草酸钙热重分析
热重分析原理及方法介绍
ICTA对热分析技术的分类
物理 性质 1.质量 分析技术名称 1）热重法 2）等压质量变化 测定 简称 TG 物理性质 3.热焓 4.尺寸
(9 类 17 种）
分析技术名称 9)差示扫描量热法 10)热膨胀法
简称 DSC
3)逸出气体检测
4)逸出气体分析 5)放射热分析 6)热微粒分析 2.温度 7)加热曲线测定
热分析的应用类型
成份分析：无机物、有机物、药物和高聚物的鉴别和分析以及它们的 相图研究。
稳定性测定：物质的热稳定性、抗氧化性能的测定等。 化学反应的研究：比如固 -气反应研究、催化性能测定、反应动力学 研究、反应热测定、相变和结晶过程研究。
热重法 （THERMOGRAVIMETRY TG )
定义：在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一 种技术。
(2) 气氛的影响
热重法通常可在静态气氛或动态气氛下进行测定。在静态气氛 下，如果测定的是一个可逆的分解反应，随着温度的升高，分解 速率增大。但由于试样周围气体浓度增加会使分解速率下降。另 外炉内气体的对流可造成样品周围的气体浓度不断变化。这些因 素会严重影响实验结果，所以通常不采用静态气氛。为了获得重 复性好的实验结果，一般在严格控制的条件下采用动态气氛。 试样周围气氛对热分解过程有较大的影响，气氛对TG曲线的影 响与反应类型、分解产物的性质和气氛的种类有关。 热重法所研究的反应大致有下列三种类型:
利用热重法测定发泡剂含量
AB段：热重基线 B点：Ti 起始温度 C点：Tf 终止温度 D点：Te外推起始温度，外 推基线与 TG 线最大斜率切 线交点。
DTG曲线上出现的各种峰对应着TG线的各个 重量变化阶段。
DTG曲线的优点
能准确反映出起始反应温度Ti， 最大反应速率温度Te和Tf 。 更能清楚地区分相继发生的热 重变化反应，DTG比TG分辨率更 高。
热重实验报告
现代分析测试技术实验报告指导老师：＿＿＿＿＿成绩：＿＿＿＿＿实验名称：运用热重技术分析一水合草酸钙和五水合硫酸铜姓名：专业：学号：一、实验目的1. 掌握热重分析的基本原理2. 初步掌握热重分析仪器的结构和使用。
3. 热重分析法研究未知络合物二、实验原理当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。
这时热重曲线就不是直线而是有所下降。
通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质，（如CaC2O4· H2O 中的结晶水）。
一种未知物可以通过该技术来初步判断其结构组成。
热重分析仪主要由微量天平、加热炉、气氛单元、温度控制单元、气氛控制单元、计算机等组成。
如图 1 所示, 由称重传感器、信号放大滤波电路、模数转换器、微处理器、通信模块、去皮电路和调零电路等组成。
称重传感器输出的电压信号送到信号放大滤波电路, 进行放大、滤波、电平搬迁等处理, 得到适合于模数转换电路的信号。
通过信号值就可以直观的看出被测物质的热失重情况。
三、实验仪器与试剂1. 主要仪器3TG209热重分析仪（北京精仪高科仪器有限公司）2. 试剂一水合草酸钙和五水合硫酸铜四、实验步骤1．仪器的校正(1) 皮重校正：为使数据精确，应在每次试验前进行；(2) 质量校正：每月至少1 次，以确保TG 两个质量范围及皮重的准确性；(3) 温度校正：试验的基本要素之一，可以通过高纯物或居里温度两种方法进行。
2．操作步骤(1) 依次打开电源开关：显示器、电脑主机、仪器测量单元；(2) 以高纯氮净化系统，在仪器测量单元上手动测试气路的通畅，调节好相应的流量，并保证出气阀打开；(3) 选择适用的坩埚，在电脑上打开对应的TG209F1 测量软件，待自检通过后，放入空坩埚，升降支架观察中心位置有无异常；按照工艺要求，新建一个基线文件(此时不用称重)编程运行；待程序正常结束后冷却后，打开炉子取出坩埚(同样要注意支架的中心位置) ，将一水合草酸钙平整放入坩埚，并放入炉子中，然后打开基线文件，选择基线加样品的测量模式，编程运行；(4) 程序设定：平衡2 min→升温至900 K(升温速率为1.5 K/min )；(5) 待样品温度降至100℃以下时打开炉盖，拿出坩埚；(6) 按照( 3)(4)(5)的步骤测定五水合硫酸铜。
