Contenida en la mayor parte de las rocas, la slice ( exactamente: dixido silcico: SiO2 ) se presenta en forma ms o menos p

Introduccin

MTODOS GRAVIMTRICOS DE ANLISIS

Los mtodos gravimtricos, los cuales se basan en las mediciones de masa, son principalmente, de dos tipos. En los mtodos de precipitacin, el analito es convertido a un precipitado escasamente soluble. Ms tarde el precipitado se filtra, se lava para eliminarle impurezas, se convierte mediante el tratamiento trmico adecuado en un producto de composicin conocida.

La adicin de amoniaco hace que todo el calcio en la muestra precipite como oxalato de calcio. La reaccin es:

El crisol con el precipitado se enfra, se pesa y por diferencia, se determina la masa de xido de calcio. As, el contenido de calcio en la muestra se calcula.

En los mtodos de volatilizacin, el analito o sus productos de descomposicin se volatilizan a una temperatura adecuada. El producto voltil se recoge y se pesa, o alternativamente, se determina de manera indirecta la masa del producto por la prdida de masa en la muestra. El ejemplo de un procedimiento gravimtrico de volatilizacin es la determinacin del contenido de carbonato cido de sodio en tabletas anticidas. Una muestra de tabletas finamente molidas se pesa y se trata con cido sulfrico para convertir el carbonato cido de sodio a dixido de carbono:

Fundamentos TericosPropiedades de los Precipitados y de los Reactivos Precipitantes

De manera ideal, un agente precipitante debera reaccionar especficamente, o al menos selectivamente, con el analito. Son raros los reactivos especficos que reaccionan slo con una especie qumica. Los reactivos selectivos, que son ms comunes, reaccionan con un nmero limitado de especies. Adems de la especificidad selectividad, el reactivo precipitante ideal reaccionara con el analito para dar un producto tal que:

1. Sea fcilmente filtrante y lavable para quedar libre de contaminantes;

2. Tenga una solubilidad lo suficientemente baja para que las prdidas del analito durante la filtracin y el lavado sean despreciables;

3. No reaccione con componentes atmosfricos;

4. Tenga una composicin conocida despus de secar o de calcinar, si fuera necesario.

Hay pocos reactivos que producen precipitados con todas estas propiedades deseables.

Precipitados coloidales :

Las suspensiones coloidales normalmente son estables durante periodos indefinidos y no se usan como tal en el anlisis gravimtrico, ya que sus partculas son muy pequeas y no se filtran con facilidad. Por suerte, mediante calentamiento, agitacin o adicin de un electrolito se puede reducir la estabilidad de la mayora de estas suspensiones.

Tratamiento prctico de los precipitados coloidales :

Los coloides precipitan mejor de soluciones calientes que se agitan y que contiene suficientes electrolitos para asegurar la coagulacin. Con frecuencia mejora la filtracin de un coloide coagulado si se le permite reposar durante una hora o ms en la solucin caliente de la cual se form. Durante este proceso, conocido como digestin, el precipitado parecer perder el agua dbilmente unidad, y el resultado es una masa ms densa que se filtra con mayor facilidad.

Precipitados cristalinos :

Por lo comn, los precipitados cristalinos se filtran ms fcilmente que los coloides coagulados. An ms el tamao de las partculas cristalinas individuales y por lo tanto, su capacidad de filtracin pueden controlarse en cierta medida.

Mtodos para mejorar el tamao de las partculas y su filtracin :

La digestin de los precipitados cristalinos (sin agitacin), qu ocurre poco tiempo despus de su formacin, produce un producto ms puro y de mejor filtrado. La mejora filtrabilidad se debe a la disolucin y recristalizacin del slido que se produce continuamente y a notable velocidad a elevadas temperaturas. La recristalizacin se debe aparentemente a la formacin de puentes entre partculas adyacentes, un proceso que origina agregados cristalinos ms grandes y ms fciles de filtrar.

Silicio: Si(A=28,09,Z=14)

Observando en 1773 que el cido fluorhdrico ataca a la slice considerada hasta aquel momento como una sustancia elemental, SCHEELE abri el camino que condujo al descubrimiento y estudio del silicio.

BERZELIUS consigui demostrar que la slice era un oxido ; posteriormente, calentando el fluoruro de silicio con potasio, aisl el nuevo metaloide (1882)Estado Natural: El silicio no se encuentra en estado libre ; en forma de oxido ; el anhdrido silicico o de sus sales, los silicatos , es uno de los constituyentes mas abundantes de la corteza terrestres le encuentra tambin en los tejidos animales y principalmente en lo s conjuntivos

Obtencin : puede prepararse el silicio por reduccin de su oxido o de sus haluros . la reduccin del anhdrido silicico tiene lugar a temperaturas elevadas por accin de metales tales como el magnesio y el aluminio o bien por accin del carbono : en este ultimo caso la reaccin que se lleva a cabo en un horno elctrico , pasa por la fase intermedia de formacin de carburo de silicio ; producindose finalmente silicio fundido :

SiO2 + 2Mg 2MgO + Si

SiO2 + 3C 2CO + SiC

SiO2 + 2SiC 2CO + 3i

El silicio puede obtenerse igualmente a temperatura elevada por reduccin del tetracloruro de silicio o del fluosilicato potsico mediante los metales alcalinos.

