Über die Trägheitsmessfehler der thermometrischen Methode von reaktionskinetischen Untersuchungen

Zusammenfassung Verfasser haben eine Analyse von Trägheitsmeßfehlern in thermokinetischen Untersuchungen durchgeführt und festgestellt, daß der Trägheitsmeßfehler (im Falle einer diffusionskontrollierten Reaktion) mit einer exponentialen Zeitfunktion dargestellt werden kann und von den Zeitkonstanten des Wärmeaustausches vom Reaktionsgemisch zu den Reaktorwänden und zum Temperaturfühler sowie von der Wärmekapazität des Reaktionsgemisches und Reaktors abhängt. Der Meßfehler ist desto geringer, je mehr sich das Verhältnis der obenerwähnten Zeitkonstanten dem Verhältnis der genannten Wärmekapazitäten nähert und je geringer der harmonische Mittelwert der Zeitkonstanten ist. Die theoretischen Betrachtungen wurden beispielsweise zu einer Analyse des Meßsystems in eigenen thermokinetischen Untersuchungen der kationischen Polymerisation im Zweiphasensystem verwendet.

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The authors made an analysis of inertia error in thermokinetic measurements and found that, in the case of diffusion controlled chemical reactions, this error is an exponential function of time, and depends on the time constants of heat exchange of the reaction mixture with the reactor wall and with the thermometer, as well as on the heat capacities of the reaction mixture and reactor. The closer the ratio of the above time constants to that of the heat capacities and the smaller the harmonic mean of the time constants, the smaller is the error of measurement. The theoretical studies were used by way of example to analyse the measuring system employed in one of our recent works concerning investigations on the cationic polymerization process in a two-phase system.

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Résumé Les auteurs présentent une analyse des erreurs sur les mesures d'inertie dans les études thermocinétiques. Dans le cas d'une réaction avec diffusion contrôlée l'erreur sur les mesures d'inertie peut être représentée par une fonction exponentielle du temps. Elle dépend des constantes de temps de l'échange thermique entre le mélange réactionnel, les parois du réacteur et le sondeur de température. Elle dépend également des capacités calorifiques du mélange réactionnel et du réacteur. L'erreur de mesure est d'autant plus faible que le rapport des constantes de temps mentionnées ci-dessus se rapproche du rapport des capacités calorifiques indiquées et que la valeur moyenne harmonique des constantes de temps est plus petite. Ces considérations théoriques ont été appliquées au cas de recherches thermocinétiques particulières sur la polymérisation cationique de systèmes biphasés.

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Für viele wertvolle Bemerkungen und Hinweise schulden wir Herrn Prof. Dr. Ing. Andrzej Országh von der Warschauer Universität herzlichsten Dank.     

Active state of molybdenum in molybdenum-alumina catalysts for propylene oxidation

Catalytic properties of molybdenum-alumina catalysts for propylene oxidation are shown to be determined by water-soluble molybdenum compounds, being apparently aluminomolybdenum heteropoly acids bonded to the catalyst surface.

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α BB Resonance in the ν8 Band of Borazine –10B

The high-resolution FTIR spectrum of the fundamental ₈ of borazine ¹⁰B₃ ¹⁴N₃ ¹H₆ was reanalyzed taking into account the ^BB resonance with the combination band (₁₀ + ₁₇). A parameter set for the states ₈ = 1 and ₁₀ = ₁₇ = 1, respectively, is given, reproducing the observed spectrum at least up to J = 30 with experimental accuracy.     

Mechanism of oxidation of molybdovanadophosphoric heteropoly blues by molecular oxygen. Trivanadium heteropoly blue

The oxidation of a heteropoly blue (HPB) of the composition Na_xH_9-xPMo₉V₃O₄₀ with molecular oxygen has been studied by the method of catalytic vanadyl oxidation. It is shown that the reduction of an oxygen molecule requires the addition of a fourth atom of V(IV) in the form of a vanadyl ion to the heteropoly anion.

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: Na_xH_9-xPMo₉V₃O₄₀. , V(IV), .

