Формы нахождения воды в минералах.

Вода в минералах— различается конституционная, кристаллизационная, цеолитная и адсорбционная. Вода конституционная находится в кристаллической решетке м-ла в виде ионов ОН1-, реже Н1+ и оксония Н3О1+; она переходит в молекулярное состояние лишь при разрушении структуры м-ла. При нагревании выделение конституционной воды у каждого м-ла происходит в определенном интервале t от 300 до 1000°. Вода кристаллизационная находится в решетке в виде нейтральных молекул Н2О, занимающих определенные места. Выделение кристаллизационной воды при нагревании происходит при t ниже 300°.

Различаются два типа кристаллизационной воды:

1) типичная кристаллизационная вода, выделяющаяся в узком интервале температур с полным разрушением и перестройкой структуры минерала с изменением его физических свойств: пок. прел., уд. в. и др.;

2) цеолитная вода, которая может выделяться в широком интервале температур без разрушения м-ла и вновь поглощаться при изменении условий. Молекулы воды адсорбционной адсорбированы поверхностью кристаллических частиц и легко удаляются при нагревании. Различают межплоскостную воду, адсорбированную на поверхности отдельных слоев в м-ле, воду твердых коллоидов (затвердевших гелей, напр., опала) и гигроскопическую воду, механически примешанную к минералу, которая при нагревании полностью удаляется при t 105 — 110°. Удаление любой воды сопровождается поглощением тепла. Соответствующий эндотермический эффект, получаемый на кривых нагревания, служит диагностическим признаком для распознавания природы исследуемого м-ла.

15. теоретическая и экспериментальная плотность минералов. Плотность минералов колеблется от 1,0 до 22,7 г/см3. Условно все минералы можно разделить на легкие (менее 2,9 г/см3), тяжелые (2,9-5,0 г/см3) и очень тяжелые (более 6 г/см3).

Легкие (менее 2,9г/см3) Тяжелые (2,9-6,0г/см3) Очень тяжелые (более 6,0г/см3)

Лед 0.9 Роговая обманка 3,0 Серебро 10.5

Подавляющее число минералов имеет плотность от 2,5 до 3,5, что и обусловливает плотность земной коры, равную примерно 2,7-2,8 г/см3. Плотность минералов возрастает с ростом компактности кристаллической структуры вещества, увеличением атомного номера, входящих в состав минерала элементов. Полиморфные модификации, имеющие разную степень компактности структуры, имеют разную плотность. Графит - 2,2 г/см3, а алмаз - 3,5 г/см3; кальцит - 2,6-2,8 г/см3, а арагонит - 2,9 - 3,0 г/см3, что свидетельствует о более плотной упаковке атомов в структура алмаза и арагонита соответственно. Плотность минералов переменного состава меняется по принципу аддитивности свойств для изоморфных смесей. Так, в ряду оливина плотность увеличивается от форстерита до фаялита от 3,2 до 4,35 г/см3; в ряду альбит - анортит от 2,61 до 2,75 г/см3. Некоторые минералы легко диагностируются по большой плотности (барит - 4,6 г/см3). Как правило, минералы, содержащие тяжелые металлы, имеют большую плотность.

Удельный вес (в настоящее время все чаще заменяется термином «плотность», в минералогии традиционно используется единица плотности г/cм3) минералов, как известно, зависит прежде всего от атомного веса атомов или ионов, слагающих кристаллическое вещество. Затем существенную роль играют размеры ионных радиусов, возрастание которых компенсирует увеличение атомного веса, иногда настолько, что удельный вес даже снижается: например, несмотря на то что атомный вес калия в 1,7 раза больше, чем натрия, удельный вес КСl (1,98) меньше, чем NaCl(2,17) в силу того, что ионный радиус К1+ (1,33) больше ионного радиусаNa1+ (0,98), что сильно сказывается на объеме кристаллического вещества. Кроме того, как указывалось выше (см. полиморфизм), изменение, в частности увеличение координационного числа в кристаллических структурах, приводит к уменьшению объема, а, следовательно, к увеличению удельного веса. Наконец, уменьшение валентности катиона (или увеличение валентности аниона) при прочих равных условиях, по В. С. Соболеву, должно также сопровождаться увеличением удельного веса. Удельные веса минералов колеблются в широких пределах: от значений меньше 1 (лед, некоторые органические минералы) до 23,0 (некоторые разности минералов группы осмистого иридия).Главная масса природных органических соединений, окислов и солейлегких металлов, расположенных в верхней части менделеевской таблицы,обладает удельными весами в пределах от 1 до 3,5: янтарь, твердые битумы(1,0–1,1), галит — NaCl (2,1–2,5), гипс — CaSO4. 2H2O (2,3), кварц — SiO2(2,65), алмаз (3,51) и др. Лишь некоторые относящиеся к этой группе минералы имеют больший удельный вес; таковы, например, корунд и его разновидности — Аl2О3 (4,0). Среди сульфатов особо выделяется барит — BaSO4(4,3–4,7), почему он и получил свое название (от греч. барос — тяжесть).Соединения типичных тяжелых металлов, занимающих нижнюю частьменделеевской таблицы, характеризуются средними удельными весами от3,6 до 9. Примеры: сидерит — FeCO3 (3,9), сфалерит — ZnS (4,0), пирит —FeS2 (5,0), магнетит — FeFe2O4 (4,9–5,2), гематит — Fe2O3 (5,0–5,2), англезит — PbSO4 (6,4), церуссит — РbСО3 (6,5), касситерит — SnO2 (7,0), галенит — PbS (7,5), киноварь — HgS (8,0), уранинит — UO2 (8–10).Наибольшие удельные веса имеют самородные тяжелые металлы: медь(8,9), висмут (9,7), серебро (10–11), золото (15–19), минералы группысамородной платины (14–20), минералы группы иридия и осмистого иридия (17– 23).Удельные веса минералов определяются в основном двумя способами: 1) методом вытеснения жидкости, т. е. путем взвешивания образца и измерения объема вытесненной им воды в сосуде; 2) путем определения потери в весе минерала, погруженного в воду (абсолютный вес образца делят на потерю им веса в воде). Удельный вес мелких зернышек минерала определяется с помощью так называемого пикнометра или тяжелых жидкостей и весов Вестфаля, описываемых в специальных руководствах. Довольно значительные колебания удельного веса, устанавливаемые для одного и того же минерала, наблюдаются сравнительно редко и, помимо изоморфизма, обычно бывают обусловлены мельчайшимивключениями посторонних минералов, в том числе пузырьков газа ижидкостей.Различие в удельных весах минералов широко используется при обогащении руд различными гравитационными методами с целью отделения нерудных минералов (кварца, кальцита, барита и др.) от рудных минералов (галенита, сфалерита, касситерита и др.) При обогащении получаются концентраты с повышенным содержанием полезных минералов.