Calorimetria
Calorimetria - Medição precisa do calor, das reacções e das propriedades dos materiais
Novo: Calneos faz agora parte do Grupo Linseis
A calorimetria permite a determinação exacta dos fluxos de calor e conversões de energia em materiais sob condições definidas de temperatura ou isotérmicas. Através do registo exato da absorção e libertação de calorentalpias de reação, transições de fase, transições vítreas e estabilidades térmicas podem ser analisadas de forma fiável – um fator decisivo para a investigação, controlo de qualidade e desenvolvimento de materiais.
A Linseis tem vindo a desenvolver e a fabricar calorímetros de alta precisão para uma vasta gama de requisitos desde 1957: desde sistemas DSC compactos a soluções especializadas para testes de alta pressão, segurança e baterias. Quer se trate de polímeros, produtos farmacêuticos, alimentos, materiais de bateria ou sistemas químicos – a solução certa está disponível para cada aplicação e cada cenário de medição.
Os nossos calorímetros funcionam de acordo com as normas internacionais, tais como ASTM D3418, ASTM E1356, ASTM E1269 e ISO 11357 e garantem resultados reprodutíveis e normalizados para a investigação e a indústria.
Com a integração do Calneos a Linseis está a expandir especificamente a sua experiência no campo da calorimetria micro e isotérmica para as ciências da vida. ciências da vidafarmacêuticas e investigação de materiais. Os sistemas Calneos permitem medições altamente sensíveis dos mais pequenos efeitos térmicos e abrem novas possibilidades para a análise de reacções bioquímicas, processos de ligação e estabilidade a longo prazo.
Encontra uma visão geral de todos os sistemas de calorímetros nas nossas brochuras. Teremos todo o gosto em aconselhá-lo individualmente, de modo a definir a solução ideal para as suas tarefas de medição específicas.
Os nossos melhores calorímetros para uma precisão máxima
DSC L64-LT
CAL L92 - Micro-
calorímetro
UDSC L64 - Ultimate DSC
A calorimetria é um dos métodos mais importantes para determinar fluxos de calor e a conversão de energia em materiais. Fornece informações fundamentais sobre entalpias de reação, transições de fase, transições vítreas e estabilidade térmica e permite a análise de processos químicos, físicos e biológicos sob a influência da temperatura.
A Linseis tem vindo a desenvolver e a produzir uma gama abrangente de calorímetros para investigação e indústria desde 1957. Os sistemas permitem medições automatizadas e de alta precisão do fluxo de calor, do comportamento de reação e das propriedades dos materiais em sólidos, pós, líquidos e amostras biológicas na gama de temperaturas de -180 °C a 1750 °C e em condições isotérmicas.
Variáveis medidas e aplicações:
- Entalpia de reação (ΔH)
- Fluxo de calor
- Transição vítrea (Tg)
- Transições de fase (fusão / cristalização)
- Capacidade térmica específica (Cp)
- Estabilidade térmica e comportamento de oxidação
- Cura e cinética de reação (cura)
- Análises de segurança (por exemplo, baterias, reacções de fuga)
- Identificação de materiais e análise de pureza
Determinação da quantidade de calor e da capacidade térmica específica
$$ q = m \cdot c_p \cdot \Delta T $$
Determinação da entalpia de reação
$$ \Delta H = \int \dot{q} \, dt $$
Quantidade de calor e capacidade térmica específica
Esta equação básica descreve a quantidade de calor q que um material absorve ou liberta quando a temperatura muda. Depende da massa m, da capacidade térmica específica cₚ e da variação de temperatura ΔT.
Constitui a base da calorimetria e é utilizada para determinar as propriedades térmicas e as conversões de energia.
Determinação da entalpia de reação em calorimetria
Na calorimetria de varrimento diferencial (DSC) o fluxo de calor q̇ é medido ao longo do tempo. A entalpia de reação ΔH resulta da integração deste sinal.
Na prática, isto corresponde à área sob um pico no diagrama DSC e permite a análise quantitativa de processos como a fusão, cristalização ou reacções químicas.
