = - 0.378 eV - (1.60 x 10-4 eV/K) T. An example of desorption from a crystal doped by simultaneous diffusion is given. The enthalpies, entropies of formation and the migration energies are compared with the results of similar single ion experiments.