Subiecte licenta 2013 ISAPM

2. Analiza termică diferenţială (ATD): principiul metodei, rezultatul analizei - curba termică diferenţială
(ATD)(forma unei curbe teoretice si explicarea efectelor care apar pe curbă).
3. Să se scrie ecuaţiile chimice ale proceselor termice ce au loc la descompunerea CaC2O4.H2O încălzit
până la 1000°C:
a) în aer
b) în azot.
Să se reprezinte pe acelaşi grafic curbele TG şi DTA în cele două cazuri şi să se explice influenţa atmosferei
din cuptor asupra evoluţiei curbelor termice.
Răspunsuri
1. Principiul metodei termogravimetrice constă în urmărirea variaţiei masei (m) probei în funcţie de
temperatura din cuptor (Tc) sau de timp (t), la încălzirea sau răcirea controlată a acesteia.
Rezultatul unei analize termogravimetrice este curba termogravimetrică TG, care este expresia grafică a
dependenţei:
m = f(Tc); sau
m = f'(t), T = g(t).
Procesele care decurg cu pierdere de masă sunt acele
procese termice care conduc la produşi de reacţie în fază
gazoasă:
- procese fizice: desorbţie ,
evaporare, sublimare ;
- procese chimice: deshidratare,
descompunere, ardere.
Procesele care decurg cu creştere de masă sunt acele procese
termice în care unul dintre reactanţi este în fază gazoasă (component al atmosferei din cuptor):
- procese fizice: adsorbţie, condensare; desublimare;
- procese chimice: oxidare (reactant O2), hidrogenare (reactant H2), carbonatare (reactant CO2).
2. Principiul metodei constă în măsurarea (înregistrarea), în timpul încălzirii sau răcirii controlate a
sistemului (°C/min), a diferenţei (ΔT) care apare între temperatura probei de cercetat (Tp) şi temperatura
unui material de referinţă (etalon) inert termic, (Tref), în funcţie de temperatura din cuptor (Tc) sau de timp
(t).
Rezultatul unei analize termice diferenţiale este curba termică diferenţială DTA, care este expresia grafică
a dependenţei:
ΔT = f(T) sau
ΔT = f(t); T = g(t)
În figura se prezintă o curbă DTA teoretică.
♦ Dacă în probă nu au loc procese termice, temperatura
probei (Tp), ca şi cea a referinţei (Tr), depind doar
de temperatura din cuptor (Tc), şi sunt identice
(teoretic). In aceste condiţii ΔT = 0 şi se înregistrează
aşa numita linie de bază.
♦ Dacă în probă are loc un proces exoterm (ΔH < 0,
degajare de căldură), deci proba primeşte o cantitate
suplimentară de căldură (din proces) faţă de referinţă, temperatura probei (TP) devine mai mare decât
temperatura referinţei (TR), diferenţa de temperatură ΔT = Tp-Tr > 0. In aceste condiţii, pe curba
DTA se va înregistra o deviere în sus, sub forma unui vârf (pic) termic exoterm.
♦ Dacă în probă are loc un proces endoterm (ΔH > 0, cu consum de căldură), deci proba pierde o parte
din căldura primită de la cuptor, temperatura probei (TP) devine mai mică decât temperatura
42