On the accuracy and precision of estimation of the activation energy of non-isothermal decomposition of a solid

Abstract

The agreement between the estimates and an independently calculated value of the activation energy, and the least squares criterion, have been used as alternative criteria for discriminating between rivalling kinetic models of the non-isothermal decomposition of a solid. It is shown that the two criteria are in good agreement when the data embrace a wide range of thermal curves with different heating rates.

The conditions are discussed for determination of the most accurate and precise estimates of the activation energy and the other model parameters by the non-linear estimation approach.

The discussion is supported by calculations performed on experimental results of dehydration of CaC₂O₄·H₂O and Ba(IO₃)₂·H₂O.

Résumé

On s'est servi d'une énergie d'activation estimée indépendamment et du critère des moindres carrés pour choisir parmi les différents modèles cinétiques proposés pour la décomposition non-isotherme d'un corps solide. On a montré que les deux critères sont en bon accord, pourvu que les données portent sur un grand nombre de courbes TG obtenues avec différentes vitesses de chauffage.

On discute les conditions nécessaires pour déterminer de manière exacte et précise l'énergie d'activation et les autres paramètres modèles en utilisant la méthode par approximations non linéaires.

Des calculs effectués sur des résultats d'expériences obtenus dans le cas de la déshydratation de CaC₂O₄·H₂O et de Ba(IO₃)₂·H₂O viennent à l'appui de la discussion.

Zusammenfassung

Die Übereinstimmung zwischen der geschätzten und einer unabhängig kalkulierten Aktivierungsenergie sowie das Kriterium der kleinsten Quadrate wurden als alternative Kriterien zur Unterscheidung zwischen konkurrierenden kinetischen Modellen der nicht-isothermen Zersetzung eines Festkörpers herangezogen. Es wurde gezeigt, daß die beiden Kriterien gut übereinstimmen, wenn sich die Daten auf ein weites Gebiet von Thermogrammen verschiedener Aufheizgeschwindigkeit erstrecken.

Die Bedingungen zur Bestimmung äußerst genauer und präziser Schätzwerte der Aktivierungsenergie und der anderen Modellparameter durch nichtlineare Schätzungsnäherung wurden erörtert.

Diese Erörterungen wurden durch Berechnungen aus Versuchsergebnissen der Dehydratisierung von CaC₂O₄·H₂O und Ba(IO₃)₂·H₂O bestätigt.

Резюме

Согласие между оцено чными и независимо вычисленным значени ем энергии активации, а также мет од наименьших квадра тов были использованы как аль тернативный критерий для различи я конкурентных кинет ических моделей неизотермич еского разложения твердых тел. Показано, что эти два критерия х орошо согласуются, когда да нные содержат широкую область терм ограмм с различными с коростями нагрева. Обсуждены ус ловия определения наиболе е точных и совершенны х оценок энергии активации и д ругих модельных параметров с помощью нелинейного оценочн ого приближения. Обсужде ние было подтвердено вычисле ниями, проведенными с экспериментальными результатами дегидр атации СаC₂О₄·Н₂О и Ва(IO₃)₂. Н₂О.