Методы аналитической химии

ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Из всех видов физико-химического анализа при изучении сплавов чаще всего применяется 
термический анализ, начало которому было положено в шестидесятых годах XIX века 
русским металлургом Д.К. Черновым. Термический анализ – совокупность методов 
определения температур, при которых происходят процессы, сопровождающиеся 
выделением тепла (например, кристаллизация из жидкости), либо его поглощением 
(например, плавление, термическая диссоциация). С помощью термического анализа 
решается задача получения количественных характеристик (например, фазовый состав, 
теплота реакций) при нагревании или охлаждении исследуемых объектов. Термический 
анализ широко применяется при изучении сплавов металлов, минералов и других 
геологических пород. Результатом термического анализа металлических систем является 
построение и изучение диаграмм плавкости, которые выражают зависимость температуры 
плавления сплава от процентного содержания металлов, входящих в его состав. 
Многочисленные работы Н.С. Курнакова по выяснению природы металлических сплавов 
внесли ясность в понимание процессов, происходящих при затвердевании сплавов. Им 
были открыты химические соединения, состав которых может меняться в довольно 
широких пределах.
Эти соединения переменного состава Курнаков назвал бертоллидами, по имени 
французского ученого Бертолле (1748-1822), допускавшего их существование, предложив 
для обычных соединений постоянного состава со стехиометрическим соотношением 
компонентов название дальтониды. Стехиометрическое соотношение компонентов, 
образующих соединение, соблюдается только в парообразном состоянии, в молекулярных 
кристаллах и жидкостях. При образовании твердых фаз с координационной решеткой 
(кристаллических веществах) эти соотношения не соблюдаются, к ним неприменим закон 
постоянства состава и, следовательно, их следует отнести к бертоллидам. Диаграммы 
плавкости обычно строят, исходя из кривых охлаждения сплавов, используя метод 
термического анализа. Для получения этих кривых берут два чистых металла и готовят из 
них ряд смесей (сплавов) различного состава (двухкомпонентные системы). Каждую из 

приготовленных смесей расплавляют и медленно охлаждают, отмечая через точно 
определенные промежутки времени температуру остывающего сплава. По данным 
наблюдений строят кривые охлаждения, откладывая по оси абсцисс - время, а 36 по оси 
ординат – температуру (рис. 2, кривые а). 
Диаграммы 
плавкости 
можно 
получить 
с 
помощью 
более 
точного 
дифференциально-термического метода анализа, по которому нагревание (охлаждение) 
исследуемого объекта ведут вместе и в одних и тех же условиях с веществом-эталоном, 
которое в условиях опыта не имеет превращений. В этом случае на одном и том же 
графике записывают и кривую "время - температура", и кривую "время - разность 
температур" объекта и эталона. Эта разность появляется при любом превращении 
исследуемого объекта, протекающем с поглощением (выделением) тепла. О характере 
превращений судят не по виду простой кривой нагревания (охлаждения), а по 
дифференциальной кривой, имеющей резко выраженные максимумы и минимумы в 
точках фазовых переходов, поэтому более точно определяется температуру превращений. 
Для записи кривых нагревания и охлаждения используют самопишущие приборы 
(например, пирометр Н.С. Курнакова), электронные потенциометры, оптические 
пирометры.