SiCl4 + 4K 4KCL + Si

K2SiK6 + 4K 6KF + Si

En las diversas reacciones se obtiene silicio amorfo

Puede obtenerse silicio cristalizado mediante reduccin de los fluosilicatos por los metales alcalinos o por el aluminio en presencia de cine metlico fundido; el silicio liberado se disuelve en el cine y cristaliza por enfriamiento; puede separarse con facilidad por disgregacin del disolvente metlico (el cine) mediante cido clorhdrico.

PROPIEDADES:

El silicio amorfo se presenta en forma de un polvo pardo, insoluble en el agua, que funde a 1420C y se volatiliza en el horno elctrico. En realidad es una variedad microcristalina; se obtiene cristales microscpicos por disolucin de este polvo pardo en algunos metales fundidos (Al,Zn,Ag,Su) y enfriamiento posterior de la disolucin. Con otros metales, tales como el magnesio, se combina dando lugar a la formacin de siliciuros.El silicio cristalizado es de color gris pizarra y conduce la electricidad como el grafito, del que se distingue, sin embargo, por su elevada dureza (7); adopta formas bastantes diferentes segn sea su mtodo de obtencin, presentndose en general cristalizado en el sistema cbico y particularmente en formas octadricas. Su red cristalina es la del diamante.

El silicio no reacciona directamente con el hidrgeno.

Se combina con los halgenos dando lugar a la formacin de compuestos del tipo SiX; con el flor la reaccin se realiza ya a la temperatura ordinaria y con incandescencia; el cloro, el bromo y el yodo no reaccionan a temperatura elevada.El silicio, tiene una afinidad considerable para el oxgeno; por calefaccin en el aire arde con incandescencia transformndose en SiO2.Se combina con el azufre a 600C, con incandescencia, formndose un sulfuro. A temperatura elevada (1000C), se combina con el nitrgeno dando un nitruro.

Se combina con el carbono en el horno elctrico y se forma un carburo SiC, llamado carborundo.

Con el vapor de agua reacciona a la temperatura del rojo vivo desprendindose hidrgeno:

>600C Si+ 2H2O SiO2 + 2H2Los cidos ntrico, sulfrico y clorhdrico no ejercen accin alguna sobre el slicio, que se disuelve, por el contrario en cido fluorhdrico en forma de fluoruro. Las lejas alcalinas, concentradas y calientes, disuelven con facilidad al elemento desprendindose hidrgeno a la vez que se forman silicatos:

Si + 2KOH + H2o K2SiO3 + 2H2 El silicio cristalizado presenta las mismas propiedades qumicas que el silicio amorfo, si bien las reacciones que tienen lugar son menos violentas. No existe entre ambas variedades sino una diferencia entre su gado de reaccionabilidad.

APLICACIONES :

Se emplea para modificar la dureza y resistencia en las fundiciones (ferroslicio: 5 a 12 por ciento Si; silicomanganeso) de los aceros y los bronces.

Se emplea tambin como reductor en metalurgia (desoxidante) para eliminar en el hierro las ltimas trazas de xido.Dixido de silicio :La forma cristalina ms comn del dixido de silicio, SiO2 comnmente llado slice, es el mineral cuarzo. Casi toda la arena se compone de partculas de slice que normalmente contienen impurezas como xidos de hierro, por ejemplo. Es interesante sealar que el dixido de carbono y el dixido de slicio comparten el mismo tipo de frmula, pero sus propiedades son muy diferentes. El dixido de carbono es un gas incoloro a temperatura ambiente, mientras que el dixido de slicio slido funde a 1600C y hierve a 2230C. La diferencia de punto de ebullicin se debe a factores relacionados con los enlaces. El dixido de carbono se compone de unidades moleculares pequeas, triatmicas y no polares, cuya pequesima atraccin mutua se debe a las fuerzas de dispersin. En cambio, el dixido de silicio contiene un sistema de enlaces covalentes silicio oxgeno en una red molecular gigante. Cada tomo de silicio est unido a cuatro tomos de oxgeno, y cada tomo de oxgeno est ligado a dos tomos de silicio, una disposicin congruente con la estequiometra SiO2 del compuesto.El enlace sencillo carbonooxgeno (energa del enlace C-O = 358kJ*mol-1), es mucho ms dbil que el doble enlace carbono-oxgeno (energa del enlace C=O=799kJ*mol-1),). Por tanto, la formacin de un enlace P - P. entre los tomos de carbono y de oxgeno duplica sobradamente la fortaleza del enlace. Por tanto, desde el punto de vista energtico es ms favorable formar dos dobles enlaces c=O que cuatro enlaces sencillos C-O, lo cual sera anlogo a la estructura del dixido de silicio, A la inversa, de la catenacin, los enlaces sencillos silicio oxgeno en realidad tienen carcter de doble enlace parcial a consecuencia del traslape de los orbtales. cacios de silicio con los orbtales P llenos de oxgeno.

