LEKKIE KALCYNACJATLENKUGLINUxdxdxdx

Wydział:

Metale Nieżelazne

Data wykonania ćwiczenia:

25.11.2015

KIERUNEK: Metalurgia NR ĆWICZENIA: 2

TYTUŁ ĆWICZENIA:

Kalcynacja wodorotlenku glinowego Al(OH)3

Grupa:

Justyna Juszkiewicz

Paulina Piętak

Monika Plucik

Data oddania sprawozdania: 20.01.2016
Data oddania sprawozdania do poprawy:
  1. Wstęp teoretyczny.

Kalcynacja polega na wypaleniu wodorotlenku glinowego Al(OH)3 w celu odwodnienia go.

W wyniku kalcynacji otrzymuje się jako produkt końcowy bezwodny tlenek glinowy Al2O3. Proces odbywa się w piecach obrotowych opalanych mazutem lub gazem czadnicowym przy temperaturze 1200 - 1250 [o C]. Możliwe jest także stosowanie pieców fluidyzacyjnych. Tak wysoka temperatura kalcynacji jest niezbędna, aby otrzymać niehigroskopijny tlenek glinowy, to jest odmianę alfa - Al2O3 (korund), który nie pochłania wilgoci z powietrza, a więc nadaje się do magazynowania jak również do elektrolizy.

Podczas procesu kalcynacji wytwarza się znaczna ilość pyłu unoszonego z pieca z gazami odlotowymi, dlatego piec łączy się z urządzeniami elektrycznego oczyszczania gazów. Wychwycony pył zawraca się do pieca.

  1. Cel ćwiczenia.

Zapoznanie z etapami kalcynacji (dehydratacji) wodorotlenku glinowego Al(OH)3, w celu otrzymania bezwodnego Al2O3 do procesu elektrolizy.

  1. Część eksperymentalna.

Odważamy około 1g wodorotlenku następnie umieszczamy na szalce wagi torsyjnej. Opuszczamy wagę wraz z próbką do przestrzeni grzewczej pieca. Kolejnym etapem jest grzanie pieca i równoczesna rejestracja przez komputer zmiany masy próbki i temperatury w czasie (temperatura próbki zmienia się z szybkością grzania pieca [°C/min]).

Al(OH)3 = Al2O3·3H2O → Al2O3·H2O → γ-Al2O3 → α-Al2O3

  1. Obliczenia

T deltaH deltaS deltaG K Log(K)
C kJ J/K kJ
50 103,715 310,558 3,358 0,287 -0,543
100 102,963 308,405 -12,118 49,7 1,697
150 101,841 305,595 -27,471 2460 3,391
200 100,268 302,091 -42,666 51400 4,711
250 98,187 297,919 -57,669 574000 5,759
300 95,557 293,125 -72,448 4010000 6,603
350 92,338 287,748 -86,972 19500000 7,291
400 88,489 281,814 -101,213 71500000 7,855
450 83,982 275,361 -115,145 208000000 8,318
500 78,79 268,423 -128,741 500000000 8,699
550 72,885 261,027 -141,979 1020000000 9,01
600 66,242 253,197 -154,837 1840000000 9,264
650 58,835 244,951 -167,292 2930000000 9,467

Tabela 1.Wyniki i obliczenia dla: Al2O3*3H2O = Al2O3*H2O + 2H2O(g)

Temperatura inwersji:

y = -0,2854x + 14,888

$T_{i} = \frac{14,888}{0,2854} = 52,16\ \left\lbrack \right\rbrack$

Wykres 1. Zależność ∆G od temperatury.

T deltaH deltaS deltaG K Log(K)
C kJ J/K kJ
150 82,069 169,92 10,167 0,0556 -0,543
200 81,859 169,455 1,681 0,652 1,697
250 81,481 168,698 -6,774 4,75 3,391
300 80,951 167,733 -15,185 24,2 4,711
350 80,288 166,625 -23,545 94,1 5,759
400 79,508 165,422 -31,846 296 6,603
450 78,632 164,168 -40,086 787 7,291
500 77,685 162,902 -48,263 1820 7,855
550 76,685 161,649 -56,376 3780 8,318
600 75,636 160,412 -64,428 7160 8,699
650 74,554 159,207 -72,418 12500 9,01
700 73,461 158,054 -80,349 20600 9,264
750 72,377 156,967 -88,225 32000 9,467
800 71,322 155,961 -96,047 47400 -0,543
850 70,32 155,048 -103,822 67400 1,697
900 69,391 154,238 -111,554 92800 3,391

Tabela 2. Wyniki i obliczenia dla: Al2O3*H2O=Al2O3+H2O(g)

Temperatura inwersji:

y = -0,1617x + 33,295


$$T_{i} = \frac{33,295}{0,1617} = 205,90\ \lbrack\rbrack$$

Wykres 2. Zależność ∆G od temperatury.

