transformation formules molaires en pondérales emaux 1280°C

Sujet delicat qui demande ,juste un peu de notion de chimie organique,ou de suivre a la lettre les explications.
Cuisson en oxydation.(four électrique),pour grés.
je voulais entamer la discussion sur les émaux a faire .je sais que c'est laborieux ,difficile a mettre en exécution,je voulais aider les potiers pour qui la trasformation d’une formule chimique en formules pondérales est un probléme.

Pour les essais d'émaux ,je tournais une couronne, de la forme du dessin. Puis coupes de échantillons a l'état cuir.
Puis le trou.
Cuisson a 1000°C pour un grés (tesson)

On plonge la partie haute ,le plus loin possible, dans l'émail. Puis une deuxième fois au milieux de l'échantillon.
Cela permet de vérifier :
1/la couleur de l'émail en fonction d'une couche ,et de deux couches.
2/voir s'il coule.
3/ref à suivre .et a corriger si nécessaire.

Pour les émaux ,j'utilisais le triangle, en oxydation ;( la cuisson en réduction, étant utilisée par des potiers cuisant a la flamme: bois ,gaz, etc........)

a chaque pointe une base.
Les cotés sont divisés en 10.Soit évolué en 1/10 de mole.
pointe 1:Kna O (feldspath)
pointe 2:Mg O (oxyde de magnésium)
pointe 3:Ca O (Oxyde de calcium)

formule classique a 1280°C 0.5 CaO 0.3 Mg O 0.2 KNa O
les zones proches de Mg O avec 0.9 ;0.8; 0.7 moles donnent des fusions proches de 1300°C.

les meilleurs émaux ,le cobalt (bleu),le manganèse.(prune/brun)

a mon humble avis.

un bon bouquin pour les émaux "daniel de Montmollin",pour ceux qui veulent s'initier.

sur le schéma triangulaire trois composants de bases pour un eutectique a 1270/1280°C.
KNaO
CaO
MgO

lecture, à la pointe de chaque triangle est mis le sens de la lecture .
caO de haut 0 a 10/10 a gauche du triangle .
MgO de haut 0 a 10/100 a droite du triangle.
KNaO se lit a l'horizontale.

si on prend le point A:
on a 0,5CaO 0,3MgO 0,2 KNaO

si on prend le point B:
on a 0,3CaO 0,4 MgO 0,3KNaO

si on prend le point C:
on a 0,6 CaO 0,4 MgO KNaO

en masses ;
Tous les calculs sont faits a la "louche" ,car on ne prend pas en compte l'apport de chaque composants cités en silice et en alumine .Mais ces 3 formules ont étés expérimentées pour 1270C/1280°C.
Kaolin 274
CaO 100
MgO 125
si on veut mettre en masse ,il suffit de multiplier chaque element par sa masse molaire.
CaO 0,5*100=50gr ;MgO 0,3*125=37,5 gr ; KNaO 0,2*274 =55,8gr
pour B
CaO 0,3*100=30gr ;MgO 0,4*125=50gr ;KNaO 0,3*274=82,2gr
pour c
CaO 0,6*100=60gr ;MgO 0,4*125=50gr ;KNaO 1mole =274 gr

Essayer ces formules ,vous pouvez vous promener a l'intérieur de ce triangle ,ce qui fait une belle quantité d'émaux. je vous déconseille la partie basse coté MgO ,température >1300°C.

je n'ai pas assez d'expérience pour les émaux en réduction, les sang de bœuf ,les céladons ,les fourrures ,les énucléations ,je les ai essayées ,très difficile le contrôle de la réduction en Oxygène.

