Total chromatographic optimization (TOCO) I. Simultaneous optimization of many variables in liquid chromatography

Summary The following chromatographic variables are totally optimized based on the recently developed information theory of optimization: mobile phase composition, column length, flow rate, wavelength, and the amount of internal standard. The optimal internal standard is selected from among six candidates. Two types of optimal conditions (- and -optimals) are proposed: the -optimal is defined as the most precise analysis (the maximal ) while the -optimal is the most efficient (rapid) analysis (the maximal ). The observation times for the determination of an antipyretics mixture (three components) in liquid chromatography are ca. 50 s for the -optimal and ca. 8 min for the -optimal. The reliability of the - and -optimals is verified by experiments.     

Röntgenkleinwinkeluntersuchungen an Lösungen eines Polystyrolpräparates mit enger Molekulargewichtsverteilung

Zusammenfassung Es wurde das Streuverhalten von Polystyrol im thermodynamisch schlechten Lösungsmittel Cyclohexan zwischen Entmischungstemperatur und-Temperatur untersucht. Beim -Punkt und nahe dabei liegt das Verhalten eines statistisch verknäuelten Fadenmoleküls vor. Unterhalb der-Temperatur beginnt eine Aggregation. Knapp oberhalb der Entmischungstemperatur entspricht das Molekulargewicht etwa einer Verhängung zweier Fadenmoleküle. Ein Auftreten von kompakten Polymerknäueln ist bei dieser Temperatur nicht festzustellen. Der Einfluß des Fadenquerschnitts auf die Streukurve ist beträchtlich, da der Querschnitt nicht viel kleiner als die Persistenzlänge ist. Trotzdem läßt sich die Persistenzlänge (a=12,2 Å) aus dem Übergangspunkt zwischen den etwa 1/(2)² und 1/(2) proportionalen Bereichen bestimmen, da der Knick im Übergangsbereich infolge der großen Anzahl von Persistenzlängen pro Molekül sehr ausgeprägt ist.

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X-Ray small-angle investigations on solutions of a polystyrene sample with a narrow molecular weight distribution

Investigations were made of the scattering behaviour of polystyrene in the thermodynamically bad solvent cyclohexane between precipitation-temperature and-temperature. At the-point and close to it the behaviour of a statistically coiled chain molecule is found. Below-temperature an aggregation is beginning. Just above precipitation-temperature the molecular weight corresponds to an entanglement of two chain molecules. Appearance of compact polymer coils could not be noted at this temperature. The influence of the chain crosssection upon the scattering curve is considerable as the crosssection is not much smaller than the persistence length. Nevertheless, the persistence length (a=12.2 Å) may be determined from the transition point between the ranges roughly proportional to 1/(2)² and 1/(2) as the break within the transition range is very distinct on account of the great number of persistence lengths per molecule.

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Mit 3 Abbildungen

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Herrn Prof. Dr.E. Broda zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Propos sur l'interpretation de l'energie d'activation experimentale

Résumé Les résultats de divers travaux montrent que la valeurE _e de l'énergie activation expérimentale tirée des diagrammes d'Arrhénius varie avec la pression, dans le cas de réactions de décompositions endothermiques.L'analyse de divers modèles permet d'expliquer cette constatation en montrant que la grandeurE _e n'a pas le sens d'une énergie d'activation mais est une fonction de nombreux paramètres. Deux d'entre eux ont été retenus dans le cadre de cette étude: le terme d'écart à l'équilibre et le terme de gradient thermique, provoqué par l'endothermicité du phénomène.Cette analyse permet d'établir une prévision de la fonctionE _e (P) conforme aux résultats expérimentaux.

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The results from various investigations show that the experimental activation energy valueE _e derived from the Arrhenius diagrams varies with pressure for endothermic decomposition reactions.The analysis of various models allows this fact to be accounted for by showing thatE _e should be regarded not in its fundamental formulation, but as being a function of numerous parameters. Two of these were taken into account in the present study, i.e. deviation from equilibrium and a thermal gradient due to the fact that the phenomenon is endothermic.FunctionE _e (P) fitting the experimental results may be predicted by such an analysis.

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Zusammenfassung Die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen zeigen, dass die aus den Arrhenius-Diagrammen abgeleiteten experimentellen Werte der AktivierungsenergieE _e bei endothermen Zersetzungsreaktionen mit dem Druck variieren.Die Analyse verschiedener Modelle ermöglicht eine Erklärung dieser Tatsache, indem gezeigt wird, dassE _e nicht in ihrer grundliegenden Formulierung betrachtet werden darf, sondern als Funktion einer Anzahl von Parametern. Zwei dieser Parameter wurden in der vorliegenden Untersuchung berücksichtigt d.h. die Abweichung von dem Gleichgewicht und der thermische Gradient, welcher infolge der endothermen Beschaffenheit der Erscheinung auftritt.Eine den Versuchsergebnissen entsprechende FunktionE _e (P) kann mittels einer solchen Analyse vorausgesagt werden.

