Measurement of the specific heat and heat of decomposition of a polymer composite to high temperatures

The specific heat and heat of decomposition of a glass-filled phenolformaldehyde (phenolic) resin have been determined from experimental data obtained using a simultaneous thermal analyzer capable of operation to 1500 C. The measurements were conducted on powdered samples of the polymer to temperatures of approximately 1050 C at a rate of 20 deg min^–1 in an argon atmosphere. Both the mass loss and energetics were measured for the virgin component of the material, while only the energetics were measured for the char component. The combination of these data was used to calculate the specific heat of the virgin, char, and decomposing material, as well as the heat of decomposition. Also, in order to establish the accuracy of the instrument, the specific heat of pyroceram 9606 was measured and compared to previously published values.

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Zusammenfassung Die spezifische Wärme und die Zersetzungswärme eines glasgefüllten Phenol-Formaldehyd-Harzes wurden aus experimentellen Daten bestimmt, die mittels eines simultanen ThermoanalyseGerätes für Arbeiten bis 1500 C gewonnen wurden. Die Messungen wurden an gepulverten Polymerproben bis zu Temperaturen von 1050 C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20 K min^–1 in Argonatmosphäre durchgeführt. Massenverlust und Energieänderungen wurden für das jungfräuliche Material gemessen, die Energieänderung auch für das verkohlte Material. Zur Prüfung der Messgenauigkeit des Geräts wurde die spezifische Wärmekapazität von Pyroceram 9606 gemessen und mit früher publizierten Daten verglichen.

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, 1500, () . 1050 20/. , — . , , . 9606, .

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On sabbatical leave from the University of Rhode Island, Kingston, Rhode Island 02881 U.S.A.     

Thermal properties of thio-and selenocyanatocopper(II) complexes with bipyridine and phenanthroline

The paper deals with the thermal properties of complex compounds of the general formula CuL₂(NCX)₂ (whereL=bipy or phen,X=S or Se). The phenanthroline complexes exhibit a higher thermal stability than those with bipyridine. For the latter complexes thermal decomposition begins with the release of bipyridine molecules, while for the phenanthroline complexes redox reactions of pseudohalogenide ligands with Cu(II) take place. The redox reactions start at a lower temperature for the selenocyanate complexes than for the thiocyanate complexes.

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Zusammenfassung Vorliegende Arbeit behandelt die thermischen Eigenschaften von Komplexverbindungen der allgemeinen Formel CuL₂(NCX)₂ (mitL=Bipyridin oder Phenanthrolin undX=S oder Se). Die Phenanthrolinkomplexe zeigen eine grössere thermische Stabilität als die Bipyridinkomplexe. Die thermiscne Zersetzung letzterer beginnt mit der Abgabe von Bipyridinmolekülen, während bei den Phenanthrolinkomplexen Redoxreaktionen von Pseudohalogenidliganden·mit Cu(II) stattfinden. Diese Redoxreaktionen beginnen bei den Selenozyanatkomplexen bei niedrigeren Temperaturen als bei den Thiozyanatkomplexen.

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CuL₂(NCX)₂, L= , X= . . , — . - , .

     

Interdependence between the dispersion of a solid decomposition product and its formation rate

In an analysis of the possible mechanism and kinetics of a thermal decomposition reaction with the formation of a solid product, the following features were considered: the collective rearrangement character of the transformation; the formation of a product with a different non-equilibrium defectiveness and free energy; the free energy relationship in the series of processes leading to products with different dispersions; the formation of intermediate structures; and the spinodal character of their decomposition. Relationships are presented between the rate of solid product formation, the process temperature, and the surface area and size of the particles.

