Лабораторная работа № 5. Диагностика нитратов и иодатов.
Нитраты.
К этому классу относятся соли азотной кислоты, встречающиеся в природе. Всего известно не более 20 минералов этого типа соединений. Ведущими катионами являются литофильные элементы - Nа, К, Са, Мg. Среди нитратов есть как водные, так и безводные минералы. Нитраты структурно родственны с карбонатами. Это анизодесмические соединения. В их структуре есть плоские треугольные группы [NO3]-, похожие на группы
[CO3]2- .Наиболее широко рапространены селитры натрия и калия. Натриевая селитра изоструктурна с кальцитом и одинакова с ним по облику кристаллов и спайности. Калиевая селитра является структурным аналогом арагонита. Большинство нитратов имеет совершенную спайность и низкую твердость (1,5 - 2). За исключением минералов меди, все нитраты бесцветные или белые. Растворимость нитратов в воде высока.
Нитраты могут образовываться либо путем разложения и окисления органических веществ, либо из аммонийных солей, выделившихся при вулканических извержениях, а также в процессе выветривания. Нитраты, как легко растворимые в воде соли сильной азотной кислоты, распространены почти исключительно в современных образованиях в жарких пустынных странах. Источником азота в них является азот воздуха. Реакции окисления этого элемента имеют по преимуществу биогенный характер, т. е. связаны с бактериальными процессами в почвах или же, возможно, с разрядами атмосферного электричества (на высоких плоскогорьях). Главные месторождения этих минералов находятся в континентальных районах с сухим, жарким, аридным климатом (северные пустыни Чили). В этих месторождениях нитраты ассоциируют с галогенидами, сульфатами, селенатами и некоторыми иодатами. Налеты и выцветы калиевой и натриевой селитры образуются в полостях и трещинах пород в результате деятельности азотных бактерий, а также при взаимодействии азотистых органических веществ и щелочных солей.
|
|
Практическое значение:
1) Селитра является лучшим из минеральных удобрений.
2) Как сильный окислитель, используется в металлургии при переработке никелевых руд.
3) В стекольной промышленности употребляется для очистки стекла.
4) В пищевой промышленности— при консервировании рыбы, мяса и пр.
5) Применяется для изготовления черного пороха и различных взрывчатых веществ.
За последнее время изобретен промышленный способ получения синтетическим путем азотистых соединений (аммиака и азотной кислоты) из азота воздуха в присутствии катализаторов. В связи с этим селитряная промышленность в разных странах резко пала. Однако для удовлетворения нужд местной промышленности месторождения селитры не потеряли своего значения.
|
|
Месторождения. Исключительно крупные залежи натриевой селитры находятся на высокогорном плато в Чили у подножия горной цепи Кордильер. Эта область в течение многих миллионов лет, начиная с верхнемелового периода, представляет собой пустыню с чрезвычайно жарким сухим климатом (дожди выпадают один раз в течение 4—5 лет). Кроме того, залежи натриевой селитры известны в Долине Смерти в Калифорнии, в Египте, Сахаре ив других местах. В России небольшие селитряные месторождения, главным образом калиевой селитры, в виде пухлых селитряных солончаков на холмах и в ложбинах довольно широко распространены в прикаспийских степях. Подобные проявления характерны для Казахстана и в государствах Средней Азии. Корки и выцветы селитры появляются периодически в засушливые месяцы. Ее образования являются результатом процессов разложения и нитрификации отбросов древних городов и крепостей, а также тех микроводорослей и нитробактерий, которые развиваются на глинобитных стенах древних построек. В горных частях Алтая, Крыма и в других местах скопления селитры явно животного происхождения связаны с пастбищами и стойбищами скота.
|
|
В настоящем курсе будут рассмотрены 8 минералов:
Селитра натриевая (чилийская) - Na[NO3] триг. (нитронатрит)
Селитра калиевая (индийская)- K[NO3] ромб. (нитрокалит)
Нитробарит Ва [NO3]
Герхардтит Cu2[NO3] (OH)3
Дарапскит Na [NO3]
Ликазит Cu3[NO3] (OH)5·2(H2O)
Нитромагнезит Mg[NO3]2·6(H2O)
Жюльенит Na2Со [SCN]4 8(H2O)
Нитронатрит Na[NO3]
Название Селитра натриевая (чилийская).
