Análise Térmica Conjunto de técnicas através das quais uma propriedade física de uma substância (amostra) e/ou produto de sua decomposição é medida em.

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1 Análise Térmica Conjunto de técnicas através das quais uma propriedade física de uma substância (amostra) e/ou produto de sua decomposição é medida em função da temperatura, quando a amostra é submetida a um programa controlado de temperatura.

2 Aplicações Gerais Determinação da estequiometria de compostos;
Determinação do grau de hidratação; Determinação de compostos intermediários de decomposição térmica; Identificação de substâncias; Determinação de mecanismos de decomposição térmica; Determinação de parâmetros cinéticos; Determinação de estabilidade térmica.

3 Materiais Alimentos Farmacêutica Áreas de atuação Ensino ?

4 Para ser considerada técnica de análise térmica:
Uma propriedade física da amostra ou seu produto de decomposição térmica deve ser medida; A medida deve ser realizada, direta ou indiretamente, em função da temperatura; A análise deve ser realizada sob um programa controlado de temperatura.

5 Quanto maior a taxa de aquecimento, maior a inclinação da reta.
Programa controlado de temperatura 1. Programa de aquecimento: a temperatura aumenta em função do tempo. 20 °C min-1 tempo Temperatura 10 °C min-1 5 °C min-1 Quanto maior a taxa de aquecimento, maior a inclinação da reta.

6 Quanto maior a taxa de resfriamento, maior a inclinação da reta.
Programa controlado de temperatura 2. Programa de resfriamento: a temperatura diminui em função do tempo. Temperatura 5 °C min-1 10 °C min-1 20 °C min-1 tempo Quanto maior a taxa de resfriamento, maior a inclinação da reta.

7 Não há inclinação da reta uma vez que a temperatura não varia.
Programa controlado de temperatura 3. Isoterma: a temperatura não varia em função do tempo. Temperatura tempo Não há inclinação da reta uma vez que a temperatura não varia.

8 Termogravimetria Técnica através da qual a massa de uma amostra é medida em função da temperatura, quando a amostra é submetido a um programa controlado de temperatura. Estabilidade térmica; Grau de hidratação; Estequiometria; Cinética de decomposição térmica; outros.

9 Cabe ao usuário interpretar a curva e tirar suas conclusões.
O resultado da análise termogravimétrica é a curva termogravimétrica ou Curva TG. Cabe ao usuário interpretar a curva e tirar suas conclusões. A primeira derivada da Curva TG é a Curva DTG, utilizada, principalmente, para determinar as temperaturas iniciais e finais de variação de massa.

10 25,00 mg 21,92 mg 17,13 mg 9,60 mg a b c d 1 2 3 CaC2O4.H2O

11 A curva tracejada é a curva TG
A curva tracejada é a curva TG. O que representa a curva cheia (aquela que tem um pico em aproximadamente 300°C)?

12 Fatores que afetam a curva TG
Quantidade da amostra (massa) Tamanho da amostra (granulometria) Adensamento (empacotamento) Natureza da amostra Amostra Razão de aquecimento Velocidade de registro Atmosfera Fluxo do gás Instrumental

13 Quantidade da amostra Em geral, quanto maior a quantidade de amostra, maiores as temperaturas inicial e final de decomposição térmica.

14 Tamanho e adensamento da amostra
Em geral, quanto maior a amostra e/ou maior seu adensamento, maiores as temperaturas inicial e final de decomposição térmica.

15 5-nitro-8-hidroxiquinolina
Natureza da amostra 8-hidroxiquinolina 5-nitro-8-hidroxiquinolina

16 Taxa de aquecimento e velocidade de registro
8-hidroxiquinolina (A) 01 °C min-1 (B) 2,5 °C min-1 (C) 05 °C min-1 (D) 10 °C min-1 (E) 20 °C min-1 Em geral, quanto maior a taxa de aquecimento, maiores as temperaturas inicial e final de decomposição térmica.

17 Atmosfera Complexo de Cobalto com 8-hidroxiquinolina

18 Taxa de aquecimento e Atmosfera
Influência das condições de preparação de quelatos sobre a cristalinidade do resíduo proveniente de sua decomposição térmica.

