主な違い – TGA vs DTA vs DSC
TGA、DTA、および DSC は、化学反応に関与する化合物の温度変化を利用した分析を表すために使用される 3 つの用語です。 TGAは熱重量分析の略で、DTAは示差熱分析の略で、DSCは示差走査熱量測定の略です。これら 3 つの手法はすべて熱解析の一種です。 TGA DTA と DSC の主な違いは、熱によるサンプルの変化を測定する方法です。 TGA では、温度の上昇に伴うサンプルの質量の変化が測定されます。一方、DTA では、サンプルと参照の間に生じる温度差が測定され、DSC では、化学プロセス中に放出される熱が測定されます。
対象となる主な分野
1. TGAとは
– 定義、分析方法、応用
2. DTAとは
– 定義、分析方法、応用
3. DSCとは
– 定義、分析方法、応用
4. TGA DTA と DSC の違いは何ですか
–主な違いの比較
主な用語: 示差走査熱量測定、示差熱分析、DSC、DTA、TGA、熱分析、熱重量分析 
TGA とは
TGA は熱重量分析です。熱分析技術です。ここでは、温度の変化に伴うサンプルの質量の変化を観察して分析します。これは、一定温度で時間の関数として測定することもできます。この方法は、サンプルの純度、サンプル中の炭酸塩および有機物の含有量などの分析に一般的に使用されます。
この手法を使用して分析できる物質には、無機材料、金属、ポリマー、プラスチック、セラミック、ガラス、および複合材料が含まれます。この目的に使用される装置は、熱重量分析装置と呼ばれます。温度の変化に合わせて連続的にサンプルの質量を測定します。 TGA から測定される基本的なパラメータは、質量、温度、および時間です。
図 1:さまざまな温度での物質の質量の変化を示すサーモグラム。
正確な測定を行うために、温度を徐々に上げたり下げたりしながら、質量を連続的に測定します。分析は、通常の大気条件や真空など、さまざまな大気条件で実行できます。
TGA は、物質の熱安定性を評価するために使用できます。燃焼反応で起こる質量変化を決定するのに非常に役立つ場合があります。揮発性の高い化合物の場合、TGA は蒸発速度を決定するための優れた手法です。この方法は、物質のキュリー温度の決定にも役立ちます。
DTA とは
DTA または示差熱分析は熱分析技術です。ここでは、サンプルと参照化合物との間に発生する温度差が、同一の熱処理で測定されます。標準物質は不活性でなければなりません。標準物質とサンプルの両方を同じ条件と同じ処理で提供する必要があります。
サンプルと参照の温度差がゼロの場合、サンプル化合物は熱的に不活性です。これは、参照物質も熱的に不活性であり、サンプルが参照物質に関して分析されるためです。
図 2:質量分析計を取り付けた示差熱分析装置
分析装置は、サンプル ホルダー、センサー、炉、温度制御システム、記録システムで構成されています。この機器は非常に高温で使用できます。感度も高いです。以上がDTA方式のメリットです。
DTA 技術は、鉱物の熱特性の分析やポリマーの特性評価に使用できます。製薬業界や食品業界では、生体物質を分析する方法として使用できます。
DSC とは
DSC は示差走査熱量測定です。 DSC では、特定の時間における温度変化に対して熱流が測定されます。 DSC (カロリメーター) を測定する装置は、サンプルと参照物質を保持するために 2 つのチャンバーを使用します。リファレンスチャンバーは溶媒で満たされています。サンプルチャンバーには、リファレンスとして使用されるのと同じ溶媒 (同じ量) に溶解されたサンプル物質が満たされます。この手法は、物質と化学反応の両方に使用できます。
図 3:示差走査熱量計
実験の最後に、サーモグラムが取得されます。このサーモグラムは、リファレンスに対するサンプルから放出される熱エネルギーの偏差を示します。基準となる曲線をベースラインと呼びます。ベースラインより上の偏差は発熱転移と呼ばれ、ベースラインより下の偏差は吸熱転移と呼ばれます。ピークの下の面積は、サンプルによって吸収または放出された熱エネルギーの量に正比例します。
この方法では、分析には少量のサンプルで十分です。これは、サンプルが分析前に参照チャンバーで使用されるのと同じ溶媒に溶解されるためです。この技術は、特定の化学反応の反応熱の測定に適用できます。ただし、正確な結果を得るには、サンプルと参照の両方に同じ条件を与え、同じ熱処理を行う必要があります。
TGA DTA と DSC の違い
定義
TGA: TGA は熱重量分析です。
DTA: DTA は示差熱分析です。
DSC: DSC は示差走査熱量測定です。
テクニック
TGA: TGA では、温度の変化に伴うサンプルの質量の変化が観察され、分析されます。
DTA: DTA では、サンプルと参照化合物の間に生じる温度差が、同一の熱処理で測定されます。
DSC: DSC では、特定の時間における温度変化に対して熱流が測定されます。
分析された化合物
TGA: TGA は、無機材料、金属、ポリマー、プラスチック、セラミック、ガラス、および複合材料の分析に使用できます。
DTA: DTA を使用して、鉱物の熱特性を分析し、ポリマーや生体物質を特徴付けることができます。
DSC: DSC は、タンパク質、抗体などの分析に使用できます。
サンプルの性質
TGA: サンプルは、粉末または小片として TGA の固体物質として使用できます。
DTA: サンプルは、DTA 用に固体状態で使用できます。
DSC: サンプルは常に液体です。分析される物質は、参照として使用される溶媒に溶解されます。
結論
TGA、DTA、DSC は熱分析技術です。これらの技術は、温度が変化したときの特定の物質の挙動を分析するために使用されます。これらの手法は、反応と温度の関係を見つけるために、特定の化学反応にも適用できます。 TGA、DTA、DSC の主な違いは、熱によるサンプルの変化を測定する方法です。
