Thermal investigation of the phase composition of poly(ethylene terephthalate). Analysis of different methods of determination of the degree of crystallinity of partially crystalline substances

The literature data on the degree of crystallinity of non-deformed poly(ethylene terephthalate) measured at various temperatures have been subjected to comparative analysis. There is no correlation between the results obtained by the different methods. The reason for this is shown to be the imperfections in the methods of determining the degree of crystallinity, which do not provide the true composition of the crystalline phase. Consideration has been paid to the validity of the main principles involved in the thermal method of determining the degree of crystallinity, so as to eliminate the imperfections in the existing methods and to provide the correct value of the mass of the crystalline phase. The phase composition of PET has been analyzed by the thermal method at different temperatures and conditions of crystallization. A marked difference from the literature data is observed in the range of low temperatures.

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Zusammenfassung Eine vergleichende Analyse der Literaturangaben bezüglich des bei verschiedenen Temperaturen gemessenen Kristallisationsgrades von nicht-deformiertem Poly(äthylen-terephthalat) wurde durchgeführt. Zwischen den mit verschiedenen Methoden erhaltenen Ergebnissen besteht keine Korrelation. Es wurde gezeigt, daß der Grund hierfür in der Unvollkommenheit der Methoden zur Bestimmung des Kristallisationsgrades liegt, da diese nicht die wahre Zusammensetzung der Kristallinen Phase angeben. Die Gültigkeit der wichtigsten Prinzipien, welche die thermische Bestimmung des Kristallisationsgrades unter Ausschaltung der Unvollkommenheit der bestehenden Methoden gewährleisten und den richtigen Wert der Masse der kristallinen Phase angeben, wurden in Erwägung gezogen. Die Analyse der Phasenzusammensetzung von PET wurde durch die thermische Methode bei verschiedenen Temperaturen und Kristallisationsbedingungen durchgeführt. Ein deutlicher Unterschied zu den Literaturangaben kann im Bereich der niedrigen Temperaturen beobachtet werden.

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Kinetics of perborate oxidation of quinol

The perborate oxidation of quinol in aqueous acetic acid is first order with respect to perborate, zero order with respect to quinol, and first order with respect to H⁺. The oxidation is faster than H₂O₂ oxidation. Breakdown of protonated perboric acid is suggested as the rate-limiting step.

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, H⁺. . , , , .

     

The measurement of heats of mixing of polymer alloys by a heat of solution method

Direct measurement of the heat of mixing (interaction) of polymers is not feasible due to their high viscosity. The indirect approach described here is a heat of solution method, in which a Hess's Law cycle is used to determine the heat of mixing from the individual heats of solution of the alloy and its constituent polymers in a common solvent. The main limitation of this approach lies in obtaining adequate precision on the experimentally determined heats of solution, as these are large compared to the calculated heat of mixing.With this method the heat of mixing of a 75/25 (%by wt) poly(dimethyl) phenylene oxide/polystyrene alloy has been determined by Setaram C-80 microcalorimeter as 4.9 + 0.2 Jg^–1. The precision of the method shows an improvement compared with published data.

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Zusammenfassung Die direkte Messung der Mischungswärme (Wechselwirkungswärme) von Polymeren ist wegen ihrer hohen Viskosität nicht möglich. Die hier beschriebene indirekte Vorgehensweise beruht auf der Lösungswärme, wobei ein Hess'scher Kreisprozess verwendet wird, um aus den einzelnen Lösungswärmen der Mischung und der sie aufbauenden individuellen Komponenten im gleichen Lösungsmittel die Mischungswärme zu bestimmen. Die entscheidende methodische Grenze ist die notwendige Genauigkeit bei der Bestimmung der Lösungswärmen, da diese gross gegenüber der berechneten Mischurigswärme sind.Mit dieser Methode wurden die Mischungswärme einer Mischung aus 75% Poly(dimethylphenylenoxid) und 25% Polystyren in einem Mikrokalorimeter Setaram C 80 zu 4.9 +- 0.2 J g^–1 bestimmt. Verglichen mit veröffentlichten Daten ist die Methode genauer.

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() - . , , - . , . -80 — 75 25 %, 4,9 ± 0,2 ·^–1. .

