Simultaneous TG,DTG, DTA and EGA technique for the determination of carbonate,sulphate, pyrite and organic material in minerals,soils and rocks

A simultaneous TG, DTG, DTA and EGA method was developed for the determination of carbonate, sulphate, pyrite and organic material in minerals. The method is based on the selective direct determination of SO₃ and CO₂ evolved from the heated sample, and on the indirect determination of H₂O. The thermogas-titrimetric adapter of the derivatograph collects the liberated gases (CO₂, SO₃, SO₂) quantitatively, absorbs them in water, and titrates them continuously and automatically with NaOH titrant. The changes in the volume of titrant consumed are recorded as a function of the temperature. In two parallel examinations, one titration is performed at pH 4, and the other at pH 9.3. The former measurement yields only the amount of SO₃ (SO₂), while the latter gives the joint amount of SO₃ (SO₂) and CO₂.

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Zusammenfassung Autoren entwickelten eine Methode zur simultanen TG, DTG, DTA und EGA zur Bestimmung von Karbonaten, Sulfaten Pyrit und organischem Material in Mineralen. Die Methode basiert auf der selektiven direkten Bestimmung des beim Erhitzen der Probe entwickelten SO₃ bzw. CO₂ und der indirekten Bestimmung von Wasser. Die in Freiheit gesetzten Gase (CO₂, SO₃, SO₂) werden im gastitrimetrischen Adapter des Derivatographen gesammelt, in Wasser absorbiert und kontinuierlich und automatisch mit NaOH titriert. Das Volumen der verbrauchten Titrierflüssigkeit wird in Abhängigkeit von der Temperatur registriert. In zwei Parallelversuchen wird eine Titration bei pH 4, die andere bei pH 9.3 ausgeführt. Die erstere Messung ergibt nur die Menge an SO₃ (SO₂), während bei der letzteren die Gesamtmenge an SO₃ (SO₂) und CO₂ erhalten wird.

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, , ( ) , , . SO₃ CO₂, , . - (CO₂, SO₃, SO₂), . ë . : pH=4, - pH=9.3. SO₃(SO₂), — SO₃(SO₂) CO₂.

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

Kinetics of the thermal dehydration of variscite and specific surface area of the solid decomposition products

The surface properties of active solids resulting from decomposition of AlPO₄ · 2 H₂O by thermal treatment in vacuum and in air are studied in connection with the parameter governing the kinetics of the dehydration process. The values obtained for the activation energies of decomposition under isothermal conditions agree acceptably well with those computed from TG curves by the Freeman and Carroll method. Kinetic results, which are analysed in terms of the Mampel theory, strongly suggest that the activation energy of the nucleation process determines the rate of surface formation, and justify the observed fact that the specific surface areas of samples treated in vacuum are higher than those of samples treated in air.

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Zusammenfassung Die Oberflächenbeschaffenheiten der aktiven Festkörper, welche bei der thermischen Behandlung im Vakuum oder in Luft als Zersetzungsprodukte von AlPO₄ · 2 H₂O entstehen, werden im Zusammenhang mit dem die Kinetik des Dehydratisierungsvorganges steuernden Parameter studiert. Die bei isothermen Bedingungen für die Aktivierungsenergien der Zersetzung erhaltenen Werte sind in befriedigender übereinstimmung mit denjenigen, welche mittels der Methode von Freeman und Carroll aus den TG-Kurven errechnet wurden. Die gemäß der Mampel-Theorie analysierten kinetischen Ergebnisse lassen darauf schließen, daß die Aktivierungsenergie der Nukleationsvorgänge die Geschwindigkeit der Oberflächen-Entstehung bedingt und rechtfertigen die Beobachtung, nach welcher die spezifische Oberfläche vakuumbehandelter Proben größer ist als die der luftbehandelten.

