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Journal of thermal analysis

, Volume 17, Issue 2, pp 359–370 | Cite as

Analysis of isothermal kinetic data from solid-state reactions

  • Tong B. Tang
  • M. M. Chaudhri
Article

Abstract

In most solid state reactions the reaction velocity can be described as a product of two functionsK(T) andf(1−α) whereT is the temperature and α the degree of conversion of the solid reactant. The physical interpretation of these functions is discussed, and a systematic method is described by whichf(1−α) of a reaction is identified from its kinetic data.K(T) and the reaction mechanism are then determined. This method has been successfully applied to analyse the kinetics of the thermal decomposition of silver azide.

Keywords

Thermal Anal Solid Reactant Reaction Velocity Ammonium Perchlorate Autocatalytic Reaction 
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

Pour la plupart des réactions en phase solide, la vitesse de la réaction peut être décrite comme le produit de deux fonctionsK(T) etf(1−α), oùT est la température et α le degré de conversion du solide en réaction. On discute l'interprétation de ces fonctions et on décrit une méthode systématique par laquelle on identifief(1−α) d'une réaction à partir de ses données cinétiques.K(T) et le mécanisme de la réaction sont déterminés ensuite. On a appliqué cette méthode avec succès à l'analyse de la cinétique de la décomposition thermique de l'azoture d'argent.

Zusammenfassung

Bei den meisten Festphasenreaktionen kann die Reaktionsgeschwindigkeit als Produkt zweier Funktionen,K(T) undf(1−α) beschrieben werden, wobeiT die Temperatur und α den Konversionsgrad des festen Reaktionspartners bedeuten. Die physikalische Deutung dieser Funktionen wird diskutiert und eine systematische Methode beschrieben, durch welchef(1−α) einer aus ihren kinetischen Angaben bestimmt werden kann. Danach werdenK(T) und der Reaktionsmechanismus bestimmt. Diese Methode wurde mit Erfolg zur Analyse der Kinetik der thermischen Zersetzung von Silberazid eingesetzt.

Резюме

Для большинства твер дотельных реакций скорость реакции мож ет быть описана как произведение дву х функцийК(Т) иf(1-а), гдеТ qtемпература, α — степен ь превращения твердого реагента. Об суждена физическая интерпретация этих ф ункций и описан систематический мет од, с помощью которого функцияf(1-а) реакции может быть установлена из ее кинетических да нных. После этого може т быть определена функцияК(Т) и реакционный механи зм. Метод был успешно и спользован для анализа кинетики термического разложения азида сер ебра.

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References

  1. 1.
    D. A. Young, Decomposition of Solids, Pergamon, Oxford, 1966.Google Scholar
  2. 2.
    J. Sawkill, Proc. Roy. Soc. London, Ser. A 229 (1955) 135.CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    P. W. M. Jacobs andF. C. Tompkins, ibid., Ser. A 215 (1952) 265.CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    V. T. Rozenband andE. A. Makarova, Combustion Expl. Shock Waves, 12 (1977) 601.CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    A. K. Galway andP. W. M. Jacobs, Proc. Roy. Soc. London, Ser. A 254 (1960) 455.CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    W. E. Garner andL. W. Rees, Trans. Faraday Soc., 50 (1954) 254.CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    H. R. Hailes, ibid., 29 (1933) 544.CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    E. G. Prout andF. C. Tompkins, ibid., 40 (1944) 488.CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    M. J. Avrami, J. Chem. Phys., 7 (1939) 1103; 8 (1940) 212; 9 (1941) 177.CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    B. V. Erofeev, Compt. Rend. Acad. Sci. U.S.S.R., 52 (1946) 511.Google Scholar
  11. 11.
    P. W. M. Jacobs andA. R. T. Kureishy, Trans. Faraday Soc., 58 (1962) 551.CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    S. Roginsky andE. Schulz, Z. Phys. Chem., A138 (1928) 21.Google Scholar
  13. 13.
    J. Y. MacDonald andC. N. Hinshelwood, J. Chem. Soc., 127 (1925) 2764.CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    J. B. Hold, I. B. Cutler andM. E. Wadsworth, J. Am. Ceram. Soc., 45 (1962) 133.CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    W. Jander, Z. Anorg. Allgem. Chem., 163 (1927) 1.CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    A. M. Ginstling andB. I. Brounshtein, J. Appl. Chem. U.S.S.R., 23 (1950) 1327.Google Scholar
  17. 17.
    R. A. W. Hill, Trans. Faraday Soc., 54 (1958) 685.CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    R. D. Shannon, ibid., 60 (1964) 1902.CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    W. Nernst, Z. Physik. Chem., 47 (1904) 52.Google Scholar
  20. 20.
    F. N. Cagle andH. Eyring, J. Phys. Chem., 57 (1953) 942.CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    K. J. D. Mackenzie andR. K. Banerjee, Trans. J. Brit. Ceram. Soc., 77 (1978) 88.Google Scholar
  22. 22.
    W. E. Garner, Nature, 144 (1939) 287.CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    J. J. Fripait andF. Toussaint, J. Phys. Chem., 67 (1963) 30.CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    R. M. Haynes andD. A. Young, Disc. Faraday Soc., 31 (1961) 229.CrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    J. N. Maycock andV. R. Pai Verneker, Proc. Roy. Soc. London, Ser. A 307 (1968) 303.CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    W. L. Ng, Aust. J. Chem., 18 (1975) 1169.CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    J. H. Sharp, C. W. Brindley andB. N. Narahari Achar, J. Am. Ceram. Soc., 49 (1966) 379.CrossRefGoogle Scholar
  28. 28.
    J. D. Hancock andJ. H. Sharp, ibid., 55 (1972) 74.CrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    T. B.Tang and M. M.Chaudhri, submitted.Google Scholar
  30. 30.
    T. B. Tang andM. M. Chaudhri, Proc. Roy. Soc. London, Ser. A 369 (1979) 83.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1979

Authors and Affiliations

  • Tong B. Tang
    • 1
  • M. M. Chaudhri
    • 1
  1. 1.Physics and Chemistry of SolidsCavendish LaboratoryCambridgeUK

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