Кристаллы очень редки. Обычно массивная, тонкокристаллическая, в виде инкрустаций или прослоев. Бесцветная или белая, реже серая, желтая, красновато-коричневая. Прозрачная или просвечивающая.
Блеск стеклянный.
Спайность совершенная.
Твердость 1-2.
Диагностика. Холодящая на вкус. Расплывается при поглощении влаги.
Происхождение. Хемогенный осадок. Встречается в виде соляных пластов, переслаивающихся с песком, гипсом, поваренной солью.
Значение. Используется как источник азотных соединений при производстве взрывчатых веществ и удобрений.
Нитрокалит K[NO3]
Название Селитра калиевая (индийская).
Образует тонкие корочки или шелковистые игольчатые кристаллы.
Бесцветная, прозрачная, чаще белая, иногда желтоватая.
Блеск стеклянный до шелковистого.
Твердость 1,5-2.
Хрупкая. Спайность совершенная. Излом ступенчатый до неровного.
|
|
Черта белая до бесцветной. Легко растворима в воде.
Диагностика. Негигроскопична в отличие от натриевой селитры. Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.
Происхождение. Гипергенное. Образует корочки и выцветы на поверхностях почвы, стен, камней. Входит в состав рыхлых известковистых почв в карстовых пещерах. Добывается в промышленных масштабах из почв в Испании, Италии, Египте, Аравии, Персии и Индии.
Значение. Сырье для изготовления пороха и удобрений.
Нитробарит Ва [NO3
Название Селитрабариевая).
Образует октаэдрические кристаллы.
Цвет. Бесцветная, полупрозрачная, желтоватая.
Блеск стеклянный. Рис.39. Кристалл нитробарита
Твердость 1,5-2.
Хрупкая. Спайность совершенная. Излом ступенчатый до неровного.
Черта белая до бесцветной.
Происхождение. Гипергенное.
Значение. Сырье для изготовления удобрений.
Месторождения. Пустыни Чили.
ЙОДАТЫ
Йод, принадлежит к числу рассеянных элементов в природе. Он обладает очень низкой упругостью паров и потому высокой способностью к испарению. В главной своей массе он концентрируется в остаточных соляных растворах, в некоторых водорослях, губках и кораллах, в нефтяных водах, водах грязевых вулканов и в минеральных образованиях пустынь. Йод дает очень мало труднорастворимых соединений и поэтому крайне редко встречается в виде минералов (йодидов тяжелых металлов). Йодаты, представляющие собой соли йодноватой кислоты HJОз, содержат сильнейший анион [JОз]1. Мы могли бы ожидать соединения его с сильными металлами — щелочами. Однако благодаря легкой растворимости йодатов щелочей, они до сих пор с достоверностью в природе не установлены. Были сообщения о находке нового минерала – иодата лития, который на 2006г. ещё плохо исследован и не получил названия.
Известны лишь иодаты Са, Pb и Си, и притом главным, образом в соединении с добавочными анионами или Н2О (лаутарит, дитцеит, шварцембергит, салезит, билленджерит).
Условия образования йодатов весьма характерны. Они встречены в пустынях Атакама и Чукикамата, в Чили. Не случайно, что они наблюдаются в ассоциации с нитратами в селитряных месторождениях, так как их образование происходит в сходных условиях. Они образуются из водных растворов при высоких значениях окислительного потенциала.
Классификация йодатов:
- группа лаутарита
лаутарит Ca[IO3]2
дитцеит Ca2[IO3]2(CrO4)
- группа салезита
салезит Cu[IO3] (OH)
билленджерит Cu3[IO3]6·2(H2O)
- группа силегирита
силегирит Pb3Cl3[IO3]O
шварцембергит Pb6[IO3]2O3Cl4
Лаутарит Ca[IO3]2
Название. По месторождению в Чили.
Цвет. Бесцветный, желтоватый.
Блеск. Стеклянный.
Прозрачность. Полупросвечивающий.
Твердость. 3,5 - 4
Плотность. 4,59
Сингония. Моноклинная.
Форма кристаллов. Короткопризматические кристаллы.
Минеральные агрегаты. Радиально-лучистые.
Сопутствующие минералы. Гипс, нитраты.
Практическое значение. Источник йода.
Происхождение. Гипергенное.
Месторождения. Лаутаро (Чили).
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 256; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!