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Zusammenfassung In einer Analyse des möglichen Mechanismus und der Kinetik einer unter Bildung eines festen Produktes verlaufenden thermischen Zersetzungsreaktion werden folgende Besonderheiten erörtert: der kollektive Umordnungscharakter der Umwandlung, die Bildung eines Produktes mit unterschiedlicher Nichtgleichgewichts-Gitterstörung und unterschiedlicher freier Energie, die Beziehung der freien Energie in zu Produkten unterschiedlicher DispersitÄt führenden Prozessen, die Bildung intermediÄrer Strukturen und der spinodalen Charakter ihrer Zersetzung. Beziehungen zwischen der Bildungsgeschwindigkeit des festen Produktes, der Temperatur des Prozesses und der OberflÄchengrö\e und Grö\e der Partikel werden angegeben.

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: ; ; , ; . , , .

     

Etude thermoanalytique de conditions de formation du gallate de sodium,II

Résumé L'étude par TG, ATD, analyse chimique et IR du système Na₂O₂/Ga₂O₃ a montré qu'au début du chauffage, sous l'action de la soude, il se formait de l'hydroxogallate qui se transformait en gallate vers 130–150C. Entre 287 et 350, Na₂O₂ et NaOH attaquent conjointement Ga₂O₃. NaGaO₂ obtenu possède des groupements GaO₄. La sensibilité de l'ATD permet de différencier les domaines de réactivité maximale des deux composés sodiques. Audelà de 350, une nouvelle réaction de Na₂O₂ produit principalement du gallate à groupements GaO₆. L'attaque de Ga₂O₃ au cours de ces différentes phases dépend essentiellement de sa variété cristalline.

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Thermogravimetric, differential thermoanalytical and infrared spectroscopic studies of the system Na₂O₂/Ga₂O₃ have shown that in the reaction with sodium hydroxide hydroxogallate is formed, which transforms to gallate in the range of 130 to 150. Between 287 and 350 Na₂O₂ and NaOH attack Ga₂O₃ together, and the NaGaO₂ obtained contains GaO₄ groups. The DTA method permitted to distinguish the ranges of maximum reactivity of the two sodium compounds. Above 350 gallate containing GaO₆ groups is mainly formed in a new reaction of Na₂O₂. The attack of Ga₂O₃ in the course of the different steps depends mainly on its crystal structure.

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Zusammenfassung Thermogravimetrische, differentialthermoanalytische und infrarotspektroskopische Untersuchungen des Systems Na₂O₂/Ga₂O₃ zeigten, daß bei Einwirkung von Natriumhydroxyd Hydroxogallat gebildet wurde, das zwischen 130–150 in Gallat überging. Zwischen 287 und 350 greifen Na₂O₂ und NaOH gemeinsam das Ga₂O₃ an, das erhaltene NaGaO₂ enthält GaO₄ Gruppen. Durch DTA gelang es die Gebiete der maximalen Reaktivität der zwei Natriumverbindungen zu differenzieren. über 350 entsteht durch eine neue Reaktion von Na₂O₂ hauptsächlich Gallat mit GaO₆ Gruppen. Der Aufschluß von Ga₂O₃ hängt während dieser verschiedenen Phasen im wesentlichen von seiner kristallinen Beschaffenheit ab.

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Na₂O₂/Ga₂O₃ , , , 130–150. 287 350 Na₂O₂, NaOH, Ga₂O₃ NaGaO₂ G₄-. . Na₂O₂ 350, , G₆-. G₂₃ .

     

Equilibres solide ⇄ liquide ⇆ vapeur du systeme binaire CoCl2-H2O

Résumé Les équilibres solide liquide vapeur du système binaire CoCl₂-H₂O sont étudiés dans le domaine de température 120–720. La pression de la solution saturée est mesurée entre 1 et 60 atm. et le diagramme de phases est établi.Deux composés intermédiaires: CoCl₂ · 2H₂O et CoCl₂ · H₂O sont observés; ils subissent une décomposition péritectique à 206 et 335.Un tri et un tétrahydrate n'ont pas été obtenus malgré une étude systématique faisant intervenir des mesures d'analyse thermique, de thermogravimétrie et d'ébulliométrie.L'enthalpie et l'entropie de fusion du chlorure de cobalt sont évaluées à partir de la pente de la courbe de liquidus.Les valeurs calculées de l'enthalpie de déshydration de CoCl₂ · 2H₂O et CoCl₂ · H₂O entre 1 et 60 bars sont respectivement de 17 et 16 Kcal. mole^–1.

