Procesni kalcinacija, vrste, aplikacije

The kalcinacija Gre za postopek, v katerem je trden vzorec podvržen visokim temperaturam v prisotnosti ali odsotnosti kisika. V analitični kemiji je eden zadnjih korakov gravimetrične analize. Vzorec je torej lahko kakršne koli narave, anorganske ali organske; Še posebej pa gre za minerale, gline ali želatinozni oksidi.

Ko se kalcinacija izvaja pod zračnimi tokovi, se reče, da se pojavlja v oksigenirani atmosferi; Kot preprosto segrevanje trdne snovi z ognjem zaradi zgorevanja v odprtih prostorih ali v pečicah, za katere jih ni mogoče uporabiti.

Rudimentarna ali alkemična kalcinacija na odprtem nebu. Vir: Pixabay.

Če kisik nadomesti dušik ali plemenit plin, se reče, da se kalcinacija pojavi v inertni atmosferi. Razlika med atmosfero, ki deluje z ogrevano trdno, je odvisna od njegove občutljivosti na oksidacijo; to pomeni, da reagirate s kisikom, da se spremeni v drugo bolj oksidirano spojino.

Kar se išče s kalcinacijo, je, da se ne stopi trdne snovi, temveč ga spreminja kemikalija ali fizično, da bi dosegli lastnosti, potrebne za njegove aplikacije. Najbolj znan primer je kalcinacija apnenca, caco₃, Da ga spremenite v apno, cao, potrebno za beton.

[TOC]

Proces

Razmerje med toplotno obdelavo apnenca in izrazom kalcinacije je tako blizu, da dejansko ni redko, da domnevamo, da omenjeni postopek velja samo za kalcijeve spojine; Vendar to ni res.

Vse trdne snovi, anorganske ali organske, lahko izračunamo, dokler niso ustanovljene. Zato mora biti postopek ogrevanja pod vzorčnim talilnim točkam; Razen če gre za mešanico, na kateri temelji ena od njegovih komponent, medtem ko ostali ostanejo trdni.

Postopek kalcinacije se razlikuje glede na vzorec, lestvice, cilj in kakovost trdne snovi po njegovi termotrataciji. To lahko globalno razdelimo na dve vrsti: analitično in industrijsko.

Vam lahko služi: železo (element): značilnosti, kemična struktura, uporaba

Analitično

Ko je postopek kalcinacije analitičen, je na splošno eden najnovejših korakov, ki je nujno potrebna za gravimetrično analizo.

Na primer, po nizu kemijskih reakcij je bila dobljena oborina, ki med tvorbo ni videti kot čista trdna snov; Očitno ob predpostavki, da je spojina znana vnaprej.

Ne glede na tehnike čiščenja ima oborino še vedno vodo, ki jo je treba odpraviti. Če so te molekule vode na površini, jih ne bodo potrebne visoke temperature; Če pa so "ujeti" znotraj kristalov, bo morda morala temperatura pečice preseči 700-1000 ° C.

Na ta način je zagotovljeno, da je oborina suha in da se vodni hlapi odpravljajo; Posledično postane definirana njegova sestava.

Tudi če oborina trpi zaradi toplotne razgradnje, mora biti temperatura, pri kateri je treba izračunati, dovolj visoka, da se reakcija zaključi; V nasprotnem primeru bi obstajala trdna sestavina.

Naslednje enačbe povzemajo dve prejšnji točki:

A · nh₂O => a +nh₂O (para)

A +q (toplota) => b

Nedoločene trdne snovi bi bile mešanice a/a · nh₂Ali in a/b, ko morajo biti v idealnem primeru čisti A in B.

Industrijsko

V procesu industrijskega kalcinata je kakovost kalciniranega enako pomembna kot pri gravimetrični analizi; Toda razlika je v sklopu, metodi in proizvedenih količinah.

Analitični želi preučiti uspešnost reakcije ali lastnosti kalcina; Medtem ko je v industrijskem, je bolj pomembno, da se toliko zgodi in koliko časa.

Najboljša predstavitev industrijskega postopka kalcinacije postane toplotna obdelava apnenca, da trpi naslednjo reakcijo:

Vam lahko služi: kemične spremembe: značilnosti, primeri, vrste

Tat₃ => Cao + co₂

Kalcijev oksid, CAO, je apna, potrebna za izdelavo cementa. Če prva reakcija dopolnjujeta ta dva:

CaO + H₂O => ca (OH)₂

CA (OH)₂ + Co₂ => Caco₃

Velikost kristalov Caco je mogoče pripraviti in nadzorovati₃ ki je posledica robustnih mas iste spojine. Tako se ne proizvaja samo CAO, ampak tudi mikrokristali Caco dobimo₃, potrebno za filtre in druge rafinirane kemične procese.

