Utilization of the affine transformation of thermoanalytical curves for the determination of kinetic parameters

A method is suggested for the affine transformation of thermoanalytical curves, by means of which their comparison with one another becomes feasible. It is demonstrated that the results obtained by the traditional methods of non-isothermal kinetics depend on the heating rate, whereas the results attained by affine transformation are independent of the heating rate. They are consistent with the results obtained by Merzhanov's dmethod, which is also a non-aprioristic method.

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Zusammenfassung Eine Methode zur Affintransformierung thermoanalytischer Kurven wird vorgeschlagen, wodurch ihr Vergleich miteinandere rmöglicht wird. Es wird gezeigt, daß die durch traditionelle Methoden der nicht-isothermen Kinetik erhaltenen Ergebnisse von der Aufheizgeschwindigkeit abhängig sind, während die durch Affintransformierung erhaltenen von der Aufheizgeschwindigkeit unabhängig sind. Sie sind in Übereinstimmung mit den nach der Methode von Merzhanov erhaltenen Ergebnissen, die ebenfalls eine nicht-aprioristische Methode ist.

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Résumé On propose une méthode pour la transformation affine des courbes d'analyse thermique, qui permet leur comparaison. On montre que les résultats obtenus par les méthodes traditionnelles de cinétique non-isotherme dépendent de la vitesse du chauffage, tandis que les résultats obtenus par la transformation affine n'en dépendent pas. Ils sont en accord avec les résultats de la méthode de Merzhanov.

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, . , , , , , , . , , .

     

Thermal studies on titanyl,zirconyl and hafnyl dithiocarbamato complexes

The dithiocarbamato complexes of titanyl(IV), zirconyl(IV) and hafnyl(IV), abbreviated as MO(S₂CNRR)₂·nH₂O(M=Ti, Zr or Hf,R=H,R=C₅H₉;R=H,R=C₇H₁₁,n=1 for Ti andn=2 for Zr and Hf), were prepared in aqueous medium and characterized by elemental analyses, magnetic susceptibility measurements and IR spectral studies. The thermal behaviour of these compounds under non-isothermal conditions was investigated by thermogravimetric, derivative thermogravimetric and differential scanning calorimctric techniques in nitrogen and oxygen atmospheres. The intermediates obtained at the end of various thermal decomposition steps were identified on the basis of analyses and IR spectral studies. Kinetic parameters, such as apparent activation energy and order of reaction, were determined by the graphical method of Coats and Redfern. The heats of reaction for the different decomposition steps were calculated from the DSC curves.

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Zusammenfassung Die Thiocarbamato-Komplexe von Titanyl(IV), Zirkonyl(IV) und Hafnyl(IV) der allgemeinen Formel MO(S₂CNRR)₂·n H₂O (M=Ti, Zr oder Hf;R=H, R=C₅H₉;R=H, R=C₇H₁₁;n=1 für Ti undn=2 für Zr und Hf) wurden in wässrigem Medium hergestellt und durch Elementaranalyse, Messung der magnetischen Suszeptibilität und IR-Spektraluntersuchungen charakterisiert. Das thermische Verhalten dieser Verbindungen unter nicht-isothermen Bedingungen wurde durch TG, DTG und DSC in Stickstoff- und Sauerstoffatmosphäre untersucht. Die nach verschiedenen thermischen Zersetzungsschritten erhaltenen Zwischenprodukte wurden durch chemische Analyse und IR-Spektroskopie identifiziert. Kinetische Parameter, wie die scheinbare Aktivierungsenergie und die Reaktionsordnung, wurden nach der graphischen Methode von Coats und Redfern bestimmt. Für die einzelnen Zersetzungsschritte wurden die Reaktionswärmen aus den DSC-Kurven berechnet.

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, . MO(S₂CNRR)₂·nH₂O (M=I, Zr, Hf,R=H,R ¹=C₅H₉, C₇H₁₁,n=1 I =2 ) , . , . , , . - . .

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The authors are grateful to Dr. Shyam Kumar for helpful discussions.     

