Significance of the kinetics of thermal decomposition of NaHCO₃ evaluated by thermal analysis

Abstract

The Arrhenius parameters and kinetic obedience were determined by TG at constant temperatures as well as at linearly increasing temperatures for the thermal decomposition of sodium hydrogencarbonate. Effects of the sample size (0.5–10 mg) and the particle size on the rate behavior were examined. With such a sample size smaller than ca. 5 mg, an effect of the heating rate was not so critical as is the case with the larger sample size. The Arrhenius parameters and kinetic obedience determined by use of the Ozawa method were in excellent agreement with those determined isothermally. The activation energyE determined with ca. 1 mg of sample was nearly constant independently of the fractional reactiona. Any change in the Arrhenius parameters with different experimental conditions was dicussed in connection with the kinetic compensation effect.

Zusammenfassung

Mittels TG wurden sowohl bei konstanter als auch bei linear ansteigender Temperatur die Arrheniusschen Konstanten und das Kinetikgesetz der thermischen Zersetzung von Natriumhydrogencarbonat bestimmt. Dabei wurde der Einflu\ der Probengrö\e (0.5–10mg) und der Partikelgrö\e auf das Geschwindigkeitsverhalten untersucht. Mit Proben kleiner als etwa 5 mg ist der Einflu\ der Aufheizgeschwindigkeit nicht so gro\, wie bei grö\eren Proben. Die ermittelten Arrheniusschen Parameter und das ermittelte Kinetikgesetz, bestimmt mittels der Methode von Ozawa, stehen in ausgezeichneter übereinstimmung mit den isotherm ermittelten Resultaten. Die Aktivierungsenergie E bei einer Probe mit einer Masse von etwa 1 mg war nahezu konstant, unabhängig vom Reaktionsgrad. Jede änderung des Arrheniusschen Parameters infolge von veränderten Versuchsbedingungen wurde in Verbindung mit dem kinetischen Kompensationseffekt diskutiert.