所述煅烧是其中固体样品进行在高温下处理的存在或不存在氧。在分析化学中,它是重量分析的最后步骤之一。因此样品可以是任何性质的,无机的或有机的。但特别是有关矿物,粘土或胶状氧化物的。
当在气流下进行煅烧时,据说发生在氧化气氛中。例如在空旷的地方或不能施加真空的炉子中简单地加热带有燃烧产物的固体。
露天下的基本或炼金煅烧。资料来源:
如果用氮气或稀有气体代替氧气,则可以说在惰性气氛下进行了煅烧。与加热的固体相互作用的气氛之间的差异取决于其对氧化的敏感性。也就是说,与氧气反应转化为另一种氧化程度更高的化合物。
煅烧寻求的不是熔融固体,而是对其进行化学或物理改性以满足其应用所需的质量。最著名的例子是煅烧石灰石CaCO 3,将其转化为混凝土所需的石灰CaO。
处理
石灰石的热处理与术语煅烧之间的关系是如此紧密,以至于实际上并不罕见地认为此过程仅适用于钙化合物。但是,事实并非如此。
只要不熔化,所有无机或有机固体都可以煅烧。因此,加热过程必须在样品的熔点以下进行。除非是一种混合物,其中一种组分熔化,而其他组分保持固态。
煅烧过程取决于样品,规模,目标和热处理后固体的质量。在全球范围内可以将其分为两种:分析型和工业型。
分析型
当煅烧过程是分析性过程时,通常是重量分析的最后必不可少的步骤之一。
例如,在一系列化学反应之后,获得了沉淀物,该沉淀物在形成过程中看起来不像是纯固体。显然假设该化合物是事先已知的。
无论采用哪种纯化技术,沉淀物仍然有必须除去的水。如果这些水分子在表面上,则不需要高温来去除它们;但是,如果将它们“困在”晶体内部,则烤箱温度可能必须超过700-1000ºC。
这样可确保沉淀物干燥并除去水蒸气。因此,其组成变得确定。
同样,如果沉淀物经历热分解,则必须将其煅烧的温度必须足够高以确保反应完成。否则,您将拥有不确定的组成部分。
以下等式总结了前两点:
A nH 2 O => A + nH 2 O(蒸气)
A + Q(热量)=> B
未定义的固体应为混合物A / A·nH 2 O和A / B,理想情况下,它们应分别为纯A和B。
产业
在工业煅烧过程中,煅烧质量与重量分析一样重要。但是区别在于组装,方法和生产数量。
在分析中,人们试图研究反应的进行或煅烧的性质。而在工业领域,生产多少,持续多长时间更为重要。
工业煅烧过程的最好代表是对石灰石的热处理,使其经历以下反应:
CaCO 3 => CaO + CO 2
氧化钙CaO是制造水泥所需的石灰。如果第一个反应得到以下两个方面的补充:
CaO + H 2 O => Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO 2 => CaCO 3
可以从相同化合物的稳定物质中制备和定尺寸得到的CaCO 3晶体。因此,不仅产生了CaO,而且还获得了过滤器和其他精细化学工艺所需的CaCO 3微晶。
所有的金属碳酸盐都以相同的方式分解,但温度不同。也就是说,它们的工业煅烧过程可能大不相同。
煅烧类型
除非我们以过程和固体随温度升高而发生的变化为基础,否则它本身无法对煅烧进行分类。从最后一个角度来看,可以说煅烧有两种类型:一种是化学煅烧,另一种是物理煅烧。
化学
化学煅烧是样品,固体或沉淀物进行热分解的一种方法。对于CaCO 3的情况对此进行了解释。施加高温后,该化合物是不同的。
物理
物理煅烧是一旦样品释放出水蒸气或其他气体,其性质最终不会改变的一种方法。
一个例子是沉淀物不进行反应的全部脱水。同样,晶体的大小可以根据温度而变化;在较高的温度下,晶体往往会变大,结果结构会“膨化”或破裂。
煅烧的最后一个方面:晶体尺寸的控制尚未详细介绍,但值得一提。
应用领域
最后,将列出一系列常规和特定的煅烧应用:
-金属碳酸盐在其各自的氧化物中的分解。草酸盐也是如此。
-矿物,凝胶状氧化物或任何其他样品的脱水,用于重量分析。
-使固体发生相变,该相变在室温下可能是亚稳态的;也就是说,即使您的新晶体已冷却,也需要花费一些时间才能恢复到煅烧之前的状态。
-活化氧化铝或碳以增加其孔的尺寸并表现出与吸收性固体一样好的性能。
-改变矿物纳米颗粒的结构,振动或磁性,例如Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4;也就是说,它们会进行物理煅烧,热量会影响晶体的大小或形状。
-在较简单的固体(例如SnO 2纳米颗粒)中可以观察到相同的先前效果,当它们被高温凝聚时会增大尺寸;或在无机颜料或有机着色剂中,温度和颗粒会影响其颜色。
-并对原油和任何其他挥发性化合物中的焦炭样品进行脱硫。
参考文献
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