Conversión de receta a fórmula unitaria

Cogemos, como ejemplo, la receta de un vidriado brillante de 1300ºC:

• 40% Nefelina Sienita
• 30% Cuarzo
• 20% carbonato cálcico
• 10% caolín
• +1% Carbonato de cobalto

Para convertir esta receta en fórmula unitaria, preparamos una tabla en la que ponemos las fórmulas, peso molecular y peso en gramos su poniendo que vamos a preparar 100 gramos de esmalte (es decir, hacemos que el porcentaje sean los gramos) de las distintas materias primas que intervienen en la receta. No hace falta poner el carbonato de cobalto por ser un colorante e intervenir en la receta con tan solo un 1%.

El peso molecular de cada materia prima  podemos calcularlo o buscarlo en una tabla de materias primas.

columna 1	columna 2	columna 3
Materia prima	P.M.	Peso (gr)
Nefelina Sienita K2O·3Na2O·4Al2O3·8SiO2	1.168,4	40 gr
Cuarzo SiO2	60,08	30 gr
Carbonato cálcico CaCO3	100,08	20 gr
Caolín Al2O3·2SiO2·2H2O	258,12	10 gr

A continuación podemos añadir una cuarta columna en la que calcularemos cuantos mol de cada materia prima intervienen en la mezcla. Para hacer este cálculo es necesario recordar que 1 mol de “materia prima” pesa en gramos la magnitud de su peso molecular. Por ejemplo, 1 mol de nefelina sienita pesa 1168,4 gramos. Con una simple regla de tres podemos calcular los moles que equivalen a 40 gramos.

1 mol de Nefelina pesa       ——- 1168,4 gramos

x moles de Nefelina pesan  ——-       40 gramos

Dividiendo los gramos entre el peso molecular obtenemos los «mol». En este caso, 40/1168,4 = 0,034 mol.

Hacemos lo mismo con todas las materias primas de nuestra receta

columna 1	columna 2	columna 3	columna 4
Materia prima	P.M.	Peso (gr)	Mol
Nefelina Sienita K2O·3Na2O·4Al2O3·8SiO2	1.168,4	40 gr	0,034
Cuarzo SiO2	60,08	30 gr	0,5
Carbonato cálcico CaCO3	100,08	20 gr	0,2
Caolín Al2O3·2SiO2·2H2O	258,12	10 gr	0,04

Ponemos a continuación una columna por cada óxido que vayamos a obtener de las distintas materias primas. En nuestro caso, la nefelina sienita va a transformarse en distintas cantidades de K2O, Na2O, Al2O3 y SiO2. El cuarzo se transformará en SiO2, el carbonato cálcico en CaO y el caolín en Al2O3 y SiO2

columna 1	columna 2	columna 3	columna 4	columna 5	columna 6	columna 7	columna 8	columna 9
Materia prima	P.M.	Peso (gr)	Mol	Na2O	K2O	CaO	Al2O3	SiO2
Nefelina Sienita K2O·3Na2O·4Al2O3·8SiO2	1.168,4	40 gr	0,034
Cuarzo SiO2	60,08	30 gr	0,5
Carbonato cálcico CaCO3	100,08	20 gr	0,2
Caolín Al2O3·2SiO2·2H2O	258,12	10 gr	0,04

Ahora convertimos a óxidos los moles de cada materia prima. Esto vuelve a ser otra regla de tres:

1 mol de Nefelina produce   ——- 8 moles de SiO2

0,034 moles de Nefelina producen ——- x moles de SiO2

Es decir, la nefelina sienita genera x = 0,034 x 8 = 0,272 moles de SiO2

Se trata de multiplicar los moles de cada materia prima por los coeficientes de cada óxido en las fórmulas:

0,034 moles de Nefelina	K2O: 0,034 x 1= 0,034 moles de K2O Na2O: 0,034 x 3 = 0,102 moles de Na2O Al2O3: 0,034 x 4 = 0,136 moles de Al2O3 SiO2: 0,034 x 8 = 0,272 moles de SiO2
0,5 moles de cuarzo	SiO2: 0,5 x 1 = 0,5 moles de SiO2
0,2 moles de carbonato cálcico	CaO: 0,2 x 1 = 0,2 moles de CaO
0,04 moles de caolín	Al2O3: 0,04 x 1 = 0,04 moles de Al2O3 SiO2: 0,04 x 2 = 0,08 moles de SiO2

Anotamos estos resultados en cada columna y añadimos una fila al final donde realizamos la suma de cada columna

columna 1	columna 2	columna 3	columna 4	columna 5	columna 6	columna 7	columna 8	columna 9
Materia prima	P.M.	Peso (gr)	Mol	Na2O	K2O	CaO	Al2O3	SiO2
Nefelina Sienita K2O·3Na2O·4Al2O3·8SiO2	1.168,4	40 gr	0,034	0,102	0,034		0,136	0,272
Cuarzo SiO2	60,08	30 gr	0,5					0,500
Carbonato cálcico CaCO3	100,08	20 gr	0,2			0,2
Caolín Al2O3·2SiO2·2H2O	258,12	10 gr	0,04				0,040	0,080
Suma				0,102	0,034	0,2	0,176	0,852

Y ya podemos hacer nuestra fórmula de óxidos:

0,034   K2O 0,102   Na2O 0,200   CaO

0,176     Al2O3

0,852   SiO2

Ya estaría, pero el único problema, es que los mol de la columna izquierda deben sumar 1, y ahora suman 0,034 + 0,102 + 0,2 = 0,336

La forma de resolver esto es dividir todos los mol de todos los óxidos entre 0,336 que es la suma actual de la columna de la izquierda. Para no alterar las proporciones, todas las cifras de mol deben dividirse por la misma cantidad, que en este caso es 0,336.

De esta forma obtenemos nuestra fórmula unitaria final:

0,1       K2O 0,3       Na2O 0,6       CaO

0,52     Al2O3

2,5   SiO2