Vsi kovinski karbonati se pokvarijo na enak način, vendar pri različnih temperaturah; to pomeni, da lahko njeni industrijski postopki kalcinacije postanejo zelo različni.

Vrste kalcinacije

Sama po sebi ni možnosti za razvrščanje kalcinacije, razen če se na procesu utemeljimo in sprememb, ki jih trpi trdna snov pred zvišanjem temperature. S tega zadnjega vidika lahko rečemo, da obstajata dve vrsti kalcinacije: ena kemija in druga fizika.

Kemija

Kemična kalcinacija je, da tam, kjer vzorec, trdna ali oborina trpi toplotno razgradnjo. To je bilo razloženo za primer Caco₃. Spojina ni enaka po uporabi visokih temperatur.

Fizično

Fizikalna kalcinacija je, da tam, kjer se narava vzorca ne spreminja na koncu, ko se sprosti vodna para ali drugi plini.

Primer je skupna dehidracija oborine, ne da bi utrpeli reakcijo. Prav tako se lahko velikost kristalov spremeni, odvisno od temperature; Pri višji temperaturi so kristali ponavadi večji in struktura lahko "goba" ali razpoka zaradi tega.

Ta zadnji vidik kalcinacije: nadzor velikosti kristalov ni bil podrobno obravnavan, vendar ga je treba omeniti.

Vam lahko služi: sintetični polimeri

Prijave

Končno bo navedena vrsta splošnih in posebnih aplikacij kalcinacije:

-Razgradnja kovinskih karbonatov v njihovih oksidih. Enako velja za oksalate.

-Dehidracija mineralov, želatinoznih oksidov ali kakšen drug vzorec za gravimetrično analizo.

-Predloži trdno snov v fazni prehod, ki bi ga lahko metastabilo pri sobni temperaturi; Se pravi, četudi bi se njihovi novi kristali ohladili, bi se vrnili k temu, kar so bili pred kalcinacijo.

-Aktivirajte glinico ali premog, da povečate velikost svojih pore in se obnašajo, pa tudi vpojne trdne snovi.

-Spremeni strukturne, vibracijske ali magnetne lastnosti mineralnih nanodelcev, kot je MN_0.5Zn_0.5Vera₂Tudi₄; to pomeni, da trpijo fizično kalcinacijo, kjer toplota vpliva na velikost ali oblike kristalov.

-Enak prejšnji učinek je mogoče opaziti v enostavnejših trdnih snovi, kot so nanodelci SNO₂, ki se povečajo, ko so zaradi visokih temperatur prisiljeni na aglomerat; ali v anorganskih pigmentih ali organskih barvilih, kjer temperatura in zrna vplivajo na njihove barve.

-In vzorci desulfura koksa naftne surove nafte, pa tudi katero koli drugo hlapno spojino.

Reference

1. Dan, r., & Underwood, a. (1989). Kvantitativna analitična kemija (peti izd.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedija. (2019). Kalcacija. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Elsevier. (2019). Kalcacija. Znanstveno. Pridobljeno iz: SCINCEDIRECT.com
4. Hubbe Martin. (s.F.). Mini-anenciclopedia papirjenja mokrega kemije. Obnovi se od: Projekti.NCSU.Edu
5. Indrayana, i. Str. T., Siregar, n., Suhariadi, e., Kato, t. & Iwata, s. (2016). Odvisnost temperature kalcinacije mikrostrukturnih, vibracijskih spektrov in magnetnih lastnosti nanokristalnega MN_0.5Zn_0.5Vera₂Tudi₄. Časopis za fiziko: konferenčna serija, letnik 776, številka 1, ID članka. 012021.
6. Feeco International, Inc. (2019). Kalcacija. Okrevano od: feeco.com
7. Gaber, m. Do. Abdel-Rahim, a. In. Abdel-Latief, Mahmoud. N. Abdel-Salam. (2014). Vpliv temperature kalcinacije na strukturo in poroznost nanokristalnega SNO₂ Sintetizirana s konvencionalno metodo padavin. International Journal of Elcochemical Science.