Procescalcinatie, typen, toepassingen

De verkalking Het is een proces waarbij een vast monster onderhevig is aan hoge temperaturen in de aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof. In analytische chemie is het een van de laatste stappen van de gravimetrische analyse. Het monster kan daarom van elke aard zijn, anorganisch of organisch; Maar vooral, dit zijn mineralen, klei of gelatineuze oxiden.

Wanneer calcinatie wordt uitgevoerd onder luchtstromen, wordt gezegd dat het voorkomt in een geoxygeneerde atmosfeer; Als eenvoudig een vaste stof verwarmen met brand als gevolg van verbranding in open ruimtes, of in ovens waarop ze niet kunnen worden toegepast.

Rudimentaire of alchemistische calcinatie aan de open lucht. Bron: Pixabay.

Als zuurstof wordt vervangen door stikstof of edelgas, wordt gezegd dat calcinatie optreedt onder de inerte atmosfeer. Het verschil tussen de atmosferen die interageren met de verwarmde vaste stof hangt af van de gevoeligheid ervan om te oxideren; dat wil zeggen, om met zuurstof te reageren om te transformeren in een andere meer geoxideerde verbinding.

Wat met calcinatie wordt gezocht, is niet om de vaste stof te smelten, maar om het chemisch of fysiek te wijzigen om te voldoen aan de kwaliteiten die nodig zijn voor zijn toepassingen. Het bekendste voorbeeld is dat van kalksteencalcinatie, caco₃, Om er kalk, Cao, toe te veranderen, noodzakelijk voor beton.

[TOC]

Proces

De relatie tussen de warmtebehandeling van de kalksteen en de term calcinatie is zo dichtbij, dat het in feite niet ongewoon is om aan te nemen dat dit proces alleen van toepassing is op calciumverbindingen; Dit is echter niet waar.

Alle vaste stoffen, anorganisch of organisch, kunnen worden berekend zolang ze niet zijn opgericht. Daarom moet het verwarmingsproces onder het smeltpunt van het monster liggen; Tenzij het een mengsel is waar een van de componenten is gebaseerd terwijl de anderen solide blijven.

Het calcinatieproces varieert afhankelijk van het monster, schalen, de doelstelling en de kwaliteit van de vaste stof na de thermotratatie. Dit kan wereldwijd worden verdeeld in twee soorten: analytisch en industrieel.

Kan u van dienst zijn: ijzer (element): kenmerken, chemische structuur, gebruik

Analytisch

Wanneer het calcinatieproces analytisch is, is het over het algemeen een van de nieuwste stappen die onmisbaar zijn voor gravimetrische analyse.

Na een reeks chemische reacties is bijvoorbeeld een neerslag verkregen, dat tijdens zijn vorming er niet uitziet als een pure vaste stof; Uiteraard aannemen dat de verbinding van tevoren bekend is.

Ongeacht de zuiveringstechnieken heeft het neerslag nog steeds water dat moet worden geëlimineerd. Als deze watermoleculen op het oppervlak zijn, zijn hoge temperaturen niet nodig om ze te elimineren; Maar als ze in de kristallen worden "gevangen", moet de oventemperatuur meer dan 700-1000ºC overschrijden.

Op deze manier is het gegarandeerd dat het neerslag droog is en de waterdampen worden geëlimineerd; Bijgevolg wordt de samenstelling ervan gedefinieerd.

Als het neerslag lijdt aan thermische ontleding, moet de temperatuur waarbij het moet worden berekend, hoog genoeg zijn om ervoor te zorgen dat de reactie is voltooid; Anders zou er een solide van onbepaalde samenstelling zijn.

De volgende vergelijkingen vatten de twee eerdere punten samen:

A · NH₂O => a +nh₂O (Steam)

A +q (warmte) => b

Onbepaalde vaste stoffen zouden mengsels a/a · nh zijn₂Of en a/b, wanneer ze idealiter a en b puur moeten zijn, respectievelijk.

Industrieel

In een industrieel calcinatieproces is de kwaliteit van de calcineerde even belangrijk als in de gravimetrische analyse; Maar het verschil zit in de assemblage, de methode en de geproduceerde hoeveelheden.

De analytische wil de prestaties van een reactie of de eigenschappen van calcine bestuderen; Terwijl het in de industriële is, is het belangrijker dat er zoveel voorkomt en hoeveel tijd.

