39. Поняття і приклади фазових перетворень і хімічних реакцій при нагріванні термоактивної речовини:

Після вивчення геометричної форми кривої ДТА з'ясовують причини, які зумовили той чи інший термічний ефект, тобто виявляють природу зареєстрованих ефектів. Ці ефекти відповідають фазовим перетворенням або хімічним реакціям, що відбуваються у зразку під час нагрівання.

Фазове перетворення - це процес зміни структури i властивостей хіміч-ної сполуки, який відбуваеться без зміни її xiмічнoro складу: поліморфні перетворення (зворотні й незворотні), пepexiд з аморфного стану в кристалічний, плавления, кипіння тощо.

Хімічна реакця - процес зміни структури i властивостей хімічної сполуки, що відбувається зi зміною її хімічного складу. Це реакції розкладання хімічних сполук на складові частини та реакції об'єднання з утворенням нових фаз, а також реакцйї окиснення, наприклад: дисоціація, розкладання твердої речовини з виділенням газоподібної фази, дегідратація – реакція виділення молекул води зi структури (процес збезводнення речовини), частковий випадок реакції дегідратації - дегідроксилізація (коли молекули Н2О, що виділяються зi структури, утворюються з гідроксильних груп), руйнування кристалічної гратки.

Ендотермічні ефекти на термограмах є результатом таких фазових перетворень i хімічних реакцій:

• конгруентного (з утворенням рідкої фази) або інконгруентного (з утворенням рідкої та нової твердої фаз) плавлення;

• кипіння, випаровування i згону;

• поліморфних перетворень - енантіотропних (зворотних) та монотропних (незворотних);

• відновлення;

• розкладання;

• руйнування кристалічної гратки мінералу без виділення газоподібної фази або з виділенням (дегідратація, дисоціація);

• видалення летких компонентів.

Екзотермічні ефекти можуть бути зумовлені:

• переходом з нерівноважних форм у рівноважні (перехід з аморфного стану в кристалічний - розкристалізація скла, колоїдів або продукта ме­ таміктного розпаду);

• реакціями сполучення (об'єднання) твердих фаз;

• окисненням.

Отже, для з'ясування фізико-хімічної сутності термічного ефекту важ-ливе значения мас його тепловий знак: ендо- (-) або екзо- (+), оскільки це відразу дає змогу зачислити ефект до одного з видів перетворень у речовині.

Ендотермічні ефекти, зумовлені поліморфними перетвореннями, зви-чайно мають незначні площі й амплітуди піків i часто асиметричні .

У разі з'ясування сутності всіх фізико-хімічних перетворень, які відбу-ваються в мінералі під час його нагрівання, особливу увагу треба звернути на ендотермічний ефект, що відповідае руйнуванню кристалічної гратки мінералу, осккільки після її розпаду мінерал перестае існувати як індивідуальне утворення й yci ефекти, що ix ресструють вище температурм ефекту, яку розглядають, зумовлені поведінкою під час нагрівання продуктів його розпаду.

Якщо екзотермгчиий ефект зафіксовано у вузькому інтервалі темпера­тур у вигляді інтенсивного гострого i симетричного піка, то це свідчить про велику швидкість, ^„вибуховий" характер перетворення. Звичайно такі ефекти відповідають утворенню нових кристалічних фаз із тонкодисперс-них продуктівв розпаду мінералів, переходу з метаміктного стану в кристалічний.

Розтягнутість, полога форма й асиметричність екзотермічного ефекту свідчать про якийсь постійний повільний процес, який залежить головно

«

від окиснювальної здатності навколишнього середовища, а також від ^„неізометричності" зерен взірця. Звичайно такий ефект зумовлений процеса-ми окиснення і вигорання .

Інколи перетворення відбуваються в дуже близьких інтервалах температури тоді на кривій ДТА бачимо накладання термічних ефектів або роздвоення ефекту. Такі перетворення можуть бути зумовлені виділенням води з двох різних положень у структурі мінералу або дегідратацією, дисоціацією двох генерацій мінералу, різних за ступенем дисперсності.