Transferencia Sumicol Dia1 Espectroscopia Teoria

TRANSFERENCIA TECNOLOGICA – SUMICOL – SENA - DIA 1 – ABRIL - 27 – 2012

RELATOR – COMPILADOR: VICTOR RIVERA – INSTRUCTOR MINERIA – DIA 1 1

TRANSFERENCIA TECNOLOGICA – SUMICOL CORONA

CONVENIO 560 UNIVERSIDAD EAFIT – SUMICOL. CARACTERIZACIÓN DE YACIMIENTOS DE

CAOLÍN PARA SUMICOL CON BASE EN VARIABLES DE DESEMPEÑO CERÁMICO.

OBJETIVO: Efectuar la caracterización de un yacimiento de caolín localizado en el municipio de la

Unión Departamento de Antioquia, con respecto al desempeño minero esperado por los clientes

finales de la industria cerámica y generar un nuevo modelo del yacimiento con base en las

propiedades de uso final del caolín y un nuevo sistema de operación.

COORDINACION – ORIENTACION

CAMILO VEGA

LUIS ALFONSO BAHAMON

JORGE ELIECER LOPEZ RENDON

ANALISIS INSTRUMENTAL

ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA. FLUORESCENCIA DE RAYOS-X. LABORATORIO

QUIMICO

DIONI MABEL ZAPATA

CARLOS OCAMPO LOPEZ (UPB)

MARTA OLIVIA RESTREPO

NORA JIMÉNEZ

COMPILADOR – VICTOR MANUEL RIVERA MONSALVE

INSTRUCTOR – SENA – CTMAE – PUERTO BERRIO

ABRIL 27 DE 2012

SABANETA – ANTIOQUIA



INTRODUCCION

SUMICOL cuenta con la Unidad de Gestión Tecnológica. Los beneficios que obtiene por actividades

de investigación, desarrollo y proyección social están entre otras, las exenciones tributarias. Las

investigaciones están orientadas a las aplicaciones industriales, caracterización de los yacimientos,

transformación de los minerales, dándoles valor agregado.

En el estudio de los caolines se quiere definir las variables de desempeño. Se han adelantado tres

años de exploración mediante perforaciones. Para el desarrollo del presente proyecto se ha

establecido alianza con EAFIT y como avance de los resultados, se presentan estas prácticas y

demostraciones que hacen parte de la transferencia al SENA, de acuerdo con lo establecido en el

contrato.

A manera de contenido se desarrolla en el programa

Caolines de la Unión

Caracterización

Evaluación

Velocidad de formación

Comportamiento a la cocción

Pruebas físicas

Analítica Instrumental

Minerales arcillosos (CORONA)

Mineralogía (EAFIT)

Minerales básicos

Evaluación de las reservas (Antonio Henao) –

DATAMINE – Modelación geológica – Traslado de datos – Planeación minera – 3D

Análisis Instrumental

Espectroscopia

Fluorescencia de Rayos X

Aplicaciones

El interés de los expositores es que queden más preguntas e inquietudes que respuestas.



ESPECTROSCOPIA

Carlos Ocampo López – PhD – Ingeniero Químico

Los minerales son sustancias sólidas, naturales, homogéneas, de origen normalmente inorgánico,

de composición química definida (pero variable dentro de ciertos límites) y cuyos átomos poseen

una disposición ordenada. La clasificación de Strunz es un método generalmente aceptado para

clasificar los minerales.

En esta sesión se verá: Análisis instrumental – diseño de procesos – procesos de investigación -

El sistema clásico y que aún aparece en muchos libros de mineralogía divide los minerales en

nueve clases, que a su vez se dividen nuevamente en varias divisiones, familias y grupos, de

acuerdo con la composición química y la estructura cristalina de los ejemplares. Las nueve clases

principales son: I. Elementos nativos; II. Sulfuros y sulfosales; III. Halogenuros; IV. Óxidos e

hidróxidos; V. Nitratos, carbonatos y boratos; VI. Sulfatos, cromatos, molibdatos y wolframatos;

VII. Fosfatos, arseniatos y vanadatos; VIII. Silicatos - Son los que conforman en el grupo más

abundante en la corteza terrestre (con un 90%); IX. Sustancias orgánicas.

La clasificación establecida actualmente es algo distinta, dividiendo los minerales en diez clases,

como se presentas en la Tabla 1.

Tabla 1. Clasificación de los minerales.

