¿Qué es la termogravimetría?

La termogravimetría (TG) es una técnica de análisis térmico en la que se mide la masa de una muestra a lo largo del tiempo, en una atmósfera controlada, a medida que cambia la temperatura. Los datos de este procedimiento se examinan mediante análisis termogravimétrico (TGA), uno de varios métodos en los que se mide una propiedad física de una muestra en relación con el cambio de temperatura. Técnicas similares implican el estudio del flujo térmico, la longitud y la elasticidad. La termogravimetría se usa a menudo en la industria farmacéutica para analizar la estabilidad de los medicamentos y la agricultura para regular el proceso de deshidratación de los cultivos.

El procedimiento requiere una balanza de precisión, una fuente de calor y una cámara de reacción cerrada. A medida que se calienta la muestra, su peso y temperatura se controlan y registran continuamente. Un termopar, o sensor de temperatura, se coloca típicamente en contacto directo con la muestra; la termogravimetría implica cambios absolutos en la masa y es independiente de la velocidad de calentamiento de la muestra. El ambiente puede ser un gas o una mezcla de gases a cualquier presión requerida, o un vacío.

Cuando se trazan, los datos recopilados forman una curva que relaciona la masa de una muestra con su temperatura. La correlación entre la temperatura y el cambio de masa se examina comparando puntos en el gráfico con las escalas de dos ejes. Una pantalla más informativa se deriva de los datos por medio de termogravimetría diferencial, donde se traza la tasa de cambio de masa en función de la temperatura. Los episodios individuales de cambio que no son evidentes en el mapeo más simple se pueden distinguir fácilmente, lo que lleva a un análisis más completo y significativo.

El cambio en la masa de una muestra, reflejado por su peso, como cambios de temperatura puede deberse a la descomposición de los compuestos en elementos constituyentes, la reacción de la muestra con oxígeno o su pérdida de contenido de agua. A qué temperatura y bajo qué condiciones atmosféricas ocurren estos cambios, proporciona información importante sobre el material de la muestra. La termogravimetría se emplea a menudo para estudiar cómo estos factores afectarán la estabilidad y la vida útil de un producto. El análisis de la reacción de una muestra al cambio térmico también se puede utilizar en medicina forense para ayudar a identificar materiales desconocidos.

El comportamiento de materiales relacionados a alta temperatura bajo una atmósfera seleccionada es una consideración importante en el diseño y desarrollo de productos. La termogravimetría también se puede utilizar para establecer las características de un material para su posterior identificación o control de calidad. Mediante una elección cuidadosa de la temperatura y la atmósfera, los materiales de muestra se pueden descomponer selectivamente en componentes constituyentes. Este método se utiliza a menudo en el estudio de polímeros, grandes moléculas compuestas por partes repetidas.