Gradient systems are cross-catalytic

If the kinetic differential equation of a chemical mechanism is a gradient system, the mechanism is essentially cross-catalytic. Consequently, rather few conservative (in the Horn-Jackson sense) mechanisms have a kinetic differential equation of the gradient type. Relations with thermodynamics are only briefly mentioned.

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, , , . ( -) . .

     

Influence of pressure reduction on the shapes of thermoanalytical curves of red muds

The effect of reduction of pressure on the shapes of the TG, DTG and DTA curves and the mass-spectra of hydroxide and carbonate phases was investigated in some typical Hungarian red muds. The pressure change caused different decomposition rates of the phases and resulted in better separation of the overlapping thermal curves; this led to advantages as regards phase analysis. For phase analysis the red muds were extracted with water, and the extracts and solid residues were identified by IR- and X-ray methods.

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Zusammenfassung Die Wirkung der Druckänderung auf die Form der TG-, DTG- und DTA-Kurven, sowie der MS-Spektra der Hydroxid- und Carbonatphasen in einigen typischen ungarischen Rotschlamm-Sorten wurde geprüft. Die Druckänderung verursachte verschiedene Zersetzungsgeschwindigkeiten der Phasen, führte zur besseren Auftrennung der sich überlappenden thermischen Kurven, und war ausserdem auch hinsichtlich der Phasenanalyse vom Vorteil. Zur Phasenanalyse wurden die Rotschlämme mit Wasser extrahiert und die Extrakte und festen Rückstände mittels IR- und Röntgenmethoden identifiziert.

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Résumé On a étudié dans quelques espèces typiques de boues rouges de Hongrie l'effet des variations de pression sur la forme des courbes TG, TGD et ATD ainsi que les spectres de masse des phases hydroxyde et carbonate. La variation de la pression entraîne des vitesses de décomposition différentes. Il en résulte une meilleure séparation des phénomènes dans le cas où ceux-ci se chevauchent ainsi que des avantages du point de vue de l'analyse des phases. L'analyse des phases présentes dans les boues rouges a été effectuée par extraction à l'eau. Les extraits et les résidus solides ont été identifiés par spectrométrie infrarouge et par diffraction des rayons X.

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, - . , , . .

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Paper presented at the Scientific Session on Thermal Analysis held at Balatonfüred, Hungary, on 14–16 October 1976.     

IR and thermal studies on lithium oxomolybdenum(VI) oxalate

A new molybdenum(VI) complex, Li₂[Mo₂O₆(C₂O₄)] · 2 H₂O (LMO), was prepared and characterized by chemical analysis and IR spectral studies. Its thermal decomposition was studied by using TG and DTA techniques. LMO loses its two moles of water between 75 and 170° to give the anhydrous product, which decomposes in three stages between 240 and 380°. The first two stages occur in the temperature ranges 240–280° and 280–305°, to give intermediates with the tentative compositions Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] and Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)], respectively. In the third stage, which extends up to 380°, Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)] decomposes to give the end-product, Li₂Mo₂O₇.

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Zusammenfassung Ein neuer Molybdän(VI)-Komplex der Formel Li₂[Mo₂O₆(C₂O₄)] · 2 H₂O (LMO) wurde dargestellt und durch chemische Analyse und IR-spektroskopisch charakterisiert. Die thermische Zersetzung dieses Komplexes wurde mittels TG und DTA untersucht. LMO verliert die zwei Wassermoleküle zwischen 75 und 170° unter Bildung des wasserfreien Produktes, das zwischen 240 und 380° in drei Stufen zersetzt wird. Die in den Temperaturbereich von 240–280° und 280–305° verlaufenden ersten zwei Reaktionsschritte ergeben Intermediäre der tentativen Zusammensetzung Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] bzw. Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)]. In dem sich bis 380° erstreckenden dritten Reaktionsschritt wird Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)] unter Bildung des Endproduktes Li₂Mo₂O₇ zersetzt.

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Li₂[MO₂O₆(C₂O₄] · 2 ₂ . . - 70–170° , , 240–380°. 240–280° 280–305° - Li₆[Mo₆O₁₉(C₂O₄)₂] Li₆[Mo₆O₂₀(C₂O₄)]. - 380° Li₂Mo₂O₇.

