control calidad componentes pinturas ambos01

TOMO IV.01CONTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS

PFC. EUETIB CONTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS PROYECTO FINAL DE CARRERA FABRICACIN DE UNA PINTURA

Jos Miguel Rando Cardalda Rubn Rafael Gonzlez Rivero

JUNIO 2005

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4. TOMO IV. CONTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS.............Pgina 4.1. Introduccin. 4.2. Determinaciones generales. 4.2.1. Densidad 4.2.2. Puntos de fusin y de solidificacin 4.2.3. Temperaturas de ebullicin y de destilacin 4.2.4. Determinacin del ndice de refraccin 4.2.5. Dosificado de las sustancias4.2.5.1. Procedimientos de volumetra. Soluciones normales 4.2.5.2. Procedimientos de gravimetra. Anlisis de una barita

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4.3. Pigmentos. 4.3.1. Color bsico 4.3.2. Poder colorante de los pigmentos coloreados 4.3.3. Tonos secundarios de los pigmentos coloreados 4.3.4. Poder colorante de los pigmentos blancos 4.3.5. Absorcin de aceite 4.3.6. Peso especfico 4.3.7. Dureza 4.3.8. Distribucin del tamao de las partculas4.3.8.1. Mtodo de estudio 4.3.8.2. Ejemplos prcticos de calculo terico de densidades

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4.3.9. Estabilidad 4.3.10. Opacidad

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4.3.11. Determinacin de la humedad y de la prdida por calcinacin 4.3.12. Valoracin de un blanco de zinc 4.3.13. Anlisis de un litopn 4.3.14. Determinaciones del hierro, del aluminio y del titano 4.3.15. Determinacin del anhdrido carbnico 4.3.16. Determinacin del cobre y del arsnico 4.3.17. Valoracin del cromato de plomo y del verde de zinc 4.3.18. Coloracin de perlas de brax 4.3.19. Mtodo Kappelmeier 4.3.20. Ensayo de los pigmentos negros y de las lacas 4.3.21. Especificaciones sobre pigmentos4.3.21.1. Pigmentos blancos 4.3.21.2. Pigmentos amarillos, ocres o pardos 4.3.21.3. Pigmentos rojos 4.3.21.4. Pigmentos verdes 4.3.21.5. Pigmentos azules 4.3.21.6. Pigmentos negros

4.4. Formadores de pelcula. 4.4.1. Color 4.4.2. Temperatura de reblandecimiento de slidos 4.4.3. Peso por litro y densidad 4.4.4. Contenido total de no voltiles 4.4.5. Viscosidad de los lquidos

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PFC. EUETIB COTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS PROYECTO FINAL DE CARRERA. FABRICACIN DE UNA PINTURA JUNIO 2005 4.4.6. Determinacin del grado de acidez 4.4.7. Determinacin del ndice de saponificacin 4.4.8. Determinacin del ndice de yodo 4.4.9. Determinacin del ndice de Maumen 4.4.10. Determinacin de los cidos grasos 4.4.11. Determinacin de los bromocompuestos 4.4.12. Determinacin de la glicerina 4.4.13. Comportamiento con el cido nitroso 4.4.14. Investigacin de aceites minerales 4.4.15. Diferenciacin de los aceites animales y vegetales 4.4.16. Determinacin del poder secante 4.4.17. ndice de dienos 4.4.18. ndice de rodn 4.4.19. Punto de precipitacin 4.4.20. Especificaciones de formadores de pelcula4.4.20.1. Barnices 4.4.20.2. Aceites, diluentes, aparejos y secativos

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4.5. Disolventes. 4.5.1. Color 4.5.2. Olor 4.5.3. Peso especfico 4.5.4. Toxicidad 4.5.5. Intervalo de destilacin 4.5.6. Velocidad de evaporacin

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PFC. EUETIB COTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS PROYECTO FINAL DE CARRERA. FABRICACIN DE UNA PINTURA JUNIO 2005 4.5.7. Punto de inflamacin 4.5.8. Poder de disolucin 4.5.9. Efecto sobre la viscosidad del vehculo 4.11. Bibliografa. 4.12. Normativa ASTM.

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4. CONTROL CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS4.1. Introduccin. Casi todos los mtodos de ensayo se pueden usar para la evaluacin de nuevas materias primas o fuentes de abastecimiento. En los ensayos normales de control de los materiales de las partidas que llegan, se emplea un nmero mucho ms restringido de mtodos de ensayo, para los cuales se han establecido normas. Muchas de estas pruebas consisten nicamente en comparaciones con patrones conocidos. Estas comprenden todas las caractersticas de funcionamiento de las materias primas en la medida que ellas pueden afectar a las propiedades de los recubrimientos de superficies. Pocas veces es necesario un anlisis qumico real de las materias primas utilizadas por la industria de la pintura, para el control de calidad de los envos que llegan, o para la evaluacin de nuevas fuentes de abastecimiento, aunque las determinaciones del contenido de humedad se realicen regularmente. Normalmente se pueden detectar grandes cantidades de adulterantes por sus efectos sobre las propiedades fsicas. Muchas materias primas contienen porcentajes pequeos, y hasta grandes porcentajes de materias extraas aadidas por sus fabricantes para mejorar sus propiedades, y no pueden considerarse como adulterantes. En consecuencia, los anlisis qumicos no dan una informacin suficiente como para justificar lo costoso de su realizacin. Muchas de las propiedades de las materias primas se pueden determinar nicamente al incorporarlas realmente a los recubrimientos determinados de superficies y observando sus efectos sobre las caractersticas funcionales. Por ejemplo, las propiedades de los pigmentos tales como cubrimiento, brillo, fluidez, estabilidad y su efecto sobre la viscosidad del vehculo se deben determinar de esta manera.


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Los ensayos de que se dispone, son el resultado de muchos aos de trabajo de organizaciones tales como la Federation of Societies for Paint Technology (FSPT), la Technical Division of the National Paint, Varnish and Lacquer Association (NPVLA), la American Society for Testing Materials (ASTM), la National Bureau of Standards (NBS), otros organismos oficiales y los laboratorios de muchas compaas de la industria de la pintura. Gracias al esfuerzo de estas organizaciones, los ensayos existentes se mejoran constantemente y se aaden otros nuevos a la larga lista de mtodos tiles. La mayora de estas pruebas se describen con detalle en publicaciones tales como Standards and Methods of Test, FSPT; Standards on Paint, Varnish, Lacquers and Related Products, ASTM; Paint, Lacquer and Related Materials; Methods of Inspection, Sampling and Testing, Especificacin Federal TT-P-141b. En los casos en que existe ms de una prueba para una misma propiedad, se da preferencia a los ensayos FSPT, seguidos de los ASTM y de las pruebas Federales correspondientes. Muchas de las pruebas FSPT y ASTM son idnticas, en cuyo caso se dan ambos resultados. Algunos ensayos para los cuales no hay ningn procedimiento normalizado se describen para informacin general. Tambin se incluyen pruebas sobre pigmentos, formadores de pelcula y disolventes, puesto que las propiedades de los plastificantes, secantes y aditivos, se deben determinar en la mayora de los casos en recubrimientos de superficies reales, y se deben probar mediante algunos diversos procedimientos.


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4.2. Determinaciones generales. 4.2.1. Densidad La densidad se determina generalmente por el mtodo del picnmetro para los cuerpos slidos y por el mtodo de MOHR-WESTPHAL para los lquidos. Para determinar una densidad con el mtodo del picnmetro (llamndose as a un pequeo frasco con tapn tubulado que tiene marcado un aforo), se llena de agua dicho matracito hasta la seal de enrase, se seca cuidadosamente anotando la temperatura y se pesa en la balanza de precisin. Sea este peso P. Luego se pesan uno o varios trocitos del cuerpo, o del polvo cuya densidad se desea obtener: sea P este nuevo peso. Destapado el picnmetro, se introduce dentro este peso P, recogiendo el agua que sobre con un papel de filtro que la absorba, se coloca bajo una campana de vaco a fin de que no queden burbujas de aire adheridas a los trozos, durante el tiempo necesario; se tapa y enrasa nuevamente cuidando que est a igual temperatura que antes, y se pesa otra vez. Sea este nuevo peso P. La densidad de un cuerpo es igual a su peso dividido por su volumen (rigurosamente, esto es el peso especfico, que se expresa por la misma cifra que la densidad y en la prctica se llama as), referido a los mismos valores del agua. Por tanto:

Siendo d la densidad del agua a la temperatura a que se opere. Esta densidad debera ser 1, pero como en realidad slo tiene este valor a 4C, hay que tener en cuenta tal correccin. El cuerpo acostumbra tomarse a 15C. No obstante, las densidades se dan muchas veces con relacin al agua a 15C, evitando correcciones. El empleo del factor d, que vale:


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No excluye el pesar el cuerpo a 15 C para tener la densidad a esta temperatura, referida al agua a 4 C, o sea D, 15 C/4 C; para tenerla con relacin al agua a 15 C, o sea D, 15C/15 C, por clculo, bastar multiplicar por 0,9991; es decir:

Inversamente,

Las cantidades pesadas de cuerpo varan alrededor de 2 gr, aunque segn las necesidades se puede operar con mayor o menor cantidad. Para la cifra indicada ser normal el empleo de un picnmetro de 25 ml de capacidad. El peso P se puede determinar vaciando y secando cuidadosamente el picnmetro, pesndolo vaco y con una porcin del producto dentro. El aumento de peso ser el del cuerpo. El peso P se habr determinado primeramente y el P se determinar llenndolo de nuevo. En estas manipulaciones hay que vigilar cuidadosamente que no varen las temperaturas al hacer las pesadas. Para hallar la densidad de los pigmentos extrados de una pintura o de un barniz mediante un disolvente, a causa de su dificultad en mojarse por el agua, se suele emplear como lquido para la determinacin el ter sulfrico, o cualquier otro lquido a propsito. En este caso el factor se substituye por la densidad de dicho lquido. Con el fin de facilitar el trabajo en relacin a la exigencia de hacer las pesadas a la misma temperatura, hay modelos de picnmetros que llevan en una tubuladura auxiliar un termmetro. La determinacin de densidades en los lquidos con la balanza de MOHRWESTPHAL requiere menos operaciones que el mtodo anterior. La balanza


