Contribution to the kinetics of the process of dissolution

Some characteristics of the kinetic equation of dissolution are discussed, bearing in mind that in the course of the process, along with the concentration of the solution, the surface of the soluble substance is also changed. The opportunity for the appication of an exponential kinetic equation is pointed out. Methods are proposed for calculating the solubility and also for using the integral forms of the exponential equation. The meaning of the coefficient of proportionality is explained.

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, , ◹ . . , . .

     

Discrimination of the kinetic model of overlapping solid-state reactions from non-isothermal data

A method has been developed that allows the deconvolution of up to 15 overlapping solidstate reactions without previous assumptions. Both the kinetic parameters and the reaction mechanisms fitted by the unit reactions can be determined from a series of non-isothermal experiments carried out at different heating rates.

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Zusammenfassung Es wurde eine methode zur Dekonvolution von bis zu 15 einander überlappenden Festphasenreaktionen entwickelt, die keinerlei vorherige Annahmen notwendig macht. Mittels einer Reihe nichtisothermer Experimente mit unterschiedlichen Aufheizgeschwindigkeiten können sowohl die kinetischen Parameter als auch der Reaktionsmechanismus der Teilreaktionen bestimmt werden.

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, 15. .

     

Ein Beitrag zur thermischen Stabilität der Clathratverbindungen der Doppelcyanide in Abhängigkeit von ihrer Struktur

Zusammenfassung Die thermische Zersetzung zweier Hofmann'scher Clathratverbindungen, sowie der Verbindung Cd(NH₃)₂Hg(CN)₄·2 C₆H₆ wurde mittels des Derivatographen untersucht. Diese Clathratverbindungen sind bezüglich ihrer Struktur verschieden. Die Clathrate des Hofmann'schen Typs sind von höherer Stabilität. Die Gründe hierfür werden erörtert.

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The thermal decompositions of two Hofmann's clathrate compounds and the compound Cd(NH₃)₂Hg(CN)₄ · 2 C₆H₆ have been investigated by means of the derivatograph. These clathrate compounds are, as for their structure, different. Clathrate of the Hofmann's types represent the higher stability. The reasons are discussed in this paper.

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Résumé On a étudié, à l'aide d'un Derivatograph, la décomposition thermique de deux clathrates de type Hofmann ainsi que du composé Cd(NH₃)₂Hg(CN)₄·2 C₆H₆. Les clathrates étudiés possèdent des structures différentes. Les clathrates de type Hofmann sont les plus stables. Les raisons en sont discutées dans la présente communication.

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, 1,3,5,7--1,3,5,7- (), 1,5--3,7--1,3,5,7- (DADN), 1,5--3,7- -1,3,5,7- (D), 1,3,5--1,3,5- (-) 1,5--3,7- -1,3,5,7- (DNPT). , , DADN RDX . , R- DNPT, , . DPT.

     

Catalysts for metathesis of olefins, prepared by anchoring of MoO2(acac)2 to Al2O3

New highly active catalysts for metathesis of olefins were obtained through the interaction of bis(acetylacetonato)dioxymolybdenum(VI) with surface OH groups of -Al₂O₃ and subsequent reduction in H₂ or CO.

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()(VI) OH -Al₂O₃ H₂ CO .

     

Preparation and properties of high dispersity palladium catalysts

Preparation methods for monodisperse sols of palladium with 9, 15, 30 and 75 Å particles are suggested. It has been revealed that with decreasing size of palladium particles (d25 Å), the dissolved hydrogen species disappear. As a result, their behavior in dimethyl ethynyl carbinol hydrogenation is close to the platinum properties.

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9, 15, 30, 75 Å. , (d25 Å) , .

     

Thermodynamic limitations in searching for regions of optimal performance of complex chemical reactions (exemplified by conversion of hydrocarbons)

An algorithm of searching for optimal nonequilibrium reaction mixture compositions accounting for thermodynamic limitations is suggested. It is exemplified by the analysis of a steam conversion of hydrocarbons.

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, . .

