High temperature thermal decomposition of propane

The thermal decomposition of propane has been studied by pulse chromatographic method within the temperature range of 975–1083 K. The kinetic parameters of the reaction have been determined.

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- 975–1083 . .

     

Synthesis of dimethyl sulfide in the presence of zeolites

In the presence of zeolites, dimethyl sulfide is produced either through CH₃OH interaction with H₂S or via CH₃SH decomposition. In accordance with their activities, in both reactions, zeolites arrange in the same sequence: HZSMHNaY>NaXNaY. Realization of the reaction CH₃OH+H₂S is more difficult compared to methanethiol decomposition.

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CH₃OH H₂S CH₃SH. : HZSMHNaY>NaXNaY. CH₃OH+H₂S , .

     

Simultaneous TG,DTG, DTA and EGA technique for the determination of carbonate,sulphate, pyrite and organic material in minerals,soils and rocks

A simultaneous TG, DTG, DTA and EGA method was developed for the determination of carbonate, sulphate, pyrite and organic material in minerals. The method is based on the selective direct determination of SO₃ and CO₂ evolved from the heated sample, and on the indirect determination of H₂O. The thermogas-titrimetric adapter of the derivatograph collects the liberated gases (CO₂, SO₃, SO₂) quantitatively, absorbs them in water, and titrates them continuously and automatically with NaOH titrant. The changes in the volume of titrant consumed are recorded as a function of the temperature. In two parallel examinations, one titration is performed at pH 4, and the other at pH 9.3. The former measurement yields only the amount of SO₃ (SO₂), while the latter gives the joint amount of SO₃ (SO₂) and CO₂.

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Zusammenfassung Autoren entwickelten eine Methode zur simultanen TG, DTG, DTA und EGA zur Bestimmung von Karbonaten, Sulfaten Pyrit und organischem Material in Mineralen. Die Methode basiert auf der selektiven direkten Bestimmung des beim Erhitzen der Probe entwickelten SO₃ bzw. CO₂ und der indirekten Bestimmung von Wasser. Die in Freiheit gesetzten Gase (CO₂, SO₃, SO₂) werden im gastitrimetrischen Adapter des Derivatographen gesammelt, in Wasser absorbiert und kontinuierlich und automatisch mit NaOH titriert. Das Volumen der verbrauchten Titrierflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Temperatur registriert. In zwei Parallelversuchen wird eine Titration bei pH 4, die andere bei pH 9.3 ausgeführt. Die erstere Messung ergibt nur die Menge an SO₃ (SO₂), während bei der letzteren die Gesamtmenge an SO₃ (SO₂) und CO₂ erhalten wird.

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, , ( ) , , . SO₃ CO₂, , . - (CO₂, SO₃, SO₂), . ë . : pH=4, - pH=9.3. SO₃(SO₂), — SO₃(SO₂) CO₂.

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The authors thank Prof. E. Pungor for valuable discussions, and Mrs. M. Kiss and Miss I. Fábián for their technical assistance.     

Spectroscopic studies of the state of Cu2+ ions in Cu?Zn?Al oxide catalysts

ESR and electronic spectroscopy have reveled that in low-temperature ZnO the copper ions form Cu–O–Cu type cluster structures with highly covalent bonds and strong exchange interaction between the ions. The nearer environment of the Cu²⁺ ions is an octahedron with distortion towards square planar coordination.

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, ZnO Cu–O–Cu . Cu²⁺- , .