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tiene dos brazos desiguales, el largo dividido en diez partes por unas muescas y el corto constituido por un contrapeso terminado en un ndice, que seala el equilibrio. El conjunto va sostenido por una columna extensible y un pie con tornillos nivelantes, y del extremo del brazo largo, coincidiendo con la divisin diez, cuelga un cilindro de vidrio tarado que acta de inmersor; siendo simultneamente un termmetro. Las pesas son unos jinetillos de los que cada uno vale la dcima parte del anterior, y existe otra, que pesa como la mayor de ellas, que sirve para equilibrar la balanza. La cruz puede ascender y descender dentro de la columna que la sostiene, y fijarse con un tornillo, y el pie puede nivelarse cmodamente. El lquido cuya densidad quiere determinarse, se coloca en una probeta, se fija la cruz a altura conveniente y se introduce el inmersor de vidrio dentro del lquido, de modo que quede en su seno sin tocar a las paredes del recipiente; primeramente se habr puesto la balanza en equilibrio, que se alterar. Se pone una pieza mayor en el gancho de donde cuelga el inmersor: si el lquido fuera de mayor densidad que el agua, la admitira; si fuese de menor densidad, no ocurrira as. Se emplea luego la segunda pieza mayor, colgndola del mismo sitio: si la admite se deja ah y si no la tolera se prueba en cada una de las diez muescas, en la que indicar centsimas, despus la tercera, que sealar milsimas y finalmente la cuarta, que designar dcimas de milsima. Las piezas se pueden colgar una de la otra si concurriesen en la misma divisin. Si se supone que un lquido ha requerido para llevar la balanza al equilibrio:

La prdida de peso del inmersor en el lquido ser, siendo P el peso de las piezas mayores:


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Ahora bien, por construccin se ha hecho en el aparato P igual a la prdida de peso del inmersor en el agua, luego la densidad ser:

Si no se hubiese podido poner una pieza mayor en el gancho, el resultado sera D = 0,3517. Las balanzas de MOHR-WESTPHAL dan generalmente las densidades referidas al agua a 15 C, debiendo ponerse el lquido en examen a dicha temperatura, y hacer luego las oportunas correcciones indicadas para el picnmetro, si se desean referir a 4 C de temperatura del agua. El cuarto decimal no acostumbra a ser muy exacto con este aparato. De quererla precisar, o de no tener la suficiente cantidad de muestra para emplear el mtodo de MOHR, hay que emplear un picnmetro para lquidos, lo que no excluye trabajar con serias precauciones de precisin. Buscando de este modo la densidad 15 C/15 C:

Si se desea en otra forma, tngase presente lo dicho en el caso del picnmetro para slidos. 4.2.2. Puntos de fusin y de solidificacin El punto de fusin se determina generalmente por el mtodo de BUNSEN, o del tubo capilar. Estos tubos, que se prepara el mismo qumico, deben tener unos cuatro centmetros de longitud y alrededor de un milmetro y medio de dimetro, cerrados al fuego por un extremo. La sustancia seca y pulverizada se introduce en uno de ellos, ayudando con una ligera trepidacin del tubo, en cantidad suficiente; y el tubito se coloca al lado del depsito de un termmetro, sujeto con una abrazadera de caucho. El


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conjunto se introduce en un matraz de cuello largo, lleno hasta su mitad con cido sulfrico o aceite de vaselina, que sirve de bao de calefaccin, y que no debe penetrar dentro del tubito. Un primer ensayo da idea de la temperatura de fusin aproximada, y luego operando con cuidado al llegar cerca de aqulla, calentando con lentitud, se lee el termmetro en el momento en que se torna lquida la sustancia. En el estudio de las grasas se usa mucho el sistema llamado de punto de gota: a un porta objetos de microscopio se adhieren las substancias que van a estudiarse, en porciones del tamao de una lenteja y en cantidad de cuatro de modo corriente, segn los vrtices de un cuadrado cuyo centro se hace coincidir con el bulbo del termmetro, al que se sujeta el porta objetos con dos abrazaderas de caucho. Todo esto se coloca dentro de un tubo de ensayo suficientemente ancho y vaco, que a su vez se introduce en un matraz de cuello ancho y corto que contiene el bao de calefaccin. El conjunto se sostiene convenientemente y se calienta; al fundir las substancias, se ve la gota que se escurre del sitio primitivo que ocupaban aqullas. Con este sistema se pueden comparar diferentes cuerpos a una temperatura determinada en cuanto a su comportamiento respecto a la fusin. En el caso de resinas, es conveniente seguir los dos mtodos, pues muchas de aqullas no tienen un punto de fusin franco, sino que presentan primero el llamado punto de reblandecimiento, que se aprecia fcilmente con el punto de gota por la deformacin que presenta la lenteja al llegar su temperatura a dicho punto de reblandecimiento. En cambio, el punto de transparencia, anotado en el momento de su aparicin, y que denota la fusin propiamente dicha, se apreciar en este caso con mayor exactitud por el procedimiento del tubo capilar. Se utiliza tambin con muy buenos resultados el bloque de MAQUENNE, en los estudios propios de la industria de pinturas, y barnices relacionados con la fusin. Consiste en un semicilindro metlico con una cara plana, que tiene unos pocillos en parejas, y un termmetro que corre por su interior, de modo que su


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bulbo puede ponerse en el centro entre cada dos pocillos. El aparato lleva un soporte que permite calentar la parte cilndrica del bloque. Puestas las substancias en los pocillos, se siguen claramente con la vista las incidencias de la fusin, cuya temperatura se lee en el termmetro colocado en posicin conveniente. Las mediciones no son de precisin. El punto de solidificacin es difcil de determinar a causa de los fenmenos fsicos que le acompaan. No obstante a veces tiene inters. En este caso, el mejor mtodo es poner unos 20 gr. de sustancia en un tubo de ensayo, fundirlos e introducir el bulbo de un termmetro. Luego se pone a enfriar dentro de una probeta suficientemente ancha, sostenida por un tapn de corcho, ancho y delgado, a cuyo travs pasa el tubo de ensayo y que obtura la probeta. Se anota la temperatura en las distintas fases que pueden ocurrir: si se trata de un cido graso, la primera aparicin de cristales, la formacin de los mismos en masa; despus de unos momentos de descenso, la temperatura vuelve en muchos casos a aumentar. Se agita peridicamente con el termmetro, cuyo bulbo estar completamente sumergido en la sustancia. Las temperaturas ledas se anotan, construyendo una curva con varios puntos, y la temperatura ms elevada constituye generalmente la temperatura de solidificacin. 4.2.3. Temperaturas de ebullicin y de destilacin Una caracterstica de la mayor importancia est constituida por la expresin de la temperatura de ebullicin de un cuerpo lquido. Cuando el cuerpo no es puro o est formado por mezclas, se utilizan las temperaturas de destilacin, que detallan las cantidades de destilado en porcentajes que pasan a cada temperatura indicada. Para las determinaciones de temperaturas de destilacin se emplean matraces de destilacin fraccionada, es decir, con tubuladura lateral, a la que se acopla un refrigerante condensador, recogindose el destilado en una probeta graduada suficientemente exacta. En el matraz se pone una cantidad


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determinada de lquido y generalmente algunos trozos de vidrio o arena silcea limpia para conseguir una ebullicin tranquila. El bulbo del termmetro se pondr delante de la salida de la tubuladura, procurando que quede adems gran parte de la columna termomtrica dentro del cuello del matraz. Las cantidades con que suele trabajarse oscilan de 100 a 200 ml. En muchos casos, como petrleos, disolventes derivados del alquitrn y otros, los aparatos tienen dimensiones convenidas. Como manantiales de calor para las destilaciones, se adoptar el bao mara para los lquidos que hiervan a baja temperatura. A temperaturas ms elevadas se puede emplear el bao de aire, y a mayores se emplean baos de aceite o de parafina.

El punto de ebullicin se determina por el mtodo de SIWOLOBOFF; un tubito de unos 5 cm de longitud y unos 3 mm de dimetro, se adapta a un termmetro y a un bao como para la determinacin de los puntos de fusin. El lquido se introduce en dicho tubito hasta la altura que tenga el bulbo del termmetro, y dentro del lquido se introduce un tubo capilar con un punto cerrado cerca del


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final, de modo que forme una pequea campanita que servir de manantial de burbujas de aire para conseguir una ebullicin regular. As que se consiga sta, se lee la temperatura. Se hacen dos o tres determinaciones y se toma el promedio. En determinaciones muy precisas de puntos de destilacin y ebullicin, debera tenerse en cuenta la presin atmosfrica. En general, por cada 5 mm de diferencia de altura baromtrica, vara el punto de ebullicin en unas 2 dcimas de grado centgrado. 4.2.4. Determinacin del ndice de refraccin Este valor fsico con referencia al aire en una sustancia, constituye otra de las constantes que se emplean para contribuir a la caracterizacin de muchos materiales que tienen importancia en la tecnologa de los barnices y pinturas. Se emplea generalmente para su determinacin el refractrmetro de ABBE, que consiste en dos prismas pticos entre cuyas caras hipotenusa se puede introducir una cantidad de sustancia, pues se abren por una charnela. Un anteojo permite recibir los rayos de luz que manda un espejo a travs de los prismas y que permite medir los ngulos sobre un limbo graduado. Los prismas van encerrados en una montura metlica. Puesto el aparato de manera que la luz reflejada en el espejo ilumine bien, se introduce el lquido entre los dos prismas. Mirando por el anteojo y girando el sistema ptico, y combinando un compensador que lleva el aparato a fin de quitar las irisaciones que aparecen, se consigue el campo dividido en dos mitades con una lnea de separacin bien definida, que debe coincidir con un retculo que lleva el anteojo. Entonces se lee en el limbo graduado directamente el valor del ndice de refraccin, pues la escala est adaptada no a la lectura de ngulos, sino que llevando las operaciones calculatorias ya resueltas (el valor del ndice de refraccin depende del ngulo que debe leerse) da el valor buscado sin ms


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preocupaciones. Operando debidamente se pueden apreciar hasta cuatro decimales. Como el ndice de refraccin depende de la temperatura, hay montado en el aparato un dispositivo que permite hacer circular agua caliente alrededor de los prismas pticos que contienen la sustancia sobre que se opera. Generalmente la determinacin se hace a 15 C, pero en otros casos hay que operar a temperaturas ms altas, por requerirlo la naturaleza de la sustancia, como los sebos, cuyo ndice de refraccin se da a 40 C. De un modo general, por cada grado de temperatura el ndice de refraccin disminuye en 0,0004. Despus de cada determinacin hay que limpiar cuidadosamente el aparato. El ndice de refraccin es la relacin que existe entre el seno del ngulo de incidencia y el seno del ngulo de refraccin. As, pues, vara con la luz que se emplee. Con el refractmetro de ABBE se usa luz blanca, natural o artificial. Para determinaciones cientficas delicadas, se emplea el refractmetro de PULFRICH, que requiere luz monocromtica. Corrientemente el refractmetro de ABBE lleva una placa auxiliar o placa de verificacin, que puede ponerse fcilmente en el aparato y cuyo ndice de refraccin, con cuatro decimales, va escrito en ella. Esto permite comprobar la exactitud del instrumento cuando convenga. 4.2.5. Dosificado de las sustancias Los procedimientos de Anlisis qumico que permiten el dosificado de substancias mediante las reacciones llevadas a cabo con soluciones que contienen uno de los reactivos en cantidad conocida, son extensamente usados en la prctica industrial. Mientras en los mtodos gravimtricos se pesa una sustancia obtenida por precipitacin con un reactivo en exceso, en los volumtricos la cantidad de reactivo usada es la exactamente necesaria; se requiere, pues, en general el empleo de un indicador que seale el fin de la operacin.