A causa de estos enlaces deslocalizados, la energa de enlace que no son mucho mayores que las energas de los enlaces sencillos correspondientes (debido a un pobre traslapo P - P. Por consiguiente, en el caso del silicio, cuatro enlaces sencillos (con carcter de enlace mltiple parcial), son por mucho preferibles a dos dobles enlaces convencionales.

El dixido de silicio es muy poco reactivo, slo reacciona con el cido fluorhdrico (o con flor hmedo) y con el hidrxido de sodio fundido. La reaccin con el cido fluorhdrico se utiliza para grabar diseos en el vidrio:

SiO2(s) + 6 HF (ac) SiF6 2- (ac) + 2 H2 o (l)SiO2(s) + 2NaOH (I) Na2sio2 (s) + H2o (g)

El dixido de silicio se utiliza principalmente como material ptico. Es duro, resistente y transparente a la luz visible y ultravioleta, y su coeficiente de expansin es muy pequeo. Por tanto, las lentes construidas de este material no se comban con los cambios de temperatura.

Gel de slice: El gel de slice es una forma hidratada de dixido de silicio SiO2xH2O. Se utiliza como desecante (agente secante) en el laboratorio y tambin para mantener secos los aparatos electrnicos incluso medicamentos de patente. SLICE (para elaboracin de cementos)Contenida en la mayor parte de las rocas, la slice ( exactamente: dixido silcico: SiO2 ) se presenta en forma ms o menos pura : como cuarcita, arena de cuarzo, arenisca, etc.

En esta forma la slice es un material muy resistente; completamente insoluble en agua, resistente al ataque de los cidos con excepcin del cido fluorhdrico. Bajo la accin del calor, sufre diversas transformaciones en su forma cristalina, proceso que va acompaado en parte, de una notable variacin en volumen. S in embargo, qumicamente no sufre alteracin alguna. Al alcanzar unos 1.900 C se funde, y al enfriarse endurece constituyendo una masa vtrea, conocida como vidrio de cuarzo. Este material permite fcilmente el paso de los rayos ultravioleta, por lo cual se le emplea en los aparatos clnicos de Radiaciones solares artificiales. El vidrio de cuarzo es adems extremadamente resistente a las variaciones de temperatura. Un crisol de vidrio de cuarzo que se encuentre a elevada temperatura (incandescencia) puede enfriarse bruscamente con agua sin que sufra dao alguno, pues su dilatacin al calentarse y su contraccin al enfriarse son mnimas.

En forma de cuarzo el slice puede considerarse como una substancia inerte, poco reactiva, pero cuando se encuentra en otras de sus formas, no puede aplicrsele esta misma calificacin.

Sin embargo tambin la slice en forma de cuarzo deja de ser inerte y reacciona qumicamente cuando se la somete a temperatura elevada. Por ejemplo, las soluciones fuertemente bsicas, como la potasa o la sosa custica, a temperatura elevada pueden combinarse con la slice para integrar compuestos que son solubles en agua. Este proceso se aplica a escala industrial en la fabricacin del vidrio soluble, lquido viscoso y transparente que emplean las amas de casa para la conservacin de los huevos, y que tiene en la industria mltiples empleos, por ejemplo, para producir adhesivos, o bien revestimientos protectores ignfugos para los materiales combustibles, aglutinantes o mastiques de alta resistencia al ataque qumico, etc.

Dado que los compuestos de cal y de slice son difcilmente solubles, debe producirse un precipitado cuando mezclamos una solucin que contiene slice con otra que contiene cal. En la mayor parte de las reacciones por precipitacin, aun en aquellas en que se emplean fuertes concentraciones, el producto de la precipitacin se separa ms o menos rpidamente y se deposita en el fondo del recipiente.

La precipitacin de los silicatos clcicos presenta en cambio condiciones diferentes: en este caso al mezclarse las dos soluciones se forma un cuerpo slido. Naturalmente la resistencia no es elevada, sino que se trata de una masa gelatinosa que posee, sin embargo, cierta resistencia a al traccin y cierta adherencia, de tal modo que podemos levantar el vaso de precipitado con todo su contenido, simplemente mediante la varilla de vidrio que sujetamos con las manos.

Se trata de un proceso que el qumico llama formacin de gel, entendindose por tal denominacin una masa compacta integrada por partculas coloidales.

