Wydział Metali Nieżelaznych                     

Kierunek: Metalurgia

Rok: IV

Kalcynacja wodorotlenku glinowego Al(OH)3

                                          ŁOŚKO MONIKA

                                          KLIMEK PIOTR

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie z etapami kalcynacji (dehydratacji) wodorotlenku glinowego Al(OH)3, w celu otrzymania bezwodnego Al2O3 do procesu elektrolizy. Ćwiczenie jest kontynuacją otrzymywania tlenku glinowego metodą Grzymka.

Wykonanie ćwiczenia:

W ćwiczeniu wykorzystujemy otrzymany z metody Grzymka wodorotlenek Al(OH)3. Wodoro-tlenek powinien być wysuszony w temperaturze 105 [OC]. Odważone około 1 [g] wodorotlenku umieścić na szalce wagi torsyjnej. Opuścić wagę wraz z próbką do przestrzeni grzewczej pieca. Rozpocząć grzanie pieca i równoczesną rejestracje przez komputer zmian masy próbki
i temperatury w czasie (temperatura próbki zmienia się z szybkością grzania pieca [OC/min]).

Al(OH)3 = Al2O3 × 3H2O ® Al2O3 × 1H2O ® g-Al2O3 ® a-Al2O3

                             225 OC                    520 OC           900 OC

Opracowanie wyników:

Wyznaczenie temperatury przemian:

Na wykresie ∆m=f(t) są widoczne 3 różne temperatury przemian.

Z przecięcia stycznych wyznaczyłem temperatury przemian.

·         75÷135°C

Średnia : Tprzemiany= (T1+T2)/2=137,5°C

·         240÷365°C

Średnia : Tprzemiany= (T1+T2)/2=302,5°C

·         575÷610°C

Średnia : Tprzemiany= (T1+T2)/2=592,5°C

Obliczam ilość usuniętej wody

Ilość usuniętej wody w każdym z zakresów temperatur obliczyliśmy w następujący sposób

Zmiana masy dla poszczególnych zakresów temperatur:

m –masa próbki [g]

Obliczenie szybkości dehydrytacji wodorotlenku:

Szybkość dehydrytacji obliczyliśmy z zależności

Wyznaczenie temperatury inwersji dla

Temperatura inwersji to temperatura w której prężność gazów wydzielających się w czasie reakcji osiąga wartość ciśnienia zewnętrznego atmosferycznego.

W temperaturze inwersji

Dla reakcji

  można obliczyć według zależności

gdzie: ni – współczynniki stechiometryczne produktów

           nj - współczynniki stechiometryczne substratów

Temperaturę inwersji odczytuję z wykresu ∆G od temperatury i wynosi ona 150°C.

Wnioski:

W procesie kalcynacji następuje uwalnianie cząsteczek wody. Proces ten przebiega w poszczególnych etapach w określonych zakresach temperatur:

75÷135°C

240÷365°C

575÷610°C

Widać wyraźnie, że szybkość dehydrytacji zależy od temperatury. Analizując wykres ∆m=f(t), T=f(t) można przypuszczać, że w zakresie temperatur 75÷135°C następuje odparowanie wody zaabsorbowanej z otoczenia, w następnym 240÷365°C, który jest najszybszy i w którym ilość usuniętej wody jest największa zachodzi reakcja , natomiast w ostatnim 575÷610°C następuje odparowywanie pozostałej ilości wody.