Potensi Bahaya Reaksi Dekomposisi Menggunakan Contoh Hidrogen Peroksida (H2O2)

Hidrogen Peroksida

Hidrogen peroksida murni (_H2O2) adalah cairan biru pucat, dapat dicampur dalam rasio berapa pun dengan air. Larutan berair dengan persentase rendah banyak digunakan sebagai zat pemutih karena sifat oksidasinya yang kuat. Selain untuk pemutihan kayu, kertas atau rambut, larutan hidrogen peroksida juga digunakan sebagai agen pengoksidasi atau dalam aplikasi medis sebagai disinfektan. Kecenderungan hidrogen peroksida untuk terurai menjadi air dan oksigen (lihat persamaan 1 di bawah) adalah alasan untuk aplikasinya sebagai propelan cair dalam mesin roket.

Kalorimeter Modul Ganda (MMC)

Kalorimeter Kalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC^®), yaitu ARC^®-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC 274 NETZSCH Multiple Module Calorimeter Kalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC^®), yaitu ARC^®-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC 274 Nexus^® (gambar 1) menawarkan tiga modul pengukuran yang berbeda [1]. Modul ARC^® dapat digunakan untuk studi bahaya termal; Modul Coin-Cell dikhususkan untuk investigasi baterai; dan Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian dapat digunakan untuk mengevaluasi data kalori dari satu kali proses pemanasan. Berbeda dengan teknik kalorimetri pemindaian diferensial (DSC) yang banyak digunakan dan terkenal, Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul PemindaianKalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC^®), yaitu ARC^®-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC dapat menangani sampel hingga volume 2 ml. Untuk memanaskan sampel, ada dua opsi yang tersedia: laju pemanasan konstan atau tingkat daya yang konstan. Dengan menggunakan informasi mengenai daya yang diberikan ke sampel dan laju pemanasan, sinyal aliran panas dapat dihitung. Dengan menggunakan logam seperti indium, timah, dan bismut, suhu dan sensitivitas instrumen dapat ditentukan. Pada 1000 hingga 9000 mg (volume sampel sekitar 1 ml), massa sampel tipikal jauh lebih tinggi untuk Kalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC^®), yaitu ARC^®-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC daripada massa sampel yang digunakan untuk DSC, yang biasanya antara 5 dan 10 mg. Meskipun demikian, ketidakpastian yang dievaluasi untuk Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul PemindaianKalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC^®), yaitu ARC^®-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC adalah sekitar 1% untuk penentuan suhu dan kurang dari 5% untuk penentuan entalpi.

Penelitian ini mempelajari perilaku dekomposisi termal hidrogen peroksida (35%) dengan menggunakan dua modul Kalorimeter Modul Ganda (MMC)Perangkat kalorimeter mode ganda yang terdiri dari unit dasar dan modul yang dapat ditukar. Satu modul disiapkan untuk kalorimetri laju akselerasi (ARC), yaitu ARC-Module. Modul kedua digunakan untuk pengujian pemindaian (Modul Pemindaian) dan modul ketiga terkait dengan pengujian baterai untuk sel koin (Modul Sel Koin).MMC, yaitu Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian (lihat gambar 2) dan Modul ARC^® (lihat gambar 3). Melalui pemanas eksternal yang secara langsung mengelilingi bejana sampel (gambar 4), Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian dapat memberikan sampel dengan tingkat daya yang konstan.

Kondisi Pengukuran

Kondisi pengukuran dirangkum dalam tabel 1. Hidrogen peroksida (Sigma Aldrich) diterima sebagai larutan air (35%) dan disimpan pada suhu ruangan.

Tabel 1: Kondisi pengukuran

Perbandingan Perilaku _H2O2,_H2Odan Kapal Kosong

Hasil pada gambar 5 menunjukkan secara eksklusif pemanasan sampel. Karena Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. reaksi penguraian hidrogen peroksida tidak dapat dibalik, maka oksigen yang dihasilkan tidak diambil lagi untuk membentuk hidrogen peroksida awal selama pendinginan. Sebaliknya, produk air dan oksigen yang terbentuk mendingin ke suhu sekitar, masing-masing sebagai cairan dan gas. Sinyal tekanan menunjukkan 17,7 bar pada suhu 40°C, yang mencerminkan jumlah oksigen yang terbentuk selama Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian (gambar 6). Dengan mengambil jumlah air yang sama, tekanan juga meningkat selama pemanasan, tetapi karena air secara kimiawi tidak berubah, semua uap air mengendap lagi selama pendinginan. Itulah mengapa garis biru putus-putus, yang menunjukkan sinyal tekanan air selama pendinginan, menunjukkan nilai yang hampir sama dengan pemanasan (garis padat). Sebagai perbandingan, garis hijau menunjukkan arah sinyal tekanan selama pemanasan dan pendinginan untuk bejana kosong.