Ca a l'air compliqué ,mais la démarche est simple. dans ce triangle ,vous avez une cinquantaine de formules a appliquer .Chaque entrecroisement est une formule. Elles comportent toutes du KNaO,CaO,MgO. Vous prenez prend un point au hasard, vous lisez la valeur des moles de chaque produit ,et chaque moles de chaque produit tu les multiplie pas sa masse molaire .Tu as les poids en grammes tout de suite.
Ce qui serait compliqué c'est de prendre en compte que chaque produit amene de la silice et de l'alumine qu'il faudrait déduire.
Pour la lecture ,vous choisissez un point ,vous prolongez sur le coté du triangle a gauche ,pour CaO,a droite du triangle pour MgO,KNaO se lit a lit a l'horizontale .Le C par exemple est sur la dernière ligne et vaut une mole .la ligne au dessus il vaut 0,9, .encore au dessus 0,8 ,et ainsi de suite.

Le point D en bleu ,le plus simple.
vous suivez la petite flèche a gauche ,elle vaut 0,1 CaO,la petite flèche a droite vaut 0,1MgO ,comme on est en haut et que KNaO se lit a l'horizontale il vaut 0,1.
En masse

masse molaire c'est le poids immuable de la mole .
CaO=100 ; MgO= 125 ; KNaO =274

CaO 0,1*100=10gr
MgO 0,1*125=12,5 gr
KNaO 274*0,1=27,4gr

Cuisson en oxydation.
Nous abordons maintenant un travail plus sérieux. Nous n'avons pas pris en compte les moles :
de silice SiO2 de masse molaire 60
et Al2O3 masse molaire 102.

en supposant que la base soit 0,7 CaO 0,1MgO 0,2KNaO ,tirée du premier triangle.

en faisant varier maintenant la silice et l'alumine par demi-mole ,ou mole ,dans le deuxième diagramme proposé.
le point 1 donne 3 moles de SiO2 et 0,2 moles d'Al2O3
le point 2 donne 4 moles de SiO2 et 0,4moles d'Al2O3
le point 3 donne 4 moles de SiO2 et 0,6 moles d'Al2O3
le point 4 donne 6 moles de SiO2 et 0,8 moles d'Al2O3

Maintenant vous avez une formule passe partout.
Utilisez au début comme oxydes métalliques Fe2O3.
formule en pondérale:
0,7CaO 0,1MgO 0,2KNaO (avec 1) 3SiO2 0,2Al2O3

CaO 0,7*100=70gr
MgO 0,1*125=12,5gr
KNaO 0,2*274=54,8gr
SiO2 3*60=180 gr
Al2O3 0,2*102=20,4gr

Voila une formule qui fonctionne .Pour les puristes ,je n'ai pas pris en compte la silice et l'alumine amené par KNaO,CaO,MgO;

Amusez vous a faire avec la même base :
Cao 0,7 MgO 0,1 KNaO0,2

puis en faisant varier les moles ou, demi moles de SiO2 et Al2O3.
Important :DANS LA FORMULE NE FAIRE VARIER QU'UN SEUL ELEMENT,A LA FOIS.
.
Comparez ,concluez.
Vous avez du premier diagramme d'eutectique 50 variantes(Cao,mgO,KNaO) et du deuxieme 4.(Al2O3et SiO2)
Soit 200 émaux a faire .

Pour ceux que la recherche rebute ,je conseille ces quatres émaux pour débuter:

1/CaO 0,35 Al2O3 2,48 SiO2 cuisson a1165°C
une base classique. En augmentant l'alumine Al2O3 ,on durcira la glaçure.(de 0,35 a 0,40 et 0,45)
Démarche classique ,on augmente ou on diminue par 1 /2 mole ,une seule a la fois.

2/ avec du fer : CaO 2FeO Al2O3 2SiO2
une base aussi pour la recherche des temmoku (bruns noirs)
Fe2O3 oxyde ferrique masse molaire 160

3/ 0,7CaO 0,1MgO 0,2KNaO 0,55Al2O3 0,04 Fe2O3 SiO2
un peu plus compliqué .Les 3 premiers composants sont dits basiques,
Al2O3 et Fe2O3 amphotères soit basiques soit acides
SiO2 acide

4/ CaO 0,50Al2O3 0,04Fe2O3 3SiO2 (celadon),le seul en réduction.

