Thermochemistry of hydrated rare earth orthophosphates

The hydrated rare earth orthophosphates LnPO₄ ·xH₂O (Ln=La-Dy) contain zeolitic water in the structural channels, which is released reversibly up to 300°. The thermal stabilities of the hydrates depend upon the nature of the Ln atom. The dehydration temperature decreases with decreasing ionic radiusr of Ln³⁺, according to the general equation=(r–a)/b (where is the DSC and/or DTG dehydration peak temperature, anda andb are empirical constants depending on the experimental conditions).The contracting-area rate equation was valid for linearization of the isothermal vs. time plots in the range 0; 0.65. Kinetic values ofE, A, H ⁺ and S⁺ were calculated and the kinetic stabilities of the hydrates are discussed.

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Zusammenfassung Die hydratisierten Seltenerdiphosphate LnPO₄·xH₂O (Ln=La bis Dy) enthalten in Kanälen ihrer Struktur zeolithisches Wasser, das reversibel bis 300 °C abgegeben wird. Die thermische Stabilität der Hydrate hängt von der Natur des Ln ab. Die Entwässerungstemperatur sinkt mit abnehmendem Ionenradiusr der Ln3+-Ionen gemäss:=(r–a)/b (a undb sind empirische Konstanten, die von den experimentellen Bedingungen abhängen). Die isotherme Entwässerung lässt sich im Umsatzbereich 0 0,65 mit der Gleichung für kontrahierende Fläche (zweidimensionale Phasengrenzreaktion) beschreiben. Die kinetischen Grössen AktivierungsenergieE, -enthalpieH ^*, und -entropieS ^* wurden berechnet und die kinetische Stabilität der Hydrate wird diskutiert.

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LnPO4·xH2O (Ln=La-Dy) , 300°. . r =(r-)/b, 9 — , a b — , . — <0; 0,65>. , , ^* S ^* .

     

Die Kristallinitätsabhängigkeit der dynamisch-mechanischen Eigenschaften von linearem Polyäthylen

Zusammenfassung Nach dem Torsionsschwingungsverfahren wurden der SchubmodulG, der VerlustmodulG und der Verlustfaktor tan in einem weiten Temperatur- und Kristallinitätsbereich ermittelt. Die Kristallinität wurde durch Verwendung unterschiedlicher Kristallisationsbedingungen und Molekulargewichte zwischen 47 und 96% variiert. Die bisher nur in einem sehr engen Kristallinitätsbereich geprüften Theorien über die Kristallinitätsabhängigkeit des Schubmoduls stimmen mit den Meßergebnissen nicht überein. Als Ursache dieser Diskrepanz wird angenommen, daß in den bestehenden Theorien die Feinheiten des morphologischen Aufbaus mangels quantitativer Kenntnisse nicht berücksichtigt werden konnten. Die Kristallinitätsabhängigkeit des Schubmoduls der verzweigten Polyäthylene unterscheidet sich von der des linearen Polyäthylens. Die Abhängigkeit der- und-Relaxationsprozesse von der Kristallinität wird diskutiert und mit Literaturangaben verglichen.

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Summary Shear modulusG, loss modulusG and loss factor tan have been measured over a broad temperature and crystallinity range with a torsion pendulum. Using different crystallization conditions and different molecular weights the crystallinity could be varied between 47 and 96%. Existing theories, concerning the crystallinity dependence of shear modulus, do not agree with the experimental results, probably because unknown details of the morphological finestructure could not be regarded. Linear and branched polyethylenes show different crystallinity dependence of shear modulus. The relation between the- and-relaxations and crystallinity is discussed and compared with literature values.

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Ich danke meinem Kollegen, HerrnDr. Hendus, für die in Abb. 1 wiedergegebenen elektronenmikroskopischen Untersuchungen.     

Kinetics and mechanism of Ru(III) catalyzed iodination of anisole and substituted anisoles by iodine monochloride in aqueous acetic acid

The order with respect to ICl and Ru(III) is unity and fractional with respect to [substrate]. The effect of varying [acid] is negligible at lower [HClO₄] but at higher [acid] (>0.01 M) there is first order dependence on [H⁺]. The Hammett plot gives a value of –1.6. A plausible mechanism has been postulated.

