Calorimetric study of oxygen bond strength in the surface layer of manganese dioxide

The heat of oxygen removal from the MnO₂ surface (q_s) during its reduction by carbon monoxide and the heat of reoxidation of the reduced surface by gaseous oxygen (q_s) have been determined by a calorimetric method at 100 and 200°C. At 200°C both q_s and q_s are close to the enthalpy of MnO₂ transformation to Mn₂O₃. At 100°C the reduction of MnO₂ takes place without any distinct formation of a phase of the lower oxide, however, it leads to significant changes in both the surface and the subsurface layer of the oxide.

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100° 200°C MnO₂ (q_s) (q_s). 200°C q_s, q_s ( ) MnO₂ Mn₂O₃. 100°C MnO₂ , .

     

Thermoanalytical characterization of precipitated acids obtained by alkaline permanganate degradation of the kerogen from Aleksinac (Yugoslavia) oil shale

The precipitated acids, obtained by partial stepwise oxidation of Aleksinac (Yugoslavia) shale kerogen, were studied by thermal analysis. Significant differences were observed in the weight loss and the shape of TG curves of precipitated acids from various degradation steps, indicating their structural differences and heterogeneity of the kerogen. The thermal curves of precipitated acids were found to consist of two distinct parts. From IR data it was found that the low-temperature part corresponded to thermal changes of aromatic, and the high-temperature part of aliphatic type structures. These results were in good agreement with chemical analysis (elemental analysis, atomic H/C ratio, total acidity) of the same acids.

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Zusammenfassung Durch partielle schrittweise Oxydierung von Schieferkerogen (Aleksinac. Jugoslavien) erhaltene präzipitierte Säuren werden thermoanalytisch untersucht. Signifikante Unterschiede wurden im Gewichtsverlust und der TG-Kurvengestalt von nach den einzelnen Abbauschritten erhaltenen präzipitierten Säuren beobachtet, was auf deren strukturelle Verschiedenheit und auf die Heterogenität des Kerogens hinweist. Die thermische Kurven der präzipitierten Säuren weisen zwei sich unterscheidende Abschnitte auf. Aus IR-Daten ergab sich, daß im Tieftemperaturabschnitt thermische Veränderungen von aromatischen, im Hochtemperaturabschnitt dagegen von aliphatischen Strukturen verlaufen. Diese Ergebnisse stimmen mit chemischen Analysendaten (Elementaranalyse, H/C-Atomverhältnis, Gesamtsäure) gut überein.

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, ( ). , , , . , . , , — . ( , -, ) .

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Paper presented at the World Conference on Thermal Analysis, Madeira (Portugal). 1986.     

Kinetic parameters of the thermal decompositions of nitritonickelates(II)

Kinetic parameters of thermal decomposition of compounds of general formulaM ₂ ^I M ^II[Ni(NO₂)₆], whereM ^I= K⁺, Rb⁺ or Cs⁺ andM ^II= Ca²⁺, Sr²⁺ or Ba²⁺, were investigated on the basis of the respective thermal curves. Calculations of the reaction order and activation energy carried out by the Coats-Redfern method and by Doyle's method (modified by Zsakó) gave similar results, The reaction order is 2 for all the compounds investigated. In the group of potassium salts the activation energy increases fromM ^II=Ca²⁺ toM ^II=Ba²⁺. In the groups of rubidium and caesium salts, the lowest activation energy is observed whenM ^II=Sr²⁺. Such behaviour of the nitritonickelates is explained in terms of structures and the principle of maximum density.

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Zusammenfassung Die kinetischen Parameter der thermischen Zersetzung von Verbindungen der allgemeinen FormelM ₂ ^I M ^II [Ni(NO₂)₆] (M ^I= K⁺, Rb⁺ oder Cs⁺ und M^II = =Ca²⁺, Sr²⁺ oder Ba²⁺) wurden auf Grund der entsprechenden thermischen Kurven untersucht. Die an Hand der Coats-Redfern Methode und der durch Zsakó modifizierten Doyleschen Methode durchgeführten Berechnungen der Reaktionsordnung und der Aktivierungsenergie ergaben ähnliche Resultate. Die Reaktionsordnung ist 2 für sämtliche untersuchten Verbindungen. In der Gruppe der Kaliumsalze steigt die Aktivierungsenergie vonM ^II=Ca²⁺ in RichtungM ^II=Ba²⁺ an. In der Gruppe der Rubidium- und Caesiumsalze wird die niedrigste Aktivierungsenergie beiM ^II=Sr²⁺ beobachtet. Dieses Verhalten der Nitritonickelate wird durch die Strukturen und das Prinzip der maximalen Dichte erklärt.

