Proces kalination, typy, aplikacje

prażenie Jest to proces, w którym próbka stała podlega wysokim temperaturom w obecności lub braku tlenu. W chemii analitycznej jest to jeden z ostatnich etapów analizy grawimetrycznej. Próbka może zatem mieć dowolny charakter, nieorganiczny lub organiczny; Ale szczególnie są to minerały, gliny lub galaretowate tlenki.

Gdy kalcynacja jest wykonywana pod prądami powietrza, mówi się, że występuje ona w natlenionej atmosferze; jako zwykłe podgrzewanie substancji stałej z ogniem w wyniku spalania w otwartych przestrzeniach lub w piecach, do których nie można ich zastosować.

Podstawowe lub alchemiczne kalcynacja na otwartym niebie. Źródło: Pixabay.

Jeśli tlen zostanie zastąpiony azotem lub gazem szlachetnym, mówi się, że kalcynacja występuje w obojętnej atmosferze. Różnica między atmosferami, które oddziałują z podgrzewanym ciałem stałym, zależy od jej wrażliwości na utlenianie; to znaczy reakcja z tlenem, aby przekształcić się w inny bardziej utleniony związek.

To, czego poszukiwane jest z kalcynacją, nie jest stopienie ciała stałego, ale modyfikowanie IT chemikalia lub fizycznie w celu spełnienia cech wymaganych do jego zastosowań. Najbardziej znanym przykładem jest kalcynacja wapienia, Caco₃, Zamienić go w wapno, Cao, niezbędne do betonu.

[TOC]

Proces

Związek między obróbką cieplną wapienia a terminem kalcynacja jest tak blisko, że w rzeczywistości nierzadko zakłada się, że wspomniany proces dotyczy tylko związków wapnia; Jednak to nie jest prawda.

Wszystkie substancje stałe, nieorganiczne lub organiczne, można obliczyć, o ile nie są one założone. Dlatego proces ogrzewania musi znajdować się pod temperaturą topnienia próbki; chyba że jest to mieszanka, w której jeden z jego składników opiera się, podczas gdy pozostałe pozostają solidne.

Proces kalcynacji różni się w zależności od próbki, skal, celu i jakości substancji stałej po jej termotratowaniu. Można to podzielić na całym świecie na dwa typy: analityczne i przemysłowe.

Może ci służyć: żelazo (element): charakterystyka, struktura chemiczna, używa

Analityczny

Gdy proces kalcynacji jest analityczny, jest to ogólnie jednym z najnowszych kroków niezbędnych do analizy grawimetrycznej.

Na przykład po serii reakcji chemicznych uzyskano osad, który podczas jego powstawania nie wygląda jak czysta substancja stała; Oczywiście zakładając, że związek jest znany z góry.

Niezależnie od technik oczyszczania, osad nadal ma wodę, którą należy wyeliminować. Jeśli te cząsteczki wody znajdują się na powierzchni, wysokie temperatury nie będą wymagane do ich wyeliminowania; Ale jeśli są „uwięzione” w kryształach, temperatura piekarnika może wymagać przekroczenia 700-1000ºC.

W ten sposób gwarantowane jest, że osad jest suchy, a opary wodne są eliminowane; W konsekwencji jego skład zostanie zdefiniowany.

Ponadto, jeśli osad cierpi na rozkład termiczny, temperatura, w której należy go obliczyć, musi być wystarczająco wysoka, aby zapewnić zakończenie reakcji; W przeciwnym razie istniałaby solidka nieokreślona skład.

Poniższe równania podsumowują dwa poprzednie punkty:

A · NH₂O => a +nh₂O (para)

A +Q (ciepło) => B

Nieokreślone stałe byłyby mieszaniny a/a · nh₂Lub i a/b, kiedy muszą być odpowiednio A i B.

Przemysłowy

W procesie kalcynacji przemysłowej jakość kalcynowanych jest równie ważna jak w analizie grawimetrycznej; Ale różnica dotyczy montażu, metody i wytworzonych ilości.

Analityczne stara się zbadać wydajność reakcji lub właściwości wrowadki; W tym przemysłowym ważniejsze jest, aby tak wiele się stało i ile czasu.