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The authors are grateful to Prof. S. N. Tandon, Head of the Chemistry Department, for providing the research facilities.     

Comparative kinetic and thermodynamic study on the chlorination of V2O5 with CCl4, COCl2 and Cl2

The chlorination kinetics of pure vanadia was studied via isothermal thermogravimetric measurements, with CCl₄, CoCl₂ and Cl₂ as chlorinating agents. At temperatures where chemical control was predominant, apparent activation energies of 77, 48 and 126 kJ: mol^–1 were obtained for chlorination by CCl₄, COCl₄ and Cl₂, respectively. For interpretation of the conversion vs. time curves in the whole conversion range, a non-uniform particle size distribution was assumed, where the reacting solid phase was considered to be composed of thin plates of different thicknesses. With this model, a fairly good correspondence was obtained between the measured and calculated kinetic curves. Selected thermodynamic calculation data on the V₂O₅ + CCl₄, V₂O₅ + COCl₂ and V₂O₅ + Cl₂ systems are presented.

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Zusammenfassung Mittels isothermen Thermogravimetriemessungen wurde die Kinetik der Chlorierung von reinem Vanadiumoxid mit CCl₄, COCl₂ und Cl₂ als Chlorierungsmittel untersucht. Bei Temperaturen mit vorherrschender chemischer Kontrolle wurde für die Chlorierung mit CCl₄, COCl₂ bzw. Cl₂ Bruttoaktivierungsenergien von 77, 48 bzw. 126 kJ/mol erhalten. Zur Interpretation der Konversion-Zeit-Diagramme im gesamten Conversionsbereich wurde eine nichteinheitliche Teilchengrösseverteilung angenommen, namentlich den Bestand der reagierenden Festphase aus dünnen Plättchen unterschiedlicher Dicke. Mit diesem Modell konnte eine recht gute Übereinstimmung zwischen errechneten und ermittelten kinetischen Kurven erhalten werden. Einige thermodynamische Rechenbeispiele für die Systeme V₂O₅ + CCl₄, V₂O₅ + COCl₂ und V₂O₅+Cl₂ wurden gegeben.

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, l₄, l₂ l₂. , l₄, l₂ l₂, 77, 48 126 ·^–1. — , . , . - . V₂O₅+CCl₄, V₂O₅+COCl₂ V₂O₅+Cl₂.

     

Kinetics of isotope exchange of dioxygen with a powdered high-temperature superconducting material Ba2YCu3O7?x

It has been found that the rate of isotope exchange in Ba₂YCu₃O_7–x–O₂ system is high. Its kinetics is exponential, first order with respect to dioxygen and the exchange is of the mixed first/third type.

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Ba₂YCu₃O_7–x–O₂ . -, -, - .

     

Developpement de la methode thermique de mesure de la tension superficielle liquide-solide

A thermal method connects the solid-liquid surface tension/s of a substance to its triple point temperature depression. Here a practical process for application of this method is described. A previous determination of the thickness of the condensate layer which does not freeze near the wall of the porous material is no longer necessary. The process is applied to some organic substances and to a metal (indium).

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Zusammenfassung Eine thermische Methode ermöglicht die Oberflächenspannung/s einer Substanz mit der Erniedrigung der Tripelpunkttemperatur in Bezug zu bringen. Eine vorangehende Bestimmung der Dicke der Kondensatschicht, deren Aggregatzustand sich bei Kontakt mit dem porösen Material nicht ändert, ist überflüssig. Die Methode wird auf einige organische Verbindungen und ein Metall (Indium) angewandt.

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, _.,. — . , , . .

     

Thermal decomposition of tetraamineplatinum(II) chloride by simultaneous TG/DTG/DTA/MS and direct insertion probe mass spectrometry

Simultaneous thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG), differential thermal analysis (DTA), and evolved gas analysis (EGA) by mass spectrometry (MS) have been used to determine the decomposition path for tetraamineplatinum(II) chloride and cis- and trans-diamineplatinum(II) chloride. Unequivocal identification of the evolved gases was done by direct insertion probe mass spectrometry.The thermal decomposition of (NH₃)₄PtCl₂ occurred in two steps. The first was endothermic loss of two moles of ammonia producing a mixture of cis- and trans-diaamineplatinum(II) chloride. The second step was decomposition of the diamine complex to metallic Pt and N₂, HCl, and NH₄Cl. Reduction of Pt(II) to metallic Pt was coupled with oxidation of ammonia to molecular nitrogen and protons.

