Descomposición termoquímica

DE LA DESCOMPOSICION TERMOQUIMICA DE CARBONATOS Y ACEITES DE GIRASOL
Ricardo León Mora Basto

Los métodos de análisis térmico consisten en la medición de propiedades físicas de una sustancia en función de la temperatura y el tiempo. Estos métodos son: termogravimetría (TG), análisis térmico diferencial (DTA) y calorimetría de barrido diferencial (DSC), entre otros. En el presente documento secentrara la atención en DSC y TG. En el análisis termogravimétrico se obtienen datos de la masa de una sustancia, a través del tiempo, mientras se aumenta la temperatura (generalmente de forma lineal con el tiempo). Se obtiene una curva de la masa en función del tiempo. En la calorimetría de barrido diferencial se registran las diferencias en la cantidad de calor entre una sustancia estándar y unamuestra problema cuando ambas se someten a una programación de calentamiento o enfriamiento controlado, es decir, se mide las diferencias de energía. El análisis del comportamiento energético permite determinar características físicas de la sustancia tales como pureza, capacidad calorífica, punto de fusión, puntos de ebullición, diferentes clases entalpias (fusión, vaporización, sublimación,descomposición, etc.). La medición de las propiedades mencionadas en función del tiempo permite, en principio, determinar parámetros cinéticos de reacción para diferentes procesos químicos, tales como, descomposición, polimerización, hidratación, desnaturalización de proteínas, etc. Por lo anterior, se puede inferir la utilidad de estas técnicas en el estudio de la cinética de reacciones químicas.Para poder tener una apreciación, un poco más profunda, de la utilidad de los análisis térmicos en la determinación de los parámetros cinéticos de procesos químicos se consideran dos aplicaciones de las técnica DSC y TG. Uno de ellos es la descomposición de carbonatos alcalino – térreos1, como una aplicación en compuestos inorgánicos, mientras que la aplicación en una sustancia de origen orgánico esel estudio de la estabilidad térmica del aceite de girasol2. S. Maitra, N. Chakrabarti y J. Pramanik estudiaron la cinética de la descomposición de cuatro carbonatos sintéticos (CaCO3, MgCO3, SrCO3 y BaCO3). Ellos justifican el estudio de

1 2

Maitra, S., Chakrabarty, N., Pramanik, J. (2008). , Cerâmica 54 (2008) 268-272 A. Gouveia de Souza, J. C. Oliveira Santos, M. M. Conceição,M. C. DantasSilva and S. Prasad. (2004) . Brazilian Journal of Chemical Engineering. Vol. 21, No. 02 pp. 265 - 273, April - June 2004.

estos carbonatos debido a la importancia que tienen en los materiales para fabricación de cerámicas electrónicas. Según los antecedentes que se presentan en esta investigación, los parámetros cinéticos se afectan, aunque en menor grado, por el origen del carbonato (gradoreactivo o generado in situ), de igual manera, la presencia de humedad. En cuanto a los mecanismos de reacción, se propone por un lado la formación de hidróxido como producto intermedio y por otro la evaporación disociativa y condensación de óxidos poco volátiles. El método para determinar los parámetros cinéticos fue el de aproximación integral de Coats – Redfern. Los autores confieren a losexperimentos no isotérmicos dos ventajas importantes respecto a los isotérmicos: el inicio del análisis de la muestra no necesita un calentamiento repentino; los experimentos no isotérmicos requieren menor cantidad de datos. Los resultados del análisis demuestran que las energías de activación aumentan constantemente con el aumento de la masa molar de los carbonatos. Para calcular las entalpias dereacción se considero la temperatura cuando la descomposición llegaba al 50%, según los autores, debido al amplio rango de temperatura en la que se lleva a cabo la descomposición. El mismo criterio es utilizado para determinar la capacidad calorífica. La comparación entre la energía de activación y la entalpia de reacción les sugirió que la reacción se gobierna por la velocidad de la transferencia...