Measurement of the specific heat and heat of decomposition of a polymer composite to high temperatures

The specific heat and heat of decomposition of a glass-filled phenolformaldehyde (phenolic) resin have been determined from experimental data obtained using a simultaneous thermal analyzer capable of operation to 1500 C. The measurements were conducted on powdered samples of the polymer to temperatures of approximately 1050 C at a rate of 20 deg min^–1 in an argon atmosphere. Both the mass loss and energetics were measured for the virgin component of the material, while only the energetics were measured for the char component. The combination of these data was used to calculate the specific heat of the virgin, char, and decomposing material, as well as the heat of decomposition. Also, in order to establish the accuracy of the instrument, the specific heat of pyroceram 9606 was measured and compared to previously published values.

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Zusammenfassung Die spezifische Wärme und die Zersetzungswärme eines glasgefüllten Phenol-Formaldehyd-Harzes wurden aus experimentellen Daten bestimmt, die mittels eines simultanen ThermoanalyseGerätes für Arbeiten bis 1500 C gewonnen wurden. Die Messungen wurden an gepulverten Polymerproben bis zu Temperaturen von 1050 C mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 20 K min^–1 in Argonatmosphäre durchgeführt. Massenverlust und Energieänderungen wurden für das jungfräuliche Material gemessen, die Energieänderung auch für das verkohlte Material. Zur Prüfung der Messgenauigkeit des Geräts wurde die spezifische Wärmekapazität von Pyroceram 9606 gemessen und mit früher publizierten Daten verglichen.

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, 1500, () . 1050 20/. , — . , , . 9606, .

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On sabbatical leave from the University of Rhode Island, Kingston, Rhode Island 02881 U.S.A.     

Chemical,dehydration, differential thermal and X-ray analysis of Salal bauxite deposits

Chemical, dehydration, differential thermal and X-ray analysis data on four samples of mineral deposits from the Salal region (J & K) have been determined to assess their mineral compositions. All the samples appear to be kaolinitic in character, though in association with other mineral impurities, such as boehmite, diaspore and dickite, in varying proportions.

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Zusammenfassung Vier Proben von Minerallagerstätten der Salal-Region (J & K) wurden chemisch sowie mittels DTA und röntgenographischer Analyse untersucht, um ihre Mineralzusammensetzung zu ermitteln. Alle Proben sind dem Charakter nach kaolinitisch, allerdings in unterschiedlichen Verhältnissen mit anderem mineralischem Material wie Boehmit, Diaspor und Dickit verunreinigt.

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, , , . , - , .

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The authors are grateful to the Head of the Department of Physics, Jammu University, for his interest in the research programme.     

Studies on the catalytic oxidation of propylene on ferric molybdate

Ferric molybdate is less selective in the partial oxidation of propylene than bismuth molybdate. Its catalytic behavior is similar to that observed on other transition metal molybdates. The intrafacial nature of the reaction is established through kinetic and adsorption measurements.

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, . . .

     

Formation of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates

The influences of gaseous and solid reactants on the yields of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates have been studied. A mechanism of formation of these products is proposed, which explains the influences of basic and acidic species formed in the medium on the thermal decompositions of the alkali metal formates.

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Zusammenfassung Der einfluß von gasförmigen und festen Reaktanten auf die Ausbeute von oxalaten und Karbonaten bei der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten wurde untersucht. Es wurde ein Mechanismus für die Bildung dieser Produkte vorgeschlagen, der den Einfluß der während der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten entstehenden Basen und Säuren erklärt.

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, . , , .

     

Heats of adsorption of CO2 and NH3 on natural mordenites

The heats of adsorption of CO₂ and NH₃ were studied for sodium, lithium, calcium and decationized forms of natural mordenites. The exchange of Na⁺ for Ca²⁺ leads to increasing adsorption heats at low coverages. For CO₂ the region of elevated heats corresponds to the formation of Ca²⁺ ... CO₂ adsorption complexes. Two molecules of NH₃ probably interact with each Ca²⁺ ion (or with the Li⁺ ions in Li-mordenite). The heats of adsorption of NH₃ on decationized mordenite are much higher than those on calcium mordenite.

