Thermodynamic equilibrium and kinetic fundamentals of oxide dissolution in aqueous solution
Source abstract
Abstract
Dissolution of oxides in aqueous solutions is fundamentally important for a range of applications and a critical process that determines the chemical durability of industrial ceramics, the performance of nuclear waste forms, and the chemical weathering of minerals. The thermodynamic equilibrium and kinetics of dissolution reactions are key to determining the rate at which oxides dissolve. The increase in collaborative research across disciplines in materials research necessitates a common background to tackle shared scientific problems across different fields. This review selectively examines the fundamentals of dissolution theories that have been developed in chemistry, geochemistry, and materials science, and assembles them into a single collective document for the broader materials science community. Applications of the theories are highlighted using examples from specific areas, but can be similarly applied to other areas. Challenges and future research needs for a predictive-level understanding are discussed in light of the current literature.
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Research context
OpenAlex topics: Catalysis and Oxidation Reactions · Calcium Carbonate Crystallization and Inhibition · Minerals Flotation and Separation Techniques
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/0016-7037(94)90420-010.1016/0016-7037(94)90420-0 ↗
2. 10.1021/acs.jpclett.8b0106710.1021/acs.jpclett.8b01067 ↗
3. W. · 1990 · 367
4. 10.1107/S056773947600155110.1107/S0567739476001551 ↗
5. 10.1016/j.gca.2008.07.00210.1016/j.gca.2008.07.002 ↗
6. 10.1016/S0016-7037(03)00238-210.1016/S0016-7037(03)00238-2 ↗
7. 10.1126/science.268.5209.37510.1126/science.268.5209.375 ↗
8. 10.1016/0016-7037(90)90318-F10.1016/0016-7037(90)90318-F ↗
9. 10.1021/ja963595010.1021/ja9635950 ↗
10. 10.1016/j.jnucmat.2019.07.03410.1016/j.jnucmat.2019.07.034 ↗
11. 10.1016/j.gca.2013.10.04710.1016/j.gca.2013.10.047 ↗
12. 10.1021/ja01398a00210.1021/ja01398a002 ↗
13. 10.1016/j.jeurceramsoc.2018.12.05510.1016/j.jeurceramsoc.2018.12.055 ↗
14. 10.1016/S0022-3115(99)00190-710.1016/S0022-3115(99)00190-7 ↗
15. 10.1016/S0009-2541(00)00352-110.1016/S0009-2541(00)00352-1 ↗
16. 10.1016/j.jnoncrysol.2015.08.01910.1016/j.jnoncrysol.2015.08.019 ↗
17. Wehrli · 1990 · 311
18. 10.1016/j.gca.2004.02.01610.1016/j.gca.2004.02.016 ↗
19. Fundamental approaches in describing mineral dissolution and precipitation rates
20. 10.1021/jp809805z10.1021/jp809805z ↗
21. 10.1021/acsomega.7b0001910.1021/acsomega.7b00019 ↗
22. 10.1021/es50001a01110.1021/es50001a011 ↗
23. 10.1016/0016-7037(94)90190-210.1016/0016-7037(94)90190-2 ↗
24. 10.1016/j.jnucmat.2008.06.04410.1016/j.jnucmat.2008.06.044 ↗
25. Studies on the periodic system. I. The ionic potential as a periodic function10.1021/ja01398a001 ↗
26. 10.1080/0001873060114742610.1080/00018730601147426 ↗
27. 10.1016/0378-5173(81)90007-710.1016/0378-5173(81)90007-7 ↗
28. 10.1016/0009-2541(89)90057-010.1016/0009-2541(89)90057-0 ↗
29. 10.1016/0016-7037(94)90281-X10.1016/0016-7037(94)90281-X ↗
30. 10.2475/ajs.291.7.64910.2475/ajs.291.7.649 ↗
31. 10.1002/hlca.20059003610.1002/hlca.200590036 ↗
32. 10.1016/S0016-7037(03)00176-510.1016/S0016-7037(03)00176-5 ↗
33. 10.1016/0016-7037(79)90047-410.1016/0016-7037(79)90047-4 ↗
34. 10.1021/acs.jpcb.8b1110810.1021/acs.jpcb.8b11108 ↗
35. 10.1016/j.chemgeo.2018.04.01710.1016/j.chemgeo.2018.04.017 ↗
36. 10.1016/0016-7037(84)90294-110.1016/0016-7037(84)90294-1 ↗
37. Wollast · 1990 · 431
38. 10.1016/j.gca.2008.02.01910.1016/j.gca.2008.02.019 ↗