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La pesada es tambin indispensable en estos mtodos, puesto que debe operarse sobre una cantidad determinada del producto a investigar, y las soluciones empleadas deben contener una cantidad fijada de reactivo: pero este reactivo se mide en volmenes, y una vez preparado puede servir para varios ensayos en cada uno de los cuales se consuma una parte alcuota de la cantidad preparada.4.2.5.1. Procedimientos de volumetra. Soluciones normales

Los aparatos usados son las buretas y las pipetas, exactamente calibradas; asimismo se emplean los matraces aforados. Todas las vasijas graduadas lo estarn en las mismas condiciones de temperatura; se acostumbra a llamar graduacin normal la verificada a 15C de temperatura en la vasija, llenada con agua a 4 C. Como ello no es posible, se opera por clculo, y los aforos as obtenidos corresponden a la definicin del litro, que es el volumen ocupado por 1 kg de agua a 4 C, en cuyo momento su densidad es igual a 1. Las soluciones utilizadas pueden ser empricas y normales. Las empricas contienen disuelto en 1 litro de disolucin una cantidad determinada del reactivo, segn el fin que se persigue en su empleo; y las normales contienen en 1 litro de disolucin una cantidad de reactivo que de un modo directo o indirecto se corresponde con un tomo gramo de hidrgeno, llamndose a esta cantidad un equivalente gramo de la sustancia. As, pues, la solucin normal de cido sulfrico contendr 1/2 mol de ste, ya que con tiene 2 H, y la solucin normal de sosa custica contendr 1 mol de sta, puesto que la reaccin entre los dos compuestos ser:

en la que se ve que 1 tomo de Na substituye a 1 tomo de H, o sea que se equivalen. En los mtodos volumtricos por oxidacin con el permanganato potsico:


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cada 2 moles de permanganato ocasionan el desprendimiento de 5 tomos gramo de oxgeno, que equivaliendo a 10 de H, hacen que cada mol de permanganato potsico se equivalga con 5 tomos gramo de H; as pues la disolucin normal de dicho permanganato deber contener en 1 litro de disolucin la 1/5 parte de 1 mol. Las soluciones normales reaccionan exactamente con volmenes iguales de ellas, de manera que 1 ml de cido sulfrico normal requerir para una neutralizacin completa 1 ml de sosa custica normal. En estas condiciones se podr proceder a valorar una cantidad de sosa custica desconocida, con un nmero de centmetros cbicos de cido sulfrico conocidos, gastados en una neutralizacin cuyo final sealar un indicador adecuado. Solucin normal de ClH. En 1000 ml de solucin debe haber 1 mol de HCl=36,46 gr. Se pesan 120 gr, o se miden 100 ml en un matraz con dos aforos (uno a 1000 ml otro a 1100 ml hasta el segundo aforo. Se pesan exactamente en la balanza de precisin 2 gr de bicarbonato potsico puro, tomados de una cantidad del mismo que previamente se ha disuelto en 4,5 veces su peso de agua, filtrado y precipitado con 2 veces su peso de alcohol de 90; los cristales separados se secan en el desecador con cido sulfrico, y de esta porcin se pesan los 2 gr. Se disuelve el bicarbonato en un Erlenmeyer con 20 ml de agua, se aaden 3 gotas de disolucin de anaranjado de metilo al 0,1 % en agua destilada y despus con una bureta se aade el cido clorhdrico preparado, hasta viraje rojo. Para tener un punto de referencia exacta aconseja KOLTHOFF, como coloracin final a obtener, la que tenga otro Erlenmeyer con 40 ml de agua destilada y 3 gotas del indicador. Si se quiere mayor precisin se aaden tambin 1,5 gr de cloruro potsico puro y neutro. Antes de llegar a la coloracin final, hay que hervir el lquido unos minutos a fin de expulsar el cido carbnico.


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Las ltimas adiciones de cido se harn con sumo cuidado, de gota en gota, muy lentamente y agitando bien. La reaccin que tiene lugar es:

por tanto, 2 gr de CO3HK necesitan

de ClH para quedar neutralizados, apareciendo el viraje rojo en el lquido amarillo. Pero 0,7284 gr de ClH estn contenidos en

de la solucin normal del cido; de modo que si para el viraje se ha gastado esta cantidad, la solucin est bien: si se ha gastado menos, la solucin es demasiado concentrada, y si se ha gastado ms, es demasiado diluida. En el primer caso, y suponiendo que se han gastado como promedio de dos ensayos, 19,5 ml: a 19,5 ml de la solucin preparada hay que aadir 19,9819,50=0,48 ml de agua para que sea normal; a 1000 habr que aadir

Como se pueden medir fcilmente los 1000 ml, pues se han preparado 1100ml, se vaca cuidadosamente con una pipeta el matraz hasta el enrase 1000 ml y entonces con una bureta se aaden 24,6 ml exactamente medidos, procediendo luego a comprobar la operacin con un nuevo ensayo. En el segundo caso, la manipulacin sera ms engorrosa, pero como se ha preparado la disolucin intencionadamente algo ms concentrada, puede quedar excluido en la prctica. Si no se hubiese querido modificar la solucin, o no se hubiese podido, se calcula el factor de ella, diciendo: 19,5:19,98=1: x, de


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donde x=1,0247 y se tendra que tener la precaucin de multiplicar siempre los ml gastados, antes de proceder a cualquier clculo, por dicho factor, a cuyo fin se apunta en la etiqueta del frasco que contiene la solucin. Si en lugar de gastar menos cido del requerido se hubiese gastado ms, o sea el segundo caso citado, el factor de la solucin valdra, suponiendo que se hubiesen gastado 20,4 ml 20,4: 19,98 = 1: x, de donde x 0,9794, y se debera multiplicar por dicho valor todos los consumos de cido efectuados. Solucin de cido sulfrico. La normal contendr mol de cido por litro o sea 49,04 gr y la decinormal la vigsima parte de un mol, o sea 4,9 gr. Solucin de sosa custica decinormal. Debe contener 4 gr de NaOH por litro. Solucin de potasa custica decinornial. Debe contener 5,6 gr de KOH por litro. Solucin normal de tiosulfato sdico. Se emplea para determinar el yodo puesto en libertad en algunas valoraciones. La reaccin es:

de modo que 1 molcula gramo de tiosulfato reacciona con un tomo gramo de 1 que equivale a un tomo gramo de H. Por tanto la solucin normal contendr por litro un peso molecular en gramos de tiosuifato; como la sal cristaliza con 5 molculas de agua, este peso ser:

La solucin normal contendr esta cantidad y la decinormal 24,822 gr.4.2.5.2. Procedimientos de gravimetra. Anlisis de una barita

Los mtodos ponderales tienen su mayor aplicacin en el examen de los pigmentos empleados en la confeccin de las pinturas. Las pesadas se harn en balanzas de precisin sensibles a la dcima de miligramo y las disoluciones y precipitaciones se llevan a cabo en vasos de precipitados; las filtraciones y locin de stos exigen la debida atencin y cuidados para no tener prdidas de


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materias; asimismo la desecacin y la calcinacin. Citase un dosificado de sulfato brico en una barita, a ttulo documental. Dada la insolubilidad de esta sustancia en los cidos, es preciso disgregarla en un en sol de platino. Para ello se pesa exactamente el crisol, se echa dentro cerca de 1/2 gramo del producto y por nueva pesada se sabe la cantidad exacta sobre que se opera; se aaden entonces unos 4 gr de mezcla en partes iguales de carbonatos sdico y potsico anhidros y secos, y se calienta el crisol progresivamente, sin que salten proyecciones. La masa se mantiene fundida al rojo unos 20 minutos. Para evitar que el producto de la fusin quede adherido al crisol, con unas pinzas se mueve de modo que la masa forme una costra uniforme en las paredes, dejando luego enfriar sobre una plancha de hierro. Se introduce en un vaso con agua y calentando nuevamente se consigue la disolucin completa y se puede sacar el crisol limpio con las pinzas, enjuagndolo con el chorro del frasco lavador y cayendo las aguas de locin dentro del vaso. El contenido de ste queda compuesto por sulfatos sdico y potsico disueltos y carbonato brico insoluble. Filtrando, quedan los dos primeros en el lquido y el carbonato brico sobre el filtro, lavndolo cuidadosamente a fin de que no queden porciones de sulfatos impregnando su masa. Determinacin del bario. Se disuelve ntegramente el precipitado de carbonato brico en cido clorhdrico diluido y se precipita al estado de sulfato brico insoluble, con cido sulfrico diluido, en caliente. Determinacin del SO42- Los lquidos filtrados y de locin se acidulan con cido clorhdrico y se precipita el SO42-con disolucin de cloruro brico al estado de sulfato brico insoluble, con las precauciones recomendadas por el anlisis qumico. Las precipitaciones deben hacerse, tal como se acaba de decir, con determinadas precauciones propias de cada caso. As, en los dos casos anteriores, que en realidad son el mismo, es preciso operar en caliente, cerca del punto de ebullicin, y aadir los reactivos tambin calientes. Ocurre si no


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que el precipitado es tan tenue, que atraviesa el papel de filtro, con la consiguiente prdida de material que falseara completamente el anlisis. El precipitado, recogido en un filtro, debe lavarse cuidadosamente con el frasco lavador a fin de eliminar las impurezas solubles que puedan quedar retenidas en l, y en este caso procedentes de las aguas madres, pudindose conocer que est bien lavado cuando aadiendo solucin de nitrato de plata a las aguas de locin, stas no den enturbiamiento. La calcinacin se verifica en un crisol de porcelana, introduciendo en l el filtro lleno del precipitado, y hmedo. Esto es posible en este caso, pero generalmente hay que incinerar primeramente el filtro mediante una espiral de platino y luego aadir sus cenizas al crisol con el precipitado. Debe tomarse esta precaucin a fin de evitar reacciones entre el carbn procedente de quemar el filtro y el precipitado, que falsearan los resultados. En los mtodos gravimtricos, los clculos se establecen mediante las respectivas reacciones y los pesos moleculares de los componentes:

de donde,

Valor que se llama factor de transformacin del sulfato brico en bario. El peso hallado de sulfato brico al pesar el crisol, multiplicado por este factor, dar la cantidad de bario contenida en la cantidad de sustancia de que procede el sulfato brico que hay en dicho crisol. Entonces se reduce a 100 mediante la proporcin: Cantidad de muestra: cantidad de bario = 100: x. x = % de Ba.


