Quantitative parameters by thermoanalytical methods

The conditions and premises of the kinetic evaluation of thermoanalytical curves on the basis of chemical kinetics are demonstrated, and the limits of their availability are pointed out. For reactions with an unclear structural and chemical course, some appropriate definitions of terms are proposed.The possibilities of the use of the inflection points of the reaction rate versus time curve are presented. New methods of determination of kinetic parameters are described, including the ratio of the degrees of reactionx, the ratio of the reaction ratesx and the ratio of the tangent slopesx at these points.

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Zusammenfassung Bedingungen und Voraussetzungen der kinetischen Auswertung thermoanalytischer Meßkurven auf der Basis der chemischen Kinetik werden dargestellt, gleichzeitig wird auf die Grenzen ihrer Gültigkeit hingewiesen. Für Reaktionen mit unklarem chemischem oder strukturellem Ablauf werden geeignete neue Bezeichnungen definiert.Die Möglichkeit zur Verwendung der Wendepunkte der Kurve Reaktionsgeschwindigkeit gegen Zeit vorgestellt. Neue Methoden werden beschrieben, die zur Bestimmung kinetischer Parameter das Verhältnis der Umsätzex ₁ x ₂, das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeitenx ₁/x ₂, und das Verhältnis der Tangentensteigungenx ₁/x ₂ an den Wendepunkten verwenden.

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. . . — . , (x), () () .

     

Kinetic analysis of thermogravimetric data. XI thermal decomposition of some metal dithionates

A thermal analytical study of Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba and Zn dithionates is reported. The decomposition of the dithionate ion is endothermic in the case of the Na, K, Rb, Cs and NH₄ salts, but exothermic with Li, Mg, Sr, Ba and Zn. Kinetic parameters have been derived from the TG curves by means of the Coats-Redfern method. The validity of a linear kinetic compensation law is reported for the loss of crystal water and separately for the decomposition of the dithionate ion.

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Zusammenfassung Es wird über eine thermoanalytische Untersuchung der Dithionate von Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba und Zn berichtet. Die Zersetzung des DithionatIons ist im Falle von Na, K, Rb, Cs und NH₄-Salzen endotherm, im Falle von Li, Mg, Sr, Ba und Zn hingegen exotherm. Die kinetischen Parameter wurden aus den TG-Kurven mittels der Coats-Redfern-Methode abgeleitet. Es wird über die Gültigkeit eines linearen kinetischen Kompensationsgesetzes für den Verlust von Kristallwasser berichtet und gesondert für die Zersetzung des Dithionat-Ions.

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Résumé On présente les résultats d'une étude par analyse thermique des dithionates de Li, Na, K, Rb, Cs, NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba et Zn. La décomposition est endothermique dans le cas des sels de Na, K, Rb, Cs et ammonium tandis qu'elle est exothermique dans le cas des sels de Li, Mg, Sr, Ba et Zn. Les paramètres cinétiques sont déduits des courbes TG par la méthode de Coats-Redfern. La validité d'une loi de compensation cinétique linéaire est étudiée pour la perte de l'eau d'hydratation ainsi que pour la décomposition de l'ion dithionate.

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Li, Na, K, Rb, Cs,. NH₄, Mg, Ca, Sr, Ba Zn. [ Na, K, Rb, Cs NH₄ , Li, Mg, Sr, Ba Zn . - . .

     

Thermogravimetry of copper and copper oxides (Cu2O-CuO)

The thermogravimetry of mixtures of metallic copper and copper oxides was studied. The experiments were performed by heating the samples in air to 700–800° to transform all the components to copper(II) oxide, and continuing the heating in nitrogen to 1050–1100° when the dissociation of copper(II) oxide to copper(I) oxide is complete. The identification of the components and their quantitative determination were carried out by determining the shape, size, and ratio of the segments of the curves obtained during the heating. The method can be used for quantitative analysis of mixtures of copper and/or copper oxides.

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Zusammenfassung Gemische von metallischem Kupfer und Kupferoxiden wurden thermogravimetrisch untersucht. Zur Überführung aller Komponenten in Kupfer(II)-oxid erhitzte man sie in Luft auf 700–800°, um daraufhin bis zur vollständigen Dissoziation des Kupfer-(II)-oxids zu Kupfer(I)-oxid unter Stickstoff die Temperatur bis auf 1050–1100° zu steigern. Die Identifizierung der Komponenten und ihre quantitative Bestimmung erfolgten durch die Form, Größe und die Verhältnisse der verschiedenen Abschnitte der erhaltenen Kurven. Diese Methode ist zur quantitativen Bestimmung von Gemischen aus Kupfer und Kupferoxid sowie von Kupferoxiden geeignet.