     

Simultaneous DTA and DTG measurements on aluminium oxide monohydroxides

Simultaneous DTA and DTG curves (Mettler TA-2) have been measured for one diaspore and four different boehmites at temperatures up to 750° in a flow of dried argon. The crystallographic structures of the materials were assessed by X-ray diffraction and the degree of clustering of the elementary particles by scanning electron microscopy. To get straight base-lines a calibration curve was used to correct the DTA curves. The usefulness of the correction was established by comparison with DTA curves obtained with a Mettler TA-2000.The diaspore contained occluded water. Expulsion of the water at 300–350° brought about fragmentation of the crystals. The DTA and DTG peaks that correspond to the dehydration to alumina both lie at 560°.There is a noticeable spread in the DTA and DTG peaks for the different boehmites in the temperature range 455–530°. All the DTA peaks lie close to the corresponding DTG peaks. One of the boehmites displayed a double peak (470° and 502°). To trace the origin of the variation in peak temperature, the porous structure of the boehmite having its peak at 530° was varied by ball-milling and by dispersion into water, neither of which markedly affected the crystallographic structure and the crystallite size. Whereas ball-milling did not change the peak temperature much, dispersion into water brought about a transition from a single peak at 530° to a double peak at 450° and 490°. Prolonged storage in air led to a shift of the peaks to 480° and 520°. It is concluded that the porous structure of boehmites can profoundly affect the appearance and the temperature of their dehydration peaks.

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Zusammenfassung Simultane DTA- und DTG-Kurven (Mettler TA-2) wurden für ein Diaspor und vier verschiedene Boehmite bei Temperaturen bis zu 750° in einem Strom von getrocknetem Argon aufgenommen. Die kristallographische Struktur der Substanzen wurde mittels Röntgendiffraktion und der Anhäufungsgrad der Elementarpartikel mittels Raster-Elektronenmikroskopie bestimmt. Um gerade Grundlinien zu erhalten wurde eine Eichkurve zur Korrektur der DTA-Kurven verwendet. Die Nützlichkeit der Korrektur wurde durch Vergleiche der in einem Mettler TA-2000 Gerät erhaltenen DTA-Kurven festgestellt.Der Diaspor enthielt eingeschlossenes Wasser. Das bei 300 bis 350° erfolgte Abspalten des Wassers brachte eine Fragmentierung der Kristalle mit sich. Die DTA- und DTG-Peaks, welche der Dehydratisierung zu Aluminiumoxid entsprechen, liegen beide bei 560°.Im Temperaturbereich von 455 bis 530° läßt sich ein Verbreitern der DTA- und DTG-Peaks der verschiedenen Boehmite wahrnehmen. Einer der Boehmite zeigte einen Doppel-peak (470° und 502°). Um dem Ursprung der Änderungen der Peak-Temperaturen festzustellen wurde die poröse Struktur des Boehmits mit einem Peak bei 530° mit Hilfe einer Kugelmühle und durch Dispersion in Wasser verändert. Keine dieser Behandlungen änderte merklich die kristallographische Struktur und die Kristallgröße. Während das Vermählen in der Kugelmühle die Peak-Temperatur nicht wesentlich änderte, erbrachte die Dispergierung in Wasser einen Übergang von einem einzigen Peak bei 530° zu einem Doppelpeak bei 450 und 490°. Längeres Lagern an der Luft führte zu einer Verschiebung der Peaks nach 480° und 520°. Es wird gefolgert, daß die Porösstruktur von Boehmiten das Erscheinen und die Temperatur ihrer Dehydratisierungspeaks stark beeinflussen kann.

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Résumé Les courbes ATD et TGD d'une diaspore et de quatre boehmites différentes ont été enregistrées simultanément (Mettler TA-2) jusqu'à 750°, sous circulation d'argon desséché. La structure cristallographique de ces composés a été examinée par diffraction des rayons X et le degré de compacité a été évalué par microscopie électronique à balayage. Une courbe d'étalonnage a été utilisée pour corriger les courbes ATD et obtenir des lignes de base droites. L'utilité de cette correction est démontrée en comparant avec les courbes ATD obtenues à l'aide d'un appareil Mettler-TA-2000.La diaspore contenait de l'eau d'inclusion. L'élimination de l'eau à 300–350° a entraîné la fragmentation des cristaux. Les pics ATD et TGD qui correspondent à la déshydratation en oxyde d'aluminium se trouvent tous deux à 560°.Un étalement des pics ATD et TGD est perceptible pour les différentes boehmites dans l'intervalle de température 455–530°. Tous les pics ATD sont proches des pics TGD correspondants. L'une des boehmites a donné un pic double (470 et 502°). Afin de trouver l'origine de la différence de température entre les deux pics, la structure poreuse de la boehmite dont le pic se situait à 530° a été modifiée par traitement dans un broyeur à boulets et par dispersion dans de l'eau; ni l'un ni l'autre de ces deux traitements n'influence de façon apparente la structure cristallographique et la taille des cristaux. Alors que le traitement au broyeur à boulets ne change pas beaucoup la température du pic, la dispersion dans de l'eau fait apparaitre le passage d'un pic unique à 530° à un pic double à 450 et 490°. Le stockage prolongé dans l'air provoque un déplacement des pics à 480 et 520°. On en conclut que la structure poreuse des boehmites peut influer profondément sur l'apparition et la température de leurs pics de déshydratation.

