Wydział Geoinżynierii Legnica, 08.05.2011

Górnictwa i Geologii

Politechniki Wrocławskiej

Chemia

Sprawozdanie z ćwiczenia „Oznaczenie wilgoci i popiołu”

Grupa: poniedziałek 9⁴⁵-11¹⁵

Rok: pierwszy

1. WPROWADZENIE

Paliwo stałe - palne ciało stałe pochodzenia naturalnego lub otrzymane sztucznie, wykorzystywane jako źródło energii cieplnej. Używane do celów przemysłowych, technicznych, gospodarczych itp.

Paliwa stałe w Polsce podzielono na 6 grup:

- drewno - grupa 0

- torf - grupa 1

- węgiel brunatny - grupa 2

- węgiel kamienny - grupa 3

- węgiel antracytowy - grupa 4

- grafit - grupa 5

Wilgoć - popularne określenie na wodę zawartą w powietrzu w formie aerozolu lub pary, obecną w porach substancji porowatych lub na powierzchni ciał stałych w formie drobnych kropelek lub jednolitego, cienkiego filmu[2].

Popiół - stała pozostałość po spaleniu substancji organicznej, np. paliw stałych lub płynnych, czy masy organizmów żywych. Popiół jest produktem wtórnym, otrzymywanym przez działanie wysokiej temperatury na substancje mineralne zawarte w materiale. Zawiera większość pierwiastków, które się w nim znajdowały, choć wchodzą one po spopieleniu w skład innych związków chemicznych. Część reakcji zachodzących podczas spalania może prowadzić do powstania substancji lotnych, te nie wchodzą, więc w skład popiołu[2].

Wilgoć paliw stałych - naturalne paliwa stałe charakteryzują się rozwiniętym układem porowatym i koloidalnym, przez co mogą sorbować mniejsze lub większe ilości wody[1].

2. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA

   1. Metodyka

Przed przystąpieniem do bezpośredniego wykonania ćwiczenia umyłem wodą destylowaną i dokładnie osuszyłem potrzebne naczynia laboratoryjne. W ćwiczeniach wykorzystałem węgiel kamienny, który znajdował się w słoiczku i porcelanowe naczynko wagowe (tygielek).

Za pomocą plastikowej łyżeczki węgiel przeniesiono ze słoiczka do naczynka. Suszenie przeprowadzono w suszarce elektrycznej, a spalanie w elektrycznym piecu muflowym. Do wyciągnięcia naczynia z pieca użyto metalowych szczypiec. Do ważenia użyto wagi analitycznej. Zarówno po suszeniu jak i spalaniu naczynie umieszczono w eksykatorze.

2. Obserwacje

W ćwiczeniu pierwszym po usunięciu wilgoci zmieniła się masa węgla. Z 0,3000 g zmniejszyła się do g. Wartość wilgoci analitycznej wynosiła %. Wilgoć analityczna Wa, wilgoć zawarta w próbce węgla kamiennego przeznaczonego do analizy. Dla węgla kamiennego na ogół Wa = Wh. Jeżeli przyjmę ogólną zasadę to: Wa = % = Wh.

3. Interpretacja

Najpierw zwarzono pusty tygielek, jego waga wynosiła g. Następnie wsypano do niego około ¾ łyżeczki węgla kamiennego, zawartość w naczynku rozprowadzono równomiernie po dnie. Po wykonaniu tej czynności ponownie zważyłem tygielek z węglem, waga wskazała g . Tak przygotowaną próbkę umieściłem w suszarce elektrycznej ogrzanej do temperatury 110oC. Węgiel przebywał w suszarce 20 min. Po upływie tego czasu naczynko przykryłem pokrywką, wyjąłem z suszarki i umieściłem w eksykatorze. Chlorki wapnia znajdujące się w eksykatorze wchłaniały w dalszym ciągu wilgoć. Próbka znajdowała się w eksykatorze przez około 5 minut. Gdy węgiel osiągnął temperaturę pokojową naczynko ponownie zważyłem, wcześniej otwierając na chwilę pokrywkę. Waga po suszeniu, czyli usunięciu wilgoci wynosiła g.

– masa samego węgla przed suszeniem

– masa samego węgla po suszeniu

Obliczenia wilgoci analitycznej:

W^a = (m₁ – m₂ / m₁ – m₃) x 100%

m₁ - masa naczynka z odważką paliwa przed suszeniem, g

m₂ - masa naczynka z odważką paliwa po suszeniu, g

m₃ - masa naczynka, g

m₁ - g

m₂ - g

m₃ - g

W^a =

Tygielek z ćwiczenia pierwszego umieściłem za pomocą metalowych szczypiec w piecu muflowym ogrzanym do temperatury 800oC.

Węgiel przebywał w piecu przez 20 min. Po upływie tego czasu tygielek wyjąłem z pieca za pomocą metalowych szczypiec i umieściłem w eksykatorze. Próbka znajdowała się w eksykatorze przez około 10 minut. Gdy węgiel osiągnął temperaturę pokojową naczynko ponownie zważyłem. Waga po prażeniu wynosiła g.

– masa samego węgla przed prażeniem

Obliczanie popiołu

A^a = (m₃ – m₁ / m₂ – m₁) x 100%

m₁ - masa naczynka, g

m₂ - masa naczynka z odważką węgla, g

m₃ - masa naczynka z pozostałością po prażeniu, g

m₁ - g

m₂ - g

m₃ - g

A^a =

4. Wnioski

Numer próbki	W [%]	A [%]	Masa węgla [g]
1
2
3
4
5

3. LITERATURA CYTOWANA

[1] J. Więckowskiej, J. Surygały – praca zbiorowa, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii dla studentów Wydziału Górniczego, Wrocław 1993.

[2] www.wikipedia.pl