Thermal and infrared spectrum analyses of natural and synthetic andersonites

The thermal decompositions of natural and synthetic andersonites were studied. Two partly overlapping dehydration steps and three partly overlapping decarbonation steps were observed. The second dehydration and the first decarbonation steps also partly overlap. During decarbonation, the gradual formation of sodium diuranate and monoclinic and hexagonal phases in the Na₂U₂O₇-CaUO_4–x system was proved. The results were correlated with measured infrared spectra using site and factor group analysis and X-ray structure analysis. The chemical formula inferred for natural andersonite, Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃] 5.6H₂O, agrees with that proposed for its synthetic analogue.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von natürlichem und synthetischem Andersonit wurde untersucht. Sie umfasst zwei teilweise überlappende Entwässerungs- und drei teilweise überlappende Decarboxylierungsstufen. Der zweite Entwässerungs- und der erste Decarboxylierungsschritt überlagern einander ebenfalls teilweise. Während der Decarboxylierung wird die allmähliche Bildung von Natriumdiuranat und monoklinen und hexagonalen Phasen des Systems Na₂U₂C₇-CaUO_4–x nachgewiesen. Die Ergebnisse wurden mit den gemessenen IR-Spektren unter Benutzung der site- und Faktor-Gruppenanalyse sowie Röntgenbeugungsuntersuchungen korreliert. Die für natürlichen Andersonit abgeleitete Formel Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃].5,6H₂O stimmt mit der für synthetischen Andersonit vorgeschlagenen überein.

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. . . , Na₂U₂O₇-CaUO_4–x. . Na₂Ca[UO₂(CO₃)₃] 5,6₂, ** , .

     

Low-temperature oxidative chlorination of methane over supported platinum chloride catalyst

The Pt^II (catalyst)+Pt^IV (oxidant) system with a deficiency of Cl ligands is active in the oxidative chlorination of alkanes not only in aqueous solutions but also in the SiO₂-supported state. In heterogeneous as well as in homogeneous conditions, the reaction proceeds at 100°C through platinum-alkyl intermediates.

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: Pt^II- Pt^IV- Cl-, , SiO₂. , , 100° - .

     

Phase transformation of ammonium nitrate by thermal factors and inoculation

The reason for the special thermal behaviour of ammonium nitrate (AN) has been examined. Under certain experimental conditions more transition temperatures were obtained than hitherto found (37–42°, 50° and 86°). With Du Pont DSC curves several exothermic peaks or exothermic oscillations were shown after the endothermic peak at 51°, indicating that phase IV had been transformed to metastable phase III, as a consequence of which the IIIII transformation at 86° also became possible. On repeated cycling the exothermic peak decreased or disappeared if the IIIII transformation had developed to a greater extent. A successful IVIII transformation was induced by inoculation of AN with phase III, an unusual procedure in investigating the phase transformation of AN. The use of the method is obvious with regard to the fact that all transformations are controlled by the rate of nucleation.

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Zusammenfassung Die Ursachen des besonderen thermischen Verhaltens von Ammoniumnitrat (AN) wurden untersucht. Unter gewissen Versuchsbedingungen wurden mehrere Übergangstemperaturen erhalten als bisher gefunden wurden (37°–42°, 51° und 86 °C). An Du Pont DSC Thermogrammen wurden mehrere exotherme Peaks oder exotherme Oszillationen nach dem endothermen Peak bei 51 °C nachgewiesen, welche zeigen, daß die Phase IV in die metastabile Phase III umgewandelt wurde. Infolgedessen wurde die Umwandlung IIIII bei 86 °C ebenfalls möglich. Bei wiederholtem Meßzyklus nahm der exotherme Peak ab oder verschwand, wenn die Umwandlung IIIII sich in größerem Maße entwickelte. Eine erfolgreiche IV III Umwandlung wurde durch Inokulierung mit der Phase III von AN induziert, was ein ungewöhnliches Verfahren bei der Untersuchung der Phasenumwandlung von AN ist. Die Vorteile dieser Methode sind offensichtlich, da sämtliche Umwandlungen durch die Geschwindigkeit der Nuklierung geregelt werden.

