Effect of heating rate on the thermal decomposition of lead dioxide

Experimental data are presented on the kinetics and mechanism of PbO₂ decomposition at heating rates varying from 0 to 2.5 · 10³ °/sec. The studies were carried out with a time-of-flight mass spectrometer MSKH-4, a Paulik-Paulik-Erdey derivatograph and an X-ray diffractometer DRON-0.5At low heating rates (0 to 0.2 °/s) oxygen is evolved in four stages: PbO₂ PbO_1.56 PbO_1.44 PbO. At extremely high heating rates (2 · 10²–2.5 · 10³ °/s) the number of stages is reduced to two: PbO₂ PbO_1.4 PbO. An attempt is made to connect the observed change in the decomposition mechanism of PbO₂ with the crystal structure formation of the lead oxides.

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Zusammenfassung Versuchsergebnisse bezüglich der Kinetik und des Mechanismus der Zersetzung von PbO₂ bei Aufheizgeschwindigkeiten zwischen 0 und 2.5 · 10³°/s werden mitgeteilt. Die Untersuchungen wurden mittels eines time-of-flight Massenspektrometers MSKH-4, eines Derivatographen des Typs Paulik-Paulik-Erdey und eines Röntgendiffraktometers DRON-0.5 durchgeführt.Bei niedrigen Aufheizgeschwindigkeiten (0 bis 0.2 °/sec) wird Sauerstoff in vier Stufen entwickelt: PbO₂ PbO_1.56 PbO_1.44 PbO. Bei extrem hohen Aufheizgeschwindigkeiten (2 · 10² – 2.5 · 10³°/s) wird die Zahl der Stufen auf zwei herabgesetzt: PbO₂ PbO_1.4 PbO. Es wird versucht die beobachtete Ánderung in dem Zersetzungsmechanismus von PbO₂ mit der Kristallstrukturbildung der Bleioxide in Verbindung zu bringen.

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Résumé On présente des résultats expérimentaux concernant la cinétique et le mécanisme de la décomposition de PbO₂ pour des vitesses de chauffage allant de 0 à 2.5 · 10³°/s. Les études ont été effectuées à l'aide d'un spectromètre de masse du type MSKH-4, d'un Dérivatograph du type Paulik-Paulik-Erdey et d'un diffractomètre des rayons X du type DRON-0,5.Aux faibles vitesses de chauffage (0 à 0.2°/s) l'oxygène se dégage en quatre étapes: PbO₂ PbO_1.56 PbO_1.44 PbO. Aux vitesses de chauffage très élevées (2 · 10² à 2.5 · 10³°/s) le nombre des étapes se réduit à deux: PbO₂ PbO_1.4 PbO. On essaye de relier le changement observé dans le mécanisme de décomposition de PbO₂à la structure cristalline des oxydes de plomb.

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PbO₂ 2.5 · 10³°/c. — — MCX — 4, — — — 0.5. (0–0.2°/c) : PbO₂ PbO_1.56. PbO_1.44 PbO. (2 · 10²–2.5 · 10³°/c) : PbO₂ PbO_1.4 PbO. PbO₂ .