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Détermination de l’enthalpie

L’enthalpie de réaction est le changement d’enthalpie d’un échantillon au cours d’une réaction chimique. Les réactions qui libèrent de l’énergie sous forme de chaleur sont dites exothermiques. Réactions dans lesquelles l’énergie doit être fournie sous forme endothermique.

Les enthalpies de fusion sont un exemple simple de processus endothermiques, puisqu’il faut généralement fournir du travail thermique dans un système afin de briser sa structure cristalline solide et de la convertir en une phase liquide avec des molécules qui se déplacent librement les unes par rapport aux autres. Un exemple de réaction exothermique est un simple processus de combustion dans lequel une substance réagit avec l’oxygène pour libérer de l’énergie.

Enthalpy determination with a calorimeter

If one measures a reaction on a calorimeter, one looks at the sample temperature comparatively with an ideally unreactive reference, which is in the same sample space and thus the same atmosphere. Both experience the same temperature environment. If the temperature of the sample to be measured rises or falls in comparison to the reference, a reaction takes place here.

Détermination de l'enthalpie avec le calorimètre de Linseis

Porte-échantillon d’un calorimètre (Chip-DSC 10) sur la face supérieure, mesure de référence intégrée sur la face inférieure du capteur

Applications pour déterminer l’enthalpie

Demande : Asphalte

Courbe de mesure : Enthalpie de l'asphalte

Introduction et application: L’asphalte est une substance liquide ou semi-solide collante, noire et très visqueuse, composée de bitume et de granulats. L’asphalte est principalement utilisé dans la construction routière, où il sert de colle ou de liant pour les particules d’agrégat.

Analyse par DSC : La DSC est utile pour étudier le comportement thermique des asphaltes. Elle donne des paramètres importants tels que la température de transition vitreuse, la plage de température de fusion des cristallites et l’enthalpie de fusion. Immédiatement après la transition Tg, un petit effet exothermique a été observé pour la plupart des asphaltes. On pense qu’il s’agit du résultat de la cristallisation qui se produit pendant le processus de chauffage. Cet effet exothermique est suivi de deux ou trois pics endothermiques. Le troisième apparaît généralement comme une épaule sur le deuxième pic. Les tests DSC des fractions basés sur leur nature chimique différente indiquent que les aromatiques de naphtène contribuent grandement à l’effet endothermique de l’asphalte de base. Les aromatiques polaires sont présumés être les principaux responsables du pic de l’épaulement puisqu’ils présentent un petit effet endothermique à peu près dans la même plage de température. L’asphaltène, en raison de sa nature chimique, ne présente aucun effet endothermique.

Demande : Fusion et cristallisation

Application du polymère Linseis DSC - Fusion et cristallisation

Fusion et cristallisation: La fusion et la cristallisation sont des changements de phase, passant de phases solides organisées à des phases amorphes et vice-versa. La fusion est un processus en une seule étape, tandis que la cristallisation implique la nucléation et la croissance du cristal. L’enthalpie de la fusion peut être utilisée pour mesurer la cristallinité. Tout processus qui facilite l’organisation des molécules augmentera la température de fusion. La cristallinité peut également être calculée. Pour cela, l’échantillon doit être un matériau pur, et non un copolymère ou un filet. Il doit connaître l’enthalpie de fusion pour un matériau cristallin à 100 % (DHlit) et il peut utiliser un DHlit standard pour la cristallinité relative. La cristallisation est un processus en deux étapes : La nucléation et la croissance. La température de début est la nucléation TN. Le pic maximum est la température de cristallisation Tc.