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₁ ^{2 II}[Ni(NO₂)₆], ^I= ⁺, Rb⁺Cs⁺,a ^II= ²⁺,8r²⁺²⁺. , - ( ), . 2. ^{+ 2+}. ^II=S²⁺. .

     

Kinetics of catalyst regeneration by coke combustion. II. Influence of temperature rise in the catalyst particles

A grain-pellet model has been used to study the effect of high reaction rates upon the temperature profiles developed during regeneration of coked catalyst particles. The possibility of falsification of kinetic data is discussed in view of the results obtained.

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- , . .

     

Reactions of isoflavone and 2-hydroxyisoflavanone with sodium ethoxide in anhydrous ethanol

Recent observation /1,4/ on the existence and unreactivity of IV under basic conditions, as well as its part in the inhibitory effect on the decomposition into deoxybenzoin is unequivocally proved by comparing the decompositions of I and VI. It is also shown that the decomposition of I is detemined neither by the character of the solvent nor by the nucleophilic character of the reactant, but by the possibility of the formation of IV.

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IV , I VI. , I . , , IV.

     

Temperature-programmed hydrogen desorption from water on bimetallic catalysts Ir?Fe/Al2O3

Desorption of hydrogen liberated in the process of water decomposition on bimetallic catalysts (3% Ir–Fe/Al₂O₃) at linear temperature growth was observed. In the case of iridium the amounts of desorbing hydrogen are relatively small, whereas for iron they are many times greater.

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, 3% Ir–Fe/Al₂O₃ . , , .

     

Reaction scheme in the non-isothermal decomposition of (C6H5NH3)4Mo8O26 · 2 H2O

The thermogravimetric decomposition of anilinum octamolybdate has been studied under non-isothermal conditions to elucidate the chemical reactions taking place in the first step of decomposition of the anhydrous compound.The decomposition products were analyzed by gas-liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS), infrared spectroscopy and X-ray powder diffraction.The main decomposition product of aniline turned out to be indole, which is different from the major product in the isothermal decomposition at the same temperature, i.e. N-ethyl-aniline.A dehydrocyclization reaction is suggested as the rate-dependent process. This is probably due to the catalytic effect of the octamolybdate anion.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Anilinoctamolybdat wurde unter nicht-isothermen Bedingungen thermogravimetrisch untersucht, um die im ersten Zersetzungsschritt der wasserfreien Verbindung verlaufenden chemischen Reaktionen aufzuklären. Die Zersetzungsprodukte wurden mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie, Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC/MS), Infrarotspektroskopie und Röntgendiffraktometrie analysiert. Als Hauptprodukt der Zersetzung von Anilin wurde Indol gefunden, während bei isothermer Zersetzung bei gleicher Temperatur vorwiegend N-Äthylanilin entsteht. Es wird angenommen, daß beim nicht-isothermen Prozeß eine wahrscheinlich durch das Octamolybdat katalysierte Dehydrocyclisierungsreaktion verläuft.

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, . - , -- , . , -N- . , , -.

     

On the problem of predicting the activity of oxide and carbonate catalysts in some reactions of petrochemical synthesis

The problem of predicting the activity of oxide and carbonate catalysts for some reactions of petrochemical synthesis (vapor phase conversion of carboxylic acids, catalytic oxidation of asphaltic tar to bitumen) according to the established dependence of thermal stability variations of intermediates on the formation enthalpy of metal oxides or standard ele.trode potentials is discussed.

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, ( , ) .

     

Differential thermal analysis study of various oxalates in oxygen and nitrogen

Differential thermal analysis (DTA) of some 25 oxalates are reported in atmospheres of oxygen and nitrogen. It is shown that in some cases in nitrogen the metal is formed, in other cases the oxide of lowest valency state is produced, while a third group give the same oxide product in nitrogen and oxygen. The production in oxygen of the oxide for the first group, and of a higher oxide in the second group is a phenomenon which in the first case involves a further reaction of the metal with the oxygen atmosphere. Another group of oxalates produce characteristic DTA curves due to the formation of carbonate as the initial decomposition product. The dehydrations of these oxalates are marked by endothermic peaks.