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Résumé Étude thermogravimétrique de mélanges du cuivre métallique et d'oxydes de cuivre. Les échantillons sont d'abord chauffés dans l'air jusqu'à 700–800° jusqu'à ce que tous les constituants soient transformés en oxyde de cuivre(II); le chauffage est ensuite poursuivi dans l'azote jusqu'à 1010–1100°, où la dissociation de l'oxyde de cuivre(II) en oxyde de cuivre(I) est complète. Les constituants ont été identifiés et dosés en utilisant la forme, la dimension et les proportions des différentes parties des courbes pendant le chauffage. La méthode peut être utilisée pour l'analyse quantitative de mélanges de cuivre et ou d'oxydes de cuivre.

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. 700–800: ( (), 1050–1100° [ () (I)]. , , . / .

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The author wishes to acknowledge the financial assistance provided by the Technion — Israel Institute of Technology.The author wishes also to thank Dr. R. F. Tylecote (University of Newcastle Upon Tyne, England) for very helpful comments and useful discussions of this investigation and to Mrs. N. Leder for chemical analyses.     

Differential scanning calorimetry of chloroquine sulphate exposed to sun,heat and ultraviolet radiation

Chloroquine sulphate, like the phosphate, is an antimalarial formulation widely used in the tropics. The stability of such formulations is therefore of interest in the combat against malaria. A DSC study has been made of the effects of exposure to the sun, heat and UV radiation on the stability of chloroquine sulphate, similarly as performed earlier for chloroquine phosphate. When freshly recrystallized from a water-acetone mixture, chloroquine sulphate exhibits two endothermic peaks, at 169.4° and 204.7°, for the expulsion of crystal water (one molecule) and for the melting process, respectively. The exposure of chloroquine sulphate to the sun, heat and UV radiation leads to splitting of the peak for melting.

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Zusammenfassung Chloroquine-Sulfat ist ebenso wie das entsprechende Phosphatderivat ein in den Tropen weitverbreitet angewandtes Antimalaria-Präparat. Die Stabilität dieses Präparates hat damit Bedeutung für die Malariabekämpfung. Die vorliegende Arbeit ist eine Erweiterung einer Untersuchung über den Effekt der Einwirkung.von Sonne, Hitze und UV-Strahlen auf die Stabilität von Chloroquine-Phosphat auf Chloroquine-Sulfat. Aus Wasser-Aceton-Mischungen frisch kristallisiertes Chloroquine-Sulfat zeigt zwei endotherme Peaks bei 169,4 und 204,7 °C, die durch Abgabe von Kristallwasser (ein Molekül) bzw. durch den Schmelzvorgang bedingt sind. Wird Chloroquine-Sulfat der Sonne, Wärme oder UV-Licht ausgesetzt, so wird der dem Schmelzvorgang zuzuscheibende Peak aufgespalten.

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, -, , . . , . , , 169,4 204,7°, , , . , .

     

Strong H2 chemisorption on Al2O3 or SiO2 supported group VIII metals

Following hydrogen treatments at high temperature a decrease in hydrogen chemisorption at room temperature is observed in almost all group VIII elements supported on SiO₂ or Al₂O₃. The effect is attributed to self inhibition by strongly chemisorbed hydrogen on the metals.

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VIII , SiO₂ Al₂O₃. .

     

A study of thermal preparation OF c-Mn2P4O12

With the application of thermogravimetry under quasi-isothermal-isobaric conditions, the reaction course of the calcination of Mn(H₂PO₄ · H₂O to give dimanganese cyclotetraphosphate has been studied. Isothermal calcination was also carried out in an electric furnace at various temperatures (200 min). The reaction products were analyzed by chromatography, IR and NMR spectrocopy, and X-ray diffraction analysis. The compositions of the calcinates were determined through extraction with various inorganic and organic solvents.

