2.4 Сульфаты

Это соли серной кислоты экзогенного происхождения и составляют 0,1% массы земной коры. Класс включает в себя около 260 минералов, которые являются химическими осадками усыхающих лагун и озер и залегают совместно с галоидами. Образуются также и другим путем, в результате окисления сульфидов и серы. Они имеют светлую окраску и небольшую твердость.

Ангидрит (CaSO₄). Ромбический минерал, встречающийся в зернистых массах. Часто залегает на глубине 70-100 метров вместе с гипсом. При присоединении двух молекул воды переходит в гипс. Цвет синеватый, фиолетовый или розоватый. Твердость 3-3,5, плотность 2,9-3,0. Блеск стеклянный, черта белая. Спайность совершенная по трем направлениям.

Применяется для получения цемента, поделок, в бумажной промышленности, для получения серной кислоты, краски.

Гипс (CaSO₄·2H₂O). Водный сульфат кальция встречается в виде самостоятельных залежей в глинах, песках, но в основном это химические морские осадки. Как и ангидрит образуется также в зоне окисления сульфидов. Кристаллизуется в моноклинной сингонии и образует таблитчатые, волокнистые, пластинчатые кристаллы. Цвет белый, серый, красноватый и желтоватый в массах; бесцветный (в кристаллах). Блеск стеклянный, у волокнистой разновидности – шелковистый. Твердость 1,5-2, плотность 2-3. Спайность особенно у пластинчатого гипса весьма совершенная. Волокнистый гипс называют селенитом, а пластинчатый (листоватый) – «марьино стекло». При температуре 120-140°С гипс переходит в полугидрат (CaSO₄·1/2H₂O), так называемый штукатурный гипс – алебастр. При температуре 38°С гипс растворяется в воде.

Гипс применяется в сельском хозяйстве для мелиорации солонцеватых почв. Используется как вяжущий стройматериал для внутренних работ (алебастр), идет как добавка в цемент; используется в медицине, бумажной и химической промышленности.

Лабораторная работа 3

3 Оксиды и гидроксиды. Карбонаты. Фосфаты

3.1 Оксиды

Кварц (SiO₂). Простой оксид магматического происхождения, стоек к выветриванию. Кварц встречается как в кристаллическом, так и в скрытокристаллическом виде (сплошные зернистые массы), а также сростков кристаллов (горный хрусталь). Цвет у зернистых масс кварца различный: бесцветный, дымчатый, желтый. Блеск стеклянный, в изломе жирный. Спайность отсутствует или весьма несовершенная, излом раковистый. Прозрачный. Твердость 7, плотность 2,65.

Выделяются следующие важнейшие разновидности кристаллического кварца: горный хрусталь – бесцветный, прозрачный; аметист – фиолетовый; раухтопаз – дымчатый, сероватый или бурый; морион – черный; цитрин - золотистый или лимонно-желтый. Кварц входит в граниты, пегматиты, гнейсы, сланцы, пески и глины. Растворяется только в плавиковой и фосфорной кислотах. Имеет четыре разновидности - халцедон, яшма, кремень, агат.

Кварц используется в радиотехнике (пьезоэлектрический эффект), в ювелирном деле, в оптике, для производства прочного огнеупорного и кислотостойкого стекла.

Халцедон (SiO₂). Окрашен в самые различные цвета и оттенки: серые (халцедон); желтые, красные, оранжевые (сердолик); коричневые и бурые (сардер); зеленые (плазма); яблочно-зеленые в связи с присутствием никеля (хризопраз); зеленые с ярко-красными пятнышками (гелиотроп) и др. Блеск восковой, излом раковистый, спайность отсутствует. Твердость 6,5-7. Часто образует псевдоморфозы; известен в натечных формах.

Яшма (SiO₂, древнее название «яспис»). Плотная осадочная кремнистая порода. Сложена в основном халцедоном и кварцем с примесью железных окислов. Окрашена в самые разнообразные цвета: красный, зеленый, желтый, чёрный, оранжевый, голубовато-зеленый и др. Твердость 6-7, блеск матовый, излом неровный. Используется в художественно-декоративных изделиях.

Кремень (SiO₂). Состоит из халцедона на 96-98%. Это халцедон, загрязненный примесью глины и песка. Цвет серый, бурый и жёлтый. Блеск матовый, спайность отсутствует, излом раковистый. Твердость 2,5.

Агат (SiO₂, оникс). Состоит из халцедона. Имеет самые различные сочетания оттенков: чёрный с белым (оникс), бурый с белым (сардоникс), красный с белым (оникс сердоликовый), серый с белым (халцедоникс). Блеск восковой, спайность несовершенная, излом неровный. Твердость 6,5-7. Используется в точном приборостроении.

Корунд (Al₂O₃). Обычно образует хорошие боченкообразные, пирамидальные, столбчатые и пластинчатые кристаллы тригональной сингонии. Иногда слагает сплошные зернистые массы. Цвет обычно синевато или желтовато-серый; но встречаются и прозрачные кристаллы (синие называются сапфирами, красные - рубинами). Блеск стеклянный, спайность отсутствует. Мелкозернистые массы корунда называют наждаком. Твердость 9, плотность 3,95-4,1.

Иногда корунд встречается в магматических породах и в пегматитах, но обычно образуется в результате процессов метаморфизма в известняках и глинистых породах. Широко используется как абразив в металлообрабатывающей промышленности, для обработки оптического стекла, в камнерезном деле. Рубины и сапфиры – драгоценные камни.

Магнетит (Fe₃O₄). Сложный оксид (FeO·Fe₂O₃). Часто встречается в хорошо октаэдрических кристаллах, но обычно распространен в сплошных зернистых массах и в виде вкраплений в изверженных породах. Цвет желто-черный, черта черная. Блеск полуметаллический, непрозрачен. Спайность отсутствует, сильно магнитен. Твердость 5,5-6,5, плотность 4,9-5,2.

Магнетит образуется в восстановительных условиях и встречается в самых различных типах месторождений и горных пород. Используется как железная руда. Железа содержит 72%.

Гематит (Fe₂O₃, красный железняк). Название происходит от греческого слова «гема» - кровь. Встречается в виде сплошных плотных скорлуповатых зернистых и чешуйчатых масс, иногда в виде таблитчатых кристаллов. Цвет изменяется от красного до темно-красного и черного. Черта вишнево-красная. Блеск полуметаллический, спайность отсутствует. Твердость 5,5-6,5, плотность 4,9-5,3. Образуется в тех же условиях, что и магнетит. применяется как руда на железо. Железа содержит около 70%.