Ceramic Glaze Recipes

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Ceramic Glaze Recipes Obliczanie składów szkliw metodą SEGERA, techniki formowania wyrobów ceramicznych oraz efektywne wykorzystanie zasobów w przemyśle ceramicznym Projekt zosta³ sfinansowany przy wsparciu Komisji Europejskiej. Wy³¹czna odpowiedzialnoœæ za zawartoœæ niniejszego podrêcznika spoczywa na autorach. Jego treœæ nie musi odzwierciedlaæ stanowiska Unii Europejskiej. Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialnoœci za jakiekolwiek wykorzystanie informacji zawartych w podrêczniku. 1

Program Kszta³cenia Ustawicznego 2007-2013 Leonardo da Vinci TRANSFER INNOWACJI Projekt Nr: 2010-1-GR1-LEO 05-03932 Projekt realizowany we wspó³pracy z: Greek Centre of Pottery S.A (GR) KI Keramik-Institut GmbH (DE) Société Française de Céramique (FR) Instytut Ceramiki i Materia³ów Budowlanych (PL) T.Alexandridis and CO (Omega Technology) (GR) CERAMIC GLAZE RECIPES CGR RECEPTURY SZKLIW CERAMICZNYCH Obliczanie składów szkliw metodą SEGERA, techniki formowania wyrobów ceramicznych oraz efektywne wykorzystanie zasobów w przemyśle ceramicznym

Podręcznik CGR SPIS TREŚCI ROZDZIA 1 ZASTOSOWANIE WZORU SEGERA DO OBLICZANIA SK ADU SZKLIW 1.1 Szkliwa ceramiczne ujêcie ogólne 1.2 Wzór Segera 1.3 Przyk³adowe obliczenia surowców 1.4 Obliczanie sk³adu szkliwa 1.5 Obliczanie receptury na podstawie wzoru Segera gdy wymagane jest zastosowanie fryty 1.6 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury (przy wykorzystaniu teoretycznych wzorów surowców) 1.7 Poszczególne kroki obliczania wzoru Segera na podstawie receptury 1.8 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury 1.9 Obliczanie wartoœci przelicznika i straty pra enia surowca na szkliwo 1.10 Obliczanie receptury szkliwa na podstawie wzoru Segera z uwzglêdnieniem fryty i surowców, które zostan¹ zmielone w m³ynie kulowym 1.11 Masy cz¹steczkowe tlenków podstawowych 1.12 Masy cz¹steczkowe tlenków barwi¹cych 7 7 12 18 25 34 41 48 57 59 61 65 61 4

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw ROZDZIA 2 METODY FORMOWANIA WYROBÓW CERAMICZNYCH 2.1 Przegl¹d metod formowania 2.2 Kryteria wyboru metody formowania 2.3 Metoda formowania w zale noœci od kszta³tu i liczby elementów 2.4 Ocena metod formowania 2.5 Prasowanie osiowe 2.6 Gêstoœæ wyprasek jako funkcja ciœnienia prasowania 2.7 Cykle pracy prasy osiowej (prasa do formowania p³ytek ceramicznych) 2.8 Metoda prasowania izostatycznego (podstawowe zasady) 2.9 Metoda odlewania 2.10 Gips jako tworzywo na formê odlewnicz¹ 2.11 Ró ne parametry gipsu przeznaczonego na formê odlewnicz¹ 2.12 Potencja³ zeta 2.13 Charakter jonowy minera³ów ilastych 2.14 Odlewanie ciœnieniowe 2.15 Etapy odlewania ciœnieniowego 67 67 68 69 70 71 72 73 74 75 80 81 81 83 85 86 5

Podręcznik CGR 2.16 Nieprawid³owoœci w odlewaniu ROZDZIA 3 EFEKTYWNE WYKORZYSTYWANIE ZASOBÓW W PRZEMYŒLE CERAMICZNYM 3.1 Uwagi ogólne 3.2 Zalecenia o znaczeniu uniwersalnym 3.3 Surowce i masa ceramiczna 3.4 Formowanie 3.5 Suszenie 3.6 Wypalanie LITERATURA 87 88 88 89 90 92 95 104 113 6

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Rozdział 1 Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw 1.1 SZKLIWA CERAMICZNE UJĘCIE OGÓLNE Szkliwa ceramiczne s¹ w zasadzie szk³ami lub stopami o zró nicowanym sk³adzie. W stanie ciek³ym (po stopieniu), zarówno szkliwa, jak i szk³a zachowuj¹ siê jak chaotyczna sieæ nieuporz¹dkowanych czworoœcianów, które przyjmuj¹ wy szy stopieñ organizacji przestrzennej podczas ch³odzenia, nie osi¹gaj¹c jednak powtarzalnej geometrycznej struktury kryszta³ów w stanie sta³ym ze wzglêdu na znaczn¹ lepkoœæ sch³odzonego szk³a, która uniemo liwia na tyle swobodne przemieszczanie siê atomów, by zajê³y energetycznie optymalne pozycje. W nastêpstwie krzepniêcia, taka przypadkowa struktura, pozbawiona uporz¹dkowania dalekiego zasiêgu, tworzy szk³o. Okreœlana jest jako bezpostaciowa, szklista, p³ynna lub niekrystaliczna. Szklista struktura szkliw i szkie³ jest niestabilna. Szk³o, które przez d³u - szy czas pozostaje wystawione na dzia³anie wysokiej temperatury, ale ni - szej od temperatury topnienia, staje siê mêtne ze wzglêdu na powstawanie niewielkich kryszta³ków. Pod wp³ywem wysokiej temperatury szk³o traci bowiem wiele ze swej lepkoœci, atomy mog¹ siê swobodnie poruszaæ i tworz¹ strukturê krystaliczn¹, powoduj¹c rekrystalizacjê szk³a. Stopieñ, w jakim zachodzi rekrystalizacja, jak równie orientacja i rozmiary kryszta³ów zale ¹ w przewa aj¹cej mierze od sk³adu i temperatury. W przyrodzie mo na spotkaæ wiele przyk³adów zjawiska rekrystalizacji: bazalty i trachity to ska³y mikrokrystaliczne, które formuj¹ siê z lawy pod wp³ywem powolnego sch³adzania. Obsydiany, natomiast, powstaj¹ wskutek szybkiego krzepniêcia. 7

Podręcznik CGR Szkliwa ceramiczne dziel¹ siê na nastêpuj¹ce kategorie w zale noœci od sk³adu: 1) Szkliwa o³owiowe: Sk³adaj¹ siê w przewa aj¹cej mierze z krzemianów o³owiu o odczynie kwasowym. Szkliwa o³owiowe s¹ ³atwo topliwe, odznaczaj¹ siê wysokim po³yskiem i znaczn¹ trwa³oœci¹. 2) Szkliwa alkaliczne: Oprócz krzemionki i tlenków alkalicznych, zawieraj¹ znaczne iloœci tlenku glinu i charakteryzuj¹ siê wysok¹ trwa³oœci¹ i przezroczystoœci¹. Wykorzystywane s¹ przede wszystkim do produkcji porcelany. Alkalia dodaje siê w postaci fryt alkalicznych, które stosuje siê powszechnie w szkliwach efektowych typu raku, szkliwach b³yszcz¹cych i szkliwach dekoracyjnych z efektem spêkania. 3) Szkliwa borowe: Zawieraj¹ bor, krzemiany, które wi¹ ¹ siê z alkaliami, minera³y alkaliczne i tlenek o³owiu. Szkliwa te znalaz³y podstawowe zastosowanie w produkcji fajansu. Na pe³niejsze zrozumienie sk³adu i w³aœciwoœci szkliw ceramicznych pozwala wzór Segera. Seger dokona³ klasyfikacji tlenków wykorzystywanych w przygotowaniu szkliwa na trzy, zale ne od w³aœciwoœci, grupy: tlenki zasadowe, amfoteryczne i kwasowe. Tlenki nie s¹ okreœlane wagowo, lecz jako równowa niki cz¹steczkowe (mole), a wzór szkliwa pokazuje stosunek pomiêdzy zawartoœci¹ tlenków zasadowych, kwasowych i amfoterycznych. W celu obliczenia w³aœciwych stosunków, wartoœæ sumy moli tlenków zasadowych musi byæ równa jednoœci (=1). Poszczególne grupy tlenkowe okreœla siê jako: R 2 O&RO (zasadowe), R 2 (amfoteryczne) i RO 2 (kwasowe). 8

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Klasyfikacja tlenków wg Segera TLENKI ZASADOWE (R 2 O&RO) Mcz. Li 2 O 29,881 Na 2 O 61,979 K 2 O 94,196 Tlenki alkaliczne CaO 56,077 MgO 40,304 BaO 153,326 SrO 103,619 Tlenki ziem alkalicznych PbO 223,199 ZnO 81,389 CuO 79,545 CoO 74,933 MnO 70,937 FeO 71,844 NiO 74,693 Tlenki barwi¹ce 9

Podręcznik CGR TLENKI AMFOTERYCZNE (R 2 ) Mcz. Al 2 101,961 Stabilizator Fe 2 159,688 Cr 2 151,990 Sb 2 291,518 Tlenki barwi¹ce TLENKI KWASOWE (RO 2 ) Mcz. SiO 2 60,084 B 2 69,620 P 2 O 5 141,945 Tlenki szk³otwórcze TiO 2 79,866 SnO 2 150,709 ZrO 2 123,223 Tlenki zmêtniaj¹ce MnO 2 86,937 Tlenek barwi¹cy 10

