TGA 热重失重计算器
把 TGA 热重曲线换算成各步失重、最终残余与失基团摩尔质量。
了解更多
功能简介
热重分析（TGA）记录样品质量随温度升高的变化，但原始热重图只是一条下降的曲线。本计算器把这条曲线整理成一张结构化表格：每一步的失重百分比、每一步之后的残余质量、总失重，以及最终残余物。当你提供残余物化学式时，它还会估算每一步离去基团的摩尔质量。材料科学家、无机化学家和电池工程师用它来检查水合、分解以及分解产物的化学计量，无需手算。
原理与公式
本计算器只处理百分比，因此不需要绝对质量。每一步的失重等于从上一步到这一步残余质量的降幅：台阶失重 % = 起始 % - 终点 %。第一步默认从 100% 算起。总失重 % = 100 - 最终残余 %。如果你输入残余物化学式，程序会解析出其摩尔质量 M，并把每一步的失重折算到每摩尔残余物：每摩尔失质量 = (台阶失重 % / 最终残余 %) x M，单位为 g/mol。温度只是标签，不参与计算。
演算示例
一水合草酸钙 CaC2O4·H2O 会分三步干净地分解。从 100% 开始，在约 150℃ 失去一个 H2O（18.0 g/mol）降到约 87.6%，在约 450℃ 失去 CO（28.0 g/mol）降到约 68.5%，在约 800℃ 失去 CO2（44.0 g/mol）降到约 38.4%，最终残余为 CaO（56.1 g/mol）。以 CaO 为残余物时，第一步每摩尔失质量 = (12.4 / 38.4) x 56.1 = 约 18.1 g/mol，与水的 18.0 g/mol 吻合，从而确认该步归属。
适用场景
可用本工具解读脱水、分解与氧化台阶，验证水合物的失水数目，或根据质量分数反推未知残余物的化学式。一个常见核对是看每一步的失质量是否对应某个合理的基团（H2O、CO2、配体）。主要陷阱在于台阶归属依赖气氛与升温速率：在空气里看到的台阶可能是氧化而非单纯脱水，升温过快还会让相邻台阶合并或偏移。温度只作参考而非证据，最好再用 MS 或 XRD 确认残余物。
常见问题
- TGA 测的是什么，单位是什么？
- TGA 测量质量随温度的变化，这里以「从初始 100% 起算的残余质量百分比」表示。每一步失重是两个平台之间的百分比降幅，总失重等于 100 减去最终残余。如果给出残余物化学式，工具还会报告每摩尔残余物的失质量（g/mol），这有助于指认离去基团，而无需称量样品的绝对质量。
- 每摩尔失质量是怎么算的？
- 工具解析残余物化学式得到其摩尔质量 M，再把每一步失重折算到一摩尔该残余物：每摩尔失质量 = (台阶失重 % / 最终残余 %) x M。以 CaC2O4·H2O 最终残余 CaO（56.1 g/mol）为例，第一步失重 12.4%、最终残余 38.4% 时，(12.4 / 38.4) x 56.1 = 约 18.1 g/mol，正好对应水。这里只需要百分比，不需要绝对质量。
- 为什么台阶归属受气氛影响？
- 同样的失重在不同气体里可能意味着不同的化学过程。在氮气中一个 44 g/mol 的台阶通常是失去 CO2，但在空气中同一样品可能被氧化，残余物是氧化物而非碳酸盐，台阶也会偏移。升温速率也很重要：10℃/min 与 20℃/min 相比，脱水与分解可能合并或分开。务必注明气体与速率，并用 XRD 或 MS 确认残余物。
- TGA 常用的升温速率和温度范围是多少？
- 多数常规 TGA 在流动氮气或空气下从室温升到约 800-1000℃，以 10℃/min 进行，既能分辨台阶又不过长。水合与配体脱失常出现在 300℃ 以下，碳酸盐分解在约 400-600℃，氧化物形成在 600℃ 以上。更快的速率（最高约 20℃/min）省时，但会让相邻的台阶变模糊，因此 10℃/min 是归属工作的常用默认值。