소개
옥살산염은 옥살산 C2H2O4 (COOH)2 (에탄디카르복실산)의 염입니다. 옥살산의 칼슘 염인 옥살산칼슘은 무수 형태로 결정화되며, 공식당 물 한 분자가 포함된 용매로서 옥살산칼슘 일수화물 CaC2O4*H2O로결정화됩니다.
발생 및 적용
옥살산칼슘 일수화물은 유기 aicd의 염이지만 자연에서 주요 광물로서 발견될 수 있습니다. 그림 1은 독일 에르츠게비르헤 산맥의 슐레마 지역에서 발견된 휘웰라이트 결정을 보여줍니다. 휘웰라이트 외에도 웨델라이트는 두 번째 광물 종으로도 알려져 있습니다[1].

칼슘 옥살레이트는 신장 결석의 주성분이기도 합니다.
열 분석에서 옥살산칼슘 일수화물은 열 저울의 기능을 확인하는 데 사용됩니다. 이 물질은 보관 안정성이 우수하여 시간이 지나도 변하지 않으며 실험실 대기로부터 습기를 흡착하는 경향이 없습니다. 이러한 특징 덕분에 온도 저울의 온도 기반 기능을 확인하는 데 사용하기에 이상적인 기준 물질입니다.
측정 조건
- 악기
- TG 209 F1 Libra®
- 샘플
- CaC2O4*H2O
- 시료 무게
- 8.43 mg(그림 2의 검은색 곡선) 및
- 8.67 mg(그림 2의 빨간색 곡선)
- 도가니
- Al2O3
- 대기
- 질소
- 가스 유량
- 40 ml/min
- 가열 속도
- 10 K/min(그림 2의 검은색 곡선) 및
- 200 K/min(그림 2의 빨간색 곡선)

열중력 측정
옥살산칼슘 일수화물을 1100°C로 가열하면 열 저울을 통해 명확하게 분리된 세 가지 질량 손실 단계를 감지할 수 있습니다. 그림 2는 옥살산칼슘 일수화물 시료에 대한 두 가지 측정의 열무게 측정 결과를 비교한 것입니다. 온도에 따른 시료의 상대적 질량 변화가 기록되어 있습니다. 그림 3은 열무게 측정 결과의 첫 번째 미분(DTG)에 대한 두 측정값을 온도에 따라 유사하게 비교한 것입니다.


동일한 조건에서 두 가지 가열 속도, 즉 10 K/min(검은색 곡선)과 200 K/분(빨간색 곡선)을 선택했습니다. 가열 속도가 증가함에 따라 질량 손실 단계의 온도가 더 높은 값으로 이동하고 가스 방출 속도인 방출 속도가 약 10배 증가합니다(DTG 최소값, 그림 3). 가열 속도 변화에 따라 발생하는 온도 변화는 운동 데이터의 추가 평가에 적용될 수 있는 잘 알려진 현상입니다[2]. 온도 변화 외에도 질량 손실 단계의 정량화는 가열 속도와 무관하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 따라서 200 K/min의 가열 속도는 일반적인 가열 속도인 10 K/min과 동일한 옥살산칼슘 일수화물의 열 분해에 관한 모든 정보를 제공하며, 가열 속도를 가속화해도 정보가 손실되지 않습니다. 그러나 가열 속도가 빨라지면 동일한 정보 내용을 얻을 수 있지만 실온에서 1100°C까지의 온도 범위를 측정하는 데 거의 2시간이 걸리지만 200K/min으로 측정하면 5분 만에 완료되므로 시간이 엄청나게 절약됩니다.
옥살산칼슘 일수화물의 열분해 반응에 대한 반응식은 그림 4에 나와 있습니다. 약 170°C에서 10 K/min으로 측정한 경우, 일수화물에서 물이 분리되면서 무수 옥살산칼슘이 형성됩니다(1). 약 500°C에서 옥살산칼슘은 탄산칼슘(CaCO3)으로 변환되고 일산화탄소(CO)가 분리됩니다(2). 방출된 일산화탄소가 이산화탄소(CO2)로 산화되는 후속 반응(3)은 산소가 포함된 퍼지 가스 흐름(예: 합성 공기 또는 산소)에서만 일어날 수 있습니다. 750°C의 온도에서 탄산칼슘은CO2를 방출하면서 산화칼슘으로 분해됩니다(4).