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— ( TA-2) 750° . - , — . . , TA-2000. . 300–350°C, . — , , 560°. - 455–530°. . (470° 502°). , 530°C . . , — 530° — 450° 490°. 480° 520°. , , .

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The authors are indebted to Dr. P. F. Elbers for placing the electron microscopic facilities of the University of Utrecht at their disposal. We especially wish to acknowledge the time and energy spent by Mr. J. Pieters in the preparation of samples and the investigation with the scanning electron microscope. The assistance given by Dr. A. Duisenberg in the measurement of the line-broadening is also gratefully acknowledged.     

State of components in group IV A metal modified nickel catalysts prepared via decomposition of metal complexes

The dispersity and state of components in (M+Ni)/SiO₂ catalysts (M=Ge, Sn, Pb), prepared via the reduction of anchored complexes, have been studied by chemisorption and electron microscopy. High dispersity of metallic particles (6Å) has been revealed. According to Mössbauer spectroscopy, in (Ni+Sn)/SiO₂ catalysts reduced at 873 K, a partial reduction of Sn to the metallic state is observed.

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(M+Ni)/SiO₂ ( M=Ge, Sn, Pb), , , - . 873 ° K (Sn+Ni)/SiO₂ , , , 6 Å.

     

Thermoanalytical studies of substances liberating aggressive gases

A modification to the derivatograph has been designed that allows thermoanalytical investigations of chemical compounds, including sulphides and acids, that evolve aggressive gases such as CO, SO₂, S, etc. during warming. Application of this modification is exemplified by studies on the thermal dehydrogenation of titanium hydride (TiH_1.85) and on the interaction of rhenium disulphide (ReS₂) with concentrated sulphuric acid.

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Zusammenfassung Es wird über die Modifizierung eines Derivatografen berichtet, die die Thermoanalyse von Stoffen ermöglicht, die wie z. B. Sulfide oder Säuren beim Erhitzen aggressive Gase wie z. B. CO, SO₂, S usw. freisetzen. Als Beispiel für die Anwendung dieser Modifizierung dienten Untersuchungen der thermischen Dehydrogenierung von Titanhydrid (TiH_1.85) und des Einwirkens von konzentrierter Schwefelsäure auf Rheniumsulfid (ReS₂).

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, , , , , SO₂, S . . 2- , - (³_1,85) (ReS₂) (H₂SO₄).

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Presented as a poster at ESTAC-4, Jena, GDR, 1987.     

Etude des residus d'evaporation de solutions d'hydrogenocarbonates de calcium et de magnesium

Résumé Des résidus d'évaporation de solutions pures ou mixtes de Ca(HCO₃)₂ et Mg(HCO₃)₂ ont été étudiés par ATD (atmosphère N₂ ou CO₂), ATG, AGE, rayons X et analyse classique. La valeur du rapport atomique Ca/Mg a une influence considérable sur la manifestation des accidents thermiques compris entre 400 et 500°. Pour 1.2 3 est sous forme d'aragonite. Pour Ca/Mg > 1.25, la calcite se substitue progressivement à l'aragonite, mais pas totalement. L'étude se poursuit afin de dégager d'autres conclusions.

