Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Лабораторная работа № 15. Диагностика боратов.
К этому классу принадлежат борнокислые соединения — соли борных кислот, к числу которых, кроме ортокислоты НВОз, относятся метаборная кислота НВО2 и так называемые полиборные кислоты. Полиборные кислоты выводятся отнятием того или иного количества частиц H2O от соответствующего количества частиц нормальной ортокислоты. В природных условиях встречаются соли следующих борных кислот: H3BO3 ортоборная кислота (ортобораты) H3BO3 - H2O = HBO2 метаборная кислота (метабораты) 4 H3BO3 - 5H2O = H2B4O7 тетраборная кислота (тетрабораты) 5 H3BO3 - 6 H2O = H3B5O9 пентаборная кислота (пентабораты) 6 H3BO3 - 7H2O = H4B6O11 гексаборная кислота (гексабораты) Комплексный анион солей ортоборной кислоты [ВОз], имеющий форму плоского треугольника, обладает в общем значительно более меньшими размерами, чем анионы [РО4], [AsО4] и [VО4] Поэтому естественно, что оптимальными катионами для образования прочных кристаллических решеток являются катионы трехвалентных металлов, обладающие относительно малыми размерами. Близость между полиборатами и полисиликатами выражается в том, что при совместном участии в кристаллических постройках В и Si (в боросиликатах) часто оба находятся в четверном окружении атомов кислорода. Поразительное сходство между двумя этими элементами заключается также и в том, что минералы, образуемые ими, при переходе из расплавленного состояния в твердое способны легко давать стекло. При классификации боратов в соответствии с указанными выше особенностями этих соединений прежде всего необходимо различать: 1) безводные бораты, 2) водные бораты, 3) переходные группы от боратов к фосфатам, сульфатам, карбонатам, силикатам.
Безводные бораты:
1. группа норденшельдина [B2O6] 2. группа котоита [BO3] 3. группа варвикита [BO3] 4. группа людвигита [BO5], [BO3] 5. группа флюоборита [BO3] 6. группа синхалита [BO4] 7. группа суанита [B2O5] 8. группа лондонита [(B, Be)12O28] 9. группа борацита [B7O13] 10. группа сибирскита BO2(OH)
Водные бораты:
11. группа берборита [BO3] 12. группа бандилита B(OH)4 13. группа фроловита B(OH)8 14. группа ольшанскита [B3O3(OH)6] 15. группа визерита [B2O5] 16. группа пинноита [B2O4] 17. группа амегинита [B3O3] 18. группа курнаковита [B3O3(OH)5] 19. группа уралборита [B2O2] 20. группа нифонтовита [B6O6] 21. группа тинкалконита [B4O5(OH)4] 22. группа ровеита [B4O7] 23. группа хунчжаоита [B4O5(OH)4] 24. группа боркарита [B4O5(OH)6] 25. группа улексита 26. группа прайсеита [B5O7] 27. группа вимсита [B2O2] 28. группа колеманита [B6O11] 29. группа кернита [B4O6] 30. группа калиборита [B5O6(OH)4] 31. группа коржинскита [B2O4] 32. группа назинита [B5O8] 33. группа хилгардита [B5O9] 34. группа джинорита [B14O23]
Переходные группы:
35. группа сульфоборита (SO4) 36. группа муадита (CO3) 37. группа гидрохлорборита
Безводные бораты представлены главным образом солями ортоборной кислоты (нормальными, кислыми и основными). Единичные минералы относятся к мета- и полиборатам. В числе катионов среди рассматриваемых здесь соединений, встречаются двухвалентные металлы: Mg, Zn, Мп и Са.
