Thermodynamic investigation of the manganese-tellurium system

¹ Laboratoire de thermodynamique chimique, Université Lomonossov, Moscou, Russie.
² Université de Provence, centre Saint-Charles, place V-Hugo, 13331 Marseille Cedex 3, France.

Abstract

Two intermetallic compounds (MnTe_2.03 and MnTe) have been investigated using potentiometry and differential scanning calorimetry.

The following cell was used :

(-) Mn / RbCl + LiCl + MnCl_{2 (melt)} / Mn_xTe_1-x (+)

and potentiometric measurements were performed in the temperature range 590 < T/K < 750 and in the manganese molar fraction range 0.10 < xMn < 0.515. Molar heat capacities of solid MnTe_2.03 and MnTe compounds were measured in the temperature range 323 K - 703 K and 323 K - 773 K respectively.

Using these results the following values of the molar Gibbs free energy and molar entropy of formation of the two intermetallic compounds have been calculated :

Mn_0.33Te_0.67

ΔG°,^f_{(m,298 K)} = - 42.5 ± 0.2 kJ.mol^-1

ΔH°,^f_{(m,298 K)} = - 41.8 ± 0.6 kJ.mol^-1

ΔS°,^f_{(m,298 K)} = 2.6 ± 1.7 J.K^-1.mol^-1

Mn_0.50Te_0.50

ΔG°,^f_{(m,298 K)} = - 55.6 ± 0.2 kJ.mol^-1

ΔH°,^f_{(m,298 K)} = - 53.3 ± 0.8 kJ.mol^-1

ΔS°,^f_{(m,298 K)} = 8.0 ± 1.7 J. K^-1.mol^-1

Résumé

Sur un domaine de température compris entre 590 K et 750 K, et pour des alliages dont la fraction molaire en manganèse se situe entre x_Mn = 0,10 et X_Mn = 0,515, à l'aide de la cellule potentiométrique suivante :

(-) Mn / RbCl + LiCl + MnCl_{2 (liquide)} / Mn_xTe_1-x (+)

les propriétés thermodynamiques des deux composés intermétalliques MnTe2.03 et MnTe ont été étudiées. Simultanément, par calorimétrie à balayage, les capacités calorifiques de ces deux composés ont été mesurées, à l'état solide, entre 323 K - 703 K pour MnTe2.03 et entre 323 K - 773 K pour MnTe.

Cet ensemble de résultats expérimentaux nous a permis de proposer, pour les fonctions thermodynamiques de formation de ces composés intermétalliques, les valeurs suivantes :

Mn_0.33Te_0.67

ΔG°,^f_{(m,298 K)} = - 42.5 ± 0.2 kJ.mol^-1

ΔH°,^f_{(m,298 K)} = - 41.8 ± 0.6 kJ.mol^-1

ΔS°,^f_{(m,298 K)} = 2.6 ± 1.7 J.K^-1.mol^-1

Mn_0.50Te_0.50

ΔG°,^f_{(m.298 K)} = - 55.6 ± 0.2 kJ.mol^-1

ΔH°,^f_{(m,298 K)} = - 53.3 ± 0.8 kJ.mol^-1

ΔS°,^f_{(m,298 K)} = 8.0 ± 1.7 J. K^-1.mol^-1