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 determinada, dejando escapar las sustancias volátiles, hasta que su masa deje de cambiar. Esto se puede hacer en aire o en alguna otra atmósfera reactiva o inerte. La prueba simple consiste típicamente en colocar unos pocos gramos del material en un crisol preencendido y tarado y determinar su masa, colocarlo en un horno con temperatura controlada durante un tiempo determinado, enfriarlo en un ambiente controlado (por ejemplo, libre de agua). , libre de CO2) y redeterminando la masa. El proceso puede repetirse para mostrar que el cambio de masa se ha completado. 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 u de óxido de un mineral. Los materiales volátiles que se pierden suelen consistir en "agua combinada" ( hidratos y compuestos hidroxi lábiles) y dióxido de carbono de los carbonatos. Puede usarse como prueba de calidad, comúnmente realizada 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 cal , la bauxita calcinada , los refractarios o la fabricación de cemento , la pérdida por ignición de la materia prima es aproximadamente equivalente a la pérdida de masa que experimentará en un horno . Asimismo, 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. Los ensayos ASTM están definidos para calizas y cales [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 uno de estos componentes del suelo constituye 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 calefactor. Dependiendo de lo que el investigador intente 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 prolongado de tiempo, 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 intenta determinar. El conjunto típico de materiales necesarios para utilizar LOI incluye: un balance de masa de alta precisión, un horno de secado, un horno de temperatura controlada, crisoles precalentados y una muestra de suelo del lugar de interés.
Hay muchas maneras 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 en el peso de la muestra antes y después de la evaporación . Este nuevo peso de la muestra se denomina peso seco y su peso anterior se denomina peso húmedo.
Un procedimiento general de cómo realizar una pérdida por ignición es el siguiente: [5]
Normalmente, 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] La 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 usan LOI pero a temperaturas inferiores al rango de 950 °C. [7]
En muchos laboratorios de investigación, se requiere el uso de guantes de amianto cuando se opera el horno porque puede alcanzar temperaturas muy altas. [6] También se recomienda el uso de máscaras faciales a temperaturas más altas para garantizar la seguridad de los investigadores y los miembros jóvenes del laboratorio. [8] También se recomienda que los investigadores que realizan el procedimiento LOI se quiten todas las joyas y relojes, ya que son excelentes conductores de calor. Al extraer 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 debida a la LOI. Esto generalmente se hace para evaluar el alto contenido de agua en el cemento o la carbonatación, ya que estos factores disminuyen la calidad del cemento. [10] Las pérdidas elevadas generalmente se atribuyen a las malas condiciones de almacenamiento del cemento o a la manipulación de la calidad del cemento por parte de los proveedores. Esta práctica garantiza que el cemento utilizado en una obra cumpla con la composición correcta, cumpliendo con los protocolos de seguridad y los requisitos del cliente.
En la industria minera, la utilización de LOI es esencial para determinar la humedad y el material volátil presente en la roca. Por lo tanto, cuando se realiza un análisis de toda la roca 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 LOI se establece en 900-1000 °C.