Thermogravimétrie - Étude cinétique des réactions dans les systèmes solide-gaz
Résumé
Thermogravimetry is commonly used for the kinetic study of reactions in heterogeneous gas-solid systems. It allows to elucidate the chemical pathway and obtain the kinetic rate equation and mechanisms. This article presents the background of heterogeneous kinetics necessary to describe the fundamental processes involved in solid-gas transformations. The rate-determining step approximation is reviewed and the resulting general rate equation is presented. This last equation is compared to a simplified equation largely used in the literature data. Lastly the experimental methods for obtaining reliable interpretable kinetic data are reported.
La thermogravimétrie est la technique la plus adaptée à l’évaluation de la cinétique des réactions hétérogènes de type solide-gaz. Elle permet d’en expliquer le déroulement pour in fine déterminer l’équation de vitesse et les mécanismes réactionnels. Cet article présente d’abord les éléments de base de la cinétique hétérogène en décrivant les systèmes réactionnels solide-gaz et les processus fondamentaux qui régissent leurs transformations. Le concept de l’étape déterminante est rappelé et l’équation générale de la vitesse qui en découle est précisée. Cette dernière est confrontée à une équation simplifiée mais néanmoins très répandue dans la bibliographie. Enfin les méthodes expérimentales préconisées pour l’obtention de données cinétiques fiables et interprétables sont présentées.