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.

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