El análisis termogravimétrico (TGA) es una técnica analítica que se utiliza para evaluar la composición y los perfiles de descomposición de materiales mediante el registro de cambios en la masa de una muestra a medida que se incrementa la temperatura de manera controlada. Aunque esta técnica proporciona información cuantitativa limitada a reacciones de descomposición, oxidación y procesos como vaporización, sublimación y desorción, tiene diversas aplicaciones en diferentes campos.
En el estudio de polímeros, los termogramas obtenidos mediante el análisis termogravimétrico brindan información valiosa sobre los mecanismos de descomposición de diversas preparaciones poliméricas. Además, los patrones de descomposición son característicos de cada tipo de polímero, lo que permite utilizarlos para fines de identificación. Esto es especialmente útil cuando se analizan muestras complejas que contienen múltiples componentes, ya que el TGA puede proporcionar una visión clara de las diferentes etapas de descomposición.
En una aplicación específica, se ilustra cómo se puede utilizar un termograma para analizar la composición de un material polimérico. En este caso, se muestra un polietileno que ha sido contaminado con partículas finas de carbón para evitar su degradación por la exposición a la luz solar. Este análisis sería difícil de realizar con la mayoría de los otros métodos analíticos, pero el TGA permite identificar los cambios de masa relacionados con la presencia de las partículas de carbón.
El análisis termogravimétrico también es valioso para determinar las condiciones térmicas necesarias para obtener una especie pura. Al definir los intervalos de temperatura en los que los compuestos son estables, es posible establecer los parámetros óptimos para la obtención de una muestra pura. Esto se ilustra en un ejemplo en el que se obtiene un termograma de compuestos de calcio estables en diferentes intervalos de temperatura.
Además, el TGA se utiliza para el análisis cuantitativo de mezclas de diferentes compuestos. En un ejemplo específico, se muestra cómo se puede utilizar el análisis termogravimétrico para determinar las proporciones de iones de calcio, estroncio y bario en una mezcla. Mediante la observación de los cambios de masa en diferentes intervalos de temperatura, es posible calcular el peso de cada uno de los elementos presentes en la muestra.
El análisis termogravimétrico también se utiliza en la determinación de niveles de humedad en muestras. Gracias a su capacidad para proporcionar información cuantitativa, el TGA puede determinar niveles de humedad tan bajos como 0.5% y, en ocasiones, incluso inferiores. Esto es especialmente útil en aplicaciones donde el contenido de humedad es crítico, como en la industria alimentaria o farmacéutica.
En resumen, el análisis termogravimétrico es una técnica valiosa que se utiliza en diversas aplicaciones. Desde el estudio de polímeros y la determinación de composición hasta el análisis cuantitativo de mezclas y la determinación de niveles de humedad, el TGA proporciona información cuantitativa y cualitativa sobre la descomposición y las propiedades térmicas de los materiales. Con su capacidad para identificar patrones de descomposición y establecer condiciones óptimas para obtener especies puras, el análisis termogravimétrico continúa siendo una herramienta esencial en la investigación científica y el control de calidad en diversas industrias.