Qu'est-ce que l'analyse thermogravimétrique?
L’analyse thermogravimétrique est une technique utilisée en science et dans l’industrie pour caractériser l’évolution d’un échantillon solide au fur et à mesure de son chauffage. L'échantillon peut changer en raison d'une perte d'humidité, de changements dans la structure cristalline ou de changements moléculaires dus à la décomposition. Ce type d'analyse est utilisé pour caractériser des échantillons de polymères et de charbon, pour dater des peintures et pour de nombreuses autres utilisations.
L'analyse des échantillons est effectuée dans un environnement contrôlé dans lequel l'échantillon est pesé en continu pendant qu'il est chauffé. Un gaz inerte peut être introduit pour éviter l'oxydation pendant le chauffage. La sortie consiste en une courbe de température en fonction de la perte de poids. Lorsqu'ils sont présentés sous leur forme différentielle, les changements de pente de la courbe deviennent des pics, ce qui permet aux scientifiques de discerner plus facilement le point de transformation de l'échantillon.
L'analyse gravimétrique ou l'analyse dans laquelle la quantité finale est déterminée par pesée de l'échantillon est généralement une technique d'analyse très précise. L’analyse thermogravimétrique, en revanche, est davantage une technique descriptive. Les pics peuvent être mesurés en énergie libérée ou absorbée par un déplacement de la structure de l'échantillon. Dans certaines molécules hydrogénées, un pic se produira lorsque la chaleur éliminera l'hydratation. La chaleur nécessaire pour provoquer un tel changement constitue également une mesure de la force de liaison entre la molécule et la molécule d'eau.
Les polymères sont souvent décrits par analyse thermogravimétrique. Les scientifiques se penchent sur le point de ramollissement et le point de dégradation et évaluent l'analyse des mélanges et le contenu de la charge. Les matériaux ignifugeants peuvent être testés selon cette méthode, en évaluant les conditions dans lesquelles la combustion se produit.
Les matières organiques telles que le charbon peuvent être caractérisées par analyse thermogravimétrique. Cette technique a remplacé les anciens tests multiples requis pour classer et valoriser le charbon entre acheteurs et vendeurs. Le test peut évaluer le pourcentage d'humidité, de composés volatils, de carbone fixe et de cendres dans le charbon.
Certaines études cinétiques, ou des études déterminant les vitesses de réaction, sont réalisées à l'aide d'une analyse thermogravimétrique. Ces études sont parfois menées en analysant en continu les gaz d'échappement de l'échantillon chauffé. Les études cinétiques peuvent déterminer l'ordre de la réaction, c'est-à-dire le nombre d'espèces moléculaires devant se combiner à chaque stade de la réaction.
La chimie légale a trouvé une maison pour l'analyse thermogravimétrique. La technique peut caractériser les vernis et les peintures. Par comparaison avec des échantillons connus, il est possible de déterminer l'âge de certaines œuvres d'art. Des informations utiles concernant la stabilité des produits pharmaceutiques sont trouvées en utilisant cet instrument.