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Résumé On étudie les propriétés de surface des solides actifs provenant de la décomposition de AlPO₄ · 2 H₂O par traitement sous vide et dans l'air et on les rapporte aux paramètres gouvernant la cinétique du processus de déshydratation. Les valeurs obtenues en conditions isothermes pour les énergies d'activation de la décomposition sont en accord acceptable avec celles calculées à partir des courbes TG par la méthode de Freeman et Carroll. Les résultats cinétiques qui sont analysés dans le sens de la théorie de Mampel font conclure que c'est l'énergie d'activation du processus de nucléation qui détermine la vitesse de la formation de la surface; ils justifient le fait observé que la surface spécifique des échantillons traités sous vide est plus grande que celle des échantillons traités dans l'air.

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, Al ₄ · 2₂ , , . , , , . , , , , , , , , .

     

M?ssbauer spectroscopic studies of passivated layers of iron-containing catalysts for ammonia synthesis

Combined conversion electron (CEMS) and transmission -ray (MS) Mössbauer spectroscopy was used to study the structure of passivated layers of promoted and unpromoted iron-containing catalysts. In both catalysts the oxide-coated films were found to consist of small paramagnetic (at 300 K) clusters of ferric oxide.

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. , ( 300 ) .

     

Influence of chemical non-steady-state on SO2 conversion in fluidized catalyst bed

The effect of the influence of catalyst non-steady-state on SO₂ conversion ion a fluidized catalyst bed has been studied depending on the ratio of relaxation time for the catalytic reaction step to the characteristic time of particles diffusion.

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.

     

Thermal decomposition of 5-Nitro-2-Furaldehyde Semicarbazone

Nitrofurazone, 5-nitro-2-furaldehydesemicarbazone, pharmaceutical compound, has been synthesized and its thermal behaviour studied by DTA, DSC and TG. The resulting thermoanalytical curves, showing that the maximum change in mass occurred at 516.5 K, with a 67% weight loss, are in good correlation with the enthalpy of the decomposition reaction, 326.93 kJ mol^–1. On the basis of the results, it is possible to establish the mechanism of the thermal decomposition and to acquire information on the stability of the analyzed organic compound, 5-nitro-2-furaldehydesemicarbazone.

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Zusammenfassung Das Arzneimittel Nitrofurazon (5-Nitro-2-furaldehyd-Semicarbazon) wurde synthetisiert und dessen thermisches Verhalten mittels DTA, DSC und TG untersucht. Die erhaltenen thermoanalytischen Kurven, die einen Gewichtsverlust von 67 Gew.-% mit maximaler Geschwindigkeit der Gewichtsabnahme bei 516,5 K zeigen, sind in guter Übereinstimmung mit der Enthalpie der Zersetzungsreaktion von 326,93 kJ·mol^–1. Aus den Versuchsergebnissen können der Mechanismus der thermischen Zersetzung abgeleitet und Informationen über die Stabilität von 5-Nitro-2-furaldehyd-Semicarbazon erhalten werden.

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, — 5-. , (67%) 516,5 , , 326,93 ·^–1. .

     

Non-isothermal crystallisation kinetics of nucleated poly(ethylene terephthalate)

Crystallisation of poly(ethylene terephthalate) in dependence on different crystallisation promotors has been studied by non-isothermal DTA runs with several heating and cooling rates. Using an evaluation method, proposed by Kissinger, activation parameters have been evaluated for crystallisation from the amorphous state and from the melt. Calculated rate constants and half time values of crystallisation, respectively, are in good agreement with crystallisation behaviour of different samples observed under technical conditions.

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Zusammenfassung Die Kristallisation von Polyethylenterephthalat in Abhängigkeit von verschiedenen Kristallisationspromotoren wurde durch nicht-isotherme DTA bei verschiedenen Aufheiz- und Abkühlgeschwindigkeiten gemessen. Unter Verwendung einer auf Kissinger zurückgehenden Auswertemethode wurden Aktivierungsparameter für die Kristallisation aus dem amorphen Zustand bzw. aus der Schmelze ermittelt. Die berechneten Geschwindigkeitskonstanten und Halbwertszeiten der Kristallisation zeigen gute übereinstimmung mit dem Kristallisationsverhalten verschiedener Proben unter technischen Bedingungen.

