השריפה היא תהליך שבו מדגם מוצק הוא לטמפרטורות גבוהות ב הנוכחות או היעדר החמצן. בכימיה אנליטית זהו אחד הצעדים האחרונים של ניתוח הכבידה. לפיכך המדגם יכול להיות בעל אופי, אורגני או אורגני; אך במיוחד מדובר במינרלים, חימרים או תחמוצות ג'לטיניות.
כאשר הסינון מתבצע תחת זרמי אוויר, נאמר שהוא מתרחש באטמוספרה מחומצן; למשל פשוט לחמם מוצק עם תוצר אש של בעירה בשטחים פתוחים, או בתנורים שלא ניתן ליישם ואקום.
סידן סיבובי או אלכימי תחת כיפת השמיים. מקור: Pixabay.
אם החמצן מוחלף על ידי חנקן או גז אצילי, אז אומרים שהסינון מתרחש תחת אטמוספרה אינרטית. ההבדל בין האטמוספרות המקיימות אינטראקציה עם המוצק המחומם תלוי ברגישותו לחמצון; כלומר להגיב עם חמצן כדי להפוך לתרכובת אחרת מחומצנת יותר.
מה שמבקש בהסתיידות הוא לא להמיס את המוצק, אלא לשנות אותו כימית או פיזית בכדי לעמוד בתכונות הנדרשות ליישומיו. הדוגמה הידועה ביותר היא הסתעפות אבן גיר, CaCO 3 , כדי להמיר אותו לסיד, CaO, הכרחי לבטון.
תהליך
הקשר בין טיפול בחום באבן גיר למונח סידן כה קרוב, שלמעשה לא נדיר להניח שתהליך זה חל רק על תרכובות סידן; עם זאת, זה לא נכון.
כל המוצקים, הלא אורגניים או האורגניים, יכולים ללבין כל עוד הם לא נמסים. לכן, תהליך החימום צריך להתרחש מתחת לנקודת ההיתוך של המדגם; אלא אם כן מדובר בתערובת שאחד ממרכיביה נמסים בעוד האחרים נשארים יציבים.
תהליך הסינון משתנה בהתאם לדגימה, הכף, המטרה ואיכות המוצק לאחר טיפול בחום שלו. ניתן לחלק את זה באופן גלובלי לשני סוגים: אנליטי ותעשייתי.
אנליטיים
כאשר תהליך הסינון הוא אנליטי, בדרך כלל זהו אחד הצעדים האחרונים הכרחיים לניתוח גרווימיטרי.
לדוגמא, לאחר סדרה של תגובות כימיות, התקבל משקע אשר במהלך היווצרותו אינו נראה כמו מוצק טהור; ברור בהנחה שהמתחם ידוע מראש.
ללא קשר לטכניקות הטיהור, המשקעים עדיין מכילים מים שיש להסירם. אם מולקולות מים כאלה נמצאות על פני השטח, לא יידרשו טמפרטורות גבוהות להסרתן; אבל אם הם "לכודים" בתוך הגבישים, ייתכן כי טמפרטורת התנור תצטרך לעלות על 700-1000 מעלות צלזיוס.
זה מבטיח כי המשקעים יבשים ומסירים אדי מים; כתוצאה מכך הרכבו הופך להיות מוגדר.
כמו כן, אם המשקעים עוברים פירוק תרמי, הטמפרטורה בה יש לסרס אותה צריכה להיות גבוהה מספיק כדי להבטיח כי התגובה תהיה מלאה; אחרת, יהיה לך יציב של יצירה בלתי מוגדרת.
המשוואות שלהלן מסכמות את שתי הנקודות הקודמות:
A nH 2 O => A + nH 2 O (אדי)
A + Q (חום) => B
המוצקים הבלתי מוגדרים יהיו תערובות A / A · nH 2 O ו- A / B, כאשר באופן אידיאלי הם צריכים להיות טהורים A ו- B, בהתאמה.
תַעֲשִׂיָתִי
בתהליך הסתיידות תעשייתי, איכות הסינון חשובה לא פחות מניתוח גרווימיטרי; אך ההבדל הוא בהרכבה, בשיטה ובכמויות המיוצרים.
במחקר האנליטי מבקשים לחקור את הביצועים של תגובה, או את תכונותיו של המסולנים; בעוד שבמגזר התעשייתי, חשוב יותר כמה מיוצר ובכמה זמן.
