Oxidarea poate descrie diferite procese în contextul analizei termice. O altă denumire pentru acest tip de reacție este combustia. Oxidarea metalelor poate fi, de asemenea, investigată prin analiză termică într-o atmosferă cu mai mult oxigen, iar în acest caz se formează un oxid metalic. TGA detectează astfel creșterea masei în funcție de temperatură sau de timp. Curba TGA arată schimbarea masei datorată arderii, iar curba DSC arată căldura de reacție corespunzătoare. Reacțiile de oxidare prezintă în principal efecte exotermice. Căldura de ardere nu poate fi determinată prin DSC, deoarece acesta este un sistem deschis, iar produsele gazoase de ardere ies din creuzet. Aceste produse pot fi identificate prin analiza gazelor evoluate (EGA).
Definirea unei stări de oxidare și reguli de bază
Există la ora actuală, multă informație despre numărul de oxidare (N.O). Am găsit o definiție dată N.O. și anume: un număr de oxidare este sarcina electrică atribuită fiecărui element din combinația sa chimică ionică și covalentă, presupunând că sunt formate numai din ioni și electronii de legătură sunt atrași mai mult de partenerul electronegativ, din combinația chimică. Numărul de oxidare se notează cu un număr pozitiv, negativ sau 0, care se scrie în partea dreaptă sus, a elementului, și este stabilit pe baza unor reguli. Pentru înțelegerea termenilor din reacțiile de oxido-reducere, trebuie să înțelegi prima dată: legătura dintre sistemul periodic ale elementelor și proprietățile elementului, termenii de reacție chimică, ecuație chimică, reactant, produs de reacție, ce este un ion, calcule algebrice cu numere negative și numere pozitive. Se cunosc regulile de stabilire N.O. Ex. se scriu N.O la toate elementele și se subliniază elementele care-și modică N.O. Se observă că: un ion O- cu N.O=-1, din H2O2 trece în atomul O0 cu N.O.=0, prin cedare de 1 e-; fiindcă avem 2 ioni de O- și se formează o moleculă de O2, se vor ceda 2 e-, unui ion Cl+. Se observă că un ion de Cl+ cu N.O=+1 din KClO trece în ionul Cl1- din KCl, cu N.O=-1 prin acceptare de un electron, de la un ion O-1.
Exemplele din text arată cum se aplică regulile pentru stabilirea N.O. și cum se echilibrează reacțiile de oxidare-reducere prin bilanțul de electroni, adică prin înmulțire cu coeficienți pentru a egaliza numărul de electroni cedați și primiți. Pentru înțelegerea modificărilor de N.O. în reacțiile de oxidare, se introduc coeficienții în reacția totală și se echilibrează restul numărului de atomi de H și O. În exemplele citate se relevă că un atom de C cu N.O=0 poate trece în ionul C4+ cu N.O.=+4 prin cedare de 4 e-, iar în reacții complexe, atomii pot modifica N.O. prin transferuri de electroni între diverși identificatori.
Algoritm practic pentru determinarea stării de oxidare
Vom arăta cum se determină valența unui element chimic într-un compus binar, iar pentru acest lucru se urmează un algoritm simplu: se notează cunoscutul și se aplică regulile de stabilire a stărilor de oxidare în funcție de tipul legăturilor. Exercițiile și exemplele din material ilustrează cum se atribuie corect stările de oxidare, iar pentru a face balanța corectă, se egalizează numărul de electroni cedați și primiți prin multiplicarea cu coeficienți precum 3 pentru unele elemente și 2 pentru altele, apoi se introduc coeficienții în reacția totală și se verifică echilibrul la numărul de atomi de H, O.
Stările de oxidare ale elementelor pot fi determinate pentru multe situații, inclusiv în ioni, în compuși binari sau în reacții cu oxidanți puternici precum acidul azotic, ale cărui reacții cu diferite metale pot să varieze în funcție de natura metalului și de concentrația soluției acide. Exercițiul complex cu reacțiile acetice, oxigenul, azotul sau sulful ilustrează fluxul de lucru pentru atribuirea NO și pentru echilibrarea reacțiilor în produse finite.
Oxidarea și coroziunea termică
Coroziunea termică sau coroziunea la temperaturi ridicate este o interacțiune chimică a unei emisii cu atmosfera de gaz înconjurătoare ca urmare a încălzirii. Studiile de coroziune pot implica utilaje sau materiale expuse la condiții controlate de oxidare în burete sau în camere analizate cu STA 449 Jupiter®. Linia de produse permite măsurarea ciclurilor de reducere și oxidare prin modificări definite ale atmosferei gazoase în timpul măsurării. Cu toate acestea, coroziunea poate fi cauzată nu numai de atmosferele care conțin oxigen, ci și de atmosferele umede. Cuplarea la un generator de umiditate sau la un generator de vapori de apă permite definirea umidității sau a vaporilor de apă la nivelul probei pentru o temperatură dorită.
Valoarea practică a conceptului de număr de oxidare în aplicații termice
Exemplele includ prezentarea reacțiilor de oxidare în contexte precum amestecuri metalice, seturi de reacții între metale și oxidanți agresivi, și necesitatea de a identifica starea de oxidare în funcție de condițiile experimentale. Relevanța în studiile de oxidare și coroziune este clară în monitorizarea masei, a căldurii eliberate și a evoluției gazelor în timpul arderii sau oxidării.
Componente și metode de măsurare în termoanlzimetie
Curba TGA arată schimbarea masei datorată arderii, iar curba DSC arată căldura de reacție corespunzătoare, dar în timpul arderii într-un sistem deschis gazele de ardere ies din creuzet și nu pot fi urmărite în DSC. Reacțiile de oxidare pot fi evaluate în TGA pentru a observa creșterea masei din cauza formării oxizilor metalici sau a altor produse. Analiza gazelor evoluate (EGA) completează imaginea prin identificarea compușilor eliberați.
- Oxidarea este legată de temperaturi și atmosferă, iar TGA/DSC oferă parametrii esențiali pentru caracterizarea reacțiilor exotermice.
- Oxidarea metalelor în atmosferă de oxigen este evidențiată de creșterea masei în TGA și poate conduce la formarea oxidului metalic.
- Corozunea termică poate implica și umiditatea, ceea ce necesită conectare la generatoare de umezeală pentru simulări realiste.
tags: #cum #aflu #sarcina #reala #a #unui