Область применения метода ДСК – – Фундаментальные исследования: • термодинамика – теплота химических реакций, – теплота фазовых переходов, – теплоемкость, – оценка энтропии); • кинетика – определение числа и последовательности стадий сложной реакции, – определение параметров кинетических уравнений. Прикладные исследования: • синтез материалов – фазовые диаграммы, • математическая модель механизма реакции – оптимизация условий синтеза, – оптимизация условий отверждения смол, – оптимизация условий вулканизации резин, – определение геометрии контейнеров для безопасного хранения взрывоопасных и самовоспламеняющихся веществ, – прогнозирование поведения реакционной системы в заданных условиях; • химия ВМС – изучение процессов стеклования; • фармацевтика и пищевая промышленность – определение содержания количества примесей, – определение структурной модификации препарата, – определение состава растительных масел.
Твердофазный термолиз комплекса Co 2 Li 2 Piv 6 Py 2 с образованием Li. Co. O 2
Область применения метода ДСК – – Фундаментальные исследования: • термодинамика – теплота химических реакций, – теплота фазовых переходов, – теплоемкость, – оценка энтропии); • кинетика – определение числа и последовательности стадий сложной реакции, – определение параметров кинетических уравнений. Прикладные исследования: • синтез материалов – фазовые диаграммы, • математическая модель механизма реакции – оптимизация условий синтеза, – оптимизация условий отверждения смол, – оптимизация условий вулканизации резин, – определение геометрии контейнеров для безопасного хранения взрывоопасных и самовоспламеняющихся веществ, – прогнозирование поведения реакционной системы в заданных условиях; • химия ВМС – изучение процессов стеклования; • фармацевтика и пищевая промышленность – определение содержания количества примесей, – определение структурной модификации препарата, – определение состава растительных масел.
Рассчитанный из данных ДСК температурный профиль в объеме 3, 5 -динитро-о-толуамида* *Данные NETZSCH-Gerätebau Gmb. H
Область применения метода ДСК – – Фундаментальные исследования: • термодинамика – теплота химических реакций, – теплота фазовых переходов, – теплоемкость, – оценка энтропии); • кинетика – определение числа и последовательности стадий сложной реакции, – определение параметров кинетических уравнений. Прикладные исследования: • синтез материалов – фазовые диаграммы, • математическая модель механизма реакции – оптимизация условий синтеза, – оптимизация условий отверждения смол, – оптимизация условий вулканизации резин, – определение геометрии контейнеров для безопасного хранения взрывоопасных и самовоспламеняющихся веществ, – прогнозирование поведения реакционной системы в заданных условиях; • химия ВМС – изучение процессов стеклования; • фармацевтика и пищевая промышленность – определение содержания количества примесей, – определение структурной модификации препарата, – определение состава растительных масел.
Рассчитанные концентрации продуктов твердофазного термолиза комплекса Co 2 Li 2 Piv 6(Et 3 N)2 A B C D E = Li. Co. O 2 E
Область применения метода ДСК – – Фундаментальные исследования: • термодинамика – теплота химических реакций, – теплота фазовых переходов, – теплоемкость, – оценка энтропии); • кинетика – определение числа и последовательности стадий сложной реакции, – определение параметров кинетических уравнений. Прикладные исследования: • синтез материалов – фазовые диаграммы, • математическая модель механизма реакции – оптимизация условий синтеза, – оптимизация условий отверждения смол, – оптимизация условий вулканизации резин, – определение геометрии контейнеров для безопасного хранения взрывоопасных и самовоспламеняющихся веществ, – прогнозирование поведения реакционной системы в заданных условиях; • химия ВМС – изучение процессов стеклования; • фармацевтика и пищевая промышленность – определение содержания количества примесей, – определение структурной модификации препарата, – определение состава растительных масел.
Калориметрия • теплота химических реакций, • теплота фазовых переходов, • теплоемкость Теплоперенос • теплопроводность, • конвекция, • тепловое излучение
Классификация калориметров • Способ измерения теплоты – компенсационные • компенсация фазовым переходом • компенсация электрической работой – с измерением разницы температур • ΔT = f(t) • ΔT = f(x) • Методика эксперимента – статические – динамические • сканирующие • Режим эксперимента – изотермические – изопериболические – адиабатические
Устройство измерительной системы ДСК Δl Δl F F S R ΦFS TF ΦFR Tm. S Tm. R TF
Нулевое приближение • • • Стационарное состояние Нет межфазных границ Учитывается теплоемкость только образца и образца сравнения Идеально симметричная конструкция измерительной системы Измеряемая температура равна температуре образца Нет тепловых потерь
Нулевое приближение
T T t ΔT 0 t t 0 T t ΔT 0 t
Первое приближение
Второе приближение F TS ΦFS T TS F Tm. S ΔTSm. S tgα t TF Tm. S TF τ2
Характеристики аномалий на кривых ДСК
Влияние условий на температуру экстремума пика плавления
Влияние условий на температуру экстремума пика плавления индия Воздух Аргон 10º/мин 5º/мин 2º/мин
Характеристики аномалий на кривых ДСК
Характеристики аномалий на кривых ДСК
Коррекция относительно асимметрии измерительной системы Li 0. 8 Ni 1. 2 O 2
Коррекция по температуре: Tm. R → TR F TR ΦFR TF F r. Rm. R Cp, rm. R TF
Требования к стандартам для калибровки ДСК • высокая степень чистоты (не менее 99. 999%) • точно установленные характеристики фазовых переходов • устойчивость на воздухе и к воздействию излучения • химическая стабильность • низкое давление насыщенного пара при температуре фазового перехода • инертность по отношению к материалу тигля • близкие к исследуемым образцам теплофизические (теплоемкость, теплопроводность) и физические (масса, толщина) характеристики, • не слишком мелкие размеры твердых частиц
Коррекция по температуре: Tm. R → TR F TR ΦFR TF F r. Rm. R Cp, rm. R TF
Коррекция по температуре: ДСК(t)(ДСК(Tm. R)) → ДСК(TS)) F TS S Tm. S TR ΦSm. R F R Tm. R Эффективная константа времени зависит от • геометрии и материала тигля • конструкции прибора • скорости и направления изменения температуры • теплофизических свойств и скорости потока газа • теплофизических свойств и фактуры поверхности образца
Коррекция по температуре: ДСК(t)(ДСК(Tm. R)) → ДСК(TS)) α TS Tm. R
Коррекция по температуре: ДСК(t)(ДСК(Tm. R)) → ДСК(TS))
Коррекция по теплоте: Peak. Area → Qr KQ включает • термическое сопротивление колонки от нагревателя до сенсора дна тигля образца теплопроводность материала толщина слоя дисперсность • долю энергии, потерянной на границах раздела фаз за счет конвекции и теплового излучения Величина KQ зависит от • конструкции измерительной системы • геометрии и материала тиглей • теплофизических и физических свойств образца • температуры • скорости и направления изменения температуры • теплофизических свойств и скорости потока газа
Коррекция по теплоте: Peak. Area → Qr
Коррекция по тепловому потоку: ДСК(T) → Ф(T)
Деконволюция
Скачать презентацию Область применения метода ДСК Фундаментальные исследования
16e9716ac403433d5d922f3cc350b46b.ppt