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实验七 差热分析 一、目的与要求 1.用差热分析仪对苏州土进行差热分析，并定性解释所得的差热曲线； 2.掌握差热分析原理，了解定性分析处理的基本方法； 3. 了解差热分析仪的构造，学会操作技术。 二、原理： 1．概述： 差热分析（简称 DTA ）是一种热分析法，可用于鉴别物质并考察物质组成结构以及物 质在一定得温度条件下的转化温度、热效应等物理化学性质，它广泛地应用于许多科研领域 及生产部门。 许多物质在加热或冷却过程中，当达到某一温度时，往往会发生熔化、凝固、晶型转变、 分解、化合、吸附、脱附等物理或化学变化，并伴随有焓的改变，因而产生热效应，其表现 为该物质与外界环境之间产生温度差，差热分析就是通过测定温度差来鉴别物质，确定其结 构，组成或测定其转化温度、热效应等物理化学性质。 在测定之前，先要选择一种热中性物质作为参比物，该物质在温度变化的整个过程中不 发生任何物理化学变化，不产生任何热效应。 将样品与参比物同时放入一个可按规定速度升温或降温的电炉中，然后分别记录参比物 的温度（也可记录样品本身或样品附近环境的温度）以及样品与参比物的温度差，随着测定 时间的延续，就可以得到一张差热图或热谱图。图2-1 即为一张理想的差热图。 △T T a b d D e c t 图2-1 理想的差热曲线 在差热图中有两条曲线，其中曲线 T 为温度曲线，它表明参比物（或其它参考点）温 度随时间的变化情况，曲线 D 为差热曲线，它反映样品与参比物间的温度差△T 同时间的 关系。 图2-1 中，与时间轴t 平行的线段ab、de 表明样品与参比物间温差为零或恒为常数，称 为基数；bc 、cd 段组成～差热峰。一般规定放热峰为正峰，此时样品的焓变小于零，温度 高于参比物；吸热峰则出现在基线的另一侧，称为负峰或吸热峰。 在实际测定中，由于样品与参比物间往往存在着比热、导热系数、粒度、装填疏密度等 方面的差异，再加上样品在测定过程中可能发生收缩或膨胀、差热曲线就会产生漂移，其基 线不再平行于时间轴，峰的前后基线也不在一条直线上，差热峰可能比较平坦，使b 、c、d 三个转折点不明显，这时可以通过作切线的方法来确定转折点，进而确定峰得面积。 2.差热分析： 差热分析仪的简单装置原理如图 2-2 所示。 样品和参比物分别填在电炉内，将两只热电偶的热端分别插入样品和参比物中，热电偶 上两相同的极接在一起，组成差热电偶，将另两个相同的极接于检流仪器上。由于这两对热 电偶所产生的热电势大小一样而互相抵销，没有电流通过检流仪器，反映在曲线上为一直线， 一旦发生变化，产生热效应，就使两热电偶所处的温度不相同，产生温差电流，使检流仪器 指针偏离基线。 图2-2 差热仪器原理图 测定时，通过调压变压器，调整加热功率，使体系按所规定的速度匀速升温，以后每隔 一定时间记录mV 数的热电流一次（实验中系统自动记录），这样就可以绘制如图2-1 那样 的差热曲线图。 在完全相同的条件下，物质的热谱图具有特征性，因此可以通过与已知物质的差热图相 对比，来鉴定矿物。图2-3 为苏州土的实测差热曲线。 图2-3 苏州土的差热曲线 升温速率对测定结果的影响十分明显，一般来说，速率低时，基线漂移小，所得峰形显 园缓而稍宽，可以分辨出靠得很近的变化过程，但每次测定要用较长的时间，升温速率高时， 峰形比较尖锐，测定时间较短，而基线漂移明显，与平衡条件相距较远，误差较大，分辨能 力下降。因此，实验中应严格控制升温速率，最常用的是