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Residues from the evaporation of pure or mixed solutions of Ca(HCO₃)₂ and Mg(HCO₃)₂ were subjected to investigation by DTA (N₂ or CO₂ atmosphere), TG, EGA, X-ray and classical chemical analysis. The Ca/Mg atomic ratio exerted a great effect on EGA and DTA peaks between 400 and 500°. Peak temperatures were the lowest when 1.2 < Ca/Mg < 1.33. When Ca/Mg < 1.25, CaCO₃ exists only as aragonite. When Ca/Mg > 1.25, calcite progressively replaces aragonite, but never entirely. Investigations are continuing.

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Zusammenfassung Die Verdampfungsrückstände reiner Lösungen bzw. Gemische von Ca(HCO₃)₂ und Mg(HCO₃)₂ wurden mittels DTA (in N₂- oder CO₂-Atmosphäre), TGA, EGA, Röntgenstrahlung und klassischer Analyse untersucht. Der Wert des Atomverhältnisses Ca/Mg hat einen bedeutenden Einfluß auf die thermischen Vorgänge zwischen 400° und 500°. Bei 1.2 < Ca/Mg < 1.33 werden die Spitzen in Richtung der niederen Temperaturen verschoben. Bei Ca/Mg < 1.25 befindet sich das CaCO₃ in der Aragonitform. Bei Ca/Mg > 1.25 wird Aragonit fortschreitend, jedoch nicht vollständig durch Calcit ersetzt. Die Versuche werden fortgesetzt, um weitere Aussagen zu ermöglichen.

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, C(₃)₂ Mg (₃)₂, ( N_{2 2}) , , () . Ca/Mg 400–500°. 1.2 < Ca/Mg < 1.33. Ca/Mg < 1,25, ₃ . Ca/Mg > 1.25, , . .

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Nos remerciements vont à Monsieur le Professeur A. Beugnies, pour nous avoir accordé Ja permission d'utiliser son installation de rayons X avec le concours de son personnel spécialisé.     

New models of monooxygenase on the basis of Sn(II) compounds

The data on the selectivity of various C–H bonds and the stereochemical course of the reaction in the known chemical systems simulating monooxygenase, do not agree with the oxenoid mechanism postulated for these reactions, but correspond to the interaction of saturated hydrocarbons with the OH radical intermediate. On the basis of organic compounds of Sn(II) in aprotic media, new systems have been developed which selectively oxidize alkanes to alcohols in the presence of O₂ in the coupled process and display many characteristics of the oxenoid reactions.

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C–H , , , , . (II) , .

     

Alumina as a nickel catalysts support for steam reforming of hydrocarbons

The coking resistance of six alumina supported nickel catalysts in n-butane steam reforming mainly depends on the average size of nickel crystallites. Thus, by using suitable preparative methods, it is possible to produce good, coking resistant nickel catalysts even with Al₂O₃ support.

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Al₂O₃ -, , . . ., , - Al₂O₃.

     

A mechanistic study of cycloaddition of carbon dioxide to propyne over supported Rh4 and Fex Rhy carbonyl cluster derived catalysts

CO₂ undergoes cycloaddition to propyne on a cationic rhodium site with the assistance of O^2–/OH^– of support or iron oxide over Rh₄ and Fex Rhy carbonyl clusterderived catalysts.¹³CO₁₂ labeling and FTIR studies suggest that monodentate carbonate formed on the catalyst surface is most likely a key species to offer an active CO₂ to be converted into a carbonyl intermediate prior to the product 4,6-dimethyl-2-pyrone.

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CO₂ O^2–/OH Rh₄ Fex Rhy. ¹³CO₂ , CO₂ , 4,6--2-.

     

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

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

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

     

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⁺. . , , , .

