Propos sur l'interpretation de l'energie d'activation experimentale

Résumé Les résultats de divers travaux montrent que la valeurE _e de l'énergie activation expérimentale tirée des diagrammes d'Arrhénius varie avec la pression, dans le cas de réactions de décompositions endothermiques.L'analyse de divers modèles permet d'expliquer cette constatation en montrant que la grandeurE _e n'a pas le sens d'une énergie d'activation mais est une fonction de nombreux paramètres. Deux d'entre eux ont été retenus dans le cadre de cette étude: le terme d'écart à l'équilibre et le terme de gradient thermique, provoqué par l'endothermicité du phénomène.Cette analyse permet d'établir une prévision de la fonctionE _e (P) conforme aux résultats expérimentaux.

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The results from various investigations show that the experimental activation energy valueE _e derived from the Arrhenius diagrams varies with pressure for endothermic decomposition reactions.The analysis of various models allows this fact to be accounted for by showing thatE _e should be regarded not in its fundamental formulation, but as being a function of numerous parameters. Two of these were taken into account in the present study, i.e. deviation from equilibrium and a thermal gradient due to the fact that the phenomenon is endothermic.FunctionE _e (P) fitting the experimental results may be predicted by such an analysis.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen zeigen, dass die aus den Arrhenius-Diagrammen abgeleiteten experimentellen Werte der AktivierungsenergieE _e bei endothermen Zersetzungsreaktionen mit dem Druck variieren.Die Analyse verschiedener Modelle ermöglicht eine Erklärung dieser Tatsache, indem gezeigt wird, dassE _e nicht in ihrer grundliegenden Formulierung betrachtet werden darf, sondern als Funktion einer Anzahl von Parametern. Zwei dieser Parameter wurden in der vorliegenden Untersuchung berücksichtigt d.h. die Abweichung von dem Gleichgewicht und der thermische Gradient, welcher infolge der endothermen Beschaffenheit der Erscheinung auftritt.Eine den Versuchsergebnissen entsprechende FunktionE _e (P) kann mittels einer solchen Analyse vorausgesagt werden.

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, _e, , . , _ee , . , : , , . _e (), , .

     

Comparison of DSC and optical transmission measurements of polymorphic transitions

Using optical measurements on single crystals, the speed of first order transitions (K₂Cr207, KNO₃, AgNO₃) was determined and compared with the strongly smeared DSC signals. Such optical measurements are proposed to select materials which are suitable for the determination of the DSC apparatus function.

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Zusammenfassung Mit Hilfe von optischen Messungen wird die Geschwindigkeit von polymorphen Phasenumwandlungen 1. Ordnung (K₂Cr₂O₇, KNO₃, AgNO₃) bestimmt und mit entsprechenden stark verschmierten DSC-Signalen verglichen. Derartige optische Messungen erscheinen geeignet, um Substanzen zu suchen, welche für die Bestimmung der DSC-Apparatefunktion geeignet sind.

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K₂Cr₂O₇, KNO₃ AgNO₃ $ , $ . , $ .

     

Kinetics of Co?Mo/Al2O3 catalyst reduction

According to kinetic studies on the reduction of commercial Co–Mo/Al₂O₃ and model catalysts in H₂ at 523–773 K, the kinetic curves for the reduction process have been determined. The reduction rate is shown to be higher for the commercial catalyst. Activation energies E_act for the reduction of several forms of Mo and Co in Co–Mo/Al₂O₃ catalysts are presented.

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H₂ 523–773 . , : Mo Co .

     

Liquid-phase hydrogenation of cyclohexene by dihydrogen in the presence of dimolybdenum tetraacetate

Catalytic liquid-phase hydrogenation of cyclohexene in DMF by dihydrogen in the presence of dinuclear bridged complex Mo₂(OAc)₄ has been studied. A kinetic equation for the steady-state rate of cyclohexene hydrogenation and the activation parameters are suggested.

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Mo₂(OAc)₄. .

     

Kinetics of ion exchange sorption of phosphate

The kinetics of phosphate sorption on Amberlite IRA-400 has been studied as a function of temperature, nature of counterions, at two different concentrations. The film and particle diffusion coefficients and the activation parameters of the process are calculated.

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IRA-400 , . .

     

Kinetics of the thermal dehydration of variscite and specific surface area of the solid decomposition products

The surface properties of active solids resulting from decomposition of AlPO₄ · 2 H₂O by thermal treatment in vacuum and in air are studied in connection with the parameter governing the kinetics of the dehydration process. The values obtained for the activation energies of decomposition under isothermal conditions agree acceptably well with those computed from TG curves by the Freeman and Carroll method. Kinetic results, which are analysed in terms of the Mampel theory, strongly suggest that the activation energy of the nucleation process determines the rate of surface formation, and justify the observed fact that the specific surface areas of samples treated in vacuum are higher than those of samples treated in air.