     

Studies on the thermal decomposition of N-2,4,6 tetranitro-N-methyl aniline

The kinetics of the initial stage of thermal decomposition of N-2,4,6 tetranitro-N-methyl aniline (tetryl) in condensed state has been investigated by high temperature infrared spectroscopy (IR) in conjunction with pyrolysis gas analysis and thermogravimetry (TG). The decomposition in KBr matrix in the temperature range of 131 to 145 °C shows rapid decrease in the N-NO₂ band intensity as compared to the C-NO₂ band. Decomposition products in the initial stage show mainly NO₂ gas and picric acid. The studies show that the initial stage of decomposition of tetryl occurs by the rupture of the N-NO₂ bond and the energy of activation for this process is 177 kJ/mol.

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Zusammenfassung Mittels Hochtemperatur-IR-Spektroskopie wurde in Verbindung mit Pyrolysengasanalyse und Thermogravimetrie (TG) die Kinetik des einleitenden Schrittes der thermischen Zersetzung von N-2,4,6-Tetranitro-N-Methylanilin (Tetryl) im kondensierten Zustand untersucht. Die Zersetzung in einer KBr-Matrix im Temperaturbereich von 131–145 °C äußert sich in einem schnellen Abnehmen der Intensität der N-NO₂ Bande bezogen auf die der C-NO₂ Bande. Zersetzungsprodukte des einleitenden Schrittes sind hauptsächlich NO₂ Gas und Pikrinsäure. Die Untersuchungen zeigten, daß der einleitende Schritt der Zersetzung von Tetryl die Spaltung der N-NO₂ Bindung ist. Die Aktivierungsenergie für diesen Prozess beträgt 177 kJ/mol.

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N-2,4,6-N- () , . 131–145 °C N-NO₂ C-NO₂. . , N-NO₂, 177 /.

     

Effect of the support on the coking of nickel catalysts in hydrocarbon steam reforming

Experiments on the coking rates of variously prepared nickel catalysts on TiO₂, Al₂O₃ and MgO in n-butane steam reforming show that changes in the relative coking rate at a rising steam excess in the gas phase depend mainly on the kind of support. The results obtained are accounted for by changes in the electron density at the site of nickel crystallite contact with the surface of various supports.

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, TiO₂, Al₂O₃ MgO, - , , , , , . .

     

Role of tellurium in the oxidation of 1-butene on Te-doped CdMoO4

New active and selective catalysts were prepared by adding different quantities of Te to CdMoO₄. These were already selective at low Te levels, but the one with a Cd/Te/Mo ratio of 1/1/1 was specific for butadiene. The catalytic behavior of the Cd–Te–Mo–O system has been correlated mainly with the CdTeMoO₆ phase in the region rich in Te and with the CdMoO₄ phase with Te as dopant in the region poor in Te.

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Te CdMoO₄. Te, CdTeMo=111 . Cd–Te–Mo–O CdTeMoO₆ Te, CdMoO₄ Te , Te.

     

Thermal decomposition of iron(II) sulphate heptahydrate in the presence of alkali metal carbonates

The thermal decomposition of iron(II) sulphate heptahydrate was carried out in air under dynamic conditions in the presence of lithium, sodium, potassium and rubidium carbonates. The decomposition path in the presence of lithium carbonate differs from that in the presence of the other carbonates. In the presence of lithium carbonate, the heptahydrate loses all the water molecules before entering into reaction with the carbonate. The anhydrous sulphate then reacts with the carbonate, presumably to form iron(II) carbonate, which in turn undergoes decomposition — oxidation via magnetic oxide to ferric oxide. In the case of the other carbonates, iron(II) sulphate enters into reaction with the carbonate in question even before dehydration is complete, to form ferrous carbonate, which in turn reacts with the moisture still present to form green iron(II) hydroxide. This compound then undergoes decomposition — oxidation reactions via magnetic oxide to ferric oxide.

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Zusammenfassung Die thermische Zersetzung von Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat wurde in Luft unter dynamischen Bedingungen in Gegenwart von Lithium-, Natrium-, Kalium und Rubidiumcarbonat ausgeführt. In Gegenwart von Lithiumcarbonat verläuft die Zersetzung auf einem anderen Wege als in Gegenwart der anderen untersuchten Carbonate. In Gegenwart von Lithiumcarbonat verliert das Heptahydrat alle Wassermoleküle, bevor es mit dem Carbonat in Reaktion tritt. Das wasserfreie Sulfat reagiert mit dem Carbonat vermutlich unter Bildung von Eisen(II)-carbonat, das oxydativ über Magnetit zu Eisen(III)-oxid zersetzt wird. Im Falle der anderen Carbonate tritt Eisen(II)-sulfat mit dem betreffenden Carbonat noch vor der völligen Beendigung der Dehydratation unter Bildung von Eisen(II)-carbonat in Reaktion, das daraufhin mit noch vorhandenem Wasser zu grünem Eisen(II)-hydroxid weiterreagiert. Diese Verbindung zersetzt sich oxydativ über Magnetit zu Eisen(III)-oxid

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, , . . . , , - . , , . .

