Как взаимодействуют атомы H и Tm

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов H и 10 моль атомов Tm в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 H + 10 Tm298–2220 K10 Tm + 5 H2 (gas)

10 H + 10 Tm2220–3000 K5 H2 (gas) + 10 Tm (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Комментарий нейросети*

Анализ термодинамического равновесия системы водорода и тулия в температурном диапазоне от 2220 до 3000 K при атмосферном давлении свидетельствует об отсутствии устойчивых гидридных соединений в данной области параметров. Вместо синтеза новых фаз наблюдается процесс рекомбинации атомарного водорода в молекулярный H2 и сосуществование двух независимых газообразных компонентов. Такое поведение системы объясняется доминирующим влиянием энтропийного фактора при экстремальном нагреве: рост температурного члена в уравнении свободной энергии Гиббса приводит к тому, что выигрыш в энтропии от пребывания веществ в газовом состоянии значительно перевешивает энтальпию связи Tm-H.

Несмотря на общее химическое сродство редкоземельных металлов к водороду, термическая стабильность гидридов тулия ограничена. При указанных значениях температуры энергия теплового движения частиц превышает энергию связи в кристаллической решетке возможных соединений, что делает их образование термодинамически невыгодным. С кинетической точки зрения высокая подвижность атомов в газовой фазе способствует быстрому достижению равновесия, которое в данном случае смещено в сторону диссоциированных продуктов. Подобные расчеты имеют существенное значение при проектировании высокотемпературных вакуумных систем и изучении процессов испарения металлов, позволяя определить границы стабильности материалов в агрессивных водородных средах и предсказать состав паровых фаз.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.