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Este valor no interesa, puesto que lo que se desea saber es la cantidad de sulfato brico contenida en la barita examinada. Para ello, se calcula la cantidad que corresponde al Ba hallado:

Lo que dar la cantidad de sulfato brico en 100 de barita. La diferencia sern sustancias extraas. El compuesto insoluble pesado es el mismo (aunque ahora puro) de que se parti: en efecto, se buscaba sulfato de bario y se ha pesado sulfato de bario; lo que no ocurre a menudo, pues generalmente el cuerpo hallado contiene el elemento qumico comn en distinta combinacin del que se busca. En realidad, en el caso expuesto, los clculos hechos pueden simplificarse.


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4.3. Pigmentos. Las caractersticas funcionales de los pigmentos en relacin con las propiedades, se pueden determinar nicamente mediante pruebas realizadas en los recubrimientos de superficies a los que han sido incorporados. 4.3.1. Color bsico Vase FSPT At-2-32 o ASTM D387- 52T, secciones 1-5 Color bsico y poder colorante de los pigmentos coloreados. Para medir el color de un pigmento, uno de los procedimientos es comprobar su color bsico o dominante amasando o dispersando el pigmento con el barniz litogrfico transparente nmero 2. El color bsico de la muestra, que es el color de la luz reflejada desde la superficie de la pasta oleosa, se compara con el color bsico de la pasta patrn yuxtapuestas sobre un panel de vidrio transparente. Algunos de los trminos ms corrientes utilizados para describir las diferencias entre la muestra y el color son lechoso, ms claro, ms sucio, ms intenso, ms limpio, ms rojizo, ms amarillento, etc. El amasado del pigmento se puede hacer a mano sobre una placa de pulimentar de cristal esmerilado, o sobre una trituradora automtica Hoover que es un sistema mecnico de molienda. Sin embargo, ambos requieren un pesaje exacto del pigmento y aceite, una operacin de amasado constante y uniforme y una fuente de luz patrn para la observacin de las pastas. La cantidad de pigmento y aceite utilizados depende de la absorcin de aceite del pigmento. 4.3.2. Poder colorante de los pigmentos coloreados Vase FSPT At 2-32 o ASTM D387-52T, seccin 6, Color bsico y poder colorante de los pigmentos coloreados. Los ensayos del poder colorante determinan la capacidad de un pigmento para colorear una cantidad dada de blanco patrn, bien en seco o bien como pasta dispersada en algn lquido. El pigmento blanco puede ser xido de cinc o bixido de titanio en aceite. En este ensayo, los pesos conocidos de las pastas obtenidas a partir de la muestra del pigmento y del patrn de referencia, se


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mezclan cada uno en una amasadora con un peso conocido de la pasta blanca. Se suele utilizar una muestra de la misma pasta preparada para la prueba de tono bsico. Las intensidades de color de las mezclas se comparan por yuxtaposicin sobre un panel de vidrio transparente. Cuanto ms intenso es el color, mayor es el poder cubriente de coloracin del pigmento. Si el poder colorante del pigmento y del patrn no son iguales, se mezcla con la pasta blanca una cantidad ms pequea del pigmento ms fuerte (patrn o muestra), hasta que los colores igualen en intensidad. El poder colorante de la muestra se calcula hallando la relacin del peso de la pasta patrn y el de la pasta de la muestra y multiplicando por cien para obtener el resultado en porcentajes. Se entiende por poder colorante de un pigmento la intensidad con que da su propio color a un pigmento blanco, tomando estas relaciones en peso. Para comparar el poder colorante de dos muestras de un pigmento, o de dos distintos pigmentos de dolor semejante o distinto, se pesa una cantidad igual de cada uno, del orden al menos de 1 gr, se colocan en dos cpsulas de porcelana iguales, se aade a cada una la misma cantidad pesada de 2 gr o3 de blanco de zinc (o el color blanco que se prefiera), y aadiendo aceite de linaza con una bureta se empastan con una varilla de vidrio terminada con pequea esptula. Luego se examina el resultado obtenido, y se sacan las consecuencias, en general por examen a simple vista y a criterio del observador; de desear ms exactitud, habra que proceder midiendo la intensidad colorante lograda. (fotmetro gradual de PULFRICH). Las cantidades a mezclar de pigmento y blanco, estarn relacionadas con el fin perseguido en la determinacin, siendo nfimas para el negro y el azul, de los que se pesarn nada ms que unos decgramos, o an centgramos. Cuando se quiere un valor del poder colorante que pueda compararse con otros obtenidos en las mismas condiciones, ser preciso que el tono buscado en la mezcla sea un trmino fijo y definido. Para que los valores sean adems


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comparables, es necesario que las densidades de los pigmentos estudiados sean sensiblemente iguales. En algunos casos el poder colorante se hallar con mejor xito procediendo inversamente de como se ha descrito, mezclando al pigmento a estudiar un pigmento negro o azul, como el azul de ultramar, hasta llegar al tono deseado. Finalmente, para lograr resultados ciertos, an ser necesario que la cantidad de aceite empleada en las muestras sea la misma, y que la amalgamacin entre ste y los pigmentos sea efectuada en buenas condiciones de empastado. Los valores obtenidos se-expresarn numricamente de la siguiente manera: Se da el valor 100 al tono buscado como trmino de comparacin; este tono ha sido alcanzado en la preparacin de una muestra con 2 gr de blanco de zinc, y 0,5 gr del pigmento en examen, se han necesitado 0,3 gr para otra muestra, correspondiente a un segundo pigmento Se tiene:

puesto que el poder colorante del pigmento vara directamente con el peso de blanco, o sea que cuanta mayor cantidad de este entra en la mezcla, mas elevado es el poder colorante del pigmento. En el primer caso, el contenido en blanco es del 80 % y en el segundo del 86 %. 4.3.3. Tonos secundarios de los pigmentos coloreados Vase FSPT At 2-32 o ASTM D387-52T, seccin 6, Color bsico y poder colorante de los pigmentos coloreados. Este ensayo del poder colorante puede ser til en la determinacin del matiz o tono secundario de los pigmentos. El color secundario es importante si el


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pigmento se va a usar para la coloracin de otros pigmentos, como el blanco en los tonos pastel. Una partida de pigmento puede ser satisfactoria en su tono fundamental, pero puede estar fuera de tolerancia en el matiz o tono secundario. Los pigmentos de tipos qumicos diferentes pueden ser bastante similares en tonos fundamentales, pero mostrarn amplias diferencias en los tonos secundarios y en intensidad. 4.3.4. Poder colorante de los pigmentos blancos Vase FSPT At-1-32. o ASTM D332-36, Poder colorante de los pigmentos blancos. El procedimiento para la medida del poder colorante de los pigmentos blancos es similar al usado para medir el poder colorante de los pigmentos coloreados, excepto que el negro de humo o el azul ultramar se usa como pasta patrn. En este caso nos puede interesar el poder colorante de los pigmentos blancos, tales como plomo blanco, xido de cinc, y bixido de titanio. Se aade un peso determinado del material colorante a dos gramos del pigmento blanco patrn de referencia, y la mezcla se amasa cuidadosamente. Con cada muestra se fricciona cien veces sobre una placa de pulimentar de cristal esmerilado o en una amasadora automtica Hoover. La pasta homognea, obtenida mediante este mtodo de dispersin, se compara a la muestra del pigmento ensayado, tratado de la misma manera, detectndose cualquier diferencia de intensidad. Si existe una diferencia en el poder colorante entre el patrn y la muestra, se debe realizar una serie de mezclas nuevas con cantidades variantes del material colorante y dos gramos de pigmento blanco patrn. Tan pronto como se determine la combinacin de material colorante y de pigmento patrn que iguale la muestra de la prueba, se puede calcular el poder de coloracin de la muestra: Poder de coloracin = (A / B) x T ,


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A = peso en gramos del material colorante usado con el patrn para igualar el tinte; B = peso en gramos del material colorante usado con la muestra; T = valor emprico del poder colorante del patrn. 4.3.5. Absorcin de aceite Vase ASTM D281-31, Mtodo de ensayo para la absorcin de aceite de los pigmentos. TT-P-141b, Mtodo 419,1, Absorcin de aceite (Rub-Out). Mtodo 419,2, Absorcin de aceite (Gardner-Coleman). La absorcin de aceite de un pigmento es la cantidad de aceite requerida por un peso determinado de pigmento para formar una pasta, mediante un mezclado mecnico, hasta obtener una consistencia especfica. La absorcin de aceite se expresa en gramos de aceite por cien gramos de pigmento. Los resultados variarn con la consistencia de la pasta formada (el punto final), el tiempo requerido para realizar la prueba, el grado de amasado, la temperatura y la humedad. Puesto que la absorcin de aceite est regida por el tamao de las partculas, la actividad qumica del pigmento, las caractersticas de la superficie de las partculas, y otras propiedades, la absorcin de aceite se usa en los laboratorios para comparar la uniformidad de los pigmentos de cada lote y como un medio de comparar tipos similares de pigmentos obtenidos de diversas procedencias. En trminos generales, cuanto ms grandes son las partculas menos superficie hay que humedecer, lo que significa una absorcin de aceite ms pequea. Los procedimientos para la determinacin de la absorcin de aceite varan ampliamente en la industria de la pintura. Esto es debido a la ausencia de una prueba satisfactoria que pueda dar resultados exactos y consistentes entre los distintos laboratorios. Sin embargo, el mtodo ms aceptado es el procedimiento ASTM.