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Zusammenfassung Der Verlauf der Dimangan-cyclotetraphosphat ergebenden Kalzinierung von Mn(H₂PO₄)₂ · H₂O wurde thermogravimetrisch unter quasi-isothermen-isobaren Bedingungen untersucht. Isotherme Kalzinierung wurde auch im elektrischen Ofen (200 min) bei verschiedenen Temperaturen ausgeführt. Die Reaktionsprodukte wurden chromatographisch, IR- und NMR-spektroskopisch sowie röntgendiffraktometrisch analysiert. Die Zusammensetzung der kalzinierten Produkte wurde via Extraktion mit verschiedenen anorganischen und organischen Lösungsmitteln bestimmt.

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Mn(H₂PO₄ · H₂O. . . - , - - . .

     

Catalytic and acidic properties of different metal-zeolite catalysts

Catalytic and acidic properties of bifunctional catalysts containing faujasite, superhigh-silica zeolite and mordenite have been studied in isomerization of C₈-alkylaromatic hydrocarbons.

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C₈ , , - .

     

Preparation of catalysts by spray decomposition

Spray decomposition of solutions is an uncommon but very promising technique for the preparation of multicomponent solid systems with welldefined structure. The experimental arrangement is described and a summary of the systems prepared until now is given. These are MgO–ZnO, CaO, CdO, Al₂O₃. Fe₂O₃ solid solutions and CdO. CdSO₄ and Al₂O₃. Al₂(SO₄)₃ systems.

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, , . : MgO·ZnO, CaO·CdO,. Al₂O₃·Fe₂O₃ CdO·CdSO₄ Al₂O₃·Al₂ (SO₄)₃.

     

m-Xylene conversion over dealuminated Y zeolites studied by the pulse method

m-Xylene conversion was studied over dealuminated Y type zeolites in hydrogen forms, SiO₂ to Al₂O₃ ratios were varied from 4.86 to 12.95.

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- . SiO₂/Al₂O₃ 4,86 12,95.

     

Kinetics and mechanism of the permanganate oxidation of trans-crotonic acid

The kinetics and intermediates of the permanganate oxidation of trans-crotonic acid have been investigated in the pH range of 0.5–5.0 using the stoppedflow technique. The formation of manganese(III) as a short-lived intermediate has been established. The reaction is first order with respect to both MnO ₄ ^– and crotonic acid (crotonate). The resolved rate constants at 25°C are 730 and 410 M^–1 sec^–1 for the acid and the anion, respectively. The reaction mechanism is discussed.

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pH=0,5–5,0, . (III) . MnO ₄ ^– , (). 25°C 730 410 M^{–1 –1} , . .

     

Studies of Cu?Ni supported catalysts for enantioselective hydrogenation

The effect of support content and composition of supported metal phase on the crystallite size, phase composition and catalytic properties of supported Ni and Cu–Ni catalysts has been investigated. It has been established that with increasing metal content, crystallite sizes and enantioselectivity increase. Copper added to Ni catalysts decreases metal phase dispersity and enantioselectivity.

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, , - . , . є .

     

X-ray and thermal studies of ferroelectric Dy2(MoO4)3

Dysprosium molybdate, Dy₂(MoO₄)₃, displays a ferroelectric phase transition at 145 °C. The X-ray and thermal (DTA, TG and DSC) properties of this compound have been studied. The X-ray study confirmed the ferroelectric phase in the orthorhombic space group Pba2. Thermal analysis demonstrated the existence of a ferroelectric and another phase transition in this compound.

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Zusammenfassung Dysprosiummolybdat, Dy₂(MoO₄)₃ (Abk.: DMO), ein Vertreter der Seltener-denmolybdatreihe zeigt bei 145 °C einen ferroelektrischen Phasenübergang. Röntgendiffraktion und thermische Eigenschaften (DTA, TG, DSC) der genannten Verbindung wurden untersucht. Auf Grund der Röntgendiffraktionsuntersuchung gehört die ferroelektrische Phase in die orthorhombische Raumgruppe Pba2. Mittels Thermoanalyse konnte bei dieser Verbindung die Existenz ferroelektrischer und anderer Phasenübergänge nachgewiesen werden.

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145 °C. (, ) . , Pba2. .

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The authors wish to thank Prof. A. Paul and Mr. R. Bhatnagar for their kind help in some of the experimental work. One of us (MR) gratefully acknowledges a Fellowship from DST, Government of India.     

