การเผาเป็นกระบวนการที่ตัวอย่างของแข็งต้องอยู่ภายใต้อุณหภูมิสูงใน ที่ที่ มีหรือไม่มีออกซิเจน ในเคมีวิเคราะห์เป็นขั้นตอนสุดท้ายของการวิเคราะห์กราวิเมตริก ดังนั้นตัวอย่างจึงมีลักษณะเป็นอนินทรีย์หรืออินทรีย์ก็ได้ แต่โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันเกี่ยวกับแร่ธาตุดินเหนียวหรือออกไซด์ของเจลาติน
เมื่อทำการเผาภายใต้กระแสอากาศกล่าวกันว่าเกิดขึ้นในบรรยากาศที่มีออกซิเจน เช่นการให้ความร้อนกับของแข็งด้วยผลิตภัณฑ์ไฟจากการเผาไหม้ในที่โล่งหรือในเตาเผาที่ไม่สามารถใช้สุญญากาศได้
การเผาแบบพื้นฐานหรือการเล่นแร่แปรธาตุภายใต้ท้องฟ้าที่เปิดกว้าง ที่มา: Pixabay
ถ้าออกซิเจนถูกแทนที่ด้วยไนโตรเจนหรือก๊าซมีตระกูลการเผาจะเกิดขึ้นภายใต้บรรยากาศเฉื่อย ความแตกต่างระหว่างบรรยากาศที่ทำปฏิกิริยากับของแข็งที่ให้ความร้อนขึ้นอยู่กับความไวต่อการเกิดออกซิเดชัน นั่นคือทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อเปลี่ยนเป็นสารประกอบออกซิไดซ์อื่น
สิ่งที่ต้องการด้วยการเผาไม่ใช่การละลายของแข็ง แต่เป็นการดัดแปลงทางเคมีหรือทางกายภาพเพื่อให้เป็นไปตามคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือการเผาหินปูน CaCO 3เพื่อเปลี่ยนเป็นปูนขาว CaO ซึ่งจำเป็นสำหรับคอนกรีต
กระบวนการ
ความสัมพันธ์ระหว่างการบำบัดความร้อนของหินปูนและคำว่าการเผานั้นใกล้เคียงกันมากจนในความเป็นจริงไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะคิดว่ากระบวนการนี้ใช้กับสารประกอบแคลเซียมเท่านั้น อย่างไรก็ตามนี่ไม่เป็นความจริง
ของแข็งทั้งหมดอนินทรีย์หรืออินทรีย์สามารถเผาได้ตราบเท่าที่ไม่ละลาย ดังนั้นกระบวนการทำความร้อนจะต้องเกิดขึ้นต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของตัวอย่าง เว้นแต่จะเป็นส่วนผสมที่ส่วนประกอบอย่างใดอย่างหนึ่งละลายในขณะที่ส่วนประกอบอื่น ๆ ยังคงเป็นของแข็ง
กระบวนการเผาจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตัวอย่างเกล็ดวัตถุประสงค์และคุณภาพของของแข็งหลังการอบชุบด้วยความร้อน สิ่งนี้สามารถแบ่งได้ทั่วโลกเป็นสองประเภท: เชิงวิเคราะห์และอุตสาหกรรม
วิเคราะห์
เมื่อกระบวนการเผาเป็นการวิเคราะห์โดยทั่วไปเป็นขั้นตอนสุดท้ายที่ขาดไม่ได้สำหรับการวิเคราะห์กราวิเมตริก
ตัวอย่างเช่นหลังจากปฏิกิริยาทางเคมีหลายชุดจะได้รับการตกตะกอนซึ่งในระหว่างการก่อตัวของมันจะไม่มีลักษณะเป็นของแข็งบริสุทธิ์ เห็นได้ชัดว่าสมมติว่าสารประกอบนั้นเป็นที่รู้จักล่วงหน้า
