 Глюкоза широко используется в фармацевтической промышленности как наполнитель и связующее для таблеток а также как подсластитель. Термическое разложение глюкозы исследовано здесь посредством термогравиметрического анализа. |
| условия измерений |
| прибор: |
NETZSCH TG 209 C Iris® |
| масса образца /мг: |
2.7 .. 2.9 |
| скорости нагрева/(K/мин): |
1, 2, 5, 10 |
| атмосфера: |
аргон |
| скорость потока газа/(мл/мин): |
20 |
|
| |
 |
| |
| Термическое разложение глюкозы |
| Продуктом первой стадии разложения в основном является вода. Полная потеря массы в этой стадии не зависит от скорости нагрева. Потеря же массы во второй стадии сильно зависит от скорости нагрева. Это достаточное подттверждение того, что после окончания первой стадии последующее разложение происходит по меньшей мере двумя различными конкурирующими путями. |
| Этих утверждений уже достаточно для построения кинетической модели полного процесса (см. результат симулирования кинетического процесса). |
| Необходимо снова подчеркнуть, что эта модель носит формальный характер. В частности, никакой информации о химических реакциях не может быть получено только из термогравиметриических данных. Значительно больше информации может быть получено при совмещении измерений термогравиметрии и масс-спектроскопия. |
| |
 |
| модель-независимый анализ согласно Ozawa-Flynn-Wall |
| График энергии активации от степени превращения дает значение энергии активации для первой стадии приблизительно 110 кДж/моль, а для преобладающей части второй стадии приблизительно 180 кДж/моль. |
| |
| Результаты полученные для кинетического моделирования |
 |
| моделирование термического разложения глюкозы |
| Трехстадийная реакция, содержащая конкурирующие стадии, позволяет получить высокую степень совпадения для смоделированных и измеренных данных термогравиметрических измерений. |
| |
| кинетические параметры, полученные в результате оптимизации с использованием метода нелинейной регрессии |
| # |
параметр |
значение |
станд.отклонение |
| 0 |
lg A1/s-1 |
10.60 |
0.31 |
| 1 |
Act.Energy 1/(kJ/mol) |
122.83 |
2.75 |
| 2 |
React.order 1 |
1.58 |
0.16 |
| |
| 3 |
lg A2/s-1 |
14.42 |
0.74 |
| 4 |
Act.Energy 2/(kJ/mol) |
182.14 |
7.92 |
| 5 |
React.order 2 |
1.80 |
0.05 |
| |
| 6 |
lg A3/s-1 |
- 3.54 |
0.72 |
| 7 |
Act.Energy 3/(kJ/mol) |
5.44 |
7.88 |
| 8 |
React.order 3 |
1.20 |
0.68 |
| |
| 9 |
Follow.React.1 |
0.27 |
0.012 |
| 10 |
CompReact. 2 |
1.00 |
постоянное значение |
| 11 |
CompReact. 3 |
0.03 |
0.06 |
| |
| 12 |
MassLoss 1 |
84.01 |
0.35 |
| 13 |
MassLoss 2 |
84.01 |
равно параметру 12 |
| 14 |
MassLoss 3 |
84.01 |
равно параметру 12 |
| 15 |
MassLoss 4 |
84.01 |
равно параметру 12 |
| |
| |
коэффициент корреляции |
0.99973 |
|
|
| Процесс с ветвлением дает специфичное поведение концентраций реагентов: при изменении температуры для изотермической реакция происходит изменение конечных конценираций продуктов C и D. |
| |
 |
| |
 |
| При температуре 210 °C большая часть вещества В, являющегося твердым продуктом первой стадии разложения, переходит в продукт D. И наоборот, при температуре 280 °C большая часть вещества В переходит в продукт C. Такое поведение вызвано большой разностью в энергиях активации для стадии 2 и стадии 3. |
Термокинетика
назад