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Charakterystyczne wzory Segera SZKLIWA DO WYROBÓW GARNCARSKICH 1RO 0 0,3 Al 2 1,8 3 SiO 2 SZKLIWA DO MAJOLIK 1RO 0 0,3 Al 2 2 4 SiO 2 0,2 0,5 SnO 2 SZKLIWA FAJANSOWE 1RO 0,1 0,4 Al 2 2 4 SiO 2 0 0,5 B 2 O 2 SZKLIWA KAMIONKOWE 1RO 0,2 0,6 Al 2 2 5 SiO 2 SZKLIWA PORCELANOWE 1RO 0,5 1,25 Al 2 6 12 SiO 2 11

Podręcznik CGR 1.2 Wzór Segera WZÓR JEDNOŚCI WZÓR EMPIRYCZNY WZÓR SEGERA WZÓR RO FORMUŁA SEGERA WSZYSTKIE POWY SZE OKREŒLENIA DOTYCZ SYSTEMU OBLICZENIOWEGO OPRACOWANEGO PRZEZ PROFESORA HERMANNA SEGERA (1839-1894) JAKO NARZÊDZIE ANALIZY I USTALANIE W AŒCIWOŒCI SZKLIW I MAS CERAMICZNYCH. Liczne doœwiadczenia pozwoli³y Segerowi odnotowaæ, e niektóre tlenki o podobnych wzorach cz¹steczkowych maj¹ zbli one w³aœciwoœci i porównywalne dzia³anie chemiczne przy powstawaniu szkliw. Jak wspomniano wczeœniej, Seger przedstawi³ zatem ich sk³ad w postaci schematycznych grup (kategorii) RO&R 2 O, R 2 i RO 2, w zale noœci od stosunku tlenu do innych pierwiastków w cz¹steczce. Dziêki temu ³atwo okreœliæ sk³ad chemiczny szkliwa/masy, przeprowadziæ korektê lub wszelkie inne potrzebne zmiany, jak równie dopasowaæ do siebie ró ne rodzaje szkliw/mas. Konsekwentnie, szkliwo/szk³o lub masa powinny byæ postrzegane jako mieszanina tlenków, a nie mieszanina surowców ceramicznych. Faktycznie, ró ne materia³y wymienione w recepturach s³u ¹ do uzupe³nienia szkliwa wymaganymi tlenkami. Sk³ad szkliwa zosta³ przedstawiony jako uporz¹dkowanie tlenków z grup 12

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw RO&R 2 O, R 2 i RO 2 w trzech kolumnach. Tlenki w wyjœciowej kolumnie RO&R 2 O s¹ przeliczane do jednoœci =1, a zawartoœci tlenków z dwu pozosta³ych kolumn okreœlone s¹ jako proporcje grupy wyjœciowej. Nazwa wzór jednoœci wywodzi siê w³aœnie z owej jednoœci jako punktu odniesienia obliczeñ. Oto, w jaki sposób nale y przedstawiaæ sk³ad szkliwa: 0,5 CaO 0,4 Al 2 2,3 SiO 2 0,3 MgO 0,1 Fe 2 0,2 TiO 2 0,2 K 2 O 1 ( JEDNOŒÆ) We Wzorze jednoœci (Wzorze Segera) ukazano wzajemne proporcje, a nie liczbê cz¹steczek. Liczba cz¹steczek w partii szkliwa jest ogromna i liczona jest jako wielokrotnoœæ liczby 6,02 x 10 23. 1. Grupa RO&R 2 O obejmuje wszystkie tlenki, dla których stosunek tlenu do innych pierwiastków wynosi 1 lub mniej, np. CaO, Na 2 O, etc. Grupê tê okreœla siê na ró ne sposoby: Grupa RO Tlenki Topniki Zasady lub tlenki zasadowe Alkalia lub tlenki alkaliczne Zasadowe tlenki metali 13

Podręcznik CGR 2. Grupa R 2 obejmuje tlenki o stosunku tlenu do innych pierwiastków na poziomie 1,5 1. S¹ to tlenki o w³aœciwoœciach amfoterycznych, zachowuj¹ce siê zarówno jak alkalia, jak i kwasy. Grupa ta jest równie znana pod innymi nazwami: Grupa R 2 Tlenki amfoteryczne lub obojêtne Stabilizatory lub tlenki poœrednie 3. Do grupy RO 2 nale ¹ tlenki o stosunku tlenu do innych pierwiastków równym 2 1 lub wiêkszym. Tlenki te maj¹ na ogó³ charakter sk³adników sieciotwórczych szkliwa. Grupê okreœla siê jako: Dwutlenki Tlenki kwasowe 14

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw KLASYFIKACJA TLENKÓW WEDŁUG SEGERA TOPNIKI TLENKI ZASADOWE GRUPA RO&R 2 O STABILIZATORY TLENKI AMFOTERYCZNE LUB OBOJÊTNE GRUPA R 2 SK ADNIKI SIECIOTWÓRCZE TLENKI KWASOWE GRUPA RO 2 ALKALIA Tlenek glinu Al 2 Dwutlenek krzemu SiO 2 Tlenek sodu Na 2 O Tlenek boru B 2 Dwutlenek cyny SnO 2 Tlenek potasu K 2 O Dwutlenek tytanu TiO 2 Tlenek litu Li 2 O Dwutlenek cyrkonu ZrO 2 ZIEMIE ALKALICZNE Tlenek wapnia Tlenek magnezu Tlenek baru Tlenek strontu INNE Tlenek o³owiu Tlenek cynku CaO MgO BaO SrO PbO ZnO Tlenek boru B 2 15

Podręcznik CGR Tlenek boru (B 2 ) jest sk³adnikiem sieciotwórczym szk³a i reaguje jak tlenek kwasowy. Niemniej, zachowuje siê równie jak topnik, wykazuj¹c w³aœciwoœci alkaliczne. Istnieje wiele opinii dotycz¹cych przyporz¹dkowania tlenku boru do jednej z kategorii. Standardowo, umieszcza siê go w grupie R 2 (tlenków amfoterycznych). Jednak w Wielkiej Brytanii zaliczany jest do grupy RO 2 wraz z tlenkami sieciotwórczymi szk³a. Tlenki, które wykorzystuje siê do zmêtniania szk³a, zwane substancjami zmêtniaj¹cymi, nale ¹ do grupy kwasowej (RO 2 ) i obejmuj¹: Tlenek cyny SnO 2 Tlenek cyrkonu ZrO 2 Tlenek tytanu TiO 2 Nale y wzi¹æ pod uwagê to, e w³aœciwoœci tlenków do obni ania temperatury topnienia wykazuj¹ znaczne zró nicowanie, w zale noœci od zastosowanego tlenku i temperatury wypalania szkliwa. Na przyk³ad, tlenek wapnia powszechnie wykorzystywany jest jako topnik w wysokich temperaturach do produkcji porcelany i kamionki. W wypalaniu w niskich temperaturach (dla szkliw o temperaturze topnienia poni ej 1100 o C), s³u y jednak jako substancja zwiêkszaj¹ca ogniotrwa³oœæ. Podobnie dzia³aj¹ tlenek baru, magnezu i cynku. Tlenek o³owiu PbO (glejta) sprawdza siê natomiast jako silny topnik przy wypalaniu szkliw niskowypalaj¹cych siê, w 850 o C 1150 o C. W temperaturach powy ej 1180 o C staje siê substancj¹ lotn¹. 16

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PODSUMOWUJĄC Tlenki wykorzystywane jako sk³adniki szkliw mieszcz¹ siê w trzech kategoriach: A) Tlenki zasadowe Technologia otrzymywania szkliwa ceramicznego opiera siê na po³¹czeniu tych tlenków z krzemionk¹ lub/i tlenkiem boru w celu wytworzenia krzemianów lub boranów. Tlenki zasadowe, zarówno alkaliczne (sodu, potasu i litu), jak i ziem alkalicznych (wapnia, magnezu, baru, cynku itp.) nale ¹ g³ównie do topników, chocia ostatnie z wymienionych maj¹ s³absz¹ zdolnoœæ obni ania temperatury topnienia. B) Tlenki amfoteryczne lub obojêtne Tlenki te uznawane s¹, przede wszystkim, jako stabilizatory szkliwa. W tej roli w literaturze przytaczany jest powszechnie tlenek glinu, natomiast tlenek boru, który wykazuje odmienne dzia³anie, zosta³ w piœmiennictwie brytyjskim sklasyfikowany jako sk³adnik sieciotwórczy szkliwa. C) Tlenki kwasowe Podstawowym przedstawicielem tej kategorii jest krzemionka. Jak ju zosta³o wspomniane, wedle literaturze brytyjskiej, do tej samej kategorii nale y tlenek boru (B 2 ). W obliczeniach przedstawionych w dalszej czêœci, tlenek boru zosta³ umieszczony w kolumnie tlenków amfoterycznych. 17

