实验十差热分析 〖HT5SS〗〖ⅥTBX〗〖H2〗〖H〗1〓目的要求〖肛T5SS〗(①1)〓掌握差热分析原理,了解 差热分析仪的构造。&(2)〓学会差热分析仪的操作,对CuS04·5H20进行差热分析。 (3)〓了解热电偶的制作并学会对其标定。&(4)〓了解差热分析图谱定性、定量处理的基 本方法,学会解释所得的差热谱图。〖HS2〗〖HT5H〗2〓基本原理〖HT5SS〗(1)〓 差热分析:8差热分析 DTA (Different ial thermal analysis)是最常用的热分析技术之 热分析(是研究物质在受热或冷却过程中其性质和状态的变化,以此变化与温度或时间(按一定 速率(变温情况下)相关联,来研究其规律的一种技术。由于它是一种以动态测量为主的方法 所(以和静态法相比有快速、简便和连续等多种优点,这种技术现已广泛地应用于各个学科领 域(,如物理化学、有机化学、无机化学、高分子化学、生物化学、冶金学、石油化学、矿物 学及地质学等方面。(受温度的影响,物质要发生各种物理变化和化学变化,如吸附、 脱附、分解、化合、焙化、凝固、(汽化、凝聚、晶型转变等。这些变化势必伴随有体系焓变 过程,因而产生热效应,其表现为体(系与环境间有温差。如果选择一种在实验温度范围内对 热稳定的物质作为参比物,将其与样(品一同放于可按设定速率变温的电炉中,同时记录参比 物的温度T以及样品与参比物间温差,〖WTBX〗△T。以△T对T或时间t作图就可得到差热分析曲 线,也称差热谱图。从差热曲线中’可以获得有关热力学和动力学方面的信息。结合其它测试 手段,还可对物质的组成、结构及产生热效应变化过程的机理进行深入研究。 %〖JZ〗〖HT5〗图Ⅱ61〓理想DTA曲线〖HT5SS】取两支同样的热电 偶作为热端,分别插入试样和参比物*中:另取一支相同的热电偶作为冷端置于2732K的 冰水浴中。将三支热电偶中具有相(同材料的线头连接在一起,另一种材料则分别接到记录仪 相应的输入端。试样与参比物的热(电偶按相反的极性连接,这样,当试样与参比物处在同 温度时,它们的热电势互相抵消,(△T记录得到一条平滑的基线。一旦试样发生变化,所产生 的热效应使试样温度偏离程序控’制,两支热电偶的温差将产生温差热电势,输入记录仪记下 结果。参比物与冷端两支热电+偶工作原理与上面类似,由于冷端温度固定在2732K,所 记录下的是参比物的温度T。*实验中大部分采用双笔记录仪分别记录△T和T,如以时间t为 横坐标,可得到△T一t和T-)t两条曲线。出于问题讨论的方便,不妨以理想情况对差热分析曲 线进行分析。如图Ⅱ61所示 DTA线反映试样与参比物间的温差曲线。如试样无热 效应发生,试样与参比物间的△T=0,在+曲线ab、de和gh就是这种情况。一旦有热效应发生, 当是放热时,试样温度将高于参比物,+就会出现像efg峰顶向上的放热端。反之,峰顶向下的 bcd峰为吸热峰。差热分析谱图中峰的'^个数、位置、面积和方向,反映了试样在所测温度范围 内发生物理变化和化学变化的次数(、发生转化的温度范围、热效应大小及吸、放热。而峰的 高度、宽度、对称性除与测定条件)有关外,还与试样变化过程的动力学因素有关。图Ⅱ6 1只是一种理想情况,在实际工作中所得的差热分析谱图要复杂得多。)实际上,一个峰的确 切位置还受变温速率、试样量、〖ZH(〗粒度大小等因素影响。实验经验表明,1峰的外推起点 ( Extrapolated onset)温度Te比峰顶温度Tp所受影响要小得多。同时,+它与其它方 法求得的反应起始温度也比较一致。因此,国际热分析协会(ICTA)决定,以+Te作为反 应的起始温度,并可用以表征某一特定物质。Te、Tp及峰面积的确定方法如)图Ⅱ62 由于试样与参比物以及中间产物的物理性质不尽相同,再加上样品在测定过程+中可能发生的 体积改变等,就使得基线发生漂〖ZH)〗移,这种情况下Te、Tp确定按图Ⅱ62所示