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ICl Ru(III) . [HClO₄], (>0,01 M) [H⁺]. -1,6. .

     

Flow-pulsation method to study the activity of catalyst in high-pressure processes

Generation of gradientless conditions by the pulsation method with variable reciprocating gas flow method through the isothermal catalyst bed is suggested as one of the trends in the further development of external circulation flow systems. The conditions ensuring continuous stirring have been established. Flowcirculation and pulsation methods have been tested under similar conditions.

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- - . , , - .

     

Measurement of the rate constant of hydrogen atoms with carbon monoxide in tubular and jet stirred open reactors

The reaction of hydrogen atoms with carbon monoxide has been studied in discharge flow systems with a new method of detection of atoms. The results obtained with tubular and jet stirred open reactors agree with those of other authors working in transient conditions and with more sophisticated techniques.

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. , , , .

     

Differential-thermal and thermogravimetric analysis of some gagates from Bulgaria

The thermal behaviour of three gagates (Bulgaria) was investigated by DTA and TG. The characteristic endo- and exoeffects and the sequence of the thermal stabilities are established.

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Zusammenfassung Das thermochemische Verhalten von drei Gagaten (Bulgarien) wurde mittels DTA und TG untersucht. Die charakteristischen endo- und exothermen Effekte und die Reihenfolge der thermischen Stabilitäten wurden ermittelt.

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(). - .

     

Thermal characterization of bismaleimide blends

4,4-bismaleimidophenyl methane (BM) and 3,3-bismaleimidophenyl sulfone (BS) were blended in solution using weight ratios 31 (MS31), 21 (MS21), 11 (MS11), 12 (MS12) and 13 (MS13). Chain extended bismaleimide resins were also prepared by treating BS/BM with 4,4-diaminodiphenyl ether in molar ratios of 10.3 (BM-E and BS-E resins). These resins were also blended with bismaleimides and the curing characteristics were evaluated by differential scanning calorimetry. Increase in BM content in BMBS blends or increase in chain extended bismaleimide content in BM-EBS or BS-E BM blends resulted in a reduction of melting and curing temperatures. Indication about the extent of cross-linking was obtained from solubility measurements (in DMF) of isothermally cured resins (180 °C, lh and 220 °C, lh in an air oven). Thermogravimetric analysis of samples isothermally cured at 180 °C and 220 °C (lh each) was carried out in nitrogen atmosphere. Improvement in thermal stability of chain extended bismaleimides was observed on blending.

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Zusammenfassung 4,4-Bismalimidophenyl-methan (BM) und 3,3-Bismalimidophenyl-sulfon (BS) wurden in Lösung in den Gewichtsverhältnissen 31 (MS31), 21 (MS21), 11 (MS11), 12 (MS12) und 13 (MS13) gemischt. Auch kettenpolymerisierten Bismalimid-Harze wurden durch Behandlung von BS/BM mit Diaminodiphenylether im Molverhältnis 10,3 dargestellt (BM-E- und BS-E-Harze). Die Kennwerte der Aushärtung von Mischungen dieser Harze mit den Bismalimiden wurden mittels DSC ermittelt. Eine Erhöhung des BM-Gehaltes in den BM BS-Mischungen oder des Gehaltes der BM-E BS oder BS-E-Mischungen an kettenpolymerisierten Bismalimiden führt zu einer Erniedrigung der Schmelz- und Aushärtetemperaturen. Hinweise über den Vernetzungsgrad wurden aus Löslichkeitsmessungen (in DMF) von Isotherm (je 1 Stunde bei 180 und 220 °C in Luft) gehärteten Harzen erhalten. Die thermogravimetrische Analyse der Isotherm bei 180 bzw. 220 °C 1 Stunde ausgehärteten Proben wurde in Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Die thermische Stabilität der Bismalimide wird durch Verschneiden verbessert.

