Abstract
Heterogeneous decompositions of MgSO4 · 7H2O (Epsomite) monocrystals were studied with thermal (DTA, DSC, TG) and thermo-optical methods.
The polythermal reaction is controlled by nucleation of the reactant. This process has been considered by the Avrami-Erofe'ev equation:
The plots and the slope which give the activation energyE+=23.5 kcal/mole (760 Torr N2, 50–100°), are obtained from the Freeman-Carroll equation.
The DSC technique was used to determine the heat of decomposition (ΔH=42.3 kcal/mole, 760 Torr N2, 50–100°). The heat of transformation for the reaction 39–47°
wasΔH=2.8 kcal/mole.
The isothermal reaction (20°, 10−6 Torr) is controlled by first-order kinetic.
Résumé
La cinétique et la thermodynamique de la déshydratation endothermique de l'epsomite ont été examinées en combinant les techniques calorimétriques, thermogravimétriques, thermo-optiques et d'analyse thermique différentielle. En conditions dynamiques, on peut décrire la réaction, jusqu'à 50 pour cent de la perte de poids, approximativement par l'équation:
(Equation Avrami-Erofe'ev).
La valeur de l'énergie d'activation calculée d'après la méthode de Freeman et Carroll s'élève dans le domaine allant jusqu'à 100° à:
L'enthalpie déterminée par la méthode DSC a dans le même domaine la valeur de 42.3 kcal/mol, égale à celle de la vaporisation de l'eau.
La transformation en hexahydrate n'est guère influencée par le processus de vaporisation; pour la valeur de l'enthalpie de la réaction
on aΔH=2.8 kcal/mol.
La transformation isotherme est décrite dans un grand domaine parkt=−ln(1−α).
Zusammenfassung
Durch die Kombination differential-thermischer, kalorischer, thermogravimetrischer und thermooptischer Analysenverfahren wurde unter Berücksichtigung früherer struktureller Untersuchungen die Thermodynamik und Kinetik der endothermen Epsomitentwässerung untersucht.
Unter dynamischen Verhältnissen läßt sich der Reaktionsablauf bis über 50% des Umsatzes angenähert durch
beschreiben (Avrami-Erofe'ev Gleichung). Die Aktivierungsenergie berechnet sich nach dem Freeman-Carroll'schen Verfahren für einen Reaktionsbereich bis ca. 100° zu E+= =23.5 kcal/mol, die Reaktionsenthalpie bestimmt mit der DSC Technik für den gleichen Bereich zu 42.3 kcal/mol und kann der Verdampfungsenthalpie des Wassers gleichgesetzt werden.
Die Umwandlung in das Hexahydrat wird von dem Verdampfungsvorgang nicht wesentlich betroffen, es errechnet sich für die Reaktion
eine ReaktionsenthalpieΔH zu 2.8 kcal/mol.
Der isotherme Umsatz wird in einem großen Umsatzbereich durch
beschrieben.
Резюме
Термическим и термо-о птическим методами (Д ТА, ДШЦ, ТГ) исследован гетерогенный распад монокристаллов MgSO4 · 7Н2О (эпсомит).
Политермическая реа кция контролировала сь образованием ядер ре агента. Этот процесс описан уравнением Ав рами—Ерофеева
По кривым, полученным по уравнению Фримен— Керрол, расчитали энергию ак тивации Е+ − 23.5 Кал/мол (760 Topp, N2, 50–100° С). Те плота распада была определена способом ДШЦ (ΔН=42.3 кал/м ол, 760 Topp, N2, 50–100° С). Теплоца превращения реакцииΔH=2.8 кал/мол
Изотермическая реак ция (20 °С, 10−6 Topp) обсуждалас ь как реакция первого поря дка:
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Literatur
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Heide, K. Thermochemische und kinetische Untersuchungen der endothermen Umbildungsreaktionen des Epsomits (MgSO4 · 7H2O). Journal of Thermal Analysis 1, 183–194 (1969). https://doi.org/10.1007/BF01909669
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01909669