. Cường độ của gạch chịu lửa
Tính toan lượng AlỵOy, lượng Al(OH)i cắn phải bồ xung vào 100g caolanh
2.22.2. Khao sát phản ừng bằng phương pháp phan tích nhiệt dối với mẫu A l(0H )
Theo tác siả [2.3]. Bằnc phương pháp rơn chen người ta xác nhạn rằng AI(OH); không có kiến trúc tinh thể. Đê láu nó mấi nước dán và khi sấy khò rói ung đến mất hoàn toàn H :0 nó biến thành A kO ? Người ta cho rằng ngoài sự mất nước kết tinh, kết tùa đó còn mất nước do dự nsimg tụ nhữne phán tử
Al(OH), OH OH OH OH OH OH
Sự ngưn£ tụ giữa các nhóm OH tiếp tục làm mất nước cho đến khi chi còn oxít. Như vậy kết tủa nháy của nhóm hiđroxit là hiđrát cùa oxit có thành phán biến đổi từ A1,03 . n H ,0 (n > 3) qua A1-.0-, . 3 H ,0 (tức là AI (OH)?); qua Al:0 , . H ,0 (tức là AIOOH) đến AUO?.
Dựa vào gian đổ phán tích nhiệt (hìiih 6.2 ) của mảu AlíOH), chúng ta càne tháy rõ điều trên.c. *
Thật vậy từ đưcmg cong DTA. TG của mẫu Al(OH), ta có thể xác định các cóng thức hoá học tại các hiệu ứng chính.
Tiến hành phán tích nhiệt với 610mg mảu Al(OH)? theo đường TG lượiig H:0 tron2 610 mg Al(OH)? là :
Khối lượng A1X), trong 610 mg mẫu Al(OH), là: 6 1 0 - 3 5 0 = 260 (mg)
2 6 0
nAl-.O, = —— = 2.55 (mmol)
2 3 102
Vậy cỏnc thức Al(OH); (ỏ dạng hiđrátoxit )là
AI AI AI AI AI HO / \ — — - / V - .... - V \ HO H o HO H o OH HÒ / ' x o / V o / \ .ỜH 14.500 m H20 = • - 2 0 = 3 5 0 ( w g ) 350
2,55 A120 , . 19.44 H:0
hay CÔI1S thức của hydrat oxit là : AKO, . 7,6H;0
Dựa vào giản đổ DTA. TG của Al(OH), tại 160°c thì lượng H;0 đã mất
đi là:
8.5.500
m H20 = V o = 2 1 2 , 5 (mg)
212 5
n H 2 0 = — — = ] 1 ,8 ( m m o l )
Vậy lirợne H ;0 còn lại là :
n H 2 0 = 19.44 - 11.8 = 7,64 (mmol)
c ỏ n s thức hoá học cùa sản phẩm là : 2,55 AUO? . 7.64 H:0 Hay - A120 3 . 3H:0
Dựa vào đường TG lượng H:0 mất đi ỏ' 295 - 350°c là :
m H20 = 12. ^— = 300(/»ỹ)
300
n H 2 0 = — = \ ố J { m m o l )
Vậy lươnc H->0 còn lại là
nii20 = 19,44 - 16,7 = 2,74 (mmol)
Cóng thức hoá học của sản phẩm ở quá trình nàv là: 2.55 A120 ? . 2,74 H:0 hay ~ A1:0 3 . H:0
Dựa vào đường TG ỏ' trên 440°c lượng nước mất đi coi như hoàn toàn vì đường TG gần như nằm ngang.
Vậy ta có thể kết luận như sau:
Từ đường cong DTA. TG của AKOH)? chúng tỏi thấy giản đồ xuất hiện 3 hiệu ứng chính sau:
- Hiệu ứng thu nhiệt ở 160°c . Đây là hiệu ứng thu nhiệt với quá trình mất nước của hiđrat oxit. Quá trình này được biểu diễn bàng phương trình sau:
160°c „ 1
- Hiệu ứng thu nhiệt ỏ' 295°c đây là hiệu ứng thu nhiệt với quá trình mất nước của A1:0 , . 3H20 . Quá trinh này được biểu diẻn bằng phương trình.
A I O ,. 3H:0 — - 35Ơ'S A120 ? . H:0 + 2H;ơ 7
- Hiệu ứng thu nhiệĩ ỏ' 440°c đây là hiệu ứng thu nhiệt với quá trình mất nước của A1-, o , . H20 tạo thàh y A1:0 ? . Qúa trình này được biểu diễn bằng phương trình.
