Reaktionstemperatur und Reaktionsenthalpie

Reaktionstemperatur und Reaktionsenthalpie können mit z.B. mit Hilfe der dynamischen Differenz Thermoanalyse (DSC) bestimmt werden. Das Verfahren dazu ist z.B. in der DIN EN ISO 11357-5 beschrieben.

Reaktionen wie z.B. Vernetzungsreaktionen oder Polymerisationsreaktionen lassen sich im Allgemeinen in DSC Messkurven als exotherme Effekte beobachten.

Abbildung 1 zeigt eine DSC Kurven bei konstanter Heizrate mit einem exothermen Effekt. Dieser exotherme Effekt kann durch verschiedene charakteristische Temperaturen beschrieben werden.

Die Onset Temperatur ist der extrapolierte Reaktionsbeginn, die Ende Temperatur ist das extrapolierte Reaktionsende. Die Peak Temperatur ist die Temperatur, bei welcher die höchste Reaktionsgeschwindigkeit vorliegt.

 

Abbildung 1: DSC2 14 Polyma Messung, Einwaage 2,8 mg; Heizrate 5K/minAbbildung 1: DSC2 14 Polyma Messung, Einwaage 2,8 mg; Heizrate 5K/min

Die Reaktionsenthalpie ist gibt die Änderung der Enthalpie im Verlauf einer Reaktion an, also den Energieumsatz einer bei konstantem Druck durchgeführten Reaktion. Die Reaktionsenthalpie ist immer die Differenz der Bildungsenthalpien der Produkte und der Edukte.

Die Reaktionsenthalpie kann anhand von DSC Messungen durch Integration der Fläche zwischen dem Reaktionspeak und der interpolierten Basislinie zwischen Reaktionsanfang und Reaktionsende erhalten werden. Im gezeigten Beispiel in Abb. 1 ist die Reaktionsenthalpie 242,35 J/g.


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DSC