Группа сибирскита. Ашарит (ссайбелиит – син.) MgBO2(OH) Название дано по географическому признаку: Ашария—старое название латинской провинции (Ашерслебен в Саксонии). Синоним: ссабелеит (название, принятое в американской литературе), Химический состав. MgO 47, 9 %, ВзОз 41, 4 %, НзО 10, 7 %. Иногда присутствует марганец. Существует изоморфный ряд ашарит—суссексит MnBO2(OH). Устанавливается незначительное содержание фтора. Сингония ромбическая. Встречается в рыхлых мелоподобных, реже плотных массах параллельно-волокнистого или тонкоигольчатого строения. Цвет белый. Блеск стеклянный, рыхлые массы матовые. Твердость 3—3.5. Рыхлые мелоподобные массы марают пальцы. Уд.вес 2.65; возрастает по мере увеличения содержания марганца Диагностические признаки. По внешнему виду можно предположительно определить в случае парагенезиса с другими боратами. Точно установить можно лишь с помощью измерения оптических констант и химического анализа. П. п. тр..сплавляется в эмаль, сильно окрашивая пламя в зеленый цвет (присутствие бора). В воде нерастворим. В кислотах растворяется с трудом. Главную массу воды выделяет лишь при температуре выше 800°. Происхождение. Ашарит чаще встречается как вторичный минерал в соленосных осадочных месторождениях боратов. Образуется в условиях сухого жаркого климата как продукт естественной переработки и дегидратации других, по преимуществу водных борнокислых соединений. В Индерском месторождении развивается в зоне выветривания чаще всего за счет гидроборацита, реже иньоита и колеманита. Метасоматическим путем он накапливается также в глинах. В пустотах, образовавшихся при выщелачивании, ашарит наблюдался в виде колломорфных почковидных масс радиально-лучистого или игольчатого строения. Известны также случаи нахождения ашарита в контактово-метасоматических месторождениях в известняках или доломитах в ассоциации с серпентином (гидросили.-катом магния:. Практическое значение. В тех случаях, когда он встречается в значительных массах, он вместе с другими боратами представляет промышленный интерес. Бораты являются минеральным сырьем для получения из них борной кислоты, имеющей разнообразное применение. В химической промышленности она является исходным материалом для получения солей бора. Наряду с бурой она применяется в производстве эмали для железных сосудов и глазурей (коэфициент расширения такой эмали близок к коэфициенту расширения металла), для пропитывания свечных фитилей с целью придания им жесткости во время горения, в кожевенном деле, в медицине и т. д. Бура, кроме того, используется в стекольном производстве при изготовлении ламповых и других стекол, подвергающихся колебаниям температуры, а также стекла «пирекс» (с 11.8% ВзОз), для лабораторной посуды (для оптических ахроматических линз, изготовлявшихся фирмой Цейсс, шло стекло с содержанием ВзОз до 56%. Бура добавляется в бумажную массу с целью получения глянцевитых высших сортов, а также невоспламеняющейся бумаги и изделий из нее. Кроме того, соединения бора имеют очень важное значение для удобрения почв; при правильной дозировке удается установить оптимальный режим питания растений калийными солями и тем самым повысить урожайность. Месторождения. В 1934 г. в районе оз. Индер (к северу от Каспийского моря) среди пустынной местности с резко континентальным климатом было открыто первое в Союзе крупное месторождение боратов. Ашарит в этом месторождении является главным минералом промышленных руд. Он входит в состав боратовых залежей среди гипсов, представляющих шляпу соляного купола, который внизу сложен большими массами каменной соли, иногда в смеси с сильвином, а также пластами ангидрита (пермского возраста). При выветривании этого купола за счет рассеянных в соляной залежи первичных боратов с течением времени образовались скопления относительно трудно растворимых вторичных боратов, в том числе и ашарита.
Группа людвигита. Людвигит (Mg, Fe)2F[BO3] Название - в честь химика Людвига Химический состав. Изменчивый; MgO - 27—33%, FeO - 7—17%, Fe2О3 - 36—40%, В2О3 15—17%. Цвет. Черный, черно-зеленый. Сопутствующие минералы. Везувиан, гранат, пироксен, амфибол, флогопит, хлорит. Практическое значение. Не имеет. Происхождение и месторождения. Контактово-метасоматический (контактово-пневматолитовый) в доломитах и известняках. Редкие находки людвигита отмечены на р. Моравица, область Банат (Румыния). В Германия людвигит в существенном количестве встречается в магнетитовых скарнах Пела, близ Шварценберга в Рудных горах Группа флюоборита. Еремеевит Аl[ВОз]. Очень редкий. Название в честь известного русского минералога акад. П. В. Еремеева (1839—1899), открывшего этот минерал. Цвет. Бесцветный или бледно-желтый. Блеск. Стеклянный сильный. Облик кристаллов кубический или октаэдрический Наблюдается также в сплошных тонкозернистых массах, иногда похожих на мрамор. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Уд. вес 2.95. Форма кристаллов. Встречен в виде кристаллов столбчатого облика. Развиты грани гексагональной призмы'в комбинации с гексагональными дипирамидами. Класс симметрии. Дипирамидальный. Сингония. Гексагональная. В воде нерастворим. В НС1 растворяется медленно. При выветривании, благодаря присутствию Mg, поглощает воду, становится волокнистым, превращаясь в водный борат магния. Месторождения. Встречается в соляных месторождениях с карналлитом, сильвином, галитом, гипсом, ангидритом и другими минералами. Происхождение. Образуется, очевидно, в процессе метаморфизма путем обезвоживания первоначально водных боратом магния. Страссфурт, Люнебург, Ганновер (Германия) и др. Промышленное значение. Имеет промышленное значение как источник бора.
