La pérdida por ignición (LOI) es una prueba utilizada en química analítica inorgánica y ciencia del suelo , particularmente en el análisis de minerales y la composición química del suelo. Consiste en calentar fuertemente ( "encender" ) una muestra del material a una temperatura específica, permitiendo que las sustancias volátiles escapen, hasta que su masa deja de cambiar. Esto puede hacerse en aire o en alguna otra atmósfera reactiva o inerte. La prueba simple generalmente consiste en colocar unos pocos gramos del material en un crisol tarado, preencendido y determinar su masa, colocarlo en un horno de temperatura controlada durante un tiempo establecido, enfriarlo en una atmósfera controlada (por ejemplo, libre de agua, libre de CO2) y volver a determinar la masa. El proceso puede repetirse para demostrar que el cambio de masa es completo. Una variante de la prueba en la que el cambio de masa se monitorea continuamente a medida que cambia la temperatura se llama termogravimetría .
La pérdida por ignición se informa como parte de un análisis elemental o de óxidos de un mineral. Los materiales volátiles perdidos suelen consistir en "agua combinada" ( hidratos y compuestos hidroxilados lábiles) y dióxido de carbono de los carbonatos. Puede utilizarse como prueba de calidad, que se lleva a cabo habitualmente para minerales como el mineral de hierro . Por ejemplo, la pérdida por ignición de las cenizas volantes se compone de contaminantes y combustible no quemado.
En las industrias de piroprocesamiento , como la fabricación de cal , bauxita calcinada , refractarios o cemento , la pérdida por ignición de la materia prima es aproximadamente equivalente a la pérdida de masa que experimentará en un horno . Del mismo modo, en los minerales, la pérdida por ignición indica el material realmente perdido durante la fundición o refinación en un horno o fundición. La pérdida por ignición del producto indica hasta qué punto el piroprocesamiento fue incompleto. Las pruebas ASTM se definen para piedra caliza y cal [1] y cemento [2] , entre otros.
El suelo está compuesto de organismos vivos, agua, carbonatos, material que contiene carbono, materia en descomposición y mucho más. Para determinar cuánto de estos componentes del suelo componen la masa total del suelo, se implementa el procedimiento LOI. Inicialmente, el investigador tomará la masa de la muestra antes de la LOI y luego colocará la muestra en un dispositivo de calentamiento. Dependiendo de lo que el investigador esté tratando de determinar en el suelo, la temperatura del dispositivo se puede ajustar a la temperatura correspondiente. La muestra de suelo se mantiene a esta temperatura durante un período de tiempo prolongado, después del cual se retira y se deja enfriar antes de volver a pesar la muestra. La cantidad de masa perdida después del tratamiento LOI es igual a la masa del componente que el investigador está tratando de determinar. El conjunto típico de materiales necesarios para utilizar LOI incluye: una balanza de masa de alta precisión, un horno de secado, un horno con temperatura controlada, crisoles precalentados y una muestra de suelo de la ubicación de interés.
Existen muchas formas de utilizar adecuadamente la pérdida por ignición para la investigación científica. [3] Una muestra de suelo dejada durante la noche en un horno de secado a 100 °C tendría su contenido de agua completamente evaporado por la mañana. [4] Esto podría permitir a los investigadores determinar la cantidad de agua inicialmente en la muestra de suelo y su porosidad comparando el cambio de peso de la muestra antes y después de la evaporación . Este nuevo peso de la muestra se llama peso seco y su peso anterior se llama peso húmedo.
Un procedimiento general de cómo realizar una pérdida de encendido es el siguiente: [5]
Por lo general, este método se utiliza para determinar los niveles de contenido de agua, los niveles de carbono, la cantidad de materia orgánica y la cantidad de compuestos volátiles. [6] El LOI también se utiliza en la industria del cemento que opera el horno en el rango de 950 °C (por ejemplo, hornos de cemento ), los ingenieros de combustión también utilizan LOI pero a temperaturas inferiores al rango de 950 °C. [7]
En muchos laboratorios de investigación, se requiere el uso de guantes de amianto al operar el horno porque puede alcanzar temperaturas muy altas. [6] También se recomienda el uso de mascarillas a temperaturas más altas para garantizar la seguridad de los investigadores y los miembros junior del laboratorio. [8] También se recomienda que los investigadores que realicen el procedimiento LOI se quiten todas las joyas y los relojes, ya que son excelentes conductores del calor. Al retirar muestras a altas temperaturas, estos accesorios pueden calentarse fácilmente y provocar quemaduras. [9]
La industria del cemento utiliza el método LOI calentando una muestra de cemento a 900-1000 °C hasta que la masa de la muestra se estabiliza. Una vez que la masa se estabiliza, se determina la pérdida de masa debido a LOI. Esto se hace generalmente para evaluar el alto contenido de agua en el cemento o la carbonatación, ya que estos factores disminuyen la calidad del cemento. [10] Las altas pérdidas generalmente se atribuyen a malas condiciones de almacenamiento del cemento o manipulación de la calidad del cemento por parte de los proveedores. Esta práctica garantiza que el cemento utilizado en un sitio se adhiera a la composición correcta, cumpliendo con los protocolos de seguridad y los requisitos del cliente.
En la industria minera, la utilización del LOI es esencial para determinar la humedad y el material volátil presente en la roca. Por lo tanto, cuando se realiza un análisis de roca completa para determinar los volátiles totales, se emplea el método LOI. Para eliminar todos los volátiles y convertir todo el hierro en óxidos de hierro, la temperatura del LOI se establece entre 900 y 1000 °C.