Abstract
The thermal decompositions in vacuum of the compounds ZnCrO4, ZnCrO4·3.5 Zn(OH)2·H2O and CuCrO4 have been investigated using a combination of various techniques: TG, EPR, IR and X-ray.
While the TG and X-ray data confirm the final formation of Cu(I) and Zn chromites with the spinel structure resulting from the spontaneous thermal reduction of the Cr(VI) ions, EPR reveals the progressive formation and decay of the following intermediate paramagnetic species: Cr(V) ions and Cr(III) species either dispersed in theM(II) oxide bulk and/or clustered in a Cr2O3-like phase, or finally ordered in the chromite phase formed at high temperature.
The paramagnetic species which appear, as well as their temperature ranges of stability, are strongly dependent on the nature of theM(II) ion and the Cr(III)/M(II) ratio.
The successive detection of these intermediates by EPR yields some detailed information about the decomposition mechanisms of the chromates.
Zusammenfassung
Die thermische Zersetzung der Verbindungen: ZnCrO4, ZnCrO4·3.5 Zn(OH)2 · H2O und CuCrO4 in Vakuum wurde unter Anwendung der Kombination verschiedener Techniken, wie TG, EPR, IR und Röntgen, untersucht.
Während die TG- und Röntgen-Daten die schließlich erfolgende Bildung der Chromite von Cu (I) Zn mit der aus der spontanen thermischen Reduktion der Cr (VI)-Ionen hervorgehenden Spinellstruktur bestätigen, zeigt EPR die progressive Bildung sowie den Zerfall der folgenden intermediären paramagnetischen Species: Cr(V)-Ionen und Cr(III)-Species entweder in der Masse desM (II)-Oxids dispergiert und/oder in einer Cr2O3 ähnlichen Phase eingeschlossen oder aber endlich in der bei hoher Temperatur gebildeten Chromitphase geordnet.
Sowohl die auftretenden paramagnetischen Species als auch der Temperaturbereich, in welchem sie stabil sind, hängen stark von der Beschaffenheit desM (II)-Ions und des Verhältnisses Cr(III) (M/II) ab.
Der schrittweise Nachweis dieser Zwischenprodukte durch EPR erbringt einige eingehende Informationen über die Zersetzungsmechanismen der Chromate.
Резюме
Изучено термическое разложение в вакууме соединений ZnCrO44, ZnCrO4. 3.5 Zn(OH)2·H2O и CuCrO4, используя раз личные комбинирован ные методы, как например, Т Г, ЭПР, ИК спектроскопию и рентгенографию. Мет оды ТГ и рентгенографии подт верждают конечное образовани е хромитов одновален тной меди и цинка со структурой ш пинели, образующихся вселедствие самопро извольного термического восста новления ионов Cr(VI). Спектроскопия ЭПР ус танавливает возрост ающее образование и распад следующих промежуто чных частиц ионов: Cr(V) и Cr(III), дисп ергированных в объёме окиси двихвал ентного металла или находящи хся в виде кластеров в фазе, подобной Cr2O3, или же рас пределеных в хромитной фазе, обра зующейся при высокой температуре. Образов ание этих парамагнит ных частиц и их температу рная устойчивость си льно зависит от природы М(II) иона и от соотношения Cr(III)/(М)II). Посл едовательное обнару жение с помощью ЭПР этих пром ежуточных частиц дает детальну ю информацию о механизме разложени я хроматов.
Similar content being viewed by others
References
E. G. Derouane, Z. Gabelica, R. Hubin andM. J. Hubin-Franskin, Thermochim. Acta, 11 (1975)287.
E. G. Derouane, Z. Gabelica andR. Hubin, Thermochim. Acta, 14 (1976) 315, 327.
E. G. Derouane, R. Hubin andZ. Gabelica, Reactivity of Solids, J. Wood Ed., Plenum Press, New York 1977, p. 653.
Z. Gabelica, J. Katihabwa, M. J. Hubin-Franskin andR. Hubin, Thermochim. Acta, 16 (1976) 213.
Z. Gabelica, R. Hubin andE. G. Derouane, Thermochim. Acta, 24 (1978) 315.
R. Hubin andZ. Gabelica, Bull. Soc. Roy. Sci. Liège, 44 (1975) 297.
R. Hubin andZ. Gabelica, Inorg. Chim. Acta, 19 (1976) 161.
R. Hubin andZ. Gabelica, Thermochim. Acta, 20 (1977) 395.
I. Schulz, I. Ebert andJ. Scheve, Z. Anorg. Allgem. Chem., 346 (1966) 66; B.Miya, F.Hoshino and I.Iwasa, J. Catal., 5 (1966) 401; G.Wrobel, P.Walter and J. P.Beaufils, Compt. Rend. Acad. Sci. Paris, 283 (1976) 335.
J.Escard, I.Mantin and R.Sibut-Pinote, Bull. Soc. Chim. France, (1970) 3403; O, N.Goroshko, I. A.Ryzhak, D. V.Gernet, M. T.Rusov and V. V.Lavrova, Kin. Catal. (Engl. Transl.), 15 (1974) 646; A.Andreev, D.Schopov, D.Schischkov and N.Kossebova, Z. Chem., 16 (1976) 457.
Z.Gabelica, E. G.Derouane and R.Hubin (to be published).
R. P. Clark andF. W. Reinhardt, Thermochim. Acta, 8 (1974) 185.
P. P. Cord, P. Courtine andG. Pannetier, Spectrochim. Acta, A, 28 (1972) 1602.
M.Görger, Spitzungberichte Kuisserl. Akad. Wissensch. Wien-Naturw. Klasse, Bd. 13, Abt. IIb (1904).
R. V. Chesnokova, A. M. Alekseev, A. A. Boudareva, N. N. Zhivotenko, G. G. Shchibrya, B. G. Lyudskovskaya, A. S. Teleshova andYu. I. Berezina, Russ. J. Inorg Chem., 21 (1976) 20.
W. Feitknecht andL. Hugi-Carmes, Helv. Chim. Acta, 37 (1954) 2093.
E. G. Derouane, R. Hubin andG. Mathieu, Chem. Phys. Letters, 33 (1975) 571.
R. J. J. Williams andR. E. Cunningham, Ind. Eng. Chem. Proc. Res. Develop., 13 (1974) 49.
J. A. Campbell, Spectrochim. Acta, 21 (1965) 1333.
L.Walter-Levy and M.Goreaud, Bull. Soc. Chim. France, (1973) 830.
R.Kohlmuller and J.Omaly, Bull. Soc. Chim. France, (1968) 4383.
E. G.Derouane and Z.Gabelica (unpublished results).
J.Preudhomme, Doct. Thesis, Liège, 1971.
H. Charcosset, P. Turlier andY. Trambouze, J. Chim. Phys., 61 (1964) 1249; H.Charcosset, Doct. Thesis, Lyon, 1964.
A. M. Sirina, A. I. Purtov, I. I. Kalinichenko andN. E. Konyukhova, Russ. J. Inorg. Chem., 16 (1971) 845.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Gabelica, Z., Derouane, E.G. & Hubin, R. Thermogravimetric and EPR study of the vacuum thermal decomposition of some zinc and copper(II) chromates. Journal of Thermal Analysis 18, 315–327 (1980). https://doi.org/10.1007/BF02055816
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02055816