1.ELEMENTOS 2. S= Y SULFOSALES

(MS)

3. HALUROS

4. ÓXIDOS

(O=) E HIDRÓXIDOS (OH-

)

5. CARBONATOS

(CO3=) Y NITRATOS

(NO3=)

6. BORATOS

7. SULFATOS (SO4=)

8. FOSFATOS

(PO4-3)

9. SILICATOS

(SiO4-3)

10. COMPUESTOS ORGÁNICOS

01A.Metales y aleaciones de metales

2A.Aleaciones con metaloides

03.A - Haluros simples, sin H2O

4A. M:O= 2.1 y 1:1

5A. CO3= sin aniones adicionales, sin H2O

6A. Monoboratos

7A.(SO4=) (selenatos, etc.) sin aniones adicionales, sin H2O 7B. (SO4=) (selenatos, etc.) con aniones adicionales, sin H2O

8A. (PO4-3). sin aniones adicionales, sin H2O

9A. Nesosilicatos

10A - Sales de ácidos orgánicos orgánicos

01B.Carburos metálicos siliciuros nitruros y fosfuros

2B. M:S>1:1 (principalmente 2:1)

03.B - Haluros simples, con H2O

4B.M:O = 3:4 y similar

5B.(CO3=) aniones adicionales, sin H2O

06.B - Diboratos

7C. (SO4=) (selenatos, etc.) sin aniones adicionales, con H2O

08.B - Fosfatos, etc. con aniones adicionales, sin H2O

9B - Sorosilicatos

10B - Hidrocarburos



01C.Metaloides y no metaloides

2C. M:S = 1:1 (y similar)

3C - Haluros complejos

4C.M:O = 2:3, 3:5, y Similar

5C.(CO3=) sin aniones adicionales, con H2O

06.C - Triboratos

7D. (SO4=) (selenatos, etc.) con aniones adicionales, con H2O

8C - Fosfatos sin aniones adicionales, con H2O

09.C - Ciclosilicatos

10C- Miscelánea de minerales

01D.Carburos y nitruros no metálicos

2C. M:S = 1:1 (y similar)

3D Oxihaluros, hidroxihaluros y haluros con doble enlace

4D. M:O = 1:2 y similar

5D.(CO3=) con aniones adicionales, con H2O

6D - Tetraboratos

7E. (SO4=) Uranilo-sulfatos

8D - Fosfatos, etc

09.D - Inosilicatos

2D. M:S = 3:4 y 2:3

4F. Hidróxidos (sin V ni U)

5E. Uranilo-(CO3=)

6E - Pentaboratos

7F - Cromatos

8E - Uranilo fosfatos y arseniatos

09.E - Filosilicatos

2E. M:S ≤ 1:2 4G. Uranilo-hidróxidos

05N- Nitratos 6F - Hexaboratos

07.G - Molibdatos, Wolframatos and Niobatos

8F - Polifosfatos, Poliarseniatos, [4]-Polivanadatos

09.F - Tectosilicatos sin ceolita H2O

2F. Sulfuros de arsénico, álcalis, sulfuros con haluros, óxidos, hidróxido, H2O

4H. V[5+,6+] Vanadatos

6G - Heptaboratos y otros megaboratos

7H. Uranio y Uranilo Molibdatos y Wolframatos

09.G - Tektosilicatos con ceolita H2O

2H. Sulfosales del arquetipo SnS

4J - Arsenitos, Antimonitos, Bismutitos, Sulfitos

6H - Boratos no clasificados

7J. Tiosulfatos

09.H - Silicatos no clasificados

2J. Sulfosales del arquetipo PbS

4K. Yodatos

9J – Germanatos

2K.Sulfarsenatos, Sulfantimonatos

2L. Sulfosales no clasificadas

2M. Oxisulfosales

Fuente. Wikipedia – Tabla. Elaboración Propia del Relator

Los minerales son sustancias naturales de composición química definida, con propiedades

fisicoquímicas que los diferencian. Otra forma de presentarlos puede ser la que se muestra en la

Tabla 2.



Tabla 2. Ejemplos de minerales.

Fuente: Boletín de la Sociedad Chilena de Química. Versión impresa ISSN 0366-1644

Dureza. La escala de dureza es TaYeCaFA/ FeCuToCoDia – 1. Talco 2. Yeso 3. Calcita 4. Fluorita 5.

Apatito 6. Feldespato 7. Cuarzo 8. Topacio 9. Corindón 10. Diamante.

Se hace la prueba con la navaja, que arroja una dureza de 5,5. La dureza tiene incidencia en el

tiempo de molienda o de residencia de los minerales. A mayor dureza, el desgaste de los medios

moledores y las paredes es mayor, por lo que se debe regular el tiempo de la molienda.

NOTA 1. En los proceso de formación se recomienda construir el conocimiento desde los sencillo,

ligando los componentes comunes, como por ejemplo, hablar de los procesos de formación de la

tierra y de las rocas.



Las rocas son un agregado o conjunto de minerales, de tamaño medio, fino o grande. Se

distinguen por colores, tamaños de cristales debido a los polimerales. En su estado puro presentan

cristales específicos. Los minerales claros tienen principalmente una matriz de cuarzo y feldespato.

Los minerales oscuros tienen preferentemente Hierro o Magnesio constituyendo los minerales

ferromagnesianos. Desde el centro se encuentran NIFE, SIMA, SIAL. Figura 1.

