ANÁLISE TÉRMICA Sumário

Documentos relacionados
Técnicas de Análises Térmicas (Thermal Analysis - TA) de Materiais

Capítulo 31 Skoog (Princípios de Analise Instrumental)

Análises Térmicas. Sandra Maria da Luz

Trabalho de Termodinâmica:

Análise Térmica Diferencial (DTA) Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

Análises Térmicas dos Materiais

Minicurso 2. TEMA: Técnicas analíticas instrumentais: Análise térmica (TG e DSC)

APLICAÇÃO DE MÉTODOS TERMOANALÍTICOS AOS MATERIAIS PMT 5872

Comportamento Térmico dos Polímeros Parte 2

CALORIMETRIA. Prof. Harley P. Martins Filho. Microcalorimetria isotérmica

Variáveis APLICAÇÃO DE MÉTODOS TERMOANALÍTICOS AOS MATERIAIS PMT 5872

9/10/2012. Análise termogravimétrica Princípios, potencialidades e exemplos. Estrutura da apresentação. Princípios. Modos de TGA

Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

APLICAÇÃO DE MÉTODOS TERMOANALÍTICOS AOS MATERIAIS PMT 5872

EFEITO DA TEMPERATURA NA DECOMPOSIÇÃO TÉRMICA DE RESÍDUOS PLÁSTICOS E DE BIOMASSA

É possível observar fenómenos de fusão, cristalização e outras

6 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

Um dos grandes problemas mundiais é constante necessidade de geração de energia.

A Matéria. Profº André Montillo

1 Conceito de calorimetria. 2 Introdução. 3 Definição de caloria. 4 Calor específico. 5 Calorímetro (interativo) 6 Tabela de calores específicos

Aquecimento de um sistema

Energia para Metalurgia

METAIS E LIGAS METÁLICAS

Estado Físico Características Macroscópicas Características Microscópicas

Combustíveis e Redutores ENERGIA PARA METALURGIA

P L A N I F I C A Ç Ã O A N U A L

Avaliação e melhoria no processo de injeção de PEAD

COMBUSTÍVEIS E REDUTORES

Curvas de aquecimento e diagrama de fases

1 Conceito de calorimetria 12 Mudança de fase. 2 Introdução 13 Leis gerais das mudanças de fase. 3 Definição de caloria 14 Mudança de fase da água

Análise Termogravimétrica Aplicações

1 Conceito de calorimetria 12 Mudança de fase. 2 Introdução 13 Leis gerais das mudanças de fase. 3 Definição de caloria 14 Mudança de fase da água

DTA/DSC Endo EXO J.R.Matos,

Energia para metalurgia

PROMILITARES 09/08/2018 QUÍMICA. Professora Caroline Azevedo ASPECTOS MACROSCÓPICOS

DA ESTABILIDADE TÉRMICA DE ÓLEOS VEGETAIS

Termoquímica Entalpia e Lei de Hess

Os estados físicos da matéria sólido, líquido e gasoso são chamados também de estados de agregação da matéria. No esquema abaixo,

Metais e ligas metálicas Estrutura e propriedades dos metais

Recuperação Final Química 9º Ano Professor Diego Estudar: Caderno 1 páginas ; Caderno 2 páginas Exercícios

Estudo Estudo da Química

PROCESSO DE CONVERSÃO À BAIXA TEMPERATURA - CBT

A Matéria. Profº André Montillo

AVALIAÇÃO DE PUREZA DE MATERIAIS. Principais fontes de impurezas em fármacos e excipientes: São decorrentes do processamento da matéria-prima ou

POLIMEROS. Por que estudar Polimeros?

corresponde a força que se aplica ao corpo, para provocar um deslocamento. ( = F x Δe)

Combustíveis Derivados do Petróleo

Histórico térmico dos materiais poliméricos: sua importância nos procedimentos de inspeção e manutenção

TITULAÇÕES de COMPLEXAÇÃO ou TITULAÇÕES COMPLEXOMÉTRICAS ou COMPLEXOMETRIA

ANÁLISE DE AMOSTRAS DE PETRÓLEO POR TERMOGRAVIMETRIA

4 Resultados Experimentais

Quí. Monitor: Rodrigo Pova

Reações químicas aplicas ao processamento de materiais cerâmicos

Físico-Química Farmácia 2014/02

INTRODUÇÃO À QUÍMICA

TRANSFORMAÇÕES INTRODUÇÃO À QUÍMICA

PROFESSOR: EQUIPE DE QUÍMICA

Estudo de cristalização de polímeros termoplásticos por DSC

Propriedades dos Materiais

MOTORES TÉRMICOS AULA MISTURAS REAGENTES E COMBUSTÃO

Universidade Federal do Acre Engenharia Agronômica PET- Programa de Ensino Tutorial. Termoquímica

Sinterização 31/8/16

COLÉGIO NOVO ANGLO DE JABOTICABAL (QUÍMICA) PROFESSOR: JOÃO MEDEIROS

CONCEITOS. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho. Prof. Roberto Monteiro de Barros Filho

