Análisis Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)

El análisis de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) es un método de análisis cinético sin modelo (isoconversional) que calcula la dependencia de la energía de activación E(α) respecto al Grado de conversiónEl grado de conversión α en cinética química es el parámetro adimensional dependiente del tiempo de un proceso cinético como la reacción química o la cristalización, que muestra qué parte del mismo ya ha finalizado.grado de conversión α en experimentos dinámicos con diferentes velocidades de calentamiento constantes β.

El método de Kissinger-Akahira-Sunose es diferente del método de Kissinger .

Siempre es necesario comprobar si este método sin modelo es válido para su uso y si es aplicable, debido a las restricciones de los métodos sin modelo.

El análisis de Kissinger-Akahira-Sunose pertenece al grupo de métodos integrales sin modelo, en los que, en primer lugar, hay que hallar la integral de la ecuación cinética principal (1), a continuación se crea la serie y, por último, hay que tomar el logaritmo:

Integral para el análisis Kissinger-Akahira-Sunose:

La integral derecha en la ecuación tiene la serie para z=-E/(RT):

Tomando el logaritmo de la Ec. (2) se encuentra la dependencia lineal:

Dónde

Si los puntos con el mismo grado de conversión (puntos isoconversionales) se obtienen a partir de experimentos realizados a diferentes velocidades de calentamiento, los valores de ln[A(α)/F(α)] - ln(E(α)/R) serán los mismos para todos ellos y la ecuación (3) tendrá la forma de una recta

y = b + ax (4)

donde

y = ln(^β/T2)
b = ln[A(α)/F(α)] - ln(E(α)/R)
a = E/R
x=-1/T .

El gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) y(x) se presenta como un conjunto de rectas para diferentes valores de α, donde para cada α la energía de activación se puede hallar a partir de la pendiente y el preexponente a partir de la intersección, para un f(α) conocido (o supuesto).

Ventajas y desventajas de este método y tabla comparativa con otros métodos.

Ejemplo

Descomposición de La(OH)₃:

Datos experimentales,
Gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose,
Energía de activación E(α),
Preexponente A(α) (para el supuesto de reacción de primer orden),
Comparación entre experimentos y simulación para las dependencias Kissinger-Akahira-Sunose E(α) y A(α).

Fig.3 Energía de activación Kissinger-Akahira-Sunose E(α).

Fig.5 Comparación entre experimentos(símbolos) y simulación(líneas continuas) para las dependencias Kissinger-Akahira-Sunose E(α) y A(α).

Fig.2 Gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose que contiene líneas rectas para diferentes valores de conversión α.

Fig.4 Kissinger-Akahira-Sunose pre-exponente A(α) (para el supuesto de reacción de primer orden).

Kinetics Neo

Este método se utiliza en Kinetics Neo software como método sin modelos Kissinger-Akahira-Sunose

Referencia

H.E.Kissinger, J.Res. Nat. Bur. Stabd. 57 (1956) 217-221

https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/057/jresv57n4p217_A1b.pdf