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Solid liquid vapor equilibria of the binary system CoCl₂-H₂O are investigated in the temperature range 120–720. The pressure of saturated solutions is measured between 1 and 60 atm, and the phase-diagram is established.Two intermediate compounds, CoCl₂ · 2H₂O and CoCl₂ · H₂O, are observed; they undergo peritectic decomposition at 206 and 335.Tri- and tetrahydrate have not been detected in spite of systematic research involving thermal analysis, thermogravimetry and ebulliometry.The enthalpy and entropy of fusion of cobalt chloride are calculated from the slope of the liquidus curve.The calculated enthalpy of dehydration values of CoCl₂ · 2H₂O and CoCl₂ · H₂O between 1 and 60 atm are 17 and 16 Kcal · mole^–1, respectively.

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Zusammenfassung Die Gleichgewichte Festkörper Flüssigkeit Dampf des binären Systems CoCl₂-H₂O wurden im Temperaturbereich von 120 bis 720C untersucht. Der Druck der gesättigten Lösung wurde zwischen 1 und 60 Atm. gemessen und das Phasendiagramm aufgenommen.Zwei Intermediärverbindungen: CoCl₂ · 2H₂O und CoCl₂ · H₂O wurden beobachtet; diese zersetzen sich bei 206 und 335 peritektisch.Ein Tri- und ein Tetrahydrat wurden trotz systematischer Untersuchungen mittels thermoanalytischer, thermogravimetrischer und ebulliometrischer Messung nicht gefunden.Die Enthalpie und Entropie der Kobaltchloridschmelze wurden aus der Steigung der Liquiduskurve ermittelt.Die errechneten Werte der Dehydratierungsenthalpie betrugen für CoCl₂ · 2H ₂ O und CoCl₂ · H₂O zwischen 1 und 60 bar 17 bzw. 16 Kcal₂ mol^–1.

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l₂-₂ 120–720. 1 60 . . CoCl₂. 2₂ l₂ · ₂, 206 335. , , , . . l₂. 2₂ l₂. ₂ 1 60 ., , 17 16 . ^–1.

     

The isoconversional method for determination of energy of activation at constant heating rates

The isoconversional method for the determination of energies of activation from the reciprocal temperature at which a fraction of conversion was reached in experiments at differing constant heating rates is reviewed and amplified. The error introduced into the calculation of activation energy by the use of a linear approximation of the logarithm of the temperature integral is discussed. Methods for the correction of this error are developed and a table of correction factors are given.

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Zusammenfassung Es wird eine Literaturübersicht über die und eine ausführliche Darstellung der Isokonversionsmethode zur Bestimmung von Aktivierungsenergien aus den Reziprokwerten derjenigen Temperaturen gegeben, bei denen ein bestimmter Konversionsgrad in Experimenten mit verschiedener Aufheizgeschwindigkeit erreicht wird. Der in die Berechnung der Aktivierungsenergie durch lineare NÄherung des Logarithmus des Temperaturintegrals eingehende Fehler wird diskutiert. Es werden Methoden zur Korrektur dieses Fehlers entwickelt und Korrekturfaktoren in Tabellenform angegeben.

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, . , . .

     

Kinetic studies on the thermal decomposition of glucose and fructose

The thermal decompositions of glucose and fructose were studied by means of the Derivatograph. From the melting temperature up to 300 these monosaccharides decompose and give brown caramel matter. The TG curves as functions of time were taken at various heating rates (0.5–10/min) by the Derivatograph and the activation energies of the decompositions were determined by Ozawa's method.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Glukose und Fruktose wurde mit Hilfe des Derivatographen studiert. Diese Monosaccharide erleiden von der Schmelztemperatur bis zu 300 C eine Zersetzung und ergeben braune Karamelstoffe. Die verschiedenen Zeitspannen zugeordneten TG-Kurven wurden vom Derivatographen bei verschiedenen Aufheizgeschwindigkeiten (von 0.5C/min bis zu 10C/min) registriert und die Aktivierungsenergie der Zersetzung wurde mittels der Methode von Ozawa bestimmt.