19 Efeito das condições de análise sobre as características morfológicas dos resíduos

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21 2La(OH)3:SrCO3 La(OH)3

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23 Comportamento térmico do quelante 5-nitro-8-hidroxiquinolina

24 Análise Térmica Diferencial
Técnica através da qual a diferença de temperatura entre a amostra e um material de referência é medida em função da temperatura, quando a amostra e o material de referência é submetido a um programa controlado de temperatura. Energia envolvida no processo; Caracterização; Tipo de evento; Estabilidade; outros.

25 Técnica semi-quantitativa

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27 Fatores que afetam a curva DTA
São os mesmos que afetam a curva TG e, em geral, da mesma forma.

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29 Calorimetria Exploratória Diferencial
Técnica através da qual a quantidade de energia necessária para manter a amostra e um material de referência na mesma temperatura é medida em função da temperatura, quando a amostra e o material de referência é submetido a um programa controlado de temperatura.

30 Exercícios

31 Variação de temperatura/°C
O composto BaCO3.2H2O se decompõe em duas etapas de perda de massa, de acordo com a tabela abaixo. Massa inicial: 4,50 mg. Determine o intermediário e o resíduo final formado. Apresentar os cálculos e a fórmula molecular dos compostos. Determine os voláteis. Apresentar os cálculos e a fórmula molecular dos compostos. Massa molar (g mol-1): Ba =137,33; C = 12,00; O = 16,00; H = 1,01. Etapa Variação de massa/mg Variação de temperatura/°C 1 0,70 100 – 200 2 0,85 500 – 650

32 Intervalo de Temperatura/°C
Uma análise TG do oxalato de bário pentahidratado, nos forneceu as seguintes informações: Massa inicial de amostra: 11,00 mg Massas molares: Ba = 137,33; C = 12,01; O = 16,00; H = 1,01 Com base nestes dados determinar: os intermediários formados os voláteis, da decomposição do oxalato de bário pentahidratado. Etapa de decomposição Intervalo de Temperatura/°C Variação de massa/mg 1° 100 – 120 - 1,31 2° 150 – 180 - 1,97 3° 330 – 380 - 1,02 4° - 1,61

33 Com base na análise do gráfico, foram feitas as seguintes afirmativas:
Considere as curvas da análise termogravimétrica (TGA) obtidas para quatro polímeros: polietileno (PE), polipropileno (PP), politetrafluoretileno (PTFE) e policloreto de vinila (PVC), apresentadas na figura. ENADE 2008. Com base na análise do gráfico, foram feitas as seguintes afirmativas: I - o PTFE é termorrígido, pois apresenta a maior temperatura de decomposição; II - o PTFE se decompõe em temperatura maior que o PE, pois a energia da ligação C-F é maior que a energia da ligação C-H; III - a cadeia ramificada do PP contribui para maior temperatura de decomposição em relação à temperatura de decomposição do PE; IV - o patamar observado na curva do PVC deve-se à liberação de HCl, sendo este fato uma preocupação no seu processo de reciclagem. Estão corretas APENAS as afirmativas:  (A) I e II (B) I e IV (C) II e III (D) II e IV (E) III e IV

34 b) A que transformação está associado o pico I apresentado no gráfico?
O método de análise térmica diferencial (ATD) foi aplicado para a análise do oxalato de cálcio monohidratado, CaC2O4.H2O, na presença de oxigênio, numa taxa de aquecimento de 8oC/minuto. O termograma diferencial é apresentado na figura a seguir: ENADE 2005. a) Identifique as transformações exotérmicas e endotérmicas neste gráfico. b) A que transformação está associado o pico I apresentado no gráfico? c) Que grandeza termodinâmica pode ser calculada a partir da integração da área de cada um desses picos? d) Considerando que um dos produtos formados na transformação associada ao pico II é o CaCO3, escreva as equações químicas correspondentes às reações associadas aos picos II e III.

35 O gráfico ao lado representa a análise do oxalato de cálcio (II) monoidratado, aquecido a 3°C/min, na presença de ar, em cadinho de platina, utilizando termogravimetria (ATG). PROVÃO 2001. Com base na análise do gráfico, a) indique a temperatura aproximada em que ocorre a perda de monóxido de carbono e o limite de temperatura em que o carbonato de cálcio permanece estável, explicando como isso ocorre; b) indique o percentual aproximado de massa perdida em cada etapa de decomposição térmica. Demonstre os cálculos. Dados/Informações adicionais Massas atômicas: Ca = 40u, O = 16u; C = 12u, H = 1u