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.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
% | P.M. | Mol | Alúmina | Moles ajustados para Al2O3=1 | PM x Mol ajustados para Al2O3=1 | |
SiO2 | 59,2 | 60,1 | 0,985 | 0,265 | 3,72 | 223,6 |
Al2O3 | 27,0 | 101,9 | 0,265 | 0,265 | 1,00 | 101,9 |
TiO2 | 1,5 | 79,9 | 0,019 | 0,265 | 0,07 | 5,6 |
Fe2O3 | 0,5 | 159,7 | 0,003 | 0,265 | 0,01 | 1,6 |
CaO | 0,3 | 56,1 | 0,005 | 0,265 | 0,02 | 1,1 |
MgO | 1,1 | 40,3 | 0,027 | 0,265 | 0,10 | 4,0 |
Na2O | 1,0 | 62,0 | 0,016 | 0,265 | 0,06 | 3,7 |
K2O | 1,0 | 94,2 | 0,011 | 0,265 | 0,04 | 3,8 |
LOI | 8,4 | P.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
Un comentario en “Cálculos: Ejercicio 5”