Геология

Навигация

СБОР МИНЕРАЛОВ Начинающему любителю гелогии, стоит вступить в геологический кружок и приобретать опыт сбора камней в полевых походах. В таких походах есть возможность проводить наблюдения, и иногда случается, что любителям удаётся найти местонахождение какого-либо интересного минерала. Следует знать, какие минералы сопутствовуют друг другу а какие их сочетания в природе не встречаются...

***

археология В археологической и геофизической разведках есть много общих задач. Они ставят перед собой весьма схожие цели поиска объектов в недрах Земли. Но, если перед геофизикой стоит задача поисков полезных ископаемых, то археологическая разведка направлена на обнаружение исторических памятников...

***

магнитВ магнитных явлениях еще достаточно тайн, но уже в течение многих лет магниторазведка помогает открывать тайны Земли.
Для магниторазведчиков магнитное поле является надежным средством изучения недр. С помощью магнитометров из в различных уголках Земли выполняются магнитные съемки, в результате их отыскиваются месторождения полезных ископаемых, корректируются геологические карты...

 
 
 
 


 

Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Минералы » ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ

 

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ


Химическая диагностика минералов — очень сложный процесс, но все же любители могут проводить некоторые химические анализы, ничем не рискуя
и с определенной надеждой на успех. Разумеется, чем крупнее образец, тем легче определить природу минерала. Но никому не захочется рисковать несколькими бесценными зернышками, добытыми с большим трудом.

Можно использовать как сухой анализ, так и анализ мокрым способом. Однако самая простая и удобная методика для коллекционера — это качественный анализ минералов с помощью паяльной трубки и газовой горелки. Геологоразведчики широко используют метод паяльной трубки, так как с его помощью можно легко определять некоторые из наиболее важных рудных минералов. Этот прибор представляет собой обычную металлическую трубку, вводимую в пламя, богатое углеродом. Исследователь дует в трубку, создавая тем самым поток воздуха над горелкой, что обеспечивает высокую температуру пламени. Трубка имеет удобную для работы форму, она обычно снабжена мундштуком и наконечником, который и вводят в пламя.

В лучшем случае источником пламени служит бунзеновская газовая горелка, но можно использовать и обычную парафиновую или стеариновую свечу. При работе с газовой горелкой следует ограничить приток воздуха, чтобы получить светящееся пламя. Освоить эту технику совсем не так легко, как кажется. Прежде всего, пламя паяльной трубки должно быть непрерывным, а для этого надо создать постоянную струю воздуха. Исследователь делает глубокий вдох и выдыхает воздух, надувая при этом щеки. Вдыхание через нос обеспечивает последующую бесперебойную подачу воздуха в трубку, а язык регулирует поступление его из легких, частично перекрывая гортань в случае необходимости.

Максимальная температура пламени паяльной трубки достигает 1500° С. Испытание минералов связано с определением степени их плавкости при этой
температуре. Небольшой кусочек минерала помещают в пламя трубки (наиболее горячий слой пламени находится на внешней стороне видимой его части); при этом наблюдают за характером и скоростью плавления минерала. Одни минералы быстро плавятся, другие оплавляются только по краям, в некоторых случаях оплавления вообще не происходит. Способность к плавлению в пламени паяльной трубки получила название плавкости минерала. Например, кварц является практически неплавким минералом, стибнит же легко плавится даже в пламени обычной свечи. [Плавкость не всегда является постоянной даже для одного и того же минерала из различных месторождений и изменяется в зависимости от примесей.]

Для работы с паяльной трубкой можно использовать восстановительное (бескислородное) пламя. Окислительное пламя получают путем «добавки» кислорода. [В осстановительное пламя дает внутренний конус ярко светящего пламени, где вещество накаляется в условиях дефицита кислорода. Наружный синеватый слой почти не светящего пламени, где происходит полное сгорание при избытке кислорода воздуха, обеспечивает окислительное пламя.) В какой-то части пламени паяльной трубки содержится окись углерода (СО), с помощью которой удаляется кислород из испытуемых веществ; при этом образуется углекислый газ (С02). Если кусочек окиси железа (Fe203) поместить в эту часть пламени, она восстановится до закиси железа (FeO). Для окисления вещества нужно, чтобы пламя горелки нагревало его, не касаясь. Таким путем пирит (FeS2) может быть разложен на окись железа (Fe203) и сернистый ангидрид (S02).

Для извлечения металлов из руд и получения окислов используют брикеты древесного угля. Такой брикет предварительно раскаляют на пламени и помещают порошок испытуемого минерала в небольшую лукку на поверхности угля. Для ускорения реакции в некоторых случаях используют флюс, смешивая его с порошком минерала в пропорции 2:1. Есть металлы, которые выделяются с помощью угля, тогда как применение только паяльной трубки не приводит к нужному результату.

Серебро образует блестящий белый шарик без каких-либо налетов на поверхности; для его извлечения пользуются восстановительной смесью. Поскольку сходные шарики образуют и другие металлы, их растворяют в азотной кислоте, куда затем добавляют соляную; в отличие от других металлов, при наличии серебра должен выпасть белый осадок — хлорид серебра (AgCl). Свинцовый шарик — легкоплавкий, серого цвета, блестящий в восстановительном пламени и иризирующий в окислительном. Свинец восстанавливается раскаленным добела древесным углем. Если шарик свинца растворить в азотной кислоте, добавив затем серную кислоту до полного его растворения, в осадок выпадет белый сульфат свинца.

