Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
1 Атомные веса берутся по таблице Менделеева. Молекулярный вес окисла со-о!а,в,?«ется из ^уммы атомных весов элементов, например для SiO2 он равен 28.14-2X16.0=60.1. > v v
в соляной кислоте, освободившись таким образом от тесно сросшегося с ним опала (в опало-родохрозитовых рудах марганца) и т. д.
Следует упомянуть также о количественном рентгеноспек-тральном анализе редких элементов: Nb, Та, редких земель, Hf, Y, Re и др. В отношении этих элементов доказаны явные преимущества этого метода анализов как по быстроте, так и по точности перед химико-аналитическими методиками. Рентгеноспектральному анализу, производящемуся на специальной аппаратуре, принадлежит несомненная будущность как в отношении расширения методики исследований, так и в отношении широкого применения его в области научно-исследовательских работ.
Наконец, необходимо указать на важность экспериментальных химических и физико-химических исследований с целью получения в лабораторных условиях искусственных соединений, отвечающих по составу природным соединениям — минералам. Этим путем, по крайней мере в некоторых случаях, удается получить совершенно аналогичные по внешним формам и составу соединения (например, урановые слюдки) и выяснить таким путем условия образования и кристаллизации природных соединений. В этом отношении для минералогов должны представлять исключительный интерес также исследовательские и экспериментальные работы химических и физико-химических институтов, занимающихся проблемами использования минерального; сырья.
Глава 1V
ОБРАЗОВАНИЕ МИНЕРАЛОВ В ПРИРОДЕ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Понятие о фазе и физико-химических системах. Процессы минералообразования, «совершающиеся в неорганической природе, подчиняются законам физической химии и термодинамики, излагаемым в специальных курсах. Поэтому современная минералогия не может развиваться без необходимых представлений из области этих наук.
Любой минерал, так же как и любой искусственный продукт химических реакций, прежде всего обладает каким-то определенным химическим составом и существует в природе при определенных физических условиях, из которых главнейшее значение имеют температура и давление.
Одно или несколько совместно существующих тел (минералов), независимо от того, как бы они малы ни были и в каком бы агрегатном состоянии (жидком, твердом, газообразном) они ни находились, носят название физико-химической ¦системы.
Сами тела, являющиеся составными частями системы и характеризующиеся однородностью состава и строения, принято называть фазами (этот термин нельзя смешивать с различными другими понятиями фаз). Все фазы в системах разобщены физическими поверхностями разделаС физико-химической точки зрения любая •фаза любой природной физико-химическоц системы должна рассматриваться как самостоятельный минерал.
Состав фаз определяется слагающими их компонентами, представленными элементами или определенными соединениями (например, NaCl1 MgO, SiO2, CaCO3 и т. д.), состав которых остается неизменным в тех фазах, в которые они входят.
Системы бывают гомогенные, т. е. однородные, состоящие из одной фазы, « гетерогенные, представленные несколькими фазами, отличающимися друг от друга либо по составу, либо по агрегатному состоянию, либо по тому и другому вместе.
Если эти фазы при данных температуре и давлении и при определенной концентрации химических компонентов в данной физико-химической системе остаются неизменными, то говорят: фазы по отношению друг к другу находятся в состоянии равновесия. К этому состоянию равновесия, определяемому минимумом работоспособной энергии, всегда стремится любая самопроизвольно изменяющаяся физико-химическая система.
Температура, давление и концентрация компонентов, регулирующие состояние равновесия системы, носят название независимых факторов равновесия системы.
Однако, если хотя бы один какой-либо фактор равновесия системы будет претерпевать изменения, то этого нередко достаточно, чтобы начало проявляться смещение равновесия, а затем, на определенном этапе процесса,— превращение в другую систему. Это превращение может выражаться либо в исчезновении одной
1 Эти поверхности раздела нельзя представлять себе в строго математическом смысле слова. Фактически они представляют собой тончайшие зоны, в которых свойства одной фазы, быстро меняясь, переходят в свойства другой фазы. В грубодис-персных системах эти пограничные зоны не оказывают существенного влияния на их свойства, однако в коллоидных системах, обладающих колоссальной удельной поверхностью, как указывалось выше, пренебрегать ими мы никак не можем.
Фиг. 62. Залив Кара-Богаз-Гол, отделенный от Каспийского моря баром
или нескольких неустойчивых фаз, либо, наоборот, в появлении новых фаз, в том числе и полиморфных модификаций, более устойчивых в новых условиях существования. Исчезновение или появление новых фаз может совершаться чаще всего путем изменения агрегатного состояния, например путем растворения твердых фаз в общей жидкости или, наоборот, путем кристаллизации жидкости, превращения ее в пар и т. д.
