Thermoanalytische Untersuchungen
zur Bestimmung von Phasengrenzen
bei tiefen Temperaturen

A. Adam und J. Wittrock

Institut für Anorganische Chemie der Universität zu Köln

Für die Kristallzucht neuer Verbindungen auf dem Gebiet
der Alkalimetallcarbonate und –hydrogencarbonate ist die
Kenntnis der Phasengrenzen von großer Wichtigkeit.
                Mit Hilfe einer neu konstruierten DSC-Meßzelle
können Phasendiagramme im Temperaturbereich zwischen
–190°C und +300°C auf einfache Weise erstellt werden.
Die Konstruktion ermöglicht das gleichzeitige Vermessen
von bis zu 5 Proben, wodurch der zeitliche Aufwand zur
Aufnahme der Meßreihen drastisch reduziert wird.
                Zur Überprüfung der Funktionalität und der
Genauigkeit der Meßapparatur wurde als erstes Beispiel das
Phasendiagramm K₂CO₃ / H₂O im Bereich von 0%-75%
K₂CO₃ aufgenommen und mit den Literaturwerten [1, 2]
verglichen.

DTA-Kurven zum Phasendiagramm K₂CO₃ / H₂O

Die Auftragung der Meßkurven in der oben gewählten
Form läßt das Phasendiagramm bereits in groben Zügen
erkennen, das Extrapolieren der exakten onset-
Temperaturen kann nun für jede einzelne Kurve erfolgen.
Bei der Auswertung zeigt sich, daß im Bereich
zwischen 54% und 60% H₂O Anomalien auftreten, die auf
die Existenz weiterer Phasen neben K₂CO₃ * 6 H₂O und
K₂CO₃ * 1,5 H₂O hinweisen.
Die Entwicklung der Tieftemperatur-DSC erfolgte im
Rahmen des DFG-Projektes "Untersuchung neuer
Alkalimetallcarbonate und -hydrogencarbonate mit
strukturchemischen und physikalischen Methoden".
 
 

[1] L. C. de Coppet, Ann. Chim. Physique 25 (1872) 502.
[2] A. E. Hill, F. W. Miller jr., J. Amer. chem. Soc. 49
      (1937) 673-686.
[3] A. Reisman, Analyt. Chem. 32 (1960) 1566-1574.

© 2015 Dr. Wittrock