Figura 1. Composición De la Tierra.

Las rocas y minerales interactúan con el medio ambiente y se intemperizan o meteorizan con el

oxígeno, el agua, el gas carbónico, los ácidos orgánicos que proveen las plantas y animales. La

temperatura es un factor igualmente importante.

Se da una alteración del batolito antioqueño y encuentro masa de alteración en la Unión

Antioquia. Son productos de meteorización que es conveniente caracterizarlos como depósito

para proyectar su explotación como un nuevo producto llamado caolín, concentrado y producido

por la misma naturaleza, de muchas aplicaciones técnicas y tecnológicas.

El caolín es un mineral arcilloso que puede estar contaminado con óxidos de hierro (coloración

rojiza a marrón), hidróxidos, cuarzo (arenas), que persisten debido a su estabilidad química. Se

hace el muestreo y la caracterización química y permite medir los porcentajes de óxidos

presentes. Es importante el estudio de los silicatos para entender la composición del caolín y las

arcillas.

Se dan pérdidas por calcinación o ignición. Se siguen las técnicas de preparación de muestras y se

tienen técnicas de interpretación de los resultados.



TECNICA DE ABSORCION ATOMICA AA

Aquí es importante entender la fenomenología del análisis y entender el proceso analítico. Se

mide la cantidad de energías absorbida en las regiones de los electrones por los átomos neutros

en estado gaseoso en la región del ultravioleta visible (μv – vis). Determina el número de átomos

presentes en La muestra. Figura 2.

Figura 2. Espectrofotometría. Absorción Atómica.

La energía absorbida corresponde a E = h * Ʋ

Se provoca el salto de un nivel a otro en el átomo. El átomo neutro se lleva al estado gaseoso. Se

considera la energía incidente y la energía emergente. Se generan especies excitadas desde un

punto de vista electrónico. Se nebuliza la muestra dentro de una llama y luego se vaporiza. Se

elimina el agua y las interferencias. Figura 3.

Figura 3. Proceso de muestreo AA.



Las propiedades de las ondas, incluye:

- Longitud de onda

- Energía asociada

- Frecuencia

- Amplitud

Los átomos metálicos absorben luz a una frecuencia específica. La cantidad absorbida es una

medida directa del número de átomos. (Australia – Alan Wash – CSIRO). Los colores de la llama se

modifican según la interferencia. Figura 4.

- Cu – Verde Azul - Li – Azul

- Na – Amarilla - Ba - Amarillo

- Sr – Roja - Ca – Naranja

Figura 4. Espectro Electromagnético. Colores asociados



Las energías liberadas son iguales a la absorción. A medida que aumenta la concentración

aumenta la absorción. De modo que la potencia incidente es igual a la potencia emergente.

Las radiaciones electromagnéticas son ondas que oscilan entre campos eléctricos (E) y magnéticos

(M). Los campos eléctricos y magnéticos son perpendiculares entre sí. La espectroscopia se basa

en la interacción de estas ondas con la materia (átomos). Figura 5.

Figura 5. Campos eléctricos y magnéticos perpendiculares.

También se asocia con partículas o fotones (son paquetes de energía). El fotón incidente genera

un salto del electrón desde las capas interiores. Figura 6.

Figura 6. Efecto de la incidencia de la luz o fotón

El espectro electromagnético presenta las ondas de la región visible y de la región no visible, con

las frecuencias asociadas (Hz) y las longitudes de onda (λ).

E = h * Ʋ donde el valor de h (Constante de Planck) es de 6,626 * 10-34 Js.

Para la longitud de onda λ = C/ Ʋ

A mayor longitud de onda, menor energía E y menor frecuencia f, como las ondas de radio. Y

viceversa, a menor longitud de onda mayor Energía y mayor frecuencia f, como los rayos x. Son

inversamente proporcionales. En otras palabras, onda amplia menor energía. Onda corta o

pequeña mayor energía asociada.

Frecuencia es el número de picos o crestas por segundo. La energía y la frecuencia son

directamente proporcionales. E inversas a la longitud de onda. Figura 8.

Para los Rx Ʋ = 1018; Para los Rɤ λ = 10-11 m y la E = 1,2*107 Kj /mol

Para la luz naranja λ = 600 nm E = 199,4 Kj /mol



Figura 8. Longitudes de onda asociadas en el espectro electromagnético

Recuerde que la absorción de la luz desde el estado fundamental incrementa la energía E

generando un estado excitado. Así por ejemplo:

- La energía del microondas estimula la Rotación

- La energía infrarroja estimula la Vibración

- La energía uv/vis estimula la Transición

- La energía asociada a los RX rompe enlaces y ioniza las moléculas

Existen amortiguadores de energía y en el microondas por ejemplo, actúan sobre el agua,

calentando los alimentos.

