" 广 " 义的热重分析 ¶
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热重分析 (Thermogravimetric Analysis,TGA) 是分析化学中检验物质组成的重要手段,其操作是在一定的温度下,测量待测样品的质量与温度变化关系的一种热分析技术,用来研究材料的热稳定性和组分。
1945 年,美国Trinity课题组在Hiroshima实验基地对物质A进行了特殊的热重分析实验,将物质A放置在一个密闭的真空容器中,随后使用电火花加热,快速加热反应体系到指定温度,观察体系失重情况。
实验结果如下:
实验 1:实验人员在体系内引入物质A并加热,然而并未观测到明显现象。
实验 2:实验人员推测是因为反应体系内能量不够,于是改进实验,在体系内引入了物质B(cyclonite
实验 3:实验人员推测该反应的引发需要某种金属C的参与,于是用实验 2 相同的条件,并同时在体系中引入C(不影响总体热重结果
已知:
A具有很高对称性,组成中含有一种能呈现出多种化合价的金属;B为某种 Td 点群的分子G经过浓硝酸处理所得,G广泛应用于分析化学和有机化学中;C为一种轻金属,其具有很强的毒性,与其他元素的成键具有很强的共价性。
1-1 尝试写出物质A-G的化学式。
答案
| A | B | C | D + E + F | G |
|---|---|---|---|---|
| \(\ce{^235U}\) | \(\ce{(CH2)3(NNO3)3}\) | \(\ce{^9Be}\) | \(\ce{^144Ba}\) + \(\ce{^89Kr}\) + \(^1_0n\) | \(\ce{(CH2)6N4}\) |
1-2 写出A在实验 3 条件下的失重方程式。
答案
\(\ce{^235U + ^1n -> ^144Ba + ^89Kr + 3^1n}\)
1-3 指出物质B和C的作用,并写出在该实验中与其相关的方程式。
答案
B:为核反应提供能量
C:为核反应提供中子源
\(\ce{^9Be -> 2^4He + ^1n}\)
1-4*(思考题)Hiroshima 实验基地的研究参与人员并没有给出详细的热重分析结果,请结合实验内容说明原因。
答案
通过信息检索,得知Hiroshima实为“广岛”,Trinity实为“三位一体”,因此结合 1945 年不难得出:实验 3对应广岛投放原子弹事件,该事件中极少人生还。