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, _e, , . , _ee , . , : , , . _e (), , .

     

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 ) .

     

3, 3, 3-Trifluoropropyl(methyl)cyclosiloxanes

The catalytic rearrangement of the cyclopentasiloxanes _mD_5-m, where represents a 3, 3, 3-trifluoropropyl(methyl)siloxane link and D a dimethylsiloxane link, and m=2–5 has been studied by the method described previously [1]. The rate of rearrangement and the rate of formation of a linear polysiloxane rise with an increase in m from 2 to 4. The equilibrium concentration of the linear polysiloxane formed from _mD_5-m and from _mD_4-m (m=0–4) [1] is inversely proportional to the molar fraction of links in the ring and rises with an increase in the total concentration of siloxane links in solution. Results have been obtained on the kinetics of the formation of the cyclosiloxanes _mD_n (where m=0–5, n=0–5, and m+n=3-6) during the rearrangement of the cyclopentasiloxanes _mD_5-m. It has been established that at equilibrium a mixture of cyclosiloxanes _mD_n containing practically constant ratios of tetramers, pentamers, and hexamers (m+n=4, 5, and 6) is obtained, regardless of the composition and structure of the initial cyclosiloxane and of the conditions of rearrangement (polymerization). The cyclopentasiloxanes _mD_5-m are less active in the process of rearrangement than the cyclotetrasiloxanes _mD_4-m. The activity of the cyclosiloxanes in rearrangement in the presence of a base rises in the sequence D₄D_{3 2}D₃<₃D₂<₄D < ₂D₂ < ₃D.For part II, see [1].     

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- . .

     

Accurate electric multipole moments for HCN and HCP from CCSD(T) calculations with large Gaussian basis sets

Summary Accurate values of the electric multipole moments of HCN and HCP have been obtained from self-consistent field (SCF) and coupled-cluster (CCSD(T)) calculations. With the origin at the centre of mass and hydrogen along the positive molecular axis in both systems, a [9s5p2d/10s7p5d3f/10s7p5d3f] basis set is expected to predict near-Hartree-Fock values for the dipole (=1.2962ea ₀), quadrupole (=2.1046ea ₀ ² ), octopole (=10.088ea ₀ ³ ) and the hexadecapole (=24.23ea ₀ ⁴ ) moment of HCN. An analogous basis set, [9s5p2d/10s7p5d3f/14s11p7d3f], predicts SCF values of =0.1421ea ₀, =3.8786ea ₀ ² , =19.633ea ₀ ³ and =65.89ea ₀ ⁴ for HCP. Electron correlation reduces the dipole moment of HCN but increases the dipole moment of HCP. At the CCSD(T) level of theory the calculated values are =1.1800ea ₀, =1.6461ea ₀ ² , =9.762ea ₀ ³ and =22.45ea ₀ ⁴ for HCN and =0.1710ea ₀, =3.2312ea ₀ ² , =16.578ea ₀ ³ and =60.87ea ₀ ⁴ for HCP.     

Influence of carbon dioxide on the position of oxygen adsorption equilibrium on silver

Due to interaction with carbon dioxide, when some adsorbed oxygen atoms on silver surfaces are converted into carbonate groups, the binding energy diminishes and the volatility of adsorbed oxygen rises.

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, , .

     

Thermal decomposition of some homobinuclear dihalide-bridged iron(III) complexes

Thermal studies by TG and DTG on some homobinuclear dihalide-bridged iron(III) complexes of the general type [Fe(S₂CNR₂)₂X]₂(}-X ₂) were carried out in air and nitrogen atmospheres. The apparent activation energies were determined by graphical methods and the TIN temperatures were calculated from the TG profiles. Finally, a possible mechanism of the decomposition is suggested on the basis of the pyrolysis and mass spectral data.

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Zusammenfassung Einige homobinukleare Eisen(III)-Komplexe mit Dihalidbrücken der allgemeinen Formel [Fe(S₂CNR₂)₂X]₂(–X₂) wurden mittels TG und DTG in Luft und Stickstoffatmosphäre untersucht. Die scheinbaren Aktivierungsenergien wurden nach graphischen Methoden aus den TG-Profilen bestimmt. Ein möglicher, auf pyrolytischen und massenspektrometrischen Daten basierender Zersetzungsmechanismus wird vorgeschlagen.

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[Fe(S₂CNR₂)₂X]₂ (-₂) . , . - .

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Thanks are due to Dr. G. Karagiannidis, Laboratory of Organic Chemical Technology, Aristotelian University, for technical assistance.     