实验十 差热分析 〖HT5SS〗〖WTBX〗〖HS2〗〖HT5H〗1〓目的要求 〖HT5SS〗(1)〓掌握差热分析 原理，了解 差热分析仪的构造。 &(2)〓学会差热分析仪的操作，对 CuSO 4·5H 2O 进行差热分析。 (3)〓了解热电偶的制作并学会对其标定。 &(4)〓了解差热分析图谱定 性、定量处理的基 本方法，学会解释所得的差热谱图。 〖HS2〗〖HT5H〗2〓基本原理 〖 HT5SS〗 (1)〓 差热分析：8差热分析 DTA(Differential thermal analysis )是最常 用的热分析技术之一。 热分析(是研究物质在受热或冷却过程中其性质和状态的变化，以此 变化与温度或时间(按一定 速率(变温情况下)相关联，来研究其规律的一种技术。由于它是 一种以动态测量为主的方法， 所(以和静态法相比有快速、简便和连续等多种优点，这种技 术现已广泛地应用于各个学科领 域(，如物理化学、有机化学、无机化学、高分子化学、生 物化学、冶金学、石油化学、矿物 学 及地质学等方面。 (受温度的影响，物质要发生 各种物理变化和化学变化，如吸附、 脱附、分解、化合、焙化、凝固、(汽化、凝聚、晶型 转变等。这些变化势必伴随有体系焓变 过程，因而产生热效应，其表现为体(系与环境间有 温差。如果选择一种在实验温度范围内对 热稳定的物质作为参比物，将其与样(品一同放于 可按设定速率变温的电炉中，同时记录参比 物的温度T以及样品与参比物间温差,〖WTBX〗△ T。以△T对T或时间t作图就可得到差热分析曲 线，也称差热谱图。从差热曲线中'可以获得 有关热力学和动力学方面的信息。结合其它测试 手段，还可对物质的组成、结构及产生热效 应变化过程的机理进行深入研究。 %〖JZ〗〖HT5”SS〗图Ⅱ 6 1〓理想 DTA 曲线 〖HT5SS〗取两支同样的热电 偶作为热端，分别插入试样和参比 物*中；另取一支相同的热电偶作为冷端置于273 2 K 的 冰水浴中。将三支热电偶中具有 相(同材料的线头连接在一起，另一种材料则分别接到记录仪 相应的输入端。试样与参比物 的热(电偶按相反的极性连接，这样，当试样与参比物处在同一 温度时，它们的热电势互相 抵消，(△T记录得到一条平滑的基线。一旦试样发生变化，所产生 的热效应使试样温度偏离 程序控'制，两支热电偶的温差将产生温差热电势，输入记录仪记下 结果。参比物与冷端两 支热电+偶工作原理与上面类似，由于冷端温度固定在273 2 K ，所 记录下的是参比物的 温度T。 *实验中大部分采用双笔记录仪分别记录△T和T，如以时间t为 横坐标，可得到△T -t和T-)t两条曲线。出于问题讨论的方便，不妨以理想情况对差热分析曲 线进行分析。如图 Ⅱ 6 1所示。 + DTA 线反映试样与参比物间的温差曲线。如试样无热 效应发生，试样 与参比物间的△T=0，在+曲线ab、de和gh就是这种情况。一旦有热效应发生， 当是放热时， 试样温度将高于参比物，+就会出现像efg峰顶向上的放热端。反之，峰顶向下的 bcd峰为吸 热峰。差热分析谱图中峰的'个数、位置、面积和方向，反映了试样在所测温度范围 内发生 物理变化和化学变化的次数(、发生转化的温度范围、热效应大小及吸、放热。而峰的 高度 、宽度、对称性除与测定条件)有关外，还与试样变化过程的动力学因素有关。图Ⅱ 6 1 只是一种理想情况，在实际工作中所得的差热分析谱图要复杂得多。 )实际上，一个峰的 确 切位置还受变温速率、试样量、〖ZH(〗粒度大小等因素影响。实验经验表明，1峰的外推 起点 ( Extrapolated onset )温度T e比峰顶温度T p所受影响要小得多。同时，+它与 其它方 法求得的反应起始温度也比较一致。因此，国际热分析协会( ICTA) 决定，以+T e作为反 应的起始温度，并可用以表征某一特定物质。T e、T p及峰面积的确定方法如)图 Ⅱ 6 2。 由于试样与参比物以及中间产物的物理性质不尽相同，再加上样品在测定过程+ 中可能发生的 体积改变等，就使得基线发生漂〖ZH)〗移，这种情况下T e、T p确定按图 Ⅱ 6 2所示
