„Киселински тест“ за карбонатне минерале и карбонатне стијене

Калцит: Овај транспарентан узорак калцита показује деколте карактеристичан за минерал. Калцит, са саставом ЦаЦО₃, снажно ће реаговати или са хладном или топлом хлороводоничном киселином. Дебљина је приближно 10 цм.

Снага реакција карбоната

Пажљиво је проматрање јер неки карбонатни минерали бурно реагирају, а други једва реагирају са хладном киселином.

Карбонатни минерал са којим се геолози најчешће сусрећу је калцит (ЦаЦО)₃). Калцит је "свеприсутни" минерал. Свеприсутни значи "који се налази свуда". Калцит се јавља у магматским, метаморфним и седиментним стијенама и најчешћи је минерал карбоната. Ако ставите једну кап хладне хлороводоничне киселине на калцит, цела кап киселине ће избити са мехурићима и снажан фикс ће потрајати неколико секунди.

Доломит ЦаМг (ЦО₃)₂ је још један уобичајени минерал карбоната. Ако ставите једну кап хладне хлороводоничне киселине на комад доломит, реакција је слаба или се не примећује. Уместо да видите очигледан физ, на површини минерала ћете видети кап киселине који би на површини доломита могао полако расти неколико балона угљен-диоксида.

Међутим, ако се топла киселина стави на доломит, доћи ће до очигледног физ-а. То се дешава зато што киселина и стена снажније реагују на вишим температурама.

Ако ставите кап хлороводоничне киселине на доломит у праху, појавиће се видљива реакција. То је зато што је површина површине повећана, што је више доломита омогућило киселини. (Доломитни прах можете лако направити тако да огребите пример доломита преко тањира. Затим прашак тестирајте стављањем капи солне киселине на прах. Други једноставан начин за производњу мале количине минералног праха је огреботина узорка. нокат.)

Различити карбонатни минерали имају различите реакције на хлороводоничну киселину.Листа уобичајених и повремено нађених карбонатних минерала дата је у Табели 1. са њиховим хемијским саставом и њиховом релативном реакцијом са хладном и топлом хлороводоничном киселином.

Када минерал има слаб одговор на киселину, морате бити проматрачки и стрпљиви да бисте га видели. На пример, магнезит има веома слабу реакцију са хладним ХЦл. Ако прашите малу количину магнезита на тањиру са пругама и на њега ставите кап киселине, неколико секунди можда нећете видети никакву акцију. Онда, како се на честицама магнезита почну формирати ситни мехурићи, чини се да ће кап киселине постати веће. До тога долази када се угљен диоксид ослобађа минерала и истискује воду. Посматрање формирања мехурића помоћу ручних сочива може бити од помоћи.

Долостоне: Долостоне је седиментна стена састављена превасходно од минералног доломита, који има хемијски састав ЦаМг (ЦО₃)₂. Доломит ће слабо испасти хладном хлороводоничном киселином, стварајући неколико мехурића. Реакција је уочљивија када је киселина топла и / или је камен у праху. Примерак на фотографији је широк око 10 цм.

Киселински тест на стенама

ЛИМЕСТОНЕ, ДОЛОСТОНЕ И МАРБЛЕ

Неке стијене садрже карбонатне минерале, а киселински тест може се користити како би их се идентификовало. Вапненац се готово у потпуности састоји од калцита и створиће снажан песак са капом хлороводоничне киселине. Долостоне је стена састављена скоро у целости од доломит. Створиће врло слаб фикс када се на њега стави кап хладне хлороводоничне киселине, очитији физ када се тестира долостоне у праху и јачи физ када се користи врућа хлороводонична киселина.

Вапненац и долостоне могу бити мало сложенији. Понекад се састоје од мешавине калцита и доломита и имају киселе реакције које су варљиве. Долостоне може да садржи довољно калцита да би вас преварио да га називате кречником. За ове стене киселински тест можда није довољан за поуздану идентификацију - али бар ћете знати да стена има значајан садржај карбоната у минералима.

Мермер је кречњак или долостоне који је метаморфозиран. Имаће киселу реакцију која је слична кречњаку или долостонеу из којег је настао.