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Zusammenfassung Adsorptionswärmen von CO₂ und NH₃ an der Na-, Li-, Ca- und dekationisierten Form von natürlichem Mordenit wurden bestimmt. Der Austausch von Na⁺ gegen Ca²⁺ führt zu einer Erhöhung der Adsorptionswärmen bei geringen Bedeckungen. Bei CO₂ erfolgt im Bereich hoher Adsorptionswärmen die Bildung des Adsorptionskomplexes Ca²⁺ ...CO₂. Mit jedem Ca²⁺-Ion (bzw. Li⁺-Ion im Li-Mordenit) treten wahrscheinlich zwei NH₃-Moleküle in Wechselwirkung. An dekationisiertem Mordenit sind die Adsorptionswärmen von NH₃ höher als an Ca-Mordenit.

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, , . . Ca²⁺ ... CO₂. B , , ( -). , -.

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The authors would like to thank Dr. I. A. Belitsky for supplying the sample of natural mordenite. They also thank Professor S. P. Zhdanov for his interest and encouragement of this work.     

Ru(III) catalyzed oxidation of some aliphatic alcohols by N-bromosuccinimide (NBS). A kinetic study

Kinetics of Ru(III) catalyzed oxidation of methanol, ethanol, n-propanol, n-butanol, isopropanol and iso-butanol by N-bromosuccinimide (NBS) in the presence of Hg(II) acetate have been studied in acid medium. The oxidation exhibits a fractional order in [alcohol] and first order in [NBS]. The applicability of Taft's equation was tested. The probable mechanism is discussed.

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, , -, -, - () Hg(II), Ru(III), . . . .

     

Thermal and spectral studies on some tetrachloroaurates of 8-alkyltheophylline derivatives

Tetrachloroaurates of 8-ethyl-, 8-isopropyl-, 8-propyl- and 8-pentyltheophylline were synthesized and studied by¹H-NMR, TG and DSC techniques. The metal is not coordinated to the 8-alkyltheophylline derivatives and forms a salt-like structure.

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Zusammenfassung Tetrachloroaurate von 8-Äthyl-, 8-Isopropyl-, 8-Propyl- und 8-Pentyltheophillin wurden synthetisiert und mittels¹H-NMR, TG und DSC untersucht. Die 8-Alkyltheophillin-Derivate sind nicht koordinativ an das Metall gebunden, es liegt vielmehr eine salzartige Struktur vor.

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8--, 8--, 8-- 8- , . , 8- .

     

Oxygen diffusion in Me2O?V2O5 melts

The anodic and cathodic polarization of a platinum electrode in K₂O–V₂O₅ melt have been studied. The dissolved oxygen is shown to be ionized. Diffusion coefficients of oxygen in K₂O–V₂O₅ and Na₂O–V₂O₅ melts at various temperatures and K/V ratios are presented.

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K₂O–V₂O₅. , . K₂O–V₂O₅, Na₂O–V₂O₅ K/V.

     

Thermodynamics and thermochemistry of kinetic (real) phase diagrams involving solids

A theoretical analysis of the formation of materials with metastable microstructures under non-ideal and highly non-equilibrium conditions is presented.

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Zusammenfassung Es wird eine theoretische Untersuchung der Bildung von Stoffen mit metastabilen MikroStrukturen unter nichtidealen Bedingungen weitab vom Gleichgewicht dargelegt.

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Diacetylenic Derivatives of Fe2(CO)6(μ-EE′): Spectroscopic Investigations of Fe2(CO)6{μ-EC(H) = C(C≡ CMe)E′} (E = E′, E ≠ E′; E, E′ = S, Se, Te)

The diacetylenic adducts, Fe₂(CO)₆{-EC(H) = C(C CMe)E} (E = E, E E; E, E = S, Se, Te) (1–8) have been obtained from the room temperature stirring of Fe₂(CO)₆(-EE) with HC CC CMe in methanol solvent containing sodium acetate. Compounds 1–8 have been characterized by IR and multinuclear NMR (¹H, ¹³C, ⁷⁷Se, and ^l25Te) spectroscopy. Trends in the chemical shifts of ⁷⁷Se and ¹²⁵Te NMR spectra of Fe₂(CO)₆{-EC(H) = C(C CMe)E} with a variation of EE are discussed.     