Pour ceux que la recherche rebute ,achats d'émaux ,mais en faisant la démarche d'essais sur un échantillon .Trempage 1 couche ,puis la deuxième superposée. Vous pouvez aussi essayer les mélanges de deux émaux ,mais qui ont le meme point de fusion.
Pour les essais ,je vous conseille ,si vous ne tournez pas de faire a la plaque ,l'échantillon suivant ,(de même matière que la terre a venir.)

Hauteur 60mm ,largeur 50 mm épaisseur 5 mm.

Vous trempez la première partie au maximum, puis deuxieme couche a moitié.Vous pouvez voir le pouvoir couvrant ,l'épaisseur ,le coulage éventuel, la couleur, la texture.
essayer Fe2O3 ,en petite quantité au début.
C'est une démarche de chercheur ,cela veut dire être précis ,adopter beaucoup de soins aux relevés ,et a la formulation et aux pesées. Prenez des notes .C'est la METHODE.

Nous voila revenu sur la lecture du triangle d'eutectiques avec CaO MgO KNao.
apparemment quelques difficultés de lecture, d'après les MP .
Je vais faire simple .

le point A est situé sur l'horizontale a 0,3 KNaO
en dessous 0,2 KNaO et au dessus 0,4 KNaO

0,5 CaO coté gauche du triangle.(suivre le sens des flèches pour les valeurs au pas de 0,1)
0,2 MgO coté droit du triangle..(suivre le sens des flèches pour les valeurs au pas de 0,1)

Dejas vous etes sur d'avoir un eutectique fondant a 1280°C + ou - 10°C .
En vert lecture MgO
En bleu lecture CaO
en rouge KNaO

Je ne reviens pas sur la transformation de la formule en poids .

Maintenant on revient sur la recherche des moles SiO2 et Al2O3.
je vous propose ce diagramme valable et déjà exploité pas de nombreux céramistes.
prendre les points dans la zone en grisée.

les moles de silice en ordonnés ,les moles en alumine en abscisse.

Je vous ai mis quatres points qui donnent:

1 0,2 Al2O3 et 2 SiO2
2 0,4 Al2O3 et 4 SiO2
3 0,6 Al2O3 et 2 SiO2
4 0,7 Al2O3 et 6 SiO2
Vous pouvez en prendre d'autres ,a condition de rester dans la zone grisée.

Mise en formule:
formules de base :
0,5 CaO 0,2 MgO 0,3 KNaO + (n°1 des quatres points ) 0,2 Al2O3 2 SiO2
0,5 CaO 0,2 MgO 0,3 KNaO + (n°2 des quatres points ) 0,4 Al2O3 4 SiO2
0,5 CaO 0,2 MgO 0,3 KNaO + (n° 3 des quatres points ) 0,6 Al2O3 2 SiO2
0,5 CaO 0,2 MgO 0,3 KNaO + (N° 4 des quatres points ) 0,7 Al2O3 6 SiO2

Maintenant vous pouvez ajouter:
- le fer .ou
-le manganèse ou
-le cobalt. ou autres ..............

Toujours par petite quantité. Prenez soin de peser avec précision + ou - 0,5g .

Voila une démarche simple.
En partant du triangle CaO MgO KNaO plus de 50 possibilités *par le nombres de possibilité en faisant varier les moles SiO2 et Al2O3 ( 4 possibilités décrites ).
maintenant a vous de vous amuser a mettre en exercices .
Procéder par ordre ,prenez des notes ,ne changer qu'une des valeurs a la fois .
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Soyez agreable et sans fards.[b]

je n'ai pas trop essayé les émaux, jhe trouve que ça recouvre trop la terre pour la sculpture, mais merci Zarco91 pour toutes tes explications et les schémas bravo

Salut Zarco91, dis donc tu es presque un Alchimiste !
Merci
bravo

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Salut zarco91, JJ pivote

. Un puits de savoir. Un disciple d'Hermès Trismégiste.
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Saint-Exupéry