Prosessin kalsinointi, tyypit, sovellukset

Se kalsiini Se on prosessi, jossa kiinteä näyte altistuu korkeisiin lämpötiloihin hapen läsnä ollessa tai puuttuessa. Analyyttisessä kemiassa se on yksi gravimetrisen analyysin viimeisimmistä vaiheista. Näyte voi siis olla kaikenlainen, epäorgaaninen tai orgaaninen; Mutta etenkin nämä ovat mineraaleja, savia tai gelatiinoksisia oksideja.

Kun kalsinointi suoritetaan ilmavirroilla, sanotaan, että se tapahtuu hapetetussa ilmakehässä; Yksinkertaisesti lämmittää kiinteä kiinteä tulipalo avoimien tilojen palamisen seurauksena tai uuneissa, joihin niitä ei voida käyttää tyhjyyteen.

Alkeelliset tai alkeemiset kalsinaatiot avoimessa taivaalla. Lähde: Pixabay.

Jos happi korvataan typpi- tai jalokaasulla, sanotaan, että kalsinointi tapahtuu inertin ilmakehän alla. Ero lämmitetyn kiinteän aineen kanssa vuorovaikutuksessa olevien ilmakehien välillä riippuu sen herkkyydestä hapettua; toisin sanoen, reagoida hapen kanssa muuttuakseen toiseen hapettuneemmaksi yhdisteeksi.

Kalshinaatiota pyydetään ei ole sulata kiinteää, vaan sen muokkaaminen kemiallisesti tai fyysisesti sen sovelluksiin vaadittavien ominaisuuksien täyttämiseksi. Tunnetuin esimerkki on kalkkikivikalsinointi, caco₃, Sen muuttaminen limeksi, cao, välttämätön betonille.

[TOC]

Käsitellä asiaa

Kalkkikiven lämpökäsittelyn ja termin kalsinoinnin välinen suhde on niin lähellä, että tosiasiassa ei ole harvinaista olettaa, että mainittu prosessi koskee vain kalsiumyhdisteitä; Tämä ei kuitenkaan ole totta.

Kaikki kiinteät aineet, epäorgaaniset tai orgaaniset, voidaan laskea niin kauan kuin ne eivät ole perustettuja. Siksi lämmitysprosessin on oltava näytteen sulamispisteen alla; Ellei se ole sekoitus, jossa yksi sen komponenteista perustuu, kun taas muut pysyvät kiinteinä.

Kalsinointiprosessi vaihtelee näytteen, asteikkojen, kiinteän asteikon tavoitteen ja laadun mukaan sen lämpötraation jälkeen. Tämä voidaan jakaa maailmanlaajuisesti kahteen tyyppiin: analyyttinen ja teollisuus.

Voi palvella sinua: Rauta (elementti): Ominaisuudet, kemiallinen rakenne, käyttö

Analyyttinen

Kun kalsinointiprosessi on analyyttinen, se on yleensä yksi viimeisimmistä vaiheista, jotka ovat välttämättömiä gravimetriseen analyysiin.

Esimerkiksi kemiallisten reaktioiden sarjan jälkeen on saatu sakka, joka sen muodostumisen aikana ei näytä puhtaalta kiinteältä; Oletetaan tietysti, että yhdiste tunnetaan etukäteen.

Puhdistustekniikoista riippumatta sateessa on edelleen vettä, joka on poistettava. Jos nämä vesimolekyylit ovat pinnalla, niiden poistamiseksi ei vaadita korkeita lämpötiloja; Mutta jos ne ovat "loukkuun" kiteiden sisällä, uunin lämpötila saattaa joutua ylittämään 700-1000ºC.

Tällä tavalla on taataan, että sakka on kuiva ja vesihöyryt poistetaan; Tämän seurauksena sen koostumus määritetään.

Lisäksi, jos sakka kärsii lämpöhajoamisesta, lämpötilan, jolla sen on laskettava, on oltava riittävän korkea, jotta reaktio on saatu päätökseen; Muutoin siellä olisi kiinteä määrittelemätön koostumus.

Seuraavat yhtälöt tekevät yhteenvedon kahdesta aiemmasta kohdasta:

A · nh₂O => a +nh₂O (höyry)

A +Q (lämpö) => B

Määrittelemättömät kiintoaineet olisivat seoksia a/a · nh₂Tai ja A/B, kun heidän on ihanteellisesti olla vastaavasti A ja B.

Teollisuus-

Teollisuuden kalsinointiprosessissa kalsinoitujen laatu on yhtä tärkeä kuin gravimetrisessa analyysissä; Mutta ero on kokoonpanossa, menetelmässä ja tuotetuissa määrissä.

Analyyttisellä pyrkimyksellä pyritään tutkimaan reaktion suorituskykyä tai kalsiinin ominaisuuksia; Teollisessa ollessa tärkeämpää on, että niin paljon tapahtuu ja kuinka paljon aikaa.