โดยไม่คำนึงถึงเทคนิคการทำให้บริสุทธิ์ตกตะกอนยังคงมีน้ำที่ต้องกำจัดออก หากโมเลกุลของน้ำดังกล่าวอยู่บนพื้นผิวไม่จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิสูงในการกำจัดออก แต่ถ้าพวกมัน "ติดอยู่" ภายในผลึกอุณหภูมิของเตาอบอาจจะต้องเกิน700-1000ºC
เพื่อให้แน่ใจว่าตะกอนแห้งและไอน้ำจะถูกกำจัดออกไป ดังนั้นองค์ประกอบของมันจึงมีความแน่นอน
ในทำนองเดียวกันหากตะกอนเกิดการสลายตัวด้วยความร้อนอุณหภูมิที่ต้องเผาจะต้องสูงพอที่จะทำให้แน่ใจว่าปฏิกิริยานั้นสมบูรณ์ มิฉะนั้นคุณจะมีองค์ประกอบที่ไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจน
สมการต่อไปนี้สรุปสองประเด็นก่อนหน้านี้:
A nH 2 O => A + nH 2 O (ไอ)
A + Q (ความร้อน) => B
ของแข็งที่ไม่ได้กำหนดจะเป็นของผสม A / A · nH 2 O และ A / B ซึ่งควรเป็น A และ B บริสุทธิ์ตามลำดับ
ด้านอุตสาหกรรม
ในกระบวนการเผาแบบอุตสาหกรรมคุณภาพของการเผามีความสำคัญพอ ๆ กับการวิเคราะห์กราวิเมตริก แต่ความแตกต่างอยู่ที่การประกอบวิธีการและปริมาณที่ผลิต
ในการวิเคราะห์พยายามศึกษาประสิทธิภาพของปฏิกิริยาหรือคุณสมบัติของการเผา ในขณะที่ภาคอุตสาหกรรมมีความสำคัญมากกว่าว่าจะผลิตได้มากเพียงใดและในระยะเวลาเท่าใด
การนำเสนอที่ดีที่สุดของกระบวนการเผาแบบอุตสาหกรรมคือการบำบัดความร้อนของหินปูนเพื่อให้เกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:
CaCO 3 => CaO + CO 2
แคลเซียมออกไซด์ CaO เป็นปูนขาวที่จำเป็นสำหรับการทำปูนซีเมนต์ หากปฏิกิริยาแรกเสริมด้วยสองสิ่งนี้:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3
ผลึก CaCO 3 ที่เกิดขึ้นสามารถเตรียมและปรับขนาดได้จากมวลที่แข็งแกร่งของสารประกอบเดียวกัน ดังนั้นไม่เพียง แต่ผลิต CaO เท่านั้น แต่ยังได้รับ CaCO 3 microcrystals ซึ่งจำเป็นสำหรับตัวกรองและกระบวนการทางเคมีที่ผ่านการกลั่นอื่น ๆ
คาร์บอเนตโลหะทั้งหมดสลายตัวในลักษณะเดียวกัน แต่ที่อุณหภูมิต่างกัน นั่นคือกระบวนการเผาในอุตสาหกรรมอาจแตกต่างกันมาก
ประเภทของการเผา
ในตัวของมันเองไม่มีวิธีใดที่จะจำแนกการเผาได้เว้นแต่เราจะอาศัยกระบวนการและการเปลี่ยนแปลงที่ของแข็งได้รับเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น จากมุมมองสุดท้ายนี้อาจกล่าวได้ว่าการเผามีสองประเภท: ทางเคมีหนึ่งและทางกายภาพอื่น ๆ
เคมี
การเผาทางเคมีเป็นสิ่งที่ตัวอย่างของแข็งหรือตกตะกอนได้รับการสลายตัวด้วยความร้อน นี้ได้รับการอธิบายสำหรับกรณีของ CaCO 3 สารประกอบจะไม่เหมือนกันหลังจากใช้อุณหภูมิสูงแล้ว
กายภาพ
การเผาทางกายภาพเป็นสิ่งที่ธรรมชาติของตัวอย่างไม่เปลี่ยนแปลงในที่สุดเมื่อปล่อยไอน้ำหรือก๊าซอื่น ๆ
