Analysis of isothermal kinetic data from solid-state reactions

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.

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.