     

Ethanolysis of penta- and tetramethyldisiloxane catalyzed by aqueous hydrochloric acid

The rates of cleavage of the Si–H bond of penta- and tetramethyldisiloxane have been studied. The reaction is first order in the silane and in the dilute acid. However, at high acid concentrations, the rate of reaction is governed by the acidity function of the system: this may indicate fast reversible proton transfer from the solvent to the organosilane in the rate-determining step.

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Si–H - . . , : , .

     

Quantum-chemical studies of acidic centers in aluminophosphates

In terms of the MINDO/3 method in the cluster approximation, the probable Lewis and Brönsted acidic centers of aluminophosphates have been studied.

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MINDO/3 .

     

Iodometric determination of sulphate by a direct thermometric method

A thermometric method has been developed for the determination of sulphate after direct or indirect conversion to chromate. The chromate equivalent to sulphate is determined by direct injection enthalpimetry (DIE) using K1 as a reagent, by measuring the temperature change due to the exothermic reaction taking place. The temperature change is proportional to the concentration of sulphate originally present. The method is suitable for the determination of as low as 10^–4 M sulphate concentration, which means an increase in sensitivity of about tenfold in comparison with that of the thermometric method based on the reaction of sulphate with barium.

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Zusammenfassung Eine thermometrische Methode wurde zur Bestimmung von Sulfat nach direkter oder indirekter Umsetzung zu Chromat entwickelt. Das dem Sulfat äquivalente Chromat wurde mittels direkter Injektionsenthalpimetrie (DIE) unter Anwendung von KI als Reagenz bestimmt, indem die infolge der sich abspielenden exothermen Reaktion auftretende Temperaturänderung gemessen wurde. Die Temperaturänderung ist der Konzentration des ursprünglich vorhandenen Sulfats proportional.Die Methode eignet sich zur Bestimmung von Sulfatkonzentrationen in der Größenordnung von 10^–4 M, was eine etwa zehnfache Erhöhung der Empfindlichkeit im Vergleich zu jener der auf der Reaktion von Sulfat mit Barium beruhenden thermometrischen Methode bedeutet.

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Résumé On a mis au point une méthode thermométrique pour le dosage des sulfates, après conversion directe ou indirecte en chromate. Le dosage du chromate équivalent au sulfate s'effectue par enthalpimétrie d'injection directe en prenant l'iodure de potassium comme réactif et en mesurant les variations de température dues à la réaction exothermique qui se produit. La variation de température est proportionnelle à la concentration en sulfate initialement présent.La méthode se prête au dosage de concentrations en sulfate de l'ordre de 10^–4 M, ce qui signifie que la sensibilité est augmentée de dix fois comparativement à celle de la méthode thermométrique utilisant la réaction au sulfate de baryum.

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. , , , , , . . 10^–4 M, , .

     

Effect of the support on the coking of nickel catalysts in hydrocarbon steam reforming

Experiments on the coking rates of variously prepared nickel catalysts on TiO₂, Al₂O₃ and MgO in n-butane steam reforming show that changes in the relative coking rate at a rising steam excess in the gas phase depend mainly on the kind of support. The results obtained are accounted for by changes in the electron density at the site of nickel crystallite contact with the surface of various supports.

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, TiO₂, Al₂O₃ MgO, - , , , , , . .

     

Investigation of the chemisorption of propylene on zinc oxide by temperature-programmed desorption

The interactions of propylene with zinc oxide have been studied by temperature-programmed desorption (TPD) under experimental conditions free of inter- or intraparticle limitations or readsorption phenomena.The results indicate that propylene is adsorbed on two types of active sites, and the Arrhenius parameters for the corresponding desorption processes have been calculated; moreover, on the basis of these results, important hypotheses can be made regarding the reaction mechanisms of the total oxidation and the dehydroaromatization of propylene on zinc oxide.The experiments confirm that thermal methods can be successfully used in the interesting and important field of heterogeneous catalysis.

