Estudio termo-analítico de los mecanismos y cinética de reacción durante la descomposición térmica y oxidación del sulfuro de arsénico (V) a altas temperaturas en condiciones isotérmicas y no-isotérmicas.

Abstract

El análisis térmico es un conjunto de técnicas analíticas, las cuales permiten el estudio del comportamiento de una muestra en función de la temperatura, al ser sometida a condiciones isotérmicas o no-isotérmicas con un aumento o disminución gradual y controlado de la temperatura; bajo una atmósfera determinada, ya sea neutra, oxidante, corrosiva o reductora. En cuanto a su aplicación en la industria metalúrgica, este tipo de estudio abarca numerosos temas, tales como corrosión, solidificación, microestructuras, sinterización, tostación, catálisis, entre otros. En esta investigación se utilizó la técnica de análisis termogravimétrico, la cual consiste en el estudio del comportamiento de la masa de una muestra en función de la temperatura; además, del análisis térmico diferencial, el cual estudia la diferencia de temperatura entre una muestra y una sustancia de referencia generalmente inerte al ser sometidas a idénticas condiciones de temperatura bajo una atmósfera controlada. Lo anterior con el fin de obtener información sobre mecanismos y cinéticas de reacción para el sulfuro de arsénico (V) -As2S5-, debido a la escasez de información y bases de datos completas que describan su comportamiento durante descomposición térmica y oxidación. Los mecanismos de reacción durante descomposición térmica en los sistemas As S, y, oxidación en los sistemas As-S-O, son complejos de describir debido a las características fisicoquímicas del arsénico y sus sulfuros; se analizó y correlacionó información obtenida experimentalmente para la descomposición térmica y oxidación de una muestra de sulfuro de arsénico (V) para determinar los mecanismos de reacción y sus parámetros cinéticos asociados. Como resultado de este estudio se obtuvo el mecanismo de reacción y control durante la descomposición térmica, 4As2S5(s) = As4S6 (g) + As4S4(g) + 5S2(g) , y oxidación,2𝐴𝑠2𝑆5 (𝑠) + 13𝑂2(𝑔) = 𝐴𝑠4𝑂6(𝑔) + 10𝑆𝑂2 (𝑔) , de una muestra de sulfuro de arsénico (V); además, se determinó la energía de activación aparente de cada mecanismo mediante los métodos de Kissinger y Ozawa.