4-5-laboratoriya ishi: Noorganik moddalarni differentsiyal-termik usulida aniqlash Differensial termik analiz dta

4-5-laboratoriya ishi: Noorganik moddalarni differentsiyal-termik usulida aniqlash


Differensial termik analiz (DTA) moddalarni qizdirish jarayonida ularda issiqlik effekti bilan sodir bо‘ladigan protsesslarni о‘rganadi. DTA usulini birinchi marta 1887 yili Le-Shatelye tuproq minerallarini о‘rganishda qо‘lladi. Issiqlik yutilishi yoki chiqishi bilan boradigan fizikaviy va kimyoviy protsesslar uzluksiz differensial egri chizig‘ida ma’lum endotermik yoki ekzotermik effektlar beradi. Bunday protsesslarga misol tariqasida kristallanish, suyuqlantirish, suvsizlantirish, murakkab moddalarni qizdirib parchalash, moddalarning polimorf о‘zgarishlari va boshkalarini keltirish mumkin.
T ekshirilayotgan moddani ma’lum tezlikda qizdirib yoki sovitib, energiya chiqishi yoki yutilishi uzluksiz qayd qilib boriladi. Olingan qizdirish egri chiziqlari issiqlik effektining xarakteri va sezgirligi, tekshirilayotgan moddaning taxminiy tarkibi va qizdirishda sodir bо‘ladigan faza о‘zgarishlarining xarakteri haqida ma’lumot beradi.
Termik analiz moddalarning qanday xususiyatlari о‘rganilishiga qarab quyidagilarga bо‘linadi: differensial termik-analiz-issiqlik energiyasining yutilishi yoki chiqishini aniklash, gazovolyumetrik (valyumetrik) analiz, bunda gaz termogravimetrik analiz-modda og‘irligining о‘zgarishini aniklash, ajralib chiqishi о‘rganiladi. Termik analizning bu usullarini alohida-alohida yoki birgalikda tatbiq etish mumkin.
Temperaturaning differensial egri chizig‘i differensial termopara yordamida olinadi. U ikki termoparadan tashkil topgan. Bu termoparalarning bir xil materialdan tayyorlangan uchlari bir-biri bilan biriktirilgan.
Termoparalardan birining issiq uchi tekshirilayotgan moddaga, ikkinchi termoparaning issiq uchi esa etalonga tushiriladi. Qizdirish vaqtida termoparalarda hosil bо‘ladigan elektr yurituvchi kuchlar (e.y.k.) bir-biriga qarama-qarshi yо‘nalgan bо‘ladi. Agar tekshirilayotgan hamda etalon moddalar pechda bir meyorda qizdirilsa va modda holatida hech qanday о‘zgarish rо‘y bermasa, termoparalarda hosil bо‘ladigan e.Y.k.lar bir-biriga teng bо‘ladi, natijada galvanometr zanjirda tok yо‘qligini kо‘rsatadi. Differensial termogramma esa abssissalar о‘qiga parallel chiziq holida bо‘ladi. Agar tekshirilayotgan modda qizdirish vaqtida о‘zgarsa uning shu vaqtdagi temperaturasi etalonnikidan yuqori yoki past bо‘lishi mumkin. Tekshirilayotgan modda va etalon temperaturalari orasidagi farq termoparada turli kattalikka ega bо‘lgan e.y.k. hosil qiladi. Termografik tekshirishlarning hamma sistemalarida qabul qilingan qoidaga kо‘ra endotermik reaksiyalar uchun differensial egri chiziq abssissalar о‘qida (nol chiziqdan) pastga, ekzotermik reaksiyalar uchun esa yuqoriga qarab og‘gan bо‘ladi. Og‘ish kattaligi tekshirilayotgan modda va etalonning temperaturalari orasidagi farqni xarakterlaydi. U bir holatdan ikkinchi holatga о‘tayotgan moddaning miqdorini va sodir bо‘layotgan reaksiyaning sezgirligini ifodalaydi.
Differensial egri chizig‘ining yuqoriga yoki pastga tomon yо‘nalishi, ya’ni endotermik va ekzotermik effektlar quyidagi fizika-ximiyaviy о‘zgarishlarga bog‘liq bо‘ladi.
E n d o t ye r m i k e f f ye k t l a r : a) tekshirilayotgan moddalar qizdirilayotganda parchalanib gaz ajralib chiqadi (degidratlanish, dekarbonilanish va shu kabi reaksiyalar), bunda moddaning ximiyaviy tarkibi о‘zgaradi; b) murakkab birikmalar qizdirilganda oddiy mahsulotlarga ajraladi; v) moddalar enantiotrop xarakterda bir holatdan ikkinchi holatga о‘tadi; g) moddalar kongruent va inkogruent suyuqlanadi. Bu reaksiyalarning hammasi issiqlik yutilishi bilan boradi.
E k z o t ye r m i k e f f ye k t l a r : a) tekshirilayotgan moddaning gaz muhitni yutishi bilan boradigan kimiyoviy reaksiyalar, masalan, oksidlanish reaksiyalari; b) monotrop xarakterdagi polimorf о‘zgarish protsesslari, bunda shu temperaturada beqaror bо‘lgan modifikatsiya barqaror holatga о‘tadi; v) beqaror amorf holatdan kristall holatga о‘tishi masalan gel, shisha, suyuqlanma va boshqa holatdagi moddalarning kristallanishi. Bu reaksiyalarning hammasi issiqlik chiqishi bilan boradi.
Shunday qilib, DTA tekshirilayotgan modda qizdirilganda unda faza о‘zgarishlari sodir bо‘lishi-bо‘lmasligini aniklashga, ximiyaviy reaksiyalarning boshlanish, borish va tugash temperaturalarini topishga, fizikaviy va ximiyaviy о‘zgarishlarining tezligini, reaksiyada qatnashayotgan moddalarning miqdorini aniklashga imkon beradi.
Amalda DTA egri chiziqlari avtomatik ravishda yozib olinadi.