Eine Thermowaage für den Unterricht

Zusammenfassung Eine Thermowaage, mit der gleichzeitig die Masse und die Temperatur in einer Probe gemessen werden können, wurde für Lehrzwecke entwickelt. Am Beispiel der Verdunstung von Aceton, der Entwässerung von Kupfersulfat-pentahydrat, der Zersetzung von Magnesiumoxalat-dihydrat und der Pyrolyse von Weichholz werden ihre TG-Kurven diskutiert.

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A thermobalance for teaching purposes was constructed which is able to measure simultaneously mass and temperature in a sample. The effectiveness of the device is discussed by the TGA curves of the evaporation of acetone, the dehydration of copper sulphate pentahydrate, the decomposition of magnesium oxalate dihydrate, and the pyrolysis of wood.

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, . , , .

     

Partial hydrogenation of benzene over platinum supported catalysts

Partial hydrogenation of benzene to cyclohexene has been studied on Pt/Nylon 66, Pt/MgO and Pt/TiO₂. An effect of the support on the selectivity to cyclohexene was observed, Pt/Nylon showing the highest selectivity, followed by Pt/MgO and Pt/TiO₂. An interaction of platinum with the more basic supports (Nylon, MgO) and a pretreatment under oxidizing conditions, results in a higher selectivity to cyclohexene.

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Pt/ 66, Pt/MgO PtTiO₂. , Pt/, Pt/MgO Pt/T,O₂. (, MgO) .

     

Study of structural transformations of equiatomic compounds of rare earth metals with copper

Electrical resistivity, magnetic susceptibility, X-ray diffraction and differential thermal analysis have been performed over a wide temperature range on binary compounds RCu. Melting points or decomposition temperatures for RCu (R=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy) phases and a number of FeB-CsCl structural transitions are reported, and heats and entropies of transformation are evaluated. Large hysteresis effects are observed for the structural transformations at different temperatures.In LaCu and CeCu no structural transformation was detected, while TbCu and DyCu failed to reveal any high-temperature thermal effect of transformation. In EuCu a nonreproducible thermal effect was evidenced after thermal cycling.

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Zusammenfassung Messungen der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Susceptibilität sowie röntgendiffraktometrische und differentialthermoanalytische Untersuchungen von binären Verbindungen des Typs RCu wurden in einem weiten Temperaturbereich ausgeführt. Schmelzpunkte bzw. Zersetzungstemperaturen von RCu-Phasen (R=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb und Dy) und eine anzahl von Phasenübergängen im System FeB-CsCl sind zusammen mit den bestimmten Entropiewerten der Phasenübergänge angegeben. Die Temperaturabhängigkeit der Phasenübergänge weist eine ausgeprägte Hysterese auf. In den Systemen LaCu und CeCu konnten keine Phasenübergänge festgestellt werden, während sich bei TbCu und DyCu kein auf einen Phsenübergang hinweisender thermischer Effekt im Hochtemperaturbereich zeigt. Bei EuCu wurde ein nicht-reproduzierbarer thermischer Effekt nach einem thermischen Kreisprozeß nachgewiesen.

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, , RCu. RCu (=La, , Pr, Nd,Sm, Eu, Gd, Tb Dy) , FeB-CsCl, . . LaCu , TbCu DyCu - . EuCu .

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The authors are grateful to Prof. A. Iandelli for his interest and for helpful discussion.

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This work was supported by the Italian Consiglio Nazionale delle Ricerche.     

Effect of acid-base properties of oxide catalysts in the oxidative dehydrodimerization of olefins

The dependence of the activity of tin-containing oxide catalysts on their basicity and acidity has been examined. The rate of oxidative dehydrodimerization of olefins is shown to be determined by the mobility of allyl compounds depending on the catalyst acid properties.

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. , , .

