Термогравиметрия

ТЕРМОГРАВИМЕТРИЯ, метод исследования и анализа, основанный на регистрации изменения массы образца в зависимости от его т-ры в условиях программированного изменения т-ры среды. Установка для термогравиметрии состоит из весов непрерывного взвешивания (термовесов); печи, в к-рую помещают образец; приборов, регистрирующих т-ру (термопары с самописцами); программного регулятора т-ры. Возможны два способа проведения термогравиметрич. эксперимента: изотермический, т.е. при постоянной т-ре печи, и наиб. распространенный-динамический, т.е. при изменении т-ры печи во времени (обычно при постоянной скорости нагрева). В результате получают кривые зависимости изменения массы Dm образца (термогравиметрич. кривая) либо скорости изменения массы (дифференц. термогравиметрич. кривая; см. Дериватография) от времени или от т-ры.

Воспроизводимость термогравиметрич. кривых плохая, т.к. на их вид влияют много факторов-скорость нагрева, форма печи, природа материала контейнера для образца, размер частиц исследуемого образца (а иногда и их форма), его масса, плотность, теплопроводность, р-римость в нем выделяющихся газов, атмосфера в печи, место расположения термопары и т.д. Тем не менее разл. участки кривой позволяют определить термин, устойчивость исходного образца, промежуточных соед. и конечного продукта. Зная состав исходного образца, можно рассчитать состав соед. на разных стадиях термич. разложения. Обычно для характеристики в-ва методом термогравиметрии фиксируют начальную (Т_н) и конечную (Т_к) т-ры разложения (см. рис.). Разность Т_к — Т_н называют интервалом р-ции. В ряде случаев, напр. при натр. AgNO₃, Ni(CH₃COO)₂, CaOsO₄, разложение происходит при фактически одном и том же значении т-ры, равной Т_н, к-рая в данном случае служит характеристикой процесса.

Термогравиметрию применяют при определении т-ры прокаливания осадков в гравиметрии, для автоматич. гравиметрич. анализа, установления состава сложных смесей, определения чистоты и термич. устойчивости реагентов, изучения поведения материалов в вакууме и атмосфере разл. газов, совместно с дифференц. термич. анализом (см. Термический анализ) для изучения кинетики разложения твердых в-в. Термогравиметрию используют для исследования в-в, разлагающихся с выделением газообразных компонентов, напр. для достаточно точного определения кислорода в сложных оксидах переходных металлов (в оксидных полупроводниках). Так, содержание кислорода в Eu₂Os₂O₇, установленное методами термогравиметрии и нейтронно-активац. анализа, составляют соотв. 13,95 и 13,92% (при теоретич. содержании 14,00%). Первые термовесы создал Т. Холанд в 1915.

Термогравиметрич. кривая, полученная при исследовании образца оксалата кальция.

Лит.: Уэндландт У., Термические методы анализа, пер. с англ., М., 1978; Шаплыгин И. С. [и др.], "Ж. неорг. химии", 1988, т. 33, в. 8, с. 1928-32; Du-val С., Inorganic thcrmogravimetric analysis, 2 ed., Amst, 1963. И. С. Шаплыгин.