ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Характеристика найпоширеніших класів мінералів

Практична робота № 2

Тема:Класифікація мінералів. Хімічні властивості основних класів мінералів.

Факультет «Агротехнологій та екології»

Спеціальність 6.130.100 «Агрономія»

Мелітополь, 2013

Лабораторна робота № 2

Тема:Класифікація мінералів. Хімічні властивості основних класів мінералів.

Мета роботи:дослідити хімічні властивості мінералів; дати опис характерним ознакам окремих мінералів за колекцією.

Обладнання:

1. Колекція мінералів;

2. Шкала Мооса;

3. 10 % розчин НСl;

4. Магніт.

Класифікація мінералів

Класифікація мінералів — розподіл мінералів на систематичні одиниці на основі їх спільних ознак. В залежності від того, яким ознакам надається перевага, класифікації мінералів поділяються на:

· хімічні

· геохімічні

· генетичні

· кристалографічні

· кристалохімічні

· за зовнішніми ознаками

· виробничі

Класифікація мінералів за походженням:

§ Магматичні – це мінерали, утворення яких пов’язано з магматичними процесами ( пірит, халькопірит, гіпс, кальцит, сфалерит, гетит, цеоліт та ін.)

§ гіпергенні – це мінерали, що утворилися у верхній частині земної кори під впливом води, повітря, живих організмів (монтморилоніт, каолініт, боксит та ін.);

§ метаморфічні – це мінерали, що утворилися у земній корі під впливом високої температури і тиску (рогова обманка, тальк, слюди).

Кристалохімічна класификація:

§ Кисневмісні мінерали – мають іонні та іонно-ковалентні структури (силікати, карбонати, фосфати, нітрати, сульфати, оксиди и гідроксиди);

§ Безкисневі мінерали – мають ковалентні, атомні, металеві структури (сульфіди, галоїды, самородні елементи)

§ Органичні та штучні мінерали

За здатністю утворювати гірськи породи:

§ Породоутворюючі (глинисті мінерали, польові шпати)

§ Не здатні утворювати породи (самородні елементи)

Господарська класифікація:

Метали:

§ Неметали.

§ Горючі речовини

§ Гідрогазомінеральна сировина

Групування мінералів за використанням:

1. Руди чорних металів: залізні руди – магнетит, гематит, лімоніт, сидерит; марганцеві руди – піролюзит, манганіт, псиломелан та інші; титанова руда – ільменіт; хромова руда – хроміт; молібденова руда – молібденіт; вольфрамова руда – шеєліт; руда нікелю – петландит та інші; кобальтова руда – кобальтин, ліннеіт, шмальтин та інші.

2. Руди кольорових металів: мідна – халькопірит, халькозин; алюмінієва – боксит, алуніт, нефелін; свинцева – галеніт; цинкова – сфалерит; ртутна – кіновар.

3. Руди рідкісних металів: олов’яна – каситерит, станін; молібденова – молібденіт.

4. Дорогоцінні (благородні) метали: платина і платиноїди (паладій, іридій та ін.), золото, срібло.

5. Агроруди: апатит, фосфорит, сильвін, карналіт.

6. Сировина для хімічної промисловості: сірка, пірит, галіт, мірабіліт, гіпс, ангідрит, барит.

7. Вогнетривкі мінерали: серпентин - азбест, магнезит, доломіт.

8. Сировина для фарфоро-фаянсових виробів: каолініт (каолінові глини), калієві польові шпати.

9. Сировина для приладобудівної галузі: слюди, графіт, гірський кришталь.

10. Сировина для виготовлення скла (промисловість будівельних матеріалів): кварцовий пісок.

11. Сировина для оптичних приладів: гірський кришталь, кальцит (ісландський шпат), кристалічний гіпс.

12. Абразивний матеріал (тверді мінерали не ювелірної якості): алмаз, корунд, гранат, топаз, берил.

13. Ювелірні камені (тільки чисті, прозорі різновиди): алмаз, берил, топаз, турмалін, гранат, кварц (усіх кольорів). Непрозорі, але красивих кольорів і малюнків: опал, халцедон, польові шпати, малахіт, бірюза.

14. Мінерали широкого застосування: марганцеві (крім чорної металургії – врізних сплавах, виробництві скла, кераміки, фарбників) і фосфатні руди, каолініт (в паперовій, гумові й, миловарній галузях та хімічній промисловості), тальк, магнезит,

Класифікація мінералів на основі кристалохімічної структури

Найсучаснішою є класифікація мінералів, що базується на розподілі їх на класи на основі кристалохімічних ознак. Вона побудована на врахуванні взаємозв’язоку між хімічним складом і будовою мінералів, а також їх властивостями і морфологічними особливостями (таблиця 1).