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La prueba de absorcin de aceite consiste en amasar una muestra de pigmento exactamente pesada, con aceite de linaza mediante una esptula metlica. El aceite se aade gota a gota mezclndose con el pigmento hasta que forma una pasta espesa como un emplaste que no se separa ni se rompe. La cantidad de aceite usado se determinar en relacin con el pigmento. En esta prueba un operador puede duplicar con facilidad sus propios resultados, pero los valores obtenidos variarn de un operador a otro. Otra prueba utilizada es el mtodo Gardner-Coleman, descrito en las Especificaciones Federales TT-T-141b. Se comienza poniendo una muestra del pigmento exactamente pesada en una taza de porcelana, o sobre un vaso de 250 ml. El aceite de linaza se incorpora gota a gota y se mezcla con el pigmento con una varilla agitadora de vidrio. El punto final se alcanza cuando toda la masa del pigmento permanece reunida en un bloque. 4.3.6. Peso especfico Teniendo las partculas de los pigmentos diferentes formas segn su procedencia, ya se trate de un color mineral, u obtenido industrialmente por precipitacin qumica; en cuyo caso suelen ser ms o menos irregulares y en de variadas formas segn la naturaleza de su formacin cuando llenan un depsito o recipiente dejan espacios entre partculas, que quedan ocupados por aire. El volumen aparente, por tanto, ocupado por el material, tiene importancia especialmente en la molienda con aceite, pues influye en la cantidad de ste que debe emplearse, ya que no se hace en aqulla ms que reemplazar el aire por el aceite. La forma de las partculas se estudia al microscopio con facilidad usando los aumentos que cada caso requiera, que no suelen ser considerables. Para la determinacin, se emplea un aparato que consiste en una vasija metlica cilndrica, de una capacidad de 1000 ml, con una tapa tambin metlica e igualmente cilndrica, que sobresale un centmetro alrededor y que


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colocada sobre ella tapndola, alcance la mitad aproximadamente de la altura de la vasija. Se llena el recipiente con el pigmento sobre que se opere, se dan dos o tres sacudidas golpeando el fondo plano de lleno sobre la mesa del laboratorio otras tantas veces, y se acaba de llenar en cpula sobre el borde. Se tapa entonces con la otra mitad, que deber tener un peso de unos 200 gr, sin apretar; se levanta la tapa y con una regla que quite el exceso de pigmento se allana la superficie del recipiente con los bordes del mismo. Se limpia con un trapo el exterior y se pesa en una balanza que aprecie bien el medio gramo. Si despus de sacada la tapa no hubiese lugar al paso de la regla para allanar, se empezara nuevamente toda la operacin. Previamente la vasija se habr pesado vaca y limpia, restando este peso del obtenido. El volumen especfico de un cuerpo es el inverso de su densidad. Por tanto, el volumen aparente ser el inverso de la densidad aparente:

En la fabricacin de pinturas hay que distinguir entre el aceite absorbido por un pigmento en la molienda para transformarlo en pasta, y el que se necesita para que cada partcula quede rodeada suficientemente para formar una pintura. Puede tratarse de otro medio que el aceite de linaza, tanto en un caso como en otro, pero en general el dato de inters es la cantidad de aceite de linaza necesario para obtener una pasta normal; aunque no haya definicin terica de este extremo, sino coincidencia prctica en la apreciacin. Cada fabricante de pinturas puede preparar otros tipos que dicho normal de pasta, segn las necesidades de su clientela u otros motivos, pero no puede disminuir aquella proporcin de aceite, en realidad; y si la aumenta tiende hacia


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el empleo de la cantidad necesaria para la fluidez, es decir la segunda acepcin indicada, que constituye una pintura lquida, aunque ello no quiera decir apta para su uso. Este segundo valor es ms relativo que el primero; la molienda de pigmentos se hace casi siempre con aceite de linaza u otra clase, de modo que la variacin no suele ser considerable. En cambio, una pintura puede prepararse con muy diversos vehculos segn los fines a que se destine, pudiendo ser la variacin del respectivo valor muy grande. Ambos suelen expresarse en aceite, y en porcentajes, llamndose al uno aceite absorbido en la molienda y al otro aceite necesario para la fluidez. El segundo dato corresponde a la cantidad de vehculo preciso para la extensin y formacin del gel coloidal que aprisiona en sus mallas las partculas del pigmento. La pasta correspondiente al aceite absorbido en la molienda, necesita para su aplicacin ser diluida, con aceite u otro vehculo, al menos hasta la situacin determinada por el segundo valor, o pintura lquida para poder formar la pelcula. Los valores dependen del estado de divisin del pigmento, o sea de la finura del polvo; de la forma de las partculas, es decir de su superficie; y de la resistencia a dejarse mojar dichas partculas, o poder mojante relativo del medio, relacionado con la tensin superficial y entre fases. Las condiciones de resistencia que se exijan a la pelcula formada, aunque en la pintura al aceite coinciden a veces con la cantidad de aceite absorbido en la molienda, como mnimo para algunos de los servicios pedidos a la capa de pintura, as como las posibilidades de aplicacin prctica necesarias del material, no entran en consideracin en estos valores. Ambos datos para un pigmento estn tambin en relacin con la densidad del mismo, de modo que la cantidad de aceite necesario para formar la pintura en pasta es inversamente proporcional a la densidad, cosa por otra parte natural.


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Esta proporcionalidad se pierde en el caso de trabajar con pigmentos de distinta composicin o procedencia, y con una mezcla de pigmentos, tanto ms cuanto ms distintos son sus volmenes secos (que a su vez dependen de la finura y de la forma de las partculas del pigmento) y que son uno de los factores determinantes de la cantidad de aceite necesario para la molienda; que depender an de los medios mecnicos puestos en juego para lograr la formacin de la pintura en pasta. La absorcin de aceite se puede determinar en el laboratorio pesando 25 gr del pigmento en cuestin y ponindolos en el centro de una placa de mrmol. Del montoncito formado se separan con una esptula unos 3 gr, y el resto se empasta con el aceite que se deja caer de una bureta, hasta la consistencia de pasta que se desea, por medio de la esptula. Cuando se ha llegado a aquel punto, se emplea la moleta sobre el mrmol; la pasta se afina y se vuelve menos espesa. Entonces se aade nuevamente con la esptula la porcin separada de pigmento, con lo que puede llevarse otra vez a la consistencia requerida. El nmero de centmetros cbicos de aceite gastados, multiplicado por 4, da la cantidad necesaria por 100 de polvo para la molienda. Generalmente los porcentajes en la prctica son inferiores a los hallados y varan segn el tipo de molino que se use y el procedimiento de empastado que se emplee. La cantidad de aceite necesaria para la formacin de pintura fluida, se puede determinar continuando en el ensayo anterior, aunque juntadas dos pruebas, la adicin de aceite a la pasta ntegramente colocada en un mortero de vidrio de gran capacidad; se agita enrgicamente con su mano hasta que tomando una muestra de la masa, cada vez menos espesa, e introduciendo en ella 1/2 cm una varilla de vidrio de unos 4 mm de dimetro, al levantarla y mantenerla vertical, la pintura escurra y forme bola en su extremo, previamente redondeado al fuego, sin formar reborde. El aceite contenido en las dos pruebas que se han juntado, ms el nuevamente aadido, multiplicado todo por 2, ser el resultado. En ambas determinaciones


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de absorcin de aceite, hay que hacer cinco ensayos y tomar el promedio como valor de la determinacin. Es evidente que las dos, y de modo especial la segunda, requieren habilidad y suficiente experiencia por parte del operador, para conseguir cifras de un valor adecuado.

Vase FSPT At-10-54 y ASTM D153-54, Peso especfico de los pigmentos. Se coloca en un picnmetro una muestra del pigmento y se cubre con keroseno. El aire ocluido entre las partculas del pigmento se separa sometiendo el picnmetro al vaco. A continuacin se llena el picnmetro por completo con keroseno. La densidad del pigmento se calcula de la siguiente manera:


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Peso especfico = S / ( K X ) S = peso de pigmento en el picnmetro; K = volumen de keroseno requerido para llenar el picnmetro sin pigmento presente; X = volumen de keroseno requerido para llenar el picnmetro con pigmentos; K - X = volumen ocupado por el peso S del pigmento. 4.3.7. Dureza Se entiende corrientemente en Mineraloga por dureza la resistencia de unos cuerpos al ser rayados por otros. Se aprecia en general esta propiedad mediante la inclusin de los minerales en una escala establecida por MOHS: 1. Talco. 2. Yeso. 3. Calcita. 4. Pluorita. 5. Apatita. 6. Ortosa. 7. Cuarzo. 8. Topacio. 9. Zafiro. 10. Diamante. La dureza se determina buscando un cuerpo de esta escala que raye al mineral en examen mientras que este mismo raya al cuerpo que le antecede. La dureza


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estar comprendida entre las dos correspondientes de la escala, y se expresar con el nmero del ms blando ms 5 dcimas. As, un cuerpo situado entre los 4 y 5 tendr una dureza de 4,5. Los dos primeros nmeros de la escala se rayan con la ua; del 3. al 6. se rayan con un estilete de acero. Este modo de determinacin es suficiente para indicar la dureza de los colores minerales. La resistencia de un cuerpo a dejarse dividir en partculas ms o menos finas en la molienda, depende de su dureza. Por tanto, desde este punto de vista, para el fabricante de pinturas en pasta y de esmaltes, tiene importancia la dureza del pigmento, no solamente en cuanto atae al material a emplear para conseguir una preparacin correcta en la molienda, sino tambin en lo que afecta a consumo de fuerza motriz. La molienda en buenas condiciones no permitir, adems, moler

simultneamente pigmentos de muy distinta dureza en mezcla ms o menos uniforme. El fabricante de pinturas busca en realidad ms que la pulverizacin o reduccin de tamao, la amalgamacin perfecta, o lo ms perfecta posible, con el aceite o vehculo del pigmento, previa mente molido y reducido al tamao de partcula conveniente por el fabricante de colores, operacin que ste habr practicado ya en hmedo ya en seco, segn el pigmento de que se trata o el fin a que se destine. En el caso de una pintura o esmalte, la resistencia a la abrasin de la pelcula resaltante, ser influida por la mayor o menor dureza del pigmento empleado en la manufactura, en igualdad de condiciones de vehculo empleado. 4.3.8. Distribucin del tamao de las partculas El grado de divisin mecnica de un pigmento, o sea el tamao de las partculas, vara segn la naturaleza del mismo, y an dentro de su masa. Las dimensiones se dan en micras, siendo la micra la milsima parte de un milmetro. La medicin debe hacerse en un microscopio, con un micrmetro objetivo y un micrmetro ocular, tomando algunas precauciones.


