Дифференциальный термический анализ.

В основе ДТА лежит рег-ция изм-я температуры образца изучаемого материала при его нагревании или охлаждении.При проведении ТА образец размещают в спец.тигель, а затем помещают в электропечь.После этого тигель вместе с образцом плавно нагревают с опред. скоростью нагрева и через заданные промежутки времени регестр. его тем-ру.Рез-ты измерений использ. для построения граф.зав-ти тем-ры образца от времени нагрева.

 

T-тем-ра; t-время => T=f(t)

 

Эта зав-ть наз темпер кривой нагревания.Если в процессе нагревания в исслед вещ-ве происх какое-либо превращение(хим реакция),кот связ с поглощением или выделением теплоты,то зав-ть T=f(t) более или менее заметно отклоняется от прямолинейн направления:

 

Дифференциальные кривые нагревания.

Данный вид анализа проводят с целью точного определения тепловых эф-тов,происх в образцах при нагревании(охлаждении).Чаще всего нагревании. Этот вид анализа проводят с пом диф термопар,кот предст собой 2 одинаков термопары,включён навстречу друг другу.Термопара предст собой 2 разнородных проводника,с 1 стороны спаянные между собой.Проводники вып-ся из разных видов ме сплавов на основе платины,радия,хрома,никеля,меди.Для изгот-я терпопары исп 2 проволоки сварен между собой в точечн контакт,его наз спай

 

К свободным концам подключ измерит прибор-минивольтметр.При наличии перепада температур между спаем и свободными концами в термопаре возн ЭДС,пропорц-е перепаду температур.Зная ЭДС и тем-ру свободных концов,опред тем-ру спая,кот помещают в исслед объект. В практике примен стандартн термопары из стандартн сплавов,для кот сущ градуировочн таблицы.В случ записи ДТА-кривых исп след схему.Спай 1ой термопары размещ в тигель с образцом,а спай др термопары-в тигель с инертным вещ-вом(с эталоном).Оба тигеля размещ в электропечи и нагрев в одинаков режиме.

 

Наиб часто использ платино-радий платиновые термопары,в кот 1 проволока из платины,2 из сплава платины и радия.Миливольтметр mV1 исп-ся для рег-ции темпер кривой,т.е. измер-е тем-ры образца в прцессе нагрева.Миливольтметр mV2 исп-ся для рег-ции ДТА-кривой,показ-й разность температур между образцом и эталоном.Если при нагреве в образце не происх никаких изменений, связ с выделением/поглощением тепла,то тем-ры образца и эталона одинаковые=>ЭДС обоих термопар тоже одинаковы и взаимокомпенсируют др друга,и прибор mV2 показывает 0.

 

Если в образце будут происх какие-либо процессы,связ-е с поглощением/ выдел-ем теплоты,то его тем-ра станет либо больше,либо меньше тем-ры эталона,ЭДС термопар будут отличаться и не будут компенсировать др друга.Прибор mV2 в данном случае покажет значение ЭДС,пропорц-е вел-не термо эф-та,а полярность этой ЭДС покажет направ-е эф-та,т.е. экзо/эндо эф-т.

 

ДТА-кривая предст собой набор пиков,направл вверх или вниз относительно нулевой или базисной линий.

 

Запись ДТА кривых позвол чётко опред начало,max и окончание термич эф-та. Для того,чтобы опред тем-ры при кот им место термоэф-ты одновремнно с ДТА-кривой записыв тепературн кривую Т,проекции на кот позвол определить тем-ру в люб точке.

 

Комбинированные термопары

Термопара – средство измерения температуры, представляющее собой две проволоки из разнородных материалов, имеющие один или два контакта.

Проводники вып-ся из разных видов ме сплавов на основе платины,радия,хрома,никеля,меди.Для изгот-я терпопары исп 2 проволоки сварен между собой в точечн контакт,его наз спай

Наиб часто использ платино-радий платиновые термопары,в кот 1 проволока из платины,2 из сплава платины и радия.

Преимущества термопар

Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С)

Большой температурный диапазон измерения: от −200 °C до 2500 °C

Простота

Дешевизна

Надежность

Недостатки

Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.

 

Термогравиметрический анализ.(ТГМА)

При нагреве во многих в-вах происх эф-ты,связ с изменениемассы образца.Например,дегидратация,диссоциация,разложениеи и тд.Для того,чтобы получить И О термич поведен-и мат-лов использ запись изменения массы с течением времени в процессе нагрева в виде ТГМ кривых.Запись осущ с пом термовесов.В простейш случае держатель тигля с образцом размещ на 1 из плеч коромысла аналитич весов.Это позвол провод измерение ассы в процессе нагрева.