Se entiende por substancia coloidal aquella cuyos componentes tiene dimensiones comprendidas entre el tamao molecular y aquella que puede ser an visible mediante el microscopio, se trata pues de partculas extremadamente pequeas hasta el punto que pueden permanecer en suspensin lquida durante un tiempo casi ilimitado. Esta caracterstica se debe a que su superficie especfica es extraordinariamente grande.

LAS CALES HIDRULICAS

Estos hidrosilicatos clcicos o silicatos clcicos hidratados, cuya formacin observamos en nuestro experimento con silicato sdico, son con margen muy amplio- los exponentes ms importantes del fenmeno del endurecimiento hidrulico. En comparacin, los compuestos coloidales hidratados de cal y almina: los hidratos del aluminato clcico, presentan una importancia menor, excepto en el caso del cemento aluminoso.

Podemos decir tambin que el producto silcito del endurecimiento de los cementos hidrulicos es substancialmente siempre el mismo, cualquiera que sea el proceso empleado en su fabricacin.

Este proceso puede ejecutarse en dos formas: haciendo reaccionar recprocamente y en presencia del agua, el hidrato clcico con una preparacin apropiada de slice, lo cual corresponde a la va fra segn la cual endurecen las cales puzolnicas; o bien mediante coccin a elevada temperatura y formacin de silicatos clcicos.

Las cales puzolnicas

En el caso de que la obtencin de los hidrosilicatos clcicos deba hacerse por va fra, a partir del hidrato clcico y de la slice, sta debe estar presente en forma activa. Su actividad ser mxima cuando se trate de slice soluble, como por ejemplo en el silicato sdico. La tcnica de la construccin slo dispone de experiencia escasa en la fabricacin de cementos a base de silicato sdico. Afortunadamente la slice reacciona con el hidrato clcico.

En general la slice activa es soluble en los cidos hasta cierto grado, pero lo es ms an en la lejas. Frecuentemente an cuando no siempre la slice activa se encuentra en forma hidratada, como en el caso del trass.

Las cales hidrulicas calcinadas

Recurriendo a una manufactura a temperatura elevada, se elimina el tener que depender de la actividad de la slice a fin de lograr su combinacin con la cal. Por ejemplo, una mezcla de un 48% de CaO y un 52% de SiO2 se funde aproximadamente a 1.450C , con produccin de silicato monoclcico (CaO . SiO2); esto puede lograrse incluso empleando arena de cuarzo considerada como inactiva.

El silicato monoclcico es soluble en los cidos, pero es prcticamente resistente al agua, lo cual se demuestra por la existencia en la frmula indiada. Mas cuando se trata de compuestos de mayor contenido de cal, los resultados son distintos. El silicato biclcico (2CaO . SiO2) constituido aproximadamente por un 65% de cal y un 35% de slice, es capaz de absorber agua de hidratarse y de transformarse en hidrosilicato clcico coloidal, segn la frmula:

2 (2 CaO . SiO2) + 4 H2O ( 3 CaO . 2 SiO2 . 3 H2O + Ca(OH)2

Se produce as un disilicato triclcico hidratado, nuestra cola mineral, mientras simultneamente se pone en libertad una pequea cantidad de hidrato clcico.

Debido a las dificultades que es encuentran para que se verifique la reaccin en fase slida, en el proceso industrial de coccin los componentes deseados no alcanzan el grado hasta el cual podran llegar tericamente. Por lo tanto en el producto calcinado permanecen sin formar compuestos, elementos de los componentes cidos tales como: slice, almina y xido frrico (designados como factores hidrulicos por el qumico del cemento), as como tambin cantidades correspondientes a los componentes bsicos, o sea cal, como CaO libre. Aun en las condiciones ms propicias de reaccin, resulta que los porcentajes de cal viva finamente subdividida son importantes en la mayor parte de las cales hidrulicas calcinadas, por lo cual al agregarles una cantidad de agua exactamente determinada, se convierten gradualmente en un polvo blanco, aunque de manera mucho menos enrgica que con la cal grasa viva.

El cemento

Es un polvo fino obtenido a partir de arcilla, arena y caliza, principalmente. La arcilla y la arena aportan silicio(Si), aluminio(Al) e hierro(Fe) y la caliza aporta el calcio(Ca).