Podręcznik CGR 1. 3 Przykładowe obliczenia surowców Obliczanie masy cz¹steczkowej surowców W niniejszym przyk³adzie obliczono masê cz¹steczkow¹ (Mcz) skalenia sodowego: Na 2 O Al 2 6SiO 2. Mcz skalenia stanowi sumê mas atomowych (Ma) pierwiastków sk³adowych lub sumê mas cz¹steczkowych tlenków, z których siê sk³ada. Na 2 O = (23x2) + 16 = 62 Al 2 = (27 x 2) + (16 x 3) = 102 6 SiO 2 = 6 [28 + (16 x 2)] = 360,6 524,6 Jak pokazano w obliczeniu, Mcz skalenia sodowego wynosi 524,6. (Masy cz¹steczkowe tlenków powszechnie wykorzystywanych w obliczeniach sk³adu szkliwa zosta³y podane na stronie 65). Obliczanie wzoru chemicznego i cz¹steczkowego tlenku lub surowca Aby obliczyæ wzór chemiczny tlenku o zadanym sk³adzie procentowym, nale y podzieliæ odsetek wagowy ka dego pierwiastka (zawartoœæ procentow¹) przez w³aœciw¹ mu masê atomow¹ (Ma). 18

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PRZYKŁAD Obliczanie składu cząsteczkowego surowca Rozwa any tlenek ma nastêpuj¹cy sk³ad procentowy: Cynk (Zn) 80,24% Tlen (O) 19,76% 100,00% Masa atomowa cynku wynosi 65, a zatem: 80,24 : 65 = jest 1,24 atomów cynku. Masa atomowa tlenu wynosi 16, a zatem: 19,76 : 16 = jest 1,24 atomów tlenu. Nastêpnie, obie jednostki wagowe dzielone s¹ przez 1,24, co daje wynik 1Zn : 1O ZnO, czyli wzór chemiczny tlenku cynku. Aby obliczyæ wzór cz¹steczkowy surowca o znanym sk³adzie procentowym (w przypadku tlenków), nale y podzieliæ odsetek wagowy ka dego tlenku przez jego masê cz¹steczkow¹ (Mcz). 19

Podręcznik CGR PRZYKŁAD Obliczanie teoretycznego wzoru cząsteczkowego kaolinu SiO 2 (krzemionka) 46,51% Al 2 (tlenek glinu) 39,53% H 2 O (woda) 13,96% 100,00 Wzór cz¹steczkowy nale y wyliczyæ, dziel¹c iloœæ ka dego tlenku (przyjmuj¹c dla uproszczenia 100 g =100%) przez w³aœciw¹ mu Mcz: SiO 2 46,51 60 = 0,775 Al 2 39,53 102 = 0,387 H 2 O 13,96 18 = 0,775 W wyniku dzielenia wyliczone zostaj¹ iloœci mas cz¹steczkowych (inaczej: moli) ka dego z tlenków zawartych w 100 g surowca. W celu obliczenia wzoru cz¹steczkowego, który okreœla stosunki molowe poszczególnych sk³adowych tlenków w 1 molu surowca nale y iloœci moli w 100 g surowca z poprzedniego dzielenia podzieliæ przez ich sumê. Dziêki temu zabiegowi, ³¹czna wartoœæ tlenków pozostanie równa jednoœci (=1), a pozosta³e wielkoœci bêd¹ odzwierciedla³y stosunek wagowy wzglêdem jednoœci. W przypadku glin, których przedstawicielem jest kaolin, to Al 2 (tlenek glinu) powinien byæ równy jednoœci, tote wartoœci cz¹steczkowe wszystkich tlenków musz¹ zostaæ podzielone przez liczbê cz¹steczek Al 2 (0,387). Otrzymany wzór cz¹steczkowy (lub wzór empiryczny) ma postaæ: Al 2 2SiO 2 2H 2 O. 20

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PRZYKŁAD Tlenkowy sk³ad procentowy skalenia potasowego (skaleñ Keystone) przedstawia siê nastêpuj¹co: SiO 2 64,76% Al 2 19,94% Fe 2 0,04% CaO 0,17% Na 2 O 2,48% K 2 O 12,24% SP* 0,35% 100,00 */ SP = strata pra enia Wielkoœæ ta wyra a % materia³u, który przechodzi w stan lotny podczas wypalania. Substancje lotne obejmuj¹, przede wszystkim, wodê i dwutlenek wêgla Odsetek ka dego tlenku dzielony jest przez jego masê cz¹steczkow¹: ODSETEK W SK ADZIE ANALITYCZNYM MASY CZ STECZKOWE RÓWNOWA NIKI CZ STECZKOWE SiO 2 64,76 60,06 = 1,0750 Al 2 19,94 101,97 = 0,1955 Fe 2 0,04 159,68 = 0,0002 CaO 0,17 56,08 = 0,0030 Na 2 O 2,48 62,00 = 0,0400 K 2 O 12,24 94,20 = 0,1299 21

Podręcznik CGR UWAGA DOTYCZĄCA OBLICZANIA STRATY PRAŻENIA (SP) W obliczeniach ceramicznych, SP odnosi siê do utraty masy materia³u podczas wypalania i ma zastosowanie przede wszystkim w definicji Mcz, jak równie w okreœlaniu zachowania surowców. (Pojêcia SP nie stosuje siê do sk³adu chemicznego ceramiki i szkliwa po wypaleniu.) Ponadto, w wiêkszoœci chemicznych analizach sk³adu, pomija siê substancje utracone podczas wypalania i nieznana pozostaje ich dok³adna masa cz¹steczkowa. W trosce o wiêksz¹ dok³adnoœæ, w obliczeniach dotycz¹cych komercyjnych materia³ów nie uwzglêdnia siê iloœci molowej SP, a jeœli zachodzi potrzeba jej rozwa enia, przyjmujemy j¹ jako proporcjê wagow¹, zgodnie z przyk³adem zamieszczonym poni ej. W obliczeniach teoretycznych, wartoœæ SP mo e byæ obliczona w molach bez ryzyka b³êdu, gdy w tym przypadku mo na okreœliæ materia³y, które przechodz¹ w stan lotny. (Patrz poprzedni przyk³ad Obliczanie teoretycznego wzoru cz¹steczkowego kaolinu ) 22

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Równowa niki cz¹steczkowe powinny zostaæ uporz¹dkowane wed³ug kolumn odpowiednich grup RO, R 2 i RO 2, wyró nionych zgodnie ze wzorem Segera, a tlenki z kolumny RO (zasady) nale y doliczyæ RO&R 2 O R 2 RO 2 0,1299 K 2 O 0,1955 Al 2 1,075 SiO 2 0,04 Na 2 O 0,0002 Fe 2 0,003 CaO 0,1729 Nastêpnie, poszczególne iloœci moli w wierszach dzielone s¹ przez sumê moli w kolumnie RO (0,1729). W efekcie, suma w kolumnie RO równa siê jednoœci (=1), podczas gdy tlenki z pozosta³ych kolumn wyra one s¹ jako czêœci jednoœci: 0,751 K 2 O 1,13 Al 2 6,217 SiO 2 0,231 Na 2 O 0,0011 Fe 2 0,0180 CaO 1,0000 W taki sam sposób, na podstawie wzoru Segera, mo na obliczyæ masê cz¹steczkow¹ skalenia Keystone: RÓWNOWA NIKI CZ STECZKOWE MASY CZ STECZKOWE ODPOWIADAJ CE ILOŒCI WAGOWE K 2 O 0,751 X 94,20 = 70,744 Na 2 O 0,231 X 62,00 = 14,322 CaO 0,018 X 56,08 = 1,009 Al 2 1,130 X 101,97 = 115,226 Fe 2 0,0011 X 159,68 = 0,176 SiO 2 6,217 X 60,06 = 373,393 Mcz bez SP 574,870 SP 2,019 Mcz z uwzglêdnieniem SP 576,889 23

Podręcznik CGR Tlenkowy sk³ad procentowy obliczany jest poprzez pomno enie masy ka dego tlenku razy 100 i podzielenie otrzymanego wyniku przez Mcz (tutaj: 576,889): SiO 2 64,76% Al 2 19,94% Fe 2 0,04% CaO 0,17% Na 2 O 2,48% K 2 O 12,24% SP 0,35% 100,00 Postêpuj¹c zgodnie z opisan¹ procedur¹, mo na obliczyæ wzór cz¹steczkowy dowolnego materia- ³u ceramicznego na podstawie jego sk³adu procentowego, jak równie, odwrotnie, sk³ad procentowy na podstawie wzoru cz¹steczkowego. JAK OBLICZYĆ STRATĘ PRAŻENIA SP Aby obliczyæ stratê pra enia, nale y post¹piæ zgodnie z poni szymi instrukcjami: Analizowany materia³ wykazuje 0,35% SP, co oznacza, e na 100 g analizowanego tlenku zostanie utracone 0,35 g pozostanie 99,65 g. Ile wynosz¹ straty pra enia w przypadku 574,870 g tego tlenku? Nale y siê pos³u yæ prost¹ i znan¹ metod¹ obliczania za pomoc¹ proporcji: 99,65 0,35 SP 574,870 X X = (574,870 x 0,35) : 99,65 = 2,019 SP Wartoœæ masy obliczonych SP nale y dodaæ do obliczonej masy tlenku, w ten sposób otrzymuj¹c ca³kowit¹ masê materia³u (576,889). 24