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Résumé On a étudié les causes du comportement thermique spécial du nitrate d'ammonium. Dans certaines conditions d'expériences, on a obtenu des températures de transition en plus grand nombre qu'il n'avait été trouvé auparavant (37–42 °C, 51 °C et 86 °C). On a mis en évidence sur des enregistrements obtenus à l'aide d'un appareil d'analyse calorimétrique différentielle DSC Dupont, plusieurs pics exothermiques ou oscillations exothermiques après le pic endothermique à 51°C, ce qui indique que la phase IV a été transformée en phase métastable III. Par conséquent, la transformation IIIII à 86 °C devient également possible. Lors du cyclage répété, le pic exothermique diminue ou disparaît si la transformation IIIII s'est développée dans une plus grande mesure. On induit avec certitude une transformation IVIII en inoculant le nitrate d'ammonium avec la phase III, procédure insolite dans l'étude des transformations de phases du nitrate d'ammonium. L'avantage de la méthode est évident, puisque toutes les transformations sont contrôlées par la vitesse de nucléation.

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. , (37–42°, 51° 86 °C). , , 51°C, , IV - III, 86 ° IIIII. , IIIII . IVIII , III, . , .

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The author is grateful to Prof. Z. G. Szabó for helpful criticism and for valuable discussions.     

Calculation of adsorption heats of nitric oxide on ruthenium by the bond interaction method

Chemisorption heats of nitric oxide on Ru(0001) and Ru(1010) planes have been calculated by the bond interaction method. It is shown that the calculated values correlate well with TPD data.

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(000I) (I0I0) . , .

     

Kinetics and mechanism of the decomposition of pyrite under conventional and quasi-isothermal — quasi-isobaric thermoanalytical conditions

The kinetics and mechanism of the thermal decomposition of pyrite were examined by the method of quasi-isothermal and quasi-isobaric thermogravimetry (Q-TG). It emerged that by means of this technique the overlapping partial processes of the complicated oxidation and decomposition reactions of pyrite can be separated and studied independently from one another. It was found that the partial reactions FeS₂=FeS +S and Fe₂O_3–x(SO₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ are endothermic processes taking place quasiisothermally and leading to equilibrium, while the oxidation FeS+O₂=Fe₂O_3–x(SO₄)_x is an exothermic process which takes place in an oscillating manner in a rather broad temperature interval.

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Zusammenfassung Autoren untersuchten die Kinetik und den Mechanismus der thermischen Zersetzung von Pyrit durch quasi-isotherme und quasi-isobare Thermogravimetrie (Q-TG). Es stellte sich heraus, daß sich überlagernde Teilprozesse der komplizierten Oxydations- und Zersetzungsprozesse von Pyrit mit Hilfe dieser Technik absondern und unabhängig voneinander untersuchen lassen. Es wurde festgestellt, daß die Teilreaktionen FeS₂=FeS+S und Fe₂O_3–x(SO₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ endotherme Prozesse sind, die quasi-isotherm verlaufen und zu einem Gleichgewicht führen, während die Oxydation FeS+O₂=Fe₂O_3–x(SO₄)_x ein exothermer Prozeß ist, der oszillierend in einem ziemlich breiten Temperaturintervall verläuft.

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(Q-) . . , FeS₂=FeS+S Fe₂O_3–x(S₂O₄)_x=Fe₂O₃+SO₃ , . FeS+O₂ =Fe₂O_3–x(SO₄)_x , .

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

Propagation of vibrational excitation in an adsorbed layer

Using a crystal model with an adsorbed layer, the propagation of vibrational excitation induced by an adsorbed particle is considered. The relaxation times of excitation have been estimated. The role of excitation transfer processes in adsorption-desorption phenomena is discussed.

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, . . - .

     

Selective hydrogenation of cyclopentadiene in the liquid phase on palladium catalysts

The catalytic hydrogenation of cyclopentadiene to cyclopentene was investigated under atmospheric pressure and 20°C in liquid phase with palladium carrier catalysts. The reaction was carried out in methanol and toluene in the presence of n-octylcatechol as a polymerization inhibitor. Using 0.56% Pd/Al₂ O₃, a 100% selectivity of the hydrogenation of cyclopentadiene to cyclopentene was achieved in toluene. In methanol, the selectivity of hydrogenation was lower and a partial polymerization of cyclopentadiene took place.

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20° C Pd- . -. 0,56% Pd/Al₂ O₃ 100%. , .

     

Mean configurational distribution function for the steady state and stern-volmer representation

A slight discrepancy appears between the treatment of the steady state of diffusion controlled bimolecular quenching of excited species either by the pair model or by the continuum model. A simplifying assumption is pointed out which helps to solve the steady state case but which is responsible for the discrepancy. The error involved is of small importance considering the experimental accuracy.

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- , . , , . , .