En las muestras se dan interferencias cruzadas (P, Ba, Ca, Fe, Mg, …) para las transiciones

electrónicas. La materia orgánica por ejemplo, debe eliminarse antes para evitar efecto telaraña y

prevenir problemas en los análisis.

Materia orgánica

Ca ++ + 2e Ca0(g)

NOTA 2. El Si se presenta en estados diferentes. Lo que se busca es eliminar los enlaces y llevarlo a

un estado más libre.

Existe una lámpara de tubo hueco para cada elemento. Se hace un ensayo de tipo destructivo,

dado que los procesos en llama rompen los enlaces químicos.

La absorbancia se calcula mediante la fórmula A = Log (Po/P), relacionada con la energía

absorbida. Los iones no tienen interacción en el proceso en llama (Ca+2, Fe+3, Na+1). Figura 9.



Figura 9. Absorbancia. Llama en AA

El proceso en llama se puede mostrar como:

MA M+ + A-

M+ + A- MA(s) MA(l) MA(g) M°(g) Átomo neutro gaseoso.

Ca++ + 2e Ca° si la temperatura es muy alta, la reacción ocurre de derecha a izquierda, es

decir, permanece en estado iónico.

Las variables a optimizar en el proceso

1. Posición de la llama (haz)

2. La temperatura de estándares y muestras debe ser similar

De acuerdo con la ley de Beer – Lambert, A α C, A = ab * C Donde a y b son constantes.

a Absorbancia molar

b Distancia entre ranuras

La llama se considera distribuida en un quemador. La gráfica de A contra C arroja una línea. Se

puede calibrar el equipo con estándares de absorbancia conocida. (Soluciones estándares). Si está

fuera del rango, se debe diluir o concentrar. Figura 10.

La viscosidad varía con los componentes generando interferencia por matriz. La tensión superficial

también afecta. (Agua, alcohol,… ). El trabajo con lenteja de metaborato es diferente a los ensayos

en solución acuosa.



Figura 10. Rango lineal. Absorbancia.

La absorbancia A, se define por: A = log 1/T. La transmitancia T, se expresa normalmente en el

rango de 0-100 %, pero la absorbancia no tiene unidades y varía de 0 a α. La concentración va en

ppm o mgr/ml. A es siempre menor a 1.

Curva de calibración Ca.

Ppm 2 4 6 8

A 0,18 0,38 0,52 0,76

Se debe acondicionar la sala de instalación del equipo para controlar T, H, por ejemplo. Las

diferencias de temperatura afectan el proceso dado el efecto sobre la viscosidad.

NOTA 3. Cómo eliminar la interferencia? Mediante ensayos adicionales. Estándares adicionales.

INSTRUMENTACION AA

- Relación aire – acetileno

- Calibración diaria del equipo

- Purgar el combustible

- Mirar las variaciones en la tercera cifra decimal

- Fuente de radiación

- Unidad de atomización

- Unidad y métodos de detección

Se tiene la cámara de mezclado aire (O2) y combustible (Acetileno). Figura 11.



Figura 11. Componentes de un equipo de AA

Existen lámparas de un solo elemento y lámparas multielemento. Se tiene los revólveres de

lámparas.

Un espectrofotómetro es un instrumento para medir la transmitancia o absorbancia de una

muestra, en función de la longitud de onda de la radiación electromagnética. Un

espectrofotómetro consta de los siguientes componentes clave:

- Una fuente que genera una banda ancha de radiación electromagnética: Puede ser una

lámpara halógena o de volframio (ánodo) que suministra la luz de la zona visible del

espectro (400-700 nm), o de neón, argón (5 – 1 Torr) o de hidrógeno, para la zona

ultravioleta (200-400 nm). El cátodo es del mismo metal a analizar (analito).

- Un dispositivo de dispersión que selecciona una longitud de onda particular de la radiación

de la fuente (de múltiples longitudes de onda selecciona una). Comúnmente, se utilizan

prismas y redes holográficas de difracción, que junto a una rendija de entrada y otra de

salida configuran el monocromador.

- Un área de muestra: Célula transparente a la radiación incidente monocromática que

contiene el material bajo estudio disuelto en un solvente adecuado. Suele ser de 1 cm de

espesor.

- Uno o más detectores para medir la intensidad de la radiación: Normalmente, es un tubo

fotomultiplicador o un tubo fotodiodo.

M + e M* o M + Ar M* Por excitación inducida

M* M + hƲ Emisión espontánea



Figura 12. Adsorción atómica. Longitudes de onda.

La atomización busca garantizar la presencia del átomo neutro en estado gaseoso mediante:

- Llama (aire/oxído nitroso + Acetileno)

- Hornos (de grafito)

- Sistema de plasma (Argón + magnetismo)

NOTA 4. Si es selectivo para un elemento, se requiere la técnica Moesbauer para la distribución

del metal.