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw 1.4 Obliczanie składu szkliwa W celu wykonania szkliwa o zadanym wzorze cz¹steczkowym, nale y ustaliæ odsetki wagowe surowców odpowiadaj¹ce tlenkom w wysokoœci wymaganej we wzorze szkliwa. W rezultacie, uzyskuje siê sk³ad masy do produkcji szkliwa. Nie zawsze udaje siê otrzymaæ wszystkie potrzebne tlenki z surowców nierozpuszczalnych, w szczególnoœci w przypadku szkliw wypalanych w niskich temperaturach. W takich przypadkach konieczne jest zastosowanie fryty, która, jak ju zosta³o wspomniane, jest bezpieczn¹ i wstêpnie topion¹ mieszanin¹ obok krzemionki i stabilizatorów zawieraj¹c¹ tlenki, alternatywnie pozyskiwane z rozpuszczalnych lub/i toksycznych surowców. Istnieje kilka powodów stosowania ca³kowicie nierozpuszczalnych surowców w sk³adzie masy do produkcji szkliwa: Podczas szkliwienia, sucha lub biskwitowana masa ceramiczna poch³ania wilgoæ i, jednoczeœnie, tlenki znajduj¹ce siê w roztworze, powoduj¹c modyfikacjê zarówno szkliwa, jak i gliny. Podczas suszenia, poch³oniêta wilgoæ przemieszcza siê pod powierzchniê czerepu i odparowuje, pozostawiaj¹c wytr¹cone kryszta³ki rozpuszczalnych tlenków na powierzchni. Podczas przygotowywania masy do produkcji szkliwa, nie mo na uzyskaæ równomiernej zawiesiny surowców rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych. W efekcie, otrzymana partia wyrobów bêdzie niejednorodna. Surowce rozpuszczalne zawarte w zawiesinie do produkcji szkliwa mog¹ byæ toksyczne i stanowi¹ zagro enie dla ludzi wystawionych na ich dzia³anie podczas szkliwienia. 25

Podręcznik CGR Wybór surowców do sk³adu szkliwa Tlenki okreœlone we wzorze cz¹steczkowym szkliwa mog¹ pochodziæ z ró nych dostêpnych na rynku surowców. Ustalenie, które z nich pos³u- ¹ do przygotowania szkliwa, jest istotnym procesem i wymaga znacznego doœwiadczenia, szczególnie w przypadku szkliw, w których produkcji wykorzystuje siê fryty. W tym punkcie, omówione zostan¹ jedynie szkliwa, które otrzymuje siê bez u ycia fryt. Niektóre surowce zawieraj¹ wiêcej ni jeden tlenek. Na przyk³ad, skaleñ potasowy o wzorze cz¹steczkowym: K 2 O Al 2 6SiO 2, dostarcza 1 cz¹steczkê tlenku potasu, 1 cz¹steczkê tlenku glinu i 6 cz¹steczek krzemionki. Oznacza to, e skaleñ potasowy wykorzystany do pozyskania danej liczby cz¹steczek tlenku potasu, jednoczeœnie dostarczy tyle samo cz¹steczek tlenku glinu i szeœæ razy tyle cz¹steczek krzemionki. Wobec tego, stosuj¹c z³o one surowce, takie jak skaleñ, w celu pozyskania jednego typu tlenku okreœlonego we wzorze, nale y zachowaæ ostro noœæ, by nie przekroczyæ wymaganej iloœci pozosta³ych tlenków. W niewielkich iloœciach Al 2 i SiO 2 standardowo pozyskuje siê z surowych glin (kaoliny, gliny). Jednak przy wiêkszych zawartoœciach ich źród³em s¹ gliny kalcynowane, gdy wysoka zawartoœæ surowej gliny w partii wyrobów powoduje spêkanie i z³uszczanie siê niewypalonej pow³oki szkliwa podczas suszenia lub podczas pierwszych etapów wypalania. Niemniej, gêstwa musi zawieraæ niewielka iloœæ surowej gliny, która utrzymuje pozosta³e surowce w zawiesinie. Wymagan¹ iloœæ krzemionki nale y pozyskiwaæ g³ównie z surowców o jej wysokiej zawartoœci, takich jak skaleñ, glina, kaoliny itp. Nale y przez to rozumieæ, e cz¹steczki krzemionki okreœlone we wzorze pozyskiwane s¹ w miarê dodawania z³o onych surowców, sk³adaj¹cych siê równie z tlenków. Jeœli otrzymana w ten sposób iloœæ krzemionki, a co za tym idzie 26

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw liczba jej cz¹steczek we wzorze, nie jest wystarczaj¹ca, brakuj¹c¹ iloœæ nale y uzupe³niæ, dodaj¹c bezpoœrednio tlenek krzemu (SiO 2 ). Nale y mieæ na uwadze to, e rzeczywisty sk³ad surowców dostêpnych na rynku (kaolinów, glin, skaleni itp.) znacznie odbiega od sk³adu teoretycznego podawanego w podrêcznikach i jego prawid³owe wykorzystanie na potrzeby obliczeñ wymaga ponownego okreœlenia wzoru cz¹steczkowego i mas cz¹steczkowych sk³adników surowców na podstawie analizy sk³adu, dostarczanego przez dostawcê. Zgodnie ze wspó³czesn¹ wiedz¹ na temat zachowania krzemianów podczas wypalania, dok³adne oszacowanie charakteru szkliwa na podstawie obliczeñ lub/i zastosowania danych surowców jest niezmiernie trudne, jeœli nie niemo liwe. Tote, aby osi¹gn¹æ po ¹dany rezultat, trzeba przeprowadziæ kilka testów szkliwa o takim samym wzorze, z zastosowaniem ró nych tlenków i ró nych surowców. 27

Podręcznik CGR Wzór s³u ¹cy do obliczania sk³adu Na podstawie wzoru cz¹steczkowego typowego szkliwa porcelanowego, nale y obliczyæ sk³ad analityczny masy do produkcji szkliwa, wykorzystuj¹c wzór teoretyczny skalenia potasowego (K 2 O Al 2 6SiO 2 ) celem pozyskania cz¹steczek K 2 O. 0,3 K 2 O 0,7 CaO 1,0 0,5 Al 2 4,0 SiO 2 W celu przeprowadzenia tego obliczenia, nale y sporz¹dziæ tabelê o liczbie wierszy i kolumn odpowiadaj¹cej danym, które pos³u ¹ do obliczeñ (patrz tabela poni ej). W pierwszym wierszu nale y zamieœciæ tytu³y kolumn rozpoczynaj¹c od lewej strony i przechodz¹c na prawo do kolejnych, nale y wpisaæ nazwy cz¹steczkowe wymaganych tlenków, a nastêpnie uzupe³niæ tytu³y kolejnej kolumny: surowiec, równowa niki cz¹steczkowe, masy cz¹steczkowe, jednostki wagowe i receptura. Po sporz¹dzeniu tabeli, nale y przyst¹piæ do obliczeñ: Zasada ogólna brzmi: podczas obliczania sk³adu masy do produkcji szkliwa, w pierwszej kolejnoœci uzupe³niamy do ¹danej liczby okreœlonej we wzorze te tlenki, które pochodz¹ z surowców z³o onych. Tlenki te obejmuj¹, przede wszystkim, rozpuszczalne alkalia i tlenek boru, toksyczny tlenek o³owiu i niereaktywny tlenek glinu. Wedle powy szej zasady, obliczanie rozpocz¹æ nale y od okreœlenia iloœci moli K 2 O, któr¹ mo na pozyskaæ ze skalenia potasowego (K 2 O Al 2 O3 6SiO 2 ). Jak jednak ustaliæ, ile moli surowca potrzeba, aby pozyskaæ 0,3 mola K 2 O? 28

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw OTO NASZE ZADANIE: 1 mol skalenia potasowego zawiera 1 mol K 2 O Ile moli skalenia mo na uzyskaæ z 0,3 mola K 2 O? Co oznacza, e: 0,3x1=0,3 i 0,3:1=0,3 mola skalenia dostarczy wymagane 0,3 mola K 2 O. W przytoczonym przypadku, wynik jest oczywisty, obliczenia okazuj¹ siê jednak konieczne w przypadku surowców z³o onych. Podsumowuj¹c: Aby ustaliæ, ile moli danego surowca nale y wykorzystaæ w celu pozyskania ¹danej liczby moli tlenku, trzeba podzieliæ wymagan¹ iloœæ tlenku przez zawartoœæ tego tlenku w danym surowcu. A zatem, w dalszym ci¹gu obliczeñ nale y przyj¹æ 0,3 mola skalenia, aby uzyskaæ 0,3 mola K 2 O. Jednak e, skaleñ zawiera równie Al 2 i SiO 2 i dostarczy analogiczne iloœci tych tlenków do masy szkliwa. Co oznacza, e: z 0,3 mola skalenia uzyskamy: 0,3 x 1K 2 O = wymagane 0,3 mola K 2 O Ponadto: 0,3 x 1Al 2 = 0,3 mola Al 2 i 0,3 x 6SiO 2 = 1,8 mola SiO 2 Nale y umieœciæ iloœci molowe tlenków w odpowiedniej kolumnie tabeli. Nastêpnie, 0,7 mola CaO otrzymywanych jest z równowa nej iloœci (0,7 mola) wêglanu wapnia (CaC ). W dalszej kolejnoœci, nale y uzupe³niæ Al 2 do ¹danej pokaźnej iloœci. Po³owa tej wielkoœci uzyskana zostanie z 0,1 mola kaolinu 29