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. , . .

     

Effect of reduction temperature on the dehydrocyclizing activity of pure chromia and chromia containing K2O and CaO

The dehydrocyclization of n-heptane at 520–550°C over pure chromia and chromia with added CaO and K₂O (5 wt.% each) has been investigated. Introduction of an alkaline additive into Cr₂O₃ decreases markedly the yield of toluene. Raising of the reduction temperature of alkali-containing samples from 550 to 700°C results, in contrast to pure Cr₂O₃ and chromia-alumina systems, not in diminished, but in increased yields of toluene, the activity enhancement being particularly pronounced for the CaO-containing catalyst. These increased activities cannot be correlated either with variations in specific surface area or changes in the content of Cr⁶⁺ during subsequent oxidation, and presumably should be ascribed to more extensive catalyst reduction at higher temperatures.

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- 520–550° CaO K₂O ( 5% .). Cr₂O₃ . 550° 700° , Cr₂O₃ , , , CaO. , , .

     

Kinetics of reaction between 1,3-butadiene and p-benzoquinone

Kinetics of Diels-Alder reaction between 1,3-butadiene and p-benzoquinone in benzene and glacial acetic acid as a catalyst has been studied. Influence of reactant and catalyst concentrations on the rate has been established. Kinetic equation has been derived to describe experimental data.

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- 1,3- 1,4- - . , .

     

A rapid method for catalyst activity measurements by combination of pulse reactor, mass spectrometer and process computer

The combination of a pulse reactor attached directly (without a separation column) to a mass spectrometer/process computer system is described. To obtain a conversion/temperature diagram for the dehydration and dehydrogenation of 2-butanol less than one hour is required. Therefore, the method can be used for rapid characterization or comparison of the activities of various samples.

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, ( ) - . / 2- . .

     

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- . , , -.

     

Analysis of the drying stage in the technology of supported catalysts

The distribution of the precipitated active component has been analyzed using the concepts of moisture transfer mechanism for the evaporation of porous materials. Formulas are proposed for the low-dispersity phase, depending on the precipitation parameter. The calculations performed using a statistical porous environment model are in reasonable agreement with the experimental data.

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- . . , , .

     

Kinetics of ion exchange sorption of phosphate

The kinetics of phosphate sorption on Amberlite IRA-400 has been studied as a function of temperature, nature of counterions, at two different concentrations. The film and particle diffusion coefficients and the activation parameters of the process are calculated.

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IRA-400 , . .

     

Ausbrennen von Kohlenstoffhaltigen,in den Ziegelrohstoff Eingepressten Stoffen

Zusammenfassung Die Kinetik der Ausbrennung organischer Stoffe im Ziegelscherben wird verfolgt und erläutert. Die Möglichkeiten der Beeinflussung des energetischen Aufwandes unter Nutzung moderner analytischer Methoden sind festzustellen. Bei einem diffusen Ausbrennen ist die Dichte und Durchlässigkeit des Scherbens massgebend. Praktische Anwendungsmöglichkeiten verschiedener auszubrennender Stoffe in unterschiedlichen Rohstoffen der Ziegelindustrie.

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The kinetics of burn-out of organic materials in bricks has been followed and explained. It is to establish that using new analytical methods the energy consumption can be influenced. The diffuse burn-out is determined by the density and permeability of bricks. There is a possibility for practical use of the results in the brick-industry with the different compounds to be burnt out from various raw materials.

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$ . , . . .

     

Novel type of oscillatory chemical reactions

Chemical oscillations occur during the uncatalyzed oxidation of a number of phenol and aniline derivatives by acidic bromate.

