slides contendo métodos termoanalíticos: TG, DTA, DSC.

1. MÉTODOS
TÉRMOANALÍTICOS
PROFESSOR: LUÍS HENRIQUE BEMBO FILHO

2. Conteúdos
Análise térmica
Termogravimetria (TG)
Termogravimetria Derivada (DTG)
Análise Térmica Diferencial (DTA)
Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)

3. Análise Térmica
Análise térmica (TA) é o estudo da relação entre uma propriedade
de uma amostra e sua temperature quando a amostra é aquecida ou
refrigerada em um programa controlado de temperatura.
The ICTAC TA Nomenclature has been endorsed by the IUPAC and this has been published in the April 2014 issue of Pure and Applied
Chemistry.

4. Técnicas
Propriedade ou Grandeza
Física
Técnica SIGLA Notas
Massa Termogravimetria TG ou TGA É diferente de Tg (transição vítria)
Diferença de Temperatura Análise Térmica DIferencial DTA Nesta técnica a diferença de temperature entre a
amostra e um material de referencia é medida.
Diferença de Fluxo de Calor Calorimetria Explotatória
Diferencial
DSC A diferença entra o fluxo de calor da amostra e de
um material de referência é medido.

5. Técnicas
Propriedade ou Grandeza
Física
Técnica SIGLA Notas
Propriedades mecânicas e
dimensionais
Análise Mecânica Dinâmica;
Análise termomecânica;
Termodilatometria
DMA
TMA
TD
Módulos (armazenamento/perda) são calculados;
Medida de deformações;
Dimensões são medidas.
Propriedades Elétricas Análise térmica dielétrica;
Corrente Estimulada
Termicamente;
DEA
TSC
Constante dielétrica/perda dielétrica é medida;
A corrente é medida;
Propriedades Magnéticas
Fluxo de Gás
Termomanometria;
Análise de Gases envolvidos;
Análise térmica de “Emanação”
EGA
ETA
A natureza e/ou quantidade de gases/vapores são
determinados; Gases radioativos presos dentro da
amostra são liberados e medidos.
Pressão Termomanometria;
Termobarometria
Evolução do gás é detectada por mudanças de pressão;
Pressão exercida por uma amostra densa nas paredes
de uma célula de volume constante são estudadas.

6. Técnicas
Propriedade ou Grandeza
Física
Técnica SIGLA Notas
Propriedades Óticas Termoptometria Uma família de técnicas em que uma característica
ou propriedade óptica da amostra é estudada.
Propriedades Acústicas Termoluminescencia
Termosonimetria ou
Termoacustimetria
TL A luz emitida é medida;
O som emitido (sonimetria) ou absorvido
(acustimetria) pela amostra é estudado.
Estrutura Termodifratometria
Termoespectrometria
A composição ou a natureza química da amostra é
estudada.

7. TÉCNICAS TERMOANALÍTICAS

8. Principais Técnicas

10. INSTRUMENTAÇÃO GERAL

11. Curvas Comuns

12. CRITÉRIOS
Faixa de temperatura
Tempo de análise (função da taxa de aquecimento/resfriamento)
Massa requerida
Estabilidade térmica da amostra
Possíveis reações indesejadas
Porta-amostra inerte
Atmosfera (N2, ar sintético, etc.)
Procedimento segundo normas

13. TERMOGRAVIMETRIA
Pesagem contínua de uma amostra em função da temperatura (a medida em que ela é aquecida ou
resfriada);
As curvas de variação de massa (em geral perda, mais raramente ganho de massa) em função da
temperatura;
Conclusões sobre a estabilidade térmica da amostra, sua composição e estabilidade dos compostos
intermediários e sobre a composição do resíduo;
Nas curvas TG, os desníveis em relação ao eixo das ordenadas correspondem às variações de massa
sofridas pela amostra e permitem obter dados que podem ser utilizados com finalidades quantitativas.