Podręcznik CGR (Al 2 2SiO 2 2H 2 O), a reszta - z 0,1 mola z kaolinu kalcynowanego (Al 2 2SiO 2 ). Podane surowce dostarcz¹ równie analogicznych iloœci krzemionki do produkcji szkliwa, to znaczy: ka da po 0,1 x 2 = 0,2 mola. Iloœæ SiO 2 otrzymanego ze skalenia i kaolinu nie wystarczy do produkcji szkliwa, pozosta³e 1,8 mola nale y wiêc dodaæ w postaci jego tlenku (SiO 2 ). 30

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw TLENKI SK ADOWE K 2 O CaO Al2 SiO 2 0,3 0,7 0,5 4 SUROWIEC RÓWNOWA NIKI CZ STECZKOWE MASY CZ STECZKOWE JEDNOSTKI WAGOWE RECEPTURA % 0,3 0,3 1,8 0,7 SKALEÑ POTASOWY K 2 O Al2 6SiO 2 0,3 556 166,8 42,4 WÊGLAN WAPNIA CaCO 0,7 100,1 70,1 17,9 3 0,1 0,2 KAOLIN 0,1 258,1 25,8 6,6 Al2 2SiO 2 2H O 2 0,1 0,2 1,8 KAOLIN PRA ONY Al2 2SiO 2 0,1 222,1 22,2 5,6 KRZEMIONKA SiO 1,8 60,1 108,2 27,5 2 0,3 0,7 0,5 4 393,1 100 31

Podręcznik CGR Okreœlono iloœci molowe niezbêdnych surowców i mo na przyst¹piæ do obliczenia sk³adu masy do produkcji szkliwa. Nale y podzieliæ iloœci molowe ka dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹ i umieœciæ wynik w kolumnie jednostki wagowe. W istocie, zawartoœæ kolumny stanowi sk³ad masy do produkcji szkliwa. Jest to jednak postaæ nieporêczna i w tej postaci nie mo e pos³u yæ do bezpoœrednich wyliczeñ, dlatego zostanie przekszta³cona do sk³adu procentowego, wyra onego w kolumnie Receptura %. PRZYKŁAD Wyliczanie składu masy do produkcji niskowypalającego się szkliwa ołowiowego o temperaturze wypalania 1000 C na podstawie wzoru Segera Zadany jest nastêpuj¹cy wzór Segera szkliwa bezbarwnego: 0,7 PbO 0,2 ZnO 0,1 MgO 1,0 0,5 Al 2 4,0 SiO 2 Postêpuj¹c jak w poprzednim przyk³adzie, nale y sporz¹dziæ tabelê wyliczeñ. 32

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw TLENKI SK ADOWE PbO ZnO MgO Al 2 SiO 2 0,7 0,2 0,1 0,2 2,0 SUROWIEC RÓWNOWA NIKI CZ STECZKOWE MASY CZ STECZKOWE JEDNOSTKI WAGOWE RECEPTURA % 0,7 TLENEK O OWIU (minia o³owiowa) Pb O 0,233 685,6 159,95 48,6 3 4 0,2 TLENEK CYNKU ZnO 0,2 81,4 16,28 4,9 0,1 WÊGLAN MAGNEZU MgCO 0,1 84,3 8,43 2,6 3 0,1 0,2 KAOLIN 0,1 258,1 25,81 7,9 Al2 2SiO 2 2H O 2 0,1 0,2 1,6 KAOLIN PRA ONY Al2 2SiO 2 0,1 222,1 22,21 6,7 KRZEMIONKA SiO 1,6 60,1 96,16 29,3 2 0,7 0,2 0,1 0,2 2,0 328,84 100 33

Podręcznik CGR W podanym przyk³adzie, wymagana iloœæ molowa PbO zosta³a uzyskana z mini o³owiowej, której mol zawiera 3 mole PbO. Do otrzymania 0,7 mola PbO, potrzeba 0,7/3 = 0,233 mola minii. 1.5 Obliczanie receptury na podstawie wzoru Segera (wymagane zastosowanie fryty) Szkliwo, którego sk³ad (recepturê) nale y obliczyæ, ma nastêpuj¹cy wzór Segera: 0,05 K 2 O 0,1 Na 2 O 0,3 CaO 0,25 Al 2 2,5 SiO 2 0,35 PbO 0,3 B 2 0,1 MgO 0,1 ZnO Jest oczywiste, e po³¹czenie wszystkich tlenków zawartych w powy szym wzorze wymaga zastosowania surowców rozpuszczalnych. Wœród nich znajdzie siê tlenek B 2, alkalia - Na 2 O i K 2 O - a zw³aszcza - Na 2 O, jako e 0,05 mola K 2 O dostarczyæ mo na poprzez dodanie skalenia potasowego. Ponadto, surowce, z których mo na pozyskaæ PbO, takie jak litargit (PbO), minia o³owiowa (Pb 3 O 4 ) i biel o³owiowa (2PbC Pb(OH) 2 ), s¹ silnie toksyczne, jakkolwiek nie s¹ rozpuszczalne w wodzie. Niektóre pozosta³e surowce, takie jak toksyczny dla œrodowiska wodnego tlenek cynku (do pozyskania ZnO) i nietoksyczny wêglan magnezu (do pozyskania MgO) s¹ nierozpuszczalne, charakteryzuj¹ siê tak niewielkim rozmiarem cz¹stek, e powoduj¹ kurczenie siê i pêkanie niewypalonej pow³oki szkliwa. 34

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Wszystkie te surowce, z powodów wymienionych powy ej, powinny byæ sk³adowymi fryty, która jak ju zosta³o wspomniane, jest bezpieczn¹ i wstêpnie stopion¹ mieszank¹ zawieraj¹c¹ tlenki, gdy w przeciwnym wypadku musia³yby byæ pozyskiwane z surowców rozpuszczalnych lub/i toksycznych. Aby fryta mia³a zrównowa ony sk³ad, jej wzór Segera nale y obliczyæ zgodnie z poni szymi zasadami: Stosunek tlenków z kolumny RO&R 2 O do tlenków z kolumny RO 2, powinien wynosiæ miêdzy 1/1 i 1/3. Stosunek alkaliów do sumy zawartoœci pozosta³ych tlenków zasadowych w kolumnie RO&R 2 O nie powinien przekraczaæ 1/1. Stosunek B 2 do SiO 2 nie powinien przekraczaæ 1/2. Iloœæ Al 2 we wzorze cz¹steczkowym nie powinien przekraczaæ 0,2 mola. Fryta sporz¹dzona zgodnie z tymi zaleceniami ulegnie ca³kowitemu stopieniu i wszystkie jej rozpuszczalne lub/i toksyczne sk³adniki utworz¹ trwa³e zwi¹zki. Ponadto, fryta taka topi siê we wzglêdnie niskich temperaturach. Teraz nale y przejœæ do obliczeñ iloœci fryty, jaka pozwoli uzyskaæ ¹dany wzór szkliwa. Ze wzglêdów edukacyjnych i praktycznych, wykorzystane zostan¹ wzory teoretyczne poszczególnych tworzyw. Fryta powinna posiadaæ nastêpuj¹cy sk³ad, z zachowaniem iloœci molowych tlenków wymaganych w postaci frytowanej: 35

Podręcznik CGR 0,35 PbO 0,1 Na 2 O 0,075 Al 2 1,15 SiO 2 0,15 CaO 0,3 B 2 0,1 MgO 0,7 Oznacza to, e 0,7 mola z kolumny RO pozyskane zostanie z fryty, a pozosta³e tlenki otrzymane zostan¹ z innych surowców. Oto surowce, z których pozyskane zostan¹ tlenki wymagane do przygotowania fryty: Boraks, w celu pozyskania 0,1 mola Na 2 O, równoczeœnie jednak dostarczy B 2 w podwójnej iloœci (0,2 mola) Kwas borowy, s³u ¹cy do uzyskania brakuj¹cego 0,1 mola B 2 Minia o³owiowa, w celu pozyskania 0,35 mola PbO Wêglan wapnia, w celu pozyskania po³owy wymaganej iloœci CaO Wêglan magnezu, w celu pozyskania 0,1 mola MgO Kaolin pra ony w celu pozyskania 0,075 mola Al 2, równoczeœnie jednak dostarczy SiO 2 w podwójnej iloœci (0,15 mola) Krzemionka w celu pozyskania czêœci wymaganego SiO 2 (1,0 mola) Jak ju zosta³o wspomniane, iloœci molowe ka dego surowca obliczane s¹ poprzez dzielenie iloœci molowej wymaganego tlenku przez iloœci molowe, w jakich wystêpuje w rozwa anym surowcu. 36

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw TLENKI SK ADOWE PbO Na 2 O CaO MgO Al 2 B 2 SiO 2 0,35 0,100 0,150 0,100 0,075 0,3 1,15 0,1 0,2 0,1 0,35 0,15 0,1 0,075 0,15 1,0 0,35 0,1 0,15 0,1 0,075 0,3 1,15 SUROWIEC RÓWNO- WA NIKI CZ STECZ- KOWE BORAKS Na 2 O 2B 2 10H 2 O 0,1 KWAS BOROWY H 3 BO 0,1 3 TLENEK O OWIU (minia o³owiowa) Pb 3 O 0,1166 4 WÊGLAN WAPNIA CaCO 0,15 3 WÊGLAN MAGNEZU MgCO 0,1 3 KAOLIN PRA ONY Al2 2SiO 2 KRZEMIONKA SiO 1,0 2 0,075 MASY CZ - STECZKO- WE JEDNOSTKI RECEPTU- WAGOWE RECEPTU- RA % 37

