差热分析(DTA)——DifferentialThermalAnalysis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CuSO45H2O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。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8oC/min,最高温度可设定在430oC,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50oC,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50oC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CuSO4结合的可能形式。