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4,4-- () 3,3-- () 31 (MC 31), 21 (MC 21), 11 (MC 11), 12 (MC 12) 13 (MC13). - / 4,4- 10,3 ( - C-). - . - - - - , . ( 1 180 220°) . . - .

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The financial assistance provided by Department of Science and Technology is gratefully acknowledged.     

On the relationship between the structures of Cu(II) complexes and their chemical transformations IX

The Stoichiometry and the kinetics of thermal decomposition of the title compounds were studied. The results were correlated with the structures of the Cu(II) coordination polyhedra, which have in general a 4+2 type of coordination. It was shown that the equatorial Cu-H₂O bond distances are important for the found decomposition stoichiometries. As an intermediate of thermal decomposition, Cu(H₂O)₅(CH₃C₆H₄SO₃)₂ was prepared and characterized via its IR and electronic spectra and powder X-ray diffractogram. The experimental activation energies increase with increasing degree of tetragonality of the Cu(II) coordination polyhedron forX ^–=C₆H₅SO₃ and D-C₁₀ H ₁₅OSO₃, but decrease forX ^–=4-CH₃C₆H₄SO₃. TheE ^* value found for the decomposition of the latter compound can not be attributed to the chemical reaction.

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Zusammenfassung Die Stöchiometrie und Kinetik der thermischen Zersetzung der Titelverbidungen wurde untersucht. Die Ergebnissen wurden auf die Strukturen der Cu(II) Koordinationspolyeder bezogen, die im allgemeinen eine 4+2 Koordination aufweisen. Die Länge der äquatorialen Cu-H₂O Bindung erwies sich als bedeutungsvoll für die ermittelte Stöchiometrie der Zersetzung. Das Zwischenprodukt Cu(H₂O)₅(CH₃C₆H₄SO₃)₂ der thermischen Zersetzung wurde dargestellt und mittels IR- und Elektronenspektren sowie Röntgenpulveraufnahmen beschrieben. Mit ansteigendem Tetragonalitätscharakter der Cu(II) Koordinationspolyeder wachsen die experimentell ermittelten Aktivierungsenergien fürX ^–=C₆H₅SO₃ und D-C₁₀H₁₅OSO₃ an, nehmen aber fürX ^–= 4-CH₃C₆H₄SO₃ ab. Der für letztere Verbindung ermittelteE ^* Wert kann der chemischen Reaktion nicht zugeschrieben werden.

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. , 4 + 2. , Cu-H₂O . Cu(H₂O)₅(CH₃C₆H₄SO₃)₂ , -. X ^–=C₆H₅SO₃ -C₁₀H₁₅OSO₃, X ^–= 4-CH₃C₆H₄SO₃. .

     

Acidic and catalytic properties of boron-containing porous glasses

Heat treatment of porous glasses results in a migration of boron to the surface changing surface acidity. The surface acidity of thermally modified porous glasses was characterized by NH₃ desorption and the catalytic activity for conversion of alcohols was investigated.

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, . NH₃, .

     

Dynamic shear modulus in the splitting region of poly(alkyl methacrylates)

A systematic study of the dynamic shear modulusG ^*=G+G in three poly(alkyl methacrylates) (PEMA, PnPMA, PnBMA) at frequencies between 0.001 and 500 rad/s is presented. As the splitting frequencies _s are low, aging effects can be observed in the splitting region. There is a systematic shift of the splitting frequency _s to lower values with increasing length of the alkyl side group. In PnBMA a separate shear appearance is observed about two frequency decades below the local mode . This is discussed in terms of the concept of minimal cooperativity. Aging effects are: Shift of the maximum loss frequency to lower values, peak sharpening of the relaxation, and intensity changes of and . These effects are discussed in terms of the sequential aging concept. Aging leads to a pronounced bending of the traces upwards from the equilibrium line in the Arrhenius diagram. These non-equilibrium phenomena are promoted by the small slope m=d(log )/dT of the trace in the splitting region.Dedicated to Prof. E. W. Fischer at the occasion of his 65th Birthday Lieber Herr Fischer, die Hallenser Polymerphysiker danken Ihnen aufrichtig für die warmherzige und effektive Förderung der Polymerwissenschaften im Raum Halle-Merseburg.     