Таблиця 1 - Класифікація мінералів (за працею М.П. Толстого, 1991)

Тип	Клас	Підклас	Представник	Структурний зв'язок
Самородні елементи	Самородні елементи	–	Графит Алмаз, сірка, платина, золото, мідь	Металевий і ковалентний (структури атомні і металічні)
Сульфіди та близькі до них сполуки	Сульфіди	–	пірит халькопірит, галеніт, сфалерит, молібденіт, кіновар	ковалентний (структури атомні)
Галоїдні сполуки	Галоїди	–	Галіт, сільвін, флюорит	Іонні (структури іонні)
Кисневі сполуки	Силікати	Острівні	Оливін, циркон, топаз, граніт	Проміжний іонно-ковалентний
Комплексні	Епідот, мелиніт
Кільцеві	Берил, турмалін
Ланцюгові	Тальк, авгіт
Стрічкові	Рогова обманка, родоніт
Шаруваті	Слюда, монтморилоніт, каолініт, вермикуліт
Каркасні	Ортоклаз, лабрадор, мікроклін, кварц
Карбонати	Водні і безводні	Кальцит, доломіт сидерит, малахіт
Фосфати	Острівні	Апатит, фосфорит
Сульфати	Водні і безводні	гіпс ангідрит барит мірабіліт
Окисли і гідроокисли	Водні і безводні	Халцедон, опал, гематит, корунд, боксит
Вольфраміти		вольфраміт
Нітрати		Калійна і натрієва селітри

Крім наведених у таблиці класів окремо виділяють клас вуглеводних, представниками якого є янтар, C₁₀H₁₆ O₄, гагат, озокерит, асфальт

Характеристика найпоширеніших класів мінералів

Самороднi елементи

До цього класу входять мiнерали, якi складаються з будь-якого одного хiмiчного елемента. Таких мiнералiв вiдомо понад 45, в природi вони зустрiчаються дуже рiдко і складають не бiльше 0,1% маси земної кори. В самородному видi зустрiчаються вуглець, сiрка, золото, платина, срiбло, мiдь, осмiй, iридiй, паладiй та iншi. Усі самородні елементи характеризуються великою хімічною інертністю.

Алмаз – pустрiчається у виглядi окремих зерен, котрi найчастiше мають форму октаедра. Алмаз має саму високу серед мiнералiв твердiсть i самий сильний блиск – алмазний. Утворюється при диференцiацiї магми ультраосновного складу пiд дiєю високих тиску i температури (бiля 1000°С).

Рис. 1 Модель структури алмазу

Вага алмазу, як i деяких iнших дорогоцiнних каменiв, вимiрюється в каратах (один карат дорiвнює 0,2 г).

Клас сульфiдiв

v Пірит, халькопірит, галеніт, кiновар, сфалерит, марказит, молібденіт

До цього класу вiдносяться понад 200 мiнералiв, але за масою вони складають не бiльше 0,15% вiд маси земної кори.

Хiмiчний склад їхній простий i являє собою сполуки рiзних елементiв з сiркою, тобто цi мiнерали є похiдними H₂S.

За розчинністю всі сульфіди поділяють на три групи:

1. розчинні у воді (сульфіди лужних і лужноземельних металів),

2. нерозчинні у воді, але легко розчинні в кислотах (сульфіди заліза, цинку)

3. нерозчинні не тільки у воді, але і в кислотах (сульфіди міді, свинцю, ртуті).

Пірит – FeS₂ – сірчаний колчедан (вiд грець. “пiр” - вогонь) – найбiльш поширений мiнерал класу сульфiдiв. Може бути магматичного, метаморфiчного, гiдротермального i осадового генезису. Широко використовується для отримання сiрчаної кислоти,

Кіновар – HgS (iндiйською – “кров дракона”). Зустрiчається у виглядi зернистих агрегатiв, налетiв та примазок, кристали утворює дуже рiдко. Колiр криваво-червоний, риса червона, блиск на гранях ромбоедричних кристалiв алмазний. Твердiсть – 2,0–2,5; питома маса 8,0 г/см³, спайнiсть досконала, в тонких уламках просвiчує. Утворюється в результатi гiдротермальних процесiв. Служить рудою для виробництва ртутi i цiнної фарби.

Клас силiкатiв

v Кварц, халцедон, опал, кремінь, олівін, амфібол, біотит, мусковіт, каолініт, монтморилоніт, тальк, азбест, ортоклаз, альбіт.

До цього класу вiдноситься бiля третини всiх вiдомих мiнералiв. На них припадає 75–80% маси всiх мiнералiв земної кори.

Основним елементом кристалохімічної структури силікатів є силіцієвокисневий радикал – тетраедр, способи сполучення яких покладено в основу сучасної кристалохімічної класифікації силікатів. Залежно від характеру сполучення і розміщення тетраедрів у кристалічній гратці силікату утворюються різні типи структури (рис. 2)

Рис. 2. Основні типи зв’язку кремневмісних радикалів: 1, а – ізольовані тетраедри [SiO₄]^4- з октаедрами Mg, Fe, Ca; 2, б – групи [Si₂O₇]^6- з двох тетраедрів; 3, в, г – кільця [Si₃O₉]^6-; 4, д, е – ланцюги [SiO₃]^2-; 5, ж– стрічки [Si₄O₁₁]^6-; 6, з, и – шари з кілець [Si₄O₁₀]^4-.

