Effect of metal oxide catalysts on thermal decomposition of potassium bromate

Abstract

Kinetic studies on the effect of metal oxide catalysts, (25% w/w) such as Cr₂O₃, CuO, MnO₂, Al₂O₃ and TiO₂, on the thermal decomposition of KBrO₃ have been carried out. The kinetic parameters of the catalysed and uncatalysed decompositions were calculated by the Freeman-Carroll, Coats-Redfern and Horowitz-Metzger methods. It has been found that Al₂O₃ is almost as good a catalyst as any other oxide used unlike in the thermal decomposition of KClO₃. In the case of TiO₂ there was an increase in the activation energy of decomposition. Of the other oxides Cr₂O₃ underwent reaction and was converted to dichromate and so the parameters of the reaction were not calculated. The effect of varying amounts of Al₂O₃ on the thermal decomposition was also studied.

Résumé

Des études cinétiques sur l'influence d'oxydes métalliques tels que Cr₂O₃, CuO, MnO₂, Al₂O₃ et TiO₂ comme catalyseurs (25 % en poids) de la décomposition thermique de KBrO₃ ont été effectuées. Les paramÊtres cinétiques des réactions de décomposition catalysé es ou non ont été calculés par les méthodes de Freeman-Carroll, Coats-Redfern et Horowitz-Metzger. On a établi que — contrairement à la décomposition thermique de KClO₃-l'oxyde Al₂O₃ était un catalyseur presque aussi bon que n'importe quel autre oxyde utilisé. Dans le cas de TiO₂ l'énergie d'activation de la décomposition se trouve augmentée. Parmi les autres oxydes, Cr₂O₃ entre en réaction et se transforme en bichromate; c'est pourquoi les paramÊtres de la réaction n'ont pas été calculés. L'effet de quantités variables en Al₂O₃ sur la décomposition thermique a également été étudié.

Zusammenfassung

Kinetische Untersuchungen bezüglich der Wirkung von Metalloxid-katalysatoren z. B. 25 Gew. %, Cr₂O₃, CuO, MnO₂, Al₂O₃ und TiO₂ auf die thermische Hersetzung von KBrO₃ wurden durchgeführt. Die kinetischen Parameter der katalysierten und nichtkatalysierten Zersetzungen wurden mit den Methoden von Freeman-Carroll, Coats-Redfern und Horowitz-Metzger errechnet. Es wurde festgestellt, dass — im Gegensatz zur thermischen Zersetzung von KClO₃-Al₂O₃ ein beinahe so guter Katalysator ist wie jedes andere angewandte Oxyd. Im Falle von TiO₂ trat eine Erhöhung der Aktivierungsenergie der Zersetzung auf. Von den anderen Oxiden trat Cr₂O₃ in Reaktion und wurde zu Dichromat umgesetzt, deswegen wurden diese Reaktionsparameter nicht berechnet. Die Wirkung verschiedener Mengen von Al₂O₃ auf die thermische Zersetzung wurde ebenfalls untersucht.

РЕжУМЕ

БылИ пРОВЕДЕНы кИНЕт ИЧЕскИЕ ИсслЕДОВАНИ ь ВлИьНИь тАкИх МЕтАлл ОкИсНых кАтАлИжАтОРОВ (25 ВЕс.%), с г₂О₃, сuО, МnО₂, Аl₂О₃ И тiО₂ НА тЕРМИЧЕскОЕ РАжлОжЕ НИЕ кВгО₃. кИНЕтИЧЕскИЕ п АРАМЕтРы кАтАлИтИЧЕ скОгО И НЕ кАтАлИтИЧЕскОгО РАж лОжЕНИИ БылИ ВыЧИслЕНы с пОМОЩьУ М ЕтОДОВ ФРИМЁНА-кЁРРО лА, кОУтсА-РЁДФЕРНА И хОР ОВИцМЕцгЕРА. НАИДЕНО, ЧтО Аl₂О₃ ьВль Е тсь пОЧтИ тАкИМ жЕ хОР ОшИМ кАтАлИжАтОРОМ, кАк И лУБОИ ДРУгОИ ОксИД, В О тлИЧИЕ От тОгО, ЧтО НАБ лУДАлОсь пРИ тЕРМИЧЕскОМ РАжл ОжЕНИИ кClO₃. В слУЧАЕ тiO₂ пРОИсхО ДИлО УВЕлИЧЕНИЕ ЁНЕР гИИ АктИВАцИИ РАжлОжЕНИ ь. Иж ВсЕх ОксИДОВ тОлькО сг₂О₃ п ОДВЕРгАлсь РЕАкцИИ И пРЕВРАЩАлсь В БИхРОМ Ат, ВслЕДстВИЕ ЧЕгО пАРАМЕтРы РЕАкцИИ НЕ БылИ ВыЧИслЕНы. БылО т АкжЕ ИжУЧЕНО ВлИьНИЕ РАжл ИЧНых ДОБАВОк Аl₂О₃ НА тЕРМИЧЕскОЕ РА жлОжЕНИЕ.