Estos elementos qumicos en forma de xidos y en proporciones adecuadas(xido de calcio, CaO, slice, SiO2, xido de aluminio, Al2O3 y xido frrico, Fe2O3), reaccionan en el horno a alta temperatura(1500C) dando lugar a una mezcla de silicatos de calcio y aluminatos de hierro y calcio, que constituyen los compuestos principales del cemento. El cemento mezclado con el agua, arena y grava origina el hormign

EL CEMENTO PORTLAND

Caractersticas y fabricacin

En contraste con las cales hidrulicas el cemento Portland endurece ms rpidamente y alcanza resistencia notablemente ms elevada. Estas caractersticas se deben fundamentalmente a una combinacin cal-slice que no se presenta en las cales hidrulicas: el silicato triclcico (3 CaO SiO2) que constituye el silicato ms rico en cal que es posible obtener. La enrgica reaccin del silicato triclcico con el agua, indica que se trata de un compuestos muy inestable. En efecto, su fabricacin empleando componentes puros (aproximdamente 74% CaO y 26% SiO2) presenta dificultad aun en el laboratorio. A la temperatura de unos 1.250 C esta combinacin no puede efectuarse en absoluto. Una mezcla de cal y slice sometida a la temperatura indicada, producir slo silicato diclcico y cal viva, es decir, un material que corresponde ms o menos a la cal hidrulica. Mediante un calentamiento ulterior, se produce gradualmente la formacin del silicato triclcico. Este proceso se desarrolla, como reaccin en fase slida, lenta y parcialmente. Para la obtencin del silicato triclcico, no es posible emplear el mismo procedimiento que empleamos en el laboratorio en el caso del silicato diclcico, o sea un aceleramiento de la reaccin mediante la fusin de la mezcla.

Es claro que un procedimiento de laboratorio como el anterior, no puede trasladarse a escala industrial para la fabricacin del cemento. Por fortuna esto no es necesario.

La caracterstica primordial del cemento Portland que lo distingue de las cales hidrulicas y de las cales puzolnicas, es que contiene silicato triclcico, producto que se obtiene de la calcinacin, hasta la sinterizacin de la mezcla rica en cal, la cual adems de slice contiene tambin almina y normalmente xido frrico. Entendindose por sinterizacin una fusin parcial de la mezcla.

La manufactura del cemento Portland se efecta a partir de una mezcla de caliza que produce por coccin cantidades considerables d silicato triclcico. La fusin o fase lquida se realiza slo en extensin suficiente para producir la rpida formacin del silicato triclcico.

En efecto, en un cemento sintetizado, la cal no combinada presenta una importancia muy diferente al que tiene en el caso de las cales hidrulicas. La obtencin de stas no requiere sinterizacin, es decir despus de la coccin presentan una textura suave y porosa.

La fabricacin del cemento Portland es mucho ms complicada, por ejemplo, que la de la cal hidrulica. A la tendencia de obtener un cemento rico en silicato triclcico se contrapone el requisito indispensable de evitar la presencia de cal libre en el producto calcinado. Esto requiere una determinacin muy exacta del contenido de cal. En efecto en la tcnica de la fabricacin del cemento Portland, el contenido de carbonato clcico en la mezcla cruda suele regularse con una precisin de 0,1%.

Sin embargo, aun con mezclas perfectamente dosificadas desde el punto de vista qumico, pueden resultar cementos que acusen expansin por cal libre, si los componentes ( materiales crudos) no se muelen a una finura suficiente. La reaccin no puede entonces desarrollarse de manera completa, aun cuando se alcance a presentar cierta fusin sinterizacin y queda as en el producto cierto remanente de cal libre.

La Constitucin qumica, frmulas y clculos Los componentes principales

Como ejemplo de un anlisis del cemento Portland y para su calificacin , pueden sernos tiles los siguientes datos:

Prdida por

calcinacin2,0 %

Residuo insoluble0,5%

SiO220,0 %

Al2O36,0 %

Fe2O33,0 %

CaO63,0 %

MgO1,5 %

SO32,0 %

K2O1,0 %

Na2O

Residuo1,0 %

Suma100,0 %

Cuantitativamente el componente ms importante del cemento es la cal, siguindole a gran distancia la slice, a sta la almina y al final el xido frrico. Adems de estos componentes principales encontramos mediante el anlisis una serie de otros elementos, los cuales no obstante su contenido limitado influyen en las caractersticas del cemento.

Un valor importante para la calificacin de un cemento es el de la cal normal (standard C.E.), el cual, segn Kuhl, indica el porcentaje de cal standard, efectivamente presente en el cemento. En el denominador de esta frmula encontramos los xidos multiplicados por coeficientes apropiados, en tanto que el numerador expresa el contenido de cal determinado en el anlisis y multiplicado por 100.