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The permission of the British Petroleum Company plc to publish this paper is gratefully acknowledged. The authors would like to thank Professor Karasz for useful discussions.     

Effects of copolymers modifying PVC and of mixing ability of components in thermal dehydrochlorination and decomposition of blends

The thermal dehydrochlorination and decomposition in air and in nitrogen of films made of PVC and blends of PVC and VC/VAC, MBS, MMA/MA or ABS were studied. Both processes take place at higher temperature in air than in nitrogen. In air, ABS and MMA/MA cause an apparent increase in the decomposition temperature of PVC, whereas in nitrogen these copolymers accelerate its decomposition.The influence of modifying copolymers on the thermal dehydrochlorination and decomposition of PVC depends not only on the type, but also on the quantity of copolymer.Small amounts of modifying copolymers in samples affect their thermal stability in the opposite way to larger contents of the copolymers. This shows that the structure of films with an incompatible mixture of PVC and copolymers plays the major role in the degradation processes.

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Zusammenfassung Die thermische Dehydrochlorierung und die Zersetzung von aus PVC und Gemischen von PVC mit VC/VAC, MBS, MMA/MA oder ABS hergestellten Filmen wurden in Luft- und StickstoffatmosphÄre untersucht. Beide Prozesse verlaufen in Luft bei höheren Temperaturen als in Stickstoff. In Luft verursachen ABS und MMA/MA eine scheinbare Erhöhung der Zersetzungstemperatur von PVC, in Stickstoff jedoch beschleunigen diese Kopolymeren die PVC-Zersetzung. Die Beeinflussung der thermischen Dehydrochlorierung und der Zersetzung von PVC durch modifizierende Kopolymere hÄngt nicht nur von der Natur, sondern auch von der Menge des Kopolymeren ab. Kleine Mengen von modifizierenden Kopolymeren beeinflussen die thermische StabilitÄt gerade in entgegengesetzter Weise wie grö\ere. Es scheint, da\ die Struktur der Filme mit inkompatiblen Mischungen von PVC und Kopolymeren in den Degradationsprozessen die Hauptrolle spielt.

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The problem of the utilizability of the starting temperature of thermal decomposition for the evaluation of the thermal stabilities of co-ordination compounds

The reasons why the starting temperature of thermal decomposition cannot be utilized for the estimation of the thermal stabilities of co-ordination compounds are discussed. To establish the sequences of kinetic or thermodynamic stabilities of co-ordination compounds in thermal dissociation processes, it is indispensable to calculate the kinetic and thermodynamic parameters of the processes.

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Zusammenfassung Der Grund, weshalb die Ausgangstemperatur der Thermolyse nicht zur Schätzung der Thermostabilität von Koordinationsverbindungen eingesetzt werden kann, wird erörtert. Um die Reihenfolge der kinetischen oder thermodynamischen Stabilität von Koordinationsverbindungen in thermischen Dissoziationsvorgängen zu ermitteln ist es unumgänglich die kinetischen und thermodynamischen Parameter der Vorgänge zu errechnen.

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Résumé On discute les raisons pour lesquelles on ne peut pas se servir de la température du début de la décomposition thermique pour estimer la stabilité thermique des composés de coordination. Pour établir l'ordre de succession des stabilités des composés de coordination dans les processus de dissociation thermique, il est indispensable de calculer les paramètres cinétiques et thermodynamiques des phénomènes.

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, . .

     

Estimation of nonlinear relaxation of catalytic reactions

Nonlinear relaxation time has been considered as a differential characteristic determined by the reciprocal value of the relative decrease in the deviation rate of the current concentration vector of intermediates from that of their steady-state concentrations. This characteristic is used for the analysis of some model reactions.

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, , .

     

On premelting of theC-form of stearic acid

Some evidence is given for the presence of a solid phase just below the melting point of stearic acid. It is not certain whether the existence of this new phase is due to impurities or not.

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Zusammenfassung Einige Beweise zur Gegenwart einer Festphase knapp unterhalb des Schmelzpunktes der StearinsÄure werden gegeben. Es ist nicht geklÄrt ob das Vorhandensein dieser neuen Phase auf Verunreinigungen zurückzuführen ist oder nicht.