Determination of the active surface of supported oxide catalysts on the basis of their reduction rate

A method for the determination of the active surface of supported oxide catalysts, based on measurement of their rate of reduction with carbon monoxide has been developed. The surface of silica gel-supported CuO was measured. The catalytic activity of the samples was found to be proportional to their active surface.

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, . , . , .

     

X-ray study of Re/Al2O3 and Re+Pt/Al2O3 catalysts using synchrotron radiation

Uning synchrotron radiation, L_III rhenium absorption spectra have been studied for Re/Al₂O₃ and Re+Pt/Al₂O₃ catalysts obtained by impregnation. For individual rhenium compounds a linear dependence between the shift of absorption edge and the state of rhenium oxidation has been found. The absorption spectra of reduced catalysts are significantly broadened as compared with those of individual compounds of the same valency. This points to the presence of rhenium compounds in different oxidation states.

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L_III- , Re/Al₂O₃ Re+Pt/Al₂O₃, . . . .

     

Differential thermal analysis studies on the crystallization of strontium tungstate from sodium tungstate melt. Nucleation mechanism and induction periods

The nucleation mechanism, kinetics and induction periods in strontium tungstate crystallization from sodium tungstate melt in platinum crucibles were investigated by differential thermal analysis. Heterogeneous nuclei first formed on the metal platinate particles within the solution during the induction periods (¯t); the main crystal growth started only after ¯t and few new nuclei were then formed. At any crystallization temperature, ¯t varied inversely with the cooling rate (R _T), and with the rate (R_C) of development of excess solute concentration according to the relation ¯t = 1/(k ₁ R _c ), wherek ₁ and are constants. The critical temperature (¯T), critical supersaturation(¯ S), k ₁ and were evaluated.

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Zusammenfassung Der Keimbildungsmechanismus, sowie die Kinetik und die Induktionsperioden wurden bei der Kristallisation von Strontiumwolframat aus Natriumwolframatschmelzen in Platintiegeln durch Differentialthermoanalyse untersucht. Die heterogenen Kristallkeime wurden zuerst während der Induktionsperiode () an den Metallplatinat-Teilchen in der Lösung gebildet: das Hauptkristallwachstum begann erst nach und nachfolgend wurden einige neue Keime gebildet. Bei jeder Kristallisationstemperatur änderte sich umgekehrt proportional zu den Abkühlungsgeschwindigkeiten (R _T) und den Geschwindigkeiten (R _c) der Bildung überschüssig gelösten Materials, entsprechend der Gleichung = 1/(k ₁ R _c , wobeik ₁ und Konstanten sind. Die kritische Temperatur (¯T), die kritische Übersättigung (¯S),k ₁ und wurden bewertet.

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Résumé On a étudié par analyse thermique différentielle le mécanisme de nucléation ainsi que la cinétique et les périodes d'induction de la cristallisation du tungstate de strontium, à partir des bains fondus de tungstate de sodium, dans des creusets de platine. Des noyaux hétérogènes se forment d'abord sur les particules de platinate métallique dans la solution, au cours des périodes d'induction (): la croissance principale des cristaux ne commence qu'après et il se forme alors quelques noyaux nouveaux. A une température quelconque de cristallisation, varie de façon inverse avec les vitesses de refroidissement (R _T) et les vitesses de développement (R _c ) de concentrations de sursaturation de la substance en solution, selon la relation = 1/(k ₁ R _c , oùk ₁ et sont des constantes. On a évalué la température critique (¯T), la sursaturation critiques (¯S),k ₁ et.

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, . - (¯ t). ¯t . - ,¯t (R _T), (R _c) ¯t=1/(K₁ R _c ), ₁ — . (¯), (_-S), K₁ .

     

Changes in the surface characteristics of residues from the thermal decomposition of nickel oxysalts

The changes in surface area and density which occur during the decomposition of eight nickel oxysalts have been reported. Surface area peaks were observed in the temperature range 473 K to 673 K. An equation relating to the number of product particles (n) produced from a single particle of original material has been derived. Logn was shown to vary linearly with temperature, wheren is the number of product particles formed from one original reactant particle.

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Zusammenfassung Es wird über die Veränderungen der Oberfläche und Dichte berichtet, welche bei der Zersetzung von acht Nickeloxysalzen auftreten. Oberflächenpeaks wurden im Temperaturbereich von 473 K bis 673 K beobachtet. Eine Gleichung wurde abgeleitet, welche sich auf die Zahl (n) der sich aus einem einzigen Partikel der Ausgangssubstanz bildenden Produktpartikel bezieht. Es wurde bewiesen, daß sich logn linear zur Temperatur ändert, wobein die Zahl der sich aus einem reagierenden Ausgangspartikel bildenden Produktpartikel ist.