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Zusammenfassung Es wurden 25 verschiedene Oxalate durch DTA in Stickstoff- und Sauerstoffatmosphäre untersucht. In einigen Fällen wurde in Stickstoff das Metall gebildet, in anderen das Oxyd von niedrigster Wertigkeit. Es kommt auch vor, daß das gleiche Produkt in beiden Gasen entsteht. Beide erwähnten Produkte werden in Sauerstoff entsprechend oxydiert. Bei einigen Oxalaten erhielt man charakteristische Spitzen, die zeigten, daß das erste Zersetzungsprodukt Karbonat war. Die Dehydration dieser Oxalate zeigte sich durch endothermische Spitzen.

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Résumé On communique les résultats de l'étude de 25 oxalates par analyse thermique différentielle, dans l'oxygène et dans l'azote. On montre que pour certains d'entre eux, dans l'azote, le métal se forme, et que pour d'autres l'oxyde correspondant à la valence la plus faible apparaît; d'autres encore donnent le même oxyde dans l'azote et dans l'oxygène. Dans l'oxygène, et pour le premier groupe, il se forme l'oxyde, tandis que l'oxyde supérieur apparaît pour le second groupe; dans le premier cas, une réaction ultérieure du métal avec l'oxygène de l'atmosphère est mise en jeu. Un autre groupe d'oxalates donne des enregistrements d'ATD caractéristiques en raison de la formation de carbonate comme produit de décomposition initial. Ces oxalates se déshydratent en donnant des pics endothermiques.

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() 25 . , , , . , , , , , , . , , . .

     

An approximation to the dependence of activation energies of simple catalytic reactions and the initial heats of adsorption of gases on metals on the nature of adsorbent and adsorbate

The activation energy, E, of simple catalytic reactions over 3d-oxides and the initial heats of adsorption, Q_ads, of gases on metals are related in a complex way to the enthalpy of formation of oxides and to the electronegativity of the gases involved in the processes.

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, , 3d- , Q_ads, , .

     

Cerium(III) ion catalysis in the oxalic acid-bromate reaction: Anomalous kinetic behavior of oxalic acid

The kinetics of cerium(III) ion catalyzed Br(V) oxidation of oxalic acid in the presence of HClO₄/H₂SO₄ and mercury(II)-a bromide removing ion, exhibits second order each in [br(V)] and [acid], 0.4 and zero order in [Ce(III)]. However, the kinetic behavior of oxalic acid is anomalous with –0.7, zero and 1.4 order. The chemistry underlying the phenomena is discussed.

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Br(V), Ce(III), HClO₄/H₂SO₄ (II), , [Br(V)], [], 0,4 [Ce(III)]. , , .. –0,7, 0 1,4. , .

     

Modelling of quantitative DTA equipment I. Electric analog approach

For an electric model, relationships have been established as a function of the DTA baseline shift, the intensity of the signal, the slope of the leading edge, the heating rate, the thermal resistance of the heating disc built into the DTA apparatus, the contact resistance between the disc and the sample holders, and the heat resistance between the two measuring sites. Some of the relationships obtained supported knowledge acquired earlier by other approaches, and some furnished new information. The limits of use of this simple model are indicated.

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Zusammenfassung Unter Anwendung eines elektrischen Modells wurden Zusammenhänge als Funktion der Verschiebung der Basislinie der DTA, der Signalintensität, der Steile der Leitkante, der Aufheizgeschwindigkeit, des Wärmewiderstandes der in das DTA-Gerät eingebauten Heizscheibe, des Kontaktwiderstandes, zwischen Scheibe und Probenbehälter und des Wärmewiderstandes zwischen den beiden Meßstellen ermittelt. Ein Teil der erhaltenen Zusammenhänge bestätigte von anderen Annäherungen her bereits vorliegende Kenntnisse, ein anderer Teil lieferte neue Informationen. Auf die Grenzen und der Nutzen dieses einfachen Modells wurden hingewiesen.

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Résumé A l'aide d'un modèle électrique, on a établi des relations décrivant l'influence de la dérive de la ligne de base ATD, de l'intensité du signal, de la pente du bord du pic, de la vitesse de chauffage, de la résistance thermique du disque de chauffage incorporé dans l'appareil ATD, de la résistance de contact entre le disque et les porte-échantillons et enfin, de la résistance thermique entre les deux points de mesure. Une partie des relations obtenues confirme les connaissances déjà acquises par d'autres approches, l'autre partie fournit des renseignements nouveaux. Les limites d'utilisation de ce modèle simple sont indiquées.

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, , , , , , , . , — . .

     

The possible formation of surface ethylidyne on platinum black and its effect on some catalytic properties

Secondary Ion Mass Spectra of Pt-black exposed to ethylene at 633 K contain a PtC₂H₃ cluster identified tentatively with adsorbed ethylidyne like that reported for single crystal surfaces. The catalytic properties of Pt pretreated by ethylene are, to some respect, superior in hydrocarbon transformations to those containing other, less defined carbonaceous overlayers.

