Skip to main content
Log in

Problems of the characterization of thermoanalytical processes by kinetic parameters

  • Published:
Journal of thermal analysis Aims and scope Submit manuscript

Abstract

On the basis of many experiments and theoretical reflections, the authors showed earlier that the courses of non-isothermal analytical curves are strongly influenced by the experimental conditions, and therefore the sense of kinetic parameters calculated from these curves is fictitious and their determination is uncertain.

In the present work some further problems of this question are discussed. It was found that with combinations of strongly differing parameters nearly identical TG curves can be produced, and this situation cannot be improved even by orthogonal polynomial transformation. Further integral methods, using linearization, the estimation of the parameters is poor.

The model transformed according to the conditions of the quasi-isothermal-quasiisobaric technique leads to contradictions, unambiguously showing the correlation existing between the parameters.

Résumé

A partir de nombreuses expériences et réflexions théoriques, les auteurs avaient démontré auparavant que l'allure des courbes TG non isothermes était fortement influencée par les conditions d'expérience. Pour cette raison, la signification des paramètres cinétiques calculés à partir de ces courbes était fictive et leur détermination incertaine.

Dans le présent travail les auteurs discutent quelques autres problèmes sur cette question. En se servant de combinaisons de paramètres fortement différents on peut produire des courbes TG presque identiques et cette situation ne peut pas être améliorée même par transformation polynomiale orthogonale. En outre, on a trouvé qu'à l'aide de méthodes par intégration et par linéarisation, l'estimation des paramètres est mauvaise.

Le modèle transformé selon les conditions de la technique quasi isotherme — quasi isobare entraîne des contradictions qui indiquent, sans équivoque, les corrélations existant entre les paramètres.

Zusammenfassung

Aufgrund zahlreicher Versuche und theoretischer Erwägungen hatten die Autoren früher gezeigt, daß der Verlauf nicht isothermer analytischer Kurven stark von den Versuchsbedingungen beeinflußt wird und deshalb die Bedeutung der aufgrund dieser Kurven berechneten kinetischen Parameter fiktiv und ihre Bestimmung unsicher ist.

In der gegenwärtigen Arbeit werden einige weitere Probleme dieser Frage erörtert. Die Autoren fanden, daß mit Hilfe von Kombinationen stark verschiedener Parameter nahezu identische TG-Kurven hergestellt werden können und daß dieser Tatsache selbst durch orthogonale Polynomtransformation nicht abgeholfen werden kann. Weiter wurde gefunden, daß mit Hilfe von Integralmethoden unter Anwendung von Linearisierung erhaltene Schätzungen der Parameter ungenau sind.

Das den Bedingungen der quasi-isothermen—quasi-isobaren Technik entsprechend transformierte Modell führt zu Widersprüchen, welche die zwischen den Parametern bestehenden Beziehungen eindeutig zeigen.

Резюме

На основании многих э кспериментальных и теоретических размы шлений, авторы ранее показали, что хо д неизотермических аналитических кривы х сильно затрагивает ся экспериментальными условиями и поэтому с мысл кинетических параме тров, вычисленных на основе этих кривых, является фиктивным и их определение сомните льно. В настоящем сообщении обсуждены некоторые дальнейши е проблемы этого вопроса. Авторы нашли, что с помощью комбина ций сильно различаюш ихся параметров могут быт ь получены почти идентичные кри вые ТГ и это положение не может быть улучшено даже пр и ортогональном полиномном превраще нии. Далее, было найден о, что с помощью интегральны х методов и при использ овании линейности, вы числение параметров бедное. Мо дель, преобразованна я согласно условий ква зиизотермического квазиизобарного мет ода приводит к противоречиям, недв усмысленно показыва я корреляции, существу ющие между параметрами.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. W. van Krevelen, W. C. van Heerden andF. Hutjens, Fuel, 30 (1951) 253.