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Résumé On donne plusieurs preuves de la présence d'une phase solide juste au-dessous du point de fusion de l'acide stéarique. Il n'est pas certain que l'existence de cette phase nouvelle soit due à des impuretés ou non.

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I wish to express my sincere thanks to the following people: Dr. J. A. Morrison for kindly sending the sample and helpful discussion, Dr. D. Dolphin for making the LKB 8700 calorimeter available to me, Dr. L. G. Harrison for allowing the use of his facilities, and Mr. B. Greene, Mr. J. Edwards and Mr. B. Powell for their excellent technical assistances in modifying the apparatus. The financial support from the University of British Columbia is also acknowledged.     

Study of thermochemical conversions of alicyclic polyimides

The thermochemical conversions of certain polyimides obtained by the polycondensation of dianhydrides of alicyclic tetracarboxylic acids and 4,4-diaminodiphenyl oxide were studied by different methods of thermal analysis (thermogravimetry, mass-spectrometric evolved gas analysis, and pyrolytic gas chromatography). The thermal dissociation of dianhydride fragments according to the reverse reaction of retrodiene synthesis is the basic reaction that determines the thermal stabilities of the polymers studied. It is shown that the absence of endoethylene bonding or its substitution by oxygen in the dianhydride fragments leads to increases in the thermal stabilities of alicyclic polyimides.

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Zusammenfassung Thermochemische Umwandlungen einiger Polyimide, die durch Polykondensation der Dianhydride alicyclischer Tetracarbonsäuren mit 4,4-Diaminodiphenyloxid dargestellt waren, wurden durch verschiedene thermoanalytische Methoden (TG, massenspektrometrische EGA und Pyrolyse-Gaschromatographie) untersucht. Die thermische Spaltung der Dianhydrid-Komponente nach einer Retro-Diensynthese ist die Hauptreaktion, die die thermische Stabilität der Polymeren bestimmt. Bei Abwesenheit der endo-Ethylen-Bindung in der Dianhydrid-Komponente oder Substitution durch eine Etherbindung wird die thermische Stabilität von Polyimiden mit alicyclischen Baugruppen erhöht.

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, - , 4,4- . , , . , - , .

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The authors would like to thank Yu. A. Sazanov and L. A. Shibaev (IVS AN SSSR, Leningrad) for help in the mass-spectrometric thermal analysis of the polymers.     

Determination of the absolute configuration of carbohydrate components of flavonol glycosides of the chestnut

Conclusions On the basis of the rates of their acid hydrolysis, their optical activities, and their IR spectra, it has been established that the glycosides ofAesculus hippocastanum L. are (SK-1) 3--L-arabofuranosyloxy-5,7,4-trihydroxyflavone, (SK-2) 3--L-rhamnofuranosyloxy-5,7,4-trihydroxyflavone, (SK-3) 3--L-arabofuranosyloxy-5,7,3,4-tetrahydroxyflavone, and (SK-4) 3--L-rhamnofuranosyloxy-5,7,3,4-tetrahydroxyflavone.The glycoside SK-3 is identical with avicularin isolated from the leaves ofPsidium quajava [5]. The complete structures of the other three glycosides have been established for the first time.Khimiya Prirodnykh Soedinenii, Vol. 5, No. 1, pp. 5–7, 1969     

Kinetics of propylene oxidation in the region of negative temperature coefficients of the rate

Kinetic regularities in the consumption of initial reactants and the accumulation of propylene oxidation products has been studied in the region of negative temperature coefficients of the maximum reaction rate (T=648–723 K). It has been revealed that for prolynene-enriched mixtures (C₃H₆:O₂=3:1) at P-20.66 kPa, the reaction rate is practically independent of the temperature, whereas for poor mixtures (C₃H₆:O₂=1:5) it decreases with increasing temperature.

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a (T=648–723K). , (C₃H₆:O₂=3:1) P=20,66 , (C₃H₆:O₂=1:5) .