Quantitative determination by differential thermal analysis of the heat liberated in the thermoluminescence of natural calcite

The paper presents results of the experimental determination of the quantity of heat liberated during the thermoluminesence (TL) of natural calcite.As the method for experimental investigation, quantitative differential thermal analysis was used, in which the reference was natural calcite which had previously been thermally treated at 623 K for 60 min to eliminate the TL effect.It was established that during the TL of natural calcite 7.11 J/g is liberated, which is in accordance with results obtained by estimating possible values of the concentration of charge carriers at trapping centers and the energy liberated by elementary recombination process.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse der experimentellen Bestimmung der während des TL-Prozesses von natürlichem Calcit freigesetzten Währmemenge werden vorgestellt.Bei den Versuchen wurde die quantitative Differentialthermoanalyse mit natürlichem Calcit als Referenzsubstanz eingesetzt, welcher vorher bei 623 K 60 Minuten zur Eliminierung des TL-Effekts thermisch behandelt worden war.Es wurde festgestellt, dass während des TL-Prozesses von natürlichem Calcit 7.11 J/g freigesetzt wurden. Dies stimmt mit den durch Schätzung der möglichen Konzentrationswerte der Änderungsträger in den Einschlusszentren und der durch elementare Rekombinationsprozesse freigesetzten Energie erhaltenen Ergebnissen überein.

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, . , , 60 . 623 . , 7.11 / , , .

     

Décomposition thermique du sulfite de fer(II) anhydre

Résumé Sous azote ou sous vide, le sulfite ferreux anhydre se décompose vers 210° en magnétite, pyrite et dioxyde de soufre. Concurremment une réaction de dismutation intervient avec formation de FeSO₄, Fe₃O₄ et FeS₂. Lorsque la température atteint 320°, la pyrite et le sulfate réagissent ensemble pour donner Fe_1–xS, Fe₃O₄ et SO₂. Au-delà de 370° le sulfure ferreux non-stchiométrique commence à réagir à son tour avec le sulfate restant pour former de la magnetite et du dioxyde de soufre.

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In nitrogen or under vacuum, anhydrous iron(II) sulfite decomposes near 210° to magnetite, pyrite and sulfur dioxide. A parallel disproportionation reaction occurs with formation of FeSO₄, Fe₃O₄ and FeS₂. When the temperature reaches 320°, pyrite and sulfate react together to give Fe_1–xS, Fe₃O₄ and SO₂. Above 370° the non-stoichiometric ferrous sulfide begins to react with the remaining sulfate to give magnetite and sulfur dioxide.

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Zusammenfassung Unter Stickstoff oder im Vakuum zersetzt sich das wasserfreie Eisen(II)-sulfit in der Nähe von 210 °C zu Magnetit, Pyrit und Schwefeldioxid. Parallel hierzu findet eine Disproportionierung unter Bildung von FeSO₄, Fe₃O₄ und FeS₂ statt. Wenn die Temperatur 320 °C erreicht, reagieren Pyrit und Sulfat unter Bildung von Fe_1–xS, Fe₃O₄ und SO₂ Oberhalb von 370 °C beginnt das nichtstöchiometrische Eisensulfit seinerseits mit dem restlichen Sulfat zu reagieren um Magnetit und Schwefeldioxid zu ergeben.

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(II) 210° , . FeSO₄, Fe₃O₄ FeS₂. 320°, , Fe_1–xS, Fe₃O₄ SO₂. 370° .

     

Crystallization of iron phosphate glasses

Differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy were employed in the investigation of crystalline products of FeO_x-P₂O₅ glasses generated by various heat treatments. In glasses with a high value of =Fe²⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺), absorption of oxygen occurs in a broad temperature range identified by TG. Depending on the value of , two exotherms appear in the DTA curves, the low-temperature one corresponding to crystallization of the Fe₃(PO₄)₂ type regions, and the high-temperature one being related to various phases with dominating FePO₄. Each exotherm has its own transformation region, identical in absolute value. The Mössbauer spectra of glasses which underwent thermal treatment at higher temperatures exhibit some indication of phases of the types Fe₃(PO₄)₂ · xH₂O and FePO₄ · xH₂O.