Tipos de calorímetros e princípios de medição
Calorimetria dinâmica (DSC)
Os calorímetros de varrimento diferencial medem o fluxo de calor de uma amostra durante programas controlados de aquecimento ou arrefecimento. Isto permite determinar com precisão as transições vítreas, os processos de fusão e cristalização, as entalpias de reação e as estabilidades térmicas. Este método está particularmente bem estabelecido na ciência dos materiais, na investigação de polímeros e no controlo de qualidade.
Calorimetria isotérmica e microcalorimetria
Os calorímetros isotérmicos funcionam a uma temperatura constante e são ideais para reacções lentas ou efeitos térmicos muito pequenos durante longos períodos de tempo. Os sistemas Calneos do Grupo Linseis são especializados em calorimetria micro e isotérmica e permitem medições altamente sensíveis em ciências da vida, produtos farmacêuticos e desenvolvimento de materiais. As aplicações típicas incluem a análise de enzimas e proteínas, estudos de ligação de medicamentos, processos de cristalização e adsorção, bem como estudos de estabilidade.
Calorimetria adiabática e isoperibólica
Os calorímetros adiabáticos evitam a troca de calor com o ambiente, pelo que as alterações de temperatura resultam diretamente da reação. Os sistemas isoperibólicos, por outro lado, mantêm a temperatura ambiente constante e oferecem um equilíbrio prático entre precisão e complexidade técnica. Ambos os conceitos são particularmente relevantes para análises de reacções e questões relacionadas com a segurança.
Calorimetria de combustão e especial
Os calorímetros de combustão, de bomba e de inserção são utilizados para determinar os calores de combustão, os valores caloríficos ou as propriedades termodinâmicas básicas. São utilizados na indústria energética, em ensaios de materiais e na investigação fundamental, entre outros.
Medição possível
Medição possivelmente possível
Não é possível efetuar a medição
| Messgrößen/Anwendungen | IBC L91 | UDSC L64 | CAL L92 |
|---|---|---|---|
| Glasübergang (Tg) |  |  | |
| Phasenumwandlung / Schmelze |  | | |
| Reaktionsenthalpien (endo/exo) | | | |
| Aushärtung / Curing | | | |
| Kristallinität | | | |
| Reinheit / Polymorphismus | | | |
| Thermische / oxidative Stabilität (OIT) | | | |
| Spezifische Wärmekapazität (Cp) | | | |
| Batteriezellenanalyse | | | |
| Hochdruck-DSC (bis 150 bar) | | | |
| Langzeit-Stabilitätsmessungen | | | |
| Proteinstudien | | | |
Extensões
Estão disponíveis vários complementos e módulos de expansão para otimizar o desempenho dos calorímetros. Permitem que o sistema de medição seja personalizado para aplicações, materiais ou condições de processo específicos.
Atmosferas definidas como ar, gás inerte ou vácuo podem ser ajustadas com precisão através de controlos de gás opcionais – ideal para amostras sensíveis, oxidativas ou reactivas. Os módulos de alta pressão alargam as medições a pressões mais elevadas e abrem possibilidades adicionais para análises de estabilidade e reação, por exemplo, no campo da calorimetria de baterias e de segurança. Para análises adicionais, os sistemas podem ser equipados com análises de gases, tais como acoplamentos MS, FTIR ou GC, para identificar os gases libertados em tempo real durante a medição.
Outras extensões, como trocadores automáticos de amostras, dispositivos de calibração e segurança, bem como módulos de software potentes para avaliação de dados, aumentam a eficiência, a segurança e a reprodutibilidade das medições.
Isto significa que os calorímetros Linseis podem ser configurados individualmente – para máxima flexibilidade na investigação, desenvolvimento e garantia de qualidade.
L40 SEGURANÇA DO GÁS
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As tuas vantagens - Caraterísticas únicas dos calorímetros Linseis
Há décadas que a Linseis estabelece padrões em calorimetria.
