热重分析判断物质成分
热重分析判断物质成分课件(47张)
【解析】二氧化铅是0.1 mol,其中氧原子是0.2 mol。 A点,固体减少0.8 g,则剩余氧原子的物质的量是 0.15 mol,此时剩余的铅和氧原子的个数之比是2∶3, A点对应的物质是Pb2O3。同理可得出C点对应物质是 PbO。
答案:Pb2O3 PbO
4.(热重曲线综合分析)热重分析法是程序控制温度下, 测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。现有 一CaC2O4·nH2O试样,分别在氮气气氛、氧气气氛中进 行热重分析,得到如下热重(TG)曲线。
2.热重曲线的分析方法 坐标曲线题解题时可以拆分为识图、析图、用图三个 步骤。其中识图是基础,析图是关键,用图是目的。 ①识图。识图的关键是三看:一看轴即横、纵坐标所表 示的化学含义(自变量X轴和函数Y轴表示的意义),寻找 X、Y轴之间的关系,因为这是理解题意和进行正确思维 的前提;二看点即曲线中的特殊点(顶点、始点、终
【解析】 (1)CuSO4·5H2O
250
△
====
CuSO4·(5-n)H2O+n H2O 18n
0.80 g
0.80 g-0.57 g=0.23 g
解得n=4,所以200 ℃时该固体物质的化学式为
CuSO4·H2O。
(2)高于258 ℃时,固体由0.80 g变为0.51 g,根据(1)
中的计算方法,可知剩余固体为CuSO4,CuSO4加热分解 得到的黑色物质为CuO,氧化性气体只能是SO3,CuO溶于 稀硫酸后浓缩、冷却,得到的晶体为CuSO4·5H2O,根据 图示,CuSO4·5H2O高于102 ℃就开始分解,所以其存在 的最高温度是102 ℃。
答案:2
Cu(NO3)2
△
====
2CuO+4NO2↑
热重分析判断物质成分
热重分析判断物质成分方法思路1．设晶体为1 mol，其质量为m。
2．失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
3．计算每步固体剩余的质量(m余)m余m×100%＝固体残留率。
4．晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。
5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属∶n氧，即可求出失重后物质的化学式。
1．PbO2受热会随温度升高逐步分解。
称取23.9 g PbO2，将其加热分解，受热分解过程中固体质量随温度的变化如图所示。
A点与C点对应物质的化学式分别为________、________。
答案Pb2O3PbO解析二氧化铅是0.1 mol，其中氧原子是0.2 mol。
A点，固体减少0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是0.15 mol，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是2∶3，A点对应的物质是Pb2O3。
同理可得出C点对应物质是PbO。
2．在焙烧NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210 ℃时，剩余固体物质的化学式为________。
答案HVO3解析NH4VO3分解的过程中生成氨气和HVO3，HVO3进一步分解生成V2O5,210 ℃时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为100117×100%≈85.47%，所以210 ℃时，剩余固体物质的化学式为HVO 3。
3．将Ce(SO 4)2·4H 2O(摩尔质量为404 g·mol－1)在空气中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示。
当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为______(填字母)。
A ．Ce(SO 4)2 B ．Ce 2(SO 4)3 C ．CeOSO 4 答案 B解析 404×70.3%≈284，A 的相对分子质量为332，B 的相对分子质量为568，C 的相对分子质量为252，根据质量守恒808×70.3%≈568，应选B 。
热重分析法
热重法，是在程序控制温度下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法。
进行热重分析的仪器，称为热重仪，主要由三部分组成，温度控制系统，检测系统和记录系统。
通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成的产物等与质量相联系的信息。
从热重法可以派生出微商热重法，也称导数热重法，它是记录TG曲线对温度或时间的一阶导数的一种技术。
实验得到的结果是微商热重曲线，即DTG曲线，以质量变化率为纵坐标，自上而下表示减少；横坐标为温度或时间，从左往右表示增加。
DTG曲线的特点是，它能精确反映出每个失重阶段的起始反应温度，最大反应速率温度和反应终止温度；DTG曲线上各峰的面积与TG曲线上对应的样品失重量成正比；当TG曲线对某些受热过程出现的台阶不明显时，利用DTG曲线能明显的区分开来。