Non-isothermal thermogravimetry of polymer

A Model of polymer decomposition is proposed which formally involves the termination of active centres. It yields reasonable activation energies for the decompositions of polypropylene, polyethylene, polystyrene and polymethyl methacrylate investigated by non-isothermal thermogravimetry. In the value of a formal reaction orders the model reflects the reaction conditions, such as initial sample weight, atmosphere, ventilation conditions, sample holder nature and shape, etc.

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Zusammenfassung Ein Modell für Zersetzungsreaktionen von Polymeren wurde entworfen, das auf dem Abbau von aktiven Zentren basiert. Es liefert richtige Aktivierungsenergien für die Zersetzung von Polypropylen, Polyäthylen, Polystyren und Polymethylmethakrylat (bestimmt durch nichtisotherme Thermogravimetrie) und macht es ausserdem möglich, die äusseren Reaktionsbedingungen, wie Einwaage, Atmosphäre, Ventillationsbedingungen, Art und Form des Probenhalters usw. zu berücksichtigen.

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, . , , , . «» , , , , . .

     

Structural studies of nickel-based Raney catalysts

Electron microscopy and Mössbauer spectroscopy studies of nickel-based Raney catalysts have revealed that the catalysts are formed through the successive aggregation of their structural elements. Catalyst particles are covered by a thin layer of nickel oxide.

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. , . .

     

Kinetics of heterogeneous catalytic hydroformylation of propylene on rhodium-cobalt catalysts. Reaction mechanism

Steady-state kinetics of combined heterogeneous catalytic hydrogenation and hydroformylation of propylene on Rh–Co-containing catalysts has been studied at atmospheric pressure and T=140–170 °C. A reaction mechanism is suggested. The kinetic model adequately describes all observations.

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- Rh–Co- 140–170 °C. . , .

     

Studies of coke distribution in high-silica ZSM zeolites

A method for studying coke distribution in zeolites is suggested. It has been established that two forms of coke can form: one is intracrystalline and the other is located on the outer surface of ZSM zeolites.

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. : ZSM.

     

Hydrogenation of carbon monoxide catalysts prepared by pyrolysis of Co2(CO)8 on various oxide supports

Catalysts prepared by pyrolysis of Co₂(CO)₈ on oxide supports have been studied in the hydrogenation of CO. It is shown that MgO and -Al₂O₃-based catalysts are less active than those supported on SiO₂, TiO₂ and ZrO₂. The application of -Al₂O₃ as a support increases the relative yield of light hydrocarbons.

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, Co₂(CO)₈ , CO. , MgO -Al₂O₃ SiO₂, TiO₂ ZrO₂. -Al₂O₃ .

     

Eine Thermowaage für den Unterricht

Zusammenfassung Eine Thermowaage, mit der gleichzeitig die Masse und die Temperatur in einer Probe gemessen werden können, wurde für Lehrzwecke entwickelt. Am Beispiel der Verdunstung von Aceton, der Entwässerung von Kupfersulfat-pentahydrat, der Zersetzung von Magnesiumoxalat-dihydrat und der Pyrolyse von Weichholz werden ihre TG-Kurven diskutiert.

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A thermobalance for teaching purposes was constructed which is able to measure simultaneously mass and temperature in a sample. The effectiveness of the device is discussed by the TGA curves of the evaporation of acetone, the dehydration of copper sulphate pentahydrate, the decomposition of magnesium oxalate dihydrate, and the pyrolysis of wood.

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, . , , .

     

Kinetic and mechanistic studies on the oxidation of arginine and histidine by chloramine-T in hydrochloric acid medium

The oxidation of amino acids by chloramine-T (CAT) in HCl medium at 30°C indicates simultaneous catalysis by H⁺ and Cl^– ions in the HCl concentration range of 0.04–0.12 M. The reaction is first order with respect to concentrations [CAT], [H⁺] and [arginine], but zero order with respect to [histidine]. The rate depends also on Cl^– concentration following 0.7th order. At HCl concentrations >0.12 M, the rate equation is:w=k[CAT] [amino acid]^0.6 and is independent of the [Cl^–]. A suitable mechanism has been suggested.

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-T (CAT) HCl (30°C) H⁺, Cl^– [HCl]=0,04–0,12M. [CAT], [H⁺] [] []. [Cl^–]^0,7. [HCl]>0,12M =k · [CAT][]^0,6 [Cl^–]. .