Podręcznik CGR ILOŚĆ MOLI SUROWCA W SKŁADZIE FRYTY Boraks 0,1 Kwas borowy 0,1 Tlenek ołowiu (Minia ołowiowa) 0,1166 Węglan wapnia 0,15 Węglan magnezu 0,1 Kaolin prażony 0,075 SKŁAD MOLOWY MASY SZKLIWA PRZEZNACZONEJ DO MIELENIA W MŁYNIE KULOWYM Fryta do wyliczenia Skaleń potasowy 0,05 Kaolin 0,125 Węglan wapnia 0,15 Tlenek cynku 0,1 Krzemionka 0,8 Krzemionka 1,0 Sk³ad ostatecznie uzyskanego szkliwa, które zostanie poddane mieleniu w m³ynie kulowym, ma postaæ podan¹ w tabeli po prawej stronie. Oprócz fryty, która dostarczy omówionych ju tlenków, źród³ami tlenków s¹ równie : Skaleñ potasowy (0,05 mola), który dostarczy wymagane 0,05 mola K 2 O, jak równie 0,05 mola Al 2 i 0,3 mola SiO 2 Kaolin (0,125 mola), który dostarczy pozosta³e 0,125 mola Al 2, jak równie 0,25 mola SiO 2 Wêglan wapnia (0,15 mola), który dostarczy pozosta³e 0,15 mola CaO Tlenek cynku (0,1 mola), który dostarczy ca³¹ wymagana iloœæ 0,1 mola ZnO Krzemionka (0,8 mola), która dostarczy brakuj¹ce 0,8 mola SiO 2 38

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw W poni szej tabeli wyliczono sk³ad fryty wed³ug przedstawionej metody: SUROWIEC RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE MASY CZĄSTECZKOWE JEDNOSTKI WAGOWE RECEPTURA % Boraks 0,1 381,4 = 38,14 16,5 Kwas borowy 0,1 123,7 = 12,37 5,4 Tlenek ołowiu (minia ołowiowa) 0,1166 685,6 = 79,94 34,7 Węglan wapnia 0,15 100,1 = 15,01 6,5 Węglan magnezu 0,1 84,3 = 8,43 3,6 Kaolin prażony 0,075 222,1 = 16,66 7,2 Krzemionka 1,0 60,1 = 60,10 26,1 230,65 100,0 Aby uwzglêdniæ zawartoœæ fryty w sk³adzie masy szkliwa, trzeba znaæ jej masê cz¹steczkow¹. W tym celu, nale y obliczyæ jej wzór cz¹steczkowy. Aby otrzymaæ wzór cz¹steczkowy, wartoœci ³¹czne w kolumnie RO powinny osi¹gn¹æ jednoœæ, co oznacza, e iloœci molowe poszczególnych tlenków dzielone s¹ przez ³¹czn¹ wartoœæ tlenków zasadowych (0,7). 0,500 PbO 0,143 Na 2 O 0,107 Al 2 1,643 SiO 2 0,214 CaO 0,429 B 2 0,143 MgO 1,000 39

Podręcznik CGR Wzór cz¹steczkowy nale y sprawdziæ pod k¹tem poprawnoœci wedle zasad omówionych powy ej. Poprzez pomno enie liczby tlenków zgodnie ze wzorem przez ich masê cz¹steczkow¹ i zsumowanie uzyskanych wyników, mo na otrzymaæ poszukiwan¹ masê cz¹steczkow¹. TLENKI RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE MASY CZĄSTECZKOWE JEDNOSTKI WAGOWE PbO 0,5 223,2 = 111,60 Na 2 O 0,143 62,0 = 8,87 CaO 0,214 56,1 = 12,00 MgO 0,143 40,3 = 5,76 Al 2 0,107 101,97 = 10,91 B 2 0,429 69,6 = 29,86 SiO 2 1,643 60,1 = 98,74 MASA CZĄSTECZKOWA FRYTY = 277,74 Uzupe³niaj¹c sk³ad masy do produkcji szkliwa, nale y zast¹piæ niewiadom¹ w tabeli sk³adu (patrz powy ej) wartoœci¹ 0,7 mola fryty, jako e jej iloœæ zosta³a przewidziana na 0,7 mola w kolumnie RO tabeli sk³adu. Ostatecznie, nale y podaæ sk³ad masy do produkcji szkliwa poprzez podzielenie iloœci molowej surowców przez ich masy cz¹steczkowe, a nastêpnie wyliczenie sk³adu procentowego. 40

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw SUROWIEC RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE MASY CZĄSTECZKOWE JEDNOSTKI WAGOWE RECEPTURA % Fryta 0,7 277,74 = 194,418 59,7 Skaleń potasowy 0,05 556,66 = 27,833 8,5 Kaolin 0,125 258,1 = 32,262 9,9 Węglan wapnia 0,15 100,1 = 15,015 4,6 Tlenek cynku 0,1 81,4 = 8,140 2,5 Krzemionka 0,8 60,1 = 48,080 14,8 Krzemionka 1,0 60,1 = 60,10 26,1 325,748 100,0 1.6 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury (przy wykorzystaniu teoretycznych wzorów surowców) Zadana jest nastêpuj¹ca receptura szkliwa: Wêglan wapnia (CaC ) 10 Litargit (tlenek o³owiu - PbO) 50 Krzemionka (SiO 2 ) 40 100 Receptura szkliwa obejmuje surowce wyra one w jednostkach wagowych. W celu ustalenia wzoru cz¹steczkowego szkliwa, nale y post¹piæ zgodnie z nastêpuj¹cymi zaleceniami: Nale y sporz¹dziæ tabelê 4-kolumnow¹: Surowiec Jednostki wagowe Masy cz¹steczkowe Równowa niki cz¹steczkowe. 41

Podręcznik CGR Nastêpnie, nale y podzieliæ masê ka dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹ i umieœciæ uzyskan¹ liczbê w kolumnie równowa niki cz¹steczkowe. Liczby widniej¹ce w tej kolumnie wyra aj¹ iloœci molowe odpowiadaj¹ce masom surowców okreœlonych w recepturze szkliwa. SUROWIEC JEDNOSTKI WAGOWE MASY CZĄSTECZKOWE RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE Węglan wapnia 10 100 = 0,1 Litargit (PbO) 50 223 = 0,224 Krzemionka (SiO 2 ) 40 60 = 0,666 100 Nastêpnie, nale y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê o odpowiedniej liczbie kolumn w celu umieszczenia iloœci molowych tlenków uzyskanych z poszczególnych surowców. W ostatnim wierszu, wyliczana jest ³¹czna wartoœæ w poszczególnych kolumnach, jakkolwiek w niniejszym przyk³adzie wyniki s¹ oczywiste, poniewa wykorzystane tworzywa maj¹ prosty sk³ad i ka dy dostarcza jednego tlenku. SUROWIEC RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE Węglan wapnia 0,1 0,1 Litargit (PbO) 0,224 0,224 PbO CaO SiO 2 Krzemionka (SiO 2 ) 0,666 0,666 0,224 0,100 0,666 42

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Na podstawie iloœci molowych tlenków podanych w Tabeli, nale y przyst¹piæ do obliczenia wzoru SEGERA szkliwa. Nale y umieœciæ tlenki w odpowiednich grupach i zsumowaæ tlenki nale- ¹ce do grupy RO (topniki): 0,224 PbO 0,1 CaO 0,324 0,666 SiO 2 Poniewa topniki (RO&R 2 O) musz¹ byæ równe jednoœci, nale y podzieliæ iloœci molowe wszystkich tlenków przez ich sumê (0,324): PbO 0,224 0,324 = 0,691 CaO 0,1 0,324 = 0,309 SiO 2 0,666 0,324 = 2,05 Otrzymamy wzór SEGERA: 0,691 PbO 0,309 CaO 2,05 SiO 2 43

Podręcznik CGR PRZYKŁAD Wyliczanie wzoru SEGERA na podstawie składu (z wyjątkiem skalenia potasowego, użyte zostaną wzory teoretyczne materiałów) Zadany jest nastêpuj¹cy sk³ad masy do produkcji szkliwa: Skaleñ potasowy 45 Kolemanit 10 Talk 10 Dolomit 10 Wêglan wapnia 5 Tlenek cynku 5 Kaolin 5 Krzemionka 30 Dany jest wzór cz¹steczkowy skalenia potasowego, podobnie jak jego masa cz¹steczkowa: 0,74 K 2 O 0,26 Na 2 O 1,026 Al 2 6,34 SiO 2 Masa cz¹steczkowa: 571 W celu dokonania analizy sk³adu, nale y sporz¹dziæ tabelê podobn¹ do tej, któr¹ opracowano na potrzeby poprzedniego przyk³adu: 44

