Libmonster ID: CZ-519
Author(s) of the publication: M. Schultz, V. Konakov

By Academician Mikhail SCHULTZ, Vladimir KONAKOV, Dr. Sc. (Chem.), RAS Institute of Chemistry of Silicates named after Grebenshchikov

One key factor in the development of chemical production is continuous control of parameters which reflect the complexity and nature of the on-going reactions. As compared with a century ago when these parameters were the time, temperature and pressure, in our day and age still greater importance is being attached to parameters reflecting the composition and chemical structure of the initial, intermediate and final products.

Being constantly monitored in the course of technological processes is a range of physico-chemical properties of the substances involved. For water solutions the most common factor is the pH index as reflecting the activity of hydrogen ions. In neutral solutions pH=7, in acidous it is lower, and in alkaline ones it is greater. This parameter is being used in areas like research and technological chemistry, biology, medicine, crime detection and food industry. Thus it has become part and parcel of our daily life.

As for high-temperature chemical production technologies, of primary importance is the determination of acidic-alkaline properties of oxide alloys for the assessment of the physico-chemical processes involved, their prognostication and for obtaining materials with preset properties. This factor is important, among other areas, for glass production (sintering, caking of batch, founding and casting of glass, interaction of the glass melt with the inner lining of the furnace), metallurgy (a wide range of equilibriums between metal, slag and reactive atmosphere-decarboxilation, desulphurization, dephosphorization, etc., slag interaction with refractory materials of equipment), production of cement (monitoring gas atmosphere, laboratory control of alkalinity).

But as different from aqueous solutions, for oxide melts there is still no common concept which would make it possible to interpret the chemical interactions taking place within them from the point of view of acidic-alkaline theory. Incidentally, a similar situation with respect to aqueous solutions existed at the start of the 20th century. At that time the progress of industry set the task of elaborating methods of continuous monitoring of chemical processes within the temperature range of the existence of these materials. The solution of this problem resulted in the acceptance on an international scale of the range of pH values and the development of the appropriate control devices.

But nevertheless direct application of the results obtained for water solutions with respect to oxide melts is impossible because the latter have many basic distinctions (low dielectric permeability, high viscosity, broad bank of temperature "existence", etc.). At the same time the experience accumulated in the process of determination and norm fixing of pH values-the development of the principles of scale building, methods of standards introduction and the identification of the corresponding states, development of the acidic-alkaline concept, etc.-make it possible to look forward to a successful solution of the similar problem for oxide melts.

As the "bearer" of their acidic-alkaline properties one can use the pO parameters, the so-called oxygen factor, in as much as it is connected with

Pages. 39


Scale of base value of oxides and structural-chemical groups for 950 o C: a-borates; b-germanates; c-silicates. lgK 4 -dissociation constant with break-off of oxygen ion.

the activity of oxygen ions. In ferrous and non-ferrous metallurgy it determines the equilibrium between metal and slag, and in the physical chemistry of glass it influences the polymerization and depolymerization of the structures of glass-forming materials, the formation in the glass lattice of element-oxide groups, oxidation- reduction equilibrium, etc. What is more, the effectiveness of production processes of metals, glass and cement depends to a large extent on the resistance of refractories used in the industrial equipment to the impact of oxide melts. Of no little importance in this respect are the differences in the acidic-alkaline properties of both.

Thus, one of the central problems of high-temperature physical chemistry consists in the formulation and development of the general theoretical notions about the properties of oxide melts in terms of acids and bases. And in practical terms, it is important to achieve quantitative determinations of their acidic-alkaline characteristics.

There exist different approaches to the description of the interactions involved. Their analysis has made it possible for us to suggest a generalized theory based on the principle of dissociation. In other words, it is assumed that any substance in a liquid state can undergo processes of dissociation - the splitting-off of positive or negative ions. And that means that oxide melts are regarded as liquids which add on, or split off oxygen ions with two negative charges in the course of acid-alkaline transformations. And since oxygen is present in all oxide melts, that means that the proposed approach is applicable to the description of the acidic-base properties of them all.

For building the pO scale it was necessary to choose the standard state, or condition. With this aim in view we suggested the one corresponding to pure silicon dioxide since its structure and physico-chemical properties have been studied in the greatest details and since most of the industrial glasses, metallurgical slags, natural minerals and oxide coatings have a silicate base.

The next step was an experimental assessment of pO values of other oxide materials and the modelling of experimental results. It turned out that of the greatest practical value are binary silicate glasses and melts containing oxides of lithium, sodium and potassium, since they are basic elements for many industrial and special glasses. Also of interest are germanate and borate melts in view of their increased acidity (as compared with silicon) in such systems of oxide-vitriforms.