Минерал, измельченный до порошка, помещают в открытую стеклянную трубку, которую в наклонном положении подогревают на газовой горелке. Вначале нагревают на пламени верхнюю часть трубки, а затем ту ее часть, которая расположена непосредственно над порошком минерала. При этом в трубке образуется поток воздуха и минерал может окислиться. Некоторые окислы переходят в газовое состояние и улетучиваются, в то время как другие конденсируются на стенках трубки в виде возгонов. Особенно легко таким способом определить серу: сернистый ангидрид улетучивается из трубки и этот газ узнают по характерному запаху. Если к верхнему концу трубки приложить влажную лакмусовую бумажку, она покраснеет.

Для выявления особенностей минерала при нагревании без доступа кислорода используют запаянную трубку. Б нее помещают порошок минерала и нагревают в пламени газовой горелки. Минералы, содержащие кристаллизационную воду, особенно цеолиты, теряют ее, и пары воды конденсируются в верхней, холодной, части трубки. Сера или сульфиды с высоким содержанием серы приобретают красную окраску при нагревании и желтую — при охлаждении.

По окраске пламени горелки, куда помещают тот или иной испытуемый минерал, можно получить представление, какие элементы в минерале содержатся. Стронций и литий окрашивают пламя в темно-красный, малиновый оттенок. Медь придает ему изумрудно-зеленый цвет, если нагревают окись меди; в других случаях медь проявляется в виде синего пламени. Следует добавить, что любой минерал меди дает синее пламя, если он предварительно смочен раствором соляной кислоты. Натрий окраширает пламя в ярко-желтый цвет. Даже очень незначительное присутствие этого элемента вполне достаточно для появления соответствующей окраски. Наличие бора придает пламени желтовато-зеленый оттенок (большинство борсодержащих минералов вначале надо разложить с помощью серной кислоты). Барий также характеризуется желтовато-зеленым оттенком пламени.

Лучший способ проводить испытания в пламени — поместить осколок минерала над газовой горелкой на колечке из платиновой проволоки. Поскольку наличие натрия маскирует присутствие других элементов, надо установить перед пламенем синее стекло; этот фильтр не пропустит желтый свет и даст возможность различить остальные цвета. Даже когда в составе минерала вообще отсутствует натрий, его следы (например, из пыли) могут окрасить пламя в желтый оттенок.

Некоторые элементы растворяются во флюсах, окрашивая их в различные цвета. Одним из наиболее распространенных флюсов является бура (Na2B407- 10Н2О). Приступая к опыту, накаливают порошок буры на колечке платиновой проволоки в пламени паяльной трубки до получения сплава — прозрачного шарика, или перла. Затем перл буры с добавленным к нему порошком исследуемого минерала вновь нагревают в окислительном пламени до полного расплавления минерала и получения соответствующей окраски.

Окислы хрома окрашивают окислительное пламя в желтоватый оттенок, а восстановительное — в изумрудно-зеленый (если флюсом служит бура). Если же в качестве флюса используется фосфорная соль [фосфорнокислый натрий-аммоний (NH4) NaHP04 4H20], в обоих случаях наблюдается изумрудно-зеленый цвет. Соединения марганца при участии буры придают окислительному пламени фиолетовый оттенок и не окрашивают восстановительное. Если мы имеем дело с ураном, то в случае использования буры мы получим в окислительном пламени желтый цвет, в восстановительном — бледно-зеленый. С участием фосфорной соли образуется соответственно зеленовато-желтая и изумрудно-зеленая окраска. Кобальт во всех случаях окрашивает пламя в синий цвет.

При сухом химическом анализе обычно используются следующие реактивы: бура и фосфорная соль; окись меди (СиО), дающая хорошую реакцию в пламени для выявления хлора; йодистый калий и сера — на определение висмута, свинца и других металлов (эту смесь обычно называют висмутовым флюсом). Металлический цинк или олово приме няются для восстановительных реакций с соляной кислотой.

При химическом анализе мокрым способом В качестве растворителя берут соляную кислоту. Азотную и серную кислоты применяют как в концентрированном, так и в разбавленном виде. Еще раз учтите, что для получения водных растворов надо кислоту вливать в воду и никогда нельзя добавлять воду в концентрированную кислоту во избежание очень опасного разбрызгивания. Оксалат аммония используется как реактив на определение кальция, а водный раствор фосфата натрия — на выявление магния. Молибдат аммония применяют для определения фосфатов, азотнокислое серебро — для обнаружения хлора, ди-метилглиоксим — для выявления никеля, а перекись водорода — для установления титана.



   

Похожие материалы сайта:
  • ХИМИЧЕСКИЕ ОЧИСТИТЕЛИ
  • ОБРАБОТКА И ДЕМОНСТРАЦИЯ ОБРАЗЦОВ МИНЕРАЛОВ
  • ЧИСТКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ МИНЕРАЛОВ
  • Определение плотности минералов
  • ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛОВ
  • Все для геолога. Камни, минералы, полезные ископаемые, горные породы. » Минералы » ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