    Google Scholar 

  2. A.Richer and P.Vallet, Bull. Soc. Chim. France, (1953) 148.

  3. H. J. Borchardt andF. Daniels, J. Amer. Chem. Soc., 79 (1957) 41.

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. H. E. Kissinger, Anal. Chem., 29 (1957) 1702.

    Article  CAS  Google Scholar 

  5. E. S. Freeman andB. Caroll, J. Phys. Chem., 62 (1958) 394.

    Article  CAS  Google Scholar 

  6. H. E. Newkirk, Anal. Chem., 32 (1960) 1558.

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. C. D. Doyle, J. Appl. Polymer Sci., 5 (1961) 285.

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. A. Berlin andR. J. Robinson, Anal. Chim. Acta, 27 (1962) 50.

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. R. C. Turner, J. Hofman andD. Cheu, Can. J. Chem., 41 (1963) 243.

    Article  CAS  Google Scholar 

  10. H. H. Horowitz andG. Metzger, Anal. Chem., 35 (1963) 1464.

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. A. W. Coats andJ. P. Redfern, Nature, 201 (1964) 68.

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. T. R.Ingraham and P.Marier, Can. J. Chem. Eng., (1964) 161.

  13. R. M. Fuoss, I. O. Sayler andH. S. Wilson, J. Polymer. Sci., 2 (1964) 3147.

    Google Scholar 

  14. L. Reich, J. Polymer Sci., B. 2 (1964) 621.

    Article  Google Scholar 

  15. J. A. Magnuson, Anal. Chem., 36 (1964) 1807.

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. R. A. W. Hill, Nature, 227 (1970) 703.

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. L. K. Levski, Z. Fiz. Chim., 39 (1965) 1846.

    Google Scholar 

  18. A. A. Blumberg, J. Physic. Chem., 63 (1959) 1129.

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. T. Ozawa, Bull. Chem. Soc. Japan, 38 (1965) 1881.

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. G. O. Pilojan, I. D. Rjabcikov andO. S. Novikova, Nature, 212 (1966) 1229.

    Article  Google Scholar 

  21. J. F. Flynn andL. A. Wall, J. Res. Nat. Bur. Std. A, 70 (1966) 487.

    Article  CAS  Google Scholar 

  22. R. N. Rogers andE. D. Morris, Anal. Chem., 38 (1966) 412.

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. N. G. Dave andS. K. Chopra, Z. Physik. Chem., 48 (1966) 257.

    Article  CAS  Google Scholar 

  24. B. N. N. Achar, G. W. Brindley andJ. H. Sharp, Proc. Int. Clay Conf. Jerusalem, 1 (1966) 67.

    Google Scholar 

  25. T. Flora, Acta Chim. Acad. Sci. Hung., 48 (1966) 225.

    Google Scholar 

  26. H. C.Anderson, Proc. Second Toronto Symposium on Thermal Analysis ed. by H. G. McAdie, Toronto, 1967, p. 37.

  27. Z. Adonyi, Periodica Polytech., 11 (1967) 325.

    CAS  Google Scholar 

  28. J. Zsakó, J. Phys. Chem., 72 (1968) 2406.

    Article  Google Scholar 

  29. H. F. Cordes, J. Phys. Chem., 72 (1968) 2185.

    Article  CAS  Google Scholar 

  30. A. Broido, J. Polymer. Sci. A-2, 7 (1969) 1761.

    Article  CAS  Google Scholar 

  31. B. Caroll andE. P. Manche, Anal. Chem., 42 (1970) 1296.

    Article  Google Scholar 

  32. J. Vachuska andJ. Voboril, Thermochim. Acta, 2 (1971) 379.

    Article  CAS  Google Scholar 

  33. V. Satava, Thermochim. Acta, 2 (1971) 423.

    Article  CAS  Google Scholar 

  34. D. Fatu andE. Segal, Rev. Roum. Chim., 16 (1971) 343.

    CAS  Google Scholar 

  35. J. Simon andE. Debreczeny, J. Thermal Anal., 3 (1971) 301.

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. H. A. Papazian, P. J. Pizzolato andR. R. Orell, Thermochim. Acta, 4 (1972) 97.