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Zusammenfassung Differentialthermoanalyse (DTA), thermogravimetrische Analyse (TG), Röntgendiffraktion und Mössbauerspektroskopie wurden bei der Untersuchung (von kristalliner Produkte) durch verschiedene thermische Behandlungen hergestellten FeO_x-P₂O₅ Gläsern eingesetzt. In den Glasarten mit einem hohen Wert von =Fe²⁺/(Fe²⁺ + Fe³⁺) erfolgt die Sauerstoffabsorption in einem durch TG [nachgewiesenen breiten Temperaturbereich. In Abhängigkeit von dem -Wert erscheinen zwei Exothermen in den DTA-Kurven, von denen der bei niedriger Temperatur die Kristallisation des Fe₃(PO₄)₂ entspricht, und jener bei höheren Temperaturen in verschiedenen Phasen dem FePO₄. Jede Exotherme hat ihr eigenes Umwandlungsgebiet, das in absolutem Wert identisch ist. Die Mössbauer-Spektren der Gläser welche einer Wärmebehandlung bei höheren Temperaturen unterzogen worden sind, weisen einige Indikationsphasen der Typen Fe₃(PO₄)₂ · xH₂O und FePO₄ · xH₂O auf.

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, , FeO_x-P₂O₅, . , =Fe²⁺/(Fe²⁺+Fe³⁺) . , - : Fe₃(PO₄)₂, – FePO₄. , . , , Fe₃(PO₄)₂ · ₂ FePO₄ · ₂.

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The authors thank Mrs. Simonyiová for assistance in the experimental part of these investigations, and Dr. Horváth and Dr. Vondrovic for performing the X-ray and TG analyses.     

Interrelation of addition reactions of hexachlorocyclopentadiene and bromine to N-arylimides of endo-and exo-bicyclo[2,2,1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acids

A comparative analysis of the relative reactivities of N-arylimides of endo-and exobicyclo[2,2,1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acids for the addition reactions of hexachlorocyclopentadiene and bromine has been carried out. According to different correlations the transition states of these two processes are shown to be similar.

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N- - - [2,2,1] -5--2,3- . .

     

Numerical solution of direct kinetic problems

An algorithm is proposed to construct the righthand sides and the Jacobian matrix for a set of differential equations and a heat balance equation in terms of a given kinetic mechanism of a chemical reaction in a non-isothermal, constant-volume reactor. Its application is illustrated by the calculation of the dependence of the carbon monoxide explosion limit on the concentration of hydrogen added.

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. .

     

Effect of the network structure on the flammability ofcis-1,4-polyisoprene vulcanizates

The combustibilities ofcis-1,4-polyisoprene and its peroxide and sulphur vulcanizates have been investigated by means of the oxygen index method. The temperature distribution in the sample and the molecular weight of the liquid products formed as a result of elastomer destruction in the combustion zone have been measured. It has been found that the combustibility ofcis- 1,4-polyisoprene diminishes as its cross-link density increases. This effect is much stronger for sulphur than for peroxide vulcanizates. The investigations lead to the conclusion that a mechanism of network degradation and volatile sulphur compounds penetrating to the flame are responsible for this difference.

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Zusammenfassung Die Brennbarkeit des unvernetztencis-1,4-Polyisoprens und seiner Peroxid- und Schwefelvulkanisate wurde mit der Sauerstoffindexmethode untersucht. Messungen der Temperaturverteilung im Prüfling wurden ebenfalls ausgeführt und das Molekulargewicht der infolge der Zersetzung der Elastomere in der Verbrennungszone entstehenden flüssigen Produkte mit der Methode der dynamischen Osmometrie bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die Brennbarkeit des cis-1,4-Polyisoprens mit zunehmender Vernetzungsdichte abnimmt, und zwar viel ausgeprägter im Falle der Schwefel- als im Falle der Peroxidvulkanisate. Es wurde gefolgert, daß flüchtige, in die Flamme gelangende Schwefelverbindungen als Verbrennungsinhibitoren wirken.