Capítulos 1 Introdução Capítulo 2 - Estrutura da Termodinâmica Capítulo 3 Leis da Termodinâmica Prof. Dr. José Pedro Donoso

Apostila de Química 02 Termoquímica

Temas / Conteúdos subjacentes às Aprendizagens Essenciais

NOME: ANO: 2º ENSINO: MÉDIO TURMA: DATA: / / PROF(ª).: Luciano Raposo Freitas EXERCÍCIOS TERMOQUÍMICA QUÍMICA II (2º BIM)

Resoluções dos exercícios propostos

UFJF CONCURSO VESTIBULAR PROVA DE QUÍMICA

LISTA DE QUÍMICA ESTADOS FÍSICOS

IV Congresso Brasileiro de Mamona e I Simpósio Internacional de Oleaginosas Energéticas, João Pessoa, PB 2010 Página 18

Colégio XIX de Março Educação do jeito que deve ser

Química é uma Ciência Experimental que estuda a estrutura, composição e a transformação da matéria.

Físico-Química I. Profa. Dra. Carla Dalmolin. Termoquímica. Transformações físicas. Transformações químicas

AULA 13 CALORIMETRIA. 1- Introdução

COLÉGIO SANTA TERESINHA R. Madre Beatriz 135 centro Tel. (33)

MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

Lista de exercícios 2 QB70D

C m Q C T T 1 > T 2 T 1 T 2. 1 cal = 4,184 J (14,5 o C p/ 15,5 o C) 1 Btu = 252 cal = 1,054 kj

Colégio Estadual Professor Ernesto Faria. Subprojeto Pibid - Química UERJ. Termoquímica

Estudos de Calor Nas Reações Químicas

Propriedades dos Materiais

TERMOQUÍMICA EXERCÍCIOS PARA TREINO

Norma Técnica Interna SABESP NTS 050

Química C Extensivo V. 4

Transcrição:

ANÁLISE TÉRMICA Sumário 1- Conceito 2- Tipos de métodos térmicos Princípios gerais de cada método Instrumentação Aplicações

Conceito Análise Térmica é um termo que abrange um grupo de técnicas nas quais uma propriedade física ou química de uma substância, ou de seus produtos de reação, é monitorada em função do tempo ou temperatura, enquanto a temperatura da amostra, sob uma atmosfera específica, é submetida a uma programação controlada. 2

Estas técnicas permitem obter informações com respeito à: variação de massa, estabilidade térmica; água livre e; água ligada; pureza, ponto de fusão, ponto de ebulição, calores de transição, calores específicos, diagramas de fase, cinética da reação, estudos de catalisadores, transições vítreas, etc. 3

1- Termogravimetria (TG - thermogravimetry) 2- Análise térmica diferencial (DTA differential thermal analysis) 3- Calorimetria exploratória diferencial (DSC - differential scanning analysis ) 4

1- Termogravimetria (TG) Conceito e fundamentos: Trata-se de uma técnica em que a massa de uma amostra em uma atmosfera controlada é registrada continuamente como uma função da temperatura ou do tempo à medida que a temperatura da amostra aumenta (em geral linearmente com o tempo). Um gráfico da massa ou do percentual da massa em função do tempo é chamado de termograma ou curva de decomposição térmica. 5

Calorímetro (TG-DTA, DSC) TG-DTA DSC Os instrumentos comerciais modernos consistem de: - Uma balança analítica sensível. - Termopar (referência e amostra) - Suporte de amostra ou cadinho (platina, alfa-alumina, alumínio) - Um forno: TA: até 900 C (TG DTA), 550 C (DSC) ; VA T ambiente < x < 30 C. - Um sistema de gás de purga de modo a fornecer uma atmosfera inerte (N 2 ou Ar) ou, em certos casos reativa (O 2 e ar sintético). - Fluxo de gás 0 < x < 250 ml/min - Um microcomputador/microprocessador 6

Aplicações Calcinação e torrefação de minerais; Corrosão de materiais em várias atmosferas; Curvas de adsorção e desadsorção; Decomposição de materiais explosivos; Degradação térmica oxidativa de substâncias poliméricas; Desenvolvimento de processos gravimétricos analíticos (peso constante); Decomposição térmica ou pirólise de materiais orgânicos, inorgânicos e biológicos; Destilação e evaporação de líquidos; Determinação da pressão de vapor e entalpia de vaporização de aditivos voláteis; Determinação da umidade, volatilidade, e composição de cinzas; Estudo da cinética das reações envolvendo espécies voláteis; Estudo da desidratação e da higroscopicidade; Identificação de polímeros novos, conhecidos e intermediários; Propriedades magnéticas como temperatura Curie, suscetibilidade magnética; Reações no estado sólido que liberam produtos voláteis; Taxas de evaporação e sublimação 7

