Что такое карбонаты-минералы и формула

Карбонаты (минералы)

Карбонаты — многочисленная группа минералов, которые имеют широкое распространение.

К минералам класса карбонатов относятся соли угольной кислоты, чаще всего это соли кальция, магния, натрия, меди.

Всего в этом классе известно около 100 минералов. Некоторые из них очень широко распространены в природе, например кальцит и доломит.

В структурном отношении все карбонаты относятся к одному основному типу — анионы [CO3]2-представляют собой изолированные радикалы в форме плоских треугольников.

Большинство карбонатов безводные простые соединения, главным образом Ca, Mg и Fe с комплексным анионом [CO3]2-.

Менее распространены сложные карбонаты, содержащие добавочные анионы (OH)-, F-и Cl-.

Карбонаты природные

Среди наиболее распространённых безводных карбонатов различают карбонаты тригональной и ромбической сингоний.

Карбонаты обычно имеют светлую окраску: белую, розовую, серую и т.д., исключение представляют карбонаты меди, имеющие зелёную или синюю окраску. Твёрдость карбонатов около 3-4.5; плотность невелика, за исключением карбонатов Zn, Pb и Ba.

Важным диагностическим признаком является действие на карбонаты кислот (HCl и HNO3), от которых они в той или иной степени вскипают с выделением углекислого газа.

По происхождению карбонаты осадочные (биохимические или химические осадки) или осадочно-метаморфические минералы; выделяются также поверхностные, характерные для зоны окисления и иногда низкотемпературные гидротермальные карбонаты.

Главные минералы-карбонаты: таблица

Группа Минерал Сингония Твердость
Кальцита Кальцит СаСОз Триг. 3
Родохрозит МпСОз 3,5-4,5
Магнезит MgCOз 4-4,5
Сидерит РеСОз » 3,5-4,5
Смитсонит ZnCO3 5
Доломита Доломит CaMg(COз)2 » 3,5-4
Арагонита Арагонит СаСОз Ромб. 3,5-4
Витерит ВаСОз 3 — 3,5
Стронцианит SrCO3 3,5-4
Церуссит   · 10H2O Мон.
Нахколит NaHCO3 » 2,5
Натрон 1 — 1,5
Шортита Шортит Ромб. 3
Ниеререита НиеререитNa2Ca(CO3)2 » 3

Многие из широко распространенных карбонатов, в особенности же кальцит, магнезит, сидерит, доломит, имеют сходные черты морфологии кристаллов, близкие физические свойства, встречаются в одинаковых агрегатах и часто имеют переменный химический состав.

Поэтому бывает трудно, а порой невозможно различить их по внешним признакам, твердости, спайности. Издавна используется про­стой прием диагностики карбонатов по характеру их реакции с соляной кислотой.

Для этого наносят каплю разбавленной (1 : 10) кислоты на зерно карбоната.

Каль­цит реагирует активно, и капля раствора вскипает от выделяющихся пузырьков СО2, доломит реагирует слабо, только в порошке, а магнезит — при нагревании.

Более надежные результаты дают следующие лабораторные исследования: точное определение их показателей преломления; проведение микрохимических реакций на отполированных пластинках пород с реактивами, красящими разные минералы в различные цвета; термический анализ (определение температуры разложения минерала, у каждого карбоната она своя); рентгеновские исследования.

Карбонатовые отложения

Самым распространённым карбонатом является кальцит.

Прозрачный кальцит называют исландским шпатом, непрозрачный известковым шпатом. Кальцит формирует такие породы, как известняк и мел.

Подавляющее количество кальцита сформировалось за счёт биогенного его накопления. В то же время известен и кальцит гидротермального происхождения.

В почвах кальцит накапливается в результате реакции кальция, высвободившегося при выветривании, с углекислым газом почвенного воздуха; особенно часто богаты кальцитом почвы засушливых областей. Кальцит и доломит формируют мрамор.