热重法的主要特点，是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。
根据这一特点，可以说，只要物质受热时发生质量的变化，都可以用热重法来研究。
图中给出可用热重法来检测的物理变化和化学变化过程。
我们可以看出，这些物理变化和化学变化都是存在着质量变化的，如升华、汽化、吸附、解吸、吸收和气固反应等。
但象熔融、结晶和玻璃化转变之类的热行为，样品没有质量变化，热重分析方法就帮不上忙了。
热重法测定的结果与实验条件有关，为了得到准确性和重复性好的热重曲线，我们有必要对各种影响因素进行仔细分析。
影响热重测试结果的因素，基本上可以分为三类：仪器因素、实验条件因素和样品因素。
仪器因素包括气体浮力和对流、坩埚、挥发物冷凝、天平灵敏度、样品支架和热电偶等。
对于给定的热重仪器，天平灵敏度、样品支架和热电偶的影响是固定不变的，我们可以通过质量校正和温度校正来减少或消除这些系统误差。
气体浮力和对流的影响气体浮力的影响：气体的密度与温度有关，随温度升高，样品周围的气体密度发生变化，从而气体的浮力也发生变化。
所以，尽管样品本身没有质量变化，但由于温度的改变造成气体浮力的变化，使得样品呈现随温度升高而质量增加，这种现象称为表观增重。
第三章 核心素养提升(三) 热重分析判断物质成分
一轮 ·化学
H2O 的摩尔质量为 18 g/mol，所以再分解失去 0.5 mol H2O。根据质量定 律守恒，化学方程式为 2HVO3=3=8=0=℃==V2O5＋H2O↑。确定 B 选项正确。 [答案] B
6
一轮 ·化学
2．固体试样以氧化、还原等方式失重 [典例2] 正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。 但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。Co(OH)2在空气中加热时，固体 残留率随温度的变化曲线如图所示。已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时 已完全脱水，则1 000 ℃时，剩余固体成分为_____(填化学式，下同)； 在350～400 ℃范围内，剩余固体成分为________________。
A点与C点对应物质的化学式分别为____________、____________。
18
一轮 ·化学
解析：n(PbO2)＝23923g.·9mgol－1＝0.1 mol，其中 n(O)＝0.2 mol。A 点，减少 的固体质量为 23.9 g－23.1 g＝0.8 g，即减少的 n(O)＝01.68＝0.05(mol)，则 剩余的 n(O)＝0.2－0.05＝0.15(mol)，则剩余的 n(Pb)∶n(O)＝0.1∶0.15 ＝2∶3。则 A 点的物质是 Pb2O3，同理可得 C 点物质是 PbO。
27
样品加热，样品的固体残留率(固体样品的起始质量×100%)随温度的变 化如图所示。
22
一轮 ·化学
(1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为 ________。 (2)通过计算求出500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。 答案：(1)CaC2O4 CaO
8
一轮 ·化学
化学分析与检测技术概述
化学分析与检测技术概述化学分析与检测技术化学分析与检测技术是指利用一定的仪器、设备和方法，对不同的样品进行物质成分、性质、结构及其变化等特性的分析和检测，以获得所需信息的一种技术手段。
这一领域技术主要用于医学、环境保护、农业、食品安全和化工等领域，也是新材料和新能源等应用研究的基础。
本文将对化学分析与检测技术进行概述。
化学分析类型- 定性分析：用于确认物质种类及其组成。
通常采用的方法包括光谱分析、质谱分析、核磁共振分析、红外光谱分析、荧光光谱分析等。
- 定量分析：用于确定物质所含成分的数量。
通常采用的方法包括电化学分析、滴定分析、光谱分析、质谱分析、原子吸收分析等。
- 结构分析：用于揭示物质的内部结构以及分子构型。
通常采用的方法包括核磁共振分析、荧光光谱分析、X射线晶体学、电子显微镜等。
- 特性分析：用于研究物质的特性，例如热力学性质、传输性质和表面性质等。
通常采用的方法包括差示扫描量热法、电导法、流变学、比表面积分析等。
- 成象分析：用于对样品进行空间分布和形貌分析。
通常采用的方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、近场扫描光学显微镜等。
常用分析仪器- 气体色谱仪：通过气体在色谱柱中被柱子内部的填充物分离，来确定混合物中每种成分的百分比和种类数量。
气体色谱技术广泛应用于环境、食品和医药领域等。
- 液相色谱仪：液相色谱技术利用固定在柱中的分离剂对样品进行分离，以达到分离、富集和检测的目的。
常见于食品、化工和药物制剂行业。
- 质谱仪：利用离子化后的质子、电子、原子或离子团的比重或质量来鉴别和分析物质的性质。