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- Pt-, 633 , PtC₂H₃, , . Pt, , , , , .

     

Thermal research of montmorillonite synthetized from the oxides SiO2-Al2O3-MgO-CaO

The thermal behaviour of synthetic montmorillonite of relatively simple chemical composition has been studied and interpreted. Montmorillonite was prepared by hydrothermal synthesis at 300° and 8.8 MPa during 165 hours. With the methods of DTA, DTG, TG, X-ray diffraction analysis, infrared spectroscopy and electron microscopy it was proved that the synthetic montmorillonite is a monomineral sample and no differences from natural montmorillonite were observed.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten synthetischer Montmorillonite verhältnismässig einfacher chemischer Zusammensetzung wurde untersucht und gedeutet. Montmorillonit wurde durch hydrothermische Synthese bei 300°C und 8.8 MPa in 165 Stunden hergestellt. Durch die Methoden der DTA, DTG, TG, Röntgendiffraktionsanalyse, Infrarotspektroskopie und Elektronenmikroskopie wurde erwiesen, daß synthetische Montmorillonit eine monominerale Probe ist und keine Abweichungen von natürlichem Montmorillonit beobachtet werden konnten.

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. 165 300° 8.8 . , , , , , .

     

Nature of intermediates in the synthesis of hydrocarbons from methanol

According to the GC-MS analysis of the composition of liquid hydrocarbons obtained in methanol conversion on ZSM-5 zeolites and the selectivity of cyclohexene conversion on these catalysts, the sequence of the aromatization reaction steps is discussed.

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-- , ZSM-5, .

     

Thermal behaviour of trimethoxy silane modified alkyl methacrylates

The paper deals with the thermal behaviour of trimethoxy silane (MTS) modified ethyl methacrylate (EMA) and butyl methacrylate (BMA). Several copolymer samples were prepared by varying the molar ratio of MTS with respect to EMA or BMA. The copolymerisation was carried out at 78 °C for 120 min using benzoyl peroxide as an initiator. Incorporation of MTS in alkyl methacrylates resulted in an increase in thermal stability. Hydrolytic cross-linking of copolymer having higher mole fraction of MTS gave a cross-linked product with better thermal stability.

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Zusammenfassung Vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem thermischen Verhalten von Äthylmethakrylat (EMA) und Bulhylmethakrylat (BMA), das mit Trimethoxysilan (MTS) modifiziert wurde. Unter Anwendung verschiedener Molverhältnisse von MTS und EMA bzw. BMA wurden einige Kopolymerproben hergestellt. Die Kopolymerisation wurde 120 Minuten lang bei 78 °C und mit Benzoylperpxid als Initiator durchgeführt. Der Einbau von MTS in Alkylmethakrylate führt zu einer Steigerung der thermischen Stabilität. Eine hydrolytische Vernetzung der Kopolymere mit größeren Molanteilen an MTS ergeben vernetzte Produkte mit verbesserter thermischer Stabilität.

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() ( ), (). . 78 °C 120 , . . , , .

     

Investigations on the flame-retardation of cellulosic fibrous materials

The thermal behaviours of untreated cellulose (cotton) and samples treated with phosphorus and nitrogen-containing flame-retardants have been studied by means of the derivatograph and quantitative DTA, with the aim of revealing the advantageous features of thermal analysis in the investigation of the flame-retardation of cellulose substrates. The complex thermoanalytical method applied proved to be suitable for the investigation of the efficiency of flame-retardation in parallel with the oxygen index method and the determination of the phosphorus content of the sample. The efficiencies obtained with different methods are in correlation.

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Zusammenfassung Das thermische Verhalten unbehandelter Zellulose (Baumwolle) und mit phosphor- und stickstoffhaltigen Imprägniermitteln behandelter Proben wurde mit Hilfe des Derivatographen und der quantitativen DTA untersucht, um die vorteilhaften Eigenschaften der Thermoanalyse bei der Untersuchung der flammensicheren Imprägnierung von Zellulosesubstraten zu zeigen. Die angewandte komplexe thermoanalytische Methode erwies sich zur Untersuchung der Wirksamkeit der Imprägnierung im Paralleleinsatz mit der Sauerstoffindex-Methode und der Bestimmung des Phosphorgehalts der Probe als geeignet. Die mit den verschiedenen Methoden erhaltenen Wirksamkeitswerte stimmten gut überein.

