Skip to main content
Log in

Kinetic parameters

  • Special Review
  • Published:
Journal of thermal analysis Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The wide variations of calculated activation energies for solid decomposition suggests that there is no discrete activated state. Further, the statistical distribution on which the calculations are based is not a realistic concept. The lowest energy possible — and most frequently occurring — is the energy of the bulk crystal. Within the crystalline solid, vibrational interactions transfer energy so rapidly that a substantial difference from the average energy is not achievable within the crystal. The lack of a statistical distribution rules out the use of the Arrhenius equation unless it is independently verified for the particular system.

Résumé

Les variations notables des énergies d'activation calculées pour la décomposition des corps solides laissent supposer qu'il n'y a pas d'état activé discret. En outre, la distribution statistique qui sert de base pour le calcul ne représente pas un concept réel. L'énergie la plus faible possible — rencontrée très fréquemment — est l'énergie du cristal entier. Dans le corps solide cristallin, les interactions des vibrations transmettent l'énergie d'une façon si rapide qu'à l'intérieur du cristal une déviation substantielle de l'énergie moyenne n'est pas possible. A moins que sa validité ne soit prouvée indépendamment pour le système particulier, l'équation d'Arrhenius ne peut pas être employée en l'absence d'une distribution statistique.

Zusammenfassung

Die umfangsreichen Variationen der für die Festkörperzersetzung berechneten Aktivierungsenergien gestatten die Annahme, daß es keinen diskreten aktivierten Zustand gibt. Ferner stellt die den Berechnungen zu Grunde liegende statistische Verteilung kein reelles Konzept dar. Die niedrigstmögliche — und sehr häufig vorkommende — Energie ist die des Gesamtkristalls. Im kristallinen Festkörper übertragen die Vibrationswechselwirkungen die Energie so schnell, dass eine bedeutende Abweichung von der Durchschnittsenergie im Kristall nicht möglich ist. Da eine statistische Verteilung nicht vorhanden ist, kann die Arrhenius-Gleichung nicht angewandt werden, nur wenn sie für das spezielle System unabhängig bestätigt worden ist.

Резюме

Широкий разброс вычи сленных энергий активации в случае ра зложения твердых тел приводит к предпо ложению, что там нет ди скретного активированного сос тояния. Кроме того, статистич еское распределение, на котором основаны все вычисле ния, явлется неприемлемой концеп цией. Наинизшая возмо жная энергия, которая наиб олее часто и встречается, являетс я энергия массы крист алла. Внутри кристаллического тв ердого тела колебательные взаим одействия так быстро передают энергию, что существе нное различие от средней энергии не достижимо в объеме кр исталла. Потеря статистическ ого распределения исключает использов ание уравнения Аррен иуса, если только это не под тверждено для данной конкретной си стемы.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. E. T.Whittaker and G.Robinson, Chemical Separations and Measurements, Saunders, Philadelphia, London, Toronto, 1974, p. 38.

