Ang pagkalkular ay isang proseso kung saan ang isang solidong sample ay sumailalim sa mataas na temperatura sa pagkakaroon o kawalan ng oxygen. Sa analytical chemistry ito ay isa sa mga huling hakbang ng pagsusuri ng gravimetric. Ang halimbawang maaaring samakatuwid ay may anumang kalikasan, hindi anino o organic; ngunit lalo na, ito ay tungkol sa mineral, clays, o gelatinous oxides.
Kapag isinasagawa ang pagkalkula sa ilalim ng mga alon ng hangin, sinasabing nangyayari ito sa isang oxygenated na kapaligiran; tulad ng pag-init ng isang solid na may sunog na produkto ng pagkasunog sa bukas na mga puwang, o sa mga hurno kung saan ang vacuum ay hindi mailalapat.
Rudimentary o alchemical calcination sa ilalim ng bukas na kalangitan. Pinagmulan: Pixabay.
Kung ang oxygen ay pinalitan ng nitrogen o isang marangal na gas, kung gayon ang pagkakalkula ay sinasabing magaganap sa ilalim ng isang hindi mabuting kapaligiran. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga atmospheres na nakikipag-ugnay sa pinainit na solid ay nakasalalay sa pagiging sensitibo nito sa oksihenasyon; iyon ay, upang umepekto sa oxygen upang magbago sa isa pang mas oxidized compound.
Ang hinahangad sa pagkakalkula ay hindi upang matunaw ang solid, ngunit upang baguhin ito sa chemically o pisikal upang matugunan ang mga katangian na kinakailangan para sa mga aplikasyon nito. Ang pinakamahusay na kilalang halimbawa ay ang pagkalkula ng apog, CaCO 3 , upang mai-convert ito sa apog, CaO, kinakailangan para sa kongkreto.
Proseso
Ang ugnayan sa pagitan ng paggamot ng init ng apog at ang terminong pagkalkula ay napakalapit na sa katunayan hindi pangkaraniwan na isipin na ang prosesong ito ay nalalapat lamang sa mga compound ng calcium; Gayunpaman, hindi ito totoo.
Ang lahat ng mga solido, hindi organikong o organic, ay maaaring mag-calcine hangga't hindi ito natutunaw. Samakatuwid, ang proseso ng pag-init ay dapat mangyari sa ibaba ng pagtunaw ng punto ng sample; Maliban kung ito ay isang halo kung saan ang isa sa mga sangkap nito ay natutunaw habang ang iba ay nananatiling solid.
Ang proseso ng pagkalkula ay nag-iiba depende sa sample, mga kaliskis, layunin at kalidad ng solid pagkatapos ng paggamot sa init. Ito ay maaaring mahati sa buong mundo sa dalawang uri: analitikal at pang-industriya.
Analytical
Kapag ang proseso ng pagkalkula ay analytical, sa pangkalahatan ito ay isa sa huling kailangang-kailangan na mga hakbang para sa pagsusuri ng gravimetric.
Halimbawa, pagkatapos ng isang serye ng mga reaksyon ng kemikal ay nakuha ang isang pag-uunlad, na sa panahon ng pagbuo nito ay hindi mukhang isang purong solid; malinaw na ipinagpalagay na ang compound ay kilala nang maaga.
Anuman ang mga diskarte sa paglilinis, ang pag-ulan ay mayroon pa ring tubig na dapat alisin. Kung ang gayong mga molekula ng tubig ay nasa ibabaw, ang mga mataas na temperatura ay hindi kinakailangan upang alisin ang mga ito; ngunit kung sila ay "nakulong" sa loob ng mga kristal, kung gayon ang temperatura ng oven ay maaaring lumagpas sa 700-1000ºC.
Tinitiyak nito na ang pag-ulan ay tuyo at ang mga singaw ng tubig ay tinanggal; dahil dito, ang komposisyon nito ay nagiging tiyak.
Gayundin, kung ang pag-ulan ay sumasailalim sa thermal agnas, ang temperatura kung saan dapat itong i-calcined ay dapat sapat na mataas upang matiyak na kumpleto ang reaksyon; kung hindi man, magkakaroon ka ng isang solidong hindi natukoy na komposisyon.
Ang mga sumusunod na equation ay nagbubuod sa dalawang naunang puntos:
A nH 2 O => A + nH 2 O (singaw)
A + Q (init) => B
Ang mga hindi natukoy na solido ay magiging mga mixtures A / A · nH 2 O at A / B, kapag sa isip ay dapat silang maging dalisay A at B, ayon sa pagkakabanggit.
Pang-industriya
Sa isang pang-industriyang proseso ng pagkalkula, ang kalidad ng pagkakalkula ay mahalaga lamang tulad ng sa pagsusuri ng gravimetric; ngunit ang pagkakaiba ay nasa pagpupulong, ang pamamaraan at ang dami na ginawa.
Sa analytical na hangarin ng isa na pag-aralan ang pagganap ng isang reaksyon, o ang mga pag-aari ng mga calcined; habang sa sektor ng industriya, mas mahalaga kung gaano kalaki ang ginawa at kung gaano katagal.