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Résumé On a étudié la décomposition thermique du glucose et du fructose à l'aide du Derivatograph. Ces monosaccharides subissent une décomposition à partir de la température de fusion jusqu' à 300C en donnant des caramels bruns. Les courbes TG ont été enregistrées en fonction du temps avec diverses vitesses de chauffage (de 0.5 C/min jusqu'à 10C/min) et l'énergie d'activation de la décomposition a été déterminée par la méthode d'Ozawa.

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. 300 . ( 0,5/ 10/) .

     

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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. , .

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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.     

The role of binary phase diagrams in separation of stereoisomeric mixtures

Crystallization from the melt was applied to separate components of stereoisomeric mixtures. Binary phase diagrams were determined by DSC and used in the design of the crystallization process. The method is illustrated by the separation of diastereoisomeric (cis-trans) permethrinic acid and by that of the enantiomeric excess and racemic fraction of the Corey-lacton.

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Zusammenfassung Zur Abtrennung von Komponenten aus stereoisomeren Mischungen wurde die Kristallisation aus der Schmelze verwendet. Die binären Schmelzdiagramme wurden mittels DSC untersucht und zur Festlegund der Parameter des Kristallisations-prozesses genutzt. Die Methode wird-erläutert an den Beispielen (1) Trennung der Diastereomeren (cis/trans) Permethrinsäuren, (2) Abtrennung des Enantiomeren-überschusses von racemischem Corey-Lacton.

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. , . (-) .

     

Thermal decomposition of metal polyacrylates

Results of thermal and pyrolysis-GC/MS analyses of Na, Ca and Mg polyacrylates are presented. It was confirmed that the main decomposition reactions of the Na salt take place in the temperature range 420 – 470 and those of the other two polymers in the range 450–490. It was found that the solid residue after decomposition was the metal carbonate or oxide, while the volatile products consisted of H₂, CO, CO₂, saturated and unsaturated hydrocarbons (including cycloolefins and aromatic hydrocarbons) and aliphatic ketones. This suggests that the thermal decomposition of the metal polyacrylates proceeds via side-chain splitting and breaking of the main chain of the polymer, without retropolymerization.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse der Thermo- und Pyrolyse-GC/MS-analysen von Na-, Ca- und Mg-Polyacrylaten werden beschrieben. Es wurde bestÄtigt, dass die Hauptzersetzungsreaktionen des Natriumsalzes im Temperaturbereich von 420 bis 470, jene der anderen zwei Polymeren im Bereich von 450 bis 490 ablaufen. Es wurde nach der Zersetzung ein fester Rückstand von Metallkarbonat oder -oxid gefunden, wÄhrend die flüchtigen Produkte aus N₂, CO, CO₂, gesÄttigten und ungesÄttigten Kohlenwasserstoffen (darunter Zykloolefinen und aromatischen Kohlenwasserstoffen) und aliphatischen Ketonen bestanden. Dies lÄsst darauf schliessen, dass sich die thermische Zersetzung der Metallpolyacrylate über die Abspaltung der Seitenkette und der Spaltung der Hauptkette des Polymers ohne Retropolymerisation vollzieht.

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Résumé On présente les résultats des analyses thermiques et des produits de décomposition pyrolytique par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (GC/MS) des polyacrylates de Na, Ca et Mg. On confirme que la réaction de décomposition principale du sel de sodium a lieu entre 420 et 470 et celle des deux autres polymères entre 450 et 490. On trouve que le résidu solide après décomposition est le carbonate ou l'oxyde du métal, tandis que les produits volatils consistent en N₂, CO, CO₂, en hydrocarbures saturés et non-saturés (y compris les cyclooléfines et hydrocarbures aromatiques) et en cétones aliphatiques. Cela permet de supposer que la décomposition thermique des polyacrylates métalliques s'effectue par coupure de la chaÎne latérale et par rupture de la chaÎne principale du polymère, sans rétropolymérisation.

