L’analisi termogravimetrica è una tecnica utilizzata nella scienza e nell’industria per caratterizzare come cambia un campione solido man mano che viene riscaldato gradualmente. Il campione può cambiare a causa della perdita di umidità, dei cambiamenti nella struttura cristallina o dei cambiamenti molecolari dovuti alla decomposizione. Questo tipo di analisi viene utilizzato per caratterizzare polimeri e campioni di carbone, per datare dipinti e per molti altri usi.
L’analisi dei campioni viene eseguita in un ambiente controllato in cui il campione viene pesato continuamente mentre viene riscaldato. Può essere introdotto un gas inerte per evitare l’ossidazione durante il riscaldamento. L’output consiste in una curva di temperatura in funzione della perdita di peso. Quando vengono presentati nella sua forma differenziale, i cambiamenti nella pendenza della curva diventano picchi, il che rende più facile per gli scienziati discernere il punto di trasformazione nel campione.
L’analisi gravimetrica o analisi in cui si determina la quantità finale pesando il campione è solitamente una tecnica analitica molto precisa. L’analisi termogravimetrica, d’altra parte, è più una tecnica descrittiva. I picchi possono essere misurati in energia rilasciata o assorbita da uno spostamento nella struttura del campione. In alcune molecole idrogenate, si verificherà un picco poiché il calore rimuove l’idratazione. Il calore richiesto per provocare un tale cambiamento è anche una misura della forza di legame tra la molecola e la molecola d’acqua.
I polimeri sono spesso descritti mediante analisi termogravimetrica. Gli scienziati esaminano il punto di rammollimento e il punto di degradazione e valutano l’analisi della miscela e il contenuto di riempitivo. I materiali ignifughi possono essere testati con questo metodo, valutando le condizioni in cui avviene la combustione.
Il materiale organico come il carbone può essere caratterizzato utilizzando l’analisi termogravimetrica. Questa tecnica ha sostituito i vecchi test multipli richiesti per classificare e valutare il carbone tra acquirenti e venditori. Il test può valutare la percentuale di contenuto di umidità, sostanze volatili, carbonio fisso e cenere nel carbone.
Alcuni studi cinetici, o studi che determinano le velocità delle reazioni, vengono eseguiti utilizzando l’analisi termogravimetrica. Questi studi sono a volte condotti analizzando continuamente i gas di scarico dal campione mentre viene riscaldato. Gli studi cinetici possono determinare l’ordine della reazione, ovvero quante specie molecolari devono combinarsi in ogni fase della reazione.
La chimica forense ha trovato casa per l’analisi termogravimetrica. La tecnica può caratterizzare vernici e pitture. Rispetto ai campioni noti, è possibile determinare l’età di alcune opere d’arte. Informazioni utili riguardanti la stabilità dei prodotti farmaceutici si trovano mediante l’uso di questo strumento.