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En la tcnica, el procedimiento consiste en pesar 10 gr. del pigmento, que se pasan por una coleccin de tamices de unos 8 cm de dimetro por unos 4 de alto, que pueden adaptarse a un cilindro metlico recipiente, de unos 10 cm de altura, fcil de pesar en una balanza que aprecie bien el miligramo; con cuya precisin se habrn pesado los 10 gr. del pigmento. Los tamices pueden taparse cmodamente y desmontarse. Teniendo preparada una coleccin con nmeros de mallas decreciente, se ponen los 10 gr. en el primer cedazo, junto con algunas bolas de acero, de cojinete, de unos 5 mm de dimetro. Se tapa, y puesto sobre el depsito, que previamente, se habr tarado, se agita en sentido circular y dando pequeos golpes, para que tenga lugar el tamizado. Se pesa luego el recipiente, se coloca otra vez el cedazo y se repite la operacin, volvindose a pesar al cabo de un rato y as hasta peso constante. Cambiando luego el cedazo por el siguiente, de modo que todo el polvo y las bolas que quedan en el primero, por medio de un pincel caigan en el segundo, se contina la operacin. Los aumentos de peso del depsito indican la cantidad de pigmento que ha pasado por cada tamiz. Otro modo de manipular consiste en mezclar primeramente el pigmento con agua, o alcohol, y lavar los tamices con el chorro de un frasco lavador lleno de estos lquidos, en lugar del pincel o cepillo. Operando en seco como en hmedo, no debe perderse nada de polvo y hay que pasar por el nmero de tamices requerido los 10 gr. completos del pigmento. De trabajar en hmedo, la ltima pesada correspondiente a cada tamiz se har previo secado del polvo.


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Para una pintura en pasta o un color mineral molido con aceite, en lugar de agua o alcohol se emplear esencia de trementina, u otro disolvente conveniente. En este caso el pigmento separado debe lavarse con ter y secarse antes de la pesada definitiva. Si queda un residuo de impurezas, se pesar tambin para su valoracin. Puede estar constituido por substancias extraas al pigmento, procedentes de las distintas operaciones por las que haya pasado durante su fabricacin, u otras causas. El tamao de las partculas queda expresado algo mejor, por las cantidades de pigmento retenidas en los tamices de una coleccin de nmero de mallas creciente. Se emplean para ello unas columnas de cedazos circulares con borde alto, la parte inferior de cada uno de los cuales encaja con la superior del siguiente. Una tapa y un fondo completan el sistema. Se carga el tamiz superior con 100 gr, en general, de pigmento, y sacudiendo horizontalmente se hace pasar el polvo por la columna, de modo que en cada tamiz va quedando lo que no atraviesa sus mallas, siendo necesario que en el fondo no se recoja nada. El peso de cada fraccin conseguida en estas condiciones, expresa el residuo al tamiz de los distintos nmeros de mallas que constituyen la escala.


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Los tamices tienen un nmero de mallas que se expresa por centmetro o por pulgada lineales, y tambin por centmetro cuadrado. Un tamiz de 39 mallas por centmetro lineal equivale a 100 mallas por pulgada inglesa (25,4 mm), y el polvo que lo atraviesa se llama corrientemente un polvo fino; pero el empleado en la confeccin de un esmalte debe tener una finura correspondiente a 250 mallas para que quede uniforme y liso; y hasta 350 si el esmalte es nitrocelulsico.

En los Estados Unidos, si en una muestra examinada con relacin al tamiz de 200 mallas, 5 gr. han pasado por el de 250; 2,5 gr. por el de 200; y 2,5 gr. por el de 150, se suele decir que el porcentaje de finura es:

Esto mismo, con relacin al tamiz de 250 mallas, dara un porcentaje de finura de:


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Es preciso indicar los lmites que se admiten y los tamices tolerados, en cada caso, teniendo en cuenta que el sistema es relativo. Los cedazos se construyen generalmente de madera, y las telas de bronce fosforoso, latn, nquel. La magnitud de los orificios depende del dimetro de los alambres que forman el tejido (luz de la malla). Como el milmetro tiene 1000 micras, a un tamiz de 200 mallas por pulgada, corresponder por malla: 25400: 200 = 127 micras, Contadas del centro de un hilo al centro del siguiente. Para saber la luz de la malla, hay que restar el dimetro de un hilo (dos medios: el tejido metlico que forma el matiz est estructuraclo por alambres que se cruzan generalmente segn los vrtices de un cuadrado). El dimetro del hilo vara segn los nmeros, y en el caso que se cita, es de 53 micras, por lo que queda como orificio til un cuadro de 74 micras de lado, para que pasen a su travs las partculas del pigmento (TYLER Co.). En Espaa es corriente numerar los tamices por pulgada francesa (27,070mm), en lugar de pulgada inglesa. Los nmeros exigidos en las prescripciones de los usuarios importantes para los pigmentos suelen variar del 300 al 200. La luz de las mallas es de 50 micras para el nmero 300, 58 micras para el nmero 250, y 75 micras para el nmero 200; y el grosor del hilo de 40, 50 y 60 micras, respectivamente, en tales condiciones. La finura se expresa indicando el porcentaje admisible de residuo para el tamiz requerido. Vase ASTM E-20-51T, Anlisis por mtodos microscpicos de la distribucin del tamao de partculas de sustancias particuladas que pasan por el tamiz de 325 mallas. Se dispersan bien unos pocos miligramos del pigmento en algn medio lquido, de manera que los aglomerados se disgreguen en sus partculas primarias


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discretas. La dispersin se extiende en una pelcula fina sobre el portaobjetos de un microscopio, con las partculas lo suficientemente separadas, de modo que sus contornos se distingan y las pequeas no queden ocultas por las grandes. Se hace una microfotografa de la dispersin, en la cual se puedan contar las partculas comprendidas en cada escala de tamaos; el negativo puede tambin proyectarse sobre una pantalla para incrementar el tamao aparente de las partculas y poderlas contar ms fcilmente. Este mtodo es til para el intervalo de tamaos de 1,0 -37 . El lmite inferior viene impuesto por el poder de resolucin del microscopio. La distribucin de los tamaos de partculas por encima de 37 se puede determinar mediante tamices. El mtodo microscpico es tedioso y requiere una considerable experiencia y pericia en las tcnicas microscpicas y fotogrficas, pero produce resultados exactos y tiene la ventaja de mostrar al mismo tiempo la forma de las partculas. Cuando se aplica a dispersiones reales, aqul puede tambin mostrar si existen pigmentos aglomerados. La distribucin del tamao de partculas de los pigmentos para dimetros comprendidos entre 1,0 y 0,001 , se puede determinar con el microscopio electrnico, pero estas determinaciones requieren an ms tiempo y operadores muy experimentados, por no decir nada del costo del microscopio electrnico en s. Las pruebas de sedimentacin se utilizan tambin para determinar la distribucin del tamao de las partculas. Se basan en el hecho de que las partculas esfricas, suspendidas en lquidos, sedimentan a diferentes velocidades proporcionales al cuadrado de sus dimetros. Al dimetro ms grande corresponde la velocidad de sedimentacin ms rpida. El tiempo requerido por las partculas de un dimetro dado, para recorrer en su cada una distancia fija, en un lquido determinado, se puede calcular por la ley de Stokes. La ecuacin se puede escribir de la siguiente manera: T = [18HV / (S1 - S2)GD2 ] x108


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T = tiempo en segundos; H = altura de cada en centmetros; V = viscosidad del lquido en poises; S1 = peso especfico de la partcula; S2 = peso especfico del lquido; G = aceleracin de la gravedad = 980 cm/s2; D = dimetro de las partculas en micrones. C. K. Williams and Company utiliza una prueba de sedimentacin bastante sencilla para determinar la distribucin del tamao de partculas en el intervalo de 0,5 a 40 en pigmentos inorgnicos esfricos que normalmente no forman aglomerados muy coherentes. Se obtiene una dispersin de unos 25 g de pigmento en 200 ml de agua en un mezclador Waring y 0,5 g de Calgon como agente dispersante. La dispersin se coloca en una pipeta de Andreason que consiste en un cilindro de vidrio unido a un tapn de vidrio esmerilado, a travs del cual desciende la varilla de la pipeta hasta unos 5 cm del fondo. El cilindro est calibrado en centmetros, de 0-20, partiendo desde el nivel del fondo de la pipeta. Se aade agua para llevar el nivel de la dispersin en el cilindro, hasta la marca de 20cm. Por tanto, H en la ecuacin anterior es 20. Se calcula T para los diversos dimetros de partculas desde 40 hasta 0, 5 . El cilindro se lleva a 30 C en un bao de agua y se agita enrgicamente. Se toma una muestra de 10 ml. El peso del pigmento seco (W) en esta muestra se usa para calcular la distribucin del tamao de partculas. Se deja entonces que la dispersin se sedimente.