Кварц, SiO₂– один iз самих поширених в земнiй корi мiнералiв. Вiн є важливою складовою частиною порід, утворених як в глибинi Землi, так i на її поверхнi, тобто є породоутворюючим мiнералом магматичних, осадових i метаморфiчних порiд. Кварц складає бiльше 12% маси земної кори.

Зустрiчається у виглядi зернистих агрегатiв, в породах – у виглядi зерен неправильної форми, рiдше (в жилах i пустотах) утворює хорошi кристали та друзи. Кристали мають форму шестигранної призми, яка закiнчується з одного або обох кiнцiв шестигранними пiрамiдами. Колiр самий рiзний. Найбiльш прозорий рiзновид кварцу має назву гiрського кришталю. Нерiдко кварц буває забарвленим: димчастий кварц – з сiруватим та чорним вiдтiнками; аметист – з фiолетовим вiдтiнком; морiон – чорний. Часто зустрiчається бiлий або молочно-бiлий кварц. Блиск скляний, на зламi - жирний, спайнiсть дуже недосконала, злам раковистий або нерiвний. Твердiсть 7,0; питома маса 2,6 г/см³.

Значнi родовища морiону є в пегматитах Житомирської областi. Тут же знайдений кристал кварцу вагою в 10 т i довжиною в 2,7 м.

Олівін – (Mg,Fe)₂[SiO₄]. Назва пов’язана з його оливково-зеленим кольором. Зустрiчається у виглядi зернистих агрегатiв та окремих кристалiв короткостовпчастої форми. Колiр його змiнюється вiд жовтого до чорного; найбiльш характерний жовто-зелений, оливковий, зустрiчається i безколiрний. Блиск скляний та жирний, спайнiсть середня і недосконала, злам нерiвний. Твердiсть змiнюється вiд 6,5 до 7,0; питома маса 3,3–3,5 г/см³. Олiвiн утворюється з магм, бiдних кремнеземом.

Ортоклаз – K[AlSi₃O₈] вiдноситься до польових шпатiв, якi в земнiй корi мають широке розповсюдження. За хiмiчним складом польовi шпати подiляються на двi пiдгрупи: калiєво-натрiєвi i кальцiєво-натрiєвi (плагiоклази).

Ортоклаз – найбiльш поширений мiнерал першої пiдгрупи. Зустрiчається у виглядi зернистих мас i кристалiв призматичної та таблитчастої форми. Колiр бiлий, рожевий. Спайнiсть в двох напрямках пiд кутом 90°, причому в одному напрямку досконала, а в другому – середня. Блиск скляний, твердiсть 6,0; питома маса 2,6 г/см³. Утворюється в результатi магматичних i пегматитових процесiв.

Плагіоклази являють собою безперервний ряд мiнералiв вiд альбiту Na[AlSi₃O₈] до анортиту Ca[Al₂Si₂O₈]. Вмiст кремнезему (SiO₂) поступово спадає вiд альбiту (68,81%) до анортиту (43,28%).

Зустрiчаються у виглядi зернистих агрегатiв, окремих призматичних кристалiв i друз. Твердiсть 6,5; питома маса 2,6–2,7 г/см³. Утворюється при охолодженнi магми. Гарно забарвленi рiзновиди використовуються як облицювальний матерiал.

Великi родовища розробляються в Житомирськiй областi.

Клас галоїдів

v галiт, флюорит, сильвін, карналіт

Галогені́ди (галоїди, галіди) – сполуки, до складу яких входять одновалентні аніони галогенів. Солі галоїдних кислот: HF, HCl, HBr, HI.

Звичайно поділяються на солі слабкої флуоридної кислоти – флуориди і солі сильнішої хлоридної кислоти – хлориди і близькі до них броміди та йодиди. Серед флуоридів найбільш найхарактернішими є солі кальцію, серед хлоридів – солі натрію і калію.

Галіт – NaCl (вiд грець. “гальс” - сiль). Галiт є найбiльш поширеним мiнералом цього класу. Вiн зустрiчається в основному у виглядi кристалiчних агрегатiв i лише в рiдких випадках – у виглядi окремих кристалiв кубiчної форми.

Чистий галiт безколiрний або бiлий. Риса бiла, блиск скляний, спайнiсть досконала в трьох напрямках. Твердiсть 3,0; прозорий або просвiчує; питома маса 2,1–2,2 г/см³; крихкий. Легко розчиняється у водi, характерний солоним смаком. Генезис – осадовий.