Application of solid electrolyte cells to the field of geoscience

Yttria stabilized-zirconia ZrO₂-Y₂O₃ 9 mole percent is used as a solid electrolyte conductor by O²⁻ ions in an electrolyte cell in order to measure the equilibrium potential of oxygen in minerals. Air, with P(O₂) = 0.2 atm. is taken as a reference. The oxygen pressure prevailing during deposition of a wolframite is so obtained. The equilibrium conditions between spinel and olivine from a cumulate is determined by measuring the chemical potential of oxygen in the minerals. The equality of the corresponding e.m.f. provides the assemblage temperature. It is shown that the solid electrolyte cell measurements can be a powerful method to determine numerous thermochemical data concerning the field of geoscience.La zircone ZrO₂ stabilisée à l'yttria Y₂O₃ est utilisée comme électrolyte solide conducteur spécifique des ions O²⁻dans une pile dont une électrode est constituée d'un minéral dans lequel on désire mesurer le potentiel d'oxygène. La référence retenue ici est l'air à P(O₂) = 0,2 atm. On détermine ainsi la pression partielle d'oxygène ayant présidé à la mise en place d'une wolframite dans un filon. Les conditions d'équilibre d'un couple spinelle˗olivine provenant d'un cumulat sont également mesurées de la même façon et l'égalité des potentiels chimiques de l'oxygène dans les deux minéraux permet de déterminer la température de mise en place de l'assemblage. On montre que la technique des piles à électrolyte solide constitue une méthode de choix pour la détermination de nombreuses grandeurs thermodynamiques concernant le domaine de la géo-physicochimie.Amossé Jean, Fouletier Jacques, Kleitz Michel. Application of solid electrolyte cells to the field of geoscience. In: Bulletin de Minéralogie, volume 105, 2, 1982. pp. 188-192