峰面积为*〖JY,1〗〖HT6SS〗图Ⅱ62〓DTA峰位置和面积的确定〖HT5SS〗阴影部 分。(2)〓影响差热分析的几个主要因素:(影响差热分析结果的因素很多,有仪器与操作两 个方面的因素,下面只就几个主要的因素简单讨论一下。$①升温速率的选择。升温速率对 测定结果影响较大,一般来说,速率过低时,基线(漂移较显著,峰形较尖锐,分辨力较差, 峰的位置会向高温方向移动。可速率低时,基线漂-移小,分辨力较高,但测定时间长。一般 选择升温速率为2K·min 20K·min ②参比物的选择。参比物必须 具备的条件是在测定温度范围内,保持良好的热(稳定性,自身不会因受热而产生任何热效应。 般用崛趸痢⑩3趸(煅烧过的)、石(英砂及金属镍等。选择时应尽量采用与试样比 热、导热系数及颗粒度相一致的物质,以提高测定的可靠性。最好在使用前将参比物经高温灼 烧。〖WTBZ〗)③气氛及压力的选择。在许多情况下差热分析受炉中气氛和压力的影响,例 如NH4C104在N2气氛中测得的差热曲线与真空时测得的差热曲线差别很大,而N2的压 力对差热分析也有(影响:液体或溶液的沸点更是与外界压力直接有关:某些试样或其热分解 产物还可能与周围的气体进行反应。(所以,选择适当的气氛及压力也是使测定得到好的结果 的一个方面。常用的气氛为空气、氮气或是将系统抽真空。$④走纸速度。走纸速度大,峰 的面积大,误差小些,但峰形状平坦且浪费纸张。走&纸速度太小,那些峰面积小的差热峰不 易看清楚。因此,要根据不同试样选择适当的走纸速度。)⑤试样的处理及用量。试样粒度 大约在粒径10-6m(200目左右),颗粒小可以*改善导热条件,但太小可能破坏晶格 或分解。试样用量一般为10-2g,具体与热效应(大小及峰间距有关。试样也可以用 参比物稀释,稀释剂的种类及稀释比也影响测定结果,同时试样装填状态(稀密度)与测定也有 很大的关系。〖HS2〗〖HT5H〗3〓仪器〓试剂〖HT5SS〗选择单元仪器组装成简单差热分 析仪的实验室可选用下列仪器和试剂:#〖WB〗加热电炉(2×800w)〓〓〓〓=〓〓〓〓〓〓 〓〖WB〗1套〖DW〗程序控温仪〖DW〗1台〖DW〗双笔自动平衡记录仪〖DW〗1台〖DW〗 试样保持器(钢质或铜质)〖DW〗1只〖DW〗镍铬一镍铝铠装(康铜)热电偶(3mm)〖DW〗 支〖DW〗试样池(石英或陶瓷,规格与保持器匹配)〖DW〗2只〖DW〗鄰!203(分析纯) 〖DW〗CuS04·5H20(分析纯)〖DW〗选用成套差热分析仪的实验室只需如下仪器和试 剂:〖DW〗差热分析仪〖DW〗1套CuS04·20(分析纯)!203(分析纯)〖HS2〗 〖HT5H〗4〓实验步骤〖HT5SS〗当组装差热分析仪做实验时,可按下述步骤做实验。)(1) 〓热电偶的制备和标定:有关热电偶的制备方法和标定方法参见本书Ⅲ物理化学实验规范。 +(2)〓装样:将试样称重后(10-2g左右)放入试样池,在另一只试样池中放入等量*的参 比物酆2◎3,将两只试样池放在试样保持器内,置入加热电炉中。使参比物高度与试样 高度大致(相同,务必使保持器在炉中位于对称位置上,将热电偶洗净、烘干,可直接分别插 入参比物和试样中,并注意两热电偶插入的位置和深度应尽量一致。*(3)〓仪器组装与测量: 按图Ⅱ63联接线路,尤其要正确连接热电偶的正负极。根据所)了解的程序控温仪和双笔 自动平衡记录仪的使用方法(见说明书),依次开启各仪器。其中最-高设定温度为7232K,升 温速率控制在10K·min-1。