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Zusammenfassung Simultane Thermogravimetrie (TG), derivative Thermogravimetrie (DTG), Differentialthermoanalyse (DTA) und Analyse der entwickelten Gase (EGA) durch Massenspektrometrie (MS) wurden zur Bestimmung des Reaktionsverlaufs bei Zersetzung von Tetraminplatin(II)-chlorid sowie cis- und trans-Diaminplatin(II)-chlorid herangezogen. Die eindeutige Identifizierung der entwickelten Gase erfolgte durch Massenspektrometrie mit direkter Probeneinführung. Die thermische Zersetzung von (NH₃)₄PtCl₂ erfolgt in zwei Schritten. Der erste ist die endotherme Abspaltung von zwei Mol Ammoniak unter Bildung eines Gemisches von cis- und trans-Diamin-platin(II)-chlorid. Der zweite Schritt ist die Zersetzung des Diaminkomplexes zu metallischem Pt, H₂, HCl und NH₄Cl. Die Reduktion von Pt(II) zu metallischem Pt ist mit der Oxydation von Ammoniak zu molekularem Stickstoff und Protonen gekoppelt.

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-, -, -, - - (II) - (II) . (II). -. (NH₃)₄PtCl₂ . - -(NHN₃)₂PtCl₂. , , . .

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The technical assistance of G. J. Dechert is gratefully acknowledged.     

The consistency of repeated H2?O2 titration cycles on supported Pt catalysts

H₂ and O₂ uptakes at 296 K on a Pt/Al₂O₃ catalyst remained constant during repeated H₂–O₂ titration cycles conducted in a high vacuum adsorption system. Previously reported variations in these uptakes are attributed to adsorption of contaminants during desorption conditions. Also, it was found that nearly 40% of the H₂ adsorbed could be removed by degassing at 296 K for 1 hr.

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H₂ O₂ 296 Pt/Al/₂O₃ H₂–O₂, . . , 40% H₂ 1 296 .

     

Isomerization, dehydrogenation and cracking of methylcyclohexane over HNaY zeolites

On HNaY zeolites the fractions of acid sites which are active for cracking, isomerization and dehydrogenation of methylcyclohexane do not increase linearly with increasing degree of exchange. Isomerization and dehydrogenation seem to involve a similar activated complex, while cracking proceeds through a different one and requires stronger acid sites. Activation energies are independent of exchange degree.

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HNaY, , . , . .

     

Transverse photothermal deflection spectroscopy (PDS) applied to thermal diffusiyity measurements

Transverse photothermal deflection spectroscopy(PDS) is applied for the determination of thermal diffusivities of solid surfaces. The theory of PDS is briefly recalled and some approximated analytical formulae concerning the transverse configuration are derived. In materials where the thermal diffusivity is smaller than that of the air, the dependence of the deflection angle on the displacement between pump and probe beams is shown to have a minimum that relates to the thermal diffusivity, thereby allowing its straightforward measurement. Measurements carried out on Al₂O₃ samples with different porosities at room temperature show a good agreement between experiment and theory.

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Zusammenfassung Die transverse photothermische Reflektionsspektroskopie (PDS) wird zur Bestimmung der thermischen Diffusivität von festen Oberflächen herangezogen. Die Theorie der PDS wird kurz dargelegt und einige sich auf die transverse Konfiguration beziehenden analytischen Näherungsgleichungen abgeleitet. Es wird gezeigt, daß bei Materialien mit kleinerer thermischer Diffusivität als Luft die Abhängigkeit des Deflektionswinkels von der Ablenkung zwischen Pumpen- und Probenstrahl ein Minimum aufweist, das mit der thermischen Diffusivität im Zusammenhang steht und somit deren zuverlässige Messung ermöglicht. An Al₂O₃-Proben unterschiedlicher Porosität bei Raumtemperatur ausgeführte Messungen zeigen gute Übereinstimmung von Experiment und Theorie.