De beste weergave van een industrieel calcinatieproces wordt de warmtebehandeling van de kalksteen om de volgende reactie te ondergaan:

Kan u van dienst zijn: chemische veranderingen: kenmerken, voorbeelden, typen

Dief₃ => Cao + CO₂

Calciumoxide, Cao, is de limoen die nodig is voor cementuitwerking. Als de eerste reactie door deze twee wordt aangevuld:

Cao + H₂O => ca (oh)₂

CA (oh)₂ + CO₂ => Caco₃

De grootte van de caco -kristallen kan worden voorbereid en gecontroleerd₃ als gevolg van robuuste massa's van dezelfde verbinding. Dus niet alleen CAO wordt geproduceerd, maar ook Caco -microcristallen worden verkregen₃, nodig voor filters en andere verfijnde chemische processen.

Alle metalen carbonaten breken op dezelfde manier af, maar bij verschillende temperaturen; dat wil zeggen, de industriële calcinatieprocessen kunnen heel anders worden.

Soorten calcinatie

Op zichzelf is er geen manier om calcinatie te classificeren, tenzij we ons baseren op het proces en de veranderingen die door de vaste stof zijn geleden tegen temperatuurstijging. Vanuit dit laatste perspectief kan worden gezegd dat er twee soorten calcinatie zijn: één chemie en een andere natuurkunde.

Scheikunde

Chemische calcinatie is dat waar het monster, het vaste stof of het neerslag een thermische ontleding lijdt. Dit werd uitgelegd voor het geval van de caco₃. De verbinding is niet hetzelfde nadat hoge temperaturen zijn toegepast.

Fysiek

Lichamelijke calcinatie is dat wanneer de aard van het monster niet aan het einde wordt gemodificeerd zodra waterdamp of andere gassen zijn opgegeven.

Een voorbeeld is de totale uitdroging van een neerslag zonder een reactie te lijden. Evenzo kan de grootte van de kristallen veranderen, afhankelijk van de temperatuur; Bij een hogere temperatuur zijn de kristallen meestal groter en kunnen de structuur als gevolg hiervan "spons" of barsten.

Dit laatste aspect van calcinatie: de regeling van de grootte van de kristallen is niet in detail aangepakt, maar het is de moeite waard om het te vermelden.

Kan u van dienst zijn: synthetische polymeren

Toepassingen

Ten slotte wordt een reeks algemene en specifieke calcinatietoepassingen vermeld:

-Ontleding van metaalcarbonaten in hun respectieve oxiden. Hetzelfde geldt voor oxalaten.

-Uitdroging van mineralen, gelatineuze oxiden of een ander monster voor gravimetrische analyse.

-Dient een vaste stof in naar een fase -overgang, die bij kamertemperatuur kan worden metastabiel; Dat wil zeggen, zelfs als hun nieuwe kristallen koelen, zouden ze nemen om terug te keren naar wat ze waren vóór calcinatie.

-Activeer aluminiumoxide of steenkool om de grootte van hun poriën te vergroten en zich te gedragen, evenals absorberende vaste stoffen.

-Modificeert de structurele, trillings- of magnetische eigenschappen van minerale nanodeeltjes zoals MN_0.5Zn_0.5Vertrouwen₂OF₄; dat wil zeggen, ze lijden op een lichamelijke calcinatie, waarbij warmte de grootte of vormen van kristallen beïnvloedt.

-Hetzelfde vorige effect kan worden waargenomen in eenvoudiger vaste stoffen zoals SNO -nanodeeltjes₂, die in grootte toenemen wanneer ze worden gedwongen om te agglomereren vanwege hoge temperaturen; of in anorganische pigmenten of organische kleurstoffen, waarbij temperatuur en korrels hun kleuren beïnvloeden.

-En desulfura -monsters van cola van de olie ruwe olie, evenals elke andere vluchtige verbinding.

Referenties

1. Dag, r., & Underwood, een. (1989). Kwantitatieve analytische chemie (vijfde ed.)). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2019). Verkalking. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
3. Elsevier. (2019). Verkalking. Wetenschappelijk. Opgehaald uit: Scientedirect.com
4. Hubbe Martin. (S.F.)). Mini-encentclopedie van papermaking Wet-end chemie. Hersteld van: projecten.NCSU.Edu
5. Indrayana, ik. P. T., Siregar, n., Suharyadi, E., Kato, T. & Iwata, s. (2016). De calcinatietemperatuurafhankelijkheid van microstructurele, vibratiespectra en magnetische eigenschappen van nanokristallijne Mn_0.5Zn_0.5Vertrouwen₂OF₄. Journal of Physics: Conference Series, Volume 776, nummer 1, artikel -ID. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). Verkalking. Hersteld van: Feeco.com
7. Gaber, m. NAAR. Abdel-Rahim, een. EN. Abdel-Latiefief, Mahmoud. N. Abdel-Salam. (2014). Invloed van calcinatietemperatuur op de structuur en porositeit van nanokristallijne sno₂ Gesynthetiseerd door een conventionele neerslagmethode. International Journal of Electochemical Science.