Keuntungan dari Modul Pemindaian

Hasil yang diperoleh oleh Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian MMC ini dengan jelas menunjukkan bahwa laju pemanasan yang terputus-putus serta peningkatan tekanan merupakan indikator yang sangat baik untuk potensi bahaya dalam hal Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. reaksi penguraian atau reaksi EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik. Bahkan pada tingkat daya small seperti 250 mW, yang menghasilkan laju pemanasan yang sebanding dengan small sekitar 1 K/menit, pemanasan untuk pengukuran contoh ini membutuhkan waktu kurang dari 4 jam. Oleh karena itu, Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian MMC sangat sesuai untuk digunakan sebagai alat skrining. Dalam kasus di mana tekanan dan/atau kenaikan suhu terdeteksi, uji AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik harus menjadi langkah selanjutnya.

Kalorimetri Laju Percepatan

Kalorimeter khusus memungkinkan penyelidikan sampel sesuai dengan metode Kalorimetri Laju Akselerasi (ARC^®)Metode yang menjelaskan prosedur uji isotermal dan adiabatik yang digunakan untuk mendeteksi reaksi penguraian termal eksotermik. kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Peralatan tipe ARC^® menawarkan lingkungan sampel yang AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik agar tidak memungkinkan terjadinya pertukaran panas dan untuk mendeteksi reaksi pemanasan sendiri yang terkecil sekalipun. Mode pengukuran yang umum digunakan disebut heatwait-search (Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search adalah mode pengukuran yang digunakan pada perangkat kalorimeter menurut kalorimetri laju akselerasi (ARC^®).HWS). Urutan pemanasan, penyeimbangan, dan pendeteksian perubahan suhu terkecil yang diinduksi sendiri merupakan pendekatan kuasi-IsotermalPengujian pada suhu yang terkendali dan konstan disebut isotermal.isotermal yang digunakan untuk menentukan suhu di mana Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. reaksi penguraian dimulai. Diagram yang menggambarkan Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search adalah mode pengukuran yang digunakan pada perangkat kalorimeter menurut kalorimetri laju akselerasi (ARC^®).heat-wait-search ditunjukkan pada gambar 7.

Penampang melintang dari pengaturan Modul ARC^® MMC digambarkan pada gambar 3. Jika laju pemanasan sendiri sebesar 0,02 K/menit terlampaui selama periode deteksi (pencarian), pengukuran berubah dari Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search adalah mode pengukuran yang digunakan pada perangkat kalorimeter menurut kalorimetri laju akselerasi (ARC^®).heat-wait-search ke mode AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik. Ini berarti pemanas di sekitarnya (atas, samping, dan bawah) tidak lagi mengikuti urutan yang disebutkan di atas, melainkan melacak suhu sampel. Selama mode "AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik" ini, tidak ada perbedaan suhu dan dengan demikian tidak ada pertukaran panas antara sampel dan lingkungan kalorimeter.