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Para T40 todas las partculas mayores que 40 habrn pasado la marca 0. Se toma una muestra de 10 mI. En esta muestra todas las partculas son ms pequeas que 40 y el peso del pigmento seco es W40. ( W40 x 100 ) / W = % de pigmento en una muestra menor que 40 de dimetro. Para T30 se toma otra muestra de 10 ml. ( W30 x 100 ) / W = % de pigmento en una muestra menor que 30 de dimetro. Se toman otras muestras adicionales en los intervalos de tiempo adecuados hasta T0,5. Datos correspondientes a las distribuciones del tamao de partculas de dos pigmentos, obtenidos por este mtodo. Se observa que el pigmento B es mucho ms fino que el pigmento A. El pigmento B no contiene ninguna partcula mayor de 10 , y el 41 % es ms pequeo que 1 ; el 39 % del pigmento A es ms pequeo que 5 , y solamente el 11 % es menor que 1 . Datos de la distribucin del tamao de partculas

Esta prueba proporciona resultados aproximados para pigmentos con forma de placas o de agujas, ya que stos no siguen la ley de Stokes. Se puede utilizar


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tambin para pigmentos dispersos en cualquier lquido. Los aglomerados de partculas primarias tienden a comportarse en la prueba como partculas primarias de un dimetro mayor, de manera que la prueba se puede utilizar como una prueba del grado de dispersin.4.3.8.1. Mtodo de estudio

Tamao de las partculas

Un pigmento se puede considerar finamente molido, segn CRUICKSHANK SMITH: 1. Cuando el dimetro medio de las partculas menores no excede de 5 micras. 2. Cuando el dimetro medio de las partculas mayores no excede de 25 micras. 3. Cuando el dimetro medio de todas las partculas no excede de 10 micras. Se considera que un pigmento se puede emplear para la confeccin de esmaltes: 1. Cuando contiene de 75 a 85 % de partculas menores de 3 micras de dimetro. 2. Cuando contiene de 20 a 12 % de partculas de 3 a 5 micras de dimetro. 3. Cuando contiene el resto de partculas de ms de 5 micras de dimetro, hasta 8. Un pigmento de tales condiciones se podra llamar suficientemente molido. Densidades (pesos especficos) y volmenes especficos de varios pigmentos minerales e industriales


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Absorciones de aceite por algunos pigmentos

Mezclas de pigmentos

La regla aritmtica de aligacin permite resolver los dos siguientes problemas: 1. Dadas ciertas cantidades de pigmentos y sus densidades, hallar la densidad de la mezcla resultante. 2. Dadas las densidades de ciertos pigmentos, hallar las cantidades en que se deben mezclar para obtener una densidad determinada.

PFC. EUETIB CONTROL DE CALIDAD DE LOS COMPONENTES DE LAS PINTURAS PROYECTO FINAL DE CARRERA. FABRICACIN DE UNA PINTURA JUNIO 2005 4.3.8.2. Ejemplos prcticos de calculo terico de densidades

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Primer caso

Una mezcla de 66,5 partes de xido de zinc de densidad 5,7, y 33,5 partes de blanco de Espaa de densidad 2,6. Densidad de la mezcla:

Segundo caso

Para obtener una mezcla con xido de zinc cuya densidad es 5,7, y blanco de Espaa cuya densidad es 2,6, de modo que se obtenga una densidad de 4,66, se tendr:

Composicin de la mezcla:

La unidad partes utilizada en los casos, corresponde a partes en volumen. Para pasar a partes en peso, es preciso multiplicar los resultados del segundo caso por su densidad respectiva:


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y el porcentaje de pesos ser:

Para resolver el primer caso partiendo de unas proporciones en peso, se emplear el volumen especfico en lugar de la densidad:

4.3.9. Estabilidad La estabilidad de un pigmento es una caracterstica del mismo que debe ser considerada en distintos casos. Podr ser estudiada en relacin al vehculo en que debe ponerse en suspensin y frente a los agentes que deban actuar sobre l. Estabilidad respecto al vehculo

Siendo uno de los objetivos asignados a un esmalte o pintura el opacimiento de la superficie sobre la que se aplican, el comportamiento del pigmento frente al medio empleado ser primeramente de insolubilidad. Cuando existe una solubilidad del pigmento en el medio dispersante, al aplicar una capa de pintura sobre otra anterior suele ocurrir, si sta es de distinto color, especialmente un color blanco o claro, que esta segunda capa se enmascara con el color de la primera. Se dice entonces que la pintura resuda, y naturalmente el fin conseguido no es el deseado.


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Esto ocurre especialmente con pigmentos lacados rojos de colorantes no adecuados. Se puede ensayar esta posibilidad de accidente tomando una pequea cantidad del pigmento, mezclndolo con otra del medio que quiera usarse y pintando un papel secante blanco, o papel de filtro, por una cara; examinando luego la otra del papel, o incluso el halo que se formara alrededor del trozo pintado en la misma cara, por absorcin. Al aplicar una pintura sobre otra no hay que olvidar que esto tambin puede ocurrir si el disolvente de la segunda capa remueve la pelcula de la primera en mayor o menor proporcin. En el oficio de pintor es corriente, aunque no se hace slo con este fin, quemar una capa de pintura antigua antes de proceder a la aplicacin de otra nueva, o quitarla mediante preparados especialmente concebidos para la eliminacin de capas secas de pintura, Se acostumbra a llamar impropiamente a estos productos desoxidantes, y suelen estar compuestos por soluciones alcalinas, o pastas que contienen estos cuerpos. Tambin se emplean compuestos de disolventes, como mezclas de acetona, bencina y benzol, que hinchan y desintegran la linoxina. El modo de aplicar unos y otros consiste en extender el desoxidante sobre la superficie a tratar, y al cabo de poco tiempo, cuando la capa de pintura se ha reblandecido, eliminarla mediante raspado con una esptula. Luego se lava y se deja secar completamente. Estabilidad a la luz y color

Al tratar del amarilleamiento de las pelculas, se ha excluido la parte de culpa correspondiente al pigmento, si ste no corresponde a lo que se le exige. La luz difusa causa en general poca alteracin en el color de los pigmentos, no as la luz solar directa, que ocasiona a veces con facilidad el agrisado de ciertos litopones, y el descoloramiento de muchos colores lacados, cuando los colorantes de anilina empleados en los mismos no tienen resistencia suficiente a la luz.


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Un ensayo preliminar pintando un tablero de los empleados en ensayos de pinturas, orienta con facilidad despus de un tiempo oportuno de exposicin a la luz del sol, o en lmparas de rayos ultravioletas. Se emplean para el examen de resistencia a la luz de pigmentos y pinturas, cajas de palastro provistas de un tubo luminoso de cuarzo, dentro de las que se introducen los tableros que se comparan, quedando sujetas a la accin intensa de los rayos actnicos las superficies pintadas. Los materiales destinados a la pintura de radiadores de calefaccin, mquinas de tren y otros objetos sometidos a la accin del calor, deben ser concebidos para dicho fin en cuanto a los vehculos empleados, pero igualmente los pigmentos que en ellos se utilicen debern ser escogidos con la suficiente estabilidad qumica y fsica al calor, a fin de que no experimenten cambios. Los pigmentos obtenidos a altas temperaturas se hallan generalmente en este caso, pero un ensayo preliminar pintando una plancha y mantenindola en la estufa a una temperatura y una duracin conveniente, orientar con bastante facilidad respecto este punto. Con respecto a la humedad o agua de hidratacin contenida en los pigmentos. No dejar nunca de practicar su determinacin cuando se trata de proyectar pinturas para altas temperaturas, pues la eliminacin de agua en caso de tener el contenido en sta un valor no tolerado, ocasionara el demrito o la destruccin de la pintura. La resistencia al calor, que ciertos pigmentos, como los carbonatos, se alteran descomponindose en otros cuerpos y desprendiendo gases. Otros pigmentos, como el xido de zinc, cambian de color con la temperatura y vuelven al primitivo cuando cesa el aumento. Estabilidad en las mezclas

Es corriente en la prctica industrial o por el pintor en la confeccin de los materiales empleados en pintura, obtener matices mediante mezcla de distintos pigmentos. Es preciso en estos casos que los compuestos mezclados sean


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cuerpos que no reaccionen entre s, pues a medida que va ocurriendo la reaccin, el color obtenido se va alterando. Como el nmero de pigmentos, lacas y colores minerales ha ido aumentando, para una gran mayora de matices y colores se halla el correspondiente material en el mercado y la necesidad del conocimiento de las incompatibilidades entre colores ha ido disminuyendo para el prctico, dejando de ocupar un lugar interesante en la tcnica de la pintura, como antes ocurra. No pueden mezclarse pigmentos que contengan azufre con colores de plomo; que ennegrecen a causa de la formacin de sulfuro de plomo negro. Lo mismo ocurre con los verdes de cobre. Cuando en la confeccin de tintes plidos verdes y azules se emplea azul de Prusia, si el resto de carga lo constituyen productos bsicos, como blanco de Espaa, blanco de plomo, dichos tintes pueden resultar fugaces. Datos especiales de estabilidad

Puesto que las pinturas, al ser ejecutadas, pueden tomar contacto con materiales alcalinos como la sosa y jabones, que el xido de zinc es soluble en sosa custica y el azul de Prusia se descompone con los lcalis. Esto deber tenerse en cuenta en la aplicacin de pinturas o esmaltes sobre superficies que han sido lavadas con lcalis, o tratadas con los materiales llamados desoxidantes para remover capas de pinturas antiguas. Tambin se tendr en cuenta en la aplicacin de materiales sobre paredes revocadas a la cal o con materiales alcalinos. Inversamente al azul de Prusia, el azul de ultramar resiste mejor la accin de los lcalis, pero en cambio es destruido por los cidos. Es preciso tener en cuenta que la estabilidad de un pigmento en cuanto a duracin de la pintura, depende en parte tambin de la cantidad de aceite empleado en su preparacin, si se trata de una pintura al leo, ya que cuanto mayor es dicha cantidad, ms resistente es la pintura y mayor solidez tiene.


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Tambin depender de que la preparacin de la superficie sobre que se aplica la pintura sea la adecuada, o est incorrectamente tratada. 4.3.10. Opacidad No debe confundirse con el opacimiento de las pelculas, ni con el poder cubriente. ndice de refraccin de varios pigmentos:

4.3.11. Determinacin de la humedad y de la prdida por calcinacin Para la determinacin de la humedad de un pigmento, se pesan de 5 a 10 gr del material en una capsulita de vidrio, previamente tarada, que se mantiene en la estufa de 100 a 110C hasta peso constante. Conocida la cantidad de agua contenida en la muestra pesada, se reduce a tanto por ciento mediante el correspondiente clculo. Muchas veces interesa conocer la prdida que experimenta el color mineral en su calcinacin. Para ello, se pesan en un crisolito de porcelana, previamente enrojecido, enfriado y tarado, cerca de 2 gr del producto, que se someten a la calcinacin con las debidas precauciones. 4.3.12. Valoracin de un blanco de zinc Los mtodos aplicados al anlisis de pigmentos, son generalmente gravimtricos; como la determinacin de la riqueza de una barita en sulfato brico.