  2. T. R.Ingraham, Proc. First Toronto Symp. Thermal Analysis, Edited by H. G.McAdie, 1965, p. 81–99.

  3. P. K. Gallagher andD. W. Johnson, Jr., Thermochim. Acta, 6 (1973) 67.

    Article  Google Scholar 

  4. A. Berlin andR. J. Robinson, Anal. Chim. Acta, 27 (1962) 50.

    Article  Google Scholar 

  5. H. T. S. Britton, S. J. Gregg andG. W. Windsor, Trans. Faraday Soc., 48 (1952) 63.

    Article  Google Scholar 

  6. A. W. Coats andJ. P. Redfern, Nature, 201 (1964) 68.

    Google Scholar 

  7. A. L. Draper andL. K. Sveum, Thermochim. Acta, 1 (1970) 345.

    Article  Google Scholar 

  8. E. S. Freeman andB. Carroll, J. Phys. Chem., 62 (1958) 394.

    Article  Google Scholar 

  9. G. F. Huttig andH. Kappal, Angew. Chem., 53 (1940) 57.

    Google Scholar 

  10. T. R. Ingraham andP. Marier, Can. J. Chem. Eng., 41 (1968) 170.

    Google Scholar 

  11. H. E. Kissinger, Anal. Chem., 29 (1957) 1702.

    Article  Google Scholar 

  12. W. Maskill andW. E. S. Turner, J. Soc. Glass Technol., 16 (1932) 80.

    Google Scholar 

  13. G. Slonium, Z. Electrochem., 36 (1930) 439.

    Google Scholar 

  14. D. M. Speros andR. L. Woodhouse, J. Phys. Chem., 72 (1968) 2846.

    Article  Google Scholar 

  15. J. H. Sharp andS. A. Wentworth, Anal. Chem., 41 (1969) 2060.

    Article  Google Scholar 

  16. J. Splichel, St. Skromovsky andJ. Gool, Collection Czech. Chem. Commun., 9 (1937) 302.

    Google Scholar 

  17. B.Kawalec and P. D.Garn, to be published.

  18. F. Freund, Proc. Int. Clay Conf., Tokyo, 1969, 1, p. 121.

    Google Scholar 

  19. F.Freund and H.Nagerl, Thermal Analysis, Eds Robert F. Schwenker and Paul D. Garn. Academic Press, 1969, 2, p. 1207.

  20. H. Nagerl andF. Freund, J. Thermal Anal., 2 (1970) 387.

    Google Scholar 

  21. P. D. Garn, J. Thermal Anal., 7 (1975) 475.

    Google Scholar 

  22. P. D. Garn, Proc. 4th. ICTA, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1975, 1, p. 25.

    Google Scholar 

  23. J.Zsakó, J. Thermal Anal., In Press (1975).

  24. P.Dasgupta, Dissertation, The University of Akron, in preparation 1977.

  25. W. H.Heintz and P. D.Garn, in preparation 1977.

  26. P. D. Garn, Thermoanalytical Methods of Investigation, Chap. 7, Academic Press, New York, N. Y., 1965.

    Google Scholar 

  27. G. D. Anthony andP. D. Garn, J. Am. Ceram. Soc., 57 (1974) 132–135.

    Google Scholar 

  28. M.Selvaratnam and P. D.Garn, to be published.

  29. M. Selvaratnam andP. D. Garn, J. Am. Ceram. Soc., 59 (1976) 376.

    Google Scholar 

  30. J. H. Sharp, G. W. Brindley andB. N. H. Achar, J. Am. Ceram. Soc., 49 (1966) 379.

    Google Scholar 

  31. B. N. N. Achar, G. W. Brindley andJ. H. Sharp, Proc. Intl. Clay Conf. Jerusalem, 1 (1966) 67.

    Google Scholar 

  32. Caldwell, P. K. Gallagher andD. W. Johnson, Thermochim. Acta, 18 (1977) 15.

    Article  Google Scholar 

  33. J. Zsakó andH. E. Arz, J. Thermal Anal., 6 (1974) 651.

    Google Scholar 

  34. S. Gál, Gy. Pokol andE. Pungor, Thermochim. Acta, 16 (1976) 339.

    Article  Google Scholar 

  35. F. Paulik andJ. Paulik, J. Thermal Anal., 5 (1973) 253.

    Google Scholar 

  36. P. D. Garn, Non-Isothermal Kinetics Studies, Proc. 2nd Nordic Symp. Risø, Denmark, NORDFORSK, Huvudsekretariat, Stockholm, Sweden, 1973, p. 31–43.

    Google Scholar 

  37. J. Rouquerol, J. Thermal Anal., 5 (1973) 203.

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

The author is grateful to the United States National Science Foundation for its support of a number of related studies, to the Alexander von Humboldt Foundation for supporting specific studies on brucite as well as a valuable opportunity for contemplation, and to the DuPont Instrument Division for funding the award which provided this forum for discussion.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Garn, P.D. Kinetic parameters. Journal of Thermal Analysis 13, 581–593 (1978). https://doi.org/10.1007/BF01912397

Download citation

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01912397

Keywords

Navigation