The determination and use of the second derivative thermogravimetric function (DDTG) and the calculation of the kinetic constants of some decomposition reaction types

Abstract

As previously pointed out by the authors, the determination and use of the second derivative thermogravimetric curve (DDTG) permits the accurate calculation of kinetic parameters of simple reactions, using the methods of numerical analysis. Furthermore, the method outlined makes possible the kinetic analysis of some composite reactions which frequently occur in thermoanalytical practice. The cases of independent and competitive reactions are discussed. In the latter the proposed method of evaluation is suitable for the on-line work of a combined thermobalance—mass spectrometer system.

Résumé

L'emploi de la dérivée seconde de la courbe thermogravimétrique, déjà signalé par les auteurs, permet le calcul précis des paramètres cinétiques de réactions simples, à l'aide d'une méthode d'analyse numérique. La méthode qui est décrite permet de plus l'analyse cinétique de plusieurs réactions composites qui constituent un cas souvent rencontré dans la pratique de l'analyse thermique. On discute le cas de réactions indépendantes et celui de réactions compétitives. Pour celles-ci la méthode d'évaluation qui est proposée se prÊte à l'utilisation combinée d'une thermobalance et d'un spectromètre de masse.

Zusammenfassung

Wie von den Autoren schon früher gezeigt, gestattet die Bestimmung und Anwendung der zweiten derivierten thermogravimetrischen Kurve (DDTG) die genaue Berechnung kinetischer Parameter einfacher Reaktionen durch die Methode der numerischen Analyse. Ferner ermöglicht die beschriebene Methode die kinetische Analyse einiger zusammengesetzter Reaktionen, welche in der thermoanalytischen Praxis häufig vorkommen. Unabhängige und kompetitive Reaktionen werden erörtert. Bei letzteren eignet sich der zur Auswertung vorgeschlagene Weg zur “on line” Arbeit eines kombinierten Systems bestehend aus Thermowaage und Massenspektrometer.

РЕжУМЕ

кАк БылО ОтМЕЧЕНО РАН ЕЕ, ОпРЕДЕлЕНИЕ И ИспОльжОВАНИЕ ВтОРО И пРОИжВОДНОИ тЕРМОгРАВИМЕтРИЧЕс кОИ кРИВОИ (ДДтг), пРИ И жМЕРЕНИИ МЕтОДОВ ЧИслОВОгО АН АлИжА РАжРЕшАЕт НАДЕжНыИ РАсЧЕт кИНЕ тИЧЕскИх пАРАМЕтРОВ пРОстых РЕАкцИИ. ОпИсАННыИ МЕ тОД ДЕлАЕт ВОжМОжНыМ кИНЕтИЧЕс кИИ АНАлИж НЕкОтОРых слОжНых РЕАкцИИ, ЧАстО ИМЕУЩИ х МЕстО В тЕРМОАНАлИтИЧЕскОИ пРАктИкЕ. ОБсУжДЕНы с лУЧАИ Дль НЕжАВИсИМых И кОНкУР ИРУУЩИх РЕАкцИИ. В пОслЕДНЕМ слУЧАЕ пР ЕДлАгАЕМыИ МЕтОД ОБР АБОткИ ьВльЕтсь пОДхОДьЩИМ пРИ сОВМЕстНОИ РАБОтЕ кОМБИНИРОВАН НОИ сИстЕМы тЕРМОВЕсы-МАсс-спЕкт РОМЕтР.