质谱技术广泛应用于生物、环境和化学领域等。
- 核磁共振仪：利用原子核在外磁场中的共振吸收和辐射发射现象，来确定物质分子或离子的种类、结构和数量等。
核磁共振技术是现代化学分析、医学领域最为重要的技术之一。
- 红外光谱仪：红外光谱分析依靠分子振动在不同的波数范围内吸收不同频率的红外光谱的特性来确定物质的化学结构和成分。
有关物质分析方法
有关物质分析方法
物质分析方法是用于确定物质性质、组成、结构以及其他相关信息的实验技术和方法。
常见的物质分析方法包括：
1. 光谱分析：包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等，通过物质对电磁辐射的吸收、散射或发射来研究物质的性质。
2. 色谱分析：包括气相色谱、液相色谱、超临界流体色谱等，用于分离和定量分析各种化合物。
3. 质谱分析：包括质谱仪、飞行时间质谱、串联质谱等，用于确定物质的分子结构和化学组成。
4. 热分析：包括热重分析、差示扫描量热分析等，通过物质在温度、时间和气氛变化下的质量、热量变化来分析物质的性质和组成。
5. 表面分析：包括扫描电子显微镜、原子力显微镜等，用于研究材料表面的形貌、结构和成分。
以上方法都有其适用的范围和优势，可以根据具体的分析需求选择合适的方法进行分析。
同时，不同的方法也可以结合使用，提高分析的准确性和全面性。
热重分析法(TG)
精选ppt课件
4
三、热重法的试样要求
适于热重分析的试样的特点 （1）要在反应中有质量变化； （2）是不同的样品组成，质量变化的大小不同。
热重法测定，试样量要少，一般2～5mg。一方面是因为仪 器天平灵敏度很高(可达0.1μg)，另一方面如果试样量多， 传质阻力越大，试样内部温度梯度大，甚至试样产生热效 应会使试样温度偏离线性程序升温，使TG曲线发生变化， 粒度也是越细越好，尽可能将试样铺平，如粒度大，会使 分解反应移向高温。
热重分析法（TG）
硕研09-6 隋鹏
精选ppt课件
1
一、热重分析的定义
热重法（TG）又称热失重法，是在程序控
温下，测量物质的质量随温度（或时间）
的变化关系的一种热分析技术。用数学表达
式为：
WfT或 t
热重法通常有动态（升温）和静态（恒温） 之分，但通常是在等速升温条件下进行。
精选ppt课件
2
二、热重法的原理
分析)
4.3
3.2
4.6
8.3
5.8
8.311.2Fra bibliotek7.6
10.9
14.9
10.2
14.6
27.1
18.9
27.1
31.1
21.7
31.1
精选ppt课件
0.3 0.0 0.3 0.3 0.0 0.0
14
The End
谢谢观看
精选ppt课件
15
精选ppt课件
7
六、 TG曲线的处理和计算
TG曲线关键温度表 示法 ： A—起始分解温度； B—外延起始温度； C—外延终止温度； D—终止温度； E—分解5％的温度； F—分解10％的温度； G—分解50％的温度
热重分析法2篇
热重分析法2篇热重分析法1热重分析法是一种研究样品在高温下的热稳定性和热分解性质的常用方法之一。
该方法利用热重天平测定样品在升温过程中失去的质量，从而得到样品的热重曲线，进而分析不同组分在升温过程中的分解特性和反应动力学。
热重分析法的原理是根据样品在高温下的化学反应规律和热分解过程的特性，通过对样品的质量变化与温度变化的关系进行研究，得到样品的热重曲线。
在热重分析实验中，一般采用量热器或炉的方式，将样品加热至一定温度，然后通过称量失去的质量来计算不同温度下的分解程度和反应动力学参数。
热重分析法的应用十分广泛，可用于研究聚合物材料、无机化合物、金属材料、生物质等各种类型的样品。
其中，聚合物材料的热稳定性研究是热重分析法的重要应用之一。
通过研究聚合物在高温下的分解和热稳定性，可以为聚合物的生产和加工提供有价值的信息。
除了研究样品的热稳定性和热分解性质外，热重分析法还可用于表征样品的物理性质和化学反应特性。
例如，通过分析热重曲线的斜率和峰值来研究样品的热传导性质和焓值，从而得到关于样品热传导和热化学反应的信息。
总的来说，热重分析法是化学、材料科学和工程领域常用的一种分析方法，可用于了解材料的热稳定性、化学特性和物理性质，为材料的研究和应用提供重要的信息。
热重分析法2热重分析法是一种通过测定样品在高温下的重量变化来研究其热稳定性和热分解性质的分析方法。
该方法可用于研究聚合物、无机化合物、金属材料、生物质等材料的热稳定性和热分解特性。
在热重分析实验中，一般采用专门设计的热重天平或量热仪。
实验中，样品被放置在量热仪或热重天平中，升温程序根据样品性质进行调整。
在升温过程中，样品的重量被记录下来，从而得到一个重量随温度递增的曲线，称为热重曲线。
通过分析热重曲线，可以研究样品在高温下的分解行为和热稳定性，确定样品的热分解温度和反应动力学参数等。
例如，聚合物材料的热重分析可用于研究其热稳定性和分解品的组成，为聚合物的生产和加工提供有价值的信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热重分析判断物质成分
方法思路
1．设晶体为1 mol，其质量为m。
2．失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
