¿Qué es el análisis termogravimétrico?

El análisis termogravimétrico es una técnica utilizada en la ciencia y la industria para caracterizar cómo cambia una muestra sólida a medida que se calienta gradualmente. La muestra puede cambiar debido a la pérdida de humedad, cambios en la estructura cristalina o cambios moleculares debido a la descomposición. Este tipo de análisis se utiliza para caracterizar polímeros y muestras de carbón, hasta la fecha pinturas y para muchos otros usos.

El análisis de las muestras se realiza en un entorno controlado en el que la muestra se pesa continuamente mientras se calienta. Se puede introducir un gas inerte para evitar la oxidación durante el calentamiento. La salida consiste en una curva de temperatura versus pérdida de peso. Cuando se presenta en su forma diferencial, los cambios en la pendiente de la curva se convierten en picos, lo que facilita a los científicos discernir el punto de transformación en la muestra.

El análisis gravimétrico o análisis en el que la cantidad final se determina pesando la muestra suele ser una técnica analítica muy precisa. El análisis termogravimétrico, por otro lado, es más una técnica descriptiva. Los picos se pueden medir en energía liberada o absorbida por un cambio en la estructura de la muestra. En algunas moléculas hidrogenadas, se producirá un pico cuando el calor elimine la hidratación. El calor requerido para causar tal cambio también es una medida de la fuerza de enlace entre la molécula y la molécula de agua.

Los polímeros a menudo se describen por análisis termogravimétrico. Los científicos observan el punto de ablandamiento y el punto de degradación, y evalúan el análisis de mezcla y el contenido de relleno. Los materiales ignífugos pueden ser probados por este método, evaluando las condiciones bajo las cuales ocurre la combustión.

El material orgánico como el carbón se puede caracterizar mediante análisis termogravimétrico. Esta técnica ha reemplazado las pruebas múltiples más antiguas requeridas para clasificar y valorar el carbón entre compradores y vendedores. La prueba puede evaluar el porcentaje de contenido de humedad, volátiles, carbono fijo y cenizas en el carbón.

Algunos estudios cinéticos, o estudios que determinan las tasas de reacciones, se realizan mediante análisis termogravimétrico. Estos estudios a veces se realizan analizando continuamente los gases de escape de la muestra a medida que se calienta. Los estudios cinéticos pueden determinar el orden de la reacción, lo que significa cuántas especies moleculares deben combinarse en cada etapa de la reacción.

La química forense ha encontrado un hogar para el análisis termogravimétrico. La técnica puede caracterizar barnices y pinturas. En comparación con muestras conocidas, se puede determinar la edad de ciertas piezas de arte. Se encuentra información útil sobre la estabilidad de los productos farmacéuticos mediante el uso de este instrumento.