химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

дения автоматической записью, снизив тем.самым трудоемкость и время проведения анализа. В 1899 г. Робертс-Остин заменил простую термопару дифференциальной, что значительно увеличило чувствительность термического анализа и расширило область его применения. Большой вклад в развитие термического анализа внесли акад. Н. С. Курнаков и его ученики.

* Здесь и дальше звездочкой обозначены термины или сокращения, рекомендованные комитетом по терминологии при Международной конфедерации по термическому анализу (МКТА).

Для проведения термического и дифференциально-термического анализов Курнаков в 1904 г. сконструировал простой в обращении, компактный и удобный прибор, в котором кривые температура — время и разность температур — время регистрируются автоматически на фотографической бумаге, навернутой на барабан, вращающийся с равномерной скоростью вокруг горизонтальной оси. Прибор — пирометр Курнакова— получил широкое распространение и применяется в лабораториях и в настоящее время.

При экспериментальном выполнении термического анализа исследуемое вещество помещают в печь и равномерно увеличивают температуру нагревания. Если в процессе нагревания с веществом' происходят какие-либо физические или химические превращения, на графике зависимости температуры (Г), измеряемой с помощью термопары, от времени (/) наблюдаются отклонения от линейной зависимости в виде площадок или изломов (рис. V. 60, а). По значениям температур этих отклонений можно судить о температурном интервале происходящих процессов. Недостаток такой записи, называемой простой, — низкая чувствительность: небольшие эффекты могут быть не замечены.

Этот недостаток устраняется при использовании дифференциальной термопары, состоящей из двух одинаковых термопар, подключенных навстречу друг другу.

Одну из них помещают в испытуемое вещество, другую — в эталон, представляющий собой термоинертное вещество, т. е. вещество, с которым в исследуемой области температур не происходит никаких превращений. Равномерное возрастание температуры нагревания приводит к равномерному повышению температуры как эталона, так и исследуемого вещества, при этом термо-э. д. с. одной термопары компенсирует термо-э. д. с. второй, что на графике зависимости AT — / изображается прямой, параллельной оси абсцисс (рис. V. 60,б), до тех пор, пока исследуемое вещество не начнет как-либо превращаться.

С этого момента равномерное, повышение температуры исследуемого вещества прекратится и в зависимости от характера превращений (сопровождаются ли они поглощением или выделением теплоты) температура его будет либо ниже, либо выше температуры эталона. В этом случае термо-э. д. с. одной термопары уже не компенсируется термо-э. д. с. второй, что на граа б

рис. V. 61. Термогравиметрическая кривая. лЗт?7,МГ

фике зависимости ДТ1— t отразится отклонением от базисной линии.

Метод с применением дифференциальной термопары называется дифференциально-термическим анализом (ДТА). Условно кривые ДТА принято строить

так или так калибровать прибор

при автоматической записи кри- Tt°0

вых, что эндотермический эффект соответствует отклонению от базисной линии вниз, а экзотермический — вверх.

Дифференциальная запись, регистрируя малейшие изменения, происходящие при нагревании вещества, гораздо более чувствительна по сравнению с простой записью, но сама по себе не позволяет определить температурный интервал протекания наблюдаемых процессов. Поэтому при проведении анализа дифференциальную запись комбинируют с простой.

ДТА позволяет определить, сопровождается ли нагревание вещества какими-либо процессами, определить температурный интервал этих процессов, знак и значение теплового эффекта, если известно количество вещества, подвергшегося превращению, или наоборот, количество вещества, если известен тепловой эффект. Однако расчеты, связанные с определением массы вступившего в реакцию вещества или фазового состава системы, выполненные только по данным ДТА, имеют большую погрешность (не менее 10 %). Более точные результаты (на несколько порядков) можно получить из данных термогравиметрического анализа.

Развитие термогравиметрии началось с метода последовательного нагревания и взвешивания: исследуемое вещество нагревали при определенной температуре, затем охлаждали и взвешивали. Эти операции проделывали многократно при все более возрастающей температуре в исследуемом интервале температур. Результаты изображали графически в виде зависимости изменения массы (Am) от температуры (рис, V.61). Описанный метод является неточным и очень трудоемким.

Создание термовесов, позволивших непрерывно измерять и регистрировать изменение массы анализируемой пробы при нагревании, позволило проводить анализ намного быстрее и точнее. Принцип работы термовесов заключается в следующем. Навеску исследуемого вещества в тигле, опирающемся на коромысло весов, помещают в печь с равномерно возрастающей температурой, измеряемой с помощью термопары. Изменение массы можно регистрировать либо визуально, беря отсчет на весах через определенный интервал температур (5—10°С), либо автоматически. В первом случае графические результаты предвставляют зависимость изменения массы от температуры, во втором— от времени, что одно и то же только в том случае, если температура печи действительно возрастает равномерно.

Тогда, когда две реакции перекрывают друг друга, или следуют одна за другой, или чередуются реакции с большими и небольшими изменениями массы, оценка кривой ТГ становится затруднительной. Для устранения этих трудностей дальнейшее развитие метода пошло по пути разработки дифференциальной, деривативной гравиметрии.

Поскольку ДТА позволяет получать сведения о характере процессов, происходящих при нагревании системы, а ТГ-ана-лиз— об изменении массы, сопровождающем эти процессы, казалось перспективным объединить эти методы. Однако, как тот, так и другой метод существенно зависит от различных факторов, связанных как с измерительным прибором (скорость нагревания, атмосфера и форма печи, форма и материал держателя образца, расположение термопары, чувствительность записывающего устройства), так и с характеристиками образца (масса образца, размер частиц, плотность упаковки, теплоемкость и теплопроводность). Поэтому трудно с достаточной точностью сопоставлять данные ДТА и ТГ, полученные на разных приборах (пирометр и термовесы) несмотря даже на то, что с выпуском промышленных приборов, заменивших самодельные установки, стало возможным получать воспроизводимые результаты.

Идея проведения ДТА и ТГ в одной и той же навеске вещества в одинаковых условиях была реализована венгерскими исследователями Ф. Паулнком, И. Пауликом и Эрдеи, сконструировавшими прибор — дериватограф, выпускаемый промышленностью Венгерской Народной Республики (рис. V. 62, а). Результаты записываются автоматически на светочувствительной бумаге, закрепленной на барабане, в последних марках прибора— самописцами (рис. V.62, б).

Исследуемое вещество (образец) в тигле 3 помешают в печь /, температуру которой равномерно увеличивают

страница 101
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
легкий платеж с мегафона
wesco официальный сайт в россии
нашивки футбольных клубов
широкоформатная печать на самоклеющейся пленке

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.06.2017)