用相变法测定热容

用差示扫描量热法(DSC)可以用不同的方法测量比热容。常用的方法有直接法和蓝宝石法，应该注意的是蓝宝石法提供了可靠的结果，特别是在1600°C以上的温度下。本文讨论了蓝宝石法的应用。

C的测定_p变化

下面的例子说明了蓝宝石法测定C的各种应用可能性_p在高温下。测量是用aMettler Toledo TGA/DSC配备HSS2传感器。所有的实验都使用了带盖的铂坩埚。这些曲线是空白校正的。

C变化_p在玻璃过渡

在玻璃化转变过程中，比热容有明显的变化。在蓝宝石法的帮助下，可以用如图1所示的玻璃样品来测量这种变化。

图1所示。用差示扫描量热法(DSC)对玻璃样和蓝宝石的玻璃化转变和C_p的玻璃。加热速率10k /min;坩埚30 -μL Pt。

从DSC曲线可以看出玻璃化转变的特征温度，而C_p玻璃化转变的大小只有用C才能得到_p曲线。

C变化_p在二阶相变中

在不涉及任何潜热或附加能量的情况下，二阶相变在比热容上表现出明显的变化。这种变化在合适样品的DSC加热曲线上表现为明显的吸热效应。用蓝宝石法测量了比热容的相关性。图2所示的示例显示了C_p在1120°C (1393 K)的居里点钴的功能_p曲线呈典型的l形。钴的测量值在文献值范围内，标准偏差约为±10%。

图2。上图:蓝宝石法钴与蓝宝石的DSC曲线。下面的图表:C_p曲线，文献值值:o[4]， +[5]，□[6]。钴量为五个圆盘。升温速率20k /min;坩埚30µL, Pt，带盖子。

C变化_p在分解反应

而测量C_p，假设样品没有变化，但由于这不会发生在分解反应中，蓝宝石法将测量表观比热容。考虑质量的变化来测量C是很重要的_p开始和结束的产物。

采用热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)技术TGA / DSC 1使用同一试样同时测量质量和焓变。

学习C的例子_p在分解反应

以碳酸钙热分解制氧化钙为例进行了研究。在碳酸钙分解过程中确定的热流包括由反应焓测定的潜热分量。TGA和DSC曲线如图3所示。

图3。蓝宝石、碳酸钙的TGA和DSC曲线_3.用蓝宝石法测定氧化钙。升温速率20k /min;坩埚:150-μL铂，带盖。

纯净的碳酸钙在氮气气氛中分解为氧化钙，作为残留物留下。质量损失为43.97%。碳酸钙的比热容_3.在600°C左右开始分解之前的测量值与图4所示的文献值非常吻合。

图4。C_pCaCO曲线_3.用蓝宝石法从图3的曲线中计算出CaO。黑色虚线:C_p没有质量校正;红线带修正。文献资料:+ [4]，Δ [5]， o[5,6]。

下面是这个例子的观察结果:

• 故选C_p因为重叠的分解焓。曲线对应于表观比热容。
• 反应完成后，C_p如果按照正常的初始质量(虚线曲线)进行归一化，测量值太低。
• STARe软件启用C_p根据质量的变化而进行的计算。计算结果如图4所示，为质量修正后的红色曲线。结果表明，所得的氧化钙值是正确的。
• 如图3所示，同一试样的另一次加热运行产生了C_p图4中蓝色曲线所示为整个温度范围的CaO的曲线。
• 没有质量变化，因此计算时采用恒定的起始质量。在所示的例子中，这对应于第一次加热运行的残留物。
• 在1100°C, C_p两种测量值很一致。

C_p测量

过程焓是加热物质所需的显热和潜热或反应焓的总和。可以从C中计算出这两个值_p曲线，但过程焓是根据初始质量来研究的。

焓及其随温度的变化是由C的积分决定的_p曲线。

测定过程焓的例子

碳酸钙的煅烧_3.又是一个例子。在图5中，C_p图中显示了参照起始物料计算的曲线。

图5。C_pCaCO曲线_3.(虚线，未修正质量)。蓝色曲线是焓随温度的函数。

下面是对这个例子的观察:

• 与温度有关的积分得到的过程焓约为。在450 - 1000°C之间的煅烧为2217 J/g。
• 焓是温度的函数，用蓝色曲线表示是C的部分积分_p曲线，初始值设为零。
• 通过对C的积分_p曲线高于红色基线，反应焓得到
• 它给出了一个近似的值。1692 J / g。基线的构建假设C_p样本值的变化与转换成正比。

摘要和结论

C的变化_p在不同的热事件中发生。以无机玻璃的玻璃化转变和钴的二级相变为例。在测定C时，样品质量通常保持不变_p．如果发生了涉及潜热的化学或物理变化，就确定了表观热容。在分解反应中，样品的质量发生了变化。为了确定正确的C，必须考虑质量的变化_p初始产物和最终产物的值。C的积分_p过程的焓随温度变化的曲线。这可以通过碳酸钙的煅烧得到证明_3.作为一个例子。

这些信息来源于梅特勒-托莱多热分析公司提供的材料。亚博网站下载

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