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.

     

The autocatalytic character of the reaction methanol to hydrocarbons over amorphous silica-alumina catalysts

Conversion of methanol to hydrocarbons was studied on an amorphous silica-alumina over the 330–420°C temperature range and contact times up to 8 h. The reaction was confirmed as autocatalytic from the results of varying both contact time and temperature.

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330–420°C 8 . , , , .

     

Oxidation of propylene to acrylic acid on a Fe?Mo?Bi oxide system

Data obtained in a flow reactor show that iron(III) molybdate doped by bismuth can oxidize propylene to acrylic acid directly in one step. Part of the catalyst works in a partially reduced form and in the preparation of the catalyst the surface acidity must be controlled.

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, , (III), , . .

     

Thermoanalytical and mössbauer spectroscopic studies of phase transformations of amorphous chromium hydroxide

To establish the structures of the phase transformation products of amorphous chromium hydroxide and the region of their stability, the thermally initiated transformations were studied at normal and reduced pressure (0.133 Pa) by differential thermal analysis, Mössbauer spectroscopy (on admixed⁵⁷Fe atoms) and X-ray diffraction phase analysis.At reduced pressure the region of stability of amorphous chromium oxide formed during hydroxide dehydration is wider.The Mössbauer shift of admixed⁵⁷Fe atoms in amorphous chromium hydroxide is characteristic of Fe³⁺, but the magnitude of the quadrupole splitting considerably exceeds those for simple and compound iron oxides and oxide-hydroxides. From this, it can be concluded that the symmetry of the local environment of the chromium atoms in amorphous chromium hydroxide is anomalously low.

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Zusammenfassung Um die Struktur der Umwandlungsprodukte des amorphen Chrom(III)-oxids und seinen Existenzbereich zu ermitteln, wurden die thermischen Umwandlungen bei normalem und vermindertem Druck (0,133 Pa) durch DTA, Mössbauer-Spektroskopie (an zugesetzten⁵⁷Fe-Atomen) und Röntgenbeugungs-Phasenanalyse untersucht. Unter vermindertem Druck wird der Stabilitätsbereich des bei der Entwässerung des Hydroxids gebildeten amorphen Chrom(III)-oxids erweitert. Die Mössbauer-Verschiebung von zugesetzten⁵⁷Fe-Atomen in amorphem Chrom(III)-oxid ist charakteristisch für Fe³⁺, die Quadrupol-Aufspaltung übertrifft die für einfache und komplexe Eisenoxide und -oxid-hydroxide beträchtlich. Daraus wird geschlossen, dass die Symmetrie der Umgebung der Chromatome im amorphen Chrom(III)-oxid ungewöhnlich niedrig ist.

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, (0.133 ) , ⁵⁷Fe . , . ⁵⁷Fe Fe³⁺, - . .

     

Kinetics and mechanism of oxidation of D-altrose by aqua-cerium(IV) in perchloric acid medium

Kinetics of the oxidation of D-altrose by Ce(IV) perchlorate has been studied in perchloric acid medium. At equivalent concentrations the overall order of the reaction is two, being unity in each reactant. The reaction is characterized by a primary positive kinetic salt effect. Perchloric acid has been found to enhance the rate, while the addition of the reaction products retards the rate. No evidence for initial complexation has been obtained. Thermodynamic parameters have been determined and a mechanism consistent with the observed results is proposed.

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D- Ce(IV) . , . . , . . , .

     

Effects of radioactivity on surfaces: I. Influence of Cr-51 on the catalytic activity of chromium catalysts

Chromium catalysts were prepared on monolith supports, some of them with radioactive Cr-51 in the surface. The dehydrogenation-hydrogenation reaction of cyclohexene was used to compare the catalytic activities of the radioactive and inactive catalysts. Differences were observed in the distribution of the main products at low temperatures and of the byproducts also at high temperatures.

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, Cr-51. - . , — , .