差热、热重分析
实验八差热、热重分析一、目的要求1. 了解差热分析法的一般原理和差热分析仪的基本构造；2. 掌握差热仪的使用方法；3．测定草酸钙的差热谱图，并根据所得到的差热谱图分析样品在加热过程中所发生的化学变化。
二、实验原理许多物质在被加热或冷却的过程中，会发生物理或化学等的变化，如相变、脱水、分解或化合等过程。
与此同时，必然伴随有吸热或放热现象。
当我们把这种能够发生物理或化学变化并伴随有热效应的物质，与一个对热稳定的、在整个变温过程中无热效应产生的基准物(或叫参比物)在相同的条件下加热(或冷却)时，在样品和基准物之间就会产生温度差，通过测定这种温度差可了解物质变化规律，从而确定物质的一些重要物理化学性质，称为差热分析(Differential Thermal Analysis，DTA)。
差热分析是在程序控制温度下，试样物质S和参比物R的温度差与温度关系的一种技术。
差热分析原理如图8－1所示。
图8－1 差热分析原理示意图试样S与参比物R分别装在分别装在两个坩埚内。
在坩埚下面各有一个片状热电偶，这两个热电偶相互反接。
对S和R同时进行程序升温，当加热到某一温度试样发生放热或吸热时，试样的温度TS会高于或低于参比物温度TR产生温度差ΔT，该温度差就由上述两个反接的热电偶以差热电势形式输给差热放大器，经放大后输入记录仪，得到差热曲线，即DTA曲线。
另外，从差热电偶参比物一侧取出与参比物温度TR对应的信号，经热电偶冷端补偿后送记录仪，得到温度曲线，即T曲线。
图8－2为完整的差热分析曲线，即DTA曲线及T曲线。
纵坐标为ΔT，吸热向下（右峰），放热向上（左峰），横坐标为温度T（或时间）。
图8－2 差热分析曲线现代差热分析仪器的检测灵敏度很高，可检测到极少量试样所发生各种物理、化学变化，如晶形转变、相变、分解反应、交联反应等。
图8－3是一种高聚合物典型的差热分析曲线，即ΔT－ t曲线。
图上反应了该高聚合物玻璃化温度转变、结晶放热峰、熔融吸热峰、氧化放热峰、若分解吸热峰。
草酸钙的热重-差热分析
综合热分析法测定草酸钙【实验目的】（1）掌握热重-差热分析原理和ZCT-A型综合热分析仪的操作方法，了解其应用范围。
（2）对草酸钙进行热重及差热分析，测量化学分解反应过程中的分解温度。
（3）测量物质在加热过程中所发生的物理化学变化，绘制相应曲线，从而研究材料的反应过程。
【实验原理】热分析是物理化学分析的基本方法之一。
综合热分析研究物质在加热过程中发生相变或其他物理化学变化时所伴随的能量、质量和体积等一系列的变化，可以确定其变化的实质或鉴定矿物。
热分析技术种类很多，比较常用的方法有（1）差热法（DTA），（2）热重法（TG）[包括微分热重（DTG）]，（3）差示扫描量热法（DSC）。
（1）热重分析热重分析是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。
热重法实验得到的曲线称为热重（TG）曲线。
TG曲线以温度作横坐标，以试样的失重作纵坐标，显示试样的绝对质量随温度的恒定升高而发生的一系列变化。
这些变化表征了试样在不同温度范围内发生的挥发组分的挥发，以及在不同温度范围内发生的分解产物的挥发。
如图1、图2 CaC2O4·H2O的热重曲线，有三个非常明显的失重阶段。
第一个阶段表示水分子的失去，第二个阶段表示CaC2O4分解为CaCO3，第三个阶段表示CaCO3分解为CaO。
当然，CaC2O4·H2O的热失重比较典型，在实际上许多物质的热重曲线很可能是无法如次明了地区分为各个阶段的，甚至会成为一条连续变化地曲线。
这时，测定曲线在各个温度范围内的变化速率就显得格外重要，它是热重曲线的一阶导数，称为微分热重曲线[图1也现示出了CaC2O4·H2O的微分热重曲线（DTG）]。
微分热重曲线能很好地显示这些速率地变化。
图1 CaC2O4·H2O的TG-DSC曲线（文献图）图2 CaC2O4·H2O的TG曲线（文献图）（2）差热分析（DTA）和差示扫描量热分析（DSC）差热分析（DTA）是在试样与参比物处于控制速率下进行加热或冷却地环境中，在相同地温度条件时，记录两者之间地温度差随时间或温度地变化。