     

Thermal reactions of inorganic hydroxy-compounds under applied electric fields

The effect of electric fields on the thermal dehydration of amorphous hydrated iron(III) oxide under oxidizing, inert and reducing atmospheres was studied by X-ray diffractometry. In oxidizing and inert atmospheres, the transformation to-Fe₂O₃ was enhanced by electric fields, especially at the negative electrode. The crystallite size of the product was also greatest at the negative electrode. Both results are explained in terms of the migration of protons to the negative electrode, where they subsequently form water which acts as a nucleating agent for the crystalline phase. In reducing atmospheres the formation of Fe₃O₄ and FeO at the expense of Fe₂O₃ is facilitated by electric fields, particularly at the negative electrode. Possible reaction mechanisms are considered, and the role of protons in stabilizing defect-spinel intermediates and products is discussed.

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Zusammenfassung Der Einfluß eines elektrischen Feldes auf die thermische Dehydratisierung des amorphen hydratisierten Eisen(III)oxids in oxidierenden, inerten und reduzierenden Atmosphären wurde durch Röntgendiffraktometrie untersucht. In oxidierenden und inerten Atmosphären wurde die Umwandlung zu -Fe₂O₃ durch elektrische Felder gefördert, besonders an der negativen Elektrode. Die Form der Kristallite des Produkts war ebenfalls an der negativen Elektrode am größten. Beide Ergebnisse werden durch die Proteinwanderung zur negativen Elektrode erklärt, wo diese Wasser bilden, das für die kristalline Phase als Keimbildner fungiert. In reduzierenden Atmosphären wird die Bildung von Fe₃O₄ und FeO auf Kosten von Fe₂O₃ durch elektrische Felder besonders an der negativen Elektrode erleichtert. Mögliche Reaktionsmechanismen werden erörtert und die Rolle der Protonen bei der Stabilisierung defekt-spineller Zwischenstufen und Produkte besprochen.

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Résumé L'effet d'un champ électrique sur la déshydratation thermique de l'oxyde de fer(III) hydraté amorphe a été étudié par diffractométrie des rayons X, dans des atmosphères oxydante, inerte et réductrice. En atmosphères oxydante et inerte, le champ électrique facilite la transformation en -Fe₂O₃, en particulier à l'électrode négative. La taille des cristaux formés est également plus élevée à l'électrode négative où il se forme de l'eau qui agit comme agent de nucléation de la phase cristalline. En atmosphère réductrice, le champ électrique facilite la formation de Fe₃O₄ et FeO, aux dépens de Fe₂O₃, en particulier à l'électrode négative. On considère les mécanismes de réaction possibles et on discute le rôle des protons sur la stabilisation des produits et des intermédiaires défauts-spinelles.

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- (III) , . -Fe₂O₃ , , . , , . Fe₃O₄ FeO Fe₂O₃ . , .

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The author is indebted to P. J. Melling for assistance with the measurements in H₂/N₂ atmospheres.     

On the dissociation mechanism of carbonates and their isomorphous mixture

The thermal decomposition processes of carbonate minerals are analyzed by comparison of the notions on chemical bonds in crystals and modern concepts on solid-phase reactions. It is shown that depending on the mechanism of thermal dissociation, the carbonate minerals most widespread in nature may be divided into two groups: first, CaCO₃, SrCO₃ and BaCO₃, characterized by decomposition temperatures close to the equilibrium values and undergoing recombination on cooling; and second, MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃ and ZnCO₃, with dissociation temperatures exceeding the equilibrium values by 250° and recombining only at high partial pressures of CO₂ (above 1000 bar).

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Zusammenfassung Die thermischen Zersetzungsprozesse von Carbonatmineralien wurden auf der Basis der Vorstellungen über die chemischen Bindungen in Kristallen und moderner Konzeptionen über Festphasenreaktionen analysiert. Es wird gezeigt, dass die in der Natur weitverbreitetsten Carbonatmineralien, abhängig vom Mechanismus der thermischen Zersetzung, in zwei Gruppen unterteilt werden können: die erste umfasst CaCO₃, SrCO₃ und BaCO₃ und ist durch Zersetzungstemperaturen nahe den Gleichgewichtswerten und durch Rekombination beim Abkühlen charakterisiert, zur zweiten gehören MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃ und ZnCO₃ mit Dissoziationstemperaturen, die die Gleichgewichtswerte um etwa 250° überschreiten, und die nur bei hohen CO₂-Partialdrücken (über 1000 bar) rekombinieren.