3．计算每步固体剩余的质量(m余)
m余
m×100%＝固体残留率。
4．晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。
5．失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属∶n氧，即可求出失重后物质的化学式。
1．PbO2受热会随温度升高逐步分解。
称取23.9 g PbO2，将其加热分解，受热分解过程中固体质量随温度的变化如下图所示。
A点与C点对应物质的化学式分别为________、________。
答案Pb2O3PbO
解析二氧化铅是0.1 mol，其中氧原子是0.2 mol。
A点，固体减少0.8 g，则剩余氧原子的物质的量是0.15 mol，此时剩余的铅和氧原子的个数之比是2∶3，A点对应的物质是Pb2O3。
同理可得出C点对应物质是PbO。
2．在焙烧NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210 ℃时，剩余固体物质的化学式为________。
答案HVO3
解析NH4VO3分解的过程中生成氨气和HVO3，HVO3进一步分解生成V2O5，210 ℃时若
分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为100
117
×100%≈85.47%，所以210 ℃时，剩余固体物质的化学式为HVO 3。
3．将Ce(SO 4)2·4H 2O(摩尔质量为404 g·mol
－1
)在空气中加热，样品的固体残留率
(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量
×100%)随温度的变化如下图所示。
当固体残留率为70.3%时，所得固体可能为__________(填字母)。
A ．Ce(SO 4)2 B ．Ce 2(SO 4)3 C ．CeOSO 4 答案 B
解析 404×70.3%≈284，A 的相对分子质量为332，B 的相对分子质量为568，C 的相对分子质量为252，根据质量守恒808×70.3%≈568，应选B 。
4．在空气中加热10.98 g 草酸钴晶体(CoC 2O 4·2H 2O)样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如表。
温度范围/℃ 固体质量/g
150～210 8.82 290～320 4.82 890～920
4.50
(1)加热到210 ℃时，固体物质的化学式为________________________________________。
(2)经测定，加热到210～310 ℃过程中的生成物只有CO 2和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________。
答案 (1)CoC 2O 4
(2)3CoC 2O 4＋2O 2=====△
Co 3O 4＋6CO 2
解析 (1)CoC 2O 4·2H 2O 失去全部结晶水的质量为10.98×147183 g ＝8.82 g ，即加热到210 ℃时，
固体物质是CoC 2O 4。
(2)根据元素守恒，n (CO 2)＝8.82
147×2 mol ＝0.12 mol ，质量为0.12 mol ×44
g·mol －
1＝5.28 g ，而固体质量减少为(8.82－4.82)g ＝4.00 g ，说明有气体参加反应，即氧气参加，氧气的质量为(5.28－4.00)g ＝1.28 g ，其物质的量为
1.28
32
mol ＝0.04 mol ，
n (CoC 2O 4)∶n (O 2)∶n (CO 2)＝8.82
147
∶0.04∶0.12＝3∶2∶6，依据原子守恒，3CoC 2O 4＋2O 2=====△
Co 3O 4＋6CO 2。
5．MnCO 3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。
则
(1)300 ℃时，剩余固体中n (Mn)∶n (O)为________。
(2)图中点D 对应固体的成分为______________(填化学式)。
答案 (1)1∶2 (2)Mn 3O 4和MnO
解析 设MnCO 3的物质的量为1 mol ，即质量为115 g 。
(1)A 点剩余固体质量为115 g ×75.65%≈87 g ， 减少的质量为115 g －87 g ＝28 g ， 可知MnCO 3失去的组成为“CO ”， 故剩余固体的成分为MnO 2。
(2)C 点剩余固体质量为115 g ×61.74%≈71 g ， 据锰元素守恒知m (Mn)＝55 g ， 则m (O)＝71 g －55 g ＝16 g ， 则n (Mn)∶n (O)＝5555∶16
16＝1∶1，
故剩余固体的成分为MnO ，
同理，B 点剩余固体质量为115 g ×66.38%＝76 g ， 因m (Mn)＝55 g ，则m (O)＝76 g －55 g ＝21 g ， 则n (Mn)∶n (O)＝5555∶21
16＝3∶4，
故剩余固体的成分为Mn 3O 4，
因D 点介于B 、C 之间，故D 点对应固体的成分为Mn 3O 4与MnO 的混合物。