一、实验原理
(略,详见教材)
二、测定方法、主要仪器
⒈差热分析法
⒉CRY—2P热分析仪
三、胆矾差热分析实验操作步骤
⒈开机
⑴先打开数据接口、差热放大器、温控设备(可调换顺序);预热20min。
⑵打开微机控制系统。 ⑶打开冷却水
⒉制样与加样
⑴制样——将CuSO4•5H2O用瓷研钵研细(尽可能细),待测。
⑵加样——旋松电炉盖压紧螺钉,打开电炉外罩盖,取出上保温盖,小心用镊子取出氧化铝盖子(不要夹中间);分别用两只瓷坩埚装参比物(ā-氧化铝)和CuSO4•5H2O待测样品,参比物的坩埚靠自己方放,样品坩埚靠墙一方放(注意:装样品和参比物时不能超过专用坩埚容量的一半)。
⑶盖好盖子——将氧化铝盖、上保温盖和电炉盖依次盖好,旋紧电炉盖压紧螺钉。
⒊设置与测量
⑴设置
双击控制系统“XML2001”
文件 设置 帮助 点击“设置”
控制曲线名称 1 确定 取消 添加 全部删除 完成 350 0 10 1 程序段 起点温度„ 终止温度„ 速率 时间
点击添加、完成、确定、读取曲线、曲线下载、确定、运行(当设定温度在于左右,电压不能超过10V,否则点击恒温,电压低于10V后再运行启动电炉、将窗口最小化。 ⑵采样
双击“CRY-2P快捷方式”
—1—
采样 数据处打印 结束并退出程序 点击“采样”
采样类型: DSC量程(mV) DSC:0mW 基线采样 ±10 ±100 直接采样 ±25 ±250 ±50 ±500 减基线采样 DSC ±100 ±1000 采样设置 升温速率(C/min) 10 起始温度(C) 50 保持时间(min) 结束温度(C) 300 样品名 胆矾 样品重量(mg) 100 气体 气体流量 2004/4/14 操作者 张三 日期 确认 取消 采样设置完毕后,点击“确认”。
当温度未达到采样起始温度(50℃)时,处于等待状态。 样品名:胆矾 起始温度(/度):50 现在温度(/度):40 存盘返重新采中止采 当现在温度约等于采样起始温度(50℃)时,开始采集数据。 样品名:胆矾 DSC(DTA) 温度 起始温度(/度):50 现在温度(/度):40 存盘返重新采中止采—2—
⑶采样结束
待采样完成后(实测温度为300℃),点击“存盘返回”,中断采样。
保存在(I): 文件名(N): 保存类型(T): 工作盘\\CuSO4 胆矾差热分析 *.txt 保存(S) 取消 点击“保存”,并返回主菜单。按下停止,停电炉。
四、数据处理
⒈处理设置
⑴调用文件
采样 数据处理 打印 结束并退出程序 点击“数据处理”; 调用文件 处理设置 平滑曲线 局部放大 查询 返回 点击“调用文件”
菜单中出现“对话框”。在“对话框”中选择路径、盘符、文件名(工作盘\\CuSO4\\胆矾差热分析),调出曲线;点击“处理设置”。 峰个数 1 ↑ ↓ ⑵确定峰的个数与位置 确定峰个数,点击“(红)↑”往曲线开始变化之前一点(起点位置);再点击“(红)↓”放到走平之后一点(终点位置)。
峰个数 1 ↑ ↓ ↓ ↑ —3—
点击“峰处理”
输入数字向前向后移峰,负值后退,正值前进。在第一个峰的前沿点击“OK”,不重新测量外延点;处理第二峰,方法同前,存盘。
⒉打印
⑴打印设置
采样 数据处理 打印 结束并退出程序 点击“打印”
在“对话框”中调出文件;根据需要进行打印设置。
打印设置 横轴选择 缩放比例 表格选择 50% 常规处理 温度 75% 玻璃化温度 100% 动力学反应参 时间 数 图谱选择 DTA 标志 T 结果 中文 英文 确认 取消 ⑵打印
打印设置好后,点击“确认”。
⒊关机
先退出微机控制系统;关闭数据接口、差热放大器、温控设备(可调换顺序)。 .........待电炉冷却后,打开电炉,分别取出样品坩埚和参比样坩埚,清洗坩埚,并用蒸馏水浸泡处理(待用)。
五、文献结果
胆矾脱水的差热分析曲线如下(各个峰的温度,文献数据相差较大):
ΔT
吸热 t 48℃ 99℃ 218℃ 685℃ 753℃ 1032℃ 1135℃
CuSO4•5H2O—→CuSO4•3H2O—→CuSO4•H2O—→CuSO4—→Cu2OSO4—→CuO—→Cu2O—→Cu2O (液体) M.I.Pope and M.D.Judd, Differential Thermal Analysis, p.24, p.61, Heyden and Son Ltd.,Londen(1977)
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