热分析法测定草酸钙热分解机理及反应级数和活化实验报告
热分析法测定草酸钙热分解机理及反应级数和活化能刘金河一、前言随着热分析仪器的智能化和精确度的提高，热分析技术在许多领域得到广泛应用，在石油石化领域的应用也日益增多。
因此，化学化工类专业的学生有必要了解热分析技术。
本实验的目的是通过实验使同学们了解热分析技术的基本原理，掌握热分析技术用于反应动力学研究的基本原理和确定固体物质热分解反应的分解机理。
二、实验原理热分析是指在程序控制温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技术，是研究物质在加热或冷却过程中，所发生的物理或化学变化的一种较简便又直观的研究方法。
程序控制温度一般是指线形的升温、降温，也包括恒温和非线形的升、降温过程。
物理性质是指质量、热量、温度、力学性质、电学性质等等。
本实验所用的热分析仪为WCT —2微机差热天平，可同时记录T 、TG 、DTA 三条曲线，通过对TG 曲线的微分可得DTG 曲线。
● 热重法（Thermogravimetry,TG ）：在程序控温下，测量物质的质量与温度的关系的技术，测得的记录曲线称为热重曲线（TG ），其纵坐标为试样的质量，由上向下减少；横坐标为试样的温度或时间，由左向右增加。
● 微商热重法（Derivative Thermogravimetry, DTG ）是热重曲线对时间或温度一阶微商的方法,即质量变化速率作为温度或时间的函数被连续地记录下来，即dT dw =f(T)或dt dw =f(t)，测得的曲线为DTG 曲线，其纵坐标为质量变化速率dt dw ，自上向下表示减小，横坐标通常表示为温度T 或时间t ，自左向右增大。
● 差热分析（Differential Thermal Analysis, DTA ）是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间温度差与温度关系的一种技术。
所记录的是差热分析（DTA ）曲线，以温度差（△T ）为纵坐标，放热效应向上，吸热效应向下，以温度或时间为横坐标，自左向右增加。
. ● 仪器测量原理WCT-2微机差热天平为DTA —TG —DTG 联用热分析仪器，可对微量试样同时进行差热分析、热重测量及热重微分测量。
热重实验报告
现代分析测试技术实验报告指导老师：＿＿＿＿＿成绩：＿＿＿＿＿实验名称：运用热重技术分析一水合草酸钙和五水合硫酸铜姓名：专业：学号：一、实验目的1.掌握热重分析的基本原理2.初步掌握热重分析仪器的结构和使用。
3.热重分析法研究未知络合物二、实验原理当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。
这时热重曲线就不是直线而是有所下降。
通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质，（如CaC2O4· H2O中的结晶水）。
一种未知物可以通过该技术来初步判断其结构组成。
热重分析仪主要由微量天平、加热炉、气氛单元、温度控制单元、气氛控制单元、计算机等组成。
如图1所示,由称重传感器、信号放大滤波电路、模数转换器、微处理器、通信模块、去皮电路和调零电路等组成。
称重传感器输出的电压信号送到信号放大滤波电路,进行放大、滤波、电平搬迁等处理,得到适合于模数转换电路的信号。
通过信号值就可以直观的看出被测物质的热失重情况。
三、实验仪器与试剂1. 主要仪器3TG209热重分析仪（北京精仪高科仪器有限公司)2. 试剂一水合草酸钙和五水合硫酸铜四、实验步骤1．仪器的校正(1) 皮重校正：为使数据精确，应在每次试验前进行；(2) 质量校正：每月至少1次，以确保TG 两个质量范围及皮重的准确性；(3) 温度校正：试验的基本要素之一，可以通过高纯物或居里温度两种方法进行。
