Термические методы анализа

Термические методы анализа основаны на измерении температур фазовых переходов и теплот химических реакций. Развитие получили следующие виды термического анализа:

- термометрия (термоанализ) - измерение температуры фазовых переходов

- - плавление, кипение, затвердевание веществ и их смесей;

- термогравиметрия - измерение массы веществ, подвергаемых нагреванию;

- калориметрия (энтальпометрия) - измерение теплоты химических реакций;

- термометрическое титрование - титрование, в котором точка эквивалентности определяется по изменению температуры титруемой смеси.

По способу отсчета различают следующие виды термометрического анализа - прямые, в которых определяют значение температуры или количество теплоты, и дифференциальные, основанные на измерении разности температур.

Термометрические методы основаны на положениях и законах термодинамики. При протекании любой химической реакции изменяются свободная энергия системы Е°; ее изменения Е° связаны с константой равновесия К химической реакции, а также с изменениями энтальпии & Н°, энтропии 8° и температурой Т соотношениями:

E° = -RTlnK, (6.12.1)

Е° = ΔН°-ТΔS⁰. (6.12.2)

Изменения энтальпии регистрируют либо по тепловому эффекту реакции Q, либо по изменениям температуры системы Т, поскольку обе эти величины зависят от энтальпии:

Q = -n ΔH, (6.12.3)

Q = cΔT (6.12.4)

Т = ΔН°n/с, (6.12.5)

где n - число молей продукта реакций,

с - теплоемкость системы.

В уравнения 6.12.3 и 6.12.5 входит концентрация продукта реакции (число молей), что позволяет применять термометрические методы для аналитических определений.

Термометрические методы универсальны, поскольку любая химическая реакция сопровождается изменениями энергии в системе, обладает высокой чувствительностью, позволяет надежно устанавливать присутствие примесей, определять чистоту веществ, проводить идентификацию веществ по температурным константам и их изменениям, исследовать процессы нагревания, сушки, плавления, кристаллизации.