Basndonos en los resultados del anlisis del cemento Portland se puede calcular aproximadamente su constitucin mineralgica substituyendo los porcentajes de los compuestos principales, hallados analticamente, en las frmulas (segn Bogue) que se indican a continuacin:

Silicato triclcico (3 CaO .SiO2) =

= 4,07 CaO (7,60 SiO2 + 6,72 Al2O3 + 1,43 Fe2O3 + 2,85 SO3)

Silicato diclcico

(2 CaO . SiO2) = 2,87 SiO2 0,754 3 CaO . SiO2Aluminato triclcico

(3 CaO . Al2O3) = 2,65 Al2O3 1,69 Fe2O3Feroaluminato tetraclcico

(4 CaO . Al2O3 . Fe2O3) = 3,04 Fe2O3Aplicando las frmulas anteriores a nuestro ejemplo de anlisis, se obtiene una composicin mineralgica de:

3 CaO . SiO2

54,1 %

2 CaO . SiO2

16,6 %

3 CaO . Al2O2

10,8 %

4 CaO . Al2O3 . Fe2O3

9,1 %

Reacciones del Cemento Portland con el agua

Composicin qumica de los productos de la hidratacin

El conocimiento de la estructura de los productos de la hidratacin del cemento Portland se ha ampliado notablemente durante los ltimos aos. Sobre todo en lo que se refiere a los componentes ms importantes: los silicatos clcicos. No establecemos diferencia entre el silicato triclcico y el diclcico, porque en condiciones normales de endurecimiento ambos forman siempre disilicato triclcico hidratado:

3 CaO . 2 SiO2 . 3 H2O

El cual es una pasta mineral coloidal, que se designa con el nombre de Tobermorita pues su composicin es prcticamente idntica a la del mineral que lleva este nombre (y que es muy raro en la naturaleza).

Dado que los dos silicatos clcicos se diferencian por su contenido de cal, resultan distintas las frmulas de su reaccin con el agua (en la cual se produce la tobermorita) . Para el silicato triclcico es:

2 (3 CaO . SiO2) + 6 H2O ( 3 CaO . 2 SiO2 . 3 H2O + 3 Ca(OH)3

Tomando en cuenta los pesos moleculares respectivos encontramos que, en partes en peso, la combinacin es de:

100 partes de 3 CaO . SiO2

24partes de H2O

El producto obtenido representa aproximadamente unas 75 partes de tobermorita y 49 partes de hidrato clcico. Por lo anterior el silicato triclcico totalmente hidratado slo contiene , en peso un 40 % de hidrato clcico.

CEMENTOS ESPECIALES

La constitucin qumica y fsica de los cementos puede variarse para acentuar especialmente determinadas caractersticas.

Por ejemplo: la velocidad de endurecimiento puede ser acelerada mediante el aumento del contenido de silicato triclcico y molienda a alta finura, la resistencia a los sulfatos puede aumentarse considerablemente mediante la reduccin del porcentaje de aluminato triclcico, con lo cual se logra al mismo tiempo una disminucin notable del calor de hidratacin.

Se ha demostrado tambin que los cementos tipos escoria de altos hornos y puzolnico, resisten un poco mejor el efecto de las sustancias agresivas, particularmente de aquellas dbilmente cidas.

Las variaciones indicadas en el primer prrafo, estn restringidas por la naturaleza misma de la manufactura del cemento; sin embargo, el Productor puede hasta cierto grado modificar sus productos de modo que satisfagan de mejor manera los requisitos que ms convengan para empleos especiales, por ejemplo:

Para el hormign precomprimido, para hormigones que van a sufrir el efecto de las heladas, para construcciones masivas (presas) , para construcciones sujetas a aguas o suelos sulfatados, o en contactos con el mar, aguas cenagosas, etc.

Cementos para pavimentos de hormign

La construccin de pavimentos de hormign constituye un ejemplo bastante instructivo al respecto: requiere que la mezcla presente una buena trabajabilidad, que la tendencia a la retraccin sea reducida y que tenga una gran fluencia (creep), propiedad que le permite soportar sin rupturas ni agrietamientos las contracciones que se originan a travs de los aos.

Fundamento del metodo y ejemplosSecado y Calcinacin de los Precipitados

Despus de la filtracin el precipitado gravimtrico se calienta hasta que su masa se haga constante. El calentamiento elimina el disolvente y cualquier especie voltil arrastrada con el precipitado. Algunos precipitados tambin se calcinan para descomponer el slido y obtener un compuesto de composicin conocida. Este nuevo compuesto se denomina con frecuencia forma pesable.

La temperatura necesaria para que se forme un producto adecuado vara segn el precipitado.

Clculos de los Resultados de Datos Gravimtricos

En general, los resultados de un anlisis gravimtricos se calculan a partir de dos mediciones experimentales; la masa de la muestra y la masa de un producto de composicin conocida que se forma a partir del analito. El ejemplo que sigue ilustra cmo se llevan a cabo estos clculos.

Ejemplo 1:

En una muestra de 200 ml de agua natural, se determin el contenido de calcio mediante precipitacin del catin como CaC2O4. El precipitado se lav, se sec y se calcin en un crisol que vaco tena una masa de 26.6002 g. La masa del crisol ms el CaO (56.08 g/mol) fue de 26.7134 g. Calclese la masa de Ca (40.08 g/mol) por 100 ml de agua.