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-1,4- . , . , -1,4- . . , .

     

Usefulness of kinetic parameters in investigations of thermal decompositions of solids

The theoretical curves in the coordinates a vs. time for isothermal, and avs. temperature for non-isothermal experiments are calculated as functions of three kinetic parameters: activation energyE, pre-exponentical factorA and theg() function describing the mechanism of thermal decomposition of solids. The results show that conclusions not taking into consideration all three parameters can lead to information of little value concerning the mechanism of the decomposition and kinetic calculations. A correlation between non-isothermal and isothermal experiments, important for determination of the thermal stabilities of the compounds, is impossible without a knowledge of theg() function.

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Zusammenfassung Theoretische Umsatzkurven gegent für isotherme bzw gegen Temperatur für nichtisotherme Versuchsführung wurden berechnet in Abhängigkeit von den drei kinetischen Parametern AktivierungsenergieE, PräexponentialfaktorA und derg()-Funktion, die den Mechanismus der Zersetzung von Festkörpern beschreibt. Die Ergebnisse zeigen, dass Schlussfolgerungen, die nicht alle drei Parameter berücksichtigen, zu, Ergebnissen von geringer Aussagekraft bezüglich des Zersetzungsmechanismus und der kinetischen Interpretation führen. Eine Korrelation nicht-isothermer und isothermer Experimente, die für die Bestimmung der thermischen Stabilität der Verbindungen wichtig ist, ist ohne Kenntnis der Funktiong() unmöglich.

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- - : , - g(), . , , , . , g().

     

Synergetic effects in combined catalytic oxidation-epoxidation of cyclohexene

Catalytic properties of a mechanical mixture of SiO₂-iminodiacetatechromium(III)+V₂O₅/SiO₂ have been studied. A synergetic effect in the combined catalytic oxidation-epoxidation of cyclohexene, observed at about 40 wt.% V₂O₅, is due to the autocatalytic character of the combined process.

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Cr(III), - . 40% . - . , .

     

Micellar effect of sodium dodecyl sulfate on the reactions between iron(II) and p-benzoquinone, and iron(III) and hydroquinone

The micellar effet of sodium dodecyl sulfate (SDS) on the initial stages of the reaction between (1) Fe(II) and p-benzoquinone, and (2) Fe(III) and hydroquinone have been investigated. In the former case acceleration was observed, the rate-[surfactant] profile showing a maximum. SDS has an inhibitory effect on the latter reaction. Kinetic analysis has been carried out using Berezin's approach.

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() 1) Fe(II) 2) Fe(III) . - . . , .

     

Thermal stability of the cellulose synthase complex of Acetobacter xylinum

The thermal stability of the cellulose synthase complex of Acetobacter xylinum has been analyzed in terms of enzyme activity loss as well as detection of its two major components (83kDa and 93kDa polypeptides) in polyacrylamide gels under different electrophoretic sample treatment conditions. The cellulose synthase complex intrinsically is a thermally unstable enzyme and quickly loses its in vitro activity beyond 35°C. The 83 kDa polypeptide has been found to be more labile than the 93 kDa polypeptide. When boiled in lithium dodecyl sulfate (LDS) buffer, the 83 kDa polypeptide is destroyed through peptide hydrolysis while the 93 kDa polypeptide remains uncleaved. The 83 kDa polypeptide is destroyed in LDS buffer at elevated temperatures beyond 55°C. When boiled in the absence of LDS buffer, the 83 kDa polypeptide is completely aggregated, while the 93 kDa polypeptide is only partially aggregated. In the absence of LDS buffer, the complete thermal aggregation of the 83 kDa polypeptide occurs at elevated temperatures beyond 85°C. The aggregation process has been quantitatively analyzed by a newlyintroduced quantitative index, Td (the temperature at which half the quantity of 83kDa polypeptide disappears due to aggregation). The Td determined for the 83kDa polypeptide in the productentrapped fraction is 48°C.