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, . , , . CaCO₃, SrCO₃, BaCO₃ , . MgCO₃, MnCO₃, FeCO₃, ZnCO₃ , 250°, ( 1000 .).

     

Measurement of reaction kinetics by a pressure rise method

Decomposition of urea nitrate in an initially evacuated system gave sigmoidal pressurevs. time curves. The experimental kinetic data fit the growing nuclei model with a measured enthalpy of activation of 142±12.5 kJ/mole as compared to 115±11.3 kJ/mole obtained thermogravimetrically. This higher value ofH is explained on the basis of two factors: 1) the inhibitory effect of the product gases and 2) self heating, whose extent increasedH by about 12.5 kJ/mole.

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Zusammenfassung Die Zersetzung von Harnstoffnitrat in einem anfanglich evakuierten System ergab sigmoide Druck-Zeit Kurven. Die kinetischen Versuchsangaben können einem Kernwachstums-Modell einer gemessenen Aktivierungsenthalpie von 142±12,5 kJ/mol angepaßt werden, im Vergleich zu den auf thermogravimetrischen Weg ermittelten Wert von 115±11.3 kJ/Mol. Dieser hohe Wert vonH, wird auf Grund zweier Faktoren erklärt: 1) der Hemmungseffekt der Produktgase und 2) Selbsterhitzung, deren AusmaßH um etwa 12.5 kJ/Mol erhöhte.

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Résumé La décomposition du nitrate d'urée dans un système initialement mis sous vide, donne des courbes sigmoïdales de pression en fonction du temps. Les données cinétiques expérimentales peuvent être ajustées à un modèle de grossissement de germes, avec une enthalpie d'activation mesurée de 142±12.5 kJ/mole, comparée à 115±11.3 kJ/mole obtenue par thermogravimétrie. Cette valeur plus élevée deH s'explique sur la base de deux facteurs: 1) l' effet inhibiteur des gaz produits et 2) phénomène d'autoéchauffement qui augmente la valeur deH d'environ 12.5 kJ/mole.

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. , 142+-12.5 / 115 + 11.3 /, . H : 1) 2) , 12.5 /.

     

Interaction of tribenzyltitanium with butadiene

It has been established that the interaction of (C₆H₅CH₂)₃Ti with butadiene does not change the parameters of ESR spectra. Only the hydrodynamic radius of this complex increases.

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, (C₆H₅CH₂)₃Ti . .

     

Temperature programmed reduction and oxidation of Ir/Al2O3 catalysts

3 % Ir/Al₂O₃ catalysts have been studied by means of temperature programmed reduction and oxidation. With growing degree of metal oxidation (higher T_ox) reducibility of the catalysts at low temperatures decreases.

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3% Ir/Al₂O₃ . ( ) .

     

Mechanism of isotope exchange of dihydrogen with liquid water catalyzed by hydroxide ions

In the analysis of the reaction between dissolving hydrogen and aqueous alkali hydroxide solutions the interaction of hydrogen with the molecular ion (H₃O₂)^– should be studied. This interaction is analyzed by the interacting bonds method. The activation energy (E_a) is estimated.

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, (H₃O₂)^–. . (E_a).

     

Interaction between particles in solution and the mechanism of dihydrogen activation in base catalyzed isotope exchange reactions

A previously suggested mechanism for the H-D isotope exchange of dihydrogen with aqueous alkaline and amide-ammonia solutions is discussed to be generalized and extended to hydrogen isotope exhange with other protolytic solvents.

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- () - () - (). ().

