Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
вверх (экзотермические эффекты), явно указывающие на превращения, происходящие в испытуемом веществе. В этом и заключается смысл получения диференциальной записи процесса нагревания (или охлаждения).
. В минералогической практике этот метод обычно применяется при исследовании трудно определимых I на-глаз или другими способами сйрытокристаллических и тонкодисперсных масс. Для ряда минеральных масс (каолина, гидратов глинозема, гидроокислов железа, карбонатов, хлоритов и др.) получаются характерные кривые нагревания, способствующие определению минеральных видов.
Необходимо отметить, что само число минералов, для которых этим методом удается получить какие-либо характерные данные, имеющие диагностическое значение, составляет относительно небольшой процент от числа известных в природе минералов. К ним преимущественно относятся химические соединения, содержащие воду, гидроксил и углекислоту. Затем этим методом удается узнать природу лишь основной массы исследуемого вещества. Механические примеси, которые нас в большинстве случаев интересуют в испытуемых минеральных массах, при содержании их до 5—10% за некоторыми исключениями не устанавливаются.
С другой стороны, в ряде случаев при изучении минеральных веществ возникает необходимость более полного познания их свойств, особенно когда эти вещества приобретают практическое значение. Бывает важно точно знать, что происходит с данным веществом при нагревании. Для этой цели получение только кривых нагревания является недостаточным. Продукты, получающиеся в результате каждого уста-
* Запись производится в темной комнате; результаты записи проявляются, как обычные фотоотпечатки.
нетленного превращения вещества, требуют химического анализа, изучения оптических свойств и рентгенометрических исследований.
Важно точно знать температуры, при которых происходят эти превращения. Последнему требованию термограммы, как выяснилось, не всегда удовлетворяют: регистрация этих превращений самопишущими приборами обычно запаздывает, причем разница достигает 60—100е и больше. В этом отношении для минералов, содержащих воду и гид роксил, гораздо более точные данные можно получить из кривых дегидратации (обезвоживания) минералов при нагревании. Для этой цели испытуемое вещество в количестве 1—2 г или более, предварительно взвешенное вместе с платиновым тиглем, выдерживается в электрической печи последовательно при определенных температурах (с интервалом обычно 50°) до тех пор, пока потеря веса по сравнению с предыдущим взвешиванием не станет меньше 0.03— 0.05%, и только после этого температура печи повышается на следующую ступень. Полученные таким путем кривые потери воды дают ясное представление о том, при каких температурах наступают превращения в веществе.
На фиг. 61 приведены две кривые обезвоживания каолинита — Al4[Si4Oi0][OH]8 и галлуазита — Al4[Si4O8(OH)2][OH]10^H2O. В то время как для каолинита (кривая /), не содержащего воды, а только гидроксильные группы ОН, сильные изменения происходят в интервале температур 500—550°, в галлуазите (кривая //) молекулы кристаллизационной воды выделяются до 150° (первый скачок кривой), а гидроксильные группы — при температуре 450—500° (второй, высокий ска* чок кривой вверх). Как устанавливается рентгенометрическими исследованиями, с потерей гидроксильных ионов кристаллические решетки этих минералов разрушаются, показатель преломления сильно падает.
WP 200 300400 500 SOO 700 SOO0C
Температура
Фиг. 61. Кривые обезвоживания каолинита (/) и галлуазита (//)
Химический анализ является сравнительно трудоемким и дорогим методом исследования. Поэтому к полным химическим анализам прибегают в тех случаях, когда имеются основания установить какую-либо новую разновидность или новый минерал, по ряду свойств отличающийся от известных минералов, либо когда без данных химического анализа невозможно решить вопрос о разновидности изучаемого минерала, обладающего переменным составом, либо в тех случаях, когда минерал принадлежит к числу редких соединений, для которых известно ограниченное число полных анализов, и т. д.
Количество чистого, т. е. освобожденного от примесей вещества, необходимое для полного химического анализа, должно составлять, как минимум, 1—2 г, что не всегда удается набрать, особенно для редко встречающихся и рассеянных в породе или руде мелких кристалликов или зерен минерала.
Если исследуемый минерал наблюдается в виде мелких кристаллических друз в пустотках, то его обычно предварительно отбирают каким-либо способом, например с помощью стальной иглы, всаженной в деревянную ручку. Полученную таким путем массу тщательно сортируют под бинокулярной лупой с помощью той же иглы, отбирая интересующий нас минерал в необходимом количестве для химического анализа и других видов исследований. Если интересующий нас минерал наблюдается вкрапленным в породу в значительном количестве, то породу в целом подвергают дроблению и измельчению, отсеивая каждый раз мелочь через сито с отверстиями 0.5, 1.0 мм или крупнее (в зависимости от размеров зерен вкрапленного минерала). Отборка минерала тем же способом производится под бинокулярной лупой.