A special place in the studies of melts belongs to systems Na 2 O- B 2 O 3 -SiO 2 . Their distinct feature consists in the fact that added to the interacting mixture of the two typical vitriforming oxides is the base of sodium oxide. Because of that there starts in the system a "competition" between them for the priority interaction with the latter. And its nature depends on the ratio of acidic-base properties of the vitriforms (glass producers).

The result of the latest investigations has been an experimental alkalinity (basicity) scale of the structural-chemical groupings and oxides. The physico-chemical aspects of it have been elaborated to a sufficient extent which makes it possible to move on to the next stage-development of state (federal) standards of measurements of the pO factor. The introduction of this type of monitoring in areas like ferrous and non- ferrous metallurgy, glass manufacture and, to a certain extent, in the production of cement, will pave the way to a technological breakthrough, comparable with the effect of the introduction of the pH scale for water solutions.

Illustrations supplied by the authors.


© elibrary.cz

Permanent link to this publication:

https://elibrary.cz/m/articles/view/OXYGEN-FACTOR

Similar publications: L_country2 LWorld Y G


Publisher:

Czech OnlineContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.cz/Libmonster

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

M. Schultz, V. Konakov, OXYGEN FACTOR // Praha: Czech Republic (ELIBRARY.CZ). Updated: 08.09.2018. URL: https://elibrary.cz/m/articles/view/OXYGEN-FACTOR (date of access: 12.03.2026).

Publication author(s) - M. Schultz, V. Konakov:

M. Schultz, V. Konakov → other publications, search: Libmonster CzechLibmonster WorldGoogleYandex

Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Czech Online
Praha, Czech Republic
486 views rating
08.09.2018 (2742 days ago)
0 subscribers
Rating
0 votes
Related Articles
Článek představuje komplexní průvodce výběrem automobilových pneumatik, který vychází z analýzy technických specifikací, provozních požadavků a současných trendů v odvětví pneumatik. Klíčové parametry ovlivňující bezpečnost a pohodlí při jízdě jsou zkoumány: sezónnost, velikost pneumatik, zatížení a rychlostní indexy, vzor běhounu a materiály. Zvláštní pozornost je věnována dešifrování označení pneumatik, srovnávací analýze pneumatik v různých cenových kategoriích a praktickým doporučením pro provoz a skladování.
13 hours ago · From Czech Online
Ta članek predstavlja celovit vodnik za izbiro avtomobilskih gum, ki temelji na analizi tehničnih specifikacij, operativnih zahtev in trenutnih trendov v industriji gum. Ključni parametri, ki vplivajo na varnost vožnje in udobje, so obravnavani: sezonskost, velikost, nosilnost in indeksi hitrosti, vzorec profila in materiali. Posebna pozornost je namenjena razlagi oznak na gumah, primerjalni analizi gum v različnih cenovnih kategorijah ter praktičnim priporočilom za uporabo in shranjevanje.
13 hours ago · From Czech Online
Tento článek představuje komplexní analýzu okolností souvisejících s úmrtími všech zesnulých prezidentů Spojených států amerických. Na základě historických dokumentů, lékařských zpráv a odborných posudků jsou rekonstruovány časová posloupnost a příčiny úmrtí amerických prezidentů. Zvláštní pozornost je věnována osmi prezidentům, kteří zemřeli ve funkci, včetně čtyř, kteří padli do rukou atentátníků, a čtyř, kteří podlehli přirozeným příčinám. Statistická analýza zahrnuje přirozenou úmrtnost, vraždy, choroby skryté před veřejností, stejně jako jedinečné historické shody spojené s daty úmrtí prezidentů.
21 hours ago · From Czech Online
Ta članek predstavlja celovito analizo okoliščin smrti vseh umrlih predsednikov Združenih držav Amerike. Na podlagi zgodovinskih dokumentov, zdravstvenih poročil in strokovnih ocen se rekonstruira kronologija in vzroki smrti ameriških državnih voditeljev. Posebna pozornost je namenjena osmim predsednikom, ki so umrli med opravljanjem mandata, vključno s štirimi, ki so jih ubili atentatorji, in štirimi, ki so umrli zaradi naravnih vzrokov. Statistična analiza zajema naravno smrtnost, atentate, bolezni, ki so ostale skrite javnosti, pa tudi edinstvene zgodovinske naključnosti, povezane z datumi smrti predsednikov.
21 hours ago · From Czech Online
V tomto článku je představena úplná analýza okolností úmrtí všech prezidentů Spojených států amerických, kteří zemřeli. Na základě historických dokumentů, lékařských závěrů a odborných posudků je rekonstruována časová posloupnost a důvody úmrtí prezidentů Spojených států amerických. Zvláštní pozornost je věnována osmi prezidentům, kteří zemřeli během výkonu svých pravomocí, včetně čtyř, kteří byli zavražděni, a čtyř, kteří zemřeli na přirozené příčiny. Statistická analýza zahrnuje přirozená úmrtí, vraždy, nemoci, které byly veřejnosti skryté, a také jedinečné historické shody související s daty úmrtí prezidentů.
Yesterday · From Czech Online
V tem članku je predstavljen celovit pregled okoliščin smrti vseh preminulih predsednikov Združenih držav Amerike. Na podlagi zgodovinskih dokumentov, medicinskih poročil in strokovnih ocen se rekonstruira kronologija in vzroki smrti predsednikov Združenih držav Amerike. Posebna pozornost je namenjena osmim predsednikom, ki so umrli med opravljanjem svojih dolžnosti, vključno s štirimi, ki so jih ubili atentatorji, in štirimi, ki so umrli zaradi naravnih vzrokov. Statistična analiza zajema naravne smrti, umore, bolezni, ki jih javnost skriva, pa tudi edinstvena zgodovinska naključja, povezana z datumi smrti predsednikov.
Yesterday · From Czech Online
Článek zkoumá hypotetický scénář plnohodnotné jaderné války a hodnotí potenciál různých zemí přežít za podmínek globální katastrofy. Na základě analýzy vědeckého výzkumu a posudků odborníků jsou zrekonstruovány klíčové faktory určující schopnost národa a jeho obyvatel vydržet jaderný konflikt a následnou jadernou zimou. Zvláštní pozornost je věnována závěrům výzkumníků, že jen omezený počet zemí, převážně nacházejících se na jižní polokouli, disponuje nezbytnými podmínkami pro udržení zemědělské produkce a sociální stability v postapokalyptickém období.
Catalog: История 
2 days ago · From Czech Online
Ta članek preučuje hipotetični scenarij popolne jedrske vojne in ocenjuje potencial različnih držav, da preživijo v razmerah globalne katastrofe. Na podlagi analize znanstvenih raziskav in mnenj strokovnjakov so rekonstruirani ključni dejavniki, ki določajo zmožnost države in njenega prebivalstva, da vzdržita jedrski konflikt in posledično jedrsko zimo. Posebna pozornost je namenjena zaključkom raziskovalcev, da ima le omejeno število držav, predvsem tistih, ki se nahajajo v južni hemisferi, potrebne pogoje za ohranjanje kmetijske proizvodnje in socialne stabilnosti v postapokaliptičnem obdobju.
Catalog: История 
2 days ago · From Czech Online
V tomto článku se zkoumá hypotetický scénář plně rozsáhlé jaderné války a hodnotí se potenciál různých zemí přežít v podmínkách globální katastrofy. Na základě analýzy vědeckých studií a odborných odhadů jsou rekonstruovány klíčové faktory určující schopnost státu a jeho obyvatel přežít jaderný konflikt a následnou jadernou zimu. Zvláštní pozornost je věnována závěrům výzkumníků o tom, že jen omezený počet zemí, převážně nacházejících se na jižní polokouli, má nezbytné podmínky pro zachování zemědělské produkce a sociální stability v postapokalyptickém období.
Catalog: Биология 
2 days ago · From Czech Online
V tem članku se obravnava hipotetični scenarij popolnoma obsežne jedrske vojne in ocenjuje potencial različnih držav za preživetje v razmerah svetovne katastrofe. Na podlagi analize znanstvenih raziskav in strokovnih ocen so rekonstruirani ključni dejavniki, ki določajo sposobnost države in njenih prebivalcev, da preživijo jedrski konflikt in naslednjo jedrsko zimo. Posebna pozornost je namenjena ugotovitvam raziskovalcev, da ima le omejeno število držav, večinoma lociranih v Južni polobli, potrebne pogoje za ohranitev kmetijske proizvodnje in družbene stabilnosti v postapokaliptičnem obdobju.
Catalog: Биология 
2 days ago · From Czech Online

New publications:

Popular with readers:

News from other countries:

ELIBRARY.CZ - Czech Digital Library

Create your author's collection of articles, books, author's works, biographies, photographic documents, files. Save forever your author's legacy in digital form. Click here to register as an author.
Library Partners

OXYGEN FACTOR
 

Editorial Contacts
Chat for Authors: CZ LIVE: We are in social networks:

About · News · For Advertisers

Digital Library of Czech Republic ® All rights reserved.
2025-2026, ELIBRARY.CZ is a part of Libmonster, international library network (open map)
Preserving Czech's heritage


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of affiliates, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. Once you register, you have more than 100 tools at your disposal to build your own author collection. It's free: it was, it is, and it always will be.

Download app for Android