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Zusammenfassung Die Wechselwirkungen von Propylen mit Zinkoxid wurden durch temperaturprogrammierte Desorption (TPD) unter Versuchsbedingungen frei von inter- oder intrapartikulären Begrenzungen oder Readsorptionserscheinungen untersucht.Die Ergebnisse zeigen, daß Propylen an zwei Typen von aktiven Stellen adsorbiert wird. Die Arrhenius-Parameter für die entsprechenden Desorptionsprozesse wurden berechnet. Aufgrund dieser Ergebnisse können wichtige Hypothesen bezüglich des Reaktionsmechanismus der totalen Oxidation und der Dehydroaromatisierung von Propylen an Zinkoxid aufgestellt werden.Die Versuche bestätigen, daß thermische Methoden auf dem interessanten und wichtigen Gebiet der heterogenen Katalyse mit Erfolg eingesetzt werden können.

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- , . , . . , . , .

     

Influence of ammonia on propylene oxidation on tin-antimony and bismuth-antimony catalysts

The influence of ammonia on the direction of the oxidative transformations of propylene has been studied. Ammonia has been shown to block the surface oxygen of antimony catalysts. As a result, an increase in the selectivity with respect to the products of partial oxidation is observed.

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. , , .

     

Thermal reactions of inorganic hydroxy-compounds under applied electric fields

The effect of electric fields on the thermal dehydration of amorphous hydrated iron(III) oxide under oxidizing, inert and reducing atmospheres was studied by X-ray diffractometry. In oxidizing and inert atmospheres, the transformation to-Fe₂O₃ was enhanced by electric fields, especially at the negative electrode. The crystallite size of the product was also greatest at the negative electrode. Both results are explained in terms of the migration of protons to the negative electrode, where they subsequently form water which acts as a nucleating agent for the crystalline phase. In reducing atmospheres the formation of Fe₃O₄ and FeO at the expense of Fe₂O₃ is facilitated by electric fields, particularly at the negative electrode. Possible reaction mechanisms are considered, and the role of protons in stabilizing defect-spinel intermediates and products is discussed.

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Zusammenfassung Der Einfluß eines elektrischen Feldes auf die thermische Dehydratisierung des amorphen hydratisierten Eisen(III)oxids in oxidierenden, inerten und reduzierenden Atmosphären wurde durch Röntgendiffraktometrie untersucht. In oxidierenden und inerten Atmosphären wurde die Umwandlung zu -Fe₂O₃ durch elektrische Felder gefördert, besonders an der negativen Elektrode. Die Form der Kristallite des Produkts war ebenfalls an der negativen Elektrode am größten. Beide Ergebnisse werden durch die Proteinwanderung zur negativen Elektrode erklärt, wo diese Wasser bilden, das für die kristalline Phase als Keimbildner fungiert. In reduzierenden Atmosphären wird die Bildung von Fe₃O₄ und FeO auf Kosten von Fe₂O₃ durch elektrische Felder besonders an der negativen Elektrode erleichtert. Mögliche Reaktionsmechanismen werden erörtert und die Rolle der Protonen bei der Stabilisierung defekt-spineller Zwischenstufen und Produkte besprochen.

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Résumé L'effet d'un champ électrique sur la déshydratation thermique de l'oxyde de fer(III) hydraté amorphe a été étudié par diffractométrie des rayons X, dans des atmosphères oxydante, inerte et réductrice. En atmosphères oxydante et inerte, le champ électrique facilite la transformation en -Fe₂O₃, en particulier à l'électrode négative. La taille des cristaux formés est également plus élevée à l'électrode négative où il se forme de l'eau qui agit comme agent de nucléation de la phase cristalline. En atmosphère réductrice, le champ électrique facilite la formation de Fe₃O₄ et FeO, aux dépens de Fe₂O₃, en particulier à l'électrode négative. On considère les mécanismes de réaction possibles et on discute le rôle des protons sur la stabilisation des produits et des intermédiaires défauts-spinelles.

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- (III) , . -Fe₂O₃ , , . , , . Fe₃O₄ FeO Fe₂O₃ . , .

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The author is indebted to P. J. Melling for assistance with the measurements in H₂/N₂ atmospheres.