Size- and surface-dependence of enthalpy of oxidation of submicronic magnetites

Abstract

Submicronic magnetites prepared by two different methods were studied between 30 and 280°, using a fluxmetric microcalorimeter to investigate the size- and surface-dependence ofΔH, the enthalpy of oxidation of magnetite toγ-Fe₂O₃.

For the particles with mean diameters ranging from 95 to 950 Å and specific surfaces of the order of 100.0 to 10.0 m²/g,ΔH varied from −77.3±2.5 to −61.0±2.5 kJ/mol, and is identified as a linear function of the size of the particles, as depicted by the relationshipΔH=ΔH _intrinsic+ΔH _D, whereΔH _D represents the particle size-dependent part of the enthalpy of oxidation.

Zusammenfassung

Nach zwei verschiedenen Methoden hergestellte, submikrone Magnetite werden zwischen 30 und 280° mittels eines fluxometrischen Mikrokalorimeters untersucht, um die Abhängigkeit der EnthalpieΔH der Oxydation von Magnetit zuγ-Fe₂O₃ von der Partikelgröße und -Oberfläche zu ermitteln. Für Partikel mit mittleren Durchmessern im Bereich von 95 Å bis 950 Å bzw. spezifischen Oberflächen in der Größenordnung von 100-10 m²/g variieren dieΔH-Werte von −77,3 ±2,5 kJ/mol bis −61,0±2,5 kJ/mol. Die Enthalpie korreliert linear mit der Partikelgröße, was durch die BeziehungΔH=ΔH _intrinsic+ΔH _D ausgedrückt werden kann, worinΔH _D den von der Partikelgröß e abhängigen Teil der Oxydationsenthalpie repräsentiert.

Резюме

Магнетиты, полученны е двумя разными метод ами, были изучены в интерв але температур 30–280° с помо щью микрокалориметр а теплового потока с целью опреде ления зависимостиΔH от рав мера и поверхности ча стиц, а также энтальпии окис ления магнетита доγFe₂O₃. Для частиц со средним диаметром от 95 до 950 Å и с у дельной поверхностью, соответственно, от 100,0 д о 10,0 м²/r, значенияΔH изменялись от −77,3±2,5 до −61,0±2,5 кдж/моль. ПараметрΔH является линейной функцией размера час тиц и описывается соотношениемΔH=ΔH _{вну тр}+ΔH _д, гдеΔH _д — предс тавляет часть энтальпии окис ления, зависящей от размера частиц.