На рисунке 6 представлена кривая ДТА бурого угля (сплошная линия). При первом рассмотрении видно, что уголь при температуре 450 ОС претерпевает небольшое эндотермическое превращение. Однако совместное рассмотрение кривых ДТА и ДТГ показывает отклонение хода кривой ДТА от кривой ДТГ, из чего следует, что одновременно с эндотермическим процессом в угле произошло одно экзотермическое превращение (например, образование новых более термостойких соединений, образующихся при эндотермическом разрыве первоначальных связей). Данный участок кривой, следовательно, соответствует результирующему обоих противоположных тепловых эффектов (рисунок 5).
Основной целью количественной оценки кривой ДТА является определение величины изменения энтальпии при соответствующем превращении. Косвенной целью может быть определение содержания отдельных составных частей в испытуемом веществе.
Теоретическим уравнением связи между изменением энтальпии и параметрами кривой ДТА является уравнение:
, (1)
где DТ – разность температуры пробы и эталона (инертного вещества);
М – масса активного материала пробы;
DН – удельное изменение энтальпии при превращении.
Уравнение (1) означает, что содержание искомых компонентов в испытуемой пробе, т.е. количество освобождаемой или затрачиваемой теплоты, пропорционально площади, ограниченной максимумом кривой ДТА и основной линией.
Практически количественную оценку кривой ДТА выполняют так, что наряду с испытуемым материалом регистрируют и кривую ДТА соединения с известной теплотой превращения, и на основании отношения площадей, ограниченных максимумами кривой пробы и калибровочной кривой, находят изменение энтальпии превращения.
Посредством калибровки можно определить изменение площади, вызываемое расходом или образованием количества тепла в одну калорию. Для этой цели в качестве эталонов чаще всего применяются CаSO4 ×2H2O; AgNO3 и СaCO3. Для калибровки можно использовать и другие материалы с известной теплотой превращения при условии, чтобы превращение эталона и испытуемой пробы происходили в одной и той же области температур.
Определение величины площади под кривой ДТА может достаточно точно осуществляться путем вырезания максимума кривой, записанной на кальке, с последующим взвешиванием бумаги на аналитических весах, или же путем планиметрирования. Следует отметить, что максимум кривой должен быть записан в зависимости от времени, а не температуры, так как изменение энтальпии зависит от времени.
Величина площади максимума сильно зависит от конструкции аппарата (чувствительности гальванометра, размеров тигля – держателя пробы и др.), от физических свойств пробы и эталона (теплоемкость, теплопроводимость) и других условий. Кроме того, существуют превращения, которые очень сильно зависят от чистоты пробы и условий испытаний. Определение площади весьма затруднено и сопровождается большими ошибками и при разложении с протеканием сложных химических процессов взаимодействия с побочными продуктами. Практика показывает, что количественные оценки величины изменения энтальпии могут быть выполнены, в крайнем случае, с точностью 5 – 10 %.
С помощью кривой ТГ можно с достаточно высокой точностью определить изменение массы пробы, с точностью принятой в аналитической химии. Для этого обычно дериватограмма снабжается весовой шкалой до и после испытания, автоматически записываемой самим аппаратом на фотобумагу.
При оценке кривой ТГ возможны разные случаи.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.