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-- -- Na, Ca Mg. , 420–470, — 450–490. , . H₂, CO, CO₂, , , . , .

     

On the determination of kinetic parameters through the peak temperature method for differential scanning calorimetry

A critical assessment of the so-called peak temperature methods (originally proposed by Kissinger) is presented. The two ingredients of peak temperature methods, namely, Kissinger's assumption and transformation equations, are considered. First it is argued that Kissinger's assumption although not being valid for DTA holds for DSC. Then it is shown that the only way to use kinetic parameters obtained from non-isothermal experimental data to describe both iso- and anisothermal kinetics is to take the same reaction rate equation for the two kinetics, as previously done by Henderson.

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Zusammenfassung Die ursprünglich von Kissinger vorgeschlagene sog. Peak temperatur-Methode wird einer kritischen überprüfung unterzogen. Die zwei Bestandteile dieser Methode, nÄmlich Kissinger's Annahme und die Transformationsgleichungen werden erörtert. ZunÄchst wird bewiesen, da\ Kissinger's Annahme, obzwar sie nicht für die DTA gültig ist, für die DSC zutrifft. Danach wird gezeigt, da\ die einzige Möglichkeit, von Daten nicht-isothermer Experimente kinetische Parameter zur Beschreibung sowohl einer isothermen als auch einer nicht-isothermen Kinetik zu erhalten, darin besteht, für beide kinetische FÄlle die gleiche Reaktionsgeschwindigkeitsgleichung anzunehmen, wie schon früher Henderson verfahren ist.

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, . : . , , . , , - , , .

     

Kinetic study of the thermally initiated cyclocondensation of some 1,3-dimethyl-4-alkylamino-5-nitrosouracils

The isothermal and non-isothermal DSC method was used to investigate the influence of changes in structure of 1,3-dimethyl-4-alkylamino-5-nitrosouracils on the 8-substituted theophyllines originating in the cyclocondensation reaction. The evaluation of the optimum reaction mechanism obtained on the basis of the corresponding model functions by using the integral method of Coats and Redfern is discussed. Significant differences, depending on the nature of the substituents, were observed in the course of the reaction.

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Zusammenfassung Der Einflu\ von VerÄnderungen in der Struktur von 1,3-Dimethyl-4-alkylamino-5-nitrosouracilen auf die in einer Zyklokondensationsreaktion gebildeten, 8-substituierten Theophylline wurde mittels isothermer und nicht-isothermer DSC untersucht. Die optimalen, basierend auf entsprechenden Modellfunktionen bei Anwendung der Integralmethode von Coats und Redfern erhaltenen Reaktionsmechanismen werden diskutiert. Im Verlaufe der Reaktion wurden signifikante, von der Natur der Substituenten abhÄngende Unterschiede festgestellt.

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1,3--4--5- 8- , . , , - . .

     

Direct calorimetry on free swimming goldfish at different oxygen levels

Heat production and oxygen consumption of groups of fasting, dark acclimated free swimming goldfish were measured at 20C during normoxia and anoxia. For this purpose a special 1 liter flow through microcalorimeter was constructed. It appeared that the normoxic values could be established at any time 2 days after introduction of the fish into the calorimeter, 700 j/h/MW and 1.6 mmoles/h/MW respectively. The normoxic oxycalorific value of 20 kJ/l O₂ indicates the use of a mixed substrate for oxidation. During anoxia, heat production was reduced to 30% of the normoxic level; 200 J/h/MW.

