Decomposição térmica do tetracloreto de estanho à base de Cl- e Sn-Concentration Measurements

A cinética da decomposição térmica do tetracloreto de estanho tem sido estudada experimentalmente e teoricamente. Cálculos Ab initio MO mostraram que SnCl4 finalmente se decompôs em Sn(3P) e quatro átomos de cloro através de quatro canais subsequentes de dissociação da ligação Sn-Cl. Dois conjuntos de experimentos cinéticos foram realizados usando um tubo de choque equipado com espectroscopia de absorção de ressonância atômica (ARAS). Os átomos de cloro foram primeiramente medidos na faixa de temperatura de 1250-1700 K e na faixa de densidade total de 1,7 × 1018 a 8,9 × 1018 moléculas cm-3. O coeficiente de taxa para o passo inicial da reação, SnCl4 (+M) → SnCl3(2A1) + Cl (+M) (eq 1a), foi encontrado na região de falloff bastante próximo ao limite de baixa pressão sob as condições atuais. O coeficiente de taxa de segunda ordem baseado nas medidas de Cl-atom foi determinado como k1a2nd = 10-5,37±0,62 exp cm3 molécula-1 s-1 (limites de erro no nível de desvio padrão 2). O segundo grupo de experimentos foi realizado pela detecção de átomos de estanho na faixa de temperatura de 2250-2950 K e a uma densidade total de 3,2 × 1018 moléculas cm-3. Os coeficientes de taxa de segunda ordem para os passos de reacção subsequentes: SnCl2(1A1) (+M) → SnCl(2Π) + Cl (+M) (eq 3a) e SnCl(2Π) (+M) → Sn(3P) + Cl (+M) (eq 4a) foram obtidos para ser k3a2nd = 10-8,36±0,86 exp cm3 molécula-1 s-1 e k4a2nd = 10-9,50±0,78 exp cm3 molécula-1 s-1, respectivamente. Os cálculos de Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus (RRKM) incluindo a teoria do estado de transição variacional também foram aplicados para as reações 1a e 3a. Os parâmetros estruturais e frequências vibracionais dos reagentes e estados de transição necessários para os cálculos de RRKM foram obtidos a partir dos cálculos ab initio MO. As barreiras energéticas das reações, E0’s, que são os parâmetros mais sensíveis nos cálculos, foram ajustadas até que os coeficientes de taxa RRKM correspondessem aos observados. Esses ajustes renderam E0,1a = 326 kJ mol-1 para a reação 1a e E0,3a = 368 kJ mol-1 para a reação 3a, em boa concordância com as energias de dissociação da ligação Sn-Cl de SnCl4 e SnCl2, demonstrando que os dados experimentais para k1a e k3a foram teoricamente razoáveis e aceitáveis.