Реферат - Свойства минералов
Подождите немного. Документ загружается.
процесс, называется температурой плавления. Для минералов постоянного
состава температура плавления является постоянной ^и называется точкой
плавления, а для минералов переменного состава плавление происходит в
некотором интервале температур, называемом интервалом плавления.
Однако в процессе нагревания некоторые минералы разрушаются еще
до того, как ими достигнута температура плавления: с ними происходит
дегидратация, термическая диссоциация, либо распад на несколько твердых
фаз. Многие минералы в процессе нагревания переходят в другие полиморф-
ные модификации, а некоторые плавятся инконгруэнтно (от лат. incong-ruens
— не совпадающий, не соответствующий): вместе с жидкой фазой
выделяется также твердая фаза иного состава. ruens — не совпадающий, не
соответствующий): вместе с жидкой фазой выделяется также твердая фаза
иного состава.
Температура плавления минералов колеблется в широких пределах: от
0° С (лед) до 3600° С (графит). Она зависит от типа химической связи,
межатомных расстояний, валентности и координационного числа.
Минералы с молекулярным типом связи имеют очень низкие темