Bestimmung einer Phasenumwandlungstemperatur mit der Differentialthermoanalyse

Zusammenfassung Aus dem Maximalwert einer Differentialthermoanalysenkurve kann die Temperatur einer Phasenumwandlung abgeleitet werden. Für die Auswertung benötigt man Kurven, die bei verschiedener Aufheizgeschwindigkeit gemessen wurden. Das Verfahren wurde an K₂SO₄ und BaCO₃ getestet. Die Experimente ergaben 583,3 bzw. 809,6°C.Herrn Prof. Dr. H. Hausner danke ich für die Förderung dieser Arbeit und Frau H. Tyrlas für die umsichtige und sorgfältige Durchführung der Experimente.     

Characterization of differently bound water by means of the constants of thermal decomposition kinetics

Summary Compounds containing differently strong bound water molecules were investigated by thermogravimetry and derivative thermogravimetry. The following models were used: inorganic adsorbents, salts containing water of crystallization and a compound with structural water. The temperature interval, the stoichiometry of the water release were determined and kinetic parameters of the processes were calculated. These results could be brought into connection with the nature of the adsorption and crystallization water.

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Charakterisierung von verschieden gebundenem Wasser mit Hilfe der kinetischen Konstanten der thermischen Zersetzung

Zusammenfassung Thermogravimetrisch und durch derivative Thermogravinietrie wurden Verbindungen untersucht, die mit verschiedener Stärke gebundene Wassermoleküle enthalten: anorganische und organische Adsorbentien, Kristallwasser enthaltende Salze und Verbindungen mit Strukturwasser. Die Temperaturgebiete sowie die Stöchiometrie der Wasserfreisetzung wurden bestimmt und die kinetischen Parameter der Vorgänge ermittelt. Die Ergebnisse ließen sich zu der Natur des adsorptiven oder Kristallwassers in Beziehung bringen.

The authors thank Mr. P. Töke and Mr. M. Matula for running the computer program and Mrs. E. Borsay for the technical assistance.     

Thermoanalytical investigations on dust

Summary Several modern thermoanalytical methods were applied to investigate the complex system of dust.Information about physical parameters as weight changes is obtained by thermogravimetry and derivative thermogravimetry (TG/DTG), energy changes were detected by differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). Specific surfaces were determined.Information about chemical parameters is obtained by thermal evolution analysis (TEA) of volatile organic components, by the sulphur specific TDS (temperature differentiated sulphur detection) method. Thermo-gastitrimetry (TGT) combined with a Derivatograph was applied for the analysis of larger samples.The combined use of these techniques allows to differentiate several groups of components, liberated, dissoziated or oxidized at different temperatures, so that a characterization of the complex sample is possible.

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Thermoanalytische Untersuchung von Staub

Zusammenfassung Verschiedene moderne thermoanalytische Methoden wurden eingesetzt, um das komplexe System Staub zu untersuchen.Information über physikalische Parameter wie Gewichtsänderungen erhält man durch Thermogravimetrie und derivierte Thermogravimetrie (TG/DTG), Energieänderungen werden durch Differential-Thermoanalyse (DTA) und Differential-Scanning-Calorimetry (DSC) aufgezeichnet und spezifische Oberflächen mit Hilfe des Thermogravimaten untersucht.Information über chemische Parameter erhält man durch Thermal Evolution Analysis (TEA) der flüchtigen organischen Verbindungen, durch S-spezifische und C-spezifische temperaturdifferenzierte Analysen (TDS und TDC) und durch den Einsatz der Thermo-Gas-Titrimetrie (TGT), die mit einem Derivatographen gekoppelt zur Analyse größerer Proben eingesetzt wird.Der kombinierte Einsatz dieser Techniken erlaubt es, verschiedene Verbindungsgruppen, die bei verschiedenen Temperaturen freigesetzt, dissoziiert oder oxidiert werden, zu unterscheiden, so daß eine Charakterisierung der komplexen Probe möglich wird.

Presented at the 6th Chemical Symposium an Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria     

Thermoanalytische Untersuchungen von St?uben mit Detektion physikalischer und chemischer Parameter

Zusammenfassung Der kombinierte Einsatz thermoanalytischer Methoden mit Detektion physikalischer und chemischer Parameter zur Untersuchung von Staubproben ermöglicht teils Identifizierung von Verbindungen, vor allem aber Charakterisierung von Verbindungsgruppen. TDS, TDC, TG/DTG, DTA und DSC-Aufnahmen von Stäuben werden gegenübergestellt und in vier Temperaturbereiche geteilt. Durch Kombination der qualitativen und quantitativen Ergebnisse erhält man eine weitgehende Beschreibung der komplexen Probe.Herrn Dr. F. Paulik danken wir für unterstützende Diskussionen. Die Aufnahmen der temperaturdifferenzierten Kurven wurden uns in dankenswerter Weise von Herrn Frauerwieser zur Verfügung gestellt.     

Bestimmung kleiner Wassergehalte in Methanol mittels Differentialthermoanalyse (DTA)

Zusammenfassung Eine Methode zur Bestimmung kleiner Wassergehalte in Methanol (0,02–1 Mol-%) mit Differentialthermoanalyse (DTA) wird beschrieben. Die Wirksamkeit verschiedener Trocknungsverfahren wird untersucht. Das Verfahren wird im Vergleich mit anderen Wasserbestimmungsmethoden in organischen Flüssigkeiten diskutiert.Die Deutsche Forschungsgemeinschaft und der Fonds der Chemischen Industrie unterstützten die Untersuchungen durch Sachmittel.     

