Abstract
The mechanism of thermal decomposition of CuSO4·5H2O is greatly influenced by the experimental conditions. Under conventional conditions, in an open crucible, the first partial reaction takes place in one step involving solid and gaseous phases. If a sample holder which creates a self-generated atmosphere is used, the reaction is separated into two consecutive processes. First the sample melts in an incongruent way, and thereafter the saturated solution formed beside solid CuSO2·3H2O evaporates under boiling. These two processes can be completely distinguished in the DTA curve. The selectivity of the examinations can be further increased through application of the quasi-isothermal heating technique.
The two modes of decomposition can be correlated with the special phenomenon that, if the decomposition occurred according to the former mechanism, then the intermediate CuSO4·3H2O had stoichiometric composition, while in the latter case the compound consequently contained about 2.5% more water than that calculated.
Zusammenfassung
Der Mechanismus der thermischen Zersetzung von CuSO4·5H2O wird durch experimentelle Bedingungen in grossem Masse beeinflusst. Unter herkömmlichen Bedingungen, in einem offenen Tiegel, spielt sich die erste Teilreaktion in einem Schritt ab und hat sowohl feste als auch gasförmige Produktephasen zur Folge. Wird ein Probenhalter benutzt, der eine selbstgenerierte Atmosphäre erzeugt, wird die Reaktion in zwei konsekutive Vorgänge unterteilt. Zuerst schmilzt die Probe inkongruent, die dabei entstandene gesättigte Lösung (neben festem CuSO4·3H2O) dampft dann beim Verkochen ein. Diese beiden Vorgänge können mittels der DTA-Kurve vollkommen voneinander unterschieden werden. Die Selektivität der Untersuchung kann durch Anwendung der quasi-isothermen Heiztechnik weiter verbessert werden.
Die zwei Zersetzungsarten stimmen mit der Beobachtung überein, dass bei der Zersetzung nach dem ersteren Mechanismus das Zwischenprodukt CuSO4·3H2O eine stöchiometrische Zusammensetzung besitzt, während es im letzteren Fall stets ungefähr 2,5% Wasser mehr enthält, als berechnet.
РЕжУМЕ
МЕхАНИжМ тЕРМИЧЕскО гО РАжлОжЕНИь пЕНтАгИДРАтА сУльФА тА ДВУхВАлЕНтНОИ МЕД И В жНАЧИтЕльНОИ МЕРЕ жА тРАгИВАЕтсь ЁкспЕРИ МЕНтАльНыМИ УслОВИьМИ. пРИ ОБыЧНы х УслОВИьх В ОткРытОМ тИглЕ ИМЕЕт МЕстО пЕРВАь ЧАстИЧН Аь РЕАкцИь, пРОтЕкАУЩАь В ОДНУ ст АДИУ с ОБРАжОВАНИЕМ тВЕРДО И И гАжООБРАжНОИ ФАж. п РИ ИспОльжОВАНИИ ДЕРжА тЕль ОБРАжцА с сАМОгЕНЕРИРУЕМОИ Ат МОсФЕРОИ, РЕАкцИь РАж ДЕльЕтсь НА ДВА пОслЕДОВАтЕльНы х пРОцЕссА. сНАЧАлА ОБРАжЕц ИНкО НгРУЁНтНО плАВИтсь, А жАтЕМ ОБРАжУУЩИИсь НАсыЩЕ ННыИ РАстВОР, кРОМЕ тВЕРДОгО тРИгИДРАтА сУльФАтА МЕДИ, ИспАРь Етсь пРИ кИпЕНИИ. ЁтИ ДВА пРОцЕ жжА МОгУт Быть пОлНОстьУ РАжлИ ЧИМы НА кРИВОИ ДтА. сЕл ЕктИВНОсть тАкОгО РАжДЕлЕНИь МО жЕт Быть УВЕлИЧЕНА пУтЕМ пРИМ ЕНЕНИь МЕтОДА кВАжИИжОтЕРМИЧЕскО гО НАгРЕВА. ЁтИ ДВА тИп А РАжлОжЕНИь РАжлОжЕНИь кОРРЕлИРУУтсь с тЕМ ь ВлЕНИЕМ, ЧтО ЕслИ РАжл ОжЕНИЕ пРОтЕкАЕт пО пЕРВОМУ МЕхАНИжМУ, тО ОБРАжУУЩИИсь пРОМЕж УтОЧНыИ тРИгИДРАт сУ льФАтА МЕДИ ИМЕЕт стЕхИОМЕтРИЧЕ скИИ сОстАВ. ЕслИ жЕ РАжлОжЕНИЕ пР ОтЕкАЕт пО ВтОРОМУ МЕ хАНИжМУ, тО ОБРАжУУЩЕЕсь сОЕДИН ЕНИЕ сОДЕРжИт кОлИЧЕстВО ВОДы НА 2,5% Б ОльшЕ ВыЧИслЕННОгО.
Similar content being viewed by others
References
J. Paulik, F. Paulik and M. Arnold, Thermochim. Acta, 107 (1986) 375.
J. Paulik, F. Paulik and M. Arnold, J. Thermal Anal., 32 (1987) 301.
J. Paulik and F. Paulik, Simultaneous Thermoanalytical Examinations by Means of the Derivatograph, in Wilson-Wilson's Comprehensive Analytical Chemistry, ed. G. Svehla, Vol. XII, ed. W. W. Wendlandt, Elsevier, Amsterdam 1981.
F. Paulik and J. Paulik, Thermochim. Acta, 100 (1986) 23.
J. Paulik and F. Paulik, Thermochim. Acta, 3 (1971) 13.
F. Paulik and J. Paulik, J. Thermal Anal., 5 (1973) 253.
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
The authors thank Prof. E. Pungor for valuable discussions, and Miss I. Czene and Miss J. Forizs for their technical assistance.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Paulik, J., Paulik, F. & Arnold, M. Dependence of the thermal decomposition of CuSO4·5H2O on the experimental conditions. Journal of Thermal Analysis 34, 1455–1466 (1988). https://doi.org/10.1007/BF01914370
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01914370