Ce este termogravimetria?

Termogravimetria (TG) este o tehnică de analiză termică în care masa unei probe este măsurată în timp, într-o atmosferă controlată, pe măsură ce se schimbă temperatura. Datele din această procedură sunt examinate prin analiza termogravimetrică (TGA), una dintre mai multe metode în care o proprietate fizică a unei probe este măsurată în raport cu schimbarea temperaturii. Tehnici similare implică studiul fluxului termic, lungimii și elasticității. Termogravimetria este adesea folosită în industria farmaceutică pentru a analiza stabilitatea medicamentelor și agricultura pentru a regla procesul de deshidratare a culturilor.

Procedura necesită o balanță de precizie, o sursă de căldură și o cameră de reacție închisă. Pe măsură ce proba este încălzită, greutatea și temperatura acesteia sunt monitorizate și înregistrate continuu. Un termocuplu, sau un senzor de temperatură, este de obicei plasat în contact direct cu proba; termogravimetria implică modificări absolute ale masei și este independentă de viteza de încălzire a probei. Mediul poate fi un gaz sau un amestec de gaze la orice presiune necesară sau un vid.

Când sunt reprezentate grafic, datele adunate formează o curbă care leagă masa unei probe de temperatura acesteia. Corelația dintre temperatură și modificarea masei este examinată prin compararea punctelor din grafic cu cele două scări ale axei. Un afișaj mai informativ este derivat din date prin intermediul termogravimetriei diferențiale, unde este reprezentată rata de schimbare a masei în funcție de temperatură. Episoadele individuale de schimbare care nu apar în maparea simplă pot fi distinse cu ușurință, ceea ce duce la o analiză mai completă și mai semnificativă.

Modificarea masei unei probe, reflectată de greutatea acesteia, deoarece schimbările de temperatură se pot datora descompunerii compușilor în elemente constitutive, reacției probei cu oxigenul sau pierderii conținutului de apă. La ce temperatură și în ce condiții atmosferice au loc aceste modificări oferă informații importante despre materialul eșantionului. Termogravimetria este adesea folosită pentru a studia modul în care acești factori vor afecta stabilitatea și durata de viață a unui produs. Analiza reacției unei probe la schimbarea termică poate fi folosită și în criminalistică pentru a ajuta la identificarea materialelor necunoscute.

Comportarea materialelor înrudite la temperaturi ridicate într-o atmosferă selectată este un aspect important în proiectarea și dezvoltarea produsului. Termogravimetria poate fi folosită și pentru a stabili caracteristicile unui material pentru a fi utilizat în identificarea ulterioară sau controlul calității. Prin alegerea atentă a temperaturii și a atmosferei, materialele de probă pot fi descompuse selectiv în componente constitutive. Această metodă este adesea folosită în studiul polimerilor, molecule mari compuse din părți repetate.