     

Pulse studies of cyclohexane oxidative ammonolysis to adiponitrile over Ti?Sb?O catalysts

The catalytic activities in ammoxidation of cyclohexane to adiponitrile (ADN) was compared with the phase compositions of Ti–Sb–O catalysts. It was shown that the reaction is limited by the step of ADN desorption from the catalyst.

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Ti–Sb–O (). , .

     

Mechanism of oxygen effect on hyrogenation rate of CO over palladium catalysts

Acceleration of CO hydrogenation by oxygen over palladium catalysts can be accounted for by competing reactions taking place in the CO-H₂O₂ system.

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, CO O₂ , CO–H₂–O₂.

     

The relationship between the structures of Cu(II) complexes and their chemical transformations: VII

The thermal decompositions of Cu(en)₂(NCS)X. where X^–=Cl^–, Br^–, NO ₃ ^– , BF ₄ ^– and ClO ₄ ^– , have been studied in comparison with the courses of Cu(en)₂(SCN)₂ and Cu(en)₂X₂ decomposition. It is shown that the presence of the thiocyanate group in the complexes Cu(en)₂(NCS)X is the most important factor in the decomposition course, in agreement with the fact that the anions X^– are not coordinated. or are only semicoordinated. Significant differences were found in the courses of thermal decomposition of two forms of Cu(en)₂(NCS)(BF₄) differing in the structure of their coordination polyhedra.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Cu(en)₂(NCS)X (X=Cl Br, NO₃, BF₄ und ClO₄) wurde untersucht und mit der von Cu(en₂(SCN)₂ und Cu(en)₂X₂ verglichem. Der den Verlauf der Zersetzung entscheidend bestimmende Faktor isi die Anw esenheit der Thiocyanat-Gruppe in den Cu(en)₂(NCS)X-Komplexen, was in Übereinstimmung damit steht,. daß die Anionen X nicht oder nur teilweise koordiniert sind. Es wurden signifikante Unterschiedeim Verlauf der thermischen Zersetzung von zwei sich in der Struktur ihrer Kordinationspolyeder unter-, heidenden Formen von Cu(en)₂(NCS)(BF₄) gefunden.

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Cu(en)₂(NCS)X (X^–=Cl^–, Br^–, NO ₄ ^– , NO ₃ ^– , BF₄ ClO₄, Cu(en)₂(SCN)₂ Cu(en)₂(X)₂. , Cu(en)₂(NCS)X X Cu(en) (NCS)BF₄ i .

     

Influence of the dispersity of rhodium catalysts on the Rh?H-bond energy

Hydrogen adsorption on Rh-black and Rh/C catalysts with varying metal content has been investigated. The amount of adsorbed hydrogen per 1 g Rh decreases in the following series of catalysts: 20% Rh/C>10% Rh/C>5% Rh/C>2% Rh/C>Rh-black. The heat of hydrogen adsorption abruptly falls upon going from Rh-black to supported catalysts.

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Rh- Rh/C- . , , 1/Rh, : 20% Rh/C>10% Rh/C>5% Rh/C>Rh-. Rh- .

     

Thermal ignition studies on metallized fuel-oxidizer systems

The thermal ignition behaviour of various mixtures of organic fuels, magnesium and ammonium nitrate (AN) has been examined by differential thermal analysis technique. It has been observed that the thermal decomposition/ignition of organic fuel-AN mixtures is modified significantly in the presence of magnesium metal. The decomposition characteristics of the binary mixtures of AN with various metals indicate the specific action of magnesium and zinc in lowering the decomposition temperature. A possible explanation for the low temperature decomposition is given in terms of the solid state reaction causing the fusion of AN which further reacts with the metal resulting in a highly exothermic reaction.