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. , . , , , , . , , .

     

Routes of catalytic oxidation of o-xylene to phthalic anhydride

Relative reactivity of o-xylene, o-tolualdehyde, phthalide, and phthalane and the rate of phthalic anhydride formation from them have been determined. The main route of o-xylene oxidation to phthalic anhydride is due to the o-arrangement of methyl groups, proceeding through bicyclic products, such as dihydrobenzofuran (phthalane) and 3,4-benzofuran.

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-, - , , . - - : () 3,4-.

     

The use of thermal analysis methods in assessing the quality of high alumina cement concrete

High alumina cement (HAC) concrete undergoes with ageing a change in mineral constitution known as conversion which may be accompanied by a loss in strength. The amount by which this change in composition has gone, measured by the ratio of CaO·Al₂O₃·10 H₂O to Al₂O₃·3 H₂O is known as the degree of conversion (D _c ). The faster the conversion goes the greater the loss in strength.

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Zusammenfassung Beim Altern von Zement mit hohem Aluminiumoxidgehalt (HAC) treten Änderungen in der Mineralienkonstitution auf. Diese als Konversion bekannte Erscheinung kann mit Festigkeitsverlusten verbunden sein. Der Umfang dieser Veränderungen der Zusammensetzung wird an dem Verhältnis von CaO·Al₂O₃·10 H₂O zu Al₂O₃·3 H₂O gemessen und Konversionsgrad (D _c ) genannt. Je schneller die Konversion, umso grösser die Verluste an Festigkeit.

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Résumé Le béton à haute teneur en alumine subit, au cours du vieillissement, un changement de constitution minérale. Ce phénomène, connu sous le nom de conversion, peut être accompagné d'une perte de résistance. La définition quantitative de ce changement, mesurée par le rapport CaO·Al₂O₃·10 H₂O/Al₂O₃·3 H₂O, est connue sous le nom de degré de conversion (D _c ). Plus la conversion est rapide, plus les pertes de résistance sont notables.

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, , . , , ·l₂₃· 10₂ l₂₃·₂, (_c). .

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The work described has been carried out as part of the research programme of the Building Research Establishment of the Department of the Environment and this paper is published by permission of the Director.     

Thermal properties of the clathrate compounds of binary cyanides

The stoichiometry of thermal decomposition of a particular group of clathrate compounds, of the type Cd(en)Pd(CN)₄·2G, with the same coordination component but different clathrate-enclosed components, was investigated. Irrespective of the experimental conditions, the liberation of the enclosed component G always proceeded in one step. Thermal investigation of the decomposition stoichiometry under identical experimental conditions showed that the temperature intervals in which the enclosed components are given off shift to lower temperatures in the order C₆H₅OH=> C₆H₆ > > C₄H₅N > C₄H₄S. Diffraction measurements indicated a considerable change in the structures of the original clathrate compounds after thermal release of the enclosed componentG.

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Zusammenfassung Die Stöchiometrie der thermischen Zersetzung einer bestimmten Gruppe von Klathratverbindungen vom Typ Cd(en)Pd(CN)₄·2G mit der gleichen Koordinationskomponente und verschiedenen Klathrat-Einschlußkomponenten wurde in dieser Studie untersucht. Ungeachtet der Versuchsbedingungen vollzieht sich die Freisetzung der eingeschlossenen KomponenteG stets in einer Stufe. Die unter gleichen Versuchsbedingungen durchgeführte thermische Untersuchung der Zersetzungsstöchiometrie zeigte, daß die Temperaturbereiche, in denen die eingeschlossenen Komponenten freigesetzt werden in der Reihenfolge C₆H₅OH > C₆H₆ > C₄H₅N > C₄H₄S in Richtung der niedrigeren Temperaturwerte verschoben werden. Die Diffraktionsmessungen weisen darauf hin, daß eine beträchtliche Änderung der Struktur der ursprünglichen Klathratverbindung nach thermischer Freisetzung der eingeschlossenen KomponenteG sichtbar wird.

