Cookies

Tento web používá k poskytování služeb a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.

V pořádku Více informací

Barvivost železa v hlinách pálených

Druhý článek převzatý ze 107 let starého časopisu „Keramické listy“ pojednává o funkci sloučenin železa v keramických hmotách.

Přestože současní silikátníci a mineralogové učinili ve znalostech o „železe“ závratné pokroky, může i dnešnímu keramikovi nabízený text přinést hodnotné ponaučení. Odbornou disputaci mezi klasiky keramických výzkumů, profesory Edwardem Ortonem Jr. a Hermannem Augustem Segerem můžeme sledovat v původní archaické češtině.

Keramické listy - Barvivost železa v hlinách pálených

Na VII. Kongresu pro chemii užitou v Novém Yorku referoval C. Binus a C. Makeley.

Zabarvení, kterých nabývají hlíny při pálení, upoutala pozornost již mnohých badatelů. Ukázalo se, že nejčastějším barvivem jest železo a že jeho vlivem vzniká veliká rozmanitost odstínů různých barev.

První zajímavou práci o tom podal Seger. Praví: „Odstíny se mění od běli k černi, procházejíce barvou žlutou, oranžovou, červení, modří a hnědí; všechna tato zbarvení pocházejí od železa“, a dále ještě: „Známo jest, že kysličníky železa, kteréž možno ve většině případů považovati za jediné barvivo, mohou vyvolati velikou rozmanitost odstínů od žluti a červeni k barvě fialově modré, pozoruhodno jest, že odstín barevný temní tím více, čím vyšší teplotě jest hlína při pálení vystavena.

Normální pálení hlíny do červena se děje v prostředí okysličujícím, aby se zamezilo slučování železa s křemíkem. Nicméně se zdá, že má původní stav železa v hlíně veliký vliv na barevný odstín, jehož se pálením docílí. Profesor Orton praví: „Železo se vyskýtá v hlinách hlavně v některé z těchto forem:

a)       Kysličník železitý bezvodý nebo v různých stavech hydrotace.

b)      Uhličitan železnatý.

c)       Sirník železitý čili pyrit.

d)      Nerosty křemičité, obsahující železo, jako brokit, rohovec a pod.

e)      Rezivé písky, obsahující magnetit, chromit a p.

Zpravidla nastává působení železa nejčastěji proto, že hlína obsahuje některou sloučeninu z prvých tří skupin a), b), c).“

A dále praví: „Odstíny, kterých docílíme pálením hlin, nejsou příznačné pro jednotlivé nerosty železité, které hlína obsahuje. Tak možno na příklad dostati barvu červenou při hlíně obsahující uhličitan železnatý, jako při hlíně jiné, která obsahuje kysličník železitý. Sirník železitý obsažen bývá v hlíně vždy ve formě zrnek jemnějších a hrubších, ale nikdy dosti maličkých, aby mohl vytvořiti červené zbarvení.“

Několikráte bylo projeveno mínění od autorů povolaných o působení ostatních součástí hlíny na zbarvení pocházející od železa. Všeobecně se má za to, že vápno má vliv velmi silný, vytvořujíc na hlíně zbarvení žlutavé, kteráž by bez něho při pálení zčervenala. Kysličník hořečnatý má vliv obdobný, ale ne tak ostře vyznačený. O vlivu kysličníku hlinitého se však mínění rozcházejí. Seger praví: „Chceme-li založiti roztřídění hlin na základě odstínů barevných, kterých nabývá masa pálením, můžeme je děliti na 4 skupiny:

1.       Hlíny bohaté kysličníkem hlinitým, chudé železem. V pálení zbělají nebo dostanou zbarvení velmi bledé.

2.       Hlíny bohaté kysličníkem hlinitým a obsahující mírné množství železa. Odstíny jejich přecházejí z barvy bledě žluté do hnědě žlutavé.

3.       Hlíny chudé kysličníkem hlinitým a bohaté železem. Pálením zčervenají.

4.       Hlíny chudé kysličníkem hlinitým, bohaté železem a vápnem. Pálením sežloutnou. Jsou to slíny.

Methoda Segerova jest velmi dobrá a vede mocně k těmto závěrům, ale prof. Orton jí nepřisvědčuje jen tak zhola a ve všem, neboť dokázal, že některé směsi synthetické, které autor nestudoval a které nejsou dle jeho způsobu klasifikovány, rovněž dávají odstín žlutavý. Shledáváme překvapující jednotnost v červeném zabarvení vznikajícím pálením hlin majících jinak velmi odlišný poměr kysličníku hlinitého k železu. Některé hlíny zase, jež mají složení totožné, ale pocházejí z jiného útvaru geologického, pálí se pěkně do červena.

Šetření tato prováděna byla k tomu, aby bylo lze vrhnouti trochu světla do této otázky, a směřují k tomu, aby se v pokus uvedlo působení příměsi železa, s nimiž se nejčastěji setkáváme, ovšem působení pod vlivem kysličníku křemičitého a hlinitého, k němuž třeba přihlížeti. I vliv teploty byl studován a všechny předchozí zkoušky dály se dvojmo: serie první byla pálena za 1200 °C a druhá za 1270 °C. Jsou to pro hlíny na červeno pálené teploty značně vysoké, ale zkoumané směsi byly mnohem ohnivzdornější, nežli bývají hlíny přirozené, souhlasného složení.

Základem těchto směsí jest bílá hlína plastická, která i s přídavkem železa tvoří as 40 % celé masy. Zbytek (60 %) jest v prvém případě čistý křemen, v posledním případě čistý kysličník hlinitý.