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The authors express their sincere thanks to Dr. B. R. Sant for his keen interest in this work and for his valuable suggestions. They also express their gratitude to Professor P. K. Jena, Director, for his permission to publish the results. One of us (MSRS) also thanks the Director for a Senior Fellowship.     

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

     

A study of the thermal decompositions of orthotelluric acid,urea and the orthotelluric acid adduct with urea

A new type of deposit has been observed on the inside inner surface at glass exhibition cases for textiles. By thermogravimetric methods the main part of the coating has been shown to consist of wool fibers. The origin is the textile itself, and the fibers have been transported due to an electrostatic charge induced by polishing from the outside. Such damage can be avoided by grounding the boxes.

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Zusammenfassung Ein neuer Typ von Ablagerungen an der Innenseite von Ausstellungsvitrinen für Textilien wurde beobachtet. Durch thermogravimetrische Methoden konnte gezeigt werden, dass der Hauptteil der Ablagerung aus Wollfasern besteht. Diese stammen von den Textilien selbst und gelangen infolge der durch Polieren der Aussenseite induzierten elektrostatischen Ladung an die Scheiben. Solche Schäden können durch Erdung der Vitrinen vermieden werden.

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. , . , , . .

     

A differential scanning calorimetric study of some phenol derivatives

Differential scanning calorimetry has been applied to derive the fusion enthalpies and entropies of series of mono and dimethylphenols, mono and dichlorophenols, and mono and dinitrophenols.

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Zusammenfassung DSC wurde verwendet zur Ermittlung der Schmelzenthalpie und Entropie der Reihen von Mono- und Dimethylphenolen, Mono- und Dichlorphenolen, Mono- und Dinitrophenolen.

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- , - , - .

     

Problems of the characterization of thermoanalytical processes by kinetic parameters

On the basis of many experiments and theoretical reflections, the authors showed earlier that the courses of non-isothermal analytical curves are strongly influenced by the experimental conditions, and therefore the sense of kinetic parameters calculated from these curves is fictitious and their determination is uncertain.In the present work some further problems of this question are discussed. It was found that with combinations of strongly differing parameters nearly identical TG curves can be produced, and this situation cannot be improved even by orthogonal polynomial transformation. Further integral methods, using linearization, the estimation of the parameters is poor.The model transformed according to the conditions of the quasi-isothermal-quasiisobaric technique leads to contradictions, unambiguously showing the correlation existing between the parameters.

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Zusammenfassung Aufgrund zahlreicher Versuche und theoretischer Erwägungen hatten die Autoren früher gezeigt, daß der Verlauf nicht isothermer analytischer Kurven stark von den Versuchsbedingungen beeinflußt wird und deshalb die Bedeutung der aufgrund dieser Kurven berechneten kinetischen Parameter fiktiv und ihre Bestimmung unsicher ist.In der gegenwärtigen Arbeit werden einige weitere Probleme dieser Frage erörtert. Die Autoren fanden, daß mit Hilfe von Kombinationen stark verschiedener Parameter nahezu identische TG-Kurven hergestellt werden können und daß dieser Tatsache selbst durch orthogonale Polynomtransformation nicht abgeholfen werden kann. Weiter wurde gefunden, daß mit Hilfe von Integralmethoden unter Anwendung von Linearisierung erhaltene Schätzungen der Parameter ungenau sind.Das den Bedingungen der quasi-isothermen—quasi-isobaren Technik entsprechend transformierte Modell führt zu Widersprüchen, welche die zwischen den Parametern bestehenden Beziehungen eindeutig zeigen.