     

Measurement of adsorption heats of nitrogen on metal nitrides

Adsorption heats q and activation energies of the nitrogen exchange on several metal nitrides have been compared. For the systems capable of changing readily their composition upon varying conditions, the isotope exchange is suggested to be the most reliable method of the determination of q.

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. , , , .

     

The use of thermal analysis to predict the thermal life of organic electrical insulating materials

Three different thermoanalytical methods are introduced as significant time-saving techniques in conventional life tests of some organic electrical insulating materials. DTA in cyclically alternated atmospheres of nitrogen and oxygen according to Randino and Andreotti, and TG analysis methods at different heating rates according to Flynn and Wall and to Broido were applied to two electrical insulations based on aromatic poly-imide and epoxy resin. The activation energies obtained are compared with those derived from the slopes of the life-lines produced via conventional life tests. The assumptions necessary for applying the thermal analyses in these cases are discussed.

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Zusammenfassung Drei verschiedene thermoanalytische Methoden werden als wesentlich zeitsparende Techniken bei der üblichen Prüfung der Lebensdauer einiger organischer elektrischer Isoliermaterialien beschrieben. DTA in zyklisch wechselnden Atmosphären von Stickstoff und Sauerstoff nach Randino und Andreotti und Methoden der TG-Analyse bei verschiedenen Aufheizgeschwindigkeiten nach Flynn und Wall und Broido wurden bei zwei elektrischen Isolierstoffen auf aromatischer Polyimid und Epoxyd-Harz Basis eingesetzt. Die erhaltenen Aktivierungsenergien werden mit den aus der Neigung der an Hand konventioneller Lebensdauertests erhaltenen Lebenslinien verglichen. Die nötigen Voraussetzungen zur Anwendung der Thermoanalyse in diesen Fällen werden erörtert.

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Résumé On présente trois méthodes thermoanalytiques différentes qui permettent de réaliser un gain de temps important lors de l'examen conventionnel de la durée de vie de quelques isolants électriques organiques. L'analyse termique différentielle en atmosphères cycliquement alternées d'azote et d'oxygène, suivant Randino et Andreotti, et la thermogravimétrie avec différentes vitesses de chauffage, suivant Flynn et Wall et Broido, ont été appliquées à deux isolants électriques à base de polyimide aromatique et de résine époxy. Les énergies d'activation obtenues sont comparées à celles déduites de la pente des lignes de vie, obtenues par des examens conventionnels de durée de vie. Les approximations nécessaires pour appliquer l'analyse thermique à ces différents cas sont discutées.

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. , , , , , , . , . .

     

Dehydration of lithium triphosphate pentahydrate,Li5P3O10· 5H2O

The kinetics of isothermal-isobaric dehydration of Li₅P₃O₁₀·5H₂O in vacuum (p=10^–1 hPa) and in water vapour atmosphere ( =23·hPa) was investigated by TG in the temperature range 40–140°. It was shown that the initial non-degradation removal of 1/10 of the crystal water, the rate of which is sensitive to , proceeds according to the laws of reversible topochemical reactions. In the next, irreversible degradation stage, where the bulk of the crystal water is removed, the kinetic characteristics of the process and the DSC effects exhibit a low sensitivity to the water vapour pressure. The peculiarities of Li₅P₃O₁₀·5H₂O dehydration were considered in comparison with the thermal behaviour of Na₅P₃O₁₀·6H₂O and K₅P₃O₁₀·4H₂O.

