7/25/2019 Curso de Dsc 2010

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PARTE

TEORICA

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Calorimetra Diferencial de Barrido

La calorimetra diferencial de barrido (DSC) permite determinar

Comportamientos trmicos relacionados con cambios fsicos o !micos

C!ando la temperat!ra "ara en la #ona de transici$n o reacci$n% por

medio de !n pro&rama lineal de calentamiento o enfriamiento'

En la calorimetra de barrido diferencial la m!estra la referencia se

someten a !na temperat!ra !e a!menta en forma contin!a' Se a&re&a

calor sobre la m!estra o la referencia% a modo de mantenerlas a !na

Temperat!ra idntica' El calor a&re&ado !e se re&istra% compensa

el !e se pierde o se &ana como consec!encia de reacciones

endotrmicas o eotrmicas !e tienen l!&ar en la m!estra'

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Calorimetra - DefinicionesCalorimetra - Definiciones

Calorimetra - DefinicionesCalorimetra - Definiciones

Un calormetromide el calor absorbido o desprendido por una muestra

Un calormetro diferencialmide el flujo de calor de una muestra (absorbido odesprendido) relativo a una referencia inerte

Un calormetro diferencial de barridomide el flujo de calor de una muestra

(absorbido o desprendido) relativo a una referencia inerte, sometiendo a la muestra

a un programa de temperatura controlado

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La informacinfundamental que proporciona la DS es la capacidadcalorfica relativa de un sistema en funcin de la temperatura!

"n general, #a$ tres tipos de informacin que se pueden obtener apartir de la DS%

&! La capacidad calorfica parcial absoluta del compuesto de

inter's!

! Los parmetros termodinmicos globales (los cambios de entalpa*+, de entropa *S, de energa de -ibbs *- $ de lacapacidad calorfica *p) asociados a la transicin inducida por

temperatura!

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En el DSC% las celdas donde se coloca la m!estra la s!stancia de

referencia% son calentadas o enfriadas separadamente por dos circ!itos

elctricos de control diferentes% a "elocidades de calentamiento o

enfriamiento constantes' Con ste instr!mento se a*!sta

contin!adamente la potencia (ener&a) de estos circ!itos de control%

como resp!esta a la presencia de !na transici$n endotrmica o

eotrmica en la m!estra% de modo !e las temperat!ras de la m!estra

referencia permane#can i&!ales'

La fig. 1 muestra las celdas para la sustancia de refencia y para la muestra.

La ener&a elctrica re!erida para !e se c!mpla esa condici$n es&raficada en el e*e de la ordenada en la absisa la "ariaci$n de la

temperat!ra' Esa ener&a res!lta finalmente ser proporcional a la

capacidad calorica (Cp) de la m!estra'

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+i&!ra ,'

Figura 1. Celda de referencia y celda para la muestra'

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Las muestra se deposita en un portamuestra (platillo) que est

suspendido de uno de los brazos de la balanza y que se ubica dentro

del horno (Fig. 2)

Fig. 2 Horno de la termobalanzay calormetro diferencial

De barridoSTA 625 Polymer Laboratories.

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"n un e.perimento de calorimetra diferencial de barrido se registra

de forma continua la capacidad calorfica aparente de cualquiermacromol'cula en funcin de la temperatura, obteni'ndose lo que

com/nmente se denomina termograma.

transicin vtrea%cambio de p

".oterma decristali0acin

"ndoterma defusin

+mendo

+c

urva de DS ideali0ada de un polmero semicristalino

Determinacin de las transiciones trmicas de un polmeroDeterminacin de las transiciones trmicas de un polmeroDeterminacin de las transiciones trmicas de un polmeroDeterminacin de las transiciones trmicas de un polmero

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Las -reas ba*o los pea. de diferentes transiciones (f!son% cristali#aci$n%

eb!llici$n% oidaci$n% etc''') indican la ener&a total transferida /acia o

desde la m!estra corresponden a los calores (entalpas 0) de las

distintas transiciones% los !e se determinan inte&rando dic/os pea. en el

ran&o donde la m!estra s!fre al&!na transici$n% entonces1

(Ec. 1 )

La ec!aci$n b-sica de la calorimetra diferencial de barrido es1

(Ec. 2 )

Donde12 "elocidad de calentamiento (oC3min)

T2 TR4T5(R s!stancia referencia 5 m!estra)

Cp2 capacidad cal$rica de la m!estra

62 cond!cti"idad trmica del ambiente !e rodea a la s!stancia

de referencia (R) la m!estra (5)'

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Por lo tanto% de las Ec' , 71

Ec' 8

Ec' 9 Ec' :

Si !n cambio oc!rre en !n estado de e!ilibrio% como procesos de f!si$n o

Cristali#aci$n% entonces% la ener&a libre de ;ibbs (;) es cero es posible

determinar entonces% la entropa (S) de la trancisi$n'

Por medidas calorimtricas se determina tambin el &rado de cristalinidad

de Polmeros semicristalinos% determinando el calor de f!si$n 0f de !na

m!estrra Polimrica% en relaci$n al calor de f!si$n del mismo polmero% pero

completamente Cristalino

0f

Ec'