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Journal of thermal analysis

, Volume 6, Issue 5, pp 529–541 | Cite as

The thermal decomposition of ammonium metavanadate

II The kinetics and mechanism of the decomposition
  • M. E. Brown
  • L. Glasser
  • B. V. Stewart
Article

Abstract

On heating, ammonium metavanadate (AMV) decomposes in several atmospheredependent stages. An important decomposition intermediate, ammonium hexavanadate (AHV), may also be prepared by wet-chemical methods and the kinetic parameters for the thermal decomposition of AMV and of the AHV preparation have been obtained. The kinetic study has been supplemented by surface-area measurements and by electron microscopic examination of the surfaces of reactant, intermediate and product crystallites.

On the basis of the type of decomposition curve, the measured activation energies, and the effects of oxygen and water vapour on the decomposition rate, it has been concluded that in vacuum and in inert atmospheres the evolution of ammonia is the rate-determining step, while in oxidizing atmospheres evolution of water is rate determining.

Comparison of the kinetic parameters with thermodynamic data for the decomposi. tion has led to suggestions as to the nature of the activated complexes involved.

Keywords

Thermal Decomposition Decomposition Rate Metavanadate Rate Determine Ammonium Metavanadate 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Résumé

Par chauffage, le métavanadate d'ammonium (AMV) se décompose en plusieurs étapes qui dépendent de l'atmosphère. Un produit intermédiaire important de la décomposition est l'hexavanadate d'ammonium (AHV) qui peut aussi Être obtenu chimiquement par voie humide. On a pu ainsi déterminer les paramètres cinétiques de la décomposition thermique de l'AMV et de la préparation d'AHV. On a complété l'étude cinétique par des mesures de surface et par l'examen au microscope électronique des surfaces des cristallites du composé initial, du produit intérmédiaire et du produit préparé.

En utilisant la courbe de décomposition, les énergies d'activation mesurées et les effets respectifs de l'oxygène et de la vapeur d'eau sur la vitesse de la décomposition, on a pu conclure que dans le vide et en atmosphère inerte, c'est le départ de l'ammoniac qui détermine la vitesse de le réaction, tandis qu'en atmosphère oxydante, c'est le départ de l'eau.

La comparaison des paramètres cinétiques avec les données thermodynamiques de la décomposition a permis d'émettre des hypothèses sur la nature des complexes activés mis en jeu.

Zusammenfassung

Beim Erhitzen wird Ammonium-Metavanadat (AMV) in verschiedenen Stufen zersetzt, welche von der AtmosphÄre abhÄngen. Ein bedeutendes Zersetzungszwischenprodukt, Ammoniumhexavanadat (AHV), kann auch durch na\-chemische Methoden hergestellt werden. Die kinetischen Parameter für die thermische Zersetzung von AMV und das AHV-PrÄparat wurden ermittelt. Die kinetischen Untersuchungen wurden durch OberflÄchenmessungen ergÄnzt, sowie mit der elektronenmikroskopischen Prüfung der OberflÄchen der reagierenden Substanz, der Zwischen- und den Endprodukt-Kristalliten.

Der Typ der Zersetzungskurve, die ermittelten Aktivierungsenergien und die Wirkung von Sauerstoff und Wasserdampf auf die Zersetzungsgeschwindigkeit lassen die Annahme zu, da\ im Vakuum und in inerter AtmosphÄre die Entwicklung von Ammoniak die geschwindigkeitsbestimmende Stufe ist, wÄhrend in oxidierenden AtmosphÄren die Wasserentwicklung geschwindigkeitsbestimmend ist.

Der Vergleich der kinetischen Parameter mit thermodynamischen Daten der Zersetzung führte zu Annahmen bezüglich der Beschaffenheit der mitwirkenden aktivierten Komplexen.

РЕжУМЕ

ИжУЧЕН РАспАД МЕтАВА НАДАтА АММОНИь (АМВ). ВАжНыМ пРОМЕжУтОЧНы М пРОДУктОМ РАспАДА ьВльЕтсь гЕк сАВАНАДАт АММОНИь (Аг В) кОтОРыИ МОжЕт Быть пОлУЧЕН тА кжЕ

хИМИЧЕскИМ МЕтОДОМ. У стАНОВлЕНы кИНЕтИЧЕ скИЕ пАРАМЕтРы тЕРМОРАсп АДА АМВ И пОлУЧЕНИь АгВ. ИжУЧЕНИЕ кИНЕтИк И ДОпОлНИлОсь ИжМЕРЕ НИЕМ плОскОстИ И ЁлЕктРОН НОМИкРОскОпИЧЕскИМ ИсЧытАНИЕМ плОскОст И РЕАгЕНтА пРОМЕжУтО ЧНОгО пРОДУктА И кРИстАллО В кОНЕЧНОгО пРОДУктА.

НА ОсНОВАНИИ тИпА кРИ ВОИ РАспАДА УстАНОВл ЕНА ЁНЕРгИь АктИВАцИИ И ВлИьНИЕ к ИслОРОДА И ВОьНОгО пАРА НА скОР Ость РАспАДА. пРИшлИ к ВыВОДУ, ЧтО В ВАкУУМЕ И В ИНЕРтНОМ гАжЕ ВыДЕлЕНИЕ АММИА кА ьВльЕтсь ОпРЕДЕль УЩИМ шАгОМ скОРОстИ, А В ОкИсльУЩ ЕИ АтМОсФЕРЕ ВыДЕлЕНИЕ ВОДы ОпРЕД ЕльУЩИИ ФАктОР. сРАВНЕНИЕ кИНЕтИЧЕс кИх пАРАМЕтРОВ с тЕРМОДИНАМИЧЕскИМИ ДАННыМИ пРИВЕлО к пРЕ ДпОлОжЕНИьМ ОтНОсИтЕлНО пРИРОДы ВклУЧЕННых АктИВИРО ВАННых кОМплЕксОВ.

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Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1974

Authors and Affiliations

  • M. E. Brown
    • 1
  • L. Glasser
    • 1
  • B. V. Stewart
    • 1
  1. 1.Chemistry DepartmentRhodes UniversityGrahamstownSouth Africa

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