Vad är termogravimetrisk analys?

Termogravimetrisk analys är en teknik som används inom vetenskap och industri för att karakterisera hur ett fast prov förändras när det gradvis värms upp. Provet kan förändras på grund av fuktförlust, förändringar i kristallstruktur eller molekylära förändringar på grund av sönderdelning. Denna typ av analys används för att karakterisera polymerer och kolprover, hittills målningar och för många andra användningar.

Analysen av prover görs i en kontrollerad miljö där provet vägs kontinuerligt medan det värms upp. En inert gas kan införas för att undvika oxidation under uppvärmning. Utgången består av en temperatur kontra viktminskningskurva. När de presenteras i sin differentiella form blir förändringarna i kurvens lutning toppar, vilket gör det lättare för forskare att urskilja punkten för transformation i provet.

Gravimetrisk analys eller analys där den slutliga mängden bestäms genom vägning av provet är vanligtvis en mycket exakt analytisk teknik. Termogravimetrisk analys är å andra sidan mer en beskrivande teknik. Topparna kan mätas i energi som frigörs eller tas upp genom en förskjutning i provstrukturen. I vissa hydrerade molekyler uppstår en topp när värme tar bort hydrering. Värmen som krävs för att orsaka en sådan förändring är också ett mått på bindningsstyrkan mellan molekylen och vattenmolekylen.

Polymerer beskrivs ofta genom termogravimetrisk analys. Forskare tittar på mjukningspunkten och nedbrytningspunkten och utvärderar blandningsanalys och fyllmedelinnehåll. Flamskyddsmedel kan testas med denna metod för att utvärdera förhållandena under vilka förbränning sker.

Organiskt material såsom kol kan karakteriseras med användning av termogravimetrisk analys. Denna teknik har ersatt äldre flera tester som krävs för att rangordna och värdera kol mellan köpare och säljare. Testet kan utvärdera andelen fuktinnehåll, flyktiga ämnen, fast kol och aska i kolet.

Vissa kinetiska studier, eller studier som bestämmer reaktionshastigheterna, utförs med hjälp av termogravimetrisk analys. Dessa studier genomförs ibland genom att kontinuerligt analysera avgaserna från provet när det värms upp. Kinetiska studier kan bestämma reaktionens ordning, vilket betyder hur många molekylära arter som måste kombineras i varje steg i reaktionen.

Rättsmedicinsk kemi har hittat ett hem för termogravimetrisk analys. Tekniken kan känneteckna lack och färger. I jämförelse med kända prover kan åldern för vissa konstverk bestämmas. Användbar information om läkemedlets stabilitet hittas genom användning av detta instrument.