ТЕРМІЧНИЙ АНАЛІЗ

ТЕРМІЧНИЙ АНАЛІЗ (грец. thermos — теплий; франц. analyse < грец. analysis — розкладання) — метод дослідження фізико-хімічних і хімічних процесів, які відбуваються в речовині в умовах програмованої зміни температури. Процеси, зумовлені дією температури на речовину, завжди супроводжуються зміною внутрішньої теплоємності системи. Перетворення (при хімічних реакціях або фазових переходах) ведуть до поглинання теплоти (ендотермічне перетворення) або її виділення (екзотермічне перетворення). Ці ефекти можуть бути виявлені методом диференційного термічного аналізу (ДТА). Перетворення в багатьох випадках пов’язане зі зміною маси речовини, яка може бути визначена з використанням термогравіметричного методу (ТГ). За деякими винятками кожна речовина під дією температури зазнає фізичних і хімічних змін, а отже, може бути досліджена за допомогою Т.а.

Термогравіметрія ґрунтується на методі періодичного нагрівання та зважування проби. У сучасних приладах здійснюється автоматичне створення залежності «маса — температура», на підставі якої виконуються точні стехіометричні або відсоткові розрахунки. Використання сучасних приладів для вимірювання ентальпії ґрунтується на принципі вимірювання різниці температур інертної речовини та речовини, що досліджується в печі за допомогою термопар, увімкнутих за «диференційною схемою». Якщо дві реакції йдуть одна за одною або перекриваються, цей метод неефективний, і оцінювання кривої ТГ стає утрудненим. Цю проблему можна усунути, використовуючи метод диференційної термогравіметрії (зміщення у часі тотожних реакцій одна відносно одної).

Метод деривативної термогравіметрії (ДТГ) позбавлений низки недоліків зазначених методів. Дериватограф — прилад для Т.а., який дозволяє при зміні температури із заданою швидкістю одночасно реєструвати температуру речовини (Т), її масу (ТГ) і швидкість її зміни (ДТГ). Аналіз ТГ спрощується при одночасному записі кривої ДТГ і дозволяє повністю оцінити процеси, які відбуваються в досліджуваному зразку при термічних перетвореннях. За допомогою ДТА визначається напрямок зміни ентальпії, пов’язаної з хімічними реакціями, які відбуваються в досліджуваній речовині під впливом температури. Дериватограф з успіхом використовується для дослідження ЛП. Напр., для визначення вмісту в таблетках або гранулах води (як зв’язаної, так і кристалічної), для визначення типів реакцій (екзо- чи ендотермічної) тощо.

Одним із варіантів ДТА є метод диференційної сканувальної калориметрії (ДСК). ДСК відрізняється від ДТА тим, що метод ДСК дозволяє вимірювати безпосередньо зміну енергії (ентальпію) у процесі плавлення. Експериментальні криві згідно з методом ДСК означають залежність зміни теплового потоку від температури. Як еталон використовуються особливо чисті речовини (напр. індій 99,9993%). Метод застосовується для вивчення термостійкості і виявлення поліморфізму лікарських речовин.

Пилоян Н.Д. Введение в теорию термического анализа. — М., 1964; Уэндлант У. Термические методы анализа. — М., 1979.