On the dehydration enthalpies of some beta-aluminas

The energetics of the dehydration reaction of single crystal (Na, Na 50%-Li, Li) and ceramic Na beta-aluminas have been studied.From the dependence of the dehydration enthalpy values on the water content it has been deduced that lattice water can be bound in two different ways i.e. by ion-dipole interactions with conducting cations and by hydrogen bonds with spinel block oxygens. As expected, the first one gives binding energies depending on the nature of the monovalent cation (H=84.5 and 59.4 kJ/mol H₂O for Li and Na beta-alumina respectively). In contrast, the enthalpy change associated with the second one is identical for the three beta-aluminas (H=15.1 kJ/mol H₂O). The ceramic Na beta-alumina undergoes a surface reaction too (with CO₂) leading to the formation of carbonates and bicarbonates.

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Zusammenfassung Die Energetik der Dehydratisierungsreaktion von Einkristallen von Na-, Na (50%)/Li- und Li- sowie von Na--Aluminiumoxid wurde untersucht. Aus der Abhängigkeit der Dehydratisierungsenthalpie vom Wassergehalt ergibt sich, daß Wasser auf zwei verschiedene Weisen gebunden ist, nämlich durch Ion-Dipol-Wechselwirkung mit leitenden Kationen und durch Wasserstoffbrückenbindungen mit Sauerstoffatomen. Wie zu erwarten war werden für die ersteren von der Natur der einwertigen Kationen abhängige Bindungsenergien (H=84.1 kJ/Mol H₂O bzw. 59.4 kJ/Mol H₂O für Li- bzw. Na--Alumina) erhalten. Die auf die zweite Wechselwirkung zurückzuführenden Enthalpieänderung ist dagegen für die drei-Aluminiumoxide identisch (H=15.1 kJ/Mol H₂O). Das keramische Na--Aluminiumoxid zeigt auch eine Oberflächenreaktion mit CO₂, die zur Bildung von Carbonaten und Bicarbonaten führt.

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(Na, Na 50%-Li, Li)- -- . , - . , Li — Na-- , , 84.5 59.4 / ₂. , - 15.1 / ₂. Na- , .