     

Influence of nucleating agents on crystallization of polypropylene

The effect of talc as an artificial nucleating agent in different concentrations on the crystallization of polypropylene (PP) has been studied. It is considered that the induction time should be taken into account in the Avrami evaluation of isothermal crystallization. From a study of nucleated PP samples prepared in different ways, it has been proved that the nucleating effect of talc slightly decreases with increasing time spent by the sample in the state of the polymer melt. It has been shown that crystallization of non-nucleated polypropylene strongly depends on the material of the sample pan. It has been established that dilatometry cannot be used to study the isothermal crystallization of nucleated polypropylene, since microcracks appear in the sample, partly compensating the volume decrease due to the crystallization process.

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Zusammenfassung Die Wirkung von in unterschiedlichen Konzentrationen als künstliches Keimbildungsmittel angewandtem Talk auf die Kristallisation von Polypropylen wurde untersucht. Bei der Auswertung der isothermen Kristallisation nach Avrami ist die Induktionszeit in Betracht zu ziehen. Bei der Untersuchung von auf verschiedene Weise hergestellten Polypropylenproben wurde festgestellt, dass die keimbildende Wirkung von Talk desto geringer ist, je länger sich die polymere Probe im geschmolzenen Zustand befand. Es wird gezeigt, dass die Kristallisation von keimbilden den Mitteln nicht ausgesetztem Polypropylen stark vom Material des Probengefässes abhängt. Es wurde festgestellt, dass die Dilatometrie nicht zur Untersuchung der isothermen Kristallisatior von mit keimbildenden Mitteln versetztem Polypropylen geeignet ist, da in der Probe Mikrokrack Produkte auftreten, die die durch den Kristallisationsprozess verursachte Abnahme des Volumens teilweise kompensieren.

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This work was presented in part at the 7th International Conference on Thermal Analysis, August 22–28, 1982, Kingston, Ontario.

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The authors are indebted to Messrs M. Pati and J. Volk for the preparation of the samples, and to Dr. A. Solti for her help during the dilatometric measurements.     

Investigation of thermal decomposition of anthranilates of alkaline earth metals

The thermal properties of calcium, strontium and barium anthranilates (general formula MA₂·n H₂O, whsre M='metal, and) were studied. Thermal, chemical and X-ray analysis, as well as infrared spectra, were used to determine the mechanism of decomposition for these compounds. Calcium anthranilate is decomposed in four stages; the final reaction product is calcium oxide. The other anthranilates are decomposed in three stages; the final reaction products are strontium carbonate and barium carbonate.

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Zusammenfassung Die thermischen Eigenschaften von Kalzium-, Strontium- und Bariumanthranilat (mit der allgemeinen Zusammensetzung MA₂·n H₂O, M=Metall, wurden untersucht.Die Zersetzungsmechanismen dieser Verbindungen wurden durch thermische, chemische- und Röntgenanalyse und mit Infrarotspektroskopie ermittelt. Kalziumanthranilat zersetzt sich in vier Stufen. Das Endprodukt ist Kalziumoxyd. Die anderen Anthranilate zersetzen sich in drei Stufen und geben Strontiumkarbonat und Bariumkarbonat als Endprodukt.

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, MA₂·nH₂O, =, , , . . . .

     

Kinetics of thermal dehydration of some bis-salicylato-diaquo complexes of transition metal ions

The kinetics of thermal dehydration of bis-salicylato-diaquo complexes of VO(II), Cu(II), Ni(II), Co(II), Fe(II), Mn(II) and Zn(II) were studied. The activation energies and other kinetic parameters were evaluated. The observed kinetic parameters indicate first-order reactions. The activation energy of the thermal dehydration decreases in the sequence VO(II) > Cu(II) > Zn(II) > Co(II) > Ni(II) > Fe(II) > Mn(II), which is also the sequence for the difference in carboxyl group IR frequency.

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Zusammenfassung Die Kinetik der thermischen Dehydratisierung von Bis-salicylato-diaquo-Komplexen von VO(II), Cu(II), Ni(II), Co(II), Fe(II), Mn(II) und Zn(II) wurden untersucht. Aktivierungsenergien und andere kinetische Parameter wurden bestimmt. Die beobachteten kinetischen Parameter weisen auf Reaktionen erster Ordnung hin. Die Aktivierungsenergie der thermischen Dehydratisierung nimmt in der Reihenfolge VO(II) > Cu(II) > Zn(II) > Co(II) > Ni(II) > > Fe(II) > Mn(II) ab. In der gleichen Reihenfolge ändert sich auch die IR-Frequenz der Carbonylgruppe.