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Zusammenfassung Mittels DTA wurde das thermische Initiierungsverhalten verschiedener Gemische aus organischen Brennstoffen, Magnesium und Ammoniumnitrat (AN) untersucht. Es wurde festgestellt, daß die thermische Zersetzung/Initiierung von Gemischen aus organischen Brennstoffen und AN durch die Gegenwart von metallischem Magnesium bedeutsam beeinflußt wird. Die Zersetzungscharakteristiken binären Gemische aus AN und verschiedener Metalle zeigen eine spezielle Wirkung von Magnesium und Zink bei der Herabsetzung der Zersetzungstemperatur. Eine mögliche Erklärung für die Zersetzung bei niedrigerer Temperatur kann in Bezug auf die Festkörperreaktion gesehen werden, die das Schmelzen von AN verursacht, welches dann mit dem Metall stark exotherm reagiert.

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, (). , / — . . , , .

     

IR-Spektroskopische Untersuchungen an 1,3-Dioxa- und 1,3-Diaza-2-boracyclopentanderivaten

Zusammenfassung Die IR-Spektren von mehreren Dioxa- und Diazaboracyclopentanderivaten wurden zusammen mit jenen von C-deuterierten Verbindungen untersucht. Besonderer Wert wurde auf die Klärung von Kopplungen zwischen BN-, BO- und CH₃-Schwingungen im Bereich zwischen 1550 bis 1300 cm^–1 gelegt.

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IR-spectra of several dioxa- and diaza-boracyclopentanes have been studied together with those of some C-deuterated analogues. Special attention has been given to coupling effects of BN-, BO-, and CH₃-modes in the 1550–1300 cm^–1 region.

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Mit 3 Abbildungen     

Effect of coexistent hydrocarbon phase on the volume behavior of adsorbed film and micelle of dodecyltrimethylammonium chloride

Interfacial tension () between aqueous dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC) solution and benzene was measured as a function of pressure (p) and concentration. The/p was observed to change discontinuously at the critical micelle concentration; this indicates that the micelle formation of DTAC in the aqueous solution coexisting with benzene can be treated like the appearance of a macroscopic phase. It was shown by drawing the vs.A curves that hydrocarbon, such as benzene, cyclohexane, and hexane, make the adsorbed film of DTAC expand. The volume behavior of the micelle with benzene molecules solubilized was found to bear a strong resemblance to that of the adsorbed film at the water/benzene interface. The difference in the molar volume value of adsorbed DTAC among the coexistent hydrocarbon phases was attributed to the difference in the contribution of the hydrocarbon molecules to the interfacial excess volume; the number of the solubilized hydrocarbon molecules was evaluated to be one or two a micelle.     

Effect of free phosphine on the reactivity of phosphine-containing rhodium(I) complexes

The photolysis products of SO₂-pentane-NO mixtures are N₂O, H₂O and a compound designated as RNO. Kinetic data obtained by OC method confirm the previously proposed scheme of photolysis. Also studied was the photolysis of SO₂, NO and cyclohexane mixtures. From comparison of spectral characteristics of RNO and its analog 2-methyl-2-nitrosopropane, the probable structure of RNO is suggested.

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SO₂--NO N₂O, H₂O , RNO. , , . SO₂ NO . RNO 2--2- RNO.

     

Kinetics and mechanism of hydrazine oxidation by oxygenated Co2(L-his)4O2 complex

The kinetics of Co₂ (L-his)₄O₂ reduction by hydrazine in aqueous solution has been studied and the rate constants, the energy and entropy of activation have been determined.

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, , Co₂ (L-)₄O₂ .

     

Effect of particle size on the desorption and dissociation of CO from carbon-supported iron catalysts

A series of carbon-supported iron catalysts has been prepared from Fe(CO)₅ and, by different reduction temperature, metallic dispersions from 0.11 to 1 have been obtained. Temperature-programmed desorption experiments over Fe/active carbon catalysts show that the temperature for maximum desorption rate of CO decreases with an increase in the average iron particle size. Also it has been observed that the temperature for the reaction of CO on iron surface is a function of metal particle size.

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, Fe(CO)₅, 0,11 1. Fe/ , , , CO, . , , CO , .

     

Comparative study of single-crystal dehydration of LiCOOH.H2O and Li2SO4·H2O

The kinetics of isothermal dehydration of two crystal hydrates with equivalent water molecule sublattices (LiCOOH.H₂O and LiSO₄.H₂O) was investigated in vacuum with a quartz crystal microbalance, and the dynamics of structural reorganization of the substances was studied by the synchrotron radiation method. Differences were found both in the nucleation stage and in the stage of reaction interface advance. The results indicate that the kinetic behaviour of isothermal decomposition of solids is determined by the structural reorganization of a metastable intermediate.