Остале примене „Ацид теста“: Геолози могу да користе разблажену хлороводоничну киселину како би помогли да се идентификује цементно средство пешчењака. Стављају кап разблаженог ХЦл на пешчењак и пажљиво посматрају. Ако је калцит цементно средство, појавиће се шуме и може се ослободити нешто зрна песка. Ручна сочива или мали микроскоп користе се за израду опажања. На фотографији изнад увећан је приказ дела Орискани Сандстоне-а, камена јединица ордовицијског доба из Аппалацхиан Басин-а која служи као резервоар природног гаса и складиште природног гаса. Орискански пешчењак је често цементиран калцитом.

ОСТАЛИ КОРАКИ КОЈИ СУ ФИЗ

Увек запамтите да је „калцит свеприсутан“. (Свеприсутно значи да га налазимо скоро свуда.)

Многе стијене садрже мале количине калцита или других карбонатних минерала. Све ово може произвести физ, иако је карбонат тек мањи део састава стена. Ове стијене могу садржати мале вене или кристале карбонатних минерала који у додиру са киселином стварају физ. Те вене и кристали могу бити тако ситни да нису видљиви немоћном оку. Ова мала количина карбоната може да се распарши први пут када се нанесе кап киселине, али се испразни и не испуши ако се киселина нанесе други пут на исто место на стени.

Неке седиментне стијене су повезане заједно с калцитом или доломитним цементом. Пешчани камен, муљни камен и конгломерат понекад имају калцитни цемент који ће произвести снажан физ са хладном хлороводоничном киселином. Неки конгломерати и бречи садрже кластове карбонатних стена или минерала који реагују са киселином.

Много шкриљаца је депоновано у морском окружењу и садрже довољно калцијумовог карбоната да се произведе снажан кисели физ. Ови шкриљеви су настали када се блато таложи у окружењу сличној или у близини места где је формиран кречњак. Састоји се од таложних минерала глине мешаних са малом количином калцита. Познати су као "вапнени шкриљац".

Не дозволите да се киселински физиц усмјери на поступак идентификације. У многим случајевима ће то додати детаље вашем запажању као што је: "вапненачки шкриљац "или" пешчењак са карбонатним цементом. "Ово је драгоцена информација.

Оцат се може користити за испитивање киселине: Винова киселина може бити сигурна, економична и лако набављива „киселина“ за препознавање калцита и доломита. Винова киселина је разблажена сирћетна киселина која производи врло слабу реакцију с калцитом и доломитом - што се најбоље примећује ручним сочивима.

ВАНРЕДНЕ КИСЕЛинске РЕАКЦИЈЕ

Неколико стена могу произвести екстремну реакцију са хлороводоничном киселином. То су обично стијене сачињене од калцита или арагонита са обилним порама простора или изузетно великим површинама. Неки примерци креде, кокине, оолита и туфе су примери. Када се на ове узорке стави кап разблажене хлороводоничне киселине, из стијене може избити ерупција киселе пене и проширити се на неочекивани пречник. Реакција је врло кратка (и можда није поновљива), али је толико изненадна и снажна да може изненадити неискусну особу. Овај опис је за једну кап киселине. Ако се користи више, доћи ће до још снажније реакције. (Ове екстремне реакције се неће појавити код сваког примерка ових стена. Будите свесни приликом тестирања или представљања ученицима на тестирање.)

Изузетно бурна реакција хладне хлороводоничне киселине са овим примерцима догађа се зато што су стене толико порозне или зато што имају веома високу површину под једним капом киселине.

ИСПИТИВАНИ НЕИЗВИЈЕЊЕНИ МАТЕРИЈАЛ

Калцит и други карбонатни минерали имају малу отпорност на временске увјете и могу их напасти киселине у природним водама и тлима. Када се испитује материјал који је био изложен на површини Земље, врло је важно да се тестира несметани материјал. Обично се може добити свежа површина разбијањем стене.

ОДЛУЧИО ПОРОСИТЕТ!

Неке стене су порозне и садрже резервоар ваздуха. Мале количине ваздуха које улазе у кап киселине одоздо могу створити нежну киселинску реакцију. Не заваравајте се. Ако ставите кап киселине на неке пешчењаке, из мјехурића пора појавиће се неколико мјехурића. То није карбонатни цемент. Да бисте избегли овај проблем, гребајте камен по плочи и тестирајте прах или зрна која се производе.

Најбољи начин да сазнате минерале је проучавање са збирком ситних узорака са којима можете руковати, испитивати и посматрати њихова својства. У трговини су доступне јефтине колекције минерала.

Контаминација у лабораторијама за идентификацију минерала

Када се студентима дају минерали за препознавање, две ситуације могу створити проблеме у њиховом раду.