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Zusammenfassung Die Oberflächenbeschaffenheiten der aktiven Festkörper, welche bei der thermischen Behandlung im Vakuum oder in Luft als Zersetzungsprodukte von AlPO₄ · 2 H₂O entstehen, werden im Zusammenhang mit dem die Kinetik des Dehydratisierungsvorganges steuernden Parameter studiert. Die bei isothermen Bedingungen für die Aktivierungsenergien der Zersetzung erhaltenen Werte sind in befriedigender übereinstimmung mit denjenigen, welche mittels der Methode von Freeman und Carroll aus den TG-Kurven errechnet wurden. Die gemäß der Mampel-Theorie analysierten kinetischen Ergebnisse lassen darauf schließen, daß die Aktivierungsenergie der Nukleationsvorgänge die Geschwindigkeit der Oberflächen-Entstehung bedingt und rechtfertigen die Beobachtung, nach welcher die spezifische Oberfläche vakuumbehandelter Proben größer ist als die der luftbehandelten.

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Résumé On étudie les propriétés de surface des solides actifs provenant de la décomposition de AlPO₄ · 2 H₂O par traitement sous vide et dans l'air et on les rapporte aux paramètres gouvernant la cinétique du processus de déshydratation. Les valeurs obtenues en conditions isothermes pour les énergies d'activation de la décomposition sont en accord acceptable avec celles calculées à partir des courbes TG par la méthode de Freeman et Carroll. Les résultats cinétiques qui sont analysés dans le sens de la théorie de Mampel font conclure que c'est l'énergie d'activation du processus de nucléation qui détermine la vitesse de la formation de la surface; ils justifient le fait observé que la surface spécifique des échantillons traités sous vide est plus grande que celle des échantillons traités dans l'air.

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, Al ₄ · 2₂ , , . , , , . , , , , , , , , .

     

Thermal and infrared spectrum analyses of natural and synthetic andersonites

The thermal decompositions of natural and synthetic andersonites were studied. Two partly overlapping dehydration steps and three partly overlapping decarbonation steps were observed. The second dehydration and the first decarbonation steps also partly overlap. During decarbonation, the gradual formation of sodium diuranate and monoclinic and hexagonal phases in the Na₂U₂O₇-CaUO_4–x system was proved. The results were correlated with measured infrared spectra using site and factor group analysis and X-ray structure analysis. The chemical formula inferred for natural andersonite, Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃] 5.6H₂O, agrees with that proposed for its synthetic analogue.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von natürlichem und synthetischem Andersonit wurde untersucht. Sie umfasst zwei teilweise überlappende Entwässerungs- und drei teilweise überlappende Decarboxylierungsstufen. Der zweite Entwässerungs- und der erste Decarboxylierungsschritt überlagern einander ebenfalls teilweise. Während der Decarboxylierung wird die allmähliche Bildung von Natriumdiuranat und monoklinen und hexagonalen Phasen des Systems Na₂U₂C₇-CaUO_4–x nachgewiesen. Die Ergebnisse wurden mit den gemessenen IR-Spektren unter Benutzung der site- und Faktor-Gruppenanalyse sowie Röntgenbeugungsuntersuchungen korreliert. Die für natürlichen Andersonit abgeleitete Formel Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃].5,6H₂O stimmt mit der für synthetischen Andersonit vorgeschlagenen überein.

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. . . , Na₂U₂O₇-CaUO_4–x. . Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃] 5,6₂, ** , .

     

ESR studies of coke formation on zeolite catalysts for methanol conversion

Pentasil type zeolite catalysts with different SiO₂/Al₂O₃ ratios carbonized during methanol conversion at 380–420°C have been studied by the ESR method. Factors responsible for the formation of condensed coke structures on their surface have been established. SiO₂/Al₂O₃, 380–420°C. , .     

Catalysts for metathesis of olefins, prepared by anchoring of MoO2(acac)2 to Al2O3

New highly active catalysts for metathesis of olefins were obtained through the interaction of bis(acetylacetonato)dioxymolybdenum(VI) with surface OH groups of -Al₂O₃ and subsequent reduction in H₂ or CO.

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()(VI) OH -Al₂O₃ H₂ CO .