Водные бораты. Почти все рассматриваемые здесь водные соли представлены полиборатами Mg, Na и Са, и только три минерала относятся к водным солям метаборной кислоты НВ02. Водные метабораты.Сюда относятся соли метаборной кислоты НВO2.
Группа бандилита. Типлеит Na2[BО2]Cl . 2H2О. Сингония.Тетрагональная. Форма кристаллов. В виде плоских кристаллов, иногда почковидных скоплений. Цвет белый или бледножелтый. Блеск стеклянный. Твердость. 3—3.5. Очень хрупкий. Плотность. 2.076. Легко растворяется в воде. П. тр. Сплавляется в эмалевый шарик. Происхождение. В виде корочек найден в оз. Борном (Калифорния) в ассоциации с галитом.
Бандилит Сu[ВО2]С1 •2Н2О Очень редкий. Сингония. Тетрагональная. Форма кристаллов.Наблюдался в толcтотаблитчатых кристаллах темносинего цвета с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Оптически отрицательный. Тв. 2.5. Уд. вес 2.8 Спайность по (001) совершенная. Поведение в кислотах Разлагается водой, причем в раствор переходит CuCl2, в осадке остается яркозеленый борат меди. С аммиаком дает густосиний раствор. Происхождение. Встречается обычно в виде корочек в трещинах вместе с хлоридами меди— антофагаститом и атакамитом в зоне окисления в Калама (Антофагаста, Чили). Образуется, очевидно, при избытке в растворах хлористой меди. Группа пинноита. Пинноит Mg(BO2)2•ЗН2O Название По имени Пинно, главного консультанта рудников в Галле. Химический состав. содержание (в %): MgO - 24 – 24, 5; B2O3 - 42, 5; H2O - 32, 5;. Цвет. Серно- соломенно- или зеленовато-зеленый, иногда фисташково-зсленый. Черта. Белая. Местонахождение. Первоначально найден в соляном месторождении в Страссфурте, Саксония, где он встречается в верхних каинитовых слоях, совместно с землистым борацитом, из которогоон, вероятно, образовался при реакции с остаточными растворами, богатыми боратами. Также указывался в Ашерслебене, Саксония, и Леопольдсхалла, Ангальт, Германия. Искусств. Приготовлялся при смешивании растворов 100 г буры в 450 см3 Н2О и 53 г MgCl2 • 6Н2О в 50 см3 H2O, нагревании их и прибавлении затем раствора 70 г последней соли в 60 см3 H2O. Раствор затем концентрировался испарением, в него вносились затравки пинноита и он выдерживался при 100°. Игольчатые кристаллы пинноита появлялись через несколько дней. Практическое значение. Входит в состав борных руд Водные тетрабораты. К ним относят исключительно бораты натрия, различающиеся по количеству молекул воды и, соответственно, физическим свойствам. Группа тинкалконита. Бура Na2B4O7·l0H2O Химический состав. содержит 36, 7% окиси бора (В2О3). Цвет. Бесцветная, белая, серая, с желтоватым, синеватым, зеленоватым оттенком. Блеск. Стеклянный и жирный. Прозрачность. Просвечивающая. Черта. Белая, серая. Твердость. 2—2, 5. Плотность. 1, 69—1, 8. Рис.53. Кристалл буры Сингония. Моноклинная. Класс симметрии. Призматический — 2/m. Форма кристаллических выделений. Волокнистые и землистые агрегаты. Спайность. Средняя по (100), (110). Поведение в воде. Растворяется, образуя слабощелочной, сладковатый да вкус раствор. Сходные минералы. Сассолин, кернит. Практическое значение. Служит для извлечения бора. Происхождение. Образуется в прибрежных илах борных озер, в жерлах вулканов. Месторождения. Кашмир; Тибет; Калифорния; пустыня Невада и др
Водные пентабораты. Пентабораты кислот НзВ5О9 и HB5O8 представлены двойными солями натрия и кальция. Группаулексита. Улексит NaCa В5О9 • 8Н20. Название в честь химика Г. Улекса, впервые давшего правильный анализ минерала. Синоним: боронатро-кальцит. Сингония моноклинная. Наблюдается в виде желваков и в. почковидных массах с асбестовидным или игольчатым, иногда спутанно-волокнистым строением. Изредка встречаются тонкопластинчатые агрегаты. Цвет улексита белый. Блеск стеклянный, шелковистый, редко перламутровый. Твердость 1. Уд. вес 1.65. Спайность наблюдается под микроскопом в трех направлениях, пересекающихся под прямым углом и придающих пластинкам прямоугольный облик. Диагностические