實(shí)驗(yàn)室里常說的“水”有兩種:游離水和結(jié)晶水。游離水就是普通水分,加熱就蒸發(fā)。結(jié)晶水藏在晶體內(nèi)部,和物質(zhì)結(jié)合得更緊,要到更高溫度才肯出來。國產(chǎn)綜合熱分析儀把熱重(TG)、差熱(DTA)或差示掃描量熱(DSC)放在同一臺機(jī)器里,一次實(shí)驗(yàn)就能同時測質(zhì)量變化和熱量變化,用來分清楚這兩種水各有多少。
一、儀器結(jié)構(gòu)
1.綜合熱分析儀主機(jī)里有精密天平、爐子、控溫模塊和氣體系統(tǒng)。
2.天平精度一般0.1μg,能實(shí)時記錄樣品重量。
3.爐子用鉑電阻加熱,室溫-1200℃連續(xù)可調(diào)。
4.國產(chǎn)型號常用氧化鋁或鉑銠坩堝,耐酸堿,成本低。
二、實(shí)驗(yàn)步驟
1.稱樣:取10-20 mg粉末,均勻鋪在坩堝里,不要太厚。
2.設(shè)定程序:以10℃/min從室溫升到200℃,再升到600℃或更高。
3.通氣:測游離水用氮?dú)猓瑴y結(jié)晶水可換空氣或惰性氣體,避免氧化干擾。
4.記錄:軟件同時畫TG曲線(質(zhì)量-溫度)和DSC曲線(熱流-溫度)。
三、如何讀結(jié)果
1.TG曲線出現(xiàn)一次下降,對應(yīng)游離水蒸發(fā),溫度區(qū)間通常在30-120℃。
2.下降幅度就是游離水質(zhì)量。
3.繼續(xù)升溫,在更高溫區(qū)再出現(xiàn)一次或多次下降,那是結(jié)晶水分步脫除。
4.把這兩段質(zhì)量損失加起來,就是總含水量;單獨(dú)算第一段,就是游離水含量;兩者相減得結(jié)晶水含量。
5.DSC曲線在失水溫度點(diǎn)出現(xiàn)吸熱峰,峰面積可換算成脫水焓,驗(yàn)證TG數(shù)據(jù)。
四、國產(chǎn)儀器優(yōu)勢
1.成本低:價格相較同檔次進(jìn)口機(jī)要低很多。
2.軟件中文界面,自動給出失重百分比和區(qū)間溫度,不需人工積分。
3.售后快:國內(nèi)廠家可短期到場進(jìn)行售后服務(wù),換件周期短。
五、注意事項(xiàng)
1.樣品量不能多,多了傳熱慢,峰形拖尾,分不清兩段失水。
2.升溫速率常用10℃/min;太快會把游離水和結(jié)晶水峰混在一起。
3.坩堝蓋打孔或半開,讓水汽及時散走,避免二次冷凝造成假峰。
4.定期用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(草酸鈣二水合物)校準(zhǔn),保證質(zhì)量誤差≤±1%。
國產(chǎn)綜合熱分析儀通過一次升溫,把游離水和結(jié)晶水按溫度區(qū)間分開,質(zhì)量變化一目了然。操作簡單,數(shù)據(jù)可靠,已在建材、礦物、藥物等領(lǐng)域廣泛使用。