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Résumé Dans cette étude on a établi la stoechiométrie de la décomposition thermique d'un groupe particulier de clathrates du type Cd(en)Pd(CN)₄·2G, avec le même composant de coordination et différents composants occlus. Indépendamment des conditions d'expériences, la libération du composant occlusG s'effectue toujours en une étape. L'étude thermique de la stoechiométrie de la décomposition effectuée dans les mêmes conditions d'expériences, a montré que les intervalles des températures dans lesquels les composants occlus sont libérés, se déplacent vers les températures plus faibles dans l'ordre suivant: C₆H₅OH > C₆H₆ > > C₄H₅N > C₄H₄S. Les mesures de diffraction indiquent qu'après la libération thermique du composant occlusG, une variation considérable de la structure initiale des clathrates originaux apparaît.

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Cd(en)Pd(CN)₄. 2G . , G . , , , ] ₆₅>₆₆>C₄H₆N>C₄H₄S. - , G.

     

Quantitative evaluation of Na2Co3 and NaCl content in the clays of the ex-lake of Texcoco (Valley of Mexico) by means of thermogravimetry

The clays of the ex-lake of Texcoco (Valley of Mexico) have a variable content of Na₂CO₃ and NaCl, which are usually evaluated by means of chemical methods. The experimental method presented in this article for the evaluation of these salts is thermogravimetric analysis.

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Zusammenfassung Die Ton-Arten des früheren Sees von Texcoco (Valley of Mexico) haben einen unterschiedlichen Na₂CO₃ und NaCl Gehalt, der gewöhnlich mittels chemischer Methoden ausgewertet wird. Zur Bewertung dieser Salze wird die Thermogravimetrie vorgeschlagen.

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Résumé Les argiles de l'ancien lac de Texcoco (Vallée de Mexico) ont des teneurs variables en Na₂CO₃ et NaCl, qui sont en général évaluées par des méthodes chimiques. Dans cette publication, la méthode expérimentale présentée pour l'évaluation de ces sels est la thermogravimétrie.

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() Na₂CO₃ NaCl, . , , , .

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The authors want to thank the technical advice so kindly given by Mrs. Josefina Acosta de Carretero, Chief of the Analytical Laboratory and Eng., Mr. Anselmo Carretero, Exploitation Manager, both from Sosa Texcoco, S.A.We also want to thank Eng., Marco Antonio Zacaula, from Sosa Texcoco and to Dr. Antonio Campero, from Universidad Metropolitana-Iztapalapa, for their valuable suggestions.     

Conversion of toluene on NiNaY and CeNaY zeolites

Ce–Y and Ni–Y zeolites were studied in the toluen conversion reaction before and after poisoning the acid centers by Na⁺ ions. It has been found that both Ce–Y and Ni–Y zeolites were active in the disproportionation of toluene at elevated pressures, which occur on strong Brönsted acid centers. The poisoning of the acid centers in Ni–Y zeolite led to the appearance of the activity of metallic Ni and complete change in the selectivity.

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Ce- Ni- Na⁺. , , . Ni- .

     

Acetylene adsorption on a clean iridium surface

The interaction of C₂H₂ with a polycrystalline iridium surface at 140 KT500 K has been studied by AES, XPS and UPS. A model of the bonding between C₂H₂ and Ir by the 1 orbitals of the hydrocarbon is proposed. The more pronounced energy splitting between the orbitals of acetylene during adsorption compared to that in the gas phase is ascribed to deformation of the acetylene molecule.

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C₂H₂ . 140 KT500 K AES, XPS UPS. C₂H₂ Ir 1- . - , , .

     

A study of the surface heterogeneity and catalytic activity of catalysts by means of reaction thermodesorption

Reaction thermodesorption is studied. A generalized wiew is offered regarding the routes along which the transformations take place under the conditions of temperature-programmed desorption.

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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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. , , , , , , , . , , . , .

     

Identifiability classes in reaction kinetics

Some difficulties of eliciting reliable rate constants from experimental data are considered. Different classes of ill-posed estimation problems are given and demonstrated by simple examples.

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