La masa de CaO es:

El nmero de moles de Ca en la muestra es igual al nmero de moles de CaO o

Cantidad de Ca

masa de Ca/100 mL

Ejemplo 2:

Un mineral de hierro se analiz disolviendo una muestra de 1.1324 g en HCl concentrado. La solucin resultante se diluy con agua y el hierro (III) se precipit como xido hidratado Fe2O3 . xH2O al aadir NH3 . Despus de la filtracin y lavado, el residuo se calcin a alta temperatura para dar 0.5394g de Fe2O3 puro (159.69 g/mol). Calclese a) el porcentaje de Fe(55.847 g/mol), y b) el porcentaje de Fe3O4 (231.54 g/mol) en la muestra.

Para los dos incisos del problema es necesario calcular el nmero de moles de Fe2O3 .

Por tanto,

a) el nmero de moles de Fe es el doble del nmero de moles de Fe2O3. Por tanto

b) Como se muestra en la siguiente ecuacin balanceada, 3 moles de Fe2O3 son qumicamente equivalentes a 2 moles de Fe3O4; es decir,

Ejemplo 3:

Una muestra de 0.2356 g que slo contiene NaCl (58.44 g/mol) y BaCl2 (208.25 g/mol), produjo 0.4637 g de AgCl seco (143.32 g/mol). Calclese el porcentaje de cada halgeno en la muestra.

Si se hace que x sea la masa de NaCl en gramos y y sea la masa de BaCl2 en gramos, se puede escribir como primera ecuacin:

Para obtener la masa de AgCl formada a partir de NaCl, se puede escribir:

Por tanto:

Sustituyendo la primera ecuacin, da:

y

Arreglando la ecuacin queda:

y

DETALLES EXPERIMENTALES

Procedimiento:

HUMEDAD1.1.-Pesar con la exactitud de 0,1 a 0,5 g de la muestra pulverizada y homogenizada en un crisol o cpsula de porcelana de fondo plano y de dimetro no superior a 5cm.

Wcrisol en la balanza:0,182010

Wcrisol con muestra 0,186970 Tener la balanza calibrada

Agregar la muestra pulverizada de cemento (SiO2) de 0,1 g a 0,5 en el crisol.

Introducirlo en una estufa de aire a 115 - 120C durante una hora.

Enfriamos luego en un desecador por 10 minutos, pesar rpidamente y expresarlo como porcentajeP.P.C (Perdida por calcinacin):

-utilizar la muestra anterior libre de humedad y calentar a peso constante. En la mufla a 900- 10000C .enfriar en un desecador por 10 minutos : pesar rpidamente y expresarlo en porcentaje SILICE (Residuo insoluble) Pesar 0,500 g de muestra libre de humedad aproximadamente.

Agregamos 10 ml de HCl (1+1) , calentar hasta sequedad, repetir el procedimiento una vez mas.

Despus disolver el residuo con 20 ml de HCl (1+9) calentar y agitar.

Agregar agua destilada hasta 50ml y calentar.

Filtrar la solucin en caliente por papel Whatman N40, recibir el filtrado en Beaker de 400 ml , lavar el precipitado con agua caliente hasta completar 100 ml Colocar el papel de filtro que contiene el precipitado al crisol de porcelana previamente tarado, a la estufa por 10 minutos y luego a la puerta de la mufla hasta carbonizar completamente el papel sin desprendimiento de humo. Luego introducir el crisol dentro de la mufla y calcinarlo a 950 1000 C POR 30 min. Enfriar y pesar rpidamente. Repetir el procedimiento hasta alcanzar un peso constante. Anotar el peso registrado. Calcular el porcentaje de slice.R2O3 (xidos Insolubles):Al filtrado anterior, agregar 5 gotas de H2O2 de 30 volmenes.Calentar a ebullicin, agregar 10Ml de N4cl al 10% y luego gota a gota NH4OH hasta reaccin alcalina al tornasol. Calentar a ebullicin por 10 min. Para eliminar el exceso amoniaco. Dejar en reposo.Filtrar por decantacin en caliente por papel Whatman N 41, recibiendo el filtrado a un vaso de 4000mL, lavar el precipitado con NH4Cl AL 2% tibio hasta 150 mL.

Colocar el papel filtro que contiene el precipitado al crisol de porcelana previamente tarado, a la estufa por 10 min.. Y luego a la puerta de la mufla hasta carbonizar completamente el papel sin desprendimiento de humo. Luego introducir el crisol dentro de la mufla y calcinarlo a 950- 1000 C por 30 min. Enfriar y pesar rpidamente. Repetir el procedimiento hasta peso constante. Anotar el peso registrado. Calcular el porcentaje de R2O3 (Reservar para el anlisis de Fe).CLCULOS Y RESULTADOS

-humedadWdel papel : 0,2330 + 0,5 (por la muestra) = 0,73

Wdel crisol en la balanza : 0,182010

Wdel crisol con la muestra : 0,186970

Wdel crisol mas la muestra (despus de la exposicin a la estufa

)