记录温度差△T的笔1.,量程选择为2m记录参比物池温 T的笔2,量程选择为20mV。记录仪走纸速度控制在300+m·h-1。在记录仪上将自 动记录温度T和温度差△T随时间t变化的两条曲线,并详细记录各测定条件。$(4)〓改 变升温速率为5K·min 重复(2)~(③3)操作。(5)〓实验结束,按操作规程关闭仪器。 〖WTBZ〗)如有成套差热分析仪,可按下列步骤做实验。现以CRY-1型差热分析仪为例作一说 明。(1)〓装样:称量等量(6mg~7mg)的试〖TPA,14。23,Y,PZ#〗〖TS(〗〖J(〗〖HT5Ss〗
峰面积为*〖JY，1〗〖HT6SS〗图Ⅱ 6 2〓 DTA 峰位置和面积的确定 〖HT5SS〗阴影部 分。 (2)〓影响差热分析的几个主要因素：(影响差热分析结果的因素很 多，有仪器与操作两 个方面的因素，下面只就几个主要的因素简单讨论一下。 $①升温速 率的选择。升温速率对 测定结果影响较大，一般来说，速率过低时，基线(漂移较显著，峰 形较尖锐，分辨力较差， 峰的位置会向高温方向移动。可速率低时，基线漂-移小，分辨力 较高，但测定时间长。一般 选择升温速率为 2K·min -1 ～20K·min -1 。 " ②参比物的选择。参比物必须 具备的条件是在测定温度范围内，保持良好的热(稳定性，自 身不会因受热而产生任何热效应。 一般用 崛 趸 痢⒀趸 (煅烧过的)、石(英砂及 金属镍等。选择时应尽量采用与试样比 热、导热系数及颗粒度相一致的物质，以提高测定的 可靠性。最好在使用前将参比物经高温灼 烧。 〖WTBZ〗)③气氛及压力的选择。在许多情 况下差热分析受炉中气氛和压力的影响，例 如NH 4ClO 4在N 2气'氛中测得的差热曲线与 真空时测得的差热曲线差别很大，而N 2的压 力对差热分析也有(影响；液体或溶液的沸点 更是与外界压力直接有关；某些试样或其热分解 产物还可能与周围的气体进行反应。(所以 ，选择适当的气氛及压力也是使测定得到好的结果 的一个方面。常用的气氛为空气、氮气或 是将系统抽真空。 $④走纸速度。走纸速度大，峰 的面积大，误差小些，但峰形状平坦且 浪费纸张。走&纸速度太小，那些峰面积小的差热峰不 易看清楚。因此，要根据不同试样选 择适当的走纸速度。 )⑤试样的处理及用量。试样粒度 大约在粒径10 -6 m (200目 左右)，颗粒小可以*改善导热条件，但太小可能破坏晶格 或分解。试样用量一般为10 -2 g ，具体与热效应(大小及峰间距有关。试样也可以用 参比物稀释，稀释剂的种类及稀 释比也影响测定结果，同时试样装填状态(稀密度)与测定也有 很大的关系。 〖HS2〗〖HT5 H〗3〓仪器〓试剂 〖HT5SS〗 选择单元仪器组装成简单差热分 析仪的实验室可选用下列仪 器和试剂： #〖WB〗加热电炉(2×800W)〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓 〓〖WB〗1套 〖DW〗程 序控温仪〖DW〗1台 〖DW〗双笔自动平衡记录仪〖DW〗1台 〖DW〗 试样保持器(钢质或铜 质)〖DW〗1只 〖DW〗镍铬—镍铝铠装(康铜)热电偶( 3mm)〖DW〗 3 支 〖DW〗试样池( 石英或陶瓷，规格与保持器匹配)〖DW〗2只 〖DW〗 酇l 2O 3(分析纯) 〖DW〗CuSO 4·5H 2O(分析纯) 〖DW〗选用成套差热分析仪的实验室只需如下仪器和试 剂： 〖DW 〗差热分析仪〖DW〗1套 CuSO 4·5H 2O(分析纯) 酇l 2O 3(分析纯) 〖HS2〗 〖 HT5H〗4〓实验步骤 〖HT5SS〗当组装差热分析仪做实验时，可按下述步骤做实验。 )(1) 〓热电偶的制备和标定：有关热电偶的制备方法和标定方法参见本书Ⅲ物理化学实验规范。 +(2)〓装样：将试样称重后(10 -2 g左右)放入试样池，在另一只试样池中放入等量* 的参 比物 酇l 2O 3，将两只试样池放在试样保持器内，置入加热电炉中。使参比物高 度与试样 高度大致(相同，务必使保持器在炉中位于对称位置上，将热电偶洗净、烘干，可 直接分别插 入参比物和试样中，并注意两热电偶插入的位置和深度应尽量一致。 *(3)〓仪 器组装与测量： 按图Ⅱ 6 3联接线路，尤其要正确连接热电偶的正负极。根据所)了解的 程序控温仪和双笔 自动平衡记录仪的使用方法(见说明书)，依次开启各仪器。其中最-高设 定温度为723 2K，升 温速率控制在10K·min -1 。记录温度差△ T 的笔1.，量程选 择为2mV记录参比物池温 T 的笔2，量程选择为20mV。记录仪走纸速度控制在300+mm·h -1 。在记录仪上将自 动记录温度 T和温度差△T随时间t 变化的两条曲线，并详细记 录各测定条件。 $(4)〓改 变升温速率为5K·min -1 ，重复(2)～(3)操作。 (5)〓实 验结束，按操作规程关闭仪器。 〖WTBZ〗)如有成套差热分析仪，可按下列步骤做实验。 现以CRY-1型差热分析仪为例作一说 明。 (1)〓装样：称量等量(6mg～7mg)的试〖TPA，14 。23，Y，PZ#〗〖TS(〗〖JZ(〗〖HT5”SS〗
图Ⅱ63〓简单差热分析装置示意图1程度升温控制仪〓2热电偶〓3记录仪〓4 样品池5参比池〓6样品保持器〓7热电偶〓8加热电炉〓&9冰水浴〓〓〓〓〓 〓〓〓〓=〓〓〓=〓〓〓〓〓〖JZ)〗〖TS)〗〖HT5SS〗样和参比物203,分别放 入两只坩埚中,然,后将装有CuS04·5H20试样的坩埚放在右托盘上。转动电炉上的手柄 慢慢地放下炉体。开启水源使水流畅通 (2)〓零位调整:*将记录仪上的温度下限黑针往 左边推到底,上限的黑针往右边推至所需的最高温度7232K(。升温方式的选择开关放在升温 的位置,开启总电源、温度程序控制单元及差热放大器单元(的电源开关。如温度程序控制单 元上的偏差指示仪表头的指针不在“零”位,可用“手动*旋钮使偏差调至“零”位。将差热放大器量 程开关置于±100V处,程序方式选择“升温”.,控制升温速率为10K·min-1。开启记录 仪,(包括笔1和笔2),使记录温度差△T&的笔位于记录纸中线附近,可通过转动差热放大 器单元上的“移位”手柄来达到。(3)〓测量:,开启走纸开关,控制走纸速度为300mm·h 1。按下电炉开关和温度程序控制单元上的“工作”按钮。*温度升到所设最高温度7232K 后,停下仪器,当炉子温度降到室温后(可用冷风吹,加快$降温速度)改变升温速率为5K·min -1,重复上述实验(选做)。)(4〓)关机:实验完毕,抬起记录笔,关闭温度程序控 单元、差热放大单元和记录仪,并切断总电源,最后关闭冷却水。〖HS2〗〖HT5H〗5〓数据 处理〖HT5SS〗((1)〓根据标定热电偶的实验数据,作出示温热电偶的工作曲线(用成品差热 分析仪做实验者无需该项工作)。〖WTBX〗)(2)〓以原始记录纸上△T~t和T~t关系线,作 出以△T对T表示的差热分析曲线。-(3)〓对实验所得CuS04·5H20的差热分析曲线 初步解谱。指明试样脱水过程出现’热效应的次数,各峰的外推起点温度Te和峰顶温度Tp, 以及升温速率对差热分析″曲线的影响,并按下述方法之一粗略估算各个峰的面积及其所代表 的特征。!①三角形法。差热峰对称性好的峰面积可近似看作等腰三角形来处理,即#〓〓 〓=====〓〓=〓A=h×y1/2〖JY〗(61),式中:A为峰面积,h为峰高,y 1/2为峰高〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗处的峰宽。$②剪纸称量法。用硫酸纸将各峰描好后 剪下,在分析天平上称量,其称量数值就代表面积的大小。#③积分仪法。面积仪是手动方 法测量面积的仪器,可用来测定差热峰各面积。