Analyse de Friedman

L'analyse de Friedman est une méthode d'analyse cinétique sans modèle (isoconversionnelle) qui permet de calculer la dépendance de l'énergie d'activation E(α) par rapport au Degré de conversionLe degré de conversion α en cinétique chimique est le paramètre sans dimension dépendant du temps d'un processus cinétique tel qu'une réaction chimique ou une cristallisation, indiquant quelle partie du processus est déjà terminée.degré de conversion α.

Il est toujours nécessaire de vérifier si cette méthode sans modèle est valable pour être utilisée et si elle est applicable en raison des restrictions des méthodes sans modèle.

L'analyse de Friedman appartient au groupe des méthodes différentielles sans modèle où il faut d'abord trouver la dérivée de l'équation cinétique principale (1) et ensuite prendre le logarithme.

Dérivée puis logarithme pour l'analyse de Friedman :

Si les points présentant le même degré de conversion (points isoconversionnels) sont issus d'expériences menées à des températures différentes, les valeurs de ln[A(α)f(α)] seront alors identiques pour tous ces points et l'équation (2) prendra la forme d'une droite

y = b + ax (3)

où :

y = ln(dα/dt)
b = ln[A(α)f(α)]
a = E/R
x = -1/T.

Le graphique de Friedman y(x) se présente sous la forme d'un ensemble de droites pour différentes valeurs de α, où, pour chaque α, l'énergie d'activation peut être déterminée à partir de la pente et le pré-exposant à partir de l'ordonnée à l'origine pour une fonction f(α) connue (ou supposée).

Avantages et inconvénients de cette méthode et tableau comparatif avec d'autres méthodes.

Exemple

Décomposition du La(OH)_{₃ :}

Fig. 2 : Graphique de Friedman représentant des droites correspondant à différentes valeurs de conversion α.

Fig. 3 Énergie d'activation de Friedman E(α).

Fig. 4 : Pré-exposant A(α) de Friedman (dans l'hypothèse d'une réaction du premier ordre).

Fig. 5 Comparaison entre les résultats expérimentaux (symboles) et les résultats de simulation (lignes pleines) pour les dépendances de Friedman E(α) et A(α).

Il est toujours nécessaire de simuler les courbes par la méthode de Friedman et de les comparer avec l'expérience. Cette comparaison permet de vérifier si la méthode de Friedman est adaptée à l'analyse de la réaction en cours.

Kinetics Neo

Cette méthode est utilisée dans Kinetics Neo logiciels comme méthode sans modèle Friedman .

Référence

Friedman, H.L. (1964), Cinétique de la dégradation thermique des plastiques formant du char à partir de la thermogravimétrie. Application à un plastique phénolique. Journal of Polymer Science Part C: Polymer Symposia6(1), 183–195. https://doi.org/10.1002/polc.5070060121