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-- , , , , , . , . VO(II) > Cu(II) > Zn(II) > Co(II) > Ni(II) > Fe(II) > Mn(II). .

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The authors express their sincere thanks to the late Dr. M. D. Karkhanawala (then Head, Chemistry Division, BARE, India), for providing the facilities for TG and DTA, and also to the UGC (India) for research fellowships to the authors (BDH and SMA).     

Kinetic parameters of thermal decomposition of complex of β-cyclodextrin with water

The apparent kinetic parameters of the thermal decomposition of the-cyclodextrin-water complex were estimated from thermogravimetric data. Various calculation methods were used and the results compared. All methods except the Kissinger method gave a reaction order near to zero and an activation energy in the range 60 to 65 kJ/mol. Some trials were made to extrapolate the activation energy values to semi-isothermal conditions (65.7 kJ/mol). The loss in weight indicated the presence of 11 water molecules in the complex. This was liberated in single stage, despite its occurrence as two distinct types, as shown by crystallographic studies.

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Zusammenfassung Auf Grundlage von thermogravimetrischen Daten wurden die scheinbaren kinetischen Parameter des Thermozerfalles von-Cyclodextrin-Wasser- Komplexen geschätzt. Die durch verschiedene Rechenmethoden erhaltenen Ergebnisse wurden in Tabelle 3 verglichen. Mit Ausnahme der Kissinger-Methode ergaben alle Verfahren eine Reaktionsordnung von annähernd Null und eine Aktivierungsenergie im Bereich 60–65 kJ/mol. Ausserdem wurde versucht, die Aktivierungsenergiewerte auf halbisotherme Bedingungen zu extrapolieren (65.7 kJ/mol). Der Masseverlust weist elf Wassermoleküle im Komplex nach, die in einem einzigen Schritt abgegeben werden, ungeachtet dessen, dass kristallographische Untersuchungen die Wassermoleküle zwei verschiedenen Typen zuordnen.

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-- . , . , , — 60–65 · ^–1. (65,7 · ^–1). , , , , .

     

Determination of basic sites on the surface of metal oxide catalysts by desorption of benzoic acid

A method has been developed for the determination of the concentration of basic sites on white and deeply colored solid porous materials, which is based on the displacement of adsorbed benzoic acid by acetic acid. The determination is rapid and gives results comparable with those obrained by the titration with benzoic acid using thymolphthalein as indicator.

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Kinetics of catalytic hydrolysis of tetraethoxysilane by polycomponent solutions of neutral salts

The effect of salt concentrations on the hydrolysis kinetics in three-component systems containing tetraethoxysilane and aqueous solutions of sodium, neodymium and lead nitrates has been shown. A generalized model for the synthesis of polycomponent hydrolytes is suggested, which permits to predict the conditions to prepare compositions with specified characteristics.

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Possibility of thermal analysis of different types of bonding of water in minerals

Various types of water bonding were studied. e.g. water bound by occlusion, by adsorption, by capillary condensation, by chemisorption and as a solid solution, zeolitic water, interlayer water, crystal water and structural water bound in form of hydroxil groups. The differentiation of these various types of bonding is rather difficult, for on heating water is evolved at various temperatures and in rather wide temperature domains which overlap to different extents. Efforts were made to improve the detection by applying the quasi-isothermal quasi-isobaric measuring technique.

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Zusammenfassung Es wurden verschiedene Bindungstypen von Wasser untersucht. Wasser kann unter anderem durch Einschlüsse, Adsorption. Kapillarkondensation, Chemisorption und in Form von Mischkristallen, zeolitisch, schichteingebettetem und Kristallwasser sowie als OH-Form gebunden sein. Die Untersuchung dieser zahlreichen Bindungstypen ist äußerst schwierig, da die Wasserabgabe bei verschiedenen Temperaturen geschieht und die ziemlich breiten Temperaturintervalle mehr oder weniger überlappen. Mittels quasiisothermen und quasiisobaren Meßtechniken wurde versucht, die Möglichkeit der Bestimmung zu verbessern.

