Análise Kissinger-Akahira-Sunose (KAS)

A Análise de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) é um método de análise cinética sem modelo (isoconversional) que calcula a dependência da energia de ativação E(α) em relação ao Grau de conversãoO grau de conversão α na cinética química é o parâmetro sem dimensão dependente do tempo do processo cinético, como reação química ou cristalização, que mostra que parte dele já foi concluída.grau de conversão α para experimentos dinâmicos com diferentes taxas de aquecimento constantes β.

O método de Kissinger-Akahira-Sunose difere do método de Kissinger .

É sempre necessário verificar se esse método sem modelo é válido para uso e se é aplicável devido às restrições dos métodos sem modelo.

A análise de Kissinger-Akahira-Sunose pertence ao grupo de métodos integrais sem modelo, nos quais, primeiro, deve-se calcular a integral da equação cinética principal Eq. (1), depois criar a série e, finalmente, aplicar o logaritmo:

Integral para a análise de Kissinger-Akahira-Sunose:

A integral direita na equação tem a série para z=-E/(RT):

Tomando o logaritmo da Eq. (2), a dependência linear é encontrada:

Onde

Se os pontos com o mesmo grau de conversão (pontos isoconversionais) forem obtidos a partir de experimentos realizados com diferentes taxas de aquecimento, então os valores de ln[A(α)/F(α)] – ln(E(α)/R) serão os mesmos para todos eles, e a Eq. (3) assumirá a forma de uma reta

y=b+ax (4)

onde

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

O gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) y(x) se apresenta como um conjunto de retas para diferentes valores de α, onde, para cada α, a energia de ativação pode ser determinada a partir da inclinação e o pré-expoente a partir da interceptação, para f(α) conhecido (ou assumido).

Vantagens e desvantagens deste método e uma tabela comparativa com outros métodos.

Exemplo

Decomposição de La(OH)₃:

Dados experimentais,
Gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose,
Energia de ativação E(α),
Pré-exponente A(α) (para a suposição de reação de primeira ordem),
Comparação entre experimentos e simulação para as dependências de Kissinger-Akahira-Sunose E(α) e A(α).

Fig.3 Energia de ativação de Kissinger-Akahira-Sunose E(α).

Fig. 5 Comparação entre experimentos (símbolos) e simulação (linhas sólidas) para as dependências de Kissinger-Akahira-Sunose E(α) e A(α).

Fig.2 Gráfico de Kissinger-Akahira-Sunose contendo linhas retas para diferentes valores de conversão α.

Fig. 4 Pré-exponente de Kissinger-Akahira-Sunose A(α) (para a suposição de reação de primeira ordem).

Kinetics Neo

Este método é utilizado em Kinetics Neo software como método sem modelo Kissinger-Akahira-Sunose

Referência

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

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