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Thermal decomposition of zirconyl oxalates

I. Barium zirconyl oxalate

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Journal of thermal analysis Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Conditions for the preparation of stoichiometric barium zirconyl oxalate heptahydrate (BZO) have been standardized. The thermal decomposition of BZO has been investigated employing TG, DTG and DTA techniques and chemical and gas analysis. The decomposition proceeds through four steps and is not affected much by the surrounding gas atmosphere. Both dehydration and oxalate decomposition take place in two steps. The formation of a transient intermediate containing both oxalate and carbonate groups is inferred. The decomposition of oxalate groups results in a carbonate of composition Ba2Zr2O5CO3, which decomposes between 600 and 800° and yields barium zirconate. Chemical analysis, IR spectra and X-ray powder diffraction data support the identity of the intermediate as a separate entity.

Résumé

On a standardisé les conditions de préparation de l'oxalate heptahydraté de zirconyle et de baryum (BZO) stoechiométrique. On a étudié la décomposition thermique de BZO par TG, TGD et ATD ainsi que par analyses chimiques et analyses des gaz. La décomposition a lieu en quatre étapes et n'est pas trop influencée par l'atmosphère ambiante. La déshydratation et la décomposition de l'oxalate ont lieu en deux étapes. Il se forme un composé intermédiaire de transition contenant à la fois les groupes oxalate et carbonate. La décomposition des groupes oxalate fournit un carbonate de composition Ba2Zr2O5CO3 qui se décompose entre 600 et 800° pour fournir du zirconate de baryum. L'analyse chimique, les spectres IR et la diffraction des rayons X sur poudre, apportent les preuves de l'existence d'un composé intermédiaire comme entité séparée.

Zusammenfassung

Die Bedingungen für die Herstellung von stöchiometrischem Barium-zirconyl-oxalat Heptahydrat (BZO) wurden standardisiert. Die thermische Zersetzung von BZO wurde unter Einsatz der TG-, DTG- und DTA, sowie der chemischen und Gasanalyse untersucht. Die Zersetzung verläuft über vier Stufen und wird von der umgebenden Gasathmosphäre nicht besonders beeinflusst. Sowohl die Dehydratisierung als auch die Oxalatzersetzung erfolgt in zwei Stufen. Die Bildung einer intermediären Übergangsverbindung mit sowohl Oxalat- als auch Carbonatgruppen wirken hierbei mit. Die Zersetzung der Oxalatgruppen ergibt ein Carbonat der Zusammensetzung Ba2Zr2O5CO3, das zwischen 600 und 800° zersetzt wird und Bariumzirconat ergibt. Die Angaben der chemischen Analyse, der IR-Spekren und der Röntgen-Pulver-Diffraktion unterstützen die Identität der Intermediärverbindung als eine separate Einheit.

Резюме

Стандартизированы у словия получения гептагидрата циркон ия оксалата бария (БЦО) стехиометрическ ого состава. Термичес кое разложение БЦО было и зучено методами ТГ, ДТГ и ДТА, а также хи мическим и газовым ан ализом. Разложение протекае т в четыре стадии и не затрагива ется намното окружаю щей газовой атмосферой. Дегидрат ация и разложение оксалата протекает в две стади и. Сделано заключение об образо вании неустойчивого промежуточного прод укта, содержащего одн овременно обе оксалатную и карб онатную группы. Разложение ок салатных групп приво дит к карбонату состава Ba2Zr2O5CO3, который разлагается между 600–800 c образование м цирконата бария. Данн ые химического анализа, ИК спектров и порошковой рентгено графии доказывает подлинно сть промежуточного прод укта как самостоятел ьной единицы.

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The authors express their sincere thanks to Professor A. R. Vasudevamurthy for his keen interest and constant encouragement. One of us (TG) is grateful to the Council of Scientific and Industrial Research, India, for the award of a research fellowship.

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Gangadevi, T., Rao, M.S. & Kutty, T.R.N. Thermal decomposition of zirconyl oxalates. Journal of Thermal Analysis 19, 321–332 (1980). https://doi.org/10.1007/BF01915808

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