El sistema de atomización controla el tamaño de gota y el tubo capilar proporciona el flujo

adecuado de 4,3 ml/min logrando covalecencia homogénea. El grado de atomización es

dependiente de la temperatura.

Para ppbillón se recomienda plasma ICP. Se logra el perfil de temperatura de llama. Cuando se

trabaja en ppm (mg/lt) se trabaja con llama y para las ppb (μgr/lt) se trabaja en el horno de

grafito.

Cuando la mezcla es de

- aire/acetileno, se alcanza temperaturas [2400 – 2600] °C

- NO2 – acetileno, se alcanza una temperatura entre [2800 – 3000] °C

- Si los óxidos son estables, se trabaja con la llama (Al, V, Ba, Si)

HORNOS. Requieren menos cantidad de muestra. Mejoran la sensibilidad y se genera la

plataforma – curva de grafito (L’vov). Se toma 20 μL de la muestra en un tiempo t[1-5]

min/muestra, se hace por triplicado tomando tres veces la lectura. Se tiene curvas de atomización

del grafito. Figura 13.



Figura 13. Atomización del Grafito

DETECTOR DE RADIACION

Filtra radiación para mejorar la sensibilidad, Slit [0,2 – 0,7], al tamaño necesario. El lente – prisma

filtra la radiación a monocromática mediante filtro digital de señales; cambia de posición

automáticamente. El detector es un arreglo de diodos.

Los detectores son sustancias químicas que al llegar la luz genera una corriente eléctrica,

constituyendo el fotomultiplicador (PMT). Mide la energía antes de la llama y después de la llama.

Se trabaja con aire a 60 PSI y el acetileno a 20 PSI.

Si hay caídas de presión el equipo se apaga. Para ello el equipo dispone de un botón rojo de

emergencias, con un piezómetro de control y una válvula de cheque que apaga con la onda de

presión.

El software permite almacenar y controlar el tiempo de medición, el promedio de los reportes y es

auto-muestreador de 50 a 200 muestras. Dentro de las marcas se encuentran el Perkin Elmer y

VARIAN.

METODOS EMPLEADOS EN ABSORCION ATOMICA.

Hay distintos factores que influyen en la magnitud de la absorción atómica. Depende de:

1. Velocidad de aspiración. En este caso intervienen la viscosidad de la solución μ, el

diámetro del capilar Ϭ, la presión del aire P. Este valor está fijado por el fabricante.

2. Grado de nebulización. Depende del tipo de muestra (L), la forma del nebulizador

(construcción) de la cámara.

3. La temperatura de la llama. Vinculada con el tipo de oxidante (Aire/NO2), el flujo de los

gases (Combustible más oxidante). El flujo recomendado para acetileno es de 2lt/min y

para el aire es de 4 l/min. Es una variable de optimización.

4. La presencia de interferencias. Sustancias que dificultan la lectura de absorción atómica.



Ca+2 + PO4-3 Ca3(PO4)2(s) insoluble

Interferencia por matriz. Método de adición de estándares.

Para el análisis de una muestra, lo primero que habrá que hacer será poner las condiciones

específicas del elemento que vamos a analizar. Estas condiciones vienen especificadas por el

fabricante.

Una vez elegidas las condiciones de trabajo para el elemento en cuestión habrá que calibrar el

aparato. Parta ello se pueden seguir dos procedimientos, la realización de una curva de calibrado o

bien el método de adición.

• Curva de calibrado. Se utilizan soluciones patrones, que contienen el elemento a determinar de

concentraciones conocidas. Se representan la absorbancia de cada solución patrón frente a la

concentración. Se procura trabajar en el intervalo lineal de la curva. Una vez obtenida la curva

patrón, se atomiza la muestra problema y se mide la absorción de la misma, utilizando idénticas

condiciones a las usadas cuando se preparó la curva patrón. De la medida de la absorbancia del

problema se puede determinar su concentración a partir de la curva de calibrado por

extrapolación.

• Método de adición. Este método se emplea cuando existen interferencias. El método consiste en

añadir un volumen conocido de la muestra problema a cuatro matraces aforados (figura7.8). Al

primer matraz no se le añade nada. Al segundo se le añade por ejemplo 1ppm. Al tercer matraz se

le añade un volumen doble del mismo patrón, de forma que contenga una concentración añadida

de 2ppm. Y al cuarto matraz se le añade 3ppm.

Muestra Cm/Vm V total

A = Am + As = (Kcm*Vm/Vt) + (K*Cs*Vs/Vt)

A = b + m*Vs

Cm = - (Cs*Vs/Vm)

Una vez hecho esto, se procede a realizar las medidas de absorbancia de cada matraz. El primer

matraz dará una lectura, el segundo matraz dará la misma lectura que el anterior más la señal

propia de 1ppm. Extrapolando sobre el eje negativo de las X se encuentra el valor de la



concentración de la muestra desconocida. Para que este método sea válido se debe obtener una

curva de calibrado perfectamente recta. Figura 14.

