1、用差热分析仪对CuS04·5H20进行差热分析: 2、掌握差热分析原理,学会对差热图谱进行定性、定量处理的基本方法: 3、了解差热分析仪的构造,学会操作技术。 二、实验原理 用差热分析仪对CuSO4·5H0进行差热分析,研究CuSO4·5H0受热脱水的历程。 许多物质在加热或冷却过程中会发生相变化学反应、吸附或脱附、晶型转变等变化,这 些变化都会伴随有热效应,其表现为该物质与环境之间有温度差。选择一种热稳定性良好的 物质作参比物(本实验为AlO),将其与被测物一起置于可按设定速率升温的电炉中,分别 记录参比物的温度以及被测物与参比物间的温度差。温度与温度差对时间作图(两图象合并 在一个坐标系中)或温度差对温度作图,称为差热谱图。概括地说,差热分析就是在程序控 制温度条件下(本实验为线性升温)测定被测物与参比物之间的温度差与温度关系的一种技 术。从差热谱图可以获得有关热力学和热动力学方面的诸多信息。图1是理想的差热谱图。 如果参比物和被测试样的热容大致相同,当试样在某段温度无热效应,则二者的温度基本相 同,此时得到的是一条平滑的直线,如图中b、de、gh等段,称为基线。一旦试样发生变化, 产生热效应,在差热曲线上就会有峰出现如bcd、eg即是。热效应越大,峰的面积也越大。 我们规定(仪器己调整好)峰顶向上为放热峰,试样温度高于参比物:峰顶向下为吸热峰, 试样温度低于参比物。 一个热效应所对应的峰位置和方向反映了物质变化的本质和规律,但其宽度、高度、对 称性、起始温度、峰顶温度等也取决于样品变化过程各种动力学因素,如变温速率、样品量、 粒度大小以及时间坐标(走纸速率)、温度量程与差热量程等。实验表明,峰的外延起始温度 te(见图4)比峰顶温度tp所受外界的影响要小得多,因此国际上决定以te作为反应的起始 温度并可用以表征某一特定物质的本性,te的确定方法亦如图4。 由各图可见实际差热图谱与理想的(图1)并不完全一样。这是由于样品及其中间产物与 参比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、热容改变等, 往往使基线及峰的形状发生漂移和变化,有时峰前后的基线并不在一直线上。在这种情况下 确定te更需细心。 CuS04·5HO受热脱水过程可分三个步骤四个热效应,其差热图谱见图3。 t (1)CuS04·5H20 ◆CuS04·3H20+2H20(液) t2 (2)H0(液) H20(气)1、用差热分析仪对 CuSO4·5H2O 进行差热分析; 2、掌握差热分析原理,学会对差热图谱进行定性、定量处理的基本方法; 3、了解差热分析仪的构造,学会操作技术。 二、 实验原理 用差热分析仪对 CuSO4·5H2O 进行差热分析,研究 CuSO4·5H2O 受热脱水的历程。 许多物质在加热或冷却过程中会发生相变化学反应、吸附或脱附、晶型转变等变化,这 些变化都会伴随有热效应,其表现为该物质与环境之间有温度差。选择一种热稳定性良好的 物质作参比物(本实验为 Al2O3),将其与被测物一起置于可按设定速率升温的电炉中,分别 记录参比物的温度以及被测物与参比物间的温度差。温度与温度差对时间作图(两图象合并 在一个坐标系中)或温度差对温度作图,称为差热谱图。概括地说,差热分析就是在程序控 制温度条件下(本实验为线性升温)测定被测物与参比物之间的温度差与温度关系的一种技 术。从差热谱图可以获得有关热力学和热动力学方面的诸多信息。图 1 是理想的差热谱图。 如果参比物和被测试样的热容大致相同,当试样在某段温度无热效应,则二者的温度基本相 同,此时得到的是一条平滑的直线,如图中 ab、de、gh 等段,称为基线。一旦试样发生变化, 产生热效应,在差热曲线上就会有峰出现如 bcd、efg 即是。热效应越大,峰的面积也越大。 我们规定(仪器已调整好)峰顶向上为放热峰,试样温度高于参比物;峰顶向下为吸热峰, 试样温度低于参比物。 一个热效应所对应的峰位置和方向反映了物质变化的本质和规律,但其宽度、高度、对 称性、起始温度、峰顶温度等也取决于样品变化过程各种动力学因素,如变温速率、样品量、 粒度大小以及时间坐标(走纸速率)、温度量程与差热量程等。实验表明,峰的外延起始温度 te(见图 4)比峰顶温度 tp 所受外界的影响要小得多,因此国际上决定以 te 作为反应的起始 温度并可用以表征某一特定物质的本性,te 的确定方法亦如图 4。 由各图可见实际差热图谱与理想的(图 1)并不完全一样。这是由于样品及其中间产物与 参比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、热容改变等, 往往使基线及峰的形状发生漂移和变化,有时峰前后的基线并不在一直线上。在这种情况下 确定 te 更需细心。 CuSO4·5H2O 受热脱水过程可分三个步骤四个热效应,其差热图谱见图 3。 t1 (1)CuSO4·5H2O CuSO4·3H2O + 2H2O(液) t2 (2)H2O(液) H2O(气)