ị 6 440 c
A120 3 . H20 - — ► yAl20 ? + H:0
- Hiệu ứng toả nhiệt ỏ' 1100°c . Đây là hiệu ứng toà nhiệt với quá trình biến đổi từ 7 A1,0? thành a. A120 ?. Quá trình nàv được biểu diên bằng phưong
1 1 0 0 ừc
trình: y A120 3 ► oc A I A
Thảo luận. Như vậy kết quả phán tích nhiệt của mẫu Al(OH)~ phù hợp với kết luận của tác giả [2.3]. Do đó mẫu Al(OH)? mà chúng tôi điều chế được là tốt.
2 .2 2 .3 . K hảo sát p h ả n ứng bằng p h ư o n g p h á p p h á n tích n h iệt đối vói m au M? (Cao lanh + A l(O H )ị)
Dựa vào dạng đường cong giản đồ DTA của mẫu Mto.kh.75.Moở (hình 6.3) cho thấy: Đườns cong DTA của 6.3 gần như là tổ hợp của hai đường DTA ỏ 6.1 và DTA ở 6.2.
Thật vậy các hiệu ứng chính của DTA ở hình 6.3 là :
- Hiệu ứns thu nhiệt ở 160°c ứng với quá trình mất nước của hiđratoxit
' 160c _
A Ị A - 7.6H:0 --- — ----ị A Ị A • 3H20 + 4 ,6 H :0 /
- Hiệu ứng thu nhiệt ở 295°c ứng với quá trình mất nước của Al-,Oq. 3H20 .
295 c ^
A1:0 ? . 3H:0 --- > A120 3 . H:0 + 2H20
Hiệu ứng thu nhiệt tạo y A120 ? ở 440°c khốns được rõ ràng, nối tiếp theo là hiệu ứns thu nhiệt 0' 670°c ứng với quá trình mất nước cấu tạo của cao lanh.
A120 , . 2 S i0 2 .2H20 __ 670L .ị A120 3 . 2S i02 + 2H20
Caolanh metacaolanh
Hiệu ứns tiếp theo là hiệu ứng toả nhiệt ở 990°c với quá trình tạo mầm mulit SO' cáp.
990° c
3(AUO? . 2SiO: ) ________ ► 3 A 1 ,0 ,. 2Sì0 2 + 4SiO:
metacaolanh mulit SO' cấp vỏ định hình
Hiệu ứns toả nhiệt ỏ' 1 100°c ứng với quá trình tạo a A kO ? và mulit thứ cấp y A l , 0 ? n 0 0 ° c ^ « A ỊO ,
3AI20 3.2 S i0 2 + 4SiO; — 3Al20 ?.2Si02 + 4S i02
mulit sơ cấp vô định hình mulit thứ cấp critstobalit
Như vậy khónc phải tất cả AUO? bổ sung phan ứng liên tục tạo mulit mà một phán tạo ra a A l :0 ?.
2 .2 2 .4 . K h ả o sát p h ả n ứng bằng phương pháp p h á n tích n h iệt đ ối vói
m ẫ u M ị
Đường conc DTA của M, ở hình 6.4 không phải là tổ hợp của hai đường cong DTA cua 6.1 và 6.2.
Thật vậy các hiệu ứns chính của DTA ờ 6.4 ỉà :
- Hiệu ứng thu nhiệt ở 110°c. Hiệu ứng này ứng với quá trình mất nước hấp phụ.
- Hiệu ứng thu nhiệt mạnh ở 300°c ứng với quá trình mất nước hiđrat oxit. A120 3. 3H 20 3 0 ( -)IJC ► A Ị A . H , 0 + 2H20
- Hiệu ứng thu nhiệt ỏ 570°c ứng với quá trình mất nước cấu tạo của cao lanh. A1:0 ? . 2SiQ2 -2H;Q _i l Q X _ị A120 ? . 2S i02 + 2H20 7
- Hiệu ứng toả nhiệt ỏ' 980°c ứng với quá trình tạo mulit.
3(AUO? . 2 S ì0 2) ,.A8ơCL_ ị 3A1:0 ? - 2Si02 + 4 S i0 2
Đúng lúc này yAI20 , phản ứnc với SiO, vồ định hình tạo mulit theo phươns trình:
t°
3ỵA 1 A + 2 S Í0 ,--- * 3Al;0 ?.2Si0:
Trên ciản đồ DTA khổna có hiệu ứng toả nhiệt ở 1100°c tạo w c • c • a Al-,0,.z Như vậy toàn bộ AUO? đã phản ứng liên tục tạo mulit