Os nossos sistemas combinam sensibilidade máxima, controlo preciso da temperatura e flexibilidade modular – para resultados fiáveis em investigação, desenvolvimento e garantia de qualidade.
1. tecnologia de sensores de alta sensibilidade (UDSC)
Os sistemas UDSC da Linseis oferecem uma sensibilidade excecionalmente elevada para a deteção dos mais pequenos efeitos térmicos. Mesmo as alterações mínimas de energia, como as que ocorrem durante as transições vítreas, transformações de fase ou reacções fracas, podem ser detectadas com precisão.
O design optimizado do sensor permite uma excelente resolução do sinal e resultados de medição reprodutíveis – ideal para análises de materiais exigentes e investigação ao mais alto nível.
2. precisão isotérmica para processos de longa duração e de baixa energia (CAL)
Os sistemas CAL foram especialmente concebidos para a medição de alta precisão dos mais pequenos fluxos de calor em condições isotérmicas. Permitem a análise de reacções lentas, estudos de estabilidade e processos a longo prazo com a mais elevada precisão.
O controlo estável da temperatura e a elevada estabilidade do sinal tornam estes sistemas particularmente adequados para aplicações nas ciências da vida, na indústria farmacêutica e no desenvolvimento de materiais.
3. segurança e calorimetria de reação em condições reais (IBC)
Os sistemas IBC permitem investigações calorimétricas em condições realistas e são especialmente concebidos para análises de segurança, testes de bateria e estudos de reação.
Fornecem dados precisos sobre o desenvolvimento de calor, cinética de reação e estabilidade térmica – mesmo em condições de processo exigentes. Isto torna-os uma ferramenta crucial para avaliar os riscos de segurança e otimizar os processos industriais.
Porquê Linseis - A diferença na calorimetria
Longo prazo Investimento com valor acrescentado
A Linseis não se concentra apenas na precisão, mas também no valor acrescentado sustentável ao longo de todo o ciclo de vida.
Os nossos sistemas oferecem os custos operacionais mais baixos da sua classe – graças a componentes duráveis e de baixa manutenção, ao design robusto e à manutenção inteligente do software.
Menos chamadas de serviço, tempos de inatividade mais curtos e actualizações remotas contínuas garantem a máxima disponibilidade do sistema e a preparação para o futuro – durante décadas.
Personalizado Soluções – flexibilidade como padrão
Cada tarefa de medição é única – e é por isso que a Linseis não fabrica dispositivos padrão, mas sim sistemas personalizados adaptados precisamente à sua aplicação.
Quer necessite de um forno especial, sensores especiais, uma gama de temperaturas alargada ou integração de software específica para o cliente – a nossa experiente equipa de engenharia desenvolve soluções que correspondem perfeitamente aos seus requisitos.
Com a nossa arquitetura modular de produtos, a individualização torna-se padrão – de forma rápida, precisa e fiável.
Pioneiros tecnológicos e força inovadora desde 1957
A Linseis é pioneira tecnológica em análise térmica há mais de seis décadas.
Com a mais alta taxa de produção interna da indústria e um excelente departamento de I&D, são criados sistemas que estabelecem novos padrões de precisão, estabilidade e personalização.
Desde a estrutura mecânica à eletrónica e ao software, todos os elementos centrais do sistema são desenvolvidos internamente – para uma tecnologia de medição tecnologicamente perfeita e intransigentemente precisa “Made in Germany”.
Conhecimentos de software ao mais alto nível
Com o novo conjunto de software LiEAP, a Linseis está a redefinir o padrão da análise térmica.
De conceção modular, utilização intuitiva e equipado com funções de avaliação e remotas de última geração, garante a máxima eficiência, transparência e controlo em cada etapa do processo.
Áreas de aplicação da calorimetria
Perguntas frequentes sobre calorimetria
O que é a calorimetria?
