Die thermogravimetrische Analyse ist eine Technik, die in Wissenschaft und Industrie verwendet wird, um zu charakterisieren, wie sich eine feste Probe bei allmählicher Erwärmung verändert. Die Probe kann sich aufgrund von Feuchtigkeitsverlust, Veränderungen der Kristallstruktur oder molekularen Veränderungen aufgrund von Zersetzung verändern. Diese Art der Analyse wird verwendet, um Polymer- und Kohleproben zu charakterisieren, Gemälde zu datieren und für viele andere Anwendungen.
Die Analyse der Proben erfolgt in einer kontrollierten Umgebung, in der die Probe kontinuierlich gewogen wird, während sie erhitzt wird. Ein Inertgas kann eingeführt werden, um eine Oxidation während des Erhitzens zu vermeiden. Die Ausgabe besteht aus einer Temperatur-Gewichtsverlust-Kurve. In ihrer Differentialform werden die Änderungen der Kurvensteigung zu Spitzenwerten, die es Wissenschaftlern erleichtern, den Transformationspunkt in der Probe zu erkennen.
Die gravimetrische Analyse oder Analyse, bei der die Endmenge durch Wiegen der Probe bestimmt wird, ist in der Regel eine sehr genaue Analysetechnik. Die thermogravimetrische Analyse hingegen ist eher eine beschreibende Technik. Die Peaks können in freigesetzter oder aufgenommener Energie durch eine Verschiebung der Probenstruktur gemessen werden. Bei einigen hydrierten Molekülen tritt ein Peak auf, wenn Wärme die Hydratation entfernt. Die für eine solche Veränderung erforderliche Wärme ist auch ein Maß für die Bindungsstärke zwischen Molekül und Wassermolekül.
Polymere werden oft durch thermogravimetrische Analyse beschrieben. Wissenschaftler untersuchen den Punkt der Erweichung und den Punkt des Abbaus und bewerten die Mischungsanalyse und den Füllstoffgehalt. Flammhemmende Materialien können mit diesem Verfahren getestet werden, wobei die Bedingungen bewertet werden, unter denen die Verbrennung stattfindet.
Organisches Material wie Kohle kann durch thermogravimetrische Analyse charakterisiert werden. Diese Technik hat ältere Mehrfachtests ersetzt, die erforderlich waren, um Kohle zwischen Käufern und Verkäufern einzustufen und zu bewerten. Der Test kann den Prozentsatz des Feuchtigkeitsgehalts, der flüchtigen Stoffe, des festen Kohlenstoffs und der Asche in der Kohle bewerten.
Einige kinetische Studien oder Studien zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeiten werden mittels thermogravimetrischer Analyse durchgeführt. Diese Untersuchungen werden manchmal durchgeführt, indem die Abgase der Probe beim Erhitzen kontinuierlich analysiert werden. Kinetische Studien können die Reihenfolge der Reaktion bestimmen, was bedeutet, wie viele molekulare Spezies sich in jeder Stufe der Reaktion verbinden müssen.
Die forensische Chemie hat ein Zuhause für die thermogravimetrische Analyse gefunden. Die Technik kann Lacke und Farben charakterisieren. Durch Vergleich mit bekannten Mustern kann das Alter bestimmter Kunstwerke bestimmt werden. Nützliche Informationen bezüglich der Stabilität von Arzneimitteln werden durch die Verwendung dieses Instruments gefunden.