Was ist die thermogravimetrische Analyse?
Die thermogravimetrische Analyse ist eine Technik, die in Wissenschaft und Industrie verwendet wird, um zu charakterisieren, wie sich eine feste Probe ändert, wenn sie allmählich erwärmt wird. Die Probe kann sich aufgrund von Feuchtigkeitsverlust, Änderungen der Kristallstruktur oder molekularen Änderungen aufgrund von Zersetzung verändern. Diese Art der Analyse wird verwendet, um Polymere und Kohleproben zu charakterisieren, Gemälde zu datieren und für viele andere Zwecke.
Die Analyse der Proben erfolgt in einer kontrollierten Umgebung, in der die Probe unter Erwärmung kontinuierlich gewogen wird. Ein Inertgas kann eingeführt werden, um eine Oxidation während des Erhitzens zu vermeiden. Die Ausgabe besteht aus einer Temperatur-Gewichtsverlust-Kurve. In ihrer differenziellen Form werden die Änderungen der Steigung der Kurve zu Peaks, die es den Wissenschaftlern erleichtern, den Transformationspunkt in der Probe zu erkennen.
Eine gravimetrische Analyse oder Analyse, bei der die Endmenge durch Wiegen der Probe bestimmt wird, ist üblicherweise eine sehr genaue Analysetechnik. Die thermogravimetrische Analyse ist dagegen eher eine beschreibende Technik. Die Peaks können in Energie gemessen werden, die durch eine Verschiebung der Probenstruktur freigesetzt oder aufgenommen wird. In einigen hydrierten Molekülen tritt ein Peak auf, wenn die Wärme die Hydratation entfernt. Die für eine solche Änderung erforderliche Wärme ist auch ein Maß für die Bindungsstärke zwischen dem Molekül und dem Wassermolekül.
Polymere werden häufig durch thermogravimetrische Analyse beschrieben. Die Wissenschaftler untersuchen den Punkt des Erweichens und des Abbaus und bewerten die Mischungsanalyse und den Füllstoffgehalt. Mit dieser Methode können flammhemmende Materialien getestet werden, wobei die Bedingungen bewertet werden, unter denen die Verbrennung stattfindet.
Organisches Material wie Kohle kann unter Verwendung einer thermogravimetrischen Analyse charakterisiert werden. Diese Technik hat ältere mehrfache Tests ersetzt, die erforderlich sind, um Kohle zwischen Käufern und Verkäufern einzustufen und zu bewerten. Der Test kann den prozentualen Feuchtigkeitsgehalt, die flüchtigen Bestandteile, den gebundenen Kohlenstoff und die Asche in der Kohle bewerten.
Einige kinetische Untersuchungen oder Untersuchungen zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeiten werden unter Verwendung einer thermogravimetrischen Analyse durchgeführt. Diese Untersuchungen werden manchmal durchgeführt, indem die Abgase aus der Probe beim Erhitzen kontinuierlich analysiert werden. Kinetische Studien können die Reihenfolge der Reaktion bestimmen, dh wie viele molekulare Spezies in jeder Reaktionsstufe kombiniert werden müssen.
Die forensische Chemie hat eine Heimat für die thermogravimetrische Analyse gefunden. Die Technik kann Lacke und Farben charakterisieren. Durch Vergleich mit bekannten Proben kann das Alter bestimmter Kunstwerke bestimmt werden. Mit diesem Instrument werden nützliche Informationen zur Stabilität von Arzneimitteln gefunden.