Kinetic study of the thermal decomposition of cobalt(III) oxyhydroxide

Abstract

The kinetics of thermal decomposition of CoOOH have been studied by analysis of isothermal weight loss data under vacuum. The comparison of linear correlation coefficients of different kinetic expressions applied to these data does not allow an understanding of the mechanism, even when significance tests are performed (t test). A single value of the activation energy (193 kJ mol⁻¹) is obtained from the Arrhenius plots, and is relatively independent of the choice of rate law. On the other hand, a change in the mechanism of formation of Co₃O₄ with temperature cannot be inferred from analysis of isothermal data. Thus, the statement of some authors that from formal kinetics it is possible to distinguish the proton and electron transfers involved in the transformation appears unacceptable.

Zusammenfassung

Die Kinetik der thermischen Zersetzung von CoOOH wurde durch Analyse von im Vakuum unter isothermen Bedingungen erhaltenen Gewichtsverlustkurven untersucht. Ein Vergleich der linearen Korrelationskoeffizienten von verschiedenen auf diese Kurven angewandten kinetischen Ausdrücken trägt nicht zum Verständnis des Mechanismus bei, auch nicht bei Ausführung von Signifikanztesten (t-Test). Aus den Arrhenius-Diagrammen wird stets der gleiche Wert für die Aktivierungsenergie (193 kJ · mol⁻¹) erhalten, der verhältnismäßig unabhängig von der Wahl des Geschwindigkeitsgesetztes ist. Andererseits kann eine Änderung des Mechanismus der Bildung von Co₃O₄ mit der Temperatur nicht durch Analyse der isothermen Daten agbeleitet werden. Die Feststellung einiger Autoren, daß es moglich sei, den Protonen- und Elektronenübergang bei Umwandlungen aus der formalen Kinetik zu erkennen, kann somit nicht akzeptiert werden.

Резюме

Кинетика реакции тер мического разложени я СоООН исследована на основе анализа данных по изотермиче ской потери веса в вак ууме. Сопоставление линей ных коэффициентов корреляции различны х кинетических уравн ений, используемых для ана лиза этих данных, не позволило п онять механизм разло жения даже при проведении смысл овых проверок (t апробиров ание). Единственное зн ачение энергии активации (193 кд ж/моль), полученное на основе aррениусовских графи ков, было относительно незави симым от выбора закона скорос ти. С другой стороны, из менение с температурой механи зма образования Со₃O₄ не может быть уста новлено на основе ана лиза изотермических данн ых. Таким образом, заявле ние некоторых авторо в о том, что исходя из формальной кинетики представляется возм ожным различать пере нос протона и электрона в реакции п ревращения, становится несостоя тельным.