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Zusammenfassung Die Kinetik der isothermen Entwässerung zweier Kristallhydrate mit gleichartigen Teilgittern der Wassermoleküle wurde untersucht mittels isothermer TG im Vakuum und Synchrotron-Röntgenbeugung. Unterschiede zwischen beiden Materialien werden sowohl in der Keimbildungswie- wei in der Ausbreitungsphase gefunden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kinetik der isothermen Zersetzung fester Stoffe durch die strukturelle Reorganisation eines metastabilen Zwischenprodukts bestimmt wird.

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HCOOLi.H₂O Li₂SO₄.H₂O . , — . , . , .

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The authors would like to thank N. Kosova for experimental assistance.     

Thermal analysis of 1-Hydroxiethylidenediphosphonic acid and its salts

1-Hydroxyethylidenediphosphonic acid and its tetrasubstitutcd Li, Na, K, Rb, NH₄, Ca and Ba salts were synthcsized and their thermal behaviour was studied under non-isothermal conditions by simultaneous TG-DTG-DTA at 20–1000 C. The following thermal transformations were observed: loss of crystallization water, melting in the case of the acid, and intramolecular dehydration in the case of the salts, leading to the corresponding unsaturated derivatives. From the free acid, its acidic salts and the neutral ammonium salt, long-chain polycondensates are formed through intermolecular dehydration.

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Zusammenfassung 1-Hydroxyethyldiphosphonsäure und ihr Li-, Na-, K-, Rb-, NH₄-, Ca- und Ba-Salz wurden dargestellt. Ihr thermisches Verhalten wurde durch simultane TG-DTG-DTA unter nichtisothermen Bedingungen bei 20–1000 C untersucht. Folgende thermische Umwandlungen wurden beobachtet: Verlust von Kristallwasser, Schmelzen (nur bei der freien Säure), intramolekulare Wasserabspaltung (nur bei den Salzen) zu ungesättigten Verbindungen. Die freie Säure, die sauren Salze und das neutrale Ammoniumsalz bilden unter intermolekularer Wasserabspaltung langkettige Polykondensate.

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Use of microwaves in thermal analysis

Introduction of microwaves in thermal analysis techniques may solve gradient problems and enlarge the investigation possibilities of thermal analysis. A microwave power control set up in our laboratory provides the sample with a constant and well defined heating rate. Experimental set used for DTA is described. Differential thermal curves got for some mineral products showing exothermal water departure peaks are compared to conventional DTA curves got for the same materials. Thermodilatometric curves of PVC realized with the same apparatus, under microwave and standard heating, show that transformations appear more clearly than under conventional heating. A transformation which almost is not discernible under conventional heating is clearly evidenced. As transformation temperatures under microwaves appear at lower values in DTA as in thermodilatometry, it looks probable that a part of the absorbed microwave energy enters under an other form than heat.

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Zusammenfassung Die Einführung von Mikrowellen in thermische Analysentechniken kann Gradientenprobleme lösen und die Aussagemöglichkeiten der thermischen Analyse vergrößern. Ein in unserem Laboratorium eingesetzter Mikrowellengenerator ermöglicht die Aufheizung der Probe mit konstanter und gut definierter Geschwindigkeit. Eine zur DTA benutzte Versuchsanordnung wird beschrieben. Die für einige mineralische Substanzen mit exothermen Wasserangabepeak erhaltenen DTA-Kurven werden mit den konventionellen DTA-Kurven der gleichen Materialien verglichen. In mit der gleichen Apparatur aufgenommen thermodilatometrischen Kurven von PVC sind bei Anwendung der Mikrowellenheizung Umwandlungen klarer zu erkennen als bei der herkömmlichen Verfahrensweise. Eine bei konventionellen Aufheizen meist nicht erkennbare Umwandlung wird klar nachgewiesen. Da bei Mikrowellenheizung die Umwandlungstemperatur bei DTA-Versuchen niedriger als bei thermodilatometrischen Experimenten liegen, erscheint es als wahrscheinlich, daß ein Teil der absorbierten Mikrowellenenergie in einer anderen Form als in der von Wärme aufgenommen wird.