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Résumé Etude des changements de surface spécifique et de densité pendant la décomposition de huits oxysels du nickel entre 473 K à 673 K. En désignant parn le nombre de particules issues d'une particule unique du matériau initial, on montre que logn varie linéairement avec la température.

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8 - , . , , 473–673 . , (), . logn .

     

Interaction of styrene with triphenylphosphinecobalt complexes

The interaction of the cobalt phosphine complexes Co(N₂)(PPh₃)₃, HCo(N₂)(PPh₃)₃ and H₃Co(PPh₃)₃ with styrene yields mono and dinuclear complexes identified by the ESR method. A paramagnetic complex, Co(PPh₃) (styrene)₂, is one of the intermediates in the catalytic hydrogenation of styrene.

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Co(N₂)(PPh₃)₃, HCo(N₂)(PPh₃)₃ H₃Co(PPh₃)₃ . , Co(PPh₃) ()₂.

     

Methane synthesis from CO/H2O mixture on supported nickel catalysts, II. Surface species in CO?H2 and CO?D2O interaction by IR spectroscopy

The species resulting in CO, CO+H₂ or CO+D₂O adsorption on supported Ni catalysts were followed by IR spectroscopy and their role in methane synthesis mechanism is discussed.

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- , CO, CO+H₂ CO+D₂O . .

     

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

     

Reactivity of electronically excited Br(2P1/2) atoms towards CH3F

The rate constants for Br(²P_1/2) and Br(²P_3/2) atoms in the reaction Br+CH₃FHBr+CH₂F in photobromination of CH₃F have been determined. Their ratio is 10^{–(2.6±0.5)} exp(10100±1000/RT) in the temperature range of 60–200 °C.

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Br(²P_1/2) Br(²P_3/2) Br+CH₃FHBr+CH₂F CH₃F. 60–200 °C 10^{–(2,6±0,5)} exp (10100±1000/RT).

     

Contribution a l'etude des associations aminophenazone-uree aminophenazone-thiouree et aminophenazone-noxythioline

The phase diagrams for aminophenazone-urea (a), aminophenazone-thiourea (b) and aminophenazone-noxythioline (c), established by differential scanning calorimetry, transparency method and thermomicroscopy, revealed the presence of definite compounds (1–3). These compounds are formed during eutectic fusion for (a) and (c); the definite compound for (b) displays non-congruent fusion.

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Zusammenfassung Aus den durch DSC ermittelten Phasendiagrammen für Aminophenazon-Harnstoff (a), Aminophenazon-Thioharnstoff (b) und Aminophenazon-Noxythiolin (c) sowie durch die Transparenzmethode und Thermomikroskopie wurde die Existenz der definierten Verbindungen (1–3) nachgewiesen. Diese Verbindungen werden im Falle von (a) und (c) in eutektischen Schmelzen gebildet. Die definierte Verbindung für (b) schmilzt nicht-kongruent.

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- (a), - () - (), , , . ((a)) (), () .

     

Untersuchung von Werken der Kunst- und Kulturgeschichte mit Hilfe der Differentialthermoanalyse

Zusammenfassung Farbproben aus Gemälden wurden unter Stickstoff und Sauerstoff differentialthermoanalytisch untersucht. Die unter Sauerstoff erhaltenen Thermogramme von Proben aus Ölgemälden zeigten eine deutliche Abhängigkeit des thermischen Verhaltens einer Farbprobe von ihrem Alter innerhalb eines Zeitraums von etwa 100 Jahren. Die Ergebnisse werden in Form einer halblogarithmischen Auftragung dargestellt und diskutiert.Unser Dank gilt der Stiftung Volkswagenwerk für die großzügige Förderung dieses Forschungsprogramms mit Sach- und Personalmitteln.

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Samples of paintings have been studied by differential thermal analysis under nitrogen and oxygen. The thermal curves of samples of oilpaintings under oxygen depend upon the age of the sample within a range of about 100 years. A graphical interpretation of the results is presented and discussed.

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Résumé Des échantillons de peintures prélevés sur des tableaux ont été étudiés par ATD sous azote et sous oxygène. Les courbes ATD obtenues en chauffant sous oxygène les échantillons prélevés sur des peintures à l'huile dépendent nettement de l'âge des tableaux, dans un intervalle d'environ 100 ans. Les résultats sont présentés sur des graphiques en échelle semilogarithmique et discutés.

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. , , , 100 . .

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Auszugsweise vorgetragen auf der GEFTA-Tagung 1977 in Clausthal-Zellerfeld.

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Unser Dank gilt der Stiftung Volkswagenwerk für die großzügige Förderung dieses Forschungsprogramms mit Sach- und Personalmitteln.