第六章 其它分析方法的应用(2)

第六章其它现代分析方法的应用热分析程序温度下，测物质的物理性质与温度关系的一类技术.差热分析程序温度下，测物质和参比物的温度差与温度关系的技术.thermalanalysis只要将总定义中的物理性质代换成诸如质量、温差等物理量，就很容易得到各种热分析方法的定义。热重法程序温度下，测量物质的质量与温度关系的技术.6.3热分析测定的物理量方法名称简称质量热重法等压质量变化测定逸出气检测逸出气分析放射热分析热微粒分析TGTMAEGDEGA温度升温曲线分析差热分析DTA热量差示扫描量热法调制式差示扫描量热法DSCMDSC热分析分类热重法thermogravimetry,TG[]差热分析differentialthermalanalysis,DTA[]差示扫描热量法differentialscanningcalorimetry,DSC[]·热分析·thermalanalysis·····质量变化热稳定性分解温度组份分析脱水、脱氢腐蚀/氧化还原反应反应动力学TG方法常用于测定：6.3.1热重法FurnaceSampleBalance热重分析仪（TG）原理图温度升高，物质失重记录m－T图仪器thermalanalysis记录天平加热炉(室温-1000℃)程序控温系统记录仪热重曲线（TG曲线）热重法得到的是在温度程序控制下物质质量与温度关系的曲线。曲线的纵坐标m为质量，横坐标T为温度(或时间)。m以mg或剩余百分数%表示。温度单位用热力学温度（K）或摄氏温度（℃）。thermalanalysisCaC2O4·H2OCaC2O4CaCO3CaO水合草酸钙的TG曲线失H2O分解出CO分解出CO2应用应用thermalanalysis五种高聚物的热稳定性TG曲线聚氯乙烯聚甲丙烯酸甲酯高压聚乙烯聚四氟乙烯芳香聚四酰亚胺在热重曲线中，水平部分表示重量是恒定的，曲线斜率发生变化的部分表示重量的变化，因此从热重曲线可求算出微商热重曲线(DTG曲线)。PET的热分解微商热重曲线(DTG曲线)表示重量随时间的变化率(dW/dt)，它是温度或时间的函数dW/dt=f(T或t).lDTG曲线的峰顶为失重速率的最大值，它与TG曲线的拐点相对应。lDTG曲线上的峰的数目和TG曲线的台阶数相等。l峰面积与失重量成正比。因此，可从DTG的峰面积算出失重量。微商热重法DTG钙锶钡水合草酸DTG曲线TG曲线140,180,205℃三个峰不同温度失水450℃一个峰同时失CO看不出影响TG曲线的主要因素•仪器因素——浮力、试样盘、挥发物的冷凝等；•实验条件——升温速率、气氛等；•试样的影响——试样质量、粒度等。6.3.2差热分析法(DifferentialThermalAnalysis,DTA)在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差随温度变化的一种技术。差热分析参比物：在测定条件下不产生任何热效应的惰性物质。通常使用的是α-Al2O3thermalanalysis样品参比物电热丝热电偶金属差热分析基本原理被测试样和参比物在同样的条件下加热或冷却试样在某一温度下发生物理或化学反应引起热效应变化参比物：在所测范围内不发生任何热效应记录样品与参比物之间的温差,得到了差热曲线.差热分析基本原理典型的DTA曲线曲线的横坐标为温度，纵坐标为试样与参比物的温度差(△T)；向上表示放热，向下表示吸热。实际的差热曲线影响曲线形状的因素影响差热分析的主要因素有三个方面：仪器因素实验条件试样差热分析的定性和定量鉴定一、定性分析DTA定性分析，就是通过实验获得DTA曲线，根据曲线上吸、放热峰的形状、数量、特征温度点的温度值，即曲线上特定形态来鉴定分析试样及其热特性。所以，获得DTA曲线后，要清楚有关热效应与物理化学变化的联系，再掌握一些纯的或典型物质的DTA曲线，便可进行定性分析。Q吸+W失脱水、分解Q放+W失有机物、杂质氧化、燃烧Q吸+△VW不变多晶转变Q放+V缩W不变新物质生成重量变化、体积变化与物理化学变化的联系二、定量分析差热峰包围的面积和反应热有函数关系。也和试样中反应物的含量有函数关系。据此峰的数目表示在测温范围内试样发生变化的次数；峰的位置对应于试样发生变化的温度；峰的方向则指示变化是吸热还是放热；峰的面积表示热效应的大小等等。差热曲线的分析的TG和DTA曲线CaC2O4·H2O失H2O分解出CO燃烧分解出CO2CaC2O4·H2OCaC2O4CaCO3CaO应用6.3.3差示扫描量热法DSC(Differentialscanningcalorimetry)•DTA面临的问题定性分析，灵敏度不高。•差示扫描量热分析法（DSC）——通过对试样因热效应而发生的能量变化进行及时补偿，保持试样与参比物之间温度始终保持相同，无温差、无热传递，使热损失小，检测信号大。灵敏度和精度大有提高，可进行定量分析。差示扫描量热DSCDifferentialscanningcalorimetrythermalanalysis差示量热计代替加热炉样品和参比物各自独力加热分析曲线与DTA相同，但更准确产生温差用继电器启动功率补偿，保持同温应用：测反应焓、比热应用：观察熔点降低，测高纯有机物中杂质差示扫描量热DSCDifferentialscanningcalorimetrythermalanalysisDSCDTAthermalanalysis有机物含量测定应用醋氨酚(杂质为4－氨基酚)的DSC曲线熔化的峰温、峰高均随杂质增多而降低据此可进行纯度测定本章结束