הייצוג הטוב ביותר של תהליך הסתיידות תעשייתי הוא טיפול בחום באבן גיר כך שהוא עובר את התגובה הבאה:
CaCO 3 => CaO + CO 2
סידן תחמוצת, CaO, הוא הסיד הדרוש לייצור מלט. אם התגובה הראשונה משלימה על ידי שני אלה:
CaO + H 2 O => Ca (OH) 2
Ca (OH) 2 + CO 2 => CaCO 3
ניתן להכין ולגדול את גבישי ה- CaCO 3 המתאימים להמונים חזקים של אותה תרכובת. כך, לא רק שמייצרים CaO, אלא מתקבלים גם מיקרו-גבישי CaCO 3 , הנחוצים למסננים ותהליכים כימיים מזוקקים אחרים.
כל הפחמתי המתכתי מתפרק באותה צורה, אך בטמפרטורות שונות; כלומר, תהליכי הסינון התעשייתי שלהם יכולים להיות שונים מאוד.
סוגי הסתיידות
כשלעצמו אין דרך לסווג את הסינון, אלא אם כן אנו מתבססים על התהליך ועל השינויים שעובר המוצק עם עליית הטמפרטורה. מנקודת מבט אחרונה זו ניתן לומר כי ישנם שני סוגים של הסתיידות: האחד כימי, והשני גופני.
כִּימִיָה
סידן כימי הוא אחד שבו המדגם, המוצק או המשקעים עובר פירוק תרמי. זה הוסבר במקרה של CaCO 3 . המתחם אינו זהה לאחר הטמפרטורה הגבוהה.
גוּפָנִי
סידן פיזי הוא כזה שבו אופי הדגימה לא משתנה בסופו של דבר לאחר ששחרר אדי מים או גזים אחרים.
דוגמא לכך היא התייבשות מוחלטת של משקעים מבלי לעבור תגובה. כמו כן, גודל הגבישים יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה; בטמפרטורות גבוהות יותר, הגבישים נוטים להיות גדולים יותר והמבנה יכול "לנשוף" או להיסדק כתוצאה מכך.
היבט אחרון זה של הסתיידות: בקרת גודל הגבישים לא טופלה בפירוט, אך ראוי להזכיר זאת.
יישומים
לבסוף תופיע שורה של יישומי הסתיידות כללית וספציפית:
- פירוק קרבונט מתכתי בתחמוצות שלהם. כך גם באוקסלטים.
- התייבשות של מינרלים, תחמוצות ג'לטיניות או כל מדגם אחר לניתוח גרווימטרי.
-מעביר מוצק למעבר שלב, שיכול להיות גרוע בטמפרטורת החדר; כלומר, גם אם הקריסטלים החדשים שלך היו מקוררים, הם היו לוקחים זמן לחזור למצב שהם היו לפני הטרגה.
מפעיל אלומינה או פחמן כדי להגדיל את גודל הנקבוביות שלה ולהתנהג כמו גם מוצקים סופגים.
משנה את המאפיינים המבניים, הרטטיים או המגנטיים של חלקיקים מינרליים כגון Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 ; כלומר הם עוברים סיבולת פיזית, שם החום משפיע על גודל הגבישים או על צורותיהם.
- ניתן לראות את אותה השפעה קודמת במוצקים פשוטים יותר כמו חלקיקים של SnO 2, הגוברים בגודלם כאשר הם נאלצים להתאסף בטמפרטורות גבוהות; או בפיגמנטים אורגניים או בצבעים אורגניים, שבהם הטמפרטורה והגרגרים משפיעים על צבעיהם.
-מגביר את דגימות הקולה משמן גולמי, כמו גם כל תרכובת נדיפה אחרת.
הפניות
- Day, R., & Underwood, A. (1989). כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). פרסון הול פרנסיס.
- ויקיפדיה. (2019). סידן. התאושש מ: en.wikipedia.org
- אלזביאר. (2019). סידן. ScienceDirect. התאושש מ: sciencedirect.com
- הובה מרטין. (sf). מיני אנציקלופדיה של כימיה רטובה של נייר. התאושש מ: projects.ncsu.edu
- Indrayana, IPT, Siregar, N., Suharyadi, E., Kato, T. & Iwata, S. (2016). תלות בטמפרטורת הסינון של ספקטרומים מיקרו-מבניים, רטט ותכונות מגנטיות של Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 4 . כתב העת לפיזיקה: סדרת הכנסים, כרך 776, גיליון 1, מספר המאמר. 012021.
- FEECO אינטרנשיונל בע"מ (2019). סידן. התאושש מ: feeco.com
- גבר, מ.א. עבדל-רחים, א.י. עבדאל-לביאף, מחמוד נ. עבדל-סלאם. (2014). השפעת טמפרטורת הסינון על המבנה והנקבוביות של SnO 2 Nanocrystalline המסונתז על ידי שיטת רזיה קונבנציונלית. כתב העת הבינלאומי למדע האלקטרוכימי.