Figura 14. Valor de la concentración de la muestra. Extrapolado.

Ca: [2 – 8] ppm A: [0,18 – 0,76]

Vs A leído

0 0,1014

1 0,11604

5 0,1746

10 0,2478

15 0,321

Vaforado en ml 25 ml; Vmuestra en ml 5 ml; C(estándar) ppm 4 ppm

Y = 0,094 x – 0,01 R2 = 0,9906 A = 0,094C - 0,01

Si el valor se aproxima a 0,9999 el resultado preliminar indica que el mineral está OK. Pero si el

problema está asociado a la piscicultura para tomar una decisión fuerte, no es aceptable.

Y = 0,0146 V + 0,1014 R2 = 1 Vs(extrapolado) = (-0,1014/0,0146) = - 6,95 ml

Cm = (- 6,95)*(4 ppm)/25 ml = 1,112 ppm da el valor de la concentración real de la muestra en

el frasquito original.

Si no se hiciese la concentración por adición de estándares

Cm = (0,1014 + 0,01) / (0,094) = 1,1851 ∆ = 0,07 ppm

Si es As o Hg Graves ¡!! Pero si es Ca o Mg no es tan problemático.

Si es Au o Pt Un dineral ¡!!



INTERFERENCIA POR IONES

Interferencia por ionización. Se presenta cuando en la solución hay un anión que atrapa el analito

formando un compuesto estable a la llama (Ca+2 + PO4-3 Ca3(PO4)2(s) insoluble). El calor

de la llama no rompe el enlace químico. Se agrega un catión que no interactúa frente al fosfato,

como el La que atrapa al fosfato. Con el EDTA se secuestra al anión Ca+2.

T alta: M° M+ + 1e no detectable a la λ establecida en AA.

Ba° Ba+2 + 2e

λ1 λ2 no perceptible

Desplazo el equilibrio si agrego elementos alcalinos que liberan e: Na° Na+1 + 1 e

TECNICA DE AA POR GENERACION DE HIDRUROS

Para elementos de alta toxicidad (As, Bi, Sb, Sn, Pb, Se…)

Se incrementa la sensibilidad 100 veces en contacto con Na3BH4 al 1% (Borato de sodio)

3BH-4 + 3H+ + 4H3AsO3 3H3BO3 + 4AsH3 + 3H2O

TÉCNICA DE VAPOR FRÍO

Hg+2 Hg°. Para la determinación de Hg empleando SnCl2, NaBH4 en medio ácido (HCl, HNO3).

El equipo empleado es el módulo de vapor frío.

TECNICA AA APLICADA EN GEOQUIMICA

Se hace la fusión en crisol de platino o de grafito. Previamente se lleva la muestra a malla 325. Se

adiciona la mezcla de fundente - litio (tetraborato, metaborato: Li2B4O7, LiBO2), tomando 0,5 gr

de muestra en 2 gr de fundente. Se lleva a una temperatura controlada de 100 °C durante 30 min.

Se puede enfriar rápidamente, obteniendo una perla. Se lleva a disolución con HCl al 5% y se afora

y analiza por AA. El equipo AA es marca THERMO.

NOTA 5. [5 ml de HClO4 + 15 ml de HNO3] se come lo que sea. (Para lavado y limpieza).

AuCN (Calor) Au+ + CO2(g) + NO2(g) + NO(g)

Se debe eliminar previamente todo C o materia orgánica. La materia orgánica se puede detectar

con un analizador de CHONS (análisis de C, H, O, N, S). ¿En qué estado está? ¿Quién lo acompaña?

¿Moléculas con C? ¿DBO alta? Es conveniente tener las listas de chequeo para detectar las

interferencias y los elementos del pretratamiento.

Los átomos enlazados tienen energía distinta (energía libre de Gibbs).



EQUIPO DE AA. MARCA THERMO – SERIE M

INNOVATEC- Norha Lucia Jiménez

Consta de una torreta de lámparas de cátodo hueco. Producen la línea de resonancia del elemento

específico según los TRC (Tubo de Rayos Catódicos). Trabaja en un diferencial de voltaje alto.

Figura 14.

A+ Cátodo A°. Se da una transición de e.

Figura 14. Equipo de Adsorción Atómica. AA

Con conexiones para aire /oxígeno, gas NO2, acetileno con reguladores de presión estandarizada,

horno automático, lámpara de deuterio, resinas de intercambio iónico en el extractor a la salida de

los gases. La vida útil del equipo viene dado en horas. El software SOLAR-AA-2007-WINDOWS XP,

lleva el conteo.

Interferencias espectrales. Es clave la preparación y la disolución de la muestra. Recuerde que la

malla 325 corresponde a 70 μ y la malla 370 a 70 μ.