Teollisen kalsinointiprosessin paras esitys tulee kalkkikivin lämpökäsittely seuraavan reaktion kärsimiseksi:

Voi palvella sinua: Kemialliset muutokset: Ominaisuudet, esimerkit, tyypit

Varas₃ => Cao + co₂

Kalsiumoksidi, CAO, on kalkki, joka on tarpeen sementin kehittämiseen. Jos nämä kaksi täydentää ensimmäistä reaktiota:

Cao + h₂O => ca (OH)₂

CA (OH)₂ + Yhteistyö₂ => Caco₃

Caco -kiteiden koko voidaan valmistaa ja hallita₃ johtuen saman yhdisteen vankista massoista. Siten CaO: n tuottama ei ole vain saatu, vaan myös Caco -mikrokristionat₃, välttämätön suodattimille ja muille puhdistettuille kemiallisille prosesseille.

Kaikki metallikarbonaatit hajoavat samalla tavalla, mutta eri lämpötiloissa; toisin sanoen sen teollisista kalsinointiprosesseista voi tulla hyvin erilaisia.

Kalsinointityypit

Kalsinointia ei sinänsä ole mitään keinoa, ellemme perustamme prosessiin ja kiinteän aineen kärsimät muutokset lämpötilan nousuun nähden. Tästä viimeisestä näkökulmasta voidaan sanoa, että kalsinointia on kahta tyyppiä: yksi kemia ja toinen fysiikka.

Kemia

Kemiallinen kalsinointi on, että missä näyte, kiinteä tai sakka kärsii lämpöhajoamisesta. Tämä selitettiin cacon tapauksesta₃. Yhdiste ei ole sama, kun korkeita lämpötiloja on käytetty.

Fyysinen

Fyysinen kalsinointi on, että jos näytteen luonnetta ei ole muokattu lopussa, kun vesihöyry tai muut kaasut ovat vapautuneet.

Esimerkki on sakan täydellinen kuivuminen kärsimättä reaktiota. Samoin kiteiden koko voi muuttua lämpötilasta riippuen; Korkeammassa lämpötilassa kiteet ovat yleensä suurempia ja rakenne voi "sieniä" tai halkeamia tämän seurauksena.

Tätä kalsinaation viimeistä osaa: Kiteiden koon hallintaa ei ole käsitelty yksityiskohtaisesti, mutta se on syytä mainita.

Voi palvella sinua: synteettiset polymeerit

Sovellukset

Lopuksi luetellaan sarja yleisiä ja erityisiä kalsinoinnin sovelluksia:

-Metallikarbonaattien hajoaminen vastaavissa oksideissa. Sama pätee oksalaatteihin.

-Mineraalien, gelatiinioksidien tai jonkin muun näytteen kuivuminen gravimetristä analyysiä varten.

-Toimittaa kiinteän vaiheen siirtymävaiheeseen, joka voi olla metastabiili huoneenlämpötilassa; Eli vaikka heidän uudet kiteet viileät, he ottavat palatakseen siihen, mikä he olivat ennen kalsinointia.

-Aktivoi alumiinioksidi tai hiili heidän huokosten koon lisäämiseksi ja käyttäytymisen sekä absorboivien kiinteiden aineiden koon kanssa.

-Muuttaa mineraalien nanohiukkasten, kuten MN: n, rakenteellisia, värähtely- tai magneettisia ominaisuuksia_{0 -.5}Zn_{0 -.5}Usko₂JOMPIKUMPI₄; toisin sanoen he kärsivät fyysisestä kalsinoinnista, jossa lämpö vaikuttaa kiteiden kokoon tai muotoihin.

-Sama aikaisempi vaikutus voidaan havaita yksinkertaisemmissa kiinteissä aineissa, kuten sno -nanohiukkasissa₂, joka kasvaa, kun ne pakotetaan agglomeroitumaan korkeiden lämpötilojen vuoksi; tai epäorgaanisissa pigmenteissä tai orgaanisissa väriaineissa, joissa lämpötila ja jyvät vaikuttavat niiden väreihin.

-Ja desulfura -näytteet öljyn raakaöljyn koksista, samoin kuin mikä tahansa muu haihtuva yhdiste.

Viitteet

1. Päivä, r., & Underwood, a. (1989). Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (viides ED.-A. Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2019). Laskenta. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Elsevier. (2019). Laskenta. Tiede. Haettu: ScienEdirect.com
4. Hubbe Martin. (S.F.-A. Märkäpään kemia miniacencyclopedia. Toipunut: Projektit.NCSU.Edu
5. Indrayana, minä. P. T., Siregar, n., Suharyadi, E., Kato, t. & Iwata, S. (2016). Nanokiteisen MN: n mikrorakenteellisten, värähtelypektrien ja magneettisten ominaisuuksien kalsinointilämpötilariippuvuus_{0 -.5}Zn_{0 -.5}Usko₂JOMPIKUMPI₄. Journal of Physics: konferenssisarja, nide 776, numero 1, artikkelitunnus. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). Laskenta. Toipunut: Feeco.com
7. Gaber, m. -Lla. Abdel-Rahim, a. JA. Abdel-Latief, Mahmoud. N. Abdel-salam. (2014). Kalsinaatiolämpötilan vaikutus nanokiteisen SNO: n rakenteeseen ja huokoisuuteen₂ Syntetisoitu tavanomaisella saostumismenetelmällä. Kansainvälinen Elektokemiallisen tieteen lehti.