Thermogravimetric study of dehydration of Ca(NO3)2 · CO(NH2)2 · 3 H2O under quasi-isothermal-quasi-isobaric conditions

Conventional thermoanalytical curves provide little information on the thermal decomposition of Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ · 3 H₂O. In contrast from quasi-isothermal-quasi-isobaric thermogravimetric curves the mechanism can easily be interpreted. After the complex melts at 60°C, the solution formed is weight constant up to 135°C in the labyrinth crucible. The solution begins to boil at 135°C and gradually loses water, its boiling point increasing. The solution becomes saturated at 200°C. Thereafter, Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ separates out while the boiling point does not change. After the departure of the water, the CO(NH₂)₂ immediately decomposes and Ca(NO₃)₂ remains.In an open crucible the above transformation is complicated by decomposition of typeAB _(s)=A _(s)+B _(g) solution evaporation drying of solid residue, surface crust formation, etc. In conventional thermoanalysis the latter processes accompany the above processes (melting-solution formation-loss of water during boiling) which hampers interpretation of the conventional curve.

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Zusammenfassung Herkömmliche thermoanalytische Kurven liefern wenig Informationen über die thermische Zersetzung von Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ · 3 H₂O. Quasi-isotherme/quasi-isobare thermogravimetrische Kurven dagegen ermöglichen leicht eine Interpretation des Mechanismus. Nach dem Schmelzen des Komplexes bei 60°C bleibt das Gewicht der Lösung im Labyrinthtiegel bis 135°C konstant. Die Lösung beginnt bei 135°C zu sieden und verliert zunehmend an Wasser, wobei der Siedepunkt ansteigt. Die Lösung erreicht den Sättigungspunkt bei 200°C. Danach scheidet sich Ca(NO₃)₂ · CO(NH₂)₂ ohne weitere Veränderung des Siedepunktes ab. Nach Entfernung des Wassers zersetzt sich das CO(NH₂)₂ sofort und Ca(NO₃)₂ bleibt zurück.In einem offenen Tiegel wird die obige Umwandlung durch Zersetzung des TypesAB _(s)= =A _(s)+B_(g), durch Verdampfung der Lösung, durch Trocknung des festen Rückstandes, durch Oberflächenverkrustung usw. kompliziert. Diese Prozesse begleiten bei der herkömmlichen Thermoanalyse die oben erwähnten Vorgänge (Schmelzen-Lösungsbildung-Wasserverlust durch Sieden), wodurch die Interpretation der herkömmlichen Kurven erschwert wird.

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(N₃)₂·(N₂)₂·3 ₂O . , - , . 60° 135°. 135° . - 200°. , (N₃)₂ · (N₂)₂ . , . , AB_pac.=A_pac + B_pac., , , .. : — — , .

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The authors are indebted to Prof. E. Bulewicz and Prof. E. Pungor for valuable discussions.They thank Mrs. M. Kiss and Miss I. Fábián for technical assistance.     

Investigation of thermal degradation of polymers containing chlorine by thermogravimetry

The thermal degradation of chlorine-containing polymers used in a rubber technology has been investigated in a nitrogen atmosphere. The characteristics of degradation have been compared on the basis of thermogravimetry, carbon residues and chlorine elimination. The observed structure-dependent differences in degradation of the investigated polymers are discussed.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von in der Kautschuk-Technologie verwendeten chlorhaltigen Polymeren wurde unter Stickstoff untersucht.Die Charakteristika der Zersetzung durch die Thermogravimetrie, Kohlenrückstand und Chlorabspaltung wurden verglichen. Die in der Zersetzung der untersuchten Polymere in Abhängigkeit von ihrer Struktur beobachteten Unterschiede wurden diskutiert.