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Résumé A partir de nombreuses expériences et réflexions théoriques, les auteurs avaient démontré auparavant que l'allure des courbes TG non isothermes était fortement influencée par les conditions d'expérience. Pour cette raison, la signification des paramètres cinétiques calculés à partir de ces courbes était fictive et leur détermination incertaine.Dans le présent travail les auteurs discutent quelques autres problèmes sur cette question. En se servant de combinaisons de paramètres fortement différents on peut produire des courbes TG presque identiques et cette situation ne peut pas être améliorée même par transformation polynomiale orthogonale. En outre, on a trouvé qu'à l'aide de méthodes par intégration et par linéarisation, l'estimation des paramètres est mauvaise.Le modèle transformé selon les conditions de la technique quasi isotherme — quasi isobare entraîne des contradictions qui indiquent, sans équivoque, les corrélations existant entre les paramètres.

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

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The authors wish to thank Prof. E. Pungor for valuable remarks in this work.     

A Thermal study of the precipitates formed in ammonia neutralization of acidic solutions of dissolved phlogopite

The precipitates containing mainly iron, aluminium and magnesium hydroxides, obtained from phlogopite dissolved in nitric acid by means of the neutralization procedure with ammonia, have been investigated by thermal analysis (TG, DTG and DTA). According to the present study, which is part of a larger investigation into the chemical utilization of Finnish mica minerals, the formation of solid solutions between iron and aluminium hydroxides in silt increases with an increasing neutralization temperature. Nitrogen exists mainly in the form of nitrate in silts, and magnesium forms mixed hydroxides with aluminium, which causes a separation between the iron hydroxide and magnesium aluminium hydroxide phases.

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Zusammenfassung Die von in Salpetersäure gelöstem Phlogopit durch Neutralisierung mit Ammoniak erhaltenen, hauptsächlich Eisen-, Aluminium- und Magnesiumhydroxid enthaltenden Niederschläge wurden thermoanalytisch (TG, DTG und DTA) untersucht. In der vorliegenden Arbeit, die Teil einer grossangelegten Untersuchung zur chemischen Nutzung finnischer Glimmermineralien ist, wird gezeigt, dass die Bildung fester Lösungen von Eisen- und Aluminiumhydroxiden in Schluff mit zunehmender Neutralisationstemperatur ansteigt. Stickstoff kommt in Schluff hauptsächlich in Form von Nitraten vor, und Magnesium bildet Mischhydroxide mit Aluminium, was eine Trennung der Eisenhydroxidphase von der Magnesium-Aluminium-Hydroxidphase bewirkt.

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

     

Heat capacity measurements by computer-interfaced DSC

A computer assisted heat capacity measuring system has been designed from commercial components. A differential scanning calorimeter of type Perkin-Elmer DSC-2 forms the basis for measurements from 100 to 1000 K. A Hewlett-Packard calculator (minicomputer) of type 9821 is the data handling system. The data are collected and permanently stored on teletape. The program has been written to govern measurement and final computation, tabulation, plotting, and curve fitting. Calibration is done by comparison with benzoic acid or aluminium oxide (sapphire). Zinc heat capacities have been measured as an example and for evaluation of accuracy. Accuracies of better than ± 0.5% have been achieved, an improvement of approximately a factor 3 to 5 over a similar system without computer assist. The system will be used mainly for heat capacities of linear macromolecules.

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Zusamenfassung Ein mit einem Komputer ausgestattetes Wärmekapazitäts-Mess-System wurde aus handelsüblichen Bestandteilen gebaut. Ein Differential-Scanning Kalorimeter vom Typ Perkin-Elmer DSC-2 bildet das Grundgerät für Messungen zwischen 100 und 1000 K. Ein Hewlett-Packard Kalkulator (Mini-Komputer) des Typs 9821 ist das Datenbehandlungssystem. Die Daten werden gesammelt und laufend am Tele-Band gespeichert. Das Programm eignet sich zur Steuerung der Messung und zur Endauswertung, Tabulierung, Berechnung von Zusammenhängen und Anpassung an Kurven. Geeicht wird mittels Vergleichen mit Benzoesäure oder Aluminiumoxid (Saphir). Die Wärmekapazitäten von Zink wurden als Beispiel und zur Bewertung der Genauigkeit gemessen. Die Genauigkeiten erwiesen sich besser als ± 5 %, also 3 bis 5-mal so gut wie bei einem ähnlichen System ohne Komputer. Das System wird hauptsächlich zur Messung der Wärmekapazitäten linearer Makromoleküle eingesetzt.