     

Solid-state decomposition studies on fluoroperoxo species of transition metals part II

The kinetics of isothermal decomposition of solid K₂Zr₂(O₂)₂F₆·2H₂O have been studied in the temperature range 100–226° under vacuum. The fractional decomposition has been determined by measuring the pressure of evolved oxygen during pyrolysis with the help of a McLeod gauge. The values ranged from 0.05 to 0.62. The vs. t data showed that the kinetics are deceleratory throughout the course of the reaction. The initial part of the decomposition reaction could be best described by a unimolecular decay law, while the later stages obey contracting volume kinetics. The activation energies have been determined and the respective values for the above stages are 13.6 and 6.9 kcal·mole^–1.

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Zusammenfassung Die Kinetik der isothermen Zersetzung von festen K₂Zr₂(O₂)₂F₆·2H₂O wurde im Temperaturbereich von 100–226° im Vakuum untersucht. Die fraktionierte Zersetzung wurde durch Messung des Druckes des während der Pyrolyse entwickelten Sauerstoffs mit einem McLeod-Manometer bestimmt. Die -Werte variierten von 0.05 bis 0.62. Die -t Daten zeigen, daß die Kinetik im Verlauf der Reaktion herabgesetzt wird. Der erste Teil der Zersetzungsreaktion konnte am besten durch ein unimolekulares Zerfallgesetzt beschrieben werden, während die späteren Phasen der Kinetik der Volumenkontraktion gehorchten. Die Aktivierungsenergien wurden berechnet und die entsprechenden Werte für obige Reaktionen ergaben sich 13.6 bzw. 6.9 Kcal mol^–1.

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K₂Zr₂(O₂)₂F₆·2₂ 100–226°. «» , , . «» 0.05 0.62. –t , . , — . , , , 13.6 6.9 .^–1.

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One of the authors (SMK) is grateful to I.I.T. Delhi for a research scholarship.     

Thermal decomposition of Cu(I) phosphine complexes

The thermal decomposition of Cu(I) phosphine complexes of the general types (CuXPPh₃)₄, [CuX(PPh₃)₂] and [CuX(PPh₃)₃] was investigated.The thermal decomposition of (CuXPPh₃)₄, where X denotes Cl^–, Br^–, I^–, NO ₃ ^– and PPh₃=P(C₆H₅)₃, occurs with formation of a phosphine oxide intermediate. For the remaining complexes this intermediate was not proved in the thermal decomposition.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung der Cu(I)-Phosphinkomplexe vom allgemeinen Typ (CuXPPh₃)₄ und [CuX(PPh₃)₂], wie auch [CuX(PPh₃)₃] wurde untersucht. Die thermische Zersetzung von (CuXPPh₃)₄, wobei X=Cl^–, Br^–, I^– und NO ₃ ^– bedeutet und PPh₃=P(C₆H₅)₃, verläuft unter Bildung eines Phosphinoxid Zwischenproduktes, bei den übrigen Komplexen konnte dieses im Laufe der thermischen Zersetzung nicht nachgewiesen werden.

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Résumé On a étudié la décomposition thermique des complexes phosphine-Cu(I) de formule générale (CuXPPh₃)₄, [CuX(PPh₃)₂], [CuX(PPh₃)₃]. La décomposition thermique de (CuXPPh₃)₄, où X désigne Cl^–, Br^–, I^– et NO ₃ ^– , et PPh₃=P(C₆H₅)₃, s'effectue avec formation d'un oxyde de phosphine intermédiaire; avec les autres complexes, cet intermédiaire n'a pas été mis en évidence au cours de la décomposition thermique.

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(CuXPPb₃)₄ [CuX(PPh₃)₂] [CuX(PPh₃)₃]. (CuXPPh₃)₄, X=Cl^–, Br^–, I^–, NO ₃ ^– , PPh₃=(₆₅)₃ . .

     

Monomeric copper(II) and nickel(II) complexes of N,N,N′,N′-tetrakis [(2-benzimidazolyl)methyl]-1,2-cyclohexanediamine], a chelating ligand containing imidazole groups

Summary Cu^II and Ni^II coordination compounds with N,N,N,N-tetrakis[(2-benzimidazolyl)methyl]-1,2-cyclohexanediamine (CDTB) have been prepared and characterized. The crystal structure of [Cu(CDTB)](ClO₄)₂ has been determined. The geometry around the Cu atom is highly irregular and can best be described as a cis-distorted octahedron, with four short CuN bond distances of 1.988(3) Å and 2.028(3) Å, and two very long CuN bond lengths of 2.543(4) A. The cis NCuN chelate angles in the complex range from 68.8(2) for N(1)CuN(1) to 141.03° for N(4)CuN(1). The cyclic voltammogram of the complex shows a fully reversible one-electron redox wave at E _1/2 = 0.162V versus standard calomel electrode, corresponding to the Cu^I/II redox couple. The structure of [Ni(CDTB)](NO₃)₂ ·EtOH has also been determined. The geometry around the Ni atom in this compound can be described as distorted octahedral, with N(4), N(4), N(1), N(1) as the ligating atoms in the basal plane, with cis chelate angles ranging from 79.37(10) to 120.9(2)° with the trans N(2)NiN(2) angle at 175.1(2)°. The structural differences in these two compounds are undoubtedly electronic rather than steric.     

