Cálculos: Ejercicio 5

Hemos encontrado una arcilla de bola en Guadalajara de un proveedor local muy pequeño y nos han facilitado el análisis porcentual. Queremos calcular su fórmula molecular y su peso molecular para utilizarla en un vidriado.

El análisis porcentual que nos facilitan es el siguiente:

59.2% SiO2, 27.0% Al2O3,   1.5% TiO2,   0.5% Fe2O3,   0.3% CaO,   1.1% MgO,   2,0% KNaO

y  8,4% Pérdida de peso durante la cocción 

Vemos que la suma de los distintos porcentajes de esta lista suma 100º, y la pérdida de peso que se produce durante la cocción que es de 8,4%. En muchos documentos la pérdida por ignición se denomina L.O.I. (Loss On Ignition). De momento, vamos a ignorar el LOI, es decir, vamos a calcular la fórmula molecular y los pesos moleculares para los elementos calcinados. En una segunda fase tendremos en cuenta el LOI para obtener el peso molecular de nuestra Ball Clay.

La columna 4 se obtiene dividiendo los porcentajes entre los pesos moleculares de cada óxido obtenemos ya una fórmula molecular. Sin embargo, estamos calculando la fórmula molecular de una arcilla, y la convención (como ya hemos visto en un ejercicio anterior) es calcular la fórmula molecular con valor 1 para la alúmina.

Por tanto, en este caso no hay que hacer que RO+R2O=1. Es decir, para las arcillas no se utiliza la fórmula unitaria de Seger sino la fórmula de alúmina igual a uno.

1234567
%P.M.MolAlúminaMoles ajustados para Al2O3=1PM x Mol ajustados para Al2O3=1
SiO259,260,10,9850,2653,72223,6
Al2O327,0101,90,2650,2651,00101,9
TiO21,579,90,0190,2650,075,6
Fe2O30,5159,70,0030,2650,011,6
CaO0,356,10,0050,2650,021,1
MgO1,140,30,0270,2650,104,0
Na2O1,062,00,0160,2650,063,7
K2O1,094,20,0110,2650,043,8
LOI8,4P.M. de la Ball Clay calcinada (sin LOI)345,3

En la composición de la arcilla, el proveedor nos decía 2% de KNaO. Esto es muy habitual y consiste en dar la cantidad total de K2O+Na2O cuando ambos óxidos están en proporciones pequeñas. A la mezcla de ambos óxidos se la denomina KNaO. Para hacer los cálculos hemos supuesto que nuestra arcilla tiene 1% de K2O y 1% de Na2O que es una aproximación válida. A la hora de dar la fórmula molecular volvemos a juntar los valores de ambos óxidos y por eso aparecen 0,1 mol de KNaO.

Pero si vamos a usar esta Ball Clay como parte de un vidriado, necesitamos saber su peso molecular en crudo. Calculamos primero su peso molecular «calcinada» en la columna 7 de la tabla. Para ello multiplicamos los valores obtenidos (ajustando la alúmina a 1) por los pesos moleculares de cada óxido. La suma total de gramos es 345,3 y ese es el peso molecular de la ball clay calcinada, es decir, teniendo en cuenta el LOI, nuestros 345,3 gramos son: 

100%-8,4% de LOI = 91,6% del PM de la Ball Clay

Para calcular el PM de la ball clay cruda hacemos la siguiente regla de 3:

345,3 gramos —————-91,6% del PM

x ———————100%

Y así obtenemos que el PM de la Ball Clay es: 377

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