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Zusammenfassung Die Wärmeerzeugung und der Sauerstoffverbrauch von Gruppen fastender, dunkelakklimatisierter freischwimmender Goldfische wurden bei 20C unter normalem Sauerstoffangebot (Normoxie) und in sauerstoff-freiem Wasser (Anoxie) gemessen. Hierfür wurde ein spezielles 1-Liter-Durchfluss-Mikrokalorimeter konstruiert. Anscheinend werden die Werte bei Normoxie (700 J h^–1/ Stoffwechselgewicht bzw. 1.6 mmol h^–1/Stoffwechselgewicht) zu jeder Zeit später als 2 Tage nach dem Einsetzen der Fische in das Kalorimeter eingestellt. Der oxykalorische Wert von 20 kJ/l O₂ deutet auf den Einsatz eines Substratgemisches bei der Oxidation unter Normoxie. Bei Anoxie vermindert sich die Wärmeerzeugung auf 30% des Wertes bei Normoxie: 200 J h^–1/Stoffwechselgewicht.

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20 . . , , , , , 700 ·^–1·MB^–1 1,6 · ^–1·B^–1. , 20 /1 ₂, . 30% 200 ·^–1·MB^–1.

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The investigations were supported by the Foundation for Fundamental Biological Research (BION), which is subsidized by the Netherlands Organization for the Advancement of Pure Research (ZWO).     

Methanol formation on Cu/ZnO catalysts,measured by High Pressure DSC

The activity of copper containing catalysts for the formation of methanol from CO and H₂ is investigated with High Pressure DSC. The activity is measured at 40 atm. and 230 C. The DSC signal has been calibrated with melting experiments with tin under reaction conditions. Comparison with flow reactor measurements shows a good relation with the DSC experiments.

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Zusammenfassung Die Aktivität kupferhaltiger Katalysatoren bei der Bildung von Methanol aus CO und H₂ wurde mittels Hochdruck-DSC untersucht. Sie wurde bei 40 bar und 230 C gemessen.Die Eichung des DSC-Signals erfolgt mittels Schmelzen von Zinn unter Reaktionsbedingungen. Ein Vergleich mit Messungen im Strömungsreaktor zeigte eine gute Korrelation mit den DSC-Ergebnissen.

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- , . 40 230. . .

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We express our thanks to Dr. E. C. Kruissink and Drs. W. Glasz for delivery of the catalysts and measurement of the reactor activities.     

The determination of hydrazobenzene by the die method with hydrogen peroxide catalyzed with vanadium

Hydrazobenzene cannot be oxidized to azobenzene with hydrogen peroxide in ethanol-containing medium. Vanadium(V) ions catalyze the oxidation; in their presence the reaction takes place rapidly. A thermometric (DIE) method was developed for the determination of hydrazobenzene, based on the oxidation reaction with hydrogen peroxide catalyzed by vanadium(V). The reaction is initiated by the addition of the solution of the catalyst, which is applied in small amount (100l). Thus, the application of the immersion pipette is not necessary. The standard deviation of the determination is ±0.42 mg hydrazobenzene in 50 ml ethanol.

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Zusammenfassung Hydrazobenzol kann in Äthanolhaltigem Medium mit Wasserstoffperoxid nicht zu Azobenzol oxidiert werden. Vanadium(V)-ionen katalysierten die Oxidation, in ihrer Gegenwart vollzieht sich die Reaktion rasch. Der Autor entwickelt eine thermometrische (DIE) Methode zur Bestimmung von Hydrazobenzol, die auf der durch Vanadium(V)-katalysierten Oxidationsreaktion mit Wasserstoffperoxid beruht. Die Reaktion wird durch Zugabe der in kleinen Mengen (1001) angewandten Katalysatorlösung ausgelöst. Dadurch erübrigt sich der Einsatz von Immersionspipetten. Die Standardabweichung betrÄgt ± 0.42 mg Hydrazobenzol in 50 ml Äthanol.