Najlepszym przedstawieniem procesu kalcynacji przemysłowej jest obróbka cieplna wapienia w celu poniesienia następującej reakcji:

Może ci służyć: zmiany chemiczne: cechy, przykłady, typy

Złodziej₃ => Cao + co₂

Tlenek wapnia, CAO, jest wapnem niezbędnym do opracowania cementu. Jeśli pierwsza reakcja uzupełnia te dwa:

Cao + h₂O => ca (oh)₂

CA (OH)₂ + WSPÓŁ₂ => Caco₃

Rozmiar kryształów caco można przygotować i kontrolować₃ wynikające z solidnych mas tego samego związku. Zatem wytwarzane jest nie tylko CAO, ale także uzyskiwane są mikrokrystki CACO₃, niezbędne do filtrów i innych wyrafinowanych procesów chemicznych.

Wszystkie węglany metalowe rozkładają się w ten sam sposób, ale w różnych temperaturach; Oznacza to, że jego procesy kalcynacji przemysłowej mogą stać się bardzo różne.

Rodzaje kalcynacji

Sam w sobie nie ma sposobu na zaklasyfikowanie kalcynacji, chyba że opieramy się na procesie, a zmiany poniesione przez substancje stałe w stosunku do wzrostu temperatury. Z tej ostatniej perspektywy można powiedzieć, że istnieją dwa rodzaje kalcynacji: jedna chemia i druga fizyka.

Chemia

Kalcynacja chemiczna polega na tym, że próbka, stałe lub osad cierpi rozkład termiczny. To zostało wyjaśnione w przypadku kako₃. Związek nie jest taki sam po zastosowaniu wysokich temperatur.

Fizyczny

Fizyczna kalcynacja polega na tym, że natura próbki nie jest modyfikowana na końcu po uwolnieniu pary wodnej lub innych gazach.

Przykładem jest całkowite odwodnienie osadu bez cierpienia reakcji. Podobnie wielkość kryształów może się zmieniać w zależności od temperatury; W wyższej temperaturze kryształy są zwykle większe, a struktura może „gąbkować” lub pękać w wyniku tego.

Ten ostatni aspekt kalcynacji: kontrola wielkości kryształów nie została szczegółowo omówiona, ale warto o tym wspomnieć.

Może ci służyć: syntetyczne polimery

Aplikacje

Wreszcie wymieniona zostanie seria ogólnych i konkretnych zastosowań kalcynacji:

-Rozkład węglanów metali w odpowiednich tlenkach. To samo dotyczy szczawianu.

-Odwodnienie minerałów, tlenków galaretowych lub innej próbki do analizy grawimetrycznej.

-Przechodzi solidne przejście fazowe, które może być metastabilne w temperaturze pokojowej; To znaczy, nawet jeśli ich nowe kryształy chłodne, wezmą powrót do tego, czym były przed kalcynacją.

-Aktywuj tlenkopolę lub węgiel, aby zwiększyć wielkość ich porów i zachowuj się, a także chłonne stałe.

-Modyfikuje właściwości strukturalne, wibracyjne lub magnetyczne nanocząstek mineralnych, takich jak Mn_0.5Zn_0.5Wiara₂ALBO₄; Oznacza to, że cierpią fizyczna kalcynacja, w której ciepło wpływa na rozmiar lub kształty kryształów.

-Ten sam poprzedni efekt można zaobserwować w prostszych ciałach stałych, takich jak nanocząstki SNO₂, które zwiększają wielkość, gdy są zmuszani do aglomeratu z powodu wysokich temperatur; lub w nieorganicznych pigmentach lub barwach organicznych, gdzie temperatura i ziarna wpływają na ich kolory.

-I próbki desulfury koksu ropy naftowej, a także każdy inny lotny związek.

Bibliografia

1. Dzień, r., & Underwood, a. (1989). Ilościowa chemia analityczna (ed.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2019). KALACJA. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Elsevier. (2019). KALACJA. Scientedirect. Pobrano z: Scientedirect.com
4. Hubbe Martin. (S.F.). Mini-Penaclopedia of Papmerming Mokre Endemistry. Odzyskane z: Projekty.NCSU.Edu
5. Indrayana, i. P. T., Siregar, n., Suharyadi, e., Kato, t. & Iwata, s. (2016). Zależność temperatury kalcynacji od widm mikrostrukturalnych, wibracyjnych i właściwości magnetycznych nanokrystalicznych MN_0.5Zn_0.5Wiara₂ALBO₄. Journal of Physics: Conference Series, tom 776, wydanie 1, identyfikator artykułu. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). KALACJA. Odzyskane z: Feeco.com
7. Gaber, m. DO. Abdel-Rahim, a. I. Abdel-Latief, Mahmoud. N. Abdel-Salam. (2014). Wpływ temperatury kalcynacji na strukturę i porowatość nanokrystalicznego Sno₂ Zsyntetyzowane konwencjonalną metodą opadów. International Journal of Elecochemical Science.