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Infrared studies of CO2(CO)8 adsorption on zeolites Y

Co₂(CO)₈ sublimed onto the surface of HY, CeY, CoY and two dealuminated forms of NaY zeolite is converted at room temperature to Co₄(CO)₁₂ and other surfacebound cobalt carbonyl species. The reaction proceeds in a different way on each of the above zeolites, depending also on their pretreatment.

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Co₂(CO)₈, HY, CeY, CoY NaY, Co₄(CO)₁₂ - . - .

     

Thermal desorption of atmospheric organic pollutants enriched on charcoal

A technique of thermal vacuum desorption of charcoal, used in passive dosimeters to enrich organic pollutants of toxicological importance, is described. It combines the advantages of the classic procedure of using highly active charcoal followed by solvent desorption and the environmental one-step procedure of analyzing the whole thermally desorbed sample. For pollutants such as trichloroethylene, tetrachloroethylene, ether, benzene and ethanol, the recovery and reproducibility are satisfactory. The unexpected decomposition of halothane and ethylacetate at higher temperatures is caused by the catalytic activity of the charcoal, but this can be tolerated under constant operating conditions.

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Zusammenfassung Eine Methode zum Anreichem toxikologisch bedeutender organischer Luftverunreinigungen durch thermische Vakuumdesorption von Aktivkohle nach dem Einsatz in passiven Dosimetern wird beschrieben. Die Methode kombiniert die Vorteile der klassischen Prozedur unter Verwendung hochaktiver Kohle mit nachfolgender Desorption durch Lösungsmittel einerseits mit denen der Umwelt-Analyse der gesamten desorbierten Probe in einem Schritt andererseits. Für Luftverunreinigungen wie Trichlorethylen, Tetrachlorethylen, Ether, Benzen und Ethanol werden ausreichende Wiedergewinnung und Reproduzierbarkeit ermittelt. Die unerwartete Zersetzung von Halothan und Ethylacetat bei höheren Temperaturen wird auf die katalytische Wirkung der Aktivkohle zurückgeführt. Sie kann unter konstanten Versuchsbedingungen jedoch toleriert werden.

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Thermal decomposition of Y,La and light lanthanide complexes of hippuric acid

The conditions of thermal decomposition of the hippurates of Y, La and the light lanthanides from Ce(III) to Gd have been studied. When heated, the Y, Ce(III), Pr and Gd complexes decomposed in two stages, those of La, Sm and Eu in three stages, and that of Nd in four stages, the oxides finally being formed. The complexes lost crystallization water to form anhydrous (Nd) or hydrated salts, and then decomposed to oxides directly (Y, Ce(III), Pr(III) and Gd) or with intermediate formation of Ln₂O₂CO₃ (La, Nd, Sm and Eu). The temperature of oxide formation varied periodically with the ionic potential in the lanthanide series.

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Zusammenfassung Die Bedingungen der thermischen Zersetzung der Hippurate von Y, La und der leichten Lanthanide von Ce(III) bis Gd wurden untersucht. Beim Aufheizen zersetzen sich die Komplexe von Y, Ce(III), Pr und Gd in zwei Schritten, die von Sm und Eu in drei Schritten und der von Nd in vier Schritten zu den Oxiden. Die Komplexe verlieren Kristallwasser unter Bildung wasserfreier (Nd) oder hydratisierter Salze und zersetzen sich dann direkt (Y, Ce(III), Pr(III), Gd) oder über Ln₂O₂CO₃ (Ln, Nd, Sm, Eu) zu den Oxiden. Die Temperatur der Oxidbildung verändert sich periodisch mit abnehmenden Ionenpotential in der Lanthanidenreihe.

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, . , , , , — , — , . , , (, , ) Ln₂O₂CO₃ (, , ). .