21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Микрохимическая диагностика минералов шлихов

22.12.2016

Микрохимические методы исследования широко применяются при минералогическом анализе шлихов с целью уточнения диагностики минералов. Эти методы требуют незначительного количества исходного материала для выполнения отдельных реакций (два-три зерна), высокочувствительны, позволяют получить отчетливые конечные результаты при минимальной затрате времени. Для проведения качественных микрохимических реакций минерал переводят в раствор воздействием концентрированных кислот или путем предварительного сплавления и последующего растворения сплава. Растворение в кислотах или сплавление осуществляют в небольших фарфоровых тиглях при нагревании на горелках.
Качественные микрохимические реакции могут выполняться четырьмя основными методами — капельным, пленочным, микрокристаллоскопическим и сухим. Капельные реакции основаны на получении в конечном результате характерной окраски: часть раствора минерала переносят на кусочек фильтровальной бумаги, добавляют каплю реактива-проявителя и оценивают результат по появившейся окраске. При пленочных реакциях возникают окрашенные пленки на поверхности зерен испытуемых минералов. Микрокристаллоскопические реакции вызывают образование характерного кристаллического осадка, выпадающего из раствора минерала при прибавлении реактива-осадителя; реакцию удобно выполнять на часовом стекле, а результаты наблюдать в бинокулярный микроскоп. Сухие реакции основаны на получении окрашенных перлов при сплавлении минерала в ушке платиновой проволоки или окрашивании смеси минерала с кристаллическим растворителем после тщательного их растирания в фарфоровом тигле.
Проведение микрохимических реакций требует соблюдения правил техники безопасности, предусмотренных для работы с концентрированными кислотами, щелочами и токсичными веществами.
Барий. Для диагностики бария минерал сплавляют в фарфоровом тигле с K2S2O7, сплав растворяют при растирании стеклянной палочкой в дистиллированной воде, подкисленной CH3COOH, и прибавляют каплю 5%-ного раствора K2CrO4 — выпадает желтый мелкокристаллический осадок HaCrO4.
Бериллий. Минералы бериллия переводят в раствор сплавлением в фарфоровом тигле с Na2CO3. Полученный сплав растворяют в воде при растирании стеклянной палочкой, переносят раствор на фильтр и добавляют насыщенный спиртовой раствор хинализарина — красно-фиолетовая окраска хинализарина изменяется на синюю.
Бор. Минералы бора для растворения сплавляют в фарфоровом тигле с Na2CO3 или КОН, сплав растворяют в воде при растирании. Полученный раствор переносят на фильтр и добавляют каплю 0,01%-ного раствора хинанизарина в концентрированной H2SO4. В присутствии бора первоначальная розовато-фиолетовая окраска реактива меняется на синюю.
Висмут. Висмутсодержащие минералы растворимы в кислотах, примем в случае сульфидных соединений при этом выделяется порошковатая сера. Минерал растворяют в HNO3, полученный раствор переносят на фильтр и смачивают каплей 10%-ного водного раствора тиомочевины — появляется желтое окрашивание. Эта реакция весьма чувствительна и специфична для сульфидов висмута.
Вольфрам. Минералы вольфрама представлены в шлихах шеелитом и вольфрамитом, очень редок сульфид вольфрама — тунгстенит. Определение- этого элемента существенно осложняет железо, поэтому метод выполнения реакции выбирается в зависимости от предполагаемого минерального вида.
Дня диагностики шеелита два-три зерна минерала кипятят в фарфоровом тигле с концентрированной HCI — зерна минерала покрываются желтой пленкой и выпадает мелкокристаллический желтый осадок. При введении кусочка металлического олова или цинка пленка и осадок приобретши темно-синюю окраску.
Вольфрамит может быть определен пленочной реакцией: минерал сплавляют в фарфоровом тигле с K2S2O7, избыток плавня выщелачивают водой, подкисленной HCI. На зернах вольфрамита образуется светло-серая пленка.
Железо. Минералы, содержащие Fe2+, растворяют в H2SO4 (1:1) или HCl с добавлением нескольких кристалликов соды до появления желтой окраски раствора (в случае слабого растворения минерала — осторожно нагреть). Полученный раствор переносят на фильтр и добавляют каплю 2-3 %-ного водного раствора K3(Fe(CN)6] — возникает зелено-синяя окраска (турибуллева синь). Для определения Fe3* минерал растворяют в концентрированной HCI, раствор переносят на фильтр и исследуют двояко: 1) прибавляют каплю 3%-ного водного раствора KCNS — образуется буро-красное пятно; 2) прибавляют каплю 3%-ного водного раствора K4[Fe(CN)6] — появляется синее окрашивание (берлинская лазурь).
Золото. Диагностика самородного золота не вызывает затруднений и редко требует применения микрохимических исследований; оно инертно к кислотам и растворяется при нагревании в царской водке. Диагностика теллуридов золота сложна и требует микрохимической проверки. Минералы растворяются в концентрированной HCI, HNO3 или H2SO4 с выпадением ржаво-красного осадка или окрашиванием раствора в фиолетово-красный цвет (растворение удобно вести в фарфоровом тигле). Если полученный раствор осторожно выпарить и сухой остаток растворить в воде, то после прибавления к нему капли 5%-ного раствора SnCl2 в концентрированной HCl появляется пурпурно-красное окрашивание (кассиев золотой пурпур).
