Che cos'è l'analisi termogravimetrica?
L'analisi termogravimetrica è una tecnica utilizzata nella scienza e nell'industria per caratterizzare il modo in cui un campione solido cambia man mano che viene gradualmente riscaldato. Il campione può cambiare a causa della perdita di umidità, dei cambiamenti nella struttura del cristallo o dei cambiamenti molecolari dovuti alla decomposizione. Questo tipo di analisi viene utilizzato per caratterizzare polimeri e campioni di carbone, per datare dipinti e per molti altri usi.
L'analisi dei campioni viene eseguita in un ambiente controllato in cui il campione viene pesato continuamente mentre viene riscaldato. Un gas inerte può essere introdotto per evitare l'ossidazione durante il riscaldamento. L'output è costituito da una curva di temperatura rispetto alla perdita di peso. Quando presentati nella sua forma differenziale, i cambiamenti nella pendenza della curva diventano picchi, il che rende più facile per gli scienziati discernere il punto di trasformazione nel campione.
L'analisi gravimetrica o l'analisi in cui viene determinata la quantità finale pesando il campione è di solito una tecnica analitica molto precisa. L'analisi termogravimetrica, d'altra parte, è più una tecnica descrittiva. I picchi possono essere misurati in energia rilasciata o assorbita da uno spostamento nella struttura del campione. In alcune molecole idrogenate, si verificherà un picco quando il calore rimuove l'idratazione. Il calore necessario per causare tale cambiamento è anche una misura della forza di legame tra la molecola e la molecola d'acqua.
I polimeri sono spesso descritti mediante analisi termogravimetriche. Gli scienziati osservano il punto di rammollimento e il punto di degrado e valutano l'analisi della miscela e il contenuto di riempitivo. I materiali ritardanti di fiamma possono essere testati con questo metodo, valutando le condizioni in cui si verifica la combustione.
Materiale organico come il carbone può essere caratterizzato mediante analisi termogravimetrica. Questa tecnica ha sostituito i vecchi test multipli richiesti per classificare e valutare il carbone tra acquirenti e venditori. Il test può valutare la percentuale di contenuto di umidità, sostanze volatili, carbonio fisso e ceneri nel carbone.
Alcuni studi cinetici, o studi che determinano le percentuali di reazioni, vengono eseguiti mediante analisi termogravimetrica. Questi studi vengono talvolta condotti analizzando continuamente i gas di scarico dal campione durante il riscaldamento. Gli studi cinetici possono determinare l'ordine della reazione, il che significa quante specie molecolari devono combinare in ogni fase della reazione.
La chimica forense ha trovato una sede per l'analisi termogravimetrica. La tecnica può caratterizzare vernici e vernici. In confronto a campioni noti, è possibile determinare l'età di alcune opere d'arte. Informazioni utili sulla stabilità dei prodotti farmaceutici sono reperibili mediante questo strumento.