1) У лабораторијама за идентификацију минерала, неки студенти су спремни да сваки минерал који производи киселу реакцију назове „калцитом“ или другим карбонатом. Међутим, калцит је свеприсутни минерал и често је присутан као интимни део других минералних узорака и стена. Они могу произвести лажну киселинску реакцију. Да их не заведете, студенте увек треба упозорити да потврде идентитет узорка са вишеструким својствима. Ако се узорак смршави са киселином, али има Мохсову тврдоћу од седам и пукне конхоидним преломом, онда то сигурно није калцит!

У зависности од искуства ученика, узорци који су врло верни својим својствима могу се представити разреду или се могу користити узорци са неким изазовима. Много минерала који се налазе у пољу неће бити апсолутно тачни својствима. Боље је научити ту лекцију у лабораторији и ићи мудро на терен.

2) Будући да је калцит један од индекса минерала Мохсове скале тврдоће, често се користи за тестирање тврдоће минералних узорака. Ово може поставити мале количине калцита потенцијално на сваки непознати узорак у лабораторији! Не претпостављајте да је реакција једне киселине тачна. Испитајте узорак на другој локацији ако сумњате да је дошло до контаминације.

У лабораторији за идентификацију минерала барит се често меша са калцитом због контаминације. Барит може природно да садржи мале количине калцита или би тестирање тврдоће претходног ученика могло да остави мале количине калцита на узорку барита. Студенти се често позивају на идентификацију као "калцит" само због киселог теста. Ако се тај минерал мало расцепи и није јако тврд, многи ће студенти доћи до погрешне идентификације.

Ограничавање употребе неозбиљне киселине у лабораторијама

Већина студената је заинтригирана киселинским тестом и желе га испробати. Да би се ограничила употреба неозбиљне киселине, студенти би требало да буду упућени да користе једну кап капи за тест и да тестирају узорке само када се сумња на карбонатне минерале. Ако то није учињено, неки студенти ће непристојно користити киселину. Ово понашање се подстиче ако је учионица опремљена великим боцама са киселинама које се пуне до врха. Међутим, ако су боце са киселином малене и скоро празне на почетку наставе, студенти обично употребљавају киселину у одговарајуће количине. Мале, скоро празне боце чине мање киселине доступном за проливање.

Боце за издавање киселине: Боце за малу дистрибуцију киселине добро делују на кисели тест. Распуштају киселину кап по кап и неће се разлити ако их прекуцавају. Ако сте учитељ који надгледа тест киселости у учионици, дајте ученицима мале боце које су скоро празне. То ће умањити количину неозбиљне употребе киселине која се иначе може догодити. Јасно обележите боце и упутите студенте да користе киселину пре него што их учине доступним.

Избор боце са киселинама

Важна је врста боце за дозирање киселине. У лабораторијским продавницама се испоручују боце које су дизајниране за издавање киселине једна по једна кап по кап. Поклопци су увек на тим боцама (осим када се чисте или допуњавају) и не пуштају просипање када их куцнете. Боце са уклоњивим поклопцем који имају распршивач сијалице ће се повремено пребијати када је поклопац искључен ако их користе нормални људи.

Боце за раздвајање киселине треба да буду израђене од круте пластике са малим отвором која омогућава лако пуњење киселине једна по једна кап. Меке дозирне боце или боце са већим отвором могу истиснути велику количину киселине случајним стискањем.

Извори хлороводоничне киселине

Хлороводонична киселина разблажена до 10% раствора не може се купити у већини заједница. Најбоље место за куповину комерцијално припремљених решења је од компаније за снабдевање лабораторијама. Препоручује се набавка спремне за употребу. Не покушавајте да припремите сопствено решење ако не знате тачно шта радите и ако имате опремљену лабораторију. Можда ће вам одељење хемије помоћи да наручите киселину. Неки великодушни хемичари припремиће вам 10% решење.

Минерални узорци као „потрошни материјал“

Минералне узорке који се правилно користе у научној учионици или лабораторији биће потребно често мењати. Студенти ће их истражити тестовима тврдоће, тестовима стрија, киселинским тестовима и другим експериментима. Сви ови тестови оштећују узорак и чине га мање прикладним за наредну групу ученика. Да тест киселине не би покварио целу колекцију, замолите студенте да узорке исперу након испитивања киселином и ограничите тестирање на само када је то потребно.