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Zusammenfassung Die Kinetik der isotherm-isobaren Dehydratisierung von Li₅P₃O₁₀·5H₂O in Vakuum (p=10^–4 hPa) und in Wasserdampfatmosphäre ( =23 hPa) wurde durch TG im Temperaturbereich von 40–140° untersucht. Es wurde gezeigt, daß die anfängliche, noch keine Zersetzung zur Folge habende Eliminierung von 1/10 des Kristallwassers, deren Geschwindigkeit von abhängt, nach den Gesetzen der reversiblen topochemischen Reaktionen abläuft. Im nächsten irreversiblen Zersetzungsschritt, in dem die Hauptmenge des Kristallwassers austritt, sind die kinetischen Kennwerte des Prozesses und die DSC-Effekte nur wenig vom Wasserdampfdruck abhängig. Die Besonderheiten der Dehydratisierung von Li₅P₃O₁₀·5H₂O werden im Vergleich mit dem thermischen Verhalten von Na₅P₃O₁₀·6H₂O und K₅P₃O₁₀·4H₂O erörtert.

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40–140° - Li₅P₃O₁₀ · 5₂ (=10^–4 ) (=23 ). , 1/10 , . , - . L₅₃₁₀·5₂ Na₅P₃O₁₀·6H₂O K₅₃₁₀·4₂.

     

Oxidative coupling of alkylbenzenes to diaryls catalyzed by the palladium(II)-heteropolyacid system

Oxidative coupling of alkylbenzenes (benzene, toluene, o-xylene, durene) is shown to proceed in the presence of palladium salts and heteropolyacids under the action of oxygen with a high yield of diaryls. The addition of mercury salts and variation of the solvent affect the reaction rate and isomer composition of the products.

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, (, , -, ) . .

     

Discrimination between catalyst deactivation mechanisms by kinetic measurements in open systems

Two competitive mechanisms of catalyst deactivation caused by either the starting substance or the reaction product are considered. The problem of the possible discrimination between these mechanisms according to kinetic measurements in open systems can be solved by a numerical experiment on a computer.

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— , . , . .

     

Oxidation of trimethoxybenzenes to benzoquinones with hydrogen peroxide in the presence of heteropolyacid

Trimethoxybenzenes were oxidized to dimethoxy-p-benzoquinones in fairly good yields (50–60%) with hydrogen peroxide in the presence of heteropolyacid in the solvent of acetic or formic acid.

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-- (50–60%) , , .

     

The use of thermal analysis in medical science with special reference to nephroliths

The applications of thermal methods in medical science have been summarized, with special regard to kidney stones. Complex thermal analysis can be used successfully for examination of human and animal urinary calculi, bones, odontoliths biological tissues (proteins, skin, callus, nail) etc.

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Zusammenfassung Es wurden die Anwendungen der Thermoanalyse auf medizinischem Gebiet unter besonderer Berücksichtigung von Nierensteinen zusammenfassend behandelt. Komplexe thermoanalytische Methoden eignen sich zur Prüfung von menschlichen und tierischen Harnsteinen, Knochen, Zahnstein, biologischem Gewebe (Proteine, Haut, Nägel, usw.)

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Résumé Revue des applications des méthodes thermoanalytiques dans le domaine médical avec mention particulière pour les calculs rénaux. L'emploi des méthodes d'analyse thermique mixtes donnent de bons résultats pour l'examen des calculs rénaux animaux et humains, du tartre dentaire et des tissus biologiques (protéines, peau, ongles), etc.

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, . , (, , , ) .

     

Donor-acceptor concept of covalent interaction of substrate with catalysts

In terms of a unitary approach, the ability of complexes, clusters and metals of transition and nontransition elements for covalent interaction with reagents has been analyzed. the requirements for the catalysts to be efficient in the covalent activation of substrates have been formulated.

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, . .

     

Catalytic preparation of diacetone alcohol in controlled flow conditions

Catalytic preparation of diacetone alcohol from acetone was studied using strong basic ion exchangers as catalysts. A continuous process was carried out in an enlarged laboratory set-up with controlled flow rate. Experiments were performed with respect to experiment duration, temperature, flow rate, catalyst porosity and catalyst-acetone ratio. The quantity of DAA was determined by gas chromatography. The effects of temperature, catalyst porosity and catalyst-acetone ratio on the reaction course were significant in comparison with other parameters examined. An exponential dependence of C/A ratio on DAA yield was found.

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