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实验二 热重-差热分析法

实验二热重-差热分析法
一、实验目的
1.掌握热重和差热分析的基本原理。

2.学习热重和差热分析仪的操作。

3.学会定性解释差热谱图。

4.用差热仪测定绘制CuSO4·5H2O的DTA曲线,分析其水分子的脱去顺序。

二、实验原理
差热分析(DTA)是在程序控制温度下,建立被测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种技术。

数学表达式为
△T=Ts-Tr=f(T或t)
其中:Ts ,Tr分别代表试样及参比物温度;T是程序温度;t是时间。

记录的曲线叫差热曲线或DTA曲线。

本实验以α – Al2O3作为参比物质,记录CuSO4·5H2O的DTA曲线,从而考察其失去五分子结晶水的情况。

物质受热时,发生化学变化,质量也就随之改变,测定物质质量的变化也就随之改变,测定物质质量的变化就可研究其变化过程,
热重法(TG)是在程序控制温度下,测量物质质量与温度关系的一种技术,热重法实验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线)。

三、实验仪器:
差热分析仪
由加热炉、试样容器、热电偶、温度控制系统及放大、记录系统等部分组成。

四、实验步骤:
1.依次开启稳压电源、工作站、气体流量计、主机(开关均在后面)、电脑,打开氮气瓶,使之压力为0.5MP。

2.打开炉子,手动在左右两个陶瓷杆放入铝坩埚容器,关好炉子,在操作界面上调零,仪器自动扣除了空坩埚的重量。

3.打开炉子取出样品坩埚容器将约5-10mg的样品研成粉末放入铝坩埚容器。

4.打开软件TA-60WS Collection Monitor 点击measure,出现measure parameter,在这里我们可以设置所需要的程序温度,然后点击Start,要我们文件保存在哪里。

5.单击Start。

6.仪器测定结束。

四、结果处理
1.仪器结束后,打开软件TA60,找到要保存的结果文件。

2.依次找到重量线,热线,程序升温线。

3.首先从热线中分析出样品的吸热峰和放热峰。

从重量线上分析出样品重量的损失(单击重量线,点击Analysis,出现Weigh loss,然后分析)。

五、实验结束
依次关掉主机,工作站,气体流量计,稳压电源,电脑。

关掉氮气瓶
六、实验结果与讨论
结果分析:
由DTA曲线可看出CuSO4·5H2O的失水分成三个过程进行的,由峰面积计算得到所占百分比分别为14.530%,14.313%,7.605%,近似于2:2:1.
由此可得出以下结论:
CuSO4·5H2O的五个结晶水受热脱去水不是一步脱去的,而是分三次脱去,第一次脱去两个结晶水第二次脱去两个结晶水,第三次脱去一个结晶水,即脱水顺序按照2:2:1进行。

七、思考题
2.本实验中用的是锂坩埚来做支撑同时做参比,那么本实验对参比物的要求是什么?
3.答:有良好的热稳定性,在整个试验温度范围内不发生任何物理化学变化,不产生任何热效应。

4. 如何辨明反应是吸热还是放热?为什么加热过程中,即使样品没有发生变化,差热曲线仍然会出现较大的漂移?
5.答:当△T=0时是一条水平线;当样品放热,出现峰曲线;当吸热时,则出现方向相反的峰曲线。

因为差热分析是一种动态技术,同时又涉及到热量传递的测量,故影响因素较多。

而样品粒度大小、导热系数、热容、样品量与装填的紧密度都是影响差热曲线的主要因素,所以即使样品没有发生变化,这些因素也有可能导致曲线变化。

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