Навигация по сайту Анализатор влажности Sartorius MA150 » Влагометрия » Теоретические основы » Основы


Основы термогравиметрического анализа влажности

Определения…Термин «термогравиметрия» (от греческого ”therme” – тепло и “gravis” – тяжесть) распространяется на все методы термического анализа, которые включают в себя измерение изменений массы вещества, вызванных его тепловой обработкой.

Некоторые из этих методов используются для определения влажности. Из-за способа, которым осуществляется термический анализ, его ещё называют методом «потерь при сушке» (ППС) или методом «сушильной печи». Термин «сушильная печь» применяется и до сих пор. Он появился на ранних этапах развития анализа влажности, когда фермеры в целях сохранения и последующей обработки насыпали зерно в большие чаши и расставляли их на полках, расположенных над каминными печами.

Прямые измерения…… Методы ППС являются методами прямого измерения влажности, основанными на количественном отделении поверхностной и капиллярной влаги от твёрдого вещества. По мере потери влаги, вещество теряет в весе. Для определения влажности материал подвергается сушке до тех пор, пока изменения веса не перестанут быть различимыми. Этот момент определяется повторным взвешиванием (см. рисунок). Разность между начальным весом и весом после сушки (сухим весом) равно количеству влаги, потерянной веществом под действием теплового воздействия.

Рисунок Типичная кривая сушки:

Оси: «время (минуты) / влажность (%»

111

Методы разрушающего контроля…. Термогравиметрические методы являются методами разрушающего контроля, т.к. в течение процесса нагревания изменяются свойства пробы, взятой для анализа влажности.

Определение, зависящее от метода… Вообще, термин «влажность» включает в себя все летучие компоненты, которые присутствуют в твёрдом веществе либо связаны с поверхностью вещества. Фактически, точность определения зависит от метода определения процентного содержания влаги в данном материале (см. рисунок).

Рисунок 3

Содержание воды и влажность – обычно это разные величины

112

Среди термогравиметрических методов анализа влажности проводится различие между методиками: неселективными и селективными по воде (водо-селективными). В зависимости от состава материала пробы и выбранной температуры, компоненты, которые испаряются во время нагревания, могут содержать воду, масла, жиры, органические растворители и ароматические вещества. Если выбранная температура сушки слишком высока, то может начаться разложение или подгорание пробы, а это в свою очередь может вызвать образование новых летучих веществ.

Таким образом, если влажность определяется только как разность между начальным и сухим весом пробы, то невозможно различить составные части высвобождаемого вещества. Поэтому для неселективных методов корректным определением термина «влажность» является следующее:

Влажность – это определённое содержание влаги, включая все компоненты вещества, которые приводят к изменению веса данного вещества при нагревании.

Напротив, при использовании водо-селективного метода, вода, испаряемая из пробы, является химически связанной и в дальнейшем удаляется из создавшегося газового состава. В этом случае определение влажности звучит следующим образом: Влажность равна количеству воды, высвобождаемой из вещества под действием нагревания

Однако здесь следует отметить, что как водо-селективный, так и неселективный методы анализа влажности основываются на определении разности между начальным весом пробы и её весом после сушки.

Как выразить влажность…Влажность даётся либо в абсолютных единицах массы, либо в виде процентного отношения к весу материала. На практике она чаще выражается в виде влажности в процентах (% влажности), либо в виде сухого веса (% массы высушенного материала или % твёрдого вещества) – как процентное отношение к начальному весу пробы. В Германии на производстве строительных материалов влажность часто представлена в виде «отношения в %» где различаются процентное количества влаги к остатку вещества, которое назовём «Отношение (1)» либо как процентное отношение начального веса к сухому весу – «Отношение (2)».

2009-09-02_1452242

2009-09-02_153619

2009-09-02_153637

2009-09-02_153701

Дополнительно