     

Investigation of the acid distribution near the reactant-product interface during the thermal decomposition of copper hypophosphite thin layers

During the decomposition of thin layers of copper hypophosphite on a plate, an increased concentration of the active product of the reaction (acid) may be observed near the reactantproduct interface, The acid profile near the interface widens on increase of the decomposition temperature. The profile can also be widened by reducing the efficiency of acid removal to the plate by its preliminary acid saturation. In both cases the rate of interface propagation is increased. The increased reactivity of copper hypophosphite near the interface, and the technological character of the decomposition reaction, are caused by acid diffusion from the reaction product into non-reacted parts of the substance.

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Zusammenfassung Während der Zersetzung dünner Schichten Kupferhypophosphit kann in der Umgebung der Reaktand-Reaktionsprodukt Grenzfläche eine erhöhte Konzentration des aktiven Produktes der Reaktion (Säure) beobachtet werden. Die Säurezone in der Umgebung der Grenzfläche wird mit zunehmender Temperatur breiter. Diese Zone kann auch durch Verringern der Wirksamkeit der Säureentfernung in Richtung Träger durch dessen vorangehende Säuresättigung verbreitert werden. In beiden Fallen ist die Geschwindigkeit des Grenzflächenzuwachses erhöht. Die erhöhte Reaktivität von Kupferhypophosphit in der Umgebung der Grenzfläche sowie der technologische Charakter der Zersetzurrgsreaktion wird durch Säurediffusion von den Reaktionsprodukten in noch unreagierte Zonen der Substanzen verursacht.

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— , . . , . . .

     

Thermal decompositions of (NH4)2WSe4 and (NH4)3VS4 under normal and reduced nitrogen pressures

A method is devised by modification of the author's previous method. Thermoanalytical data are transformed to equivalent isothermal ones, and linear relations are utilized to elucidate the mechanism and the pre-exponential factor, instead of curvefitting. Advantages are illustrated by applying this method to the decomposition of polycaprolactam.

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Zusammenfassung Es wurde eine neue Methode durch Modifizierung der früheren Methode des Autors entwickelt. Bei der neuen Methode werden die thermoanalytischen Daten in isotherme umgewandelt und anstatt der Kurven-Anpassung der vorhergehenden Methode werden lineare Zusammenhänge zur Klärung des Mechanismus und des pre-exponentiellen Faktors eingesetzt. Die Vorteile der neuen Methode werden durch ihre Anwendung bei der Untersuchung der Zersetzung von Polycaprolactan veranschaulicht.

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Résumé La méthode précédemment proposée par l'auteur est modifiée. La nouvelle méthode qui est présentée transforme les données thermoanalytiques en données isothermes équivalentes et utilise des relations linéaires pour établir le mécanisme et le facteur pré-exponentiel au lieu de la méthode antérieure avec ajustement des courbes. Les avantages de cette nouvelle méthode sont illustrés en l'appliquant à la décomposition du polycaprolactane.

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, , , , , . .

     

The thermal decomposition of ammonium metavanadate,III

The kinetics and thermodynamics of the thermal decomposition of ammonium metavanadate (AMV) are combined with the structural information available for AMV, for the important decomposition intermediate, ammonium hexavanadate (AHV), and for vanadium pentoxide, the product of the decomposition in non-reducing atmospheres, to enable the atomic movements involved in the course of decomposition to be discussed in detail.The decomposition of AMV involves scission of the V-G chains in the AMV structure (accompanied by simultaneous evolution of gaseous ammonia and water) with subsequent rearrangement and cross-linking of discrete units, based on V₃O ₈ ^– , to form AHV. Further decomposition to V₂O₅ is a similar but less ordered process.

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Zusammenfassung Die Kinetik und thermische Zersetzung von Ammoniummetavanadat (AMV) wurden mit der zu erhaltenden Information über die Strukturen des AMV, des wichtigen Zwischenproduktes der Zersetzung, des Ammoniumhexavanadats (AHV) sowie des Vanadiumpentoxids verbunden. Das in nichtreduzierenden Atmosphären erhaltene Zersetzungsprodukt wurde eingehend erörtert um die in der Zersetzung mit inbegriffenen Atombewegungen zu studieren.Bei der Zersetzung von AMV spielt eine Spaltung der V- O-Ketten in der Struktur des AMV mit (welche durch eine gleichzeitige Entwicklung von gasförmigen Ammoniak und Wasser begleitet wird), dieser folgt eine Neuordnung und Raumvernetzung diskreter Einheiten auf V₃O ₈ ^– -Basis um zur Bildung von AHV zu führen. Die weitere Zersetzung zu V₂O₆ ist ein ähnlicher, obwohl weniger geordneter Vorgang.