&当然,如果在差热分析仪上附有自动求积 的仪器比较理想,像常用的色谱薮据微处理机等类似的仪器,就很好地解决了峰面积测量自动 化的问题。(4)结果要求与文献值:①结果要求:,所测得的试样差热谱图与文献报道的 CuS04·殂H20差热谱基本吻合,各峰的外推起点温度Te不超出±10K。②文献值: +由于文献数据相差也较大,选其中一例,仅供参考。CuS04·5H20试样在加热过+程 中,在723 以前,共有三个吸热峰,它们的外推起点温度及相应产物分别为:〖Z.W(*): HT5SS〗摘自刘建民等《大学化学教学研讨会论文集》,p128,北京大学出版社(1990)〖ZW〗〗 〖WTBZ〗〖W(!3KG2,8KG2,8KG2,6KG2)峰号〖〗〓1〖〗〓2〖〗〓〖〗Te〖〗321 2K〖〗3722K〖〗4912K〖〗+产物〖〗CuS04·3H20〖〗CuS04·H20〖〗CuS0 4〖WX〗〗〖HS2〗〖HT5H〗6〓注意事项〖HT5SS〗’(1)〓由于该实验核心问题是考察在程 序升温过程中,试样与参比物表现的热效应变化,的差别,因此两者的实验操作条件应尽量 致,如研磨的粒度均为10-6m数量级(约20)0目),填装在样品池中的紧密度应相同,样 品池放在加热炉中的位置应对称、水平,热电偶所插位置及深度也应相似。)(2)〓仪器开启 次序是:总电源→分机→单元;而关闭仪器时则刚好相反,应按单元→分机→总电源的顺序 次关闭电源。((3)〓在欲放下炉体时,务必先把炉体转回原处后,即当样品杆位于炉体中心 时,才能摇动手柄,否则会弄断样品杆。’(4)〓使用成套差热分析仪者,尤其应注意在通电
图Ⅱ 6 3〓简单差热分析装置示意图 1 程 度升温控制仪〓2 热电偶〓3 记录仪〓4 样品池 5 参比池〓6 样品保持器〓7 热电 偶〓8 加热电炉〓 &9 冰水浴〓〓〓〓〓 〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓〖JZ)〗〖TS) 〗 〖HT5SS〗样和参比物 酇l 2O 3，分别放 入两只坩埚中，然,后将装有CuSO 4·5H 2O试样的坩埚放在右托盘上。转动电炉上的手柄， 慢慢地放下炉体。开启水源使水流畅通 。 (2)〓零位调整：*将记录仪上的温度下限黑针往 左边推到底，上限的黑针往右边推至 所需的最高温度723 2K(。升温方式的选择开关放在升温 的位置，开启总电源、温度程序控 制单元及差热放大器单元(的电源开关。如温度程序控制单 元上的偏差指示仪表头的指针不 在“零”位，可用“手动”*旋钮使偏差调至“零”位。将差热放大器量 程开关置于±100 V处，程序方式选择“升温”.，控制升温速率为10K·min -1 。开启记录 仪，(包括笔1 和笔2)，使记录温度差 △T& 的笔位于记录纸中线附近，可通过转动差热放大 器单元上的 “移位”手柄来达到。 (3)〓测量：,开启走纸开关，控制走纸速度为300mm·h -1 。 按下电炉开关和温度程序控制单元上的“工作”按钮。 *温度升到所设最高温度723 2K 后 ，停下仪器，当炉子温度降到室温后(可用冷风吹，加快$降温速度)改变升温速率为5K·min -1 ，重复上述实验(选做)。 )(4〓)关机：实验完毕，抬起记录笔，关闭温度程序控 制 单元、差热放大单元和记录仪，并切断总电源，最后关闭冷却水。 〖HS2〗〖HT5H〗5〓 数据 处理 〖HT5SS〗((1)〓根据标定热电偶的实验数据，作出示温热电偶的工作曲线(用成 品差热 分析仪做实验者无需该项工作)。 〖WTBX〗)(2)〓以原始记录纸上△T～t和T～t关 系线，作 出以△T对T表示的差热分析曲线。 -(3)〓对实验所得 CuSO 4·5H 2O 的差 热分析曲线 初步解谱。