Cambio masivo
La masa es una cantidad física fundamental para determinar una cantidad de sustancia. En el contexto de este tamaño, se definen las propiedades inercia y gravedad. La inercia significa que se requiere una fuerza externa para cambiar la dirección o la velocidad de movimiento de un cuerpo. La gravedad es el resultado de la atracción de masas de los cuerpos (gravitación). La unidad de medida de la masa es el kilogramo [kg].
La determinación de la masa se realiza mediante pesaje. Una balanza se utiliza para determinar el peso de una sustancia que resulta del peso y es proporcional a la masa. La unidad de medida del peso es Newton [N]. En el uso común, esta relación es a menudo descuidada y el término peso se utiliza como significado de masa.
El cambio de masa en el análisis térmico
El análisis termogravimétrico determina el cambio de masa de una muestra o material durante el calentamiento o el enfriamiento. El resultado también se refiere a un cambio de masa o de peso y suele darse en microgramos [μg]. La determinación del cambio de masa se realiza con una termobalanza.
La termobalanza consiste en el horno con un control preciso de la temperatura, la balanza eléctrica de gran precisión, las líneas de suministro de los gases necesarios y las unidades de evaluación para el procesamiento de los valores medidos.
Los instrumentos de análisis térmico de Linseis permiten el análisis térmico simultáneo (STA) para determinar simultáneamente los cambios de masa y la liberación o consumo de calor durante el historial de temperatura controlada. El cambio de masa se debe a la evaporación, sublimación o reacciones químicas. El calor se libera o consume en las reacciones químicas y las transformaciones de fase.
Los valores determinados son una base importante para el desarrollo de materiales específicos en la industria automovilística, para la investigación de alimentos así como para el desarrollo de productos y la garantía de calidad en las industrias farmacéutica y química.
Aplicaciones con cambio de masa
Aplicación: Talc
Introducción y aplicación: El talco (Mg3(OH)2[Si2O5]2) es un mineral compuesto de silicato de magnesio hidratado. Se utiliza para la producción de cuerpos de esteatita utilizados como aislantes de alta resistencia y un bajo factor de pérdida dieléctrica. Las impurezas (clorito, carbonatos) pueden ser detectadas con una señal combinada de TG y DTA.
Análisis usando STA: La deshidroxilación del clorito aparece a 608°C y 848°C como señales endotérmicas de DTA. A 786°C evoluciona el CO2, el carbonato se descompone en su óxido. El pico endotérmico a 937°C es la deshidroxilación del talco. La medición cuantitativa de la impureza puede ser evaluada a partir de la señal de TG.
Aplicación: Estándar de oxalato de calcio
La imagen muestra la medición de un estándar de Calcio Oxalato. Hay tres pasos de pérdida de masa, donde el primero es la eliminación de H2O, el segundo es la pérdida de CO, que es inmediatamente oxidado a CO2 en la atmósfera del aire (por eso el segundo pico es exotérmico en lugar de endotérmico como los otros). El tercer paso es la pérdida de CO2. El óxido de calcio (CaO) resultante reacciona después con el agua del primer paso, que está todavía en la cámara de reacción si la atmósfera está estática. Muestra la formación de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) que se forma a unos 580°C. Este último paso es difícil de ver en un STA o TG estándar debido a las lentas velocidades de enfriamiento. Pero en este caso, un ciclo de medición completo puede hacerse en sólo 20 minutos. En este ejemplo la tasa de calentamiento y enfriamiento fue de 2K/s, pero se puede llegar fácilmente a 100K/s.