_H2O2 dalam Modul ARC^®

Gambar 8 menggambarkan hasil Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian hidrogen peroksida (35%) yang diselidiki dengan Modul ARC^® dari MMC yang menggunakan mode Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search adalah mode pengukuran yang digunakan pada perangkat kalorimeter menurut kalorimetri laju akselerasi (ARC^®).heat-wait-search. Kenaikan suhu dalam pemanasan bertahap adalah 10 K dan sistem dibiarkan stabil selama 30 menit selama segmen tunggu. Jawaban atas pertanyaan apakah peristiwa EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik terdeteksi atau tidak selama periode pencarian 10 menit tergantung pada ambang batas EksotermikTransisi sampel atau reaksi dikatakan eksotermik jika dihasilkan panas.eksotermik. Antara 40°C dan 70°C, pemanasan sendiri selama periode pencarian kurang dari 0,02 K/menit dan urutan pencarian-panas terus berlanjut. Pada suhu 80°C, pemanasan sendiri yang terdeteksi telah melampaui ambang batas tersebut dan kalorimeter kemudian berubah ke mode AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik. Kenaikan suhu (ΔTobs) terdeteksi sebesar 41,5 K. Dengan memperhitungkan Inersia termalInersia termal setara dengan faktor PHI. Keduanya menggambarkan rasio massa dan kapasitas panas spesifik dari sampel atau campuran sampel dibandingkan dengan bejana atau wadah sampel.inersia termal [1], Kenaikan suhu adiabatikKenaikan suhu adiabatik (delta Tad) adalah kenaikan suhu yang teramati (delta Tobs) dari reaksi penguraian pemanasan sendiri dalam kondisi adiabatik dengan mempertimbangkan faktor PHI.kenaikan suhu adiabatik dihitung sebesar 94,9 K (ΔTad). Perbedaan ini didasarkan pada apa yang disebut Faktor PHIFaktor PHI (Φ) setara dengan inersia termal. Keduanya menggambarkan rasio massa dan kapasitas panas spesifik dari sampel atau campuran sampel dibandingkan dengan bejana atau wadah sampel. faktor PHI yang terutama diberikan oleh rasio massa kali Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik wadah versus massa kali Kapasitas Panas Spesifik (cp)Kapasitas panas adalah kuantitas fisik spesifik material, ditentukan oleh jumlah panas yang disuplai ke spesimen, dibagi dengan kenaikan suhu yang dihasilkan. Kapasitas panas spesifik terkait dengan satuan massa spesimen. kapasitas panas spesifik sampel. Selain peningkatan suhu yang disebabkan oleh pemanasan sendiri sampel selama Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian, peningkatan tekanan juga dapat diukur. Pada akhir segmen AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik, peningkatan tekanan lebih dari 20 bar.

Kesimpulan

Perilaku Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian larutan hidrogen peroksida berair 35% diselidiki dengan Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian MMC dan juga dengan Modul ARC^®. Karena Modul PemindaianModul kalorimeter yang merupakan bagian dari Multipe Module Calorimeter (MMC) memungkinkan uji pemindaian sampel. Prosedur ini dapat berfungsi sebagai uji penyaringan untuk mendeteksi potensi bahaya termal dalam waktu pengukuran yang cukup singkat.Modul Pemindaian dioperasikan dengan menggunakan tingkat daya yang konstan (seperti yang terjadi di sini) atau laju pemanasan yang konstan, eksperimen ini jauh lebih sedikit memakan waktu dibandingkan dengan metode Heat-Wait-Search (HWS)Heat-Wait-Search adalah mode pengukuran yang digunakan pada perangkat kalorimeter menurut kalorimetri laju akselerasi (ARC).heat-wait-search. Oleh karena itu, Modul Pemindaian adalah alat penyaringan yang sangat baik untuk menyelidiki sampel yang tidak diketahui sehubungan dengan Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian sendiri atau potensi berbahaya. Dalam kasus di mana sampel yang diselidiki menunjukkan perilaku suhu yang tidak stabil selama proses pemindaian, atau dalam kasus di mana Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. reaksi penguraian diindikasikan oleh peningkatan tekanan, penyelidikan lebih lanjut pada sampel harus dilakukan dengan menggunakan peralatan tipe ARC^®. Nilai-nilai seperti peningkatan tekanan serta kenaikan suhu yang teramati dan AdiabatikAdiabatik menggambarkan suatu sistem atau mode pengukuran tanpa pertukaran panas dengan lingkungan sekitar. Mode ini dapat direalisasikan dengan menggunakan perangkat kalorimeter sesuai dengan metode kalorimetri laju akselerasi (ARC^®). Tujuan utama dari perangkat tersebut adalah untuk mempelajari skenario dan reaksi pelarian termal. Deskripsi singkat dari mode adiabatik adalah "tidak ada panas yang masuk - tidak ada panas yang keluar".adiabatik sangat penting dalam menilai potensi bahaya bahan kimia dan dapat dengan mudah diperoleh dengan menggunakan NETZSCH Multiple Module Calorimeter MMC 274 Nexus^®.