- Superposición

- Desviación del estándar

- Longitud de ondas nm

- Físicas (Teb, μ, Tsup)

- Químicas (si genera compuestos poco volátiles como los alcalino térreos, fosfatos,

carbonatos…)

- Adicionar otra sal que compita, como agentes liberadores como el La y el Sr.

- Efectos de ionización (Na, K, Li) por los potenciales (]Si son potenciales bajos, no regresa al

estado fundamental). (Rb Vs Cs) (Rb Vs K) (K Vs Na) (K Vs CS).

- Dispersión de la luz por formación de sólidos

- T próxima a los 2300 °C se alcanza en la posición media de la llama



- 3 tubos y un blanco que lleguen al rango lineal, con absorbancia menor a 0,6 que implica

linealidad.

Se recuerda que la difracción de rayos x establece que n*λ = 2d * sen θ

Se toma la solución patrón preparada. Adicionar

A 1 +1 (igual V); A 2 + 2 (igual V); A 3 + 3 (igual V). Y en una en blanco sin adición/ agua tipo II

Desionizada. 400 en fluorescencia al mes 20 días al mes.

Se emplean gafas de policarbonato, por seguridad. La muestra a analizar es caolín fundido y

disuelto en agua, en lámpara de deuterio de cátodo hueco. Con un blanco de muestra. Se obtuvo

curva del estándar y se genera el reporte en librería de datos por cada elemento.

En orden:

- Calibración

- Lectura de muestras

- Guarda automáticamente

- Corriente de lámpara al 75%

- Rendija en mm (o,5)

- Corrección de fondo (Deuterio)

Acceso a las plantillas en red para elaborar reportes técnicos, apoyados en Excel para tablas y

gráficos. Se tiene una cabina de extracción con los reactivos a la mano. La preparación de la

muestra toma dos días y el análisis solo 10 minutos.

Las pruebas se concretan con Eugenia Rendón /Tel. 3058200/Ext. 63362/ quien programa los

laboratorios para Corona/Sumicol.

Desde el software

- Gradúo el flujo de gases

- Elabora curvas de calibración

- Determina la susceptibilidad de desempeño del equipo/ 0,004

- Altura del quemador (según el elemento a estudiar)

- Optimiza altura del quemador donde tiene la mayor absorbancia

Los análisis y productos sirven a la industria del caucho, cosméticos, pinturas, alimentos,

dentríficos, cerámicas, colorantes, entre otras.

Existen técnicas vía seca de fluorescencia e infrarrojo.



LECTURA 1. LABORATORIO CERAMICO

El manejar la reología de las barbotinas es muy importante en el proceso de confección de piezas

por colado. Las barbotinas y las suspensiones de arcilla en agua, son fluidos que no se comportan

como el agua u otros fluidos.

La fluidez o viscosidad se pueden modificar con el agregado de electrolitos o defloculantes tales

como silicato de sodio, hexametafosfato de sodio, carbonato de sodio, poliacrilatos etc.

Por lo general presentan también una característica particular llamada tixotropía que es el

aumento de la viscosidad a través del tiempo.

Durante el proceso de colado la barbotina tiene que tener la suficiente facilidad de fluir para llenar

un molde y para que pasado un tiempo luego de tomar espesor se pueda vaciar sin que queden

chorreaduras o espesores falsos.

Una curva reológica (o curva de defloculación) se confecciona sobre dos ejes cartesianos en donde

a uno se le asigna el valor de la viscosidad y en el otro la cantidad de defloculante agregado. Las

curvas dan una idea de cuan defloculada esta tu barbotina y de la cantidad de defloculante a

agregar si quieres mantener siempre la misma viscosidad.

A medida que vas agregando defloculante la fluidez va aumentando hasta un punto en el que

comienza a disminuir y pasado ese límite se produce el fenómeno inverso que es la floculación (se

hace como un puré).

A todas las barbotinas se les agregará como desfloculantes Carbonato de Sodio y *Silicato de Sodio

en una relación de un 3 por mil, o sea, a 1 kilo de barbotina en polvo (sin el agregado de agua) se

le agrega 3 gramos en total de estos dos productos químicos. Mejor dicho, para 1 kilo de barbotina

en polvo se le agregan entre 0,5 a 1,5 grs. de Carbonato de Sodio y de entre 1 a 3 grs. de Silicato

de Sodio, aunque esas proporciones pueden variar, según las necesidades e incluso puede llevar

menos cantidad (esto depende de los materiales de la pasta) a veces podemos comprobar que ese

barro que tenemos y que creemos que es una pasta empieza a deflocular antes que hayamos

terminado de agregarle todo el carbonato y el silicato. Nunca más de 3 gr por kilo en total entre

los dos desfloculantes.

