Galvanic cell measurements on the sodium-oxygen system

The sodium - disodium oxide equilibrium was studied by means of galvanic cells using thoria-based solid electrolytes of various compositions and the accurately known nickel- nickel oxide system as the reference electrode. The free energy of formation of disodium oxide, per gram-mole of oxygen, was found to be given by∆G° =− 193,890 +61.66 T ±800 cal (714°–934°K)Unsaturated solutions of oxygen in sodium, with oxygen concentrations ranging from 0.56 to 6.85 ppm, were studied in similar cells where the tin - tin oxide system was used as the reference electrode. The measurements yielded the following expression for the solubility of oxygen in sodium equilibrated with disodium oxide:log (ppm) = (7.076 ± 0.004) − 2865 ± 180/TEvidence is incontrovertible that free disodium oxide corrodes heavily the thoria-based electrolytes and pure thoria and pure yttria to a much smaller extent As these tests were carried out on specimens of very high purity, this corrosion cannot be attributed to impurities. Résumé L'équilibre sodium-oxyde de sodium a été étudié par des mesures de piles utilisant des électrolytes solides à base de thorine et Ie système de référence Ni/NiO. L'enthalpie libre de formation de Na20, par mole d'oxygène s'écrit:∆G° =−193,890 + 61.66T ± 800 cal (714° − 934°K)Des solutions non saturées d'oxygéne dans Na, avec des concentrations en O2 variant de 0.56 à 6.85 ppm, ont été étudiées dans des cellules semblables mais avec le système étain/oxyde d' étain comme référence. Ces mesures ont conduit à l'expression suivante pour la solubilité de l'oxygéne dans le sodium en équilibre avec Na2O.log (ppm) = (7.076 ± 0.004) − 2865 ± 180/TIl est incontestable que le Na2O corrode fortement l'électrolyte à base de thorine et beaucoup moins la ThO2 pure et Y2O3 pure. Comme ces tests ont été effectués sur des spécimens de très haute pureté, cette corrosion ne peu t être attribuée aux impuretés.