Analisis Termogravimetri (TGA)

Analisis Termogravimetri (TGA) digunakan untuk mengukur perubahan massa bahan terhadap suhu waktu pemanasan, penting untuk studi stabilitas termal.

Analisis Termogravimetri (TGA)

Analisis Termogravimetri (TGA) adalah teknik analisis yang digunakan untuk menghitung perubahan berat substansi ketika dipanaskan, didinginkan, atau dipegang pada temperatur tetap. Tujuan utama dari TGA adalah untuk mengetahui komposisi material dan karakteristik stabilitas termal.

Prinsip Kerja TGA

Dalam TGA, sampel ditempatkan dalam suatu wadah kecil yang diberi panas secara bertahap. Pada saat proses pemanasan atau pendinginan, perubahan berat sampel diukur secara kontinu menggunakan neraca elektronik yang sangat presisi. Data yang diperoleh biasanya ditampilkan dalam bentuk grafik yang dikenal sebagai thermogram, di mana sumbu y mewakili perubahan berat (mg) dan sumbu x mewakili temperatur (°C atau K).

Komponen Utama TGA

Pelat Pemanas: Bagian yang memanaskan sampel hingga temperatur tertentu.

Neraca Elektronik: Alat yang mengukur perubahan berat sampel dengan akurasi tinggi.

Kontrol Suhu: Sistem yang mengatur dan memonitor temperatur selama pengujian.

Gas Pembawa: Gas inert seperti nitrogen (N₂) atau argon (Ar) yang digunakan untuk mencegah reaksi kimia yang tidak diinginkan.

Aplikasi TGA

TGA digunakan dalam berbagai bidang penelitian dan industri untuk analisis material. Beberapa aplikasi utama TGA antara lain:

Polimer: Analisis stabilitas termal dan komposisi polimer.

Farmasi: Penentuan kandungan air dan bahan volatil dalam obat.

Bahan Komposit: Mengevaluasi komposisi dan stabilitas termal.

Katalis: Studi tentang dekomposisi dan aktivitas katalis.

Keuntungan dan Keterbatasan TGA

Keuntungan:

Memberikan informasi yang akurat tentang perubahan berat material.

Dapat digunakan untuk berbagai jenis sampel.

Membantu mengidentifikasi proses dekomposisi.

Keterbatasan:

Hanya memberikan informasi tentang perubahan berat, bukan perubahan kimia rinci.

Membutuhkan instrumen mahal dan perawatan berkala.

Keakuratan hasil bergantung pada kalibrasi alat dan kondisi eksperimental.

Contoh Analisis TGA

Sebagai contoh, kita dapat memeriksa dekomposisi termal dari kalsium karbonat (CaCO₃). Reaksi dekomposisi keseluruhan adalah:

CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g)

Dalam proses ini, penurunan berat sampel akan terjadi sekitar 44% dari berat awalnya, yang dapat diamati pada thermogram sebagai penurunan berat yang signifikan pada sekitar 600-800°C.

Kesimpulan

Analisis Termogravimetri (TGA) adalah metode penting dalam pengujian material yang memberikan informasi berharga tentang sifat termal dan komposisi sampel. Meskipun mempunyai beberapa keterbatasan, TGA tetap menjadi alat yang sangat berguna dalam berbagai aplikasi penelitian dan industri.