Amostra de carvão betuminoso N 2 18 min; O 2 5 min. As regiões horizontais do termograma definem intervalos de temperatura nos quais os compostos são estáveis 8

Materiais poliméricos Padrões de decomposição característicos usados para propósitos de identificação PVC cloreto de polivilina; PMMA metacrilato de polimetila; LDPE polietileno de baixa densidade;ptfe politetrafluoroetileno; PI polipiromelitimida aromática; 9

Determinação termogravimétrica de negro-de-fumo em polietileno 10

Decomposição de CaC 2 O 4.H 2 O em atmosfera inerte 5 C/min Estabelecimento das condições necessárias para produzir uma forma pura para a determinação gravimétrica de uma espécie 11

320 e 400 C 580 e 620 C Derivada do termograma 12

2- Análise Térmica diferencial (DTA) - É uma técnica na qual a diferença na temperatura entre uma balança e um material de referência é medida em função da temperatura, enquanto a substância e o material de referência ficam sujeitos a um gradiente de temperatura. - T = T r T s é monitorada e colocada em um gráfico contra a temperatura da amostra para proporcionar um termograma diferencial. 13

Instrumentação (DTA) TC = termopar Material de referência: alumina, carbeto de silício, ou pérolas de vidro 14

Princípios gerais A análise de um termograma diferencial pode trazer as seguintes informações: -Máximos e mínimos observados no termograma são chamados de picos. - Máximos são os resultados de processos exotérmicos, ou seja, calor liberado da amostra causando o aumento da temperatura. - Mínimos são conseqüências de processos endotérmicos, no qual o calor é absorvido pelo analito. - Processos físicos endotérmicos incluem fusão, vaporização, absorção e dessorção. Adsorção e cristalização geral mente são exotérmicos. 15

- As reações endotérmicas incluem desidratação, redução em uma atmosfera gasosa e decomposição. - As reações exotérmicas incluem oxidação no ar ou na presença de oxigênio, polimerização e reações catalíticas. Mudanças na amostra tais como fusão, solidificação e cristalização são então registradas sob a forma de picos, sendo a variação na capacidade calorífica da amostra registrada como um deslocamento da linha base. 16

Tipos de alterações encontradas em materiais poliméricos T de transição vítrea: é a temperatura característica na qual os polímeros amorfos vítreos tornam-se flexíveis ou elásticos pelo começo do movimento combinado de segmentos grandes das moléculas de polímero 17

Aplicações - Ampla aplicação na determinação do comportamento e na composição de produtos manufaturados e também de ocorrência natural. - A DTA é uma ferramenta poderosa e amplamente usada no estudo e caracterização de polímeros. - A DTA tem sido utilizada em estudos do comportamento térmico de compostos inorgânicos puros, bem como em substâncias inorgânicas, como silicatos, ferritas, argilas,óxidos, cerâmicas, catalisadores e vidros. -Informações sobre processos como fusão, dessolvatação,desidratação, oxidação, redução, adsorção e reações de estado sólido são possíveis. - A=-kGm H = -k m H; G (fator de calibração que depende da geometria da amostra); k (constante relacionada com a condutividade térmica da amostra); K permanece constante desde que um número de variáveis, tais como velocidade de aquecimento, o tamanho de partículas e a localização da amostra em relação ao termopar, seja cuidadosamente controlado!!! 18

Termograma diferencial para uma mistura de sete polímeros Transição cristalina 19

Geração de diagramas de fase e estudos de transição de fase 113 c: mudança da fase sólida da forma rômbica a monoclínica 124 C: ponto de fusão 179 C: transições das formas líquida do enxofre (3 formas) 446 C: ponto de ebulição 20

Determinação de pontos de fusão e ebulição de compostos orgânicos Ponto de fusão Ponto de ebulição Termograma para o ácido benzóico em pressão atmosférica (A) e em 200 psi 21

3- Calorimetria exploratória diferencial (DSC) - DSC é uma técnica térmica na qual as diferenças no fluxo de calor na substância e referência são medidos como uma função da temperatura da amostra enquanto as duas estão submetidas a um programa de temperatura programada. - A diferença básica entre DSC e DTA é que a primeira é um método calorimétrico no qual são medidas diferenças em energia. Na DTA, são registradas diferenças em temperatura. -O DSC foi desenvolvido com o intuito de evitar as dificuldades encontradas no DTA ou compensá-las, criando um equipamento capaz de quantificar a energia envolvida nas reações. -Existem dois tipos de equipamentos que realizam a Calorimetria Diferencial de Varredura, o primeiro é denominado de DSC de compensação de energia e o segundo de DSC de fluxo de calor. 22

Aplicações - Larga aplicação na indústria farmacêutica para testes de pureza de amostras de fármacos (fenacetina) 23

Transições térmicas para o terftalato de polietileno 24

Curva DSC para a cristalização isotérmica do polietileno 25

Pensamento... O mal de quase todos nós é que preferimos ser arruinados pelos elogios A ser salvos pela crítica Noreman Vincenti FIM 26