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差热分析
摘要：本文阐述了差热分析的根本原理、实验与数据处理方法，分别测量了锡样品和五水硫酸铜样品的差热曲线并对其进展了分析，最后对本实验进展了讨论。
关键词：差热分析，效应Qp和焓变∆H。
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〔2〕五水硫酸铜的差热曲线如图7所示。
图7
按第2节差热分析的根本原理所述，求出峰前缘斜率最大处的切线与外推基线的交点所对应的温度近似作为热力学平衡温度。为此，分别对基线和峰前缘进展线性拟合，如图8所示，求出直线交点的横坐标分别为℃、℃、℃。根据有关文献[3]，五水硫酸铜加热至102℃先失去2个水分子，到113℃又失去2个水分子，加热到258℃再失去一个水分子。考虑到局部样品在实验前已经脱水以与其他导致峰值改变的因素〔在实验讨论局部详述〕，可以近似认为五水硫酸铜在交点处发生脱水。
图8
进而计算三个峰的面积。由于第一、第二个峰局部重叠，首先拟合出重叠局部的曲线，如图9。再
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分别绘出差热曲线三个峰的积分值曲线、、和基线的积分值曲线
图9
如图10、图11、图12和图13所示。第一差热峰区域的起止点横坐标分别为T11=℃、T12=℃。第二差热峰区域的起止点横坐标分别为T21=℃、T22=℃。第三差热峰区域的起止点横坐标分别为T31=℃、T32=℃。用上面分析锡的方法计算峰面积值：
式中面积的单位为(℃)2。如果知道系统的K值以与样品的质量，就可根据斯贝尔公式计算热效应Qp和焓变∆H。
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图10 图11
图12 图13
5. 实验讨论
〔1〕差热峰的方向与样品吸放热的关系：
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差热峰的方向和两个因素有关，首先，差热分析中是以参比物还是试样为基准来算差值〔即TS-TR=ΔT还是TR-TS =ΔT〕；其次，发生的反响本身是吸热还是放热的。假如以参比物为基准，如此放热时ΔT<0，峰向上，吸热时ΔT>0，峰向下；而以试样为基准如此是吸热时ΔT>0，峰向上，放热时ΔT<0，峰向下。在本次实验中以试样为基准，由于是吸热反响，因此差热峰向上。
〔2〕克制基线漂移，可以采取哪些措施：
首先，只有当参比物和试样的热性质、质量、密度等完全一样时才能在试样无任何类型能量变化的相应温区内保持∆T=O，使基线不发生漂移。参比物的导热系数受比热容、密度、温度和装填方式等多种因素的影响，这些因素的变化均能引起差热曲线基线的偏移。即使同一试样用不同参比物实验，引起的基线偏移也不一样。为减小试样和参比物在热性质上的明显差异造成的基线漂移，可用试样和参比物均匀混合( 即稀释试样)后使用的方法来减小。用厚约的参比物覆盖试样，也可以减小试样和参比物与环境热交换上的差异，从而提高测量结果的可靠性。
其次，较慢的升温速率，使体系接***衡条件，基线漂移小。
另外，试样量小，差热曲线出峰明显、分辨率高，基线漂移也小。
〔3〕影响峰高度和峰面积的因素：
试样的导热系数增加，峰高低降。由于试样装填后的导热能力是由颗粒试样和装填空隙中的气体共同决定的，因此，随着试样容重的改变，装填密度的变化，试样的导热系数也将发生改变。如果粒度改变引起装填空隙减小，而装填空隙中充满的是导热能力较差的空气时，试样的导热能力将随λ变大而增大。从而∆Tmax峰高低降，峰面积也下降。这种情况常常在粒度增大时发生，而粒度变小产生的是相反的效应。试样装填密度的大小还会影响试样内部的温度梯度。通常，装填密度增加后，会因试样导热能力的增大面使试样内部的温度梯度变小。这时，试样发生变化的温度X围将变窄，并使峰温Tp向低温移动，而∆Tmax, ∆Tmin有可能增加。
对于有气体参加或有气体产物的反响，因粒度改变而使气体的扩散阻力增大时，这不仅阻碍反响进展，而且还会加大气体产物在试样周围的局局部压，导致分解压加大而使分解困难。这时，易使峰高低降、峰宽加大。
惰性稀释剂是为了实现某些目的而掺入试样，覆盖或填于试样底部的物质。当稀释剂的比热容大于试样时，稀释剂的参加还利于试样的比热容保持相对恒定，但使峰高降低。一旦稀释剂使试样的导热系数增加，峰高一般也要下降。
在线性升温时，较快的升温速率通常导致Tp向高温移动和峰面积增加,∆Tmax(∆Tmin)一般也是增加的。这是因为假如仅考虑升温速率，试样在单位时间内发生转变或反响的量