    Article  CAS  Google Scholar 

  37. B. Lengyel andT. Székely, Monatsh. Chem., 103 (1972) 24.

    Article  CAS  Google Scholar 

  38. P. K. Gallagher andD. W. Johnson, Thermochim. Acta, 6 (1973) 67.

    Article  CAS  Google Scholar 

  39. T. Sørensen, J. Thermal Anal., 13 (1978) 429.

    Article  Google Scholar 

  40. T. Sørensen, Thermochim. Acta, 29 (1979) 211.

    Article  Google Scholar 

  41. J. M. Criado, Thermochim. Acta, 28 (1979) 307.

    Article  CAS  Google Scholar 

  42. R. L. Reed, L. Weber andB. S. Gottfried, Ind. Eng. Chem. Fundamentals, 4 (1965) 38.

    Article  CAS  Google Scholar 

  43. J. Sestak, Talanta, 13 (1966) 1405.

    Article  Google Scholar 

  44. K. Akita andM. Kase, J. Phys. Chem., 72 (1968) 906.

    Article  CAS  Google Scholar 

  45. J. H. Sharp andS. A. Wentwort, Anal. Chem., 41 (1969) 2060.

    Article  CAS  Google Scholar 

  46. T. A.Clarke, E. L.Evans, K. G.Robbins and J. M.Thomas, Chem. Comm., (1969) 266.

  47. J. R. MacCallum andJ. Tanner, European Polymer J. 6 (1970) 1033.

    Article  CAS  Google Scholar 

  48. A. L. Draper andL. K. Sveum, Thermochim. Acta, 1 (1970) 345.

    Article  CAS  Google Scholar 

  49. J. Sestak andG. Berggren, Thermochim. Acta, 3 (1971) 498.

    Google Scholar 

  50. J. R. Biegen andA. W. Czanderna, J. Thermal Anal., 4 (1972) 39.

    Article  CAS  Google Scholar 

  51. E. L. Simmons andW. W. Wendlandt, Thermochim. Acta, 3 (1972) 498.

    Article  CAS  Google Scholar 

  52. T. Székely, G. Várhegyi andF. Till, J. Thermal Anal., 5 (1973) 227.

    Article  Google Scholar 

  53. J. Simon, J. Thermal Anal., 5 (1973) 271.

    Article  CAS  Google Scholar 

  54. Z. Adonyi andG. Körösi, Proc. Fifth Intern. Conf. Thermal Anal., ed. H. Chihara, Kagaku Gijutsu-Sha, Tokyo, 1977, p. 477.

    Google Scholar 

  55. P. D. Garn, J. Thermal Anal., 7 (1975) 475.

    Article  CAS  Google Scholar 

  56. J. Paulik andF. Paulik, Anal. Chim. Acta, 56 (1971) 328.

    Article  CAS  Google Scholar 

  57. F. Paulik andJ. Paulik, Thermochim. Acta, 4 (1972) 189.

    Article  CAS  Google Scholar 

  58. F. Paulik andJ. Paulik, J. Thermal Anal., 5 (1973) 253.

    Article  CAS  Google Scholar 

  59. F. Paulik andJ. Paulik, Analyst, 103 (1978) 417.

    Article  CAS  Google Scholar 

  60. F. Paulik, J. Paulik andL. Erdey, Talanta, 13 (1966) 1405.

    Article  CAS  Google Scholar 

  61. D. Doyle, Nature, 207 (1965) 290.

    Article  CAS  Google Scholar 

  62. G. E. Forsyte, J. Soc. Ind. Appl. Math., 5 (1957) 74.

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

The authors wish to thank Prof. E. Pungor for valuable remarks in this work.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Arnold, M., Veress, G.E., Paulik, J. et al. Problems of the characterization of thermoanalytical processes by kinetic parameters. Journal of Thermal Analysis 17, 507–528 (1979). https://doi.org/10.1007/BF01914040

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01914040

Keywords

Navigation