Кобальт. Минералы кобальта растворяют в концентрированной HNO3, прибавляют каплю H3PO4 для обесцвечивания соединений железа и каплю двойной ртутно-родановой соли (NH4)2 Hg(CNS)4 — выпадают темно-синие игольчатые кристаллы (для приготовления реактива растворяют 8 г HgCI2 и 9 г NH4CNS в 100 мл H2O).
Марганец. Минералы марганца разнообразны и их диагностируют различными методами. Псиломелан, вад и браунит при кипячении в фарфоровом тигле в концентрированной HCI или H2SO4 окрашивают раствор в красно-фиолетовый цвет. Пиролюзит определяется по появлению синего пятна на фильтре при смачивании зерен минерала раствором уксусного бензидина (1 г бензидина растворяют в 100 мл 10%-ного CH3COOH). Труднорастворимые марганецсодержащие минералы сплавляют в фарфоровом тигле с Na2CO3 или KOH — грязно-зеленая окраска сплава свидетельствует о присутствии марганца.
Медь. Минералы меди растворяют в фарфоровом тигле при подогревании в концентрированной HNO3 или HCl, раствор переносят на фильтр, смачивают каплей 10%-ного NH4OH — возникает голубое окрашивание. При прибавлении капли 1%-ного спиртового раствора рубеановой кислоты окраска меняется на грязно-зеленую (реакция весьма чувствительна). В случае отсутствия рубеановой кислоты голубое пятно на фильтре смачивается 5 %-ным спиртовым раствором α-бензоиноксима — появляется зеленое окрашивание.
Молибден. Молибденсодержащие минералы трудно растворимы, и их обрабатывают при кипячении в фарфоровом тигле концентрированной HNO3, H2SO4 или сплавляют с Na2CO3 с последующим растворением сплава при растирании в HCI (1:1). Полученный раствор минерала переносят на фильтр, смачивают каплей NH4OH (10%-ный) и прибавляют кристаллик ксантогеновокислого калия — образуется малиново-красное пятно. Проверку можно провести другим способом: раствор минерала на фильтре смачивается каплей 3%-ного водного раствора KCNS — появляется розовато-оранжевое пятно, которое меняет окраску на кроваво-красную при прибавлении капли 15%-ного раствора SnCI2 в HCI (1:1).
Мышьяк. Минералы мышьяка растворяются при нагревании в фарфоровом тигле в концентрированной HNO3 или HCI. Раствор переносят на часовое стекло и добавляют к нему каплю насыщенного водного раствора (NH4)2MoO4 — выпадает мелкокристаллический желтый осадок. Если к раствору минерала добавить каплю насыщенного раствора SnCI2 в концентрированной HCI, медленно выпадают бурые или черные хлопья.
Никель. Минералы никеля растворяют при кипячении в фарфоровом тигле в концентрированной HNO3 или предварительно сплавляют с содой и сплав растворяют в воде с добавлением HNO3 (1:1) при растирании стеклянной палочкой. Полученный раствор минерала переносят на фильтр и добавляют 1%-ный спиртовой раствор диметилглиоксима — возникает яркое розово-малиновое окрашивание. Следует отметить также, что pacтвор минерала в концентрированной HNO3 имеет зеленоватую окраску, которая меняется на синюю при прибавлении капли 10%-ного NH4ON.
Олово. Микрохимическое определение олова применяется для диагностики касситерита и носит название реакции "на оловянное зеркало". Для ее выполнения два-три зерна минерала помещают на кусочек металлического цинка и, наблюдая в бинокуляр, наносят каплю HCI (1:1). H результате на поверхности зерен касситерита образуется серебристо-серая пленка восстановленного олова — "оловянное зеркало". Если раствор минерала снять с цинка фильтром и добавить каплю насыщенного водного раствора (NH4)2MoO4, появится синее окрашивание.
Платина. Для микрохимического определения платины минерал кипятят в фарфоровом тигле в царской водке (три части HCI + одна часть НNO3), раствор переносят на часовое стекло, добавляют каплю дистиллированной H2O, каплю концентрированной HCI и кристаллик KCI — из раствора выпадают лимонно-желтые октаэдрические кристаллы хлорплатината калия.
Ртуть. Ртуть определяется при диагностике киновари: два-три зерна минерала кипятят в фарфоровом тигле в царской водке (три части HCI + одна часть HNO3 ). Раствор переносят на часовое стекло и добавляют каплю 30 %-ного водного раствора Co(NO3)2 и каплю насыщенного водного раствора NH4CNS — возникает сине-фиолетовая окраска раствора, а при высокой концентрации ртути выделяются темно-синие копьевидные кристаллы, образующие лучистые сростки.