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Para determinar el Zn de un blanco de zinc, (y conocido aqul por el clculo se conoce la riqueza del producto examinado), se toman 2 gr que se tratan con cido ntrico diluido, transformndose as el zinc en nitrato, que queda disuelto. Se filtra para separar el residuo insoluble (constituido por sulfatos de plomo o de bario generalmente), que calcinado se puede pesar si interesa, y la solucin ntrica obtenida se trata con cido sulfrico, concentrndola luego hasta aparicin de humos blancos. Se deja enfriar y se aade agua alcohlica, recogiendo el precipitado de sulfato de plomo, que se habr formado si el blanco de zinc contena carbonato de plomo, que se puede determinar. El lquido filtrado se hace hervir para expulsar el alcohol, y se concentra casi a sequedad, para disolverlo luego en agua acidulada con cido clorhdrico, a fin de pasar una corriente de cido sulfhdrico, que precipitar los metales correspondientes que puedan hallarse presentes. Separados stos por filtracin, se hace hervir el filtrado para eliminar el sulfhdrico; se neutraliza la solucin con hidrxido sdico, se acidifica con cido actico y se aade acetato sdico; y se precipita nuevamente con corriente de cido sulfhdrico, a unos 50 C durante 1/4 de hora al menos. A fin de no tener inconvenientes de naturaleza coloidal en la filtracin del SZn formado, se aconseja aadir antes de sta algo de cloruro mercrico en disolucin acuosa (que transformndose en sulfuro mercrico se volatilizar durante la calcinacin). El precipitado de sulfuro de zinc se calcina en un crisol de Rose, con adicin de azufre y en corriente de hidrgeno. El peso obtenido de SZn, multiplicado por 0,8351 da la cantidad de OZn contenida en los 2 gr de producto del que se parti. Las dems determinaciones que suelen hacerse para el reconocimiento de la calidad de un blanco de zinc, en el orden qumico, son la de humedad, y la de los compuestos de plomo.


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Para stos es mejor pesar 5 gr del producto inicial, disolverlos en 40 ml de cido ntrico, diluir a doble volumen con agua destilada caliente y hervir. Se deja enfriar y se filtra. El residuo se calienta con solucin concentrada de acetato amnico en una cpsula de porcelana, solubilizndose el sulfato de plomo, que una nueva filtracin separa del resto, esta vez en el filtrado. Sobre este lquido filtrado se precipita el plomo procedente del sulfato de plomo contenido en el blanco de zinc, con cido sulfhdrico, y el sulfuro de plomo separado se disuelve en cido ntrico diluido. Se adiciona ahora cido sulfrico, se evapora hasta aparicin de humos blancos, se deja enfriar, se trata con agua, se aade alcohol, se deja depositar, se filtra y se pesa, obtenindose la cantidad de sulfato de plomo contenida en 5 gr de blanco de zinc. La solucin ntrica primitiva, contiene los compuestos de plomo procedentes del carbonato (albayalde) o de los xidos existentes en el blanco de zinc. A una alcuota de la disolucin obtenida y adicionada de las aguas de locin del residuo filtrado, se aade cido sulfrico que se evapora a bao mara hasta la aparicin de humos blancos, se deja enfriar, se trata con agua, se aade alcohol, se deja depositar, se filtra, se seca a 100 C, y se pesa. El peso de sulfato de plomo ahora obtenido, multiplicado por 0,7358, expresa el PbO. 4.3.13. Anlisis de un litopn Si el Zn que se quiere determinar es el de un litopn, se pesan igualmente 2 gr de producto, que colocados en un matraz se tratan con cido clorhdrico de D = 1,12, unos 50 ml, haciendo hervir hasta que no se desprenda ms SH2. Se filtra, con lo que se separa el sulfato brico y queda en solucin Cl2Zn. Se puede precipitar el Zn con sulfuro amnico, aadiendo previamente cloruro amnico y amonaco en exceso. El sulfuro amnico ser poco coloreado. Si se quiere determinar el contenido en sulfato brico, se lava, seca y calcina el precipitado que se separa del tratamiento con cido clorhdrico.


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4.3.14. Determinaciones del hierro, del aluminio y del titano Para determinar la cantidad de xido frrico en un rojo de Venecia, o en un minio de hierro, se pesan 2 gr de la sustancia, que se tratan con cido clorhdrico concentrado, mediante calefaccin prolongada y substituyendo el cido que pueda evaporarse, hasta conseguir la disolucin de todo el hierro. Si sta es muy lenta, pueden aadirse unas gotas de cido ntrico. Verificada la disolucin, se lleva a sequedad la cpsula en que se operaba, en bao mara, evitando las proyecciones (prdida de sustancia con el consiguiente falseo de los resultados del anlisis). Se insolubiliza la slice dejando la cpsula media hora a 110 C en la estufa y se aade agua caliente y cido clorhdrico. Se filtra. El residuo que queda en el filtro es el total de materias insolubles, incluida la slice; se seca, calcina y pesa para conocer su cantidad. La solucin filtrada se precipita con amonaco en presencia de cloruro amnico, y el precipitado se lava, seca, calcina y pesa. Se tiene as la cantidad de xidos frrico y alumnico, Fe2O3 + Al2O3 conjuntamente. Si se quiere el detalle de cada uno de ellos, debe procederse a su separacin. Teniendo en cuenta que el rojo ingls est constituido esencialmente de xido frrico, el rojo de Venecia es generalmente el mismo cargado con barita o yeso, y el minio de hierro contiene una proporcin de slice y silicatos; a no ser que se busque alguna adulteracin, se podr proceder a determinar la almina nicamente en el ltimo material. El primero, en efecto, no habr dado en la determinacin cantidad importante de slice, como tampoco el segundo; en cambio el tercero la dar. Habiendo slice en abundancia, seguramente habr almina, de modo que interesar saber su proporcin, ya que rebaja el contenido en hierro del pigmento objeto del anlisis. Para determinar la almina, el contenido del crisol despus de la calcinacin y de la pesada, se disuelve en cido clorhdrico concentrado, calentando a bao mara, y la disolucin se evapora luego a


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sequedad, aadiendo entonces cido sulfrico concentrado y calentando hasta la aparicin de humos blancos. Se disuelve el residuo en agua y se determina el hierro volumtricamente. Si hubiese mucha almina, sera mejor disgregar el contenido de xidos de hierro y aluminio del crisol con bisulfato potsico; y luego de verificada la disgregacin con las debidas precauciones, proceder igualmente al dosado volumtrico del hierro despus de disolver el producto de la operacin en agua acidulada con cido sulfrico. En los dos casos se llega a una disolucin de sulfato frrico, que hay que transformar en ferroso para poder valorarlo con la solucin decinormal de permanganato. Para ello se adapta al matracito que contiene la disolucin, una vlvula de Bunsen (tubo de goma con un corte lateral, obturado en un extremo por una varilla de vidrio), y se le aaden unos 3 gr de zinc metlico, reducindose la sal frrica a ferrosa con hidrgeno, fuera del contacto del aire. Luego se aade cido sulfrico y se valora con el permanganato contenido en una bureta, aadindolo hasta coloracin rosa persistente.

La reaccin es:

La cantidad de xido frrico, restada del total de xidos hallados, dar la cantidad de xido alumnico, Al2O3. Es necesario, a menudo, una vez conocida la riqueza de un pigmento en determinado compuesto, averiguar la naturaleza de otros que pueden hallarse en el mismo, en concepto de cargas o de impurezas. En el caso actual, la presencia de carbonato de cal, sealada cualitativamente por la efervescencia producida por tratamiento con cido clorhdrico, indicar la


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conveniencia de determinar la prdida por calcinacin. sta, menos la humedad, dar la prdida correspondiente al agua combinada y al anhdrido carbnico, en general. La resistencia a los cidos de los pigmentos de hierro para pinturas de proteccin, se determina por digestin de 1 gr de materia en 1 litro de cido sulfrico al 10 %. Cada 24 horas se toma una muestra del lquido, y se determina la cantidad de hierro disuelta. En los ocres, se hace la determinacin de la humedad, de la prdida por calcinacin, del hierro, del aluminio, y de la slice, de modo principal. El dosado del xido de titano en un pigmento, se consigue disgregando 1 gr de sustancia, fundindola en un crisol de platino con bisulfato potsico. La masa fundida y enfriada se hace hervir con agua, quedando un residuo que contiene la barita y la slice, que se separan por filtracin. En el filtrado se halla el sulfato de titano. Si el pigmento contena como carga sulfato clcico, quedar en el residuo, pero una porcin pasar al filtrado tambin. Este filtrado deber tener un volumen de unos 200 ml y a l se aaden unos 30 ml de amonaco de peso especfico 0,91, quedando entonces con una acidez cercana al 10 % de SO4H2. Para el dosado del titano contenido en esta disolucin, se recomiendan varios mtodos, que exigen una ejecucin muy cuidadosa. Como menos complicada la gravimtrica, por separacin de cido titnico mediante ebullicin prolongada de dicha solucin, pesndose TiO2 despus de calcinacin cuidadosa. La separacin del titano del hierro o del aluminio, requiere igualmente manipulaciones analticas delicadas.


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4.3.15. Determinacin del anhdrido carbnico Las tcnicas para la determinacin del cido carbnico de los carbonatos, como blanco de Espaa o albayalde, son varias. Generalmente se usa un aparatito consistente en un pequeo matraz con una tubuladura lateral para introducir la sustancia y dos anexos en la parte superior: el uno es un embudo de llave con tapn esmerilado, y el otro un barboteador por el que se expele el CO2 a travs de cido sulfrico concentrado, de que se habr llenado, para absorber la humedad que pueda arrastrar en su desprendimiento. En el embudo de llave se pone cido clorhdrico diluido. Por la tubuladura lateral se introduce cerca 1 gr del material a ensayar, mediante un tubito que se pesa lleno, se vaca en el matraz, y vuelto a pesar da el peso exacto, y algo de agua destilada. Luego se pesa el aparato en la balanza de precisin, y se deja caer suavemente el cido clorhdrico sobre el carbonato med

control calidad componentes pinturas ambos01

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