差热分析(DTA) Differential Thermal analysis E
差热分析（DTA） ——Differential Thermal Analysis
目的要求 挲握差热分析的基本原理及方法,了解差热分 析仪的构造,学会操作技术 用差热分析以对CuO45H2O进行差热分析,并 定性解释所得的差热谱图 三、学会热电偶的制作及其标定
目的要求 一、掌握差热分析的基本原理及方法，了解差热分 析仪的构造，学会操作技术； 二、用差热分析仪对CuSO4 •5H2O进行差热分析，并 定性解释所得的差热谱图； 三、学会热电偶的制作及其标定
基本原理 √物质在加热或冷却过程中,当达到特定温度时,会产生物理 变化,伴随着有吸热和放热现象,反映物系的焓发生了变化。 差热分析就是利用这一特点,通过测定样品与参比物的温度差对时向的函 数关系,来鉴别物质或确定组成结构以及转化温度、热效应等物理化学性质。 在升温过程中试样如没有热效应,则试样与参比物之间的温度差△T为零 而试样在某温度下有放热(吸热)效应时,试样温度上升速度加快(减 慢),就产生温度差ΔT 分析差热图谱可根据差热峰的数目、位置、方向、高度、宽度、对称性以 及峰的面积等。 ) 理想的差热分析曲线
基本原理 ✓ 物质在加热或冷却过程中，当达到特定温度时，会产生物理变化或化学 变化，伴随着有吸热和放热现象，反映物系的焓发生了变化。 ✓差热分析就是利用这一特点，通过测定样品与参比物的温度差对时间的函 数关系，来鉴别物质或确定组成结构以及转化温度、热效应等物理化学性质。 ✓在升温过程中试样如没有热效应，则试样与参比物之间的温度差ΔT为零， 而试样在某温度下有放热（吸热）效应时，试样温度上升速度加快（减 慢 ），就产生温度差ΔT。 ✓分析差热图谱可根据差热峰的数目、位置、方向、高度、宽度、对称性以 及峰的面积等
差热分析的影响因素 ①升温速率的选择:速率低时,基线漂移小,可以分辨 靠得近的差热峰。 ②气氛及压力的选择:有些物质在空气中易被氧化,选 择适当的气氛及压力也是测定得到好的结果的一个方面。 ③参比物的选择:作为参比物的材料必须具备的条件是 在测定温度范围内,保持热稳定,一般用αA12O3 MgO、(煅烧过的)Sio2及金属镍等。 ④样品处理:样品粒度大约200目左右,颗粒小可以改 善导热条件,但太细可能破坏晶格或分解。 ⑤走纸速度:走纸速度大则峰的面积大、面积误差可小 些。走纸速度太小,对原来峰面积小的差热峰不易看清楚
差热分析的影响因素 ① 升温速率的选择：速率低时，基线漂移小，可以分辨 靠得近的差热峰。 ② 气氛及压力的选择：有些物质在空气中易被氧化，选 择适当的气氛及压力也是测定得到好的结果的一个方面。 ③ 参比物的选择：作为参比物的材料必须具备的条件是 在测定温度范围内，保持热稳定，一般用α—A12O3、 MgO、（煅烧过的）SiO2及金属镍等。 ④ 样品处理：样品粒度大约200目左右，颗粒小可以改 善导热条件，但太细可能破坏晶格或分解。 ⑤ 走纸速度：走纸速度大则峰的面积大、面积误差可小 些。走纸速度太小，对原来峰面积小的差热峰不易看清楚
增國炒型 △T T T √b为峰的起点,c为峰的顶点,d为峰的终点。我们可以在温度线上找到这三个 点的相应温度77和7不体上代表了开始起变化的温度,因此常用7表征 峰的位置。对很尖锐的峰也常用7表示峰的位 √在实际测定中由于种种原因,差热线的基线往往不与时间轴平行,峰前后的基线 也不在一条直线上,差热峰也可能较平坦,此时,我们可以用作切线的方法来确定 转折点温度