 

Обычно ТГ кривая и вид отдельного плато разделен ступеньками.

 

Наличие плато указывает на то,что масса образца не изм-ся.Ступенька показ. потерю массы,а её высота пропорц-на вел-не потери.В ряде случаев термо эф-ты с массов изенениями могут перекрываться,т.е. накладываться друг на друга.В этом случае ТГ кривая,назыв интегральной(показыв изменение m от начала до конца нагрева) не позвол колич-норазделить такие процессы.Для этого исп запись изменения в диф форме,т.е. одновременно записыв ДТГ кривую,показыв скорость изменения m.На такой кривой кажд эф-т изм-я m отображается в виде отрицательно направленного пика.

 

Площадь подпиком ДТГ-кривой пропорциональна величене изменения m.

 

Исп-е диф записи позвол не только точно определить тем-ру нач, max и конца термоэф-та,но также количественно разделять термоэф-ты,накладывающиеся др на друга.

 

1-тигель с образцом;2-держатель тигля;3-электропечь;4-коромысло весов;5-сердечник;6-цилиндрическая катушка;7-плоск.катушка;8-постоян магнит

 

Если в образце происх потеря m,коромысло весов будет смещаться,приводя в движение сердечник,кот смещ-ся внутри цилиндрич катушки, изменяя её индуктивность.Сигнал с дан катушки усилив-ся и записыв-ся в идее ТГ-кривой.Плоская катушка и магнит предст собой эл/механич дифференциатор.Если катушка движется между полосами магнита,в ней индуцир-ся ЭДС,её вел-натем больше,чем выше скорость движения катушки.При смещении коромысла катушка приходит в движение и возникающ в ней ЭДС усилив-ся и записыв-ся в виде ДТГ-кривой.Чем быстрее идёт потеря m,тем больше ЭДС и тем интенсивнее пик на кривой.

 

 

Диф. Термогравиметрическая кривая (ДТГ)

Обычно ДТГ кривые более воспроизводимы,чем ДТА кривые.По кривым ДТГ более точно опред-ся тем-ры начала и конца хим реакции, а по пику ДТГ кривой с большой точностью определяют те-ру max скорости реакции.ДТГ кривая позвол по max пиков лучше различить перекрывающиеся стадии реакции, а площадь заключ между пиком ДТГ кривой и нулевой линией соответствует изменению m образца в рез-те протекания отдельн стадий процесса.

 

 

101.Амперометрия – это область вольтамперных измерений электро-хим систем, вкот между парой электродов приклад-ся потенциалы. Ток, протекающий через границу раздела электрод-жидкость, зависит от электрохимических реакций, происходящих на границах раздела.

 

На вольтампернойхарак-ке обычно имеется область (плато – область применения вольтамперометрии), где ток практически не зависит от приложенного напряжения. Ток в этой области возрастает в результате электрохимич реакции пропорционально конц-и реагирующего агента. (Рисунок)

 

Схема амперометрич-го сенсора О2:

 

Амперометрич сенсорные датчики применяются для газового анализа (например для анализа О2). В качестве рабочего электрода исп-т Ag или Pt, а в качестве электрода сравнения – Pb, Zn или Fe.

 

В жидком электролите протекают химические реакции с участием газообразного кислорода:

 

O2 + 4H+ + 4e = 2H2O

 

2H2O + 4e → 4OH-

 

93,94. Качественный и количественный термический анализ. Определение чистоты хим. веществ методом ДТА (дифференциальный термический анализ).

 

ДТА позволяет определить природу, число фаз в слоях природных минералов, руд, солей. Составляющие механич. смесь компоненты, обнаруживают по тепловым эффектам, свойственным каждому инд. веществу. Эффекты плавления и кипения зависят от наличия примесей и поэтому не могут служить для идент-ции в-ва в смеси. В случае совпадения t эффектов на термограммах смесей, эти в-вам.б. идентиф-ны по эффектам разложения, полимерных превращений и т.д.

 

Если компоненты системы обр-ют др. с другом хим. соед-ния, то это приводит к изменению хар-ра термограмм (появлению или исчезновению эффектов, присущих отд. веществам). Это служит для качест. опр-ния отдельных фаз и превращений в сложной системе.