Abstract

The nature of point defects in pyrrhotite can be determined from measurements of composition and the corresponding fugacity of S2 by examining reaction equilibria written to involve perfectly ordered FeS, species deduced from point defects, and S2. This approach is illustrated using the experimental data of Rau (1976) at 1257 K. In S-rich pyrrhotite, the predominant defect is produced by vacancies on Fe sites, supporting previous knowledge from density measurements. In Fe-rich pyrrhotite, the predominant defect consists of Fe atoms on S sites. Rau’s (1976) fitted thermodynamic parameters in the temperature range from 820 to 1374 K can be expressed in terms of the change in standard free energy of the reaction giving rise to vacancies on Fe sites, the excess partial molar free energy at infinite dilution of □S and FeS in the binary solution FeS – □S, and the change in standard free energy of the reaction giving rise to Fe on S sites:

 
\[{\frac{1}{2}}\ S_{2}\ (gas)\ =\ {\square}S\ {\Delta}\mathit{G}^{o}\ =\ 49\ 229\ +\ 113.695\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]
 
\[Solution\ FeS\ {-}\ {\square}S\ {\bar{G}}\ _{{\square}S}^{ex\ {\infty}}\ =\ {\bar{G}}\ _{FeS}^{ex\ {\infty}}\ =\ {-}185\ 151\ {-}\ 26.273\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]
 
\[FeS\ =\ FeFe\ +\ S_{2}\ (gas)\ {\Delta}\mathit{G}^{o}\ =\ 514\ 457\ {-}\ 226.773\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]

On the basis of the thermodynamic data derived, it is possible to calculate, for a given composition of pyrrhotite, the fugacity of S2 and the activity of FeS in pyrrhotite at any temperature.

Abstract

On peut déterminer la nature des défauts ponctuels dans la pyrrhotite à partir des mesures de composition et de la fugacité du soufre correspondante en examinant les équilibres des réactions proposées impliquant le FeS parfaitement ordonné, les espèces hypothétiques conçues pour exprimer les défauts ponctuels, et le soufre, S2. Il est possible d’illustrer cette démarche avec les données expérimentales de Rau (1976) à 1257 K. Dans la pyrrhotite enrichie en soufre, le défaut prédominant implique des lacunes sur le site Fe, ce qui concorde avec les mesures antérieures de la densité de la solution solide. Dans la pyrrhotite enrichie en fer, le défaut prédominant impliquerait des atomes de Fe logés sur le site S. On peut exprimer les paramètres thermodynamiques de Rau (1976) sur l’intervalle de température entre 820 et 1374 K en termes du changement dans l’énergie libre standard de la réaction menant à la formation des lacunes sur les sites Fe, l’excès en énergie libre molaire partielle à dilution infinie de □S et de FeS dans la solution solide binaire FeS – □S, et le changement en énergie libre standard de la réaction menant à l’incorporation des atomes de Fe sur les sites S:

 
\[{\frac{1}{2}}\ S_{2}\ (gas)\ =\ {\square}S\ {\Delta};\mathit{G}^{o}\ =\ 49\ 229\ +\ 113.695\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]
 
\[Solution\ FeS\ {-}\ {\square}S\ {\bar{G}}_{{\square}S}^{ex\ {\infty}}\ =\ {\bar{G}}_{FeS}^{ex\ {\infty}}\ =\ {-}185\ 151\ {-}\ 26.273\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]
 
\[FeS\ =\ FeFe\ +\ S_{2}\ (gas)\ {\Delta}\mathit{G}^{o}\ =\ 514\ 457\ {-}\ 226.773\ \mathit{T}\ J\ mol^{{-}1}\]

À la lumière des données thermodynamiques dérivées, il est possible de calculer, pour une composition donnée de pyrrhotite, la fugacité de S2 et l’activité de FeS dans cet échantillon de pyrrhotite, quelle que soit la température envisagée.

(Traduit par la Rédaction)

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