Faszinierende Flexibilität in der Thermischen Analyse

STA 449 F1 Jupiter® – Simultane TG-DSC

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Reduktion von Mangandioxid
Mangandioxid (MnO₂, Braunstein) wird in der Chemie häufig als Oxidationsmittel, aber z.B. auch als Kathodenmaterial in Batterien eingesetzt. Die STA-Messung zeigt bei etwa 600°C und 950°C Massenverluststufen, welche auf Reduktion von MnO₂ zu Mn₂O₃ und schließlich zu Mn₃O₄ zurückzuführen sind. Die Zahlenwerte 9.20 % und 3.07 % stimmen exakt mit den stöchiometrischen Werten überein, was die hohe Präzision des Wägesystems widerspiegelt. Während der Reduktionsstufen treten endotherme DSC-Peaks mit Enthalpien von 432 J/g und 180 J/g auf. Der endotherme DSC-Peak bei 1200°C ist auf eine reversible, strukturelle Umwandlung von Mn₃O₄ zurückzuführen, die auch während der Abkühlung (gestrichelte Kurven) bei 1148°C Peaktemperatur registriert wird.

Baustoffe: Gips und Quarzsand
Gips und Quarzsand finden z.B. in Putz und Mörtel breite Anwendung. Der Gipsanteil zeigt unterhalb etwa 250°C die zweistufige Wasserabspaltung von CaSO₄*2H₂O (Dihydrat) in CaSO₄*1/2H₂O (Halbhydrat) und schließlich in CaSO₄ (Anhydrit). Hierzu ist eine Gesamtenergie von 122 J/g erforderlich. Die quantitative Betrachtung ergibt, dass es sich bei dem Gips um reines Dihydrat mit einem Massenanteil von etwa 23.4% in der Probe handelt. Zwischen etwa 300°C und 450°C findet die exotherme Bildung von beta-CaSO₄ mit einer freiwerdenden Energie von 18.3 J/g statt. Der endotherme Effekt bei einer extrapolierten Onsettemperatur von 573°C ist auf den strukturellen α→β Übergang von Quarz (kristallines SiO₂) zurückzuführen.

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