Wykres 3. Zalezności ∆m=f(T) i Δm=f(t)

Z powyższego wykresu możemy odczytać temperatury przemian które wynoszą:

- dla przemiany pierwszej 260 ℃

- dla przemiany drugiej 525 ℃

Δm1 = 0,767-0,575 = 0,192 g

Δm2 = 0,575-0,505 = 0,070 g

m0 = 0,764g

mH2O = 0,767-0,575 = 0,192 g

m(2)H2O = 0,575- 0,505 = 0,070 g

mH2O+ m(2)H2O=0,262 g

156 g-----MH2O

0,764 g---0,262 g

MH2O = 53,497

n=53,497:18=2,97 mola

2,97 mol------0,262g

x mol------0,192g

n=2,18 mola

2,97 mol – 2,18 mol = 0,79 mol

Szybkośc V dehydratacji wodorotlenku jest największa w zakresie temperatury od

260 – 525. Obliczona została w następujący sposób:


$$V = - \frac{\text{dm}}{\text{dt}} \cong - \frac{m}{t} = - \frac{767 - 575}{40 - 24} = - 12\ \frac{\text{mg}}{\min}$$

  1. Wnioski

Dzięki sporządzonym wykresom możemy określić temperatury danych przemian w którym następują etapy uwolnienia cząsteczek wody.Wykres 3, przedstawiający zależność masy od temperatury pokazuje, że w pierwszym etapie procesu dehydratacji, w momencie osiągnięcia w piecu temperatury 260oC,nastąpiło odłączenie od uwodonionej cząsteczki wodorotlenku największej ilości wody. Po odczytaniu zmiany masy i przeliczeniach okazuje się, że w tym pierwszym etapie odłączono dokładnie 2,18 mola wody, a w następnym, po osiągnięciu przez temperatury 525oC- 0,79 mola. Ilości te dają nam sumaryczną liczbę odłączonych moli wody, która wynosi 2,97. Można więc powiedzieć, że produktem tego procesu był całkowicie zdehydratowany tlenek glinu γ-Al2O3. Nie została osiągnięta temperatura, która zapoczątkowałaby proces przemiany tlenku glinu γ-Al2O3 w tlenek α-Al2O3.

Temperatura inwersji jest tym mniejsza, im większa jest ilość cząsteczek wody związanych z tlenkiem glinu (III).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
LEKKIE KALCYNACJATLENKUGLINU
KM W 25 lekkie konst met stud
Europa środkowa up. lekkie, Sprawdziany i testy
Tok lekcji z lekkiej atletyki
konspekt z lekcji lekkiej atletyki 1, lekka atlletyka
Program - up. lekkie, rewalidacja indywidualna, REWALIDACJA POMOCE, dydaktyka, pedagigika,rewalidacj
kruszywa lekkie
Beton wagi lekkiej izol ,techn ,mat bud BO
kruszywa lekkie
Grzechy lekkie,stres i spowiedź
Biegi sztafetowe, KONSPEKT ZABAW I GIER RUCHOWYCH Z ELEMENTA-MI LEKKIEJ ATLETYKI
WYPADKI W GÓRNICTWIE lekkie
ćw kalcynacja wodorotlenku, Studia
Konspekt lekcji z lekkiej atletyki, Lekkoatletyka
Lekkie Konstrukcje Metalowe wykłady 1,2,3,4
06 Metale lekkie, Matura2013 (ChR)
Instalacja elektryczna w budynkach mieszkalnych o lekkiej konstrukcji
18 Rozwiązania materiałowo konstrukcyjne Ściany budynków drewnianych, lekkie osłonowe

więcej podobnych podstron