Сидерит типичный минерал болотных руд; достаточно редко отмечается его эндогенное происхождение. Малахит красивый поделочный камень; как и близкий к нему по составу и свойствам минерал азурит Сu3(СО3)2(ОН)2, он образуется на поверхности Земли в результате окисления сульфидов меди.

Применение карбонатов

Карбонаты кальция, магния, бария и др.

применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др.

В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na2CO3 и NaHCO3): при производстве стекла, мыла, бумаги, как моющее средство, при заправке огнетушителей, в кондитерском деле.

Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами, регулирующими постоянство реакции крови.

Карбонаты: что это, формула и свойства

Карбонатами называются соли угольной кислоты (Н2СО3). Класс карбонатов насчитывает около 80 представителей.

Эти минералы очень широко распространены в верхней части литосферы. Их сред­нее содержание в земной коре составляет 1,5 мае. %.

Кальцит СаСО3, или известковый шпат. Название произошло от латинского calcis — известь.

Содержит примеси Мg, Мn, Fе, иногда Zn, Cо, Sг, Рb и др. Водяно-прозрачная, бесцветная раз­новидность кальцита с сильным двупреломлением называется ис­ландский шпат, или оптический кальцит.

Полосчатые выделения кальцита называют кальцитовым, или мраморным, ониксом.

Форма выделения — кристаллы призматической, таблитчатой, реже пластинчатой, иногда дисковидной формы, ромбоэдры и скаленоэдры.

Могут образовывать двойники, щетки, друзы. Агре­гаты зернистые, а также в виде мелко- и скрытокристаллических натечных форм — корок, почек, желваков, сталактитов, сталагмитов и т.д., могут образовывать конкреции и оолиты, секреции и миндалины.

  • Цвет — чаще всего белый и желтовато-белый, но в зависимо­сти от примесей может быть разных цветов, вплоть до черного (от примеси битума).
  • Черта — белая, светлая.
  • Блеск — стеклянный, более яркий на поверхностях спайности, чем на гранях.
  • Прозрачность — минерал от прозрачного (исландский шпат) до просвечивающего по тонкому краю.
  • Спайность — совершенная в трех направлениях по ромбоэдру.
  • Излом — как правило, по спайности, ровный, ступенчатый.
  • Твердость — 3.
  • Плотность — 2,6 — 2,8 г/см3.
  • Особые свойства — бурно реагирует с соляной кислотой.

Происхождение.

  • 1. Осадочное, биогенное и хемогенное, глав­ным образом в виде известняков, мергеля и мела.
  • 2. Гидротермаль­ное, в жилах.
  • 3. Магматическое, в карбонатитах. 4. Контактово-метаморфическое, в скарнах. Кальцитовые породы, известняки, мел и мергели широко развиты в пределах Русской плиты, осо­бенно в Центральных районах России, месторождения мрамора известны на Урале, исландский шпат добывается в бассейне реки Нижняя Тунгуска.

Применение — как сырье для производства строительного кам­ня, извести, цемента; метаморфически измененные известняки — мраморы — прекрасный облицовочный материал; в металлурги­ческой промышленности в качестве флюсов; в химической промышленности для производства соды; в сельском хозяйстве для известкования почв; исландский шпат используют в оптических приборах; выделения кальцита с красивым оттенком или рисун­ком применяется в ювелирном и камнерезном деле.

Доломит СаМg(СO3)2.Назван в честь французского инженера и минералога Доломье (1750—1801), впервые описавшего доло­митовые отложения.

Часто содержит примесь двухвалентного Fе, Мg, Мn.

  • Форма выделения — чаще всего пористые землистые массы, реже почковидные, оолитовые агрегаты. Также встречается в виде кри­сталлических зернистых агрегатов.
  • Цвет — в землистых массах обычно грязно-белый, желтоватый и буроватый.
  • В кристаллических агрегатах — серовато-белый, го­лубовато-белый, реже с зеленоватым оттенком.
  • Черта — белая, светло-желтая или светло-серая.
  • Блеск — стеклянный по граням кристаллов.