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Kinetics of thermal decomposition of diacyl peroxides in the presence of aerosil

In the presence of aerosil the thermal decomposition of the polymeric peroxide of sebacic acid is enhanced proportionally to the filler weight fraction in the reaction system. This is attributed to the interaction of peroxide groups with acidic groups on the aerosil surface and their decomposition according to a nonradical mechanism unlike the homolytic radical decomposition in solution.

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, , . .

     

Effects of admixtures of potassium bromide on the thermal decomposition of potassium bromate

The effects of admixtures of potassium bromide (2.5% and 5%) on the thermal decomposition of potassium bromate were studied within the temperature range 653–683 K. The fraction decomposed() vs. time (t) relations revealed (i) initial gas evolution, (ii) acceleratory and (iii) decay steps. The data were analysed on the basis of the first-order law with two rate constantsk ₁ andk ₂,k ₁ being the rate constant for the initial, slow first-order process (0.02, 0.26), andk ₂ being the rate constant for the subsequent faster process, holding within the range 0.21 to 0.98. Upon increase of the concentration of added potassium bromide to 5%, the range for the slow and faster processes became 0.01 to 0.16 and 0.1 to 0.98, respectively. At a given temperature,k ₁ increased with increasing bromide concentration, whereask ₂ almost identical for pure potassium bromate and its mixtures (2.5% and 5% bromide).

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Zusammenfassung Im Temperaturbereich von 653–683 K wurde der Einfluß von Beimengen von Kaliumbromid (2,5% und 5%) auf die thermische Zersetzung von Kaliumbromat untersucht. Die Funktion der zersetzten Menge () in Abhängigkeit von der Zeit (t) weist eine anfängliche Gasentwicklung(i), eine beschleunigte(ii) und eine abklingende Stufe(iii) auf. Die Daten wurden auf der Grundlage einer Kinetik erster Ordnung mit den zwei Geschwindigkeitskonstantenk ₁ undk ₂ durchgeführt, wobeik ₁ die Geschwindigkeitskonstante für den einleitenden, langsameren Schritt erster Ordnung ist (0,02, 0,26) undk ₂ die Geschwindigkeitskonstante für den darauffolgenden schnelleren Vorgang mit Werten zwischen 0,21 und 0,98. Bei Erhöhung der Konzentration von Kaliumbromid auf 5% betrug der Bereich für den langsameren und den schnelleren Vorgang 0,01 bis 0,16 bzw. 0,10 bis 0,98. Bei gegebener Temperatur steigtk ₁ mit zunehmender Kaliumbromidkonzentration an, währendk ₂ für reines Kaliumbromat und seine Mischungen mit 2,5% und 5% Kaliumbromid fast identisch bleibt.

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653–683 (2,5 5%) . , . k ₁ k ₂, ( 0,02 0,26), - 0,21–0,98. 5% k ₁ k ₂ , , 0,01–0,16 0,1–0,98. k ₁, , k ₂ , (2,5 5%) .

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The work is dedicated to the memory of the late Prof. S. R. Mohanty.     

Mechanism of thermal decomposition of lead thiosulphate

The thermal decomposition of lead thiosulfate (LTS) was studied by various methods: X-ray phase analysis, IR and ESR spectroscopy, etc. A mechanism of thermal decomposition is suggested, including rupture of the S-S bond and the formation of radicals. According to the mechanism, the reaction rate can be enhanced in the presence of the PbS phase. The formation of PbS is the cause of the topochemical character of the reaction. The composition of the thermolysis products of LTS containing a radioactive isotope of sulfur is predicted.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Bleithiosulfat PbS₂O₃ wurde durch Röntgenphasenanalyse, IR- und ESR-Spektroskopie und Thermogravimetrie untersucht. Ein Mechanismus der thermischen Zersetzung wird angegeben, der über die Trennung von S-S-Bindungen und die Bildung von Radikalen verläuft. Nach diesem Mechanismus wird die Reaktionsgeschwindigkeit in Gegenwart der PbS-Phase beschleunigt, was den topochemischen Charakter der Reaktion bedingt.Für die Verteilung radioaktiven Schwefels auf die Zersetzungsprodukte unterschiedlich markierten (PbS^*SO₃ bzw. PbSS^*O₃) Bleithiosulfats wird eine Vorhersage gemacht.

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