指明试样脱水过程出现'热效应的次数，各峰的外推起点温度T e和 峰顶温度T p， 以及升温速率对差热分析"曲线的影响，并按下述方法之一粗略估算各个峰 的面积及其所代表 的特征。 !①三角形法。差热峰对称性好的峰面积可近似看作等腰三角 形来处理，即 #〓〓 〓〓〓〓〓〓〓〓〓〓A=h×y 1/2 〖JY〗(Ⅱ 6 1) ,式中：A 为峰面积，h为峰高，y 1/2 为峰高〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗处的峰宽。 $②剪纸称量法 。用硫酸纸将各峰描好后 剪下，在分析天平上称量，其称量数值就代表面积的大小。 #③ 积分仪法。面积仪是手动方 法测量面积的仪器，可用来测定差热峰各面积。 &当然，如果 在差热分析仪上附有自动求积 的仪器比较理想，像常用的色谱数据微处理机等类似的仪器， 就很好地解决了峰面积测量自动 化的问题。 (4)结果要求与文献值： ①结果要求：,所测 得的试样差热谱图与文献报道的 CuSO 4·5H 2O 差热谱基本吻合，各峰的外推起点温 度T e不超出±10 K 。 ②文献值： +由于文献数据相差也较大，选其中一例，仅供参考 。 CuSO 4·5H 2O 试样在加热过+程 中，在723 2 K 以前，共有三个吸热峰，它们 的外推起点温度及相应产物分别为：〖Z.W(*)： 〖HT5”SS〗摘自刘建民等《大学化学教学 研讨会论文集》，p128，北京大学出版社(1990)〖ZW〗〗 〖WTBZ〗〖WX(!3KG2，8KG2，8KG 2，6KG2)峰号〖〗〓1〖〗〓2〖〗〓3〖〗 T e 〖〗321 2K〖〗372 2K〖〗491 2K 〖〗+产物〖〗CuSO 4·3H 2O〖〗CuSO 4·H 2O〖〗CuSO 4〖WX〗〗 〖HS2〗〖HT5H 〗6〓注意事项 〖HT5SS〗'(1)〓由于该实验核心问题是考察在程 序升温过程中，试样与参 比物表现的热效应变化,的差别，因此两者的实验操作条件应尽量一 致，如研磨的粒度均为1 0 -6 m数量级(约20)0目)，填装在样品池中的紧密度应相同，样 品池放在加热炉中的位 置应对称、水平，热电偶所插位置及深度也应相似。 )(2)〓仪器开启 次序是：总电源→分 机→单元；而关闭仪器时则刚好相反，应按单元→分机→总电源的顺序依 次关闭电源。 (( 3)〓在欲放下炉体时，务必先把炉体转回原处后，即当样品杆位于炉体中心 时，才能摇动手 柄，否则会弄断样品杆。 '(4)〓使用成套差热分析仪者，尤其应注意在通电
加热电炉前一定要先打开冷却水源。〖HS2〗〖HT5H〗7〓思考题〖HT5S(1)〓实验中为 何要选择适当的试样量和适当的升温速率?(2)〓差热分析与简单热分析有何异同?,(3)〓 试利用无机化学知识,从差热峰的面积来推测CuS04与5个结晶水结合的可能形式。*(4)〓 在什么情况下升温与降温过程得到的差热分析结果相同?在什么情况下只能采用升温或降温方 法?(5)〓可否将测温热电偶插在试样中?为什么?(6)〓试分析影响差热分析的主要因素。 %(7)〓你所了解的差热分析都有哪些应用?你认为还可能在哪些方面得到应用?〖LM〗%KHT4 H〗〖HS3〗〖JZ〗
加热电炉前一 定要先打开冷却水源。 〖HS2〗〖HT5H〗7〓思考题 〖HT5SS〗(1)〓实验中为 何要选择适 当的试样量和适当的升温速率? (2)〓差热分析与简单热分析有何异同? ,(3)〓 试利用无 机化学知识，从差热峰的面积来推测CuSO 4与5个结晶水结合的可能形式。 *(4)〓 在什么 情况下升温与降温过程得到的差热分析结果相同?在什么情况下只能采用升温或降温方 法? (5)〓可否将测温热电偶插在试样中?为什么? (6)〓试分析影响差热分析的主要因素。 %( 7)〓你所了解的差热分析都有哪些应用?你认为还可能在哪些方面得到应用? 〖LM〗%〖HT4 H〗〖HS3〗〖JZ〗