В землистом агрега­те матовый.

  • Прозрачность — минерал от просвечивающегося до непрозрач­ного.
  • Спайность — совершенная по ромбоэдру.
  • Излом — обычно по спайности, косо ступенчатый.
  • Твердость — 3,5 — 4.
  • Плотность — 2,8 — 2,9 г/см3.
  • Особые свойства — с соляной кислотой реагирует в порошке.
  • Реакция не бурная, что служит основным отличием от кальцита.

Происхождение.

  • 1. В основном осадочное.
  • 2. Может быть гидро­термальным, в жилах, и гидротермально-метасоматическим за счет преобразования известняков. Широко распространен на Русской платформе, Урале, Сибири.

Применение — для производства строительных материалов, це­мента, огнеупорных изделий; как флюс в металлургии, в хими­ческой промышленности и сельском хозяйстве.

Магнезит МgСО3, магнезитовый шпат, горький шпат

Назван по области Магнезиа в Фессалии (Греция). Содержит примесь двух­валентного железа и никеля.

Форма выделения — кристаллы ромбоэдрические, редко при­зматические.

Встречается в виде кристаллических зернистых агрегатов и скрытокристаллических фарфоровидных масс.

  • Цвет — белый.
  • Черта — белая, бесцветная.
  • Блеск — стеклянный.
  • Прозрачность — прозрачный по тонкому краю, непрозрачный минерал.
  • Спайность — совершенная в трех направлениях по ромбоэдру.
  • Излом — по спайности ступенчатый. У фарфоровидных выделе­ний излом раковистый, неровный.
  • Твердость — 4 — 4,5.
  • У фарфоровидного до 7 за счет примеси опала.
  • Плотность — 3 г/см3.

Особые свойства — в соляной кислоте разлагается только в по­рошке и при нагревании.

Происхождение — эндогенное, гидротермальное, гидротермально-матасоматическое и экзогенное, при изменении богатых маг­нием ультраосновных пород.

Крупнейшие в России месторожде­ния — Саткинское вблизи города Златоуст на Урале и Савинское в Иркутской области.

Применение — для производства различных огнеупоров, магне­зиального цемента; в металлургии, химической и фармацевтичес­кой промышленности, а также при производстве керамики и бу­маги.

Сидерит FеСО3, железный шпат.

Название произошло от гре­ческого sideros — железо. Часто содержит примеси Мn, Мg, Са.

Форма выделения — кристаллы в виде уплощенных ромбоэдров. Грани кристаллов часто линзовидно изогнуты. Реже встречаются таблитчатые и призматические кристаллы.

Агрегаты зернистые, землистые, плотные, иногда слагают шаровидные конкреции (сферосидерит).

  • Цвет — от светло-желтого до бурого, коричневого и черного.
  • Черта — бесцветная. У измененных (лимонитизированных) вы­делений — бурая, ржаво-бурая.
  • Блеск — сильный стеклянный, иногда с буроватой побежало­стью.
  • Прозрачность — от просвечивающего по краю до непрозрачного.
  • Спайность — совершенная по ромбоэдру.
  • Излом — ступенчатый по спайности, зернистый.
  • Твердость — 4 — 4,5.
  • Плотность — 3,7 — 3,9 г/см3.

Особые свойства — растворяется в подогретой соляной кисло­те, кислота при этом желтеет.

Происхождение.

  • 1. Гидротермальное, в жилах и линзах вместе с сульфидами полиметаллов; гидротермально-метасоматическое при замещении известняков и доломитов (Байкальское месторожде­ние на Южном Урале).
  • 2. Осадочным путем, слои и линзы, конк­реционные и оолитовые выделения.
  • 3. Метаморфическое — при метаморфизме месторождений магнетитовых и силикатных желез­ных руд.

Применение — как важная руда на железо для производства мяг­ких сортов стали.

cyber
Оцените автора
CyberLesson | Быстро освоить программирование Pascal и C++. Решение задач Pascal и C++
Добавить комментарий