H2O? radicals trapped in Y-type zeolites

The results of CHDO/SP calculations do not support the detection of H₂O^– ions in MgY and CaY zeolites.

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CNDO/SP H₂O^– MgY CaY.

     

Kinetics and mechanism of OsO4 catalyzed oxidation of chalcones by Ce4 in aqueous acetic sulfuric acid media

Kinetics of OsO₄ catalyzed oxidation of chalcones by Ce⁴⁺ has been studied in aqueous acetic-sulfuric acid medium in the temperature range 313 to 338 K. The order in [oxidant] is zero while the order with respect to [substrate] and [catalyst] are each fractional. The rate of the reaction decreased with increase in percentage of acetic acid while [H⁺] had practically no effect on the rate The rates of various substituted chalcones (with substituents in the phenyl. ring attached to the moiety) are in the orderp-CH₃>m-CH₃>H>p-Cl>m-Cl>m-NO₂>p-NO₂. A mechanism in which formation of a cyclic ester between chalcone and OsO₄ in a fast step followed by its decomposition in a rate-determining step is envisaged.

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Ce⁴⁺, OsO₄, - 313–338 . —, —. , [H⁺] . ( , : -CH₃>-CH₃>H>-Cl>-NO₂>-NO₂. , OsO₄ , , .

     

IR study of interaction of propylene at CoO-MgO and CoO-MoO3-MgO surfaces

IR spectra of propylene adsorbed in CoO-MgO and CoO-MgO-MoO₃ solid solutions show that a surface -complex with Co²⁺ ions is formed, strongly bonded in the former case and weakly in the latter. Thus, introduction of Mo strongly modifies the catalytic properties of Co²⁺ active centers. In the presence of oxygen, allylic species, aldehyde and carboxylate complexes appear.

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, CoO-MgO CoO-MgO-MoO₃ - Co²⁺, . , Mo Co²⁺. - .

     

Partial oxidation of methane on Cr2O3/Al2O3

The oxidation of methane on supported chromia was studied at temperatures varying between 423 and 743 K and CH₄/O₂ ratios between 1 and 9 in a differential reactor. The main reaction products observed were carbon monoxide and formaldehyde. The rates of reaction obey a power law expression.

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, 423 743 CH₄/O₂ 1 9, . . .

     

Temperature-programmed reduction of CuO?NiO/Al2O3 catalysts

Reducibility of NiO/Al₂O₃ and CuO–NiO/Al₂O₃ catalysts has been studied by the TPR method within the temperature range 293–873 K. The results suggest that the copper content essentially does not influence the reducibility of NiO/Al₂O₃.

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NiO/Al₂O₃ CuO–NiO/Al₂O₃ TPR 293–873 . , NiO/Al₂O₃.

     

On theC v toC p conversion for solid linear macromolecules

TheC _v toC _p conversion for solid linear macromolecules via the Nernst-Lindemann equationC _p -C _v =A ₀,C _p ² T/T_m is discussed on hand of data for 10 crystals and seven glasses. An average value ofA ₀=(5.11±2.41) · 10^–3 mol K J^–1 was calculated if the mole is assumed to refer to heavy atoms only. ThisA ₀ is numerically equal to the original Nernst—Lindemann constant.

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Zusammenfassung An Hand von sich auf 10 Kristalle und 7 Gläser beziehenden Daten wird die Umrechnung vonC _v -inC _p -Werte für feste lineare Makromoleküle mittels der Nernst-Lindemann-GleichungC _p -C _v =A ₀ C _p ² T/T _m diskutiert. Ein Durchschnittswert vonA ₀=(5.11±2.41) · 10^–3 mol K J^–1 wurde unter der Annahme berechnet, daß sich das Mol nur auf schwere Atome bezieht. DieserA ₀-Wert ist numerisch gleich der ursprünglichen Nerns-Lindemann-Konstanten.

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10 , - C _v C _p , —C _p –C _v = _{0 p} ² / . , , ₀ (5.11±2.41) · 10^–3 · ^–1. ₀ — .

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Support by the National Science Foundation, Polymers Program (Grant No. DMR 83-17097) is gratefully acknowledged.