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw SUROWIEC JEDNOSTKI WAGOWE MASY CZĄSTECZKOWE RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE Skaleń potasowy 45 571 = 0,078 Kolemanit 10 206 = 0,048 Talk 10 378 = 0,026 Dolomit 10 184 = 0,054 Węglan wapnia 5 100 = 0,05 Tlenek cynku 5 81 = 0,061 Kaolin 5 258 = 0,019 Krzemionka 30 60 = 0,5 Nastêpnie, nale y sporz¹dziæ kolejn¹ tabelê, wedle instrukcji podanych w poprzednim przyk³adzie, o odpowiedniej liczbie kolumn, aby podaæ iloœci molowe tlenków uzyskanych z poszczególnych tworzyw. W ostatnim wierszu, jak ju wczeœniej zaznaczono, powinny siê znaleźæ ³¹czne wartoœci iloœci tlenków podanych w poszczególnych kolumnach. 45

Podręcznik CGR SUROWIEC PO SKALEÑ POTASOWY 0,74 K 2 O 1,026 Al2 6,34 SiO 2 0,26 Na 2 O KOLEMANIT CaO 1½ B 2 5H 2 O RÓWNOWA NIKI CZ STECZKOWE K 2 O Na 2 O CaO MgO ZnO Al 2 B 2 SiO 2 0,078 0,057 0,02 0,079 0,494 0,048 0,048 0,072 TALK 3MgO 4SiO 2 H 2 O 0,026 0,078 0,104 DOLOMIT CaCO 3 MgCO 0,054 0,054 0,054 3 WÊGLAN WAPNIA CaCO 0,05 0,05 3 TLENEK CYNKU ZnO 0,061 0,061 KAOLIN 0,019 0,019 0,038 Al2 2SiO 2H O 2 2 KRZEMIONKA SiO 0,5 0,5 2 0,057 0,02 0,152 0,132 0,061 0,098 0,072 1,136 46

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Tlenki nale y umieœciæ we w³aœciwych grupach, a nastêpnie zsumowaæ zawartoœci molowe topników: 0,057 K 2 O 0,020 Na 2 O 0,098 Al 2 1,136 SiO 2 0,152 CaO 0,072 B 2 0,132 MgO 0,061 ZnO 0,422 W ostatnim kroku, iloœci molowe tlenków nale y podzieliæ przez sumê iloœci molowych topników, przy czym ³¹czna wartoœæ topników wynosi 1, a otrzymany wzór SEGERA jest równy: 0,135 K 2 O 0,047 Na 2 O 0,23 Al 2 2,69 SiO 2 0,360 CaO 0,17 B 2 0,312 MgO 0,144 ZnO 1,000 47

Podręcznik CGR 1.7 Poszczególne kroki obliczania wzoru Segera na podstawie receptury 1. Nale y podzieliæ masê ka dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹. 2. Nale y sporz¹dziæ tabelê zawieraj¹c¹ odpowiedni¹ liczbê wierszy i kolumn w celu zamieszczenia: nazw tworzyw, iloœci molowych tworzyw i iloœci molowych tlenków zawartych w ka dym z tworzyw (jak w przyk³adzie powy ej). 3. Nastêpnie, nale y podzieliæ iloœci molowe ka dego tlenku figuruj¹cego we wzorze cz¹steczkowym poszczególnych tworzyw poprzez umieszczenie we w³aœciwych kolumnach. 4. Nale y zsumowaæ iloœci molowe tlenków w poszczególnych kolumnach. 5. Nale y umieœciæ iloœci molowe tlenków w odpowiednich grupach, a nastêpnie zsumowaæ topniki. 6. W ostatniej kolejnoœci, nale y uzyskaæ wzór cz¹steczkowy poprzez podzia³ iloœci molowej tlenków przez ³¹czn¹ wartoœæ topników, tak by wartoœæ w kolumnie RO wynosi³a 1, a tlenki z dwu pozosta³ych grup (R 2 RO 2 ) by³y wyra one jako proporcje w stosunku do wartoœci z tej kolumny. 48

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PRZYKŁAD Złożony - wyliczanie wzoru na podstawie składu (podano skład procentowy wszystkich materiałów) Nale y przeanalizowaæ wysokotemperaturowe (1260 1280 C) szkliwo przezroczyste o nastêpuj¹cym sk³adzie procentowym: skaleñ potasowy 48,6 dolomit 9,3 wêglan wapnia 7,7 kaolin 11,3 krzemionka 23,1 Dotychczas w celach edukacyjnych w obliczeniach stosowano teoretyczne wzory tworzyw. Tytu³em ilustracji: kaolin Al 2 2SiO 2 2H 2 O Mcz 258,1 wêglan wapnia CaC Mcz 100,1 skaleñ potasowy K 2 O Al 2 6H 2 O Mcz 556,5 dolomit CaC MgC Mcz 184,4 krzemionka SiO 2 Mcz 60,1 Jednak e wiêkszoœæ tworzyw ceramicznych pochodzi ze z³ó kopalnych i nie odznacza siê idealn¹ czystoœci¹, gdy zawiera niewielkie domieszki ró nych minera³ów lub/i tlenków. W efekcie ich rzeczywiste wzory cz¹steczkowe wykazuj¹ znaczn¹ zmiennoœæ i odbiegaj¹ w wiêkszym lub mniejszym stopniu od wzoru teoretycznego. 49

Podręcznik CGR W tabeli podano sk³ady procentowe materia³ów u ytych w powy szej recepturze. SUROWIEC STRATA PRAŻENIA (SP) K 2 O Na 2 O CaO MgO Al 2 O3 SiO 2 RAZEM SKALEŃ POTASOWY 0,65 11,10 2,50 0,20 0,10 19,45 66,00 100 DOLOMIT 47,01 0,07 0,13 31,20 21,20 0,15 0,24 100 WĘGLAN WAPNIA 44,35 55,09 0,25 0,12 0,19 100 KAOLIN 12,99 0,86 0,74 0,78 0,11 38,06 46,46 100 KRZEMIONKA (SiO 2 ) 0,97 0,05 0,05 1,01 0,36 97,56 100 Warto zaznaczyæ, e sk³adniki materia³ów, które przechodz¹ w stan lotny podczas wypalania, wliczane s¹ do straty pra enia i nie s¹ uwzglêdniane w obliczeniach. Jak mo na stwierdziæ na podstawie analizy tabeli powy ej, tworzywa takie jak dolomit i wêglan wapnia wykazuj¹ wysok¹ wartoœæ SP ze wzglêdu na wysok¹ zawartoœæ wêglanów. Tak e kaolin odznacza siê wysokimi stratami pra enia. Zawiera bowiem znaczne iloœci H 2 O, która odparowuje podczas wypalania. KROK 1 Nale y pomno yæ masê ka dego tlenku z receptury przez masê surowca przewidzian¹ w produkcji szkliwa i podzieliæ uzyskany wynik przez 100. W tym celu nale y zastosowaæ powszechnie znane równanie. 50

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PRZYK AD: Aby ustaliæ, ile K 2 O zawartego w skaleniu potasowym zostanie dodana do masy w 48,6 gramach tego surowca, trzeba rozwi¹zaæ poni sz¹ proporcjê: W 100 gramach skalenia znajduje siê 11,10 gramów K 2 O. Jaka iloœæ K 2 O znajdzie siê w 48,6 grama skalenia? 100 11,10 48,6 X X = (11,10 x 48,6) : 100 itp. Postêpuj¹c podobnie z wartoœciami podanymi dla ka dego surowca do produkcji szkliwa, otrzymuje siê nastêpuj¹ce wyniki: SKALEŃ POTASOWY K 2 O 11,10 x 48,6 : 100 = 5,395 Na 2 O 2,50 x 48,6 : 100 = 1,215 CaO 0,20 x 48,6 : 100 = 0,097 MgO 0,10 x 48,6 : 100 = 0,049 Al 2 19,45 x 48,6 : 100 = 9,453 SiO 2 66,00 x 48,6 : 100 = 32,076 WĘGLAN WAPNIA CaO 55,09 x 7,7 : 100 = 4,242 MgO 0,25 x 7,7 : 100 = 0,019 Al 2 0,12 x 7,7 : 100 = 0,009 SiO 2 0,19 x 7,7 : 100 = 0,015 51

Podręcznik CGR KRZEMIONKA K 2 O 0,05 x 23,1 : 100 = 0,012 Na 2 O 0,05 x 23,1 : 100 = 0,012 CaO 1,01 x 23,1 : 100 = 0,233 Al 2 0,36 x 23,1 : 100 = 0,083 SiO 2 97,56 x 23,1 : 100 = 22,536 DOLOMIT K 2 O 0,07 x 9,3 : 100 = 0,007 Na 2 O 0,13 x 9,3 : 100 = 0,012 Ca1,2 x 9,3 : 100 = 2,902 MgO 21,2 x 9,3 : 100 = 1,972 Al 2 0,15 x 9,3 : 100 = 0,014 SiO 2 0,24 x 9,3 : 100 = 0,022 KAOLIN K 2 O 0,86 x 11,3 : 100 = 0,097 Na 2 O 0,74 x 11,3 : 100 = 0,084 CaO 0,78 x 11,3 : 100 = 0,088 MgO 0,11 x 11,3 : 100 = 0,012 Al 2 38,06 x 11,3 : 100 = 4,301 SiO 2 46,46 x 11,3 : 100 = 5,25 W odpowiednich kolumnach nale y wpisaæ iloœci tlenków, a nastêpnie zsumowaæ iloœci wagowe poszczególnych tlenków. 52