A calorimetria é um método analítico para a determinação precisa de fluxos de calor e conversões de energia em materiais. Envolve a medição da quantidade de calor absorvida ou libertada durante processos físicos, químicos ou biológicos. Estas medições fornecem informações fundamentais sobre o comportamento térmico dos materiais e permitem uma compreensão aprofundada dos mecanismos de reação, transições de fase e propriedades dos materiais.
Na investigação e na indústria, a calorimetria é uma ferramenta indispensável para caraterizar materiais, otimizar processos e avaliar questões relacionadas com a segurança. É utilizada em todos os sectores – desde o desenvolvimento de polímeros e materiais até à química, produtos farmacêuticos e ciências da vida.
Que variáveis medidas podem ser determinadas com calorímetros?
Os calorímetros permitem a determinação quantitativa das principais propriedades e processos térmicos. Estes incluem, em particular, a entalpia de reação (ΔH), o fluxo de calor e as temperaturas de transição, tais como a transição vítrea (Tg), a fusão e a cristalização. Além disso, pode ser determinada a capacidade térmica específica (Cp), que é um parâmetro importante para a capacidade de armazenamento de energia de um material.
A estabilidade térmica, o comportamento de oxidação e a cinética de reação também podem ser analisados. Esta multiplicidade de variáveis medidas faz da calorimetria um dos métodos mais versáteis de análise térmica e permite uma caraterização abrangente de uma grande variedade de materiais e processos.
Qual é a diferença entre DSC e calorimetria?
Calorimetria é o termo genérico para todos os métodos de medição do calor e das conversões de energia. A calorimetria diferencial de varrimento (DSC) é um dos métodos mais importantes e mais frequentemente utilizados neste domínio. Enquanto a calorimetria analisa geralmente a quantidade total de calor, a DSC mede especificamente o fluxo de calor de uma amostra em comparação com uma referência sob condições de temperatura definidas.
Isto significa que os efeitos térmicos podem não só ser reconhecidos, mas também avaliados quantitativamente. A DSC é particularmente adequada para analisar transições de fase, transições vítreas e entalpias de reação e é uma ferramenta chave na investigação de materiais e no controlo de qualidade.
Para que é utilizada a microcalorimetria?
A microcalorimetria é utilizada para medir efeitos térmicos muito pequenos com uma sensibilidade excecionalmente elevada. É particularmente adequada para aplicações em que os métodos calorimétricos convencionais atingem os seus limites. As áreas típicas de aplicação são os estudos de enzimas e proteínas, a análise da ligação de fármacos e a investigação de processos celulares e metabólicos.
A microcalorimetria é também frequentemente utilizada para estudos de estabilidade a longo prazo e para a análise de reacções muito lentas. Fornece informações valiosas sobre processos bioquímicos e físicos complexos, particularmente nas ciências da vida, nos produtos farmacêuticos e na investigação de materiais.
Que materiais podem ser analisados com calorímetros?
A calorimetria é um método extremamente versátil e é adequado para uma vasta gama de materiais. Estes incluem polímeros e plásticos, ingredientes farmacêuticos activos, alimentos, materiais de bateria e substâncias químicas. Também podem ser analisados materiais orgânicos e inorgânicos, bem como sistemas complexos, como amostras biológicas.
Esta flexibilidade faz da calorimetria uma ferramenta universal para uma vasta gama de indústrias. Permite que os materiais sejam analisados em condições realistas e que o seu comportamento sob a influência da temperatura seja compreendido em pormenor.
Que aplicações são particularmente relevantes na indústria?
Na indústria, a calorimetria é utilizada principalmente no desenvolvimento de materiais, no controlo de qualidade e na otimização de processos. Permite a análise orientada do comportamento de reação, da estabilidade e das propriedades térmicas dos materiais, contribuindo assim para o desenvolvimento de produtos eficientes e seguros.
Uma área particularmente importante é a análise de segurança, por exemplo, em baterias ou reacções químicas exotérmicas em que é necessário avaliar o risco de fuga térmica. A calorimetria é também utilizada na indústria farmacêutica para testar a estabilidade de ingredientes activos e na indústria química para otimizar os processos de produção.
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