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Résumé Dans le but de montrer les avantages que présente l'analyse thermique pour l'étude de l'effet des ignifuges sur les substrats cellulosiques, le comportement thermique de la cellulose non traitée (coton) et d'échantillons traités par des ignifuges contenant du phosphore ou de l'azote a été étudié à l'aide d'un Derivatograph et par ATD quantitative. La méthode d'analyse thermique complexe appliquée s'est révélée bien adaptée à l'étude de l'efficacité de l'ignifugation, par comparaison avec les examens effectués en parallèle avec la méthode de l'indice d'oxygène et par dosage de la teneur en phosphore de l'échantillon. Les valeurs de l'efficacité obtenues avec les différentes méthodes sont en corrélation.

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

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The authors thank Prof. E. Pungor for stimulation of the present work and for discussions.     

Differential thermal analysis of the phase transition of dicalcium orthosilicate Ca2SiO4 under a reducing atmosphere

The transformation of Ca₂SiO₄ was investigated with regard to the disintegration of the sinter in alumina manufacturing. DTA was applied to study the effect of the reducing atmosphere upon the course of the polymorphic transitions of Ca₂SiO₄, and particularly the self-disintegration process. Pure synthetic dicalcium orthosilicate and blends of pure components from the system CaO-Al₂O₃-SiO₂-Fe₂O₃ were compared with technological mixtures of limestone and fly ash. Data obtained from the DTA runs allowed the specification of technical parameter for both firing and cooling of the sinter.

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Zusammenfassung Die -Umwandlung in Ca₂SiO₄ wurde im Hinblick auf den Zerfall von Sinter in der Tonerdeproduktion untersucht. Mittels DTA wurde der Einfluß einer reduzierenden Atmosphäre auf den Verlauf der polymorphen Umwandlungen von Ca₂SiO₄ und insbesondere auf den Zerrieselungsprozeß verfolgt. Reines synthetisches Ca₂SiO₄ und Gemische reiner Komponenten des Systems CaO-Al₂O₃-SiO₂-Fe₂O₃ wurden mit technischen Mischungen aus Kalk und Flugasche verglichen. Die Ergebnisse von DTA-Versuchen erlauben die Spezifizierung der technischen Bedingungen für das Brennen und Abkühlen des Sinters.

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. , , . -l₂₃-SiO₂-F23 . .

     

Theory of differential thermal analysis taking into account heat exchange between the specimen and reference cells

A basic formula of differential thermal analysis is evolved for the case when the heat transfer coefficient between the specimen cell and the reference cell is not zero. The more general formula obtained differs from the classical formula by including the parameters of the reference cell and the heat transfer coefficient between the cells. It indicates that utilization of the classical formula is not correct if heat exchange occurs between the cells. To utilize the generalized formula, additional measurements of the temperature changes of the reference material are required. However, if the time constants of the two cells are identical, the formula can be changed to assume the form of the classical formula for DTA if a correction factor is introduced which takes into account the effect of heat exchange between the cells.

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Zusammenfassung Für den Fall, dass der Übertragungskoeffizient zwischen der Proben- und der Referenzzelle nicht Zero ist, wurde eine Grundformel der Differentialthermoanalyse entwickelt. Die entstandene Formel, die vielmehr allgemein ist, weicht von der klassischen dadurch ab, dass sie auch die Parameter der Referenzzelle, und den Wärmeübertragungskoeffizient zwischen den Zellen enthält. Sie deutet darauf hin, dass die Anwendung der klassischen Formel in dem Fall nicht einwandfrei ist, wenn ein Wärmeaustausch zwischen den Zellen zustande kommt. Zur Anwendung der verallgemeinerten Formel sind weitere Messungen des Temperaturaustausches vom Referenzmaterial erforderlich. Sind aber die Zeitkonstanten der zwei Zellen identisch, kann die Formel so geändert werden, dass sie die Gestalt der klassischen DTA-Formel annimt, wenn ein, mit der Wirkung des Wärmeaustausches zwischen den Zellen rechnender Korrektionsfaktor eingeführt wird.

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, . , , . . , , , , .

     

On the interpretation of differences in mechanisms, kinetics and dynamics of oxidation reactions on metal and oxide catalysts

Langmuir-Hinshelwood type mechanisms with competitive adsorption are suggested to be more typical for metal catalysts, since, unlike on oxide systems, oxidizable substance and molecular oxygen can be adsorbed on the same (reduced) active sites. Therefore, multiple steady states and critical phenomena are more characteristic for catalysis on metals.

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, - , , () . .