Novedades de Kinetics Neo Versión 3.0
Versión 3.0.24313.1
Contenido
Añadido: Intensidad de la luz UV como Parámetro Adicional en el análisis cinético. Nueva posibilidad de crear un Modelo cinéticoEl modelo cinético es el término general que contiene el esquema (estructura) de los pasos individuales de reacción en la reacción química multipaso, los tipos de reacción y los parámetros cinéticos de estos pasos.modelo cinético común en función de la temperatura y la intensidad de la luz.
Añadido: Presión parcial del reactante gaseoso como Parámetro Adicional en el análisis cinético. Nueva posibilidad de crear un modelo cinético común en función de la temperatura y la presión parcial.
Añadido: Presión total como Parámetro Adicional en el análisis cinético para reacciones en gas inerte. Nueva posibilidad de crear un modelo cinético común en función de la temperatura y la presión.
Añadido: Proyectos para tipos de datos arbitrarios, que no son estándar en Kinetics Neo, como espectrometría de masas, concentraciones, conversión, módulo de almacenamiento, absorbancia.
Añadido: Cinéticas para reacciones de curado con control de difusión, medidas por DEA o Reología.
Añadido: Reacciones de tipo reversible.
Añadido: Nuevo tipo de reacción DFn para difusión con reacción de orden n-ésimo.
Añadido: La interfaz de usuario (UI) ha sido rediseñada para una apariencia nativa consistente en Windows 11.
Añadido: Se añaden docenas de nuevos temas coloridos para la Interfaz de Usuario (UI). También se introducen temas oscuros especiales.
Otras mejoras y correcciones de errores.
Intensidad de la luz ultravioleta como parámetro adicional en el análisis cinético
La reacción de curado fotoinducida no sólo depende de la temperatura, sino también de la intensidad de la luz UV.
Ahora en Kinetics Neo es posible crear el modelo cinético común en función de dos parámetros: la temperatura y la intensidad de la luz UV.
La siguiente figura presenta el modelo cinético para las mediciones isotérmicas de DEA a 30°C para la exposición a la luz a diferentes intensidades de 36 mW/cm2 a 300 mW/cm2.
Este modelo cinético común se crea para la medición a diferentes intensidades de UV a temperaturas de 30, 90, 150°C. Véanse los detalles de las condiciones de medición(https://doi.org/10.1002/pen.26353 ).
Las ecuaciones para la dependencia de la velocidad de reacción de la intensidad UV se pueden encontrar en el artículo: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2012.03.025
Presión parcial del reactivo gaseoso como parámetro adicional en el análisis cinético
Muchos materiales sólidos reaccionan con el componente gaseoso, por ejemplo durante la oxidación. La velocidad de reacción en este caso depende no sólo de la temperatura, sino también de la concentración del componente gaseoso reactivo, que es proporcional a la presión parcial de este componente en el entorno gaseoso.
Ahora en Kinetics Neo es posible crear el modelo cinético común, dependiendo de ambos parámetros externos: temperatura y presión parcial del reactivo gaseoso.
La figura anterior presenta el modelo cinético común para la reducción de óxido metálico a metal puro en una atmósfera que contiene hidrógeno. Los datos para el modelo cinético consisten en tres mediciones dinámicas a 20K/min y tres mediciones isotérmicas a 600°C. Tanto las mediciones dinámicas como las isotérmicas se llevan a cabo bajo diferentes presiones parciales de Hidrógeno: 33%, 67% y 100%.
La presión total como parámetro adicional en el análisis cinético de reacciones en gas inerte
Las reacciones de descomposición con productos gaseosos pueden depender de la presión también en atmósfera inerte. Esto ocurre en las reacciones reversibles en las que la presencia de productos gaseosos en la zona de reacción ralentiza la descomposición. Así, para las reacciones reversibles bajo la presión aumentada del gas inerte, la descomposición se produce a mayor temperatura.
La figura presenta el modelo cinético común para 8 medidas en N2, donde las 4 primeras se miden a diferentes velocidades de calentamiento 2,5,10 y 20 K/min bajo la presión normal, y las 4 últimas tienen la misma velocidad de calentamiento 20K/min bajo diferentes presiones 5,10,20 y 50 bar.
Puede consultar los detalles del modo en nuestra guía práctica Cómo analizar la descomposición dependiente de la presión en gas inerte.
Proyectos para tipos de datos arbitrarios, que no son estándar en Kinetics Neo
A veces el tipo de datos medidos difiere de los tipos de datos estándar existentes en Kinetics Neo y recibimos muchas preguntas sobre el análisis cinético de estos datos https://kinetics.netzsch.com/en/f-a-q/is-it-possible-to-analyze-the-absorbance-or-concentration
Por esta razón, hemos añadido dos tipos de proyectos adicionales para datos arbitrarios.