ตัวอย่างคือการคายน้ำทั้งหมดของการตกตะกอนโดยไม่เกิดปฏิกิริยา นอกจากนี้ขนาดของผลึกสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิสูงขึ้นผลึกมักจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและโครงสร้างสามารถ "พอง" หรือแตกได้
ลักษณะสุดท้ายของการเผานี้: การควบคุมขนาดของผลึกยังไม่ได้รับการกล่าวถึงในรายละเอียด แต่ควรกล่าวถึง
การประยุกต์ใช้งาน
สุดท้ายชุดของแอปพลิเคชั่นการเผาทั่วไปและเฉพาะจะแสดงรายการ:
- การสลายตัวของคาร์บอเนตโลหะในออกไซด์ตามลำดับ เช่นเดียวกับออกซาเลต
- การคายน้ำของแร่ธาตุเจลาตินัสออกไซด์หรือตัวอย่างอื่น ๆ สำหรับการวิเคราะห์กราวิเมตริก
- ส่งของแข็งไปสู่การเปลี่ยนเฟสซึ่งสามารถแพร่กระจายได้ที่อุณหภูมิห้อง นั่นคือแม้ว่าผลึกใหม่ของคุณจะถูกทำให้เย็นลง แต่พวกมันก็ต้องใช้เวลาในการย้อนกลับไปสู่สภาพที่เป็นอยู่ก่อนการเผา
- กระตุ้นอลูมินาหรือคาร์บอนเพื่อเพิ่มขนาดรูขุมขนและทำงานเช่นเดียวกับของแข็งดูดซับ
-Modifies โครงสร้าง, การสั่นหรือแม่เหล็กคุณสมบัติของอนุภาคนาโนแร่ธาตุเช่นแมงกานีส0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ; นั่นคือพวกมันผ่านการเผาทางกายภาพซึ่งความร้อนมีผลต่อขนาดหรือรูปร่างของผลึก
- ผลกระทบก่อนหน้าเดียวกันนี้สามารถสังเกตได้ในของแข็งที่เรียบง่ายกว่าเช่นอนุภาคนาโน SnO 2ซึ่งจะเพิ่มขนาดเมื่อถูกบังคับให้รวมตัวกันโดยอุณหภูมิสูง หรือในสีอนินทรีย์หรือสารให้สีอินทรีย์ซึ่งอุณหภูมิและเมล็ดพืชมีผลต่อสี
- และ desulfurizes ตัวอย่างโค้กจากน้ำมันดิบเช่นเดียวกับสารประกอบที่ระเหยได้อื่น ๆ
อ้างอิง
- Day, R. , & Underwood, A. (1989). เคมีวิเคราะห์เชิงปริมาณ (ฉบับที่ห้า) PEARSON Prentice Hall.
- วิกิพีเดีย (2019) การเผา สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- เอลส์ (2019) การเผา ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
- Hubbe Martin (เอสเอฟ) Mini-Encyclopedia of Papermaking Wet-End Chemistry. กู้คืนจาก: projects.ncsu.edu
- Indrayana, IPT, Siregar, N. , Suharyadi, E. , Kato, T. & Iwata, S. (2016). การพึ่งพาอาศัยอุณหภูมิในการเผาของจุลภาค, สเปกตรัมการสั่นและคุณสมบัติแม่เหล็กของ nanocrystalline Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 Journal of Physics: Conference Series, Volume 776, Issue 1, article id. 012021
- FEECO International, Inc. (2019). การเผา ดึงมาจาก: feeco.com
- Gaber, MA Abdel-Rahim, AY Abdel-Latief, Mahmoud เอ็นอับเดล - ซาลาม. (2014) อิทธิพลของอุณหภูมิในการเผาที่มีต่อโครงสร้างและความพรุนของ Nanocrystalline SnO 2 ที่สังเคราะห์โดยวิธีการตกตะกอนแบบธรรมดา International Journal of Electrochemical Science.