Thermo-Gasanalysator zur Charakterisierung von Kohlenstoff- und Schwefelverbindungen in luftgetragenen St?uben

Zusammenfassung Die Charakterisierung von Kohlenstoff- und Schwefelverbindungen in korngrößenseparierend gesammelten Staubproben wird durch temperaturprogrammierte Zersetzung der Probe im Sauerstoffstrom und simultane Analyse von gebildetem CO₂ und SO₂ durchgeführt. Eine Unterscheidung von zwei organischen Kohlenstofffraktionen sowie von »Ruß-Kohlenstoff«, »Carbonatkohlenstoff«, »Konversionsschwefel«, »Ruß-Schwefel« und »Schwefel aus thermisch stabilen Sulfaten« in vier Korngrößenbereichen im Staubkollektiv 0,1–25 m AD ermöglicht die Zuordnung bestimmter Verbindungsgruppen zu verschiedenenen Bereichen des »Multimodalen Modells«. Zur Analyse werden 50–200 g Probe benötigt. Der Analysator besteht aus der Kombination eines temperaturprogrammierten Ofens mit gasanalytischen Monitoren für CO₂ und SO₂. Die Nachweisempfindlichkeit liegt bei 40 ng S s^–1 und 400 ng C s^–1 für vollen Schreiberausschlag (200 mm). In Anwendungsbeispielen wird der Einsatz der Methode zur Quellenanalyse von Aerosolen demonstriert.

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Thermo gas-analyzer for the characterization of carbonaceous and sulphurous compounds in atmospheric particles

Summary Characterization of carbonaceous and sulphurous compounds in size fractions of atmospheric particles is carried out by temperature programmed decomposition of the sample in oxygen atmosphere and simultaneous detection of evolved CO₂ and SO₂. The speciation of two organic carbon fractions, of soot carbon, carbonate carbon, converted sulphur, soot sulphur and sulphur from thermally stable sulphates in four size ranges of atmospheric particles (0.1–25 m AD) makes possible the classification into modes according to the multimodal model. For the analysis 50–200 g of sample is required. The analyzer, a combination of a temperature programmed furnace with instruments for monitoring of CO₂ and SO₂ is operated with a sensitivity of 40 ng S s^–1 and 400 ng Cs^–1 for recorder full-scale (200mm). Results of field tests demonstrate the application for aerosol source identification and conversion studies.

Der Autor möchte Herrn Prof. Dr. H. Malissa für die Anregungen und Diskussionen zur vorliegenden Arbeit vielmals danken. Mein Dank gilt auch Frl. Ing. Ch. Minich für die technische Assistenz bei der Durchführung der Analysen.Diese Arbeit wurde durch Mittel und Geräte des Bundesministeriums für Gesundheit und Umweltschutz unterstützt.     

Bestimmung einer Phasenumwandlungstemperatur mit der Differentialthermoanalyse. II

Zusammenfassung Die Temperatur einer Phasenumwandlung, verfolgt mit der Differentialthermoanalyse, kann aus der Abweichung der DTA-Kurve von der Basislinie oder aus dem einfach zu konstruierenden onset-Punkt bestimmt werden. Ein Vergleich beider Verfahren zeigt, daß das Verfahren, das auf dem onset-Punkt basiert, zwar mit einem systematischen Fehler behaftet ist, aber frei von individuellen Interpretationen beim Auswerten ist. Der systematische Fehler läßt sich klein halten, indem man möglichst langsam aufheizt, bzw. abkühlt.Teil I: diese Z. 266, 21 (1973).     

Thermal decomposition processes and their nucleation characteristics

Die Bildung und das Wachstum von Keimen während thermischer Zersetzungsreaktionen wurde mit Hilfe der Thermomikroskopie untersucht. Diese Methode erlaubt eine kontinuierliche Beobachtung der verschiedenen Vorgänge und Effekte, welche für die Kinetik der Zersetzungsreaktionen maßgebend sind. Von besonderer Bedeutung sind die Geschwindigkeit der Keimbildung und die des Wachstums in Abhängigkeit von den kristallographischen Richtungen und in bezug auf die Oberflächendefekte. Weitere wichtige Faktoren für die Probe sind die umgebende Atmosphäre, die Bildung von Sprüngen und Rissen, welche auf die Diffusion der gasförmigen Zersetzungsprodukte und das Ausmaß des strukturellen Umbaus zurückzuführen sind.Keimbildungserscheinungen von: Gips, CuSO₄ · 5 H₂O, NiSO₄ · 6 H₂O, Hydrozinkit und Diamant werden diskutiert. Die Ergebnisse der thermooptischen Untersuchungen werden u. a. zu TG-Messungen und Röntgenuntersuchungen in Beziehung gesetzt. Die Aktivierungsenergie der Keimbildung von Selenit (Marienglas) wurde zu 16±3 kcal/Mol gefunden.Summary The formation and growth of nuclei during thermal decomposition processes was investigated by thermomicroscopy. This method permits the continuous observation of the various effects which determine the kinetics of the decomposition reaction. Of special importance are the rate of nuclei formation and growth in relation to the different crystallographic directions and to the surface defects. Other important factors are the surrounding atmosphere, the formation of fissures and cracks due to diffusion of the gaseous decomposition products, and the structural rearrangement. Nucleation characteristics of CaSO₄ · 2 H₂O, CuSO₄ · 5 H₂O, NiSO₄ · 6 H₂O, hydrozincite and diamond are also discussed. The thermooptical data are correlated to the TG, X-ray and other measurements for several of the systems studied. The activation energy for the nucleation of selenite was found to be 16±3 kcal/mole.

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Keimbildungsvorgänge bei thermischen Zersetzungsreaktionen

Some of the results were presented at the Fourth International Conference on Thermal Analysis, 8–13 July, 1974 Budapest, Hungary.