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Résumé L'hydrazobenzène ne peut pas Être oxydé par l'eau oxygénée dans un milieu contenant de l'éthanol. Les ions vanadium(V) catalysent l'oxydation et la réaction a Heu à grande vitesse en leur présence. Les auteurs ont développé une méthode thermométrique (DIE) afin d'effectuer le dosage de l'hydrazobenzène. Cette méthode repose sur la réaction d'oxydation par l'eau oxygénée en présence de vanadium(V) comme catalyseur. La réaction est initiée par addition de la solution du catalyseur utilisée en faible quantité (100l). Ainsi, l'emploi d'une pipette d'immersion n'est pas nécessaire. L'écart-type du dosage est ±0.42 mg d'hydrazobenzène dans 50 ml d'éthanol.

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. (V) . () , , (V). (100l) . . ±0.42 50 .

     

Investigation of concrete additives by evolved gas analysis

An evolved gas analysis method measuring the organic gases and vapours was applied in the investigation of concrete additives. Several commercial superplasticizers and solid cement mortars containing one of them in different concentrations were measured. EGA curves offer some information for the identification of additives, however, the thermal behaviour of the additives in the substantial form and in the mortar is different. The area under the EGA curve and characteristic intensities of the signal may be applied in the quantitative determination of the additives in cement mortars.

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Zusammenfassung Eine thermo-gasanalytische (EGA-) Methode zur Messung organischer Gase und Dämpfe wurde zur Untersuchung von Betonzusätzen verwendet. Einige kommerzielle Superverflüssiger sowie erhärtete Zementmörtel, die einen derselben in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten, wurden untersucht. Die EGA-Kurven bieten einige Informationen zum Nachweis der Zusätze, deren Verhalten in substanzieller Form und im Mörtel jedoch differiert. Die Fläche unter dem EGA-Effekt und charakteristische Intensitäten des EGA-Signals können zur quantitativen Bestimmung der Zusätze im erhärteten Zement genutzt werden.

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- (). , . . , . .

     

Computer kinetic analysis of simultaneously obtained TG and DTG curves

The computer kinetic analysis of simultaneously obtained TG and DTG curves of CaCO₃ decomposition has been carried out. Ten different kinetic equations have been tested to decide the mechanism which drives the reaction. Either a two-thirds kinetic equation (phase boundary process) or a Jander equation (diffusion process) satisfactorily describe the kinetic data of both decomposition curves. From these results we conclude there is no chance of differentiating between these two mechanisms by only the kinetic analysis of TG and DTG curves separately.A better approach to the problem is possible if the kinetic analysis is performed on simultaneous TG and DTG curves, together with an isothermal one. This procedure might be a valid way to establish the mechanisms of thermal decomposition reactions by means of kinetic methods without additional information.

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Zusammenfassung Es wurde die kinetische Analyse simultan erhaltener TG- und DTG-Kurven der Zersetzung von CaCO₃ mittels Computer durchgeführt. Zehn verschiedene kinetische Gleichungen wurden zur Ermittlung des reaktionssteuernden Mechanismus erprobt. Die kinetischen Daten beider Zersetzungskurven können entweder durch eine Zwei-Drittel kinetische Gleichung (Phasen-Grenzflächenprozess) oder eine Jander-Gleichung (Diffusionsprozess) befriedigend beschrieben werden. Aus diesen Ergebnissen wird gefolgert, dass keine Möglichkeit besteht diese beiden Mechanismen ausschliesslich durch die kinetische Analyse der TG- und DTG-Kurven von einander zu unterscheiden. Eine bessere Annäherung an das Problem ist durch die kinetische Analyse simultaner TG- und DTG-Kurven gemeinsam mit einer isothermen Kurve möglich. Dieser Vorgang erscheint als ein möglicher Weg zur Unterscheidung der Mechanismen thermischer Zetsetzungsreaktionen an Hand kinetischer Methoden ohne Zusatzliche Information.