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw SUROWIEC K 2 O Na 2 O CaO MgO Al 2 SiO 2 SKALEŃ POTASOWY 5,395 1,215 0,097 0,049 9,453 32,067 DOLOMIT 0,007 0,012 2,902 1,972 0,014 0,022 WĘGLAN WAPNIA 4,242 0,019 0,009 0,015 KAOLIN 0,097 0,084 0,088 0,012 4,301 5,250 KRZEMIONKA (SiO 2 ) 0,012 0,012 0,233 0,083 22,536 5,511 1,323 7,562 2,052 13,860 59,899 KROK 2 Nastêpnie, nale y podzieliæ sumy wartoœci w poszczególnych kolumnach (masy) przez masy cz¹steczkowe tlenków. Tym sposobem, ustalone zostanie jakie iloœci molowe odpowiadaj¹ obliczonej masie tlenków. SUROWIEC JEDNOSTKI WAGOWE MASY CZĄSTECZKOWE RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE K 2 O 5,511 : 94,2 = 0,059 Na 2 O 1,323 : 61,98 = 0,021 CaO 7,562 : 56,08 = 0,135 MgO 2,052 : 40,31 = 0,051 Al 2 13,860 : 101,96 = 0,136 SiO 2 59,899 : 60,09 = 0,997 53

Podręcznik CGR Tlenki nale y uporz¹dkowaæ wed³ug grup RO&R 2 O - R 2 - RO 2, a topniki (RO&R 2 O) zsumowaæ: 0,059 K 2 O 0,021 Na 2 O 0,136 Al 2 0,997 SiO 2 0,135 MgO 0,051 ZnO 0,266 W ostatnim kroku, nale y podzieliæ iloœci molowe tlenków przez uzyskane sumy topników (0,266), przy czym ³¹czna wartoœæ wagowa topników powinna osi¹gn¹æ 1, a wzór SEGERA powinien przedstawiaæ siê nastêpuj¹co: 0,221 K 2 O 0,079 Na 2 O 0,511 Al 2 3,748 SiO 2 0,508 MgO 0,192 ZnO 1,000 54

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw PRZYKŁAD Złożony - wyliczanie wzoru Segera na podstawie składu (podano wzory cząsteczkowe surowców) Dany jest nastêpuj¹cy sk³ad wagowy szkliwa: Wêglan o³owiu 60 Pegmatyt 30 Fryta alkaliczna 15 Znane s¹ równie wzory cz¹steczkowe materia³ów: PEGMATYT 0,66 K 2 O+Na 2 O 1,25 Al 2 10 SiO 2 0,33 CaO Mcz 798,40 FRYTA ALKALICZNA 0,6 K 2 O+Na 2 O 0,05 Al 2 2,79 SiO 2 0,4 CaO Mcz 238,88 Nale y podzieliæ masê ka dego surowca przez jego masê cz¹steczkow¹ i umieœciæ uzyskan¹ liczbê w kolumnie równowa niki cz¹steczkowe. 55

Podręcznik CGR SUROWIEC JEDNOSTKI WAGOWE MASY CZĄSTECZKOWE RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE WĘGLAN OŁOWIU 2PbC Pb(OH) 2 60 : 775,61 = 0,077 PEGMATYT 0,66 K 2 O+Na 2 O 1,25 Al 2 30 : 798,4 = 0,038 10 SiO 2 0,33 CaO FRYTA ALKALICZNA 0,6 K 2 O+Na 2 O 0,05 Al 2 2,79 SiO 2 0,4 CaO+MgO 15 : 238,88 = 0,063 105 Nastêpnie, nale y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê: SUROWIEC MOLE PbO K 2 O+Na 2 O CaO+MgO Al 2 SiO 2 WĘGLAN OŁOWIU 2PbC Pb(OH) 2 0,077 0,231 0,077 X 3 PEGMATYT 0,66 K 2 O+Na 2 O 1,25 Al 2 10 SiO 2 0,33 CaO FRYTA ALKALICZNA 0,6 K 2 O+Na 2 O 0,05 Al 2 2,79 SiO 2 0,4 CaO+MgO 0,038 0,063 0,025 0,038 X 0,66 0,38 0,063 X 0,6 0,13 0,038 X 0,33 0,025 0,063 X 0,4 0,048 0,038 X 1,25 0,003 0,063 X 0,05 0,38 0,038 X 10 0,176 0,063 X 2,79 Suma 0,231 0,063 0,038 0,051 0,556 56

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw Nale y umieœciæ iloœci moli tlenków w odpowiednich grupach i zsumowaæ iloœci topników: 0,231 PbO 0,063 K 2 O+Na 2 O 0,051 Al 2 0,556 SiO 2 0,038 CaO+MgO 0,332 Postêpuj¹c w omówiony sposób, nale y podzieliæ masê ka dego tlenku przez ³¹czn¹ wartoœæ wagow¹ topników (0,332), aby uzyskaæ prawid³owy wzór SEGERA: 0,696 PbO 0,190 K 2 O+Na 2 O 0,154 Al 2 1,67 SiO 2 0,114 CaO+MgO 1.8 Obliczanie wzoru Segera na podstawie receptury Dana jest nastêpuj¹ca receptura szkliwa: SiO 2 46,5 Al 2 14,6 TiO 2 3,1 Fe 2 11,8 CaO 9,5 MgO 5,0 K 2 O 1,6 Na 2 O 2,5 94,6 57

Podręcznik CGR Nale y sporz¹dziæ nastêpuj¹c¹ tabelê i, w standardowy sposób, podzieliæ masê tlenków przez ich masy cz¹steczkowe, aby uzyskaæ ich równowa - niki cz¹steczkowe. TLENKI JEDNOSTKI WAGOWE MASY CZĄSTECZKOWE RÓWNOWAŻNIKI CZĄSTECZKOWE SiO 2 46,5 : 60 = 0,775 Al 2 14,6 : 102 = 0,143 TiO 2 3,1 : 80 = 0,039 Fe 2 11,8 : 160 = 0,074 CaO 9,5 : 56 = 0,170 MgO 5,0 : 40 = 0,125 K 2 O 1,6 : 94 = 0,017 Na 2 O 2,5 : 62 = 0,040 Nale y umieœciæ iloœci moli tlenków we w³aœciwych grupach: 0,017 K 2 O 0,040 Na 2 O 0,143 Al 2 0,556 SiO 2 0,170 CaO 0,074 Fe 2 0,039 TiO 2 0,125 MgO 0,352 Nale y podzieliæ masê ka dego tlenku przez ³¹czn¹ wartoœæ wagow¹ topników (0,352), aby uzyskaæ wzór SEGERA: 0,048 K 2 O 0,114 Na 2 O 0,406 Al 2 2,202 SiO 2 0,483 CaO 0,210 Fe 2 0,111 TiO 2 0,355 MgO 1,000 58

Zastosowanie wzoru SEGERA do obliczania składu szkliw 1.9 Obliczanie wartości przelicznika i straty prażenia surowca na szkliwo Przelicznik podaje iloœæ tlenków wyra on¹ w molach zawartych w zestawie do topienia. Strata pra enia (SP) oznacza iloœæ surowca, wyra on¹ w molach, tracon¹ podczas wypalania. PRZYK AD: Obliczyæ wartoœæ przelicznika dla boraksu Na 2 O 2B 2 10H 2 O Masa cz¹steczkowa boraksu wynosi 381,42 a sk³adowe tlenki, które podlegaj¹ stopieniu zawarte s¹ w Na 2 O 2B 2, zwanym boraksem kalcynowanym lub bezwodnym boraksem o masie cz¹steczkowej 201,20. OBLICZENIA: Na podstawie wspomnianych danych mo na z ³atwoœci¹ obliczyæ iloœæ molow¹ bezwodnego boraksu, znajduj¹cego siê w 1 molu boraksu. 381,42 1 mol 201,20 X X = 201,20 x 1 : 381,42 = 0,527 mola Odejmuj¹c 0,527 od 1, mo na uzyskaæ 0,473, co oznacza, e strata pra enia boraksu wynosi 0,473 mola lub 47,3%. Dwa dalsze proste obliczenia prowadz¹ do uzyskania iloœci molowych Na 2 O i B 2, stanowi¹cych przeliczniki dla danych tlenków. 59

Podręcznik CGR Boraks bezwodny, jak ju zosta³o wspomniane, ma masê cz¹steczkow¹ równ¹ 201,20 i sk³ada siê z: Na 2 O (o masie cz¹steczkowej = 62) i 2B 2 Mcz tlenku B 2 wynosi 69,6, wiêc jego zawartoœæ w boraksie wynosi: 2(B 2 ) = 69,6 x 2 Czyli: 62 + (2 x 69,6) = 201,20. Po dokonaniu wyliczeñ, otrzymujemy nastêpuj¹ce wyniki: a) 381,42 1 mol 62 X X = 62 : 381,42 = 0,162 mola Na 2 O, stanowi¹cy przelicznik tlenku b) 381,42 1 mol (69,6 x 2) X X = (69,6 x 2) : 381,42 = 0,365 mola B 2, stanowi¹cy jego przelicznik Podsumowuj¹c: 1 mol boraksu wykorzystany do produkcji szkliwa, dostarcza do stopienia 0,162 mola Na 2 O i 0,365 mola B 2, razem 0,527 mola. Jednoczeœnie, wykazuje stratê pra enia wysokoœci 0,473 mola lub 47,3%. 60