4.4. Вопросы для контроля

1. Почему образуются энергетические зоны в кристаллах?

2. Какими уравнениями можно описать состояние электрона в кристалле?

3. Как можно определить число уровней в энергетической зоне?

4. Каково зонная структура металлов, полупроводников, диэлектриков?

5. Как экспериментально можно, используя спектроколориметрические методы, определить ширину запрещенной зоны?

6. К какому классу веществ можно отнести исследуемое вещество?

Литература

1. Свирский М.С. электронная теория вещества. М.: Просвещение, 1980

2. Орешкин П.Т. Физика полупроводников и диэлектриков. М.: Высшая школа, 1977

5. Термогравиметрический анализ процесса термолиза твердых тел

Цель работы: Изучить основы термоаналитических методов: термогравиметрического и дифференциального термического анализов. Познакомиться с устройством и получить практические на­выки работы на дериватографе Q-1000. Освоить методы обработки термограмм для определения кинетических параметров изучаемых процессов.

5.1. Основы метода термогравиметрического анализа

Метод термогравиметрии входит в число термоаналитических методов, которые служат для исследования химических реакций и фазовых превращений, происходящих при термическом воздействии на вещества. Термические процессы всегда сопровождаются некоторым изменением энергии системы, что приводит к поглощению, либо выделению тепла. Такие тепловые эффекты обусловлены разрывом или образованием химических связей и во многих случаях связаны с изменением массы образцов, которое может быть с большой точностью измерено при помощи термогравиметрического метода.

Изучение кинетики и механизмов термического разложения твердых тел представляет огромный практический интерес. К процессам термического разложения относятся, например, все пирометаллургические процессы: диссоциация окислов металлов при нагревании, термический распад сульфидных и карбонатных руд. Реакции термического разложения используются при изготовлении ферритов, катализаторов, взрывчатых веществ и др.

Практическое применение термогравиметрического анализа для исследования фазовых превращений почти не ограничено, немногие методы инструментального анализа можно так многосторонне применять в научно-исследовательской работе и для промышленных анализов. За некоторым исключением любое соединение под влиянием нагревания подвергается физико-химическим превращениям, а следовательно, качественному и количественному анализу.

Термогравиметрический анализ благодаря способности обнаружить любые превращения независимо от их природы особенно подходит для первого ознакомления с неизвестными системами. Современная техника эксперимента позволяет выработать для анализа разнообразный круг соединений. В частности, тугоплавкие и химически активные соединения, устойчивые при высоких температурах.

Термогравиметрический анализ является высокоэффективным методом аналитических исследований и используется в самых различных областях науки и техники. Вот основные области его использования:

- исследование фазовых равновесий;

-определение диаграмм состояния систем с несколькими компонентами;

-определение чистоты образца и его фазового состава;

-исследование процессов термического разложения;

-изучение термической стабильности;

-определение кинетических параметров различных процессов;

-определение некоторых термодинамических характеристик и др.