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Résumé Un dispositif a été conçu à partir de composants commerciaux pour la mesure des chaleurs spécifiques et a été associé à un calculateur. Un analyseur calorimétrique différentiel à compensation de puissance, de type Perkin-Elmer DSC-2, constitue l'élément de base pour les mesures entre 100 et 1000 K. Le traitement des données s'effectue avec un calculateur du type Hewlett-Packard 9821 (mini-ordinateur). Celui-ci assure l'acquisition des données et leur conservation permanente sur télé-bande. Le programme a été conçu pour contrôler la mesure et le calcul final, la mise en tableaux, le tracé des courbes et leur ajustement. L'étalonnage s'effectue par comparaison avec l'acide benzoïque ou l'oxyde d'aluminium (saphir). A titre d'exemple, la chaleur spécifique du zinc a été mesurée afin d'évaluer l'exactitude. Celle-ci est meilleure que ± 0,5% c'est-à-dire qu'elle est 3 à 5 fois supérieure à celle d'un système similaire sans calculateur. Le dispositif sera surtout utilisé pour la détermination des chaleurs spécifiques des macromolécules linéaires.

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. - -2 100 1000 . - (-) 9821. . , , . (). . +0.5%, 3 5 . .

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The authors wish to express their appreciation to Dr. A. P. Gray, Dr. R. C. Ryan and the Perkin-Elmer Corporation, Norwalk, Connecticut for their assistance in setting up the DSC-2 and providing us with the digital data recording facilities.This work was supported by a grant from the National Science Foundation (Grant Number GH42634X) and partially purchased with an equipment grant Number GH36965.     

Hydrodesulfurization and hydrogenation activities of carbon supported bimetallic catalysts

Carbon-supported noble metals are tailored for hydrodesulfurization reaction by adding iron, in such a manner that undesirable hydrogenation reactions are prevented without decrease of the catalytic activity.

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, , , .

     

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().

     

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 , . .

     

Thermal treatment and analysis involved in the preparation and investigation of different types of inorganic glasses

The importance of the thermal behaviour of glasses is illustrated. Some procedural characteristics for glass preparation upon quenching are discussed to distinguish the positive effects of increasing cooling rate. The basic thermodynamic quantities, kinetic data and procedural parameters are listed. The glass-transformation interval is treated in detail to demonstrate the temperature-dependences of heat capacity, enthalpy an Gibbs energy for as-quenched and annealed glasses, exemplifying processes of thermally stimulated reordering. Particular attention is paid to DTA measurements, which are of use for the determination of characteristic temperatures and to for the distinction of possible types of processes which occur upon reheating. Most common cases are illustrated by a series of hypothetical H vs. T and T _dta vs. T plots. Different glass formation coefficients based on the onset temperatures are discussed to confirm the general knowledge that their maxima match with concentration regions close to that of invariant melting of the system.

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Zusammenfassung Es wird die Bedeutung des thermischen Verhaltens von Glas verdeutlicht. Einige technologische Kenngrößen der Gasherstellung beim Abschrecken sowie grundlegende thermodynamische Größen, kinetische Daten und technologische Parameter, wurden beschrieben, um bei steigender Abkühlgeschwindigkeit positive Einflüsse erkennen zu können. Zur Unterstreichung thermisch stimulierter Umordnungsprozesse und zur Verdeutlichung der Temperaturabhängigkeit von Wärmekapazität, Enthalpie und freier Enthalpie von abgeschrecktem und kühlgeglühtem Glas wird das Intervall der Glasumformung ausführlich behandelt. Erhöhte Aufmerksamkeit wurde DTA-Messungen geschenkt, um charakteristische Temperaturwerte festzustellen und um eventuelle Typen der Prozesse, die beim Nachhitzen ablaufen, zu erkennen. Die häufigsten Fälle werden durch hypothetische H-T und T _dta -T Diagramme illustriert. Verschiedene Glasformationskoeffizienten für die Anfangstemperatur wurden diskutiert, um den allgemeinen Fakt zu bekräftigen, daß deren Maximum mit den Konzentrationsbereichen nonvariant schmelzender Systeme übereinstimmt.

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. , . , . , , , . , , . H- _a-. , , , .