Relatório 2 - TG e DSC a

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UNIFAL – UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
ANA CLÁUDIA ESPÍNDOLA MARTINS
ISABELLI DE LIMA DE OLIVEIRA
LARA PRISCILA D’MARTIN COSTA
ANÁLISES TÉRMICAS: 
TG E DSC
ANÁLISE TERMO GRAVIMÉTRICA E CALORIMETRIA EXPLORATÓRIA DIFERENCIAL
ALFENAS - MG
2019
1 Introdução
	A análise termogravimétrica envolve um conjunto de técnicas nas quais uma propriedade física (como adsorção, oxidação, desidratação, decomposição, etc.) de uma substância ou de seus produtos de reação é medida em função da temperatura enquanto a substância é submetida a uma programação de temperatura controlada. Na TG, técnica que fornece a derivada primeira da curva termogravimétrica, a massa é monitorada durante aquecimento ou resfriamento, já a DSC é utilizada para medir a diferença de energia entre uma amostra e um material de referência em função de um programa de aquecimento ou resfriamento sob atmosfera controlada. Toda curva de TGA deve ser analisada com auxílio da curva de DTG. Com a curva de DTG é possível identificar em quantas etapas ocorre uma decomposição térmica ou uma degradação termo-oxidativa.
	Os equipamentos funcionam de forma similar, com entrada de gás para controlar a pressão e criar o ambiente para medição e calibrar a referência (sendo esta um material termicamente estável), e depois é colocada a amostra para começar a medição. A diferença entre os equipamentos é que, o de DSC possui resfriamento com nitrogênio líquido que possibilita leituras de amostras em temperaturas negativas e o tempo de resfriamento do próprio equipamento para uma nova análise, além disso cabe lembrar que existem dois tipos de equipamento de DSC, o que trabalha com o princípio de operação de compensação de potência e o DSC que possui a operação baseada no princípio de fluxo de calor. Incondicionalmente, as grandezas físicas obtidas dos testes realizados em quaisquer dos tipos de instrumentos são as mesmas. 
É possível notar que durante o aquecimento de um determinado material o seu calor específico varia muito pouco, enquanto que durante a mudança de estado, altera-se rapidamente. Geralmente, a massa tende a diminuir com o aumento da temperatura, muito frequente em compostos solvatados. Quanto aos fenômenos observados, um exemplo é a fusão, que é uma transição de primeira ordem, característica de metais, materiais cristalinos e polímeros semicristalinos. Essa transição pode ocorrer em uma temperatura determinada quando o material for altamente cristalino (pico estreito e de grande amplitude) ou ocorrer em uma faixa de temperatura, devido à distribuição de tamanho das regiões cristalinas presentes nas macromoléculas. Outro exemplo é a cristalização, o qual é contrário ao de fusão, ou seja, é acompanhado de liberação de calor latente, que gera um pico exotérmico bem definido na curva de DSC. A taxa de resfriamento utilizada na cristalização do material afeta diretamente a forma, a altura e a energia do pico exotérmico no DSC.
	As aplicações da TG são muito variadas: Pode ser usada para determinação da umidade, volatilidade, estudo da cinética das reações envolvendo espécies voláteis, estudo da desidratação e da higroscopicidade, propriedades magnéticas, suscetibilidade magnética, reações no estado sólido que liberam produtos voláteis, taxas de evaporação e sublimação, calcinação e torrefação de minerais, curvas de adsorção e desadsorção, desenvolvimento de processos gravimétricos analíticos (peso constante), decomposição térmica ou pirólise de materiais orgânicos, inorgânicos e biológicos, destilação e evaporação de líquidos, determinação da pressão de vapor e entalpia de vaporização de aditivos voláteis, determinação da umidade, volatilidade, e composição de cinzas. Uma das aplicações da TG é na área farmacêutica, usada para verificar a pureza, polimorfismo e estudo de fases amorfas de fármacos; ou então no uso de materiais termocromáticos, como no caso de rótulos de cerveja que muda de cor quando está gelada
2 Objetivos
	
	Analisar o comportamento da amostra de CuSO4.5H2O durante tratamento com aumento da temperatura controlada ao longo do tempo.
3 Materiais e Métodos
	Materiais
· 10,2460μg da amostra de CuSO4.5H2O;
· Porta amostra de alumina;
· Equipamento TG (faixa de temperatura: 20-1100°C);
· Software de monitorar o aquecimento;
· Nitrogênio líquido;
· Equipamento DSC (faixa de temperatura: -127-600°C);
Métodos
A amostra da TG foi pesada no próprio equipamento, pois o mesmo é constituído por duas balanças sensíveis, enquanto que a do DSC foi pesada numa balança analítica. 
Para TG: primeiramente, fez-se a calibração da amostra foi colocada num cadinho de alumina a 10°C sem peso, depois adicionou-se uma amostra de referência para se obter a curva da amostra em relação a esta referência. Em seguida programou-se o software para que o aquecimento ocorresse num fluxo de 20.00 °C/min a 1100.00 °C, dando início à análise.
Para DSC: abre-se o cilindro de nitrogênio líquido para resfriar o equipamento evitando o superaquecimento do mesmo e/ou começar a análise com uma temperatura abaixo da temperatura ambiente. Coloca-se a referência e a amostra no cadinho e liga-se o equipamento, após programar o aquecimento.
	
4 Resultados e Discussão
	As curvas obtidas pelo software estão a seguir:
 
Sabendo que a curva de DSC analisa absorção e liberação de calor da amostra comparada com a referência e que no eixo y, das ordenadas, representa o percentual de massa, sendo o da esquerda e em verde o percentual relativo a TG e o da direita em azul o percentual da derivada do peso; e no eixo das abcissas, eixo x, indica o aumento da temperatura, o qual varia de 0°C a aproximadamente 1100°C. É possível perceber que a curva obtida em azul (DSC) mostra as mudanças da amostra durante o aumento da temperatura mais sensivelmente do que a curva em verde (TG).
A curva em verde representa a análise da TG, os quatro primeiros decréscimos na massa representam perda de água, sendo o primeiro (a aproximadamente 80°C) e o segundo (cerca de 110°C) perda de 2H2O e o terceiro (duas curvas entre 700 e 800°C) representa a perda da última água, enquanto que o quarto (por volta de 1050°C) representa o início da decomposição da amostra. Pode-se notar que o declive mais acentuado, quarto, representa a formação do óxido e começo da decomposição do material. 
5 Conclusões 
A análise de DSC permite estabelecer facilmente a maioria dos parâmetros importantes para o a caracterização de complexos inorgânicos como as temperaturas de fusão e de desidratação.
Bibliografia
http://www.analisestermicas.com.br/como-interpretar-curvas-de-tga-e-dsc/
https://www.passeidireto.com/arquivo/5406202/relatorio-22-calorimetria-exploratoria-diferencial
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4124935/mod_resource/content/1/DSC%20parte1-2017-Gabriel%20-%20DTA-DSC%20introdu%C3%A7%C3%A3o.pdf