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Résumé L'analyse cinétique des courbes TG et TGD obtenues simultanément lors de la décomposition de CaCO₃ a été effectuée à l'aide d'un ordinateur. Dix équations cinétiques différentes ont été examinées pour établir le mécanisme moteur de la réaction. L'équation cinétique de type 2/3 (processus d'interface) ou l'équation de Jander (processus de diffusion) décrivent toutes deux de maniÊre satisfaisante les données cinétiques déduites des courbes TG et TGD. De ces résultats on conclut qu'il n'est pas possible de distinguer ces deux mécanismes en s'appuyant exclusivement sur l'analyse cinétique des courbes TG et TGD.Une meilleure approche du problÊme est possible si l'on effectue l'analyse cinétique des courbes TG et TGD simultanées en mÊme temps que celle d'une courbe isotherme. Ce procédé peut Être un bon moyen pour élucider le mécanisme des réactions de décomposition thermique à l'aide de méthodes cinétiques, sans informations supplémentaires.

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. . - ( ), ( ). . - . .

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The authors' thanks are due to Dr. Delia Balbontin for her assistence with the computer, and Dr. I. Carrizosa for his helpful discussions.     

The thermal decompositions of some transition metal acrylates and polyacrylates

The thermal behaviours of zinc, cobalt, nickel and copper acrylates and their polymers were investigated. It was found that the decompositions of these compounds are complex processes. The main decomposition of the monomer was preceded by thermal polymerization. The thermal effect of this reaction was greater for zinc acrylate than for the other salts. The reaction orders and activation energies of decomposition of the monomers and the polymers were calculated and the differences discussed.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten der Acrylate von Zink, Kobalt, Nickel und Kupfer und das der entsprechenden Polymere wurde untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Zersetzung dieser Verbindungen komplexe Prozesse sind.Der Zersetzung der Monomeren ging eine thermische Polymerisation voraus. Der thermische Effekt dieser Reaktion war im Falle des Zinkacrylats grösser als bei den anderen Salzen. Die Reaktionsordnungen und Aktivierungsenergien der Zersetzung der Monomeren und Polymeren wurden berechnet und die Unterschiede diskutiert.

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, , , . , . . , . .

     

Linear free energy relations in solid state reactions II

Kinetics of the reaction between solid cobalt(II) acetate and solid substituted aniline hydrochlorides have been studied by thermal analysis. All the reactions go to completion. The crystalline products were characterized by physico-chemical methods. The energy of activation is 83.4,44.2,64.2,100.9,79.8,99.9, 135.9 and 168.7 kJ mol^–1for the reactions of aniline, 3- and 4-chloro-, 4-iodo-, 4-bromo-, 4-fluoro-, 4-methyl- and 4-methoxy aniline hydrochlorides with cobalt acetate. A plot of energy of activation against Hammett's constant is linear with a slope of –169.9 kJ mol^–1. A comparison between the reactivity of these reactions by the capillary and the thermal methods has been done.

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Zusammenfassung Mittels Thermoanalyse wurde die Kinetik der Festkörperreaktion zwischen Kobalt(II)azetat und substituierten Anilinhydrochloriden untersucht. Alle Reaktionen laufen vollständig ab. Die kristallinen Produkte wurden mittels physikalisch-chemischer Methoden charakterisiert. Die Aktivierungsenergie der Reaktion von Kobalt(II)azetat mit Anilin, 3- und 4-Chlor-, 4-Jod-,4-Brom-, 4-Fluor-, 4-Methoxy- und 4-Methylanilin beträgt 83.4,44.2,64.2,100.9,79.8,99.9,168.7 bzw. 135.9 kJ/mol. Bei der Darstellung der Aktivierungsenergie in Abhängigkeit von der Hammettkonstante konnte Linearität mit einem Anstieg von – 169.9 kJ/mol festgestellt werden. Die Reaktivität dieser Reaktionen wurde mittels Kapillar- und thermischen Verfahrens verglichen.

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. . - . , 3- 4--, 4--, 4--, 4--, 4- - 4- , , 83,4; 44,2; 64,2; 100,9; 79,8; 99,9; 135,9 168,7 ·^–1. - –169,9 ·^–1. , .