THERMAL DECOMPOSITION OF CALCIUM HYPOPHOSPHITE

Abstract

Термическое разложение гипофосфита кальция изучали методом синхронного термического анализа ДТА/ТГА в диапазоне температур от 25°C до 600 °C со скоростью нагревания 10 град/мин в атмосфере азота и в атмосфере воздуха. В атмосфере азота разложение состоит из обширного экзоэффекта, состоящего из четырех последовательных стадий с максимумами при 368, 386, 400 и 434 °C с суммарным тепловыделением 1,51 кДж/г. При разложении в атмосфере воздуха наблюдается экзоэффект с тепловыделением 9,01 кДж/г.При этом было Экспериментально установлено увеличение массы образца в области 370-400 °С 6 масс.%, что может быть объяснено окислением фосфора. Образующиеся конденсированные продукты термического разложения представляют собой пористую массу красно-коричневого цвета, что может быть объяснено образованием промежуточного продукта разложения - фосфида кальция. Образование фосфида кальция термодинамически предпочтительно при взаимодействии продуктов разложения гипофосфита кальция – оксида кальция и фосфина. Удельная теплота образования оксида кальция в 4,18 раза больше значений удельной теплоты образования фосфида. В связи с этим можно предположить, что образование фосфида, - промежуточного продукта, обусловлено неравновесностью процесса, кинетическим факторами и диффузионными ограничениями, поскольку фосфид кальция термодинамически устойчив до 1000 °С. Ранее эти факторы рассматривались применительно к процессам самораспространяющегося высокотемпературного синтеза фосфидов. К тому же образование оксида кальция и фосфина in suti в процессе термораспада в соответствие с эффектом Хедвала может объяснить высокую скорость образования фосфида кальция и его сохранность. The thermal decomposition of calcium hypophosphite was studied by synchronous DTA/TGA thermal analysis in the temperature range from 25 °C to 600 °C at a heating rate of 10 deg/min in a nitrogen atmosphere and in an air atmosphere. In nitrogen atmosphere, the decomposition consists of an extensive exo-effect consisting of four consecutive stages with maxima at 368, 386, 400 and 434 °C with a total heat release of 1.51 kJ/g. Upon decomposition in an air atmosphere, an exoeffect with a heat release of 9.01 kJ/g was observed. An increase of the sample mass in the region 370-400 °C of 6 wt.% was experimentally found, which can be explained by the oxidation of phosphorus. The formed condensed products of thermal decomposition are a porous mass of red-brown color, which can be explained by the formation of an intermediate product of decomposition - calcium phosphide. Formation of calcium phosphide is thermodynamically preferable in the interaction of calcium oxide and phosphine, the products of decomposition of calcium hypophosphite. The specific heat of formation of calcium oxide is 4.18 times higher than the values of specific heat of formation of phosphide. In this connection it is possible to assume that the formation of phosphide, - an intermediate product, is conditioned by non-equilibrium of the process, kinetic factors and diffusion limitations, since calcium phosphide is thermodynamically stable up to 1000 °С. Previously, these factors were considered in relation to the processes of self-propagating high-temperature synthesis of phosphides. In addition, the formation of calcium oxide and phosphine in suti during thermal decay in accordance with the Headwall effect can explain the high rate of calcium phosphide formation and its preservation.