Uso e manutenzione di diversi crogioli

I crogioli sono strumenti indispensabili nei laboratori e nelle applicazioni industriali e svolgono un ruolo fondamentale nel riscaldamento ad alta temperatura, nella fusione e nelle reazioni chimiche. La scelta del crogiolo giusto dipende da vari fattori, tra cui la resistenza alla temperatura, la compatibilità chimica e la durata. Questo articolo illustra i vari tipi di crogioli, le loro caratteristiche e le migliori pratiche per la gestione e la manutenzione.

Crogioli metallici

1. Crogiolo di platino

Il platino è un metallo prezioso con un punto di fusione di circa 1770°C. È morbido e richiede una manipolazione accurata per essere utilizzato. È morbido e richiede una manipolazione attenta per evitare deformazioni. I seguenti punti sono essenziali quando si utilizzano i crogioli di platino:

• Evitare il contatto diretto con le mani per evitare deformazioni.
• Non utilizzare una bacchetta di vetro per raschiare le pareti interne per evitare danni.
• Evitare di raffreddare rapidamente un crogiolo arroventato immergendolo in acqua fredda.
• Il riscaldamento deve essere effettuato su un forno elettrico o su una piastra di ceramica rivestita di amianto, oppure alla fiamma ossidante di un bruciatore a gas.
• Non esporre il crogiolo a ferro, fiamme riducenti o alcuni composti reattivi come Pb, Bi, Sb, Sn, Ag, composti di Hg, solfuri, fosfati e composti di arsenico, poiché formano leghe con il platino.
• Evitare l'esposizione ad alogeni, acqua regia, acido cloridrico e alcune miscele ossidanti a causa della loro natura corrosiva.
• Gli ossidi alcalini, gli idrossidi, i nitrati, i nitriti, i cianuri e l'ossido di bario possono erodere il crogiolo ad alte temperature, mentre il carbonato di sodio e di potassio sono sicuri.
• Mantenere le superfici interne ed esterne pulite e brillanti facendo bollire con una soluzione 1:1 di HCl. Se necessario, utilizzare la fusione di K2S2O7, Na2CO3 o borace per la pulizia.
• Utilizzare sempre pinze di platino per maneggiare i crogioli caldi.
• Se deformato, il crogiolo può essere rimodellato rotolando su una superficie di legno e premendo con un cucchiaio di corno.

Ulteriori letture: Crogiolo per metalli preziosi: Tipi e applicazioni

2. Crogiolo di nichel

Il nichel ha un punto di fusione di 1455°C ed è resistente agli ambienti alcalini e corrosivi. È adatto alla fusione di leghe di ferro, scorie, argille e materiali refrattari.

• La temperatura non deve superare i 700°C per evitare l'ossidazione.
• Non è adatto per l'accensione di precipitati.
• Funziona bene con NaOH, Na2O2, Na2CO3, NaHCO3 e solventi basici contenenti KNO3, ma non con KHSO4, NaHSO4, K2S2O7, Na2S2O7 o fondenti contenenti zolfo.
• I sali fusi di Al, Zn, Pb, Sn e Hg possono incrinare il crogiolo. Anche il borace dovrebbe essere evitato.
• I crogioli nuovi devono essere preriscaldati in un forno a muffola finché non diventano blu-viola, quindi devono essere bolliti in HCl 1:20 prima di essere risciacquati con acqua.

3. Crogiolo di ferro

Il ferro ha un punto di fusione di 1300°C ed è comunemente usato per applicazioni economiche.

• Deve essere passivato prima dell'uso mediante pulizia con HCl diluito, carteggiatura, lavaggio con acqua calda e immersione in una miscela di H2SO4 al 5% e HNO3 all'1%.
• Le regole di utilizzo sono simili a quelle dei crogioli di nichel.
• Può essere pulito con HCl diluito a freddo.

4. Crogiolo d'argento

L'argento fonde a 960°C, con un limite di riscaldamento consigliato di 700°C.

• I crogioli nuovi devono essere preriscaldati a 300-400°C, quindi lavati con HCl diluito caldo.
• Adatto per flussi a base di NaOH ma non per Na2CO3.
• Non deve essere utilizzato per la precipitazione dello zolfo o per la combustione di composti dello zolfo.
• Evitare il raffreddamento rapido per evitare crepe.

Crogioli di ceramica

5. Crogiolo di porcellana

I crogioli in ceramica possono resistere a temperature fino a 1200°C.

• Sono adatti alla fusione di sostanze acide come K2S2O7.
• Evitare i fondenti alcalini come NaOH, Na2O2 e Na2CO3 per evitare la corrosione.
• Non deve essere esposto all'acido fluoridrico.
• Pulire con HCl diluito bollente.

Ulteriori letture: Panoramica dei vari crogioli ceramici

6. Crogiolo di quarzo

I crogioli di quarzo sono stabili fino a 1700°C, ma diventano opachi al di sopra dei 1100°C. La temperatura di fusione consigliata è inferiore a 800°C.

• Non devono entrare in contatto con HF o sostanze alcaline ad alta temperatura.
• È adatto all'uso con i fondenti K2S2O7, KHSO4 e Na2S2O7.
• Il quarzo è fragile e richiede una manipolazione accurata.
• Può essere pulito con gli acidi inorganici diluiti standard, ad eccezione dell'HF.

7. Crogiolo di corindone

Realizzati in allumina fusa porosa, i crogioli di corindone sono robusti e resistenti al calore.

• Sono adatti per fondenti debolmente alcalini come Na2CO3 anidro.
• Non è raccomandato l'uso con fondenti fortemente alcalini o acidi come Na2O2, NaOH e K2S2O7.

Altri crogioli

8. Crogiolo in PTFE (politetrafluoroetilene)

I crogioli in PTFE hanno una resistenza al calore fino a 400°C, ma sono tipicamente utilizzati al di sotto dei 200°C, con un limite massimo di sicurezza di 280°C.

• Resistente agli acidi e alle basi, compreso l'HF.
• Ideale per i processi di dissoluzione a base di HF, come le miscele HF-HClO4.
• Non deve essere utilizzato con soluzioni fumanti di HF-H2SO4.
• Il suo vantaggio principale è quello di prevenire la contaminazione da metalli nei campioni.
• Presenta una superficie liscia e resistente all'usura e un'elevata resistenza meccanica.

Conclusioni

La scelta del crogiolo giusto dipende dalla natura chimica dei materiali, dalle condizioni di riscaldamento richieste e dalle reazioni potenziali. L'uso e la manutenzione corretti garantiscono la longevità e l'affidabilità dei crogioli. Seguendo le linee guida specifiche per ogni tipo di crogiolo, gli utenti possono massimizzare l'efficienza e la sicurezza in laboratorio e in ambito industriale.

Tabella riassuntiva: Manutenzione e manipolazione dei diversi crogioli

Questa tabella riassume le proprietà principali, i materiali compatibili e le linee guida per la manipolazione dei diversi crogioli.

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