FÓRMULAS DE BARBOTINAS PARA DISTINTAS TEMPERATURAS

TEMPERATURAS 1040 – 1060 °C 1100°C 1240 °C

F1 F2 F3 F4 F5 F6

COMPONENTES % % % % %

Cuarzo 15 20 15 15 20

Carbonato de calcio

20 25

Arcilla Tinkar 45 20 45 35 6

Arcilla Puma 5 5 5 5 4

Caolin Sur del Río 10 40 10 10 40



Agua 30 30 30 30 30 30

Desfloculante* 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

Arcilla roja 100

Dolomita 25

Feldespato 30 30

Talco 5 *Desfloculantes disueltos en un poco de agua caliente

Nota 1: Espesor obligado: para realizar piezas por espesor obligado y para lograr un buen

desmolde, no varían las pastas, lo que se ajusta es el desfloculante, debe llevar Carbonato de

Sodio en un 1,5 por mil o mejor dicho 1,5 grs por kilo de polvo y no menos.

Nota 2: Desfloculante para esmaltes: Para 10 litros de esmalte ya preparado agregar 1,2 ml. de

Tripolisfosfato de Sodio (comprar una jeringa, que vienen con graduación para agregarlo).

Para ejemplificar, 1 tapita de gaseosa de Tripolisfosfato de Sodio es suficiente para que 50 litros de

esmalte ya preparado no decante.

Nota 3:

Las composiciones químicas de cada arcilla empleada se muestra a continuación. Especialmente

para los no argentinos y necesitarán reemplazar dichas arcillas por las que puedan conseguir y que

más se ajusten a dichas composiciones:

Arcillas blancas Tíncar o Tínkar (San Julián, Santa Cruz).

(Tíncar Súper) (Tíncar Z)

Sílice…………………………….……64,4 %........................ 63,5 %

Alúmina…………………………….24,2 %........................ 22,1 %

Óxido de hierro…………………0,60 %........................ 2,10 %

Óxido de titanio…………………0,49 %........................ 1,30 %

Óxido de calcio………………...0,42 %......................... 1,20 %

Óxido de magnesio…………….0,18 %........................ 0,30 %

Óxido de potasio………………. 0,53 %........................ 0,60 %

Óxido de sodio…………………..0,06 %........................ 0,10 %

P.P.C………………………………..…9,12 %........................ 8,80 %

Refractariedad……………………1615º C…………………1605º C

Arcillas Puma (San Julián, Santa Cruz).

(Puma Gris) (Puma Negra)

Sílice………………………………….64,6 %........................ 64,3 %



Alúmina…………………………….24,0 %........................ 25,0 %

Óxido de hierro………………...1,24 %........................ 1,00 %

Óxido de titanio……………….. 0,70 %........................ 0,50 %

Óxido de calcio…………………. 0,27 %........................ 0,28 %

Óxido de magnesio…………… 0,23 %........................ 0,22 %

Óxido de potasio………………. 0,42 %........................ 0,44 %

Óxido de sodio…………………. 0,14 %........................ 0,20 %

P.P.C…………………………………. 8,40 %........................ 8,10 %

Caolín Sur del Río Blanco

Sílice………………………..… 58,7 %

Alúmina……………………….28,6 %

Óxido de hierro…………… 0,40 %

Óxido de titanio……………0,30 %

Óxido de calcio…………..…0,40 %

Óxido de magnesio……… 0,00 %

Óxido de potasio….……….0,90 %

Óxido de sodio………..…… 0,40 %

P.P.C ………………………….…10,3 %

Refractariedad …………… 1580º C

BIBLIOGRAFIA

MERCK. Reactivos y productos químicos. Especificaciones. Trazas. Composición.

J. T. BAKER. Catálogo de Sustancias Químicas. www.jtbaker.com

REFERENCIAS – PERSONALES

- Carlos Ocampo López – [email protected]

- Martha Lucía Hernández – [email protected]

- Martha Lucia Hernández – [email protected] – IP – 42961 – CEL 312 742 8095

- Estabilización del metil mercurio – Biorremediación –

- Dr. Carlos Ocampo – [email protected]

- VCORONA - SM012

REFERENCIAS WEB

- http://www.sai.udc.es/inicio.php?opc_sub_menu=uae&sec=gal_12&galeria=Equipamento

&idio=es

- http://www.unach.edu.ec/Virtualizacion/Quimica%20Virtual/capitulo%20II_3.htm

- http://fresno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/ArchivosHTML/Teo_6.htm

- Stevens J (2007) Erin Brockovich. Science in School 4: 67-69.

http://www.jtbaker.com/

mailto:[email protected]






www.scienceinschool.org/2007/issue4/erinbrockovich/

- http://materialesdeingenieriacecar.wordpress.com/2012/02/20/ensayos-de-

espectrofotometria-de-absorcion-atomica/

REFERENCIAS – NORMAS

ASTM C 136-71

ASTM C-136-84A

ASTM C-33-90

ASTM C 33-71

Transferencia Sumicol Dia1 Espectroscopia Teoria

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