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Résumé On a étudié, en atmosphère d'azote, la dégradation thermique des polymères contenant du chlore, utilisés dans la technologie du caoutchouc.On a comparé les caractéristiques de la dégradation par thermogravimétrie, formation d'un résidu de carbone et élimination du chlore. On discute les différences observées dans la dégradation des polymères étudiés suivant leur structure.

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, . . .

     

Kinetics of methane conversion over microspherically grained nickel-alumina catalysts

Kinetics of methane conversion in a fluidized bed of microspherically grained nickel-alumina catalyst has been studied at pressures from 0.3 to 3.1 MPa. The rate equation shows that the reaction is inhibited by H₂O.

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0,3 3,1 . , .

     

Calorimetric studies of adsorptive properties of metallic carbides and nitrides of transition elements. Adsorption of H2, CO and O2 on titanium nitrides

Adsorption heats of hydrogen, oxygen and carbon monoxide on titanium nitrides have been measured calorimetrically in the temperature range from 473 to 673 K. With increasing Me/N ratio, the adsorption heat of oxygen grows.

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, 473–673 . Me/N.

     

Some remarks about butene-1 transformations on NaHY zeolite

Comments are given on the paper Alternative Interpretation of Infrared Spectra of the Zeolite NaHY+Butene-1 System of Forster and Seelemann /2/. Our previous paper /1/ was partly revised but the usefulness of comprehensive studies by infrared and temperature-programmed desorption methods has been emphasized.

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: NaHY+-1. [2]. [1] , - .

     

Energy dissipation and selectivity in the catalytic oxidation of ammonia

A qualitative interpretation of selectivity changes in ammonia oxidation, based on considerations of energy dissipation processes is presented.

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, .

     

Calculation of thermal effects in DTA

By considering that the temperature of the end of the thermal effect and the return of the thermal curve to the baseline do not coincide new calculation methods for the thermal effect become possible. Both the integral value of the thermal effect and its distribution over temperature may be calculated by processing only that part of the DTA curve which corresponds to the temperature interval of the transformation.It is demonstrated on the examples of non-variant transformation and transformation with an even distribution of the thermal effect over the temperature interval of the transformation that, under certain assumptions, the values of the thermal effect calculated by the suggested method and by the area of the peak are identical.

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Zusammenfassung Bei Berücksichtigung, daß die Temperatur des Endes des thermischen Effekts und die Rückkehr der thermischen Kurve zur Grundlinie nicht zusammenfallen, werden neue Methoden zur Berechnung des thermischen erschlossen. Sowohl der Integralwert des thermischen Effekts, als auch seine Verteilung in dem Temperaturbereich können durch Behandlung ausschließlich desjenigen Teils der DTA-Kurve berechnet werden, welcher dem Temperaturbereich der Umwandlung entspricht.Anhand von Beispielen der nicht-varianten Transformation und der Transformation mit gleichmäßiger Verteilung des thermischen Effekts im Temperaturbereich der Umwandlung wurde gezeigt, daß — unter gewissen Voraussetzungen — die Werte des durch die vorgeschlagene Methode und des aus der Peakfläche berechneten thermischen Effekts identisch sind.

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Résumé En considérant le fait que la température de la fin de l'effet thermique et le retour à la ligne de base de la courbe ATD ne coïncident pas, on a développé de nouvelles méthodes du calcul de l'effet thermique. La valeur intégrale de l'effet thermique ainsi que sa distribution dans l'intervalle de températures peuvent être calculées en ne considérant que la partie de la courbe ATD qui correspond à l'intervalle de température de la transformation.A l'aide d'exemples de transformations invariantes et de transformations à distribution uniforme de l'effet thermique dans l'intervalle de températures de la transformation, on a montré qu'avec certaines hypothèses, les valeurs de l'effet thermique calculées par la méthode proposée et à partir des surfaces des pics, sont identiques.

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. , -, . , , .