Mezi těmito dvěma druhy masy stojí ještě pokusné směsi, které obsahují 40 a 20 % křemene a 20 a 40 % kysličníku hlinitého, procento železa, přepočítané na kysličník železitý, jest v prvém případě 2–5 %, v prostředních přechodných směsech 5 % a ve směsi poslední 10 %.

První série pokusů dála se s přibráním kysličníku železitého, jak v obchodě přichází, směs byla rozmělněna ve mlýně kulovém. Prohlídka výsledků ukazuje, že tímto způsobem červené barvy docíliti nelze. Převládající odstín jest šedavě růžový, při čemž se barva stává světlejší se vzrůstem procenta kysličníku hlinitého. Sníží-li se teplota pálení, není jiné změny, leč že se odstín stává světlejší. Příčinou toho jest, že voluminosnější kysličník hlinitý lépe odbarvuje křemen. Za teploty zvýšené se tón barvy mění, stoupá-li obsah kysličníku hlinitého, a výsledkem jest barva žlutavá, někdy více, někdy méně výrazná. Lépe se to jeví u pokusných mas, které obsahují železa 5 %, než v případech ostatních.

Pro druhou serii zkoušek bylo železo do směsi zavedeno jako sraženina, aby se blížilo přirozenému hnědeli. Titrovaný roztok síranu železnatého, jenž stačil, aby se z něho srazilo potřebné množství železa, přidán byl do pokusné masy. Výsledky byly zajímavé: červeň se objevovala již od nižších teplot, kysličník hlinitý sice jevil svou schopnost bílicí, ale bez podstatného vlivu na změnu základní barvy.

Než přece jen za teploty vyšší při mase pokusné o 5 % železa docíleno bylo tónů žlutavých velmi čistých, což ukázalo, že má kysličník hlinitý účinek zřetelný, je-li teplota dostatečná, aby mohl vstoupiti v reakci.

Zdá se, že kysličník hlinitý nestačí zakrýti červené tóny, je-li železa v mase více než 10 %.

Serie třetí obsahovala železo ve formě v celku či sideritu CO3Fe. Za nízkých teplot nejevila masa náchylnosti ke červenání nebo alespoň hnědnutí, neobjevovalo se nic jiného než různé odstíny šedé. Při teplotách vyšších jest převládající barvou hněď, která přechází do šedi, stoupá-li obsah kysličníku hlinitého.

V serii poslední zavedeno bylo železo do masy pokusné ve formě kyzu železného neboli pyritu. Postup byl stejný jako v ostatních třech seriích pokusných. Zajímavé dedukce odvozeny byly z fakta, že se pyrit částečně okysličuje, byly-li výrobky z pokusné masy sušeny ponenáhlu; výsledek bylo lze považovati jaksi za kombinaci serie 1. a 2. Schla-li masa rychle, chovalo se železo, jako kdyby bylo ve stavu bezvodého kysličníku, ale byla-li doba sušení delší, jevilo se jako ve stavu kysličníku vodnatého. Za teplot vysokých vznikají barvy žlutavé hlavně při 5 % železa.

Z toho se zdá, že se jeví jisté závěry:

1.       Jest nemožno dostati červenou barvu, pálíme-li hlínu obsahující rudu železnou ve stavu práškovitém sebe lépe rozmělněnou, ale jest možno dostati odstíny žlutavé vlivem kysličníku hlinitého a za takové teploty, aby nastávalo u masy slinutí. Tato barva asi vzniká od rozptýlení určitého množství částeček hnědých.

2.       Odstíny červené vznikají srážením příměsí železitých ve stavu koloidním. Toto srážení, zdá se, že vzniká z roztoku síranu železnatého, jenž sám pochází z okysličení kyzu železného s následujícím srážením hnědele nebo se slučováním s kysličníkem uhličitým, aby se vytvořil uhličitan. Jest to jediná možnost k vysvětlení věcí, kteréž zjistil prof. Osten: „Kdykoliv se docílí červené barvy, obsahuje hlína buď kysličník železnatý neb uhličitan železnatý.“ Siderit jest totiž v obyčejných podmínkách stálý a nikdy nevyvolává zbarvení červeného.

3.       Mnohé úkazy vyvolává kyz železný. Je-li pravda, jak dí Osten, že se nikdy nevyskýtá v částicích dosti jemných, aby vyvolal zbarvení červené, jest rovněž pravda, že se velmi snadno okysličuje a stává se zřídlem jemných sloučenin železa. Kromě případů, kde hlína obsahující pyrit rychle vysýchá, tvoří se síran železnatý a z něho pak kysličník železitý.

4.       Kysličník hlinitý jest beze vší pochyby příčinou barvy žlutavé a tak jest mínění Segerovo potvrzeno. Současně lze připustiti, že působení kysličníku hlinitého přimíseného ve stavu prostém, jako se dělo v právě uvedených pokusných masách, velmi se může lišiti od působení jeho, je-li smíšen s jinými látkami, což může vysvětliti značné rozdíly mez hlinami přirozenými a směsemi umělými téhož složení.

- - - - -

Úvod: Petr Toms | Přepis: Hana Križanská

Zdroj: Keramické listy. Illustrovaný odborný časopis pro odvětví průmyslu keramického: cihlářství, kamnářství, hrnčířství, majoliku, fayenci, porculán a j., cement, beton, vápno, sádru, sklářství a průmysl spřízněný, se zřetelem ku stavitelství a architektuře. Praha, duben 1907. Číslo 1. Ročník 1. 

Autor: C. Binus, C. Makeley | Redaktor: Hana Križanská | Technická korekce: Petr Toms | Jazyková korekce: Hana Križanská | Materiály: Hana Križanská
Diskuze