Principios de análisis instrumental

)}} 31A Análisis termogravimétrico 803 100° 420° 660° CaO 1 840° 980° Temperatura, oc FIGURA 31.5 Termograma de la descomposición del CaC 2 0 4 • H 2 0 en atmósfera inerte. (Tomada de S. Peltier y C. Duval. Anal. Chim. Acta, 1947, 1, p. 345. 001: 10.1016/50003-2670(00)89754-8. Con autorización.) La figura 31.4 ilustra cómo puede usarse un termograma para analizar la composición de un material polimérico. La muestra es un polietileno que ha sido contaminado con partículas finas de carbón para inhibir la degradación ocasionada por la exposición a la luz solar. Este análisis sería difícil de realizar con la mayor parte de los otros métodos analíticos. En la figura 31.5 se muestra el termograma que se obtuvo al aumentar la temperatura del CaC 2 0 4 • H 2 0 puro a una tasa de 5 °C/min. Las regiones horizontales perfectamente definidas corresponden a los intervalos de temperatura en los que los com– puestos de calcio que se indican son estables. Esta figura ilustra una de las aplicaciones más importantes del análisis termogravi– métrico, que es la definición de las condiciones térmicas necesa– rias para obtener una especie pura. En la figura 31.6a se muestra una aplicación del análisis ter– mogravimétrico al análisis cuantitativo de una mezcla de iones calcio, estroncio y bario. Los tres se han precipitado primero como oxalatos monohidratados. La masa en el intervalo de tempera– tura entre 320 y 400 oc corresponde a la de los tres compuestos anhidros: CaC 2 0 4 , SrC 2 0 4 y BaCzÜ 4 ; y la masa entre 580 y 620 oc corresponde al peso de los tres carbonatos. El cambio de peso en las dos etapas siguientes se debe a la pérdida de dióxido de car– bono, ya que se forman primero CaO y, a continuación, SrO. Del termograma se obtienen suficientes datos para calcular el peso de cada uno de los tres elementos presentes en la muestra. La figura 31.6b corresponde a la derivada del termograma mostrada en la figura 31.6a. Algunas veces la curva derivada puede proporcionar información que no es detectable en un termograma ordinario. Por ejemplo, los tres picos a 140, 180 y 205 oc hacen pensar que los tres hidratos pierden humedad a diferentes temperaturas, pero todos ellos parecen perder dió– xido de carbono de manera simultánea y, por tanto, dan un único pico agudo a 450 oc. Como el análisis termogravimétrico es capaz de propor– cionar información cuantitativa, la determinación de niveles de humedad es otra importante aplicación. Se pueden determinar niveles de 0.5% y algunas veces menores. 200 200 400 CaC0 3 -7 CaO +COz SrC0 3 -7 SrO + COz 600 800 l 000 1200 Temperatura, oc a) Termograma 400 1000 1200 Temperatura, oc b) Termograma diferencial FIGURA 31.6 Descomposición de CaC 2 0 4 • H 2 0, SrC 2 0 4 • H 2 0 y BaC 2 0 4 • H 2 0. (Tomada de L. Erdey, G. Liptay, G. Svehla y F. Paulike, Talanta, 1962, 9, p. 489, DOI: 10.1016 /0039-9140(62)80117-9 . Con autorización.)