Свинец. Свинецсодержащие минералы растворяют в фарфоровом тигле концентрированной HNO3 до выпаривания; сухой остаток растворяется в воде при растирании стеклянной палочкой. Полученный раствор переносят на часовое стекло и добавляют кристаллик KJ — выпадает чешуйчатый ярко-желтый осадок, обладающий перламутровым, шелковистым блеском.
Сера. При диагностике сульфидов сера может быть выявлена путем растворения минералов в концентрированных кислотах, что сопровождается выделением сероводорода, усиливающимся при нагревании.
В сульфатах сера определяется по кристаллоскопической реакции. Минерал растворяют в концентрированной HCI при подогревании в фарфоровом тигле, раствор переносят на часовое стекло и добавляют каплю 10 %-ного водного раствора BaCI2 — выпадает тонкокристаллический бесцветный или белесый осадок.
Серебро. Минералы серебра довольно разнообразны, но в большинстве случаев они растворяются в концентрированной HNO3 на холоду или при нагревании. Полученный раствор переносят на часовое стекло и добавляют к нему каплю HCI (1:5) - образуется белый творожистый осадок, который растворяется при прибавлении капли 10 %-ного NH4OH.
Сурьма. Для диагностики антимонита зерна минерала помещают на часовое стекло и смачивают каплей 20%-ного водного раствора KOH — на поверхности антимонита появляется оранжево-красная пленка. Сульфосоли сурьмы растворяют в фарфоровом тигле в концентрированной HNO3, подогревают до выпаривания и сухой остаток растворяют в капле концентрированной HCI, затем добавляют каплю 10 %-ного NH4OH. Полученный раствор переносят на фильтр и добавляют каплю родамина "С" (0,01 г родамина в 100 мл H2O) — сурьма устанавливается по изменению ярко-красной окраски реактива на фиолетовую.
Тантал и ниобий. Зерна минерала сплавляют в фарфоровом тигле с K2S2O7 или КОН; сплав растворяют в 5%-ной H2SO4 — зерна минералов Nb и Ta и покрываются серой пленкой, которая переходит в ярко-желтую (Ta) или оранжево-красную (Nb) при добавлении капли таннина (1%-ный раствор в 5%-ной H2SO4) и последующем слабом нагревании (не кипятить!). Следует пользоваться свежеприготовленным раствором таннина, так как при длительном хранении он становится непригодным.
Титан. Минерал сплавляют в фарфоровом тигле с K2S2O7 до появления светло-желтой окраски, сплав охлаждают и растворяют в H2SO4 (1:1), растирая стеклянной палочкой. Затем к раствору добавляют каплю насыщенного водного раствора H3PO4 и каплю H2O2 (3%-ной или 10%-ной) — возникает желтая окраска, которая постепенно исчезает.
Торий. Минерал сплавляют с Na2CO3 в фарфоровом тигле при длительном интенсивном прогреве, сплав растворяют в HCI (1:1) при растирании стеклянной палочкой, раствор выпаривают и сухой остаток вновь растворяют в концентрированной HCI. Полученный раствор переносят на фильтр и добавляют каплю 0,1 %-ного водного раствора торона — появляется яркое малиново-красное окрашивание.
Уран. Минерал сплавляют с H2S2O7 или KHSO4 в фарфоровом тигле, сплав растворяют в HCI (1:1) при растирании палочкой. Образовавшийся раствор переносят на фильтр, добавляют каплю насыщенного водного раствора гипосульфита (для обесцвечивания солей железа), а затем наносят каплю 5%-ного водного раствора K4[Fe(CN)6] — появляется бурое окрашивание. Минералы урана хорошо диагностируются по люминесценции: сплавляют зерно с NaF и в ультрафиолетовых лучах наблюдается яркое желто-зеленое свечение.
Фосфор. Минерал растворяют при нагревании в концентрированной HNO3 или сплавляют в фарфоровом тигле с Na2CO3 с последующим растворением сплава в HNO3 (1:5). Раствор переносят на часовое стекло и добавляют кристаллик (NH2)2MoO4 — выпадает тонкокристаллический ярко желтый осадок.
Хром. Минерал сплавляют в фарфоровом тигле с KOH или смесью равных частей Na2CO3, K2CO3 и Na2O2. Сплав растворяют в H2SO4 (1:1) при растирании стеклянной палочкой, переносят раствор на фильтр и добавляют каплю 1 %-ного спиртового раствора дифенилкарбазида — фиолетово-красная окраска реактива изменяется на синюю.
Цинк. Минерал сплавляют в фарфоровом тигле с Na2CO3 и растворяют сплав, растирая его в воде, подкисленной HNO3 (некоторые минералы растворимы при нагревании в 20%-ной HNO3). Полученный раствор переносят на фильтр, добавляют маленькую каплю CuSQ4 (0,2%-ный раствор в 40% ном CH3 СООН) и каплю двойной ртутно-родановой соли (8 г HgCI2 + 9 г NH4CNS растворяют в 100 мл H2O) — возникает серо-сиреневое (до темного, почти черного) окрашивание. В случае присутствия в минерале железа появляется интенсивное буро-красное окрашивание, которое маскирует результаты микрохимического определения цинка, но оно легко обесцвечивается добавлением капли 25%-ного водного раствора SnCI2.