39. Corrosion of grain boundaries: Initiation processes and testing
40. 10.2138/rmg.2002.48.1810.2138/rmg.2002.48.18 ↗
41. 10.1016/j.jmst.2014.08.01010.1016/j.jmst.2014.08.010 ↗
42. 10.1515/ract-2016-265810.1515/ract-2016-2658 ↗
43. Topological constraint theory of glass
44. 10.1016/j.tim.2004.12.00210.1016/j.tim.2004.12.002 ↗
45. 10.1016/S0010-8545(99)90232-110.1016/S0010-8545(99)90232-1 ↗
46. 10.1021/es502133k10.1021/es502133k ↗
47. 10.1006/jcis.1996.010610.1006/jcis.1996.0106 ↗
48. 10.1038/s41529-018-0037-210.1038/s41529-018-0037-2 ↗
49. 10.2475/ajs.282.3.23710.2475/ajs.282.3.237 ↗
50. 10.1038/s41467-018-04511-210.1038/s41467-018-04511-2 ↗
51. 10.1016/B978-0-444-52019-7.50007-310.1016/B978-0-444-52019-7.50007-3 ↗
52. 10.1021/acs.langmuir.9b0204310.1021/acs.langmuir.9b02043 ↗
53. 10.1007/BFb011954710.1007/BFb0119547 ↗
54. 10.2475/ajs.285.10.96310.2475/ajs.285.10.963 ↗
55. 10.1111/j.1551-2916.2007.02101.x10.1111/j.1551-2916.2007.02101.x ↗
56. 10.1016/0016-7037(86)90031-110.1016/0016-7037(86)90031-1 ↗
57. 10.1021/ja01182a11710.1021/ja01182a117 ↗
58. 10.1111/j.1151-2916.1947.tb19654.x10.1111/j.1151-2916.1947.tb19654.x ↗
59. Bollmann · 2012
60. 10.1016/0021-9797(90)90084-210.1016/0021-9797(90)90084-2 ↗
61. 10.1016/j.corsci.2016.08.00710.1016/j.corsci.2016.08.007 ↗
62. 10.1016/j.chemgeo.2014.06.00710.1016/j.chemgeo.2014.06.007 ↗
63. 10.1038/2638710.1038/26387 ↗
64. 10.1063/1.33009510.1063/1.330095 ↗
65. 10.1038/2687910.1038/26879 ↗
66. 10.1021/es010925u10.1021/es010925u ↗
67. 10.1063/1.275191710.1063/1.2751917 ↗
68. 10.1038/nature0102210.1038/nature01022 ↗
69. 10.1007/978-0-387-73563-4_510.1007/978-0-387-73563-4_5 ↗
70. 10.1016/0016-7037(92)90291-P10.1016/0016-7037(92)90291-P ↗
71. 10.1016/0016-7037(87)90124-410.1016/0016-7037(87)90124-4 ↗
72. 10.1016/0016-7037(94)90487-110.1016/0016-7037(94)90487-1 ↗
73. 10.1038/s41563-019-0293-810.1038/s41563-019-0293-8 ↗
74. Estimating free energies of formation of titanate (M2Ti2O7) and zirconate (M2Zr2O7) pyrochlore phases of trivalent lanthanides and actinides
75. 10.1016/j.gca.2013.10.04910.1016/j.gca.2013.10.049 ↗
76. 10.1016/0021-9797(83)90345-410.1016/0021-9797(83)90345-4 ↗
77. 10.1016/0016-7037(94)90487-110.1016/0016-7037(94)90487-1 ↗
78. 10.2475/ajs.278.2.17910.2475/ajs.278.2.179 ↗
79. 10.1021/jp208796b10.1021/jp208796b ↗
80. 10.1007/BF0283338610.1007/BF02833386 ↗
81. 10.1016/j.gca.2008.01.04010.1016/j.gca.2008.01.040 ↗
82. 10.2475/ajs.299.7-9.67910.2475/ajs.299.7-9.679 ↗
83. 10.1016/S0016-7037(01)00710-410.1016/S0016-7037(01)00710-4 ↗
84. The principles of distribution of chemical elements in minerals and rocks. The seventh Hugo Müller lecture, delivered before the chemical society on March 17th, 1937
85. 10.1016/j.jallcom.2017.11.21610.1016/j.jallcom.2017.11.216 ↗
86. 10.1016/S0166-9834(00)81331-710.1016/S0166-9834(00)81331-7 ↗
87. 10.1016/0167-2738(87)90135-410.1016/0167-2738(87)90135-4 ↗
88. 10.1016/0021-9797(91)90225-W10.1016/0021-9797(91)90225-W ↗
89. 10.1038/s41563-019-0579-x10.1038/s41563-019-0579-x ↗
90. Kuppusamy · 2016 · 236 · 1
91. 10.1016/j.gca.2012.09.03010.1016/j.gca.2012.09.030 ↗
92. 10.1016/S0022-3115(00)00708-X10.1016/S0022-3115(00)00708-X ↗
93. 10.1016/j.hydromet.2014.07.00310.1016/j.hydromet.2014.07.003 ↗
94. 10.1016/j.gca.2017.04.01010.1016/j.gca.2017.04.010 ↗
95. 10.1021/ja00411a04310.1021/ja00411a043 ↗
96. Schott · 1990 · 337
97. 10.1016/0016-7037(86)90244-910.1016/0016-7037(86)90244-9 ↗
98. 10.1007/978-94-009-3071-1_210.1007/978-94-009-3071-1_2 ↗
99. 10.1016/j.chemgeo.2004.12.00810.1016/j.chemgeo.2004.12.008 ↗
100. 10.1016/j.gca.2019.04.03010.1016/j.gca.2019.04.030 ↗