谱图处理 ✓ b为峰的起点， c为峰的顶点， d为峰的终点。我们可以在温度线上找到这三个 点的相应温度 Tb、TC和Td。Tb大体上代表了开始起变化的温度，因此常用 Tb表征 峰的位置。对于很尖锐的峰也常用 TC表示峰的位置。 ✓在实际测定中由于种种原因，差热线的基线往往不与时间轴平行，峰前后的基线 也不在一条直线上，差热峰也可能较平坦，此时，我们可以用作切线的方法来确定 转折点温度
差热分析仪 电炉单元O 温度程序 o Wmm to 控制单元 稳压电源 A 差热放大单元 记录仪单元
差热分析仪
实验步骤 (1)称量及放样用天平称70mg样品和50mg参比物,混合均匀后放入样品池内,在另 一样品池内放入适量参比物,将两样品池轻轻拌实,使参比物高度与样品高度大 致相同。将热电偶直搬插入样品与参比物中,插入的位置和深度基本一致 (2)升温速率8Cmin,最高温度可设定在430,记录温差的为笔1,其量程为2mV 记录温度的为笔2,其量程为20mV,打开电源,记录温度和温差随时间变化的两 条曲线,直至镍硅电偶电压表显示15mV (3)锡凝固点的测定:璃样品管里加入80锡,并盖上一层石墨粉,将热偶一端 插入玻璃样品管中,与记录仪笔2连接,控制炉温,比待测样品熔点高出500, 即镍硅电偶电压表显示96mV,停止加热缓慢冷却,至凝固点以下50为止,记 录温度随时间变化的全过程,冷却曲线的平台部分对应于样品的凝固点。 (4)水的沸点 (5)水的固点
NMR样品管 实验步骤 (1) 称量及放样 用天平称 70mg样品和50mg参比物，混合均匀后放入样品池内，在另 一样品池内放入适量参比物，将两样品池轻轻拌实，使参比物高度与样品高度大 致相同。将热电偶直接插入样品与参比物中，插入的位置和深度基本一致。 (2) 升温速率8 oC/min，最高温度可设定在430 oC，记录温差的为笔1，其量程为2mV， 记录温度的为笔2，其量程为20mV，打开电源，记录温度和温差随时间变化的两 条曲线，直至镍硅电偶电压表显示15mV。 (3) 锡凝固点的测定：玻璃样品管里加入80g锡，并覆盖上一层石墨粉，将热偶一端 插入玻璃样品管中， 与记录仪笔2连接，控制炉温，比待测样品熔点高出50 oC， 即镍硅电偶电压表显示9.6mV，停止加热缓慢冷却，至凝固点以下50 oC为止，记 录温度随时间变化的全过程，冷却曲线的平台部分对应于样品的凝固点。 (4) 水的沸点。 (5) 水的凝固点
数据处理 √绘制热电偶工作曲线。以锡、铅凝固点,水的沸点 和冰点对应的电压表读数作图。 √原始数据中选取若干数据点,作出ΔT对表示的差 热分析曲线。 √指明样品脱水出现热效应的次数,各峰外推起始温 度Ie和峰顶温度Tp。粗略估算各个风的面积
数据处理 ✓ 绘制热电偶工作曲线。以锡、铅凝固点，水的沸点 和冰点对应的电压表读数作图。 ✓ 原始数据中选取若干数据点，作出T对T表示的差 热分析曲线。 ✓ 指明样品脱水出现热效应的次数，各峰外推起始温 度Te和峰顶温度Tp。粗略估算各个风的面积
问题与思考 1.DTA实验中如何选择参比物,要注意哪些事项? 影响差热分析结果的主要因素有哪些? 2根据无机化学知识和差热峰的面积讨论五个结晶水 与CuSO结合的可能形式
问题与思考 1. DTA实验中如何选择参比物，要注意哪些事项？ 影响差热分析结果的主要因素有哪些？ 2.根据无机化学知识和差热峰的面积讨论五个结晶水 与CuSO4结合的可能形式