El primero es el Proyecto Diferencial Arbitrario para datos diferenciales, conteniendo el pico de reacción como DSC. Podrían ser, por ejemplo, los datos de espectrometría de masas o análisis térmico diferencial.
El segundo tipo de proyecto es el Proyecto Integral Arbitrario para datos integrales como TG. Podrían ser las concentraciones medidas, la conversión, el módulo de almacenamiento, la absorbancia u otros datos similares.
Reacciones de curado con control de difusión para DEA o reología
Las reacciones de curado y reticulación cerca de la temperatura de transición vítrea están controladas por difusión.
A veces es imposible medirlas por el método DSC, porque después de la vitrificación la reacción de curado es muy lenta, y la señal DSC es muy débil. Por lo tanto, se utilizan otros métodos de medición para estudiar este proceso, como el Análisis Dieléctrico (DEA) o la Reometría.
Ahora la reacción con control de difusión, medida por DEA o Reometría, también puede analizarse en Kinetics Neo:
Reacciones reversibles
En las reacciones reversibles A⇌B, se producen dos reacciones químicas simultáneamente.
En análisis térmicos como DSC o TG, el sistema está abierto y no se produce ningún equilibrio. La tasa de reacción total de los datos medidos es la diferencia entre la reacción hacia adelante y la reacción hacia atrás:
Tasa de reacción total=Tasa de reacción hacia delante - Tasa de reacción hacia atrás
La descomposición del carbonato de calcio en presencia de dióxido de carbono es una reacción reversible y la descomposición depende de la presión parcial deCO2.
El modelo cinético común el mismo conjunto de parámetros se crea para 9 mediciones, donde para cada velocidad de calentamiento (5,10,20K/min) se realizan tres mediciones bajo diferentes presiones parciales de CO2 (0,3 bar, 0,1 bar y 0 bar)
(véanse los detalles en https://kinetics.netzsch.com/en/learn/how-to-analyze-reversible-reaction )
Nuevo tipo de reacción DFn para difusión con reacción de orden n-ésimo
Las reacciones en sólidos a menudo dependen de la geometría de las partículas y, por tanto, parecen reacciones de frontera de fase, que es un caso parcial de reacción de n-ésimo orden.
Muchos modelos cinéticos teóricos no tienen en cuenta este hecho y, por lo tanto, sólo pueden describir bien la parte inicial de la curva experimental. Para acercar estos modelos a la realidad, en la literatura se han creado modelos avanzados, donde la parte inicial corresponde al modelo teórico puro, y la parte final contiene la dependencia de n-ésimo orden.
Ahora desarrollamos el nuevo tipo de reacciónDFn para la difusión de primera dimensión con orden n-ésimo. El tipo de reacción DFn considera el proceso de difusión en el material durante la descomposición. Añade el mecanismo de difusión a la reacción clásica de orden n-ésimo (Fn).
Las siguientes figuras presentan la velocidad de descomposición en dos pasos para el polímero con el ajuste según:
- reacción clásica Fn (mal ajuste)
- ajuste para el nuevo tipo de reacción DFn .
Figura superior: modelo de doble paso, donde el pico principal es la antigua reacción Fn. El ajuste es malo, porque no se tiene en cuenta la difusión en la reacción principal.
Figura superior: modelo de doble paso, donde el pico principal es la nueva reacción DFn (buen ajuste). El nuevo tipo de reacción tiene en cuenta la difusión.
Cinética para datos medidos incompletos, cuando la parte final de la reacción no está presente
Para algunas reacciones no se puede medir la parte final de la reacción, y el punto final de la medición no corresponde al valor de conversión 100%. Por ejemplo, para la reacción de curado con control de difusión la reacción va muy lenta después de la vitrificación y casi no puede ser registrada por DSC.
Sin embargo, en algunos casos, el efecto total (área de pico total o pérdida de masa total) puede estimarse a veces mediante otras mediciones o métodos y este valor puede utilizarse para calcular el valor de conversión.
Ahora podemos calcular la conversión para datos incompletos, en los que no se mide la parte final de la reacción:
Además, nuestro método numérico sin modelos funciona bien para estos datos, en los que la energía de activación se calcula suavemente utilizando diferentes números de curvas medidas a diferentes valores de conversión.
Para más información, consulte nuestro ejemplo de formación: https://kinetics.netzsch.com/en/learn/how-to-calculate-conversion-for-incomplete-measured-data.