Modelización de la descomposición térmica de fosfatos metálicos

Resumen

RESUMEN (en español) En este trabajo se propone una modificación del método isoconversional de Friedman para disminuir la influencia del ruido y obtener valores más aproximados de la energía de activación (E). Esta modificación se basa en la idea de considerar, para un grado de conversión dado α, no solo la información correspondiente a α, sino también la de su entorno. Para validar el método se aplica a procesos teóricos. Además, el método modificado se utiliza para determinar los parámetros cinéticos de la degradación térmica del compuesto También se presenta un procedimiento para determinar parámetros cinéticos y obtener un modelo matemático discreto que posibilita chequear los parámetros cinéticos calculados y realizar predicciones para velocidades de calentamiento diferentes a las utilizadas experimentalmente. Este procedimiento se aplica a modelos teóricos y se utiliza para chequear los valores de E en la transformación térmica del desde temperatura ambiente hasta 1000 ºC. La parte final de este trabajo se dedica al estudio de un nuevo fosfato de amonio-cromo(III)-hierro(III). Se sintetiza hidrotermalmente y se caracteriza física y químicamente el A partir de datos de difracción de rayos X se determina que cristaliza en el sistema triclínico, grupo espacial P-1. Presenta túneles infinitos en las direcciones [0 1 0] y [1 0 0] donde se sitúan los cationes amonio. Es estable hasta aproximadamente 600 K que pierde agua. A 900 K pierde agua y amoniaco. Aplicando métodos isoconversionales se realiza el estudio cinético. Se analiza el comportamiento magnético a partir de la dependencia de la susceptibilidad magnética con la temperatura y de las medidas de la imanación con el campo magnético aplicado. Es compatible con la siguiente secuencia de estados magnéticos: paramagnético desde temperatura ambiente hasta ferrimagnético por debajo de esta temperatura hasta la temperatura de transición, y antiferromagnético hasta 2 K. RESUMEN (en Inglés) A modification of Friedman’s isoconversional method is proposed in order to reduce the influence of noise and obtain more accurate values of activation energy (E). This improvement is based on the idea of considering, for a given extent of conversion α, not only the information corresponding to α but also that of its neighborhood. To validate the method, it is applied to theoretical processes. Moreover, the modified method is used to determine the kinetic parameters on the thermal degradation of the In addition, a procedure to determine kinetic parameters and to obtain a discrete model describing the process is introduced. The implementation of this model allows checking the kinetic parameters and make predictions for different heating rates to those used experimentally. The procedure was tested by considering to theoretical simulations and it was applied to analyze the values of E in the thermal transformation of from room temperature to 1000 ºC. The final part of this work is devoted to study of a new ammonium-chromium(III)-iron(III) phosphate. It has been hydrothermally synthesized and characterized physically and chemically the Powder X-ray pattern was used to determine that it crystallizes in the triclinic system, space group P-1, and displays infinite tunnels in the directions [0 1 0] and [1 0 0] where the ammonium cations are located. Thermal analysis shows that it is stable up to approximately 600 K, where it loses water. The compound loses water and ammonia at 900 K. Isoconversional methods were used to study the kinetic behavior. The magnetic behavior was studied from measurements of the dependence of magnetic susceptibility with the temperature and of the magnetization with the applied magnetic field. It is compatible with the following sequence of magnetic states: paramagnetic from room temperature to ferrimagnetic below this temperature to the transition temperature, and antiferromagnetic to 2 K.