Upload
jelena-zdravkovic
View
567
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
2012.
Odabrana poglavlja instrumentalne analize
Uvod
Termogravimetrija
Diferencijalna termijska analiza
Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija
Uređaj
Primer
Primena
5/7/2012 2SADRŽAJ
5/7/2012 UVOD 3
Skup tehnika kojima se prate promene fizičkih i hemijskihsvojstava uzoraka u funkciji vremena ili temperature.
Uzorak je podvrgnut programiranoj promeni temperature ukontrolisanoj atmosferi.
Uglavnom se mere entalpija, toplotni kapacitet, masa ikoeficijent toplotnog širenja.
5/7/2012 4
Tehnika Merena veličina
Termogravimetrija (eng. Thermogravimetric analysis - TGA)
Masa
Diferencijalna termijska analiza (eng. Differential thermal analysis - DTA)
Razlika temperatura
Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija (eng. Differential scanning calorimetry - DSC)
Toplotni sadržaj
Termogravimetrija u zavisnosti od pritiska (eng. Pressurized TGA - PTGA)
Promena mase u funkciji pritiska
Termomehanička analiza (eng. Thermo mechanical analysis - TMA)
Deformacije i dimenzije
Dilatometrija (eng. Dilatometry - DIL)
Zapremina
Gasna analiza (eng. Evolved gas analysis - EGA)
Gasoviti produkti raspadanja
Tabela 1. Termohemijske metode
UVOD
5/7/2012 5
Elektrovaga Kontrolna jedinica vage
Programska jedinica
Računar
Izlaz gasa
Ulaz gasa
Peć
Uzorak
Termopar
Slika 1. Šema TG instrumenta
5/7/2012 6
Ti Tf
∆ m
mi
mf
Temperatura, K
Mas
a, %
Rezultati termogravimetrijske analize su: temperatura početka izavršetka reakcije i promena mase uzorka.
Uzorak se zagreva konstantnom brzinom i ima konstantnu masu, mi,sve dok ne počne razlaganje na temperaturi, Ti.
5/7/2012 7
Porede se temperatura uzorka itemperatura inertnog referentnogmaterijala tokom zadate promenetemperature.
Temperature moraju biti jednakesve dok ne dođe do nekogtermalnog procesa, kao što jetopljenje, razlaganje ili promenakristalne strukture.
Slika 3. Grafik tipična DTA kriva
Slika 2. Metoda DTA
DTA
5/7/2012 TG-DTG 8
Slika 4. Dekompozicija kalcijum – oksalata - monohidrata
Zasniva se na registrovanju i merenju protoka toplote prientalpijskoj promeni u nekom uzorku u zavisnosti od temperature.
Kod nekih DSC ćelija uzorku se zasebno dovodi (i meri) toplotapotrebna da bi se održala ravnoteža između uzorka i standarda(neposredno merenje promena entalpije).
Kod drugih DSC ćelija meri se razlika temperature između uzorkai standarda, ali su ćelije tako pažljivo dizajnirane da se ne izgubiveza između promena temperature i entalpije.
5/7/2012 9DSC
5/7/2012 10
Slika 5. Šema DSC uređaja
Metal 1
Metal 2
Metal 1
Metal 2
Uzorak Inertni standard
Temperatura uzorka
Referentna temperatura
Temperaturna razlika = Heat Flow
DSC je vrlo slična DTA. I ovde se koriste uzorak i inertni standard, ali su ćelije drugačije konstruisane!
Uzorak Referentan
Kontrola gasa
Regulator temperature
Uređaj za prikupljanje
podataka
Pojačivač signala
Detektori
Peć
5/7/2012
Slika 6. Ilustracija endotermnog i egzotermnog efekta kod DSC
analize 1111
Toplotni fluks (mW)
Temperatura (°C)
Entalpija (mJ)Ti
Tf
Bazna linija
Slika 7. Ilustracija očitavanja DSC termograma
Vreme (s)
PET
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0 50 100 150 200 250 300 350
Temperature (C)
Hea
t F
low
(W
/gm
)
Topljenje
Staklasti prelaz
Kristalizacija
Endoterman
Egzoterman
DSC
5/7/2012 12
Perkin-Elmer-TGA-7Perkin-ElmerSTA6000
DSC & TGA Thermal Analysis Packages
Uređaj za TG/DTA/DSC analizu - SDT Q600 V7.0 Build 84
UREĐAJ
5/7/2012 13
Lončić za žarenje od cirkonijuma
Lončić za žarenje od niobijuma
Lončić za žarenje od platine
Lončić za žarenje od alumine
UREĐAJ
5/7/2012 14
The Discovery TGA, 2010.
UREĐAJ
5/7/2012UREĐAJ
Gas 1 (N2) Gas 2 (Vazduh)
5/7/2012 16
Uzorak u obliku prahaili listića.Masa od 5-10 mg.
5/7/2012 PRIMER 17
Primer analize TG/DTA/DSC dijagrama
5/7/2012 18Ciklično zagrevanje litijum-titanata
HISTEREZIS
zavisi od prirode materijala i strukturnih promena koje se odigravaju. Očekuje se da transformacije koje uključuju raskidanje jakih veza ispoljavaju veći histerezis.
5/7/2012
Određivanje formule jedinjenja polazeći od TiO zagrevanjem uzorka u atmosferi kiseonika.
19
TG kriva porast mase
20.3%
TiO0,8-1,25
TiO1,19
5/7/2012 20
Fazna transformacija iz anatasa u rutil
5/7/2012 21
Anatas Rutil
Termijske metode se često koriste u sprezi sa drugim metodama zaidentifikaciju jedinjenja, kao što su:
Infracrvena spektroskopija; Rendgenska difrakcija; i CHN analiza.
5/7/2012 PRIMENA 22
5/7/2012 23
5/7/2012 24