= 0,186945

% humedad =

WH2O X 100 =0,186970 0.186945 X 100 =0,5040W MUESTRA 0.496WH2O=18.6970 18.6945=2,5 x 10-3

Perdida por calcinacin % P.P.C = Wm WRESIDUO

Wm Wm: 18.6945

WRESIDUO: 18.6932

% P.P.C = Wm WRESIDUO = 18.6945 -18.6932 X 100=6.9539 Wm 18.6945% SIO2 = WRESIDUO x 100

Wm

wresiduo=0.0738wmuestra: 0.4960% SIO2 = WRESIDUO x 100

Wm

% SIO2 = 0,0738 x 100 =14.8790% 0.4960

%R2O3 (xidos Insolubles):

%R2O3 = WRESIDUO x 100 WmWRESIDUO: 0.0475 Wm: 0.04960%R2O3 = 0.0475 x 100 =9.5766%

0.04960Reacciones

2HZAlxFeySiO3 .CaONa + H2O

HCl

Discusin de resultados :Analizando el resultado de los dems tenemos que

1 ) a) humedad:0.2008 b) p.p.c :3.0181

c) slice: 20.5384

2) a) humedad: 0.6876

b) p.p.c: 3.2641

c) slice: 19.7395

3 ) a) humedad: 0.3003

b) p.p.c:3.2128 c) slice:29.38414 ) a) humedad: 0.4004 b) p.p.c: 3.5855 c) slice: 20.53315) a) humedad: 0.5035 b) p.p.c: 2.9352 c) slice:19.4223

6) a) humedad: 0.4614:

b) p.p.c: 3.2648 c) slice :5.57217) a) humedad :2.1169 b) p.p.c: 2.9866 c) slice: 31.13778 ) a) humedad :0.6876 b) p.p.c :0.0119 c) slice :18.20009) a) humedad :0.5040 b) p.p.c :6.9569 c) slice: 14.8790R2O3 (xidos Insolubles):

1) 15.1454

2) 9.5766

3) 16.5330

4) 16.8326

5) 13.5440

6) 16.68317) 14.6798

8) 17.3134

Ordenando los datos para realizar la prueba Q% humedad: 0.2008, 0.3003, 0.4004, 0.4614. 0.5035. 0.5040,

0.68760.6876, 2.1169 % P.P.C:0.0119, 2.9352, 2.9866, 3.0181, 3.2128, 3.2641, 3.2648, 3.5835, 6.9539

% SiO2:5.5721, 14.8790,18.2000, 19.7395, 19.4223, 20.5331,

29.6891, 31,1377;% %R2O3:9.5766, 13.5406, 14.6798, 15.1454,16.5330. 16.6831 16.8326, 17.3134

APLICANDO LA PRUEBA Q-HUMEDAD:

0.2008 0.3003

0.4004

0.4614

0.5035

0.5040

0.68760

0.68760

2.1169 (dato sospechoso )Q experimental: /2.1169 0.68760/ = 1.4293

/2.1169-0.2008/ 1,9161 Q experimental = 0.7459 Q terico = 0.493 (95% confianza

Q experimental > Q terico En conclusin se elimina el dato sospechoso=2.1169

* Ahora tomando como dato sospechoso el extremo menor =0.2008

Q experimental: /0.2008 0..3003/ = 0.1002 /0.6876-0.2008/ 0.4868 Q experimental = 0.2058 Q terico = 0.5260 (95% confianza

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta.*ahora tomando como dato sospechoso el segundo mayor 0.6876

Q experimental: /0.6876 0..5040/ = 0,1836 =0,3771 /0.6876 - 0.2008/ 0.4868

Q experimental = 0.3771 Q terico = 0.5260 (95% confianza

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta Calculando promedio para extraer porcentaje%HUMEDAD:

0.2008

0.3003

0.4004

0.4614

0.5035

0.5040

0.68760

0.68760 3.7456/8%HUMEDAD = 0.4682PPC:1.

2.

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta%PPC 0.0119

2,9352

2,9866

3.0181

3.2128

3.2641

3.2648

3,5835

6,9539 29.2309/9%PPC=1.0256

SiO2:1.

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta2.

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta5.5721

14.8790

18.2000

19.4223

19.4223

19.7395

20.5331

29.6891

31.1377178.5951/9

R2O3:1.

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta2.

Q experimental < Q terico El dato sospechoso es correcto por lo tanto ser tomado en cuenta9.5766

13.5406

14.6798

15.1454

14.6798

15.1454

16.5330

16.6831

16.8326

102.9911/9

%R2O3= 11.4434%Bibliografa-qumica general mineral- albert bruylants

-qumica inorganica descriptiva - Rayner

-www.librys.com

-_1209459265.unknown

_1209465410.unknown

_1209466713.unknown

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