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Résumé On a rapproché les données structurales du métavanadate d'ammonium (MVA) avec celles relatives à la cinétique et à la thermodynamique de la décomposition thermique du MVA, pour étudier le produit intermédiaire important de la décomposition, l'hexavanadate d'ammonium (HVA) et le pentoxyde de vanadium. On discute en détail le produit de la décomposition obtenu en atmosphère non réductrice afin d'obtenir des données sur les mouvements atomiques mis en jeu pendant la décomposition.La décomposition du MVA s'effectue avec scission des chaines V—O dans la structure du MVA, accompagnée d'un dégagement de gaz ammoniac et d'eau et suivie d'un réarrangement et d'une réticulation d'unités discrètes V₃O ₈ ^– , pour former HVA. La décomposition ultérieure en V₂O₅ suit un processus similaire mais moins bien ordonné.

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() , , ( ) . , . - ( ) , V₃O ₈ ^– . V₂O₅ , .

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Financial support from the National Institute for Metallurgy, Johannesburg, and the South African Council for Scientific and Industrial Research is gratefully acknowledged.     

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⁺- , .

     

Kinetic conversion of complex hydrocarbon mixtures in reforming on platinum/alumina catalysts

General forms of the kinetic equations for the conversion of various hydrocarbons in reforming of multicomponent gasoline fractions on platinum/alumina catalysts have been confirmed experimentally by using a gradientless method.

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.

     

Effect of reduction temperature and support on the surface electronic state of supported Pd catalysts

The effect of metal precursor, support and reduction temperature on the surface reduction of Pd on -Al₂O₃ and SiO₂ has been studied. For catalysts prepared from PdCl₂, temperatures as high as 450 °C are necessary to obtain surface Pd⁰.

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, Pd -Al₂O₃ SiO₂. , , PdCl₂, Pd^o - 450°C.

     

Catalytic decomposition of N2O on La2CuO4 in the presence of LaNi5 alloy

Decomposition of N₂O has been studied on pure La₂CuO₄, La₂CuO₄ with 5 and 10 wt. % LaNi₅ and oxidized LaNi₅ in the temperature range of 240–490 °C at 50 and 200 Torr initial pressures of N₂O. The addition of LaNi₅ decreases the energy of activation compared to that of La₂CuO₄ which has been explained based on the dispersity of NiO over La₂CuO₄.

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N₂O La₂CuO₄ La₂CuO₄ LaNi₅ 5–10 .%, 240–490°C N₂O 50 200 . LaNi₅ , . NiO La₂CuO₄.

     

Mechanism of thermal decomposition of lead thiosulphate

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

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

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, - . , S—S . , . . , .

     

Frequencies, anharmonicities, and dissociation energies of OH groups in H-mordenite

Harmonic frequencies, anharmonicities and dissociation energies of surface hydroxy groups in H-mordenite have been determined. The application of the Lippincott-Schroeder potential function for similar problems is proposed.

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, -. - .

     

Non quasi-stationary state pyrolysis. Induction period of neopentane pyrolysis

The principle of an apparatus using an isothermal continuous flow stirred tank reactor to study homogeneous gas phase reactions at space times of the order of 1 sec is given. With this apparatus, the induction period of neopentane pyrolysis (as an example) has been clearly shown.

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, , 1 . , , .

     

Mechanism of alkyl iodide reduction to alkanes in aqueous solutions of Na2PtCl4?NaI?HClO4

Platinum(II) catalyzes the reduction of alkyl iodides to alkanes according to a mechanism involving oxidative addition of RI to Pt(II), reduction of the product complex RPt(IV) to RPt(II) by iodide ions and protolysis of the latter particle.

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(II) , RI Pt^II, - RPt^IV RPt^II .

     

Identification of exchange-coupled V4+ and Cu2+ ions in Cu?V?Mo oxide systems

ESR studies of X(CuO)·V₂O₅·8.3 MoO₃ (X=1–2) calcined in flowing nitrogen at 250–350 °C have revealed the exchange interaction of Cu²⁺ and V⁴⁺ ions that form a paramagnetic system.

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X(CuO) V₂O₅·8,3 MoO₃, X=1–2, , 250–350°C, Cu²⁺ V⁴⁺, .