14. TERMOGRAVIMETRIA

15. EQUIPAMENTOS NO MERCADO

16. EXEMPLO DE CURVA TG

17. DECOMPOSIÇÃO DO OXALATO DE CÁLCIO

18. APLICAÇÕES DA TG
Estudo da decomposição térmica de substâncias orgânicas, inorgânicas e dos mais variados tipos
de materiais como: minerais, minérios, carvão, petróleo, madeira, polímeros, alimentos,
materiais explosivos etc.
Estudos sobre corrosão de metais em atmosferas controladas, em faixas muito amplas de
temperatura.
Estudos sobre a velocidade de destilação e evaporação de líquidos, e de sublimação de sólidos.
Identificação de polímeros novos, conhecidos e intermediários;

19. APLICÃÇÕES

20. APLICAÇÕES

21. Fatores operacionais que influenciam um
experimento de análises térmicas
• Amostra: estado físico (sólido ou líquido), forma (pó, filme, tarugo, etc), tamanho, distribuição,
quantidade, diluição, pureza, histórico.
• Porta-amostra: reatividade, estabilidade, capacidade e condutividade térmicas, tamanho, forma,
atuação como catalisador.
• Atmosfera: reatividade, influência no equilíbrio da reação, condutividade térmica, fluxo (atmosfera
estática ou dinâmica).
• Taxa de aquecimento/resfriamento: resolução, intensidade de sinais diferenciais, passagem pelo
equilíbrio, eventos dinâmicos, análise cinética.

22. TERMOGRAVIMETRIA DERIVADA (DTG)
◦ Neste método são obtidas curvas que
correspondem à derivada primeira da curva TG e
nos quais os degraus são substituídos por picos
que delimitam áreas proporcionais às alterações
de massa sofridas pela amostra.

23. Vantagens da Termogravimetria Derivada
As curvas DTG indicam com exatidão, as temperaturas correspondentes ao inicio e ao instante
em que a velocidade de reação é máxima.
Os picos agudos permitem distinguir claramente uma sucessão de reações que muitas vezes não
podem ser claramente distinguidas nas curvas TG
As áreas dos picos correspondem exatamente à perda ou ganho de massa e podem ser
utilizadas em determinações quantitativas, etc.

29. Análise Térmica Diferencial (DTA)
Técnica térmica de medição contínua das temperaturas da amostra e de um material de
referência termicamente inerte, à medida que ambos vão sendo aquecidos ou resfriados em um
forno. Estas medições de temperatura são diferenciais, pois registra-se a diferença entre a
temperatura da referência Tr, e a da amostra Ta, ou seja (Tr – Ta = ΔT), em função da
temperatura ou do tempo, dado que o aquecimento ou resfriamento são sempre feitos em
ritmo linear (dT/dt = Cte)

30. Curva DTA

31. Diagrama de Bloco de um sistema térmico
diferencial moderno

32. Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC)
Foi desenvolvido com o intuito de evitar as dificuldades encontradas no DTA ou
compensá-las, criando um equipamento capaz de quantificar a energia
envolvida nas reações.

33. Diferenças entre DTA e DSC
Na DTA, é medida a diferença de temperatura entre a amostra e o material referência inerte (ΔT
= Ta – Tr).
Na DSC com compensação de potência a amostra e o material referência são mantidas
isotermicamente pelo uso de aquecedores individuais. O Parâmetro medido é a diferença na
potência de entrada dos aquecedores, d (ΔQ/dt ou dH/dt).

34. Diferenças Instrumentais

35. Interpretação dos Dados da Curva DSC
No caso dos polímeros a curva pode ser interpretada conforme
aparece no link:
http://chasqueweb.ufrgs.br/~ruth.santana/analise_instrumental/aul
a2j.html

37. Aplicações da Análise Térmica

38. BIBLIOGRAFIA
IONASHIRO, M. Giolito: Fundamentos da Termogravimetria, Análise Térmica Diferencial,
Calorimetria Exploratória Diferencial. São Paulo : Giz, 2005.
Trevor Lever, Peter Haines, Jean Rouquerol, Edward L. Charsley, Paul Van Eckeren and Donald J.
Burlett (2014) ICTAC nomenclature of thermal analysis (IUPAC Recommendations 2014). Pure
Appl. Chem. 86(4), 545–553. DOI 10.1515/pac-2012-0609.
http://www.cce.ufes.br/jair/web/anterm.pdf (Acessado: 30/07/2014 23:45 h)
http://www.quimica.ufpb.br/monitoria/Disciplinas/termodinamica2/material/M7_Analises_ter
micas.pdf (Acessado: 29/07/2014 03:28 h)
http://www.uel.br/eventos/simbbtec/pages/arquivos/Minicurso%202-IRiegelVidotti-
Parte1e2.pdf (Acessado 27/07/2014 01:32 h)