Journal of thermal analysis

, Volume 35, Issue 2, pp 515–526 | Cite as

The pseudobinary phase diagram cis-/trans-azobenzene and the cis → trans isomerization in various states of aggregation

  • Sabine Eligehausen
  • Stefan M. Sarge
  • Gerlind Öhlschläger
  • Heiko K. Cammenga
GEFTA-Symposium on Thermal Analysis 1988

Abstract

The pseudobinary phase diagram of trans-azobenzene and the thermally instable cis-isomer was examined by thermomicroscopical and DSC-measurements. Two eutectic temperatures have been determined (at 41.4 C and 36.7 C). The latter occurs only in the presence of a metastable polymorph of cis-azobenzene after quenching a melt, that contained as well cis-as trans-azobenzene, presumable under conditions of heterogeneous nucleation. In the melt and in solution the thermally induced cis-trans-isomerization follows first order kinetics. Below the eutectic temperature the rate is controlled by three-dimensional nuclei growth to reaction extent 0.20. Between the eutectic temperature and the melting points of product respectively educt the kinetics follow the PROUT-TOMPKINS law. The reason is the increasing isomerization rate with increasing fraction of melt.

Keywords

Melting Point Trans Isomerization Heterogeneous Nucleation Eutectic Temperature Order Kinetic 

Zusammenfassung

Das pseudobinäre Phasendiagramm von trans-Azobenzol und des thermisch instabilen cis-Isomeren wurde mit Hilfe thermomikroskopischer und DSC-Messungen untersucht. Es wurden zwei Eutektika bestimmt /bei 41.4 °C und 36.7 °C/, wobei das zweite Eutektikum nur in Anwesenheit einer metastabilen Modifikation von cis-Azobenzol nach Abschrecken einer Schmelze, die gleichzeitig eis- und trans-Azobenzol enthielt, vermutlich bei heterogener Keimbildung entstand. In der Schmelze und in Lösung verläuft die thermische cis-trans-Isomerisierung nach einem Geschwindigkeitsgesetz erster Ordnung. Unterhalb der eutektischen Temperatur ist die Festkörperreaktion bis zu Umsätzen von 0.20 durch dreidimensionales Keimwachstum bestimmt. Zwischen eutektischer Temperatur und Schmelzpunkt lässt sich die Reaktion durch die Gleichung von PROUT-TOMPKINS beschreiben, was auf die zunehmende Isomerisierungsgeschwindigkeit mit zunehmende Anteil Schmelze zurückzuführen ist.

Резюме

Методой термомикрос крпии е ДСК изучена псевдобинарная фазовая диаграмма тр анс-азобензола и терм ически нестабильного цис-изомера. Определе ны две температурные эвтектики при 41,4 и 36,7°. Последняя наблюд ается только в присут ствии метастабильно го полиморфа цис-азобен зола после быстрого охлаждения расплава, содержащег о как цис-, так и транс-азобензол, в образующегося, веро ятно, в условиях гетер огенного образования центров кристаллиза ции. В расплаве в в раст воре термически наведенная цис-тране изомеризация подчин яется реакции первого порядка. Ниже температуры эвтекти ки скорость реакции контролируется трех размерным ростом зар одышей кристаллов со степенью превращени я равной 0,20. В интервале между температурой эвтектики и точками п лавления реакция сле дует кинетике, подчиняющейся закон у Праут-Томпкинса. Это является причиной увеличения скорости изомеризации с увели чением доли расплава.

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Copyright information

© Wiley Heyden Ltd, Chichester and Akadémiai Kiadó 1989

Authors and Affiliations

  • Sabine Eligehausen
    • 1
  • Stefan M. Sarge
    • 1
  • Gerlind Öhlschläger
    • 1
  • Heiko K. Cammenga
    • 1
  1. 1.Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der TU BraunschweigBraunschweigFRG

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