признаки. Характерны низкая твердость, часто наблюдаемое аобестовидное строение массы с шелковистым блеском и нерастворимость в воде. Для более правильной диагностики необходимы химические реакции и определения оптических констант. П. п. тр. вспучивается и легко плавится в прозрачное стекло, содержащее пузырьки. Пламя окрашивает в зеленоватый цвет. В холодной. воде почти не растворяется; растворим в горячей воде. В кислотах легко переходит в раствор. Происхождение. Встречается в высохших бороносных соляных озерах и особенно среди солончаков, образуясь в условиях жаркого сухого климата При выветривании соляных куполов, включающих бораты, улексит может образоваться за счет гидроборацита, иногда иньоита при условии относительно высокой концентрации натрия в просачивающихся-растворах. При более низкой концентрации этого элемента сам может переходить в иньоит. В горизонтах застойных вод в процессе потери растворами воды через испарение развивается метасоматическим путем во вмещающих породах, в частности в глинах. Практическое значение. Как и другие бораты, в случае массовых скоплений представляет промышленный интерес, в качестве источника борнокислых соединений. О применении см. ашарит. Месторождения. В больших массах встречается в ряде солончаковых месторождений Калифорнии: Долина Смерти, в районе пустыни Уэ л с в Керн, в Ланre (Лос-Анжелос) с колеманитом, а также в пустынных районах штата Невада — Эсмеральдо и др., в сухих районах Тарапака (Чили) и др.
Группа колеманита. Включает колеманит и гидроборацит. Колеманит Ca2B6O11·5H2O Название — По имени Вильяма Т. Колемана (William Т. Coleman), основателя калифорнийской борной промышленности и владельца рудника, где этот минерал впервые был найден. Химический состав — содержание (в %): K2O 28 – 28, 8; MgO 19 – 20; SO3 43 – 58. Цвет — Бесцветный; также молочно-белый, желтовато-белый, серый или грязный Изменения. Отмечалось образование из улексита и гидроборацита; также находится в псевдоморфозах по иниоиту. Наблюдался превращенным в кальцит, Практическое значение. Руда бора. Местонахождение. Впервые открыт в Долине Смерти, округ Инио, Калифорния, где значительные месторождения встречаются вдоль Фарнас-Крик на хребта Амаргоза и близ Риана. Также находится в Калифорнии в района Калико близ Иарма, округ Сан-Бар-нардино; в Ланге, округ Сан-Анжалос (неоколеманит); В этих месторождениях колеманит встрачается главным образом в виде жеод в пластах третичных отложений и, по-видимому, образовался под действием поверхностных вод на улексит и буру, образовавшихся первоначально в плейасовых отложениях, впоследствии погребенных под осадками. Колеманит сопровождается говлитом, улекситом, гипсом, кальцитом и целестином. Найден с битумами в ископаемом яйце на реке Жила, Аризона. Колеманит указывался в зоне боратов плейаса Солинас-Грандес, провинция Жужуй, Аргентина, но обычно он не встречается в таких месторождениях. Также находится в гипсовых породах и глинах в районе Индера, Казахстан, где образовался главным образом путем замещения гидроборацита.
Гидроборацит CaMgB6O11·6H2O.
Местонахождение. Первоначально описан в образцах из неизвестного места на Кавказе. Позднее найден с колеманитом и кальцитом близ Риана, округ Инио, Калифорния, и с колеманитом, иниоитом, индеритом, улскситом и другими боратами в гипсовой шляпе в соляном куполе и в подстилающих соляных пластах близ озера Индер, Западный Казахстан. Практическое значение. Руда бора
Группа курнаковита. Индерборит CaMgB6O11·11H2O. Название по месторождению и составу. Химический состав содерж. (в %): CaO — 11; H2O — 39, 5; MgO — 8; B2O3 — 40 – 42. Цвет Бесцветный до белого. Плотность — 2, 00 г/см3. Рис.55. Кристалл индерборита Местонахождение. Находится в боратовом месторождении на озере Индер, Казахстан. Сопровождающие минералы: инионит, колеманит, улексит, ссайбелиит
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-05-11; Просмотров: 188; Нарушение авторского права страницы