Ang pinakamahusay na representasyon ng isang pang-industriya na proseso ng pagkalkula ay ang paggamot ng init ng apog upang sumailalim sa sumusunod na reaksyon:
CaCO 3 => CaO + CO 2
Ang calcium calciumide, CaO, ay ang dayap na kinakailangan para sa paggawa ng semento. Kung ang unang reaksyon ay pupunan ng dalawang ito:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3
Ang nagresultang CaCO 3 crystals ay maaaring ihanda at sukat mula sa matatag na masa ng parehong tambalan. Sa gayon, hindi lamang ang CaO ay ginawa, ngunit ang CaCO 3 microcrystals ay nakuha , kinakailangan para sa mga filter at iba pang mga pinino na proseso ng kemikal.
Ang lahat ng mga carbonate ng metal ay mabulok sa parehong paraan, ngunit sa iba't ibang mga temperatura; iyon ay, ang kanilang mga pang-industriya na proseso ng pagkalkula ay maaaring magkakaiba.
Mga uri ng pagkalkula
Sa sarili nito ay walang paraan upang maiuri ang pagkalkula, maliban kung ibabatay natin ang ating sarili sa proseso at sa mga pagbabago na sumailalim sa solid na may pagtaas ng temperatura. Mula sa huling pananaw na ito, masasabi na mayroong dalawang uri ng pagkalkula: isang kemikal, at iba pang pisikal.
Chemistry
Ang pagkakalkula ng kemikal ay isa kung saan ang sample, solid o pag-iipon ay sumasailalim sa thermal decomposition. Ipinaliwanag ito para sa kaso ng CaCO 3 . Ang tambalan ay hindi pareho pagkatapos na mailapat ang mataas na temperatura.
Pisikal
Ang pisikal na pagkalkula ay isa kung saan ang likas na katangian ng sample ay hindi nagbabago sa dulo sa sandaling naglabas ito ng singaw ng tubig o iba pang mga gas.
Ang isang halimbawa ay ang kabuuang pag-aalis ng tubig ng isang pag-unlad na hindi sumasailalim ng isang reaksyon. Gayundin, ang laki ng mga kristal ay maaaring magbago depende sa temperatura; sa mas mataas na temperatura, ang mga kristal ay may posibilidad na maging mas malaki at ang istraktura ay maaaring "puff" o basag bilang isang resulta.
Ang huling aspeto ng pagkakalkula na ito: ang kontrol ng laki ng mga kristal, ay hindi na tinugunan nang detalyado, ngunit ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit.
Aplikasyon
Sa wakas, ang isang serye ng pangkalahatan at tiyak na mga aplikasyon ng pagkalkula ay nakalista:
-Pagkukumpuni ng mga metal na carbonate sa kani-kanilang mga oxides. Ang parehong napupunta para sa mga oxalates.
-Dehydration ng mineral, gelatinous oxides o anumang iba pang sample para sa pagsusuri ng gravimetric.
-Submit ng isang solid sa isang paglipat ng phase, na maaaring sukatan sa temperatura ng silid; iyon ay, kahit na ang iyong mga bagong kristal ay pinalamig, magugugol sila ng oras upang bumalik sa kung paano sila bago ang pagkalkula.
-Nagtatala ng alumina o carbon upang madagdagan ang laki ng mga pores nito at kumilos pati na rin ang sumisipsip na solido.
-Magbibigay-daan sa istruktura, pang-vibrational o magnetic na katangian ng nanoparticle ng mineral tulad ng Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ; iyon ay, sumailalim sila sa pisikal na pagkalkula, kung saan ang init ay nakakaimpluwensya sa laki o mga hugis ng mga kristal.
-Ang parehong nakaraang epekto ay maaaring sundin sa mga mas simpleng solido tulad ng SnO 2 nanoparticle , na tataas ang laki kapag pinipilit silang mapalaki ng mataas na temperatura; o sa mga inorganic na mga pigment o mga organikong kulay, kung saan ang temperatura at butil ay nakakaimpluwensya sa kanilang mga kulay.
-Ang desulfurizes mga coke sample mula sa langis ng krudo, pati na rin ang anumang iba pang pabagu-bago ng compound.
Mga Sanggunian
- Araw, R., & Underwood, A. (1989). Ang quantitative Analytical Chemistry (ikalimang ed.). PEARSON Prentice Hall.
- Wikipedia. (2019). Pagkalkula. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
- Elsevier. (2019). Pagkalkula. ScienceDirect. Nabawi mula sa: sciencedirect.com
- Hubbe Martin. (sf). Mini-Encyclopedia ng Papermaking Wet-End Chemistry. Nabawi mula sa: mga proyekto.ncsu.edu
- Indrayana, IPT, Siregar, N., Suharyadi, E., Kato, T. & Iwata, S. (2016). Ang pag-asa ng temperatura ng pagkalkula ng microstructural, vibrational spectra at magnetic na katangian ng nanocrystalline Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 . Journal of Physics: Conference Series, Dami ng 776, Isyu 1, artikulo id. 012021.
- FEECO International, Inc. (2019). Pagkalkula. Nabawi mula sa: feeco.com
- Gaber, MA Abdel-Rahim, AY Abdel-Latief, Mahmoud. N. Abdel-Salam. (2014). Impluwensya ng Pagkalkula ng Temperatura sa Istraktura at Porosity ng Nanocrystalline SnO 2 Synthesized sa pamamagitan ng isang Conventional Precipitation na pamamaraan. International Journal of Electrochemical Science.