2．操作步骤(1) 依次打开电源开关：显示器、电脑主机、仪器测量单元；(2) 以高纯氮净化系统，在仪器测量单元上手动测试气路的通畅，调节好相应的流量，并保证出气阀打开；(3) 选择适用的坩埚，在电脑上打开对应的TG209F1测量软件，待自检通过后，放入空坩埚，升降支架观察中心位置有无异常；按照工艺要求，新建一个基线文件（此时不用称重）编程运行；待程序正常结束后冷却后，打开炉子取出坩埚（同样要注意支架的中心位置），将一水合草酸钙平整放入坩埚，并放入炉子中，然后打开基线文件，选择基线加样品的测量模式，编程运行；(4) 程序设定：平衡2 min →升温至900 K （升温速率为1.5 K/min ）；(5) 待样品温度降至100℃以下时打开炉盖，拿出坩埚；(6) 按照（3）（4）（5）的步骤测定五水合硫酸铜。
热重法测试过程中的影响因素分析
部 的温 度梯度 越大 ， 当其 表 面达 到分 解温 度后 ， 要
图 ２ 不 同升 温速 率 下 的 Ｄ Ｇ曲线 Ｔ
收 稿 日期 ：０ １０ －９ ２ １ －１２
第 ７期
宋
军等． 重法测试 过程 中的影响因素分析 热
６ ０～８ ０℃ 的 反 应 区 间 ， Ｇ 曲线 亦 表 现 出相 同 ０ ０ Ｔ
的规 律 。结 合 图 ２的微分 热重 曲线 （ Ｔ 可 以更 Ｄ Ｇ）
清楚 地看 出 ， 各 阶失重 反应 区 间 ， 在 最大 失重 速率
１ ． ％ 和 ３ ． ％ 。从 实验 结果 可 以看 出 ， 同升 ９２ １５ 不 温速率下 的 Ｔ 曲线 的三 阶失 重 反应 的失 重 量都 Ｇ 为 １ ． ％ 、９ １ 和 ３ ． ％ ， ２ ２ １ ．％ １２ 与理论 失重 量相 近 ， 因此升温 速率对 失重量并 无影 响。
８４ ９
化 工
自 动 化 及 仪 表
Байду номын сангаас
第 ３ 卷 ８
热 重 法 测 试 过 程 中 的 影 响 因 素 分 析
宋 军 赵 薇 宋 刚 汪 丽。
（ ． 北 石 油 大学 化 学 化 工学 院 ， 龙 江 大 庆 １ ３ １ ； ． １东 黑 ６ ３ ８ ２ 总参 通 信训 练基 地 ， 北 宣 化 ０ ５０ ； 河 ７ １０
热 分 析是 在程 序 控温 下 ， 测量 物质 的物理 性
质 与温度关 系 的技术 … 。热 分析技 术测定 的是样
品的宏观平 均性 质 随 温度 的 变化 ， 法 上属 于 表 方 相技术 的范 畴 ， 在信 息 的定 量 化方 面 明 显优 于其
热重曲线练习
热重曲线练习草酸钙晶体(CaC 2O 4·H 2O)在氮气氛围中的热重曲线示意图如下：①热重曲线中第一个平台在100 ℃以前为CaC 2O 4·H 2O ；②在100～226 ℃之间第一次出现失重，失去质量占试样总质量的12.3%，相当于1 mol CaC 2O 4·H 2O 失去1 mol H 2O ，即第二个平台固体组成为CaC 2O 4；③在346～420 ℃之间再次出现失重，失去的质量占试样总质量的19.2%，相当于1 mol CaC 2O 4分解出1 mol CO ，即第三个平台固体的组成为CaCO 3；④在660～840 ℃之间出现第三次失重，失去的质量占试样总质量的30.1%，相当于1 mol CaCO 3分解出1 mol CO 2，即第四个平台固体组成为CaO 。
以上过程发生反应的化学方程式为CaC 2O 4·H 2O =====100～226 ℃CaC 2O 4＋H 2O ↑ CaC 2O 4=====346～420 ℃CaCO 3＋CO ↑ CaCO 3=====660～840 ℃CaO ＋CO 2↑ [说明] 若在空气中CaC 2O 4受热分解时会发生如下反应：2CaC 2O 4＋O 2=====△2CaCO 3＋2CO 2。
[示例] 下图是1.00 g MgC 2O 4·n H 2O 晶体放在坩埚里从25 ℃缓慢加热至700 ℃分解时，所得固体产物的质量(m )随温度(t )变化的关系曲线。
(已知该晶体100 ℃以上才会逐渐失去结晶水，并大约在230 ℃时完全失去结晶水) （第1题）试回答下列问题：(1)MgC 2O 4·n H 2O 中n ＝________。
(2)通过计算确定C 点固体物质的化学式： ________________________。
1．PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重4.0%即(样品起始质量－a 点固体质量样品起始质量×100%)的残留固体。