南昌大學實驗報告 實驗一熱重分析

2022-03-27 14:32:02 字數 2274 閱讀 9427

南昌大學實驗報告

(樣本)

學生姓名學號: 5702106專業班級: 無機材料082班

實驗型別:□ 演示 ■ 驗證 □ 綜合 □ 設計 □ 創新實驗日期:2010-9-25 實驗成績

實驗一熱重分析

一.實驗目的

1.了解熱重分析的基本原理及熱重分析儀的裝置;

2.學習使用熱重分析方法並能準確地測量物質的變化及變化的速率。

二.實驗基本原理

物質受熱時,發生化學反應,質量也就隨之改變,測定物質質量的變化就可研究其變化過程。熱重法(tg)是在程式控制溫度下,測量物質質量與溫度關係的一種技術。熱重法實驗得到的曲線稱為熱重曲線(即tg曲線)。

tg曲線以質量作縱座標,從上向下表示質量減少;以溫度(或時間)為橫座標,自左至右表示溫度(或時間)增加。

熱重法的主要特點是定量性強,能準確地測量物質的變化及變化的速率。熱重法的實驗結果與實驗條件有關。但在相同實驗條件下,同種樣品的熱重實驗資料應是重現的。

三.主要儀器裝置及耗材

主要儀器與裝置:sdt q600 差熱/熱重同步熱分析儀

試劑與耗材:cac2o4·h2o (a·r)、cuso4·5h2o(a·r) 高鋁瓷坩堝等。

四.實驗步驟與操作規程

1.檢查周圍環境及儀器狀態。

要求室內環境溫度為23±5℃,在 sdt 和控制器之間進行所有必要的電纜連線,連線所有氣體線路,接通各裝置的電源,將控制器連線到儀器,熟悉控制器的操作,校準 sdt(如果必要)。

2.設定淨化氣體。

主淨化氣體應該限制為常用的、最好是惰性氣體(如氮氣、氬氣等)。推薦的流量設定為100 ml/min。

輔助淨化氣體主要為引入更具反應性的氣體,其流速通常低於主淨化氣體,推薦的流量設定為20ml/min。

3.設定所需的sdt模式及要儲存的訊號(熱流、重量和/或delta t)等。

4.選擇並準備樣品。這包括準備乙個適當大小的樣品並將其放到測試杯中。

5.選擇、載入並在天平上皮重稱量sdt測試杯(包括樣品測試杯和參照測試杯)。

6.通過 ta 控制器輸入實驗和過程資訊,其中包括樣品資訊和儀器資訊。

7.關閉爐子。

8.開始實驗。

9.停止實驗

如果由於某種原因,需要終止實驗,可隨時通過按下觸控螢幕上的 stop 鍵或通過儀器控制

軟體選擇停止來中止實驗。另一種能停止實驗的功能是拒絕。可是,「拒絕」功能會丟失從實驗中獲取的所有資料;「停止」功能會儲存在停止實驗之前收集的任何資料。

注意事項:

1.對於 dsc-tga 實驗,必須使用陶瓷(氧化鋁)90μl測試杯。

2.嚴禁在sdt爐子中使用h2或任何腐蝕、易燃性氣體,爐子必須遠離揮發性的易燃碳氫化合物。

3.樣品中盡量不要含有氟(f)元素;揮發性樣品必須加蓋子。

4.載入樣品時,請從橫樑上取下測杯,如果樣品材料溢位到平台上,會對平台導致永久性的汙染。

5.不要將爐子加熱到高溫來清潔測試杯,而是在爐子外面清潔。另外,不要將爐子長時間處

於高溫(1000℃以上)的狀態下,否則會縮短爐子的使用壽命。

6.嚴禁使用腐蝕性化學藥品、腐蝕性清潔劑、鋼絲棉或任何粗製材料來清潔觸控螢幕。

五.實驗資料及處理結果

1.根據得到的tg曲線,讀出試樣質量發生變化前後的值及其所對應的溫度,計算出其變化值。

2.根據公式: 可以計算出樣品的失重。

3.分析曲線上質量變化的原因。

含1個結晶水的cac2o4·h2o的熱重曲線如圖,草酸鈣在100℃以前沒有失重現象,其熱重曲線呈水平狀,為tg曲線的第乙個平台。在100℃和200℃之間失重並開始出現第二個平台。這一步的失重量佔試樣總質量的12.

3%,正好相當於每mol草酸鈣失掉1molh2o,因此這一步的熱分解應按脫水進行。在400℃和500℃之間失重並開始呈現第三個平台,其失重量佔試樣總質量的18.5%,相當於每mol草酸鈣分解出1molco,因此這一步的熱分解應按熱分解反應進行。

在600℃和800℃之間失重並出現第四個平台,其失重量佔試樣總質量的30%,正好相當於每mol草酸鈣分解出1molco2,因此這一步的熱分解應按熱分解反應進行。可見借助熱重曲線可推斷反應機理及產物。

六.思考題

1.要使乙個多步分解反應過程在熱重曲線上明晰可辨,應選擇什麼樣的實驗條件?

2.影響質量測量準確度的因素有哪些?在實驗中可採取哪些措施來提高測量準確度?

七.參考資料

[1] 楊南如.現代分析測試技術. 武漢: 武漢工業大學出版社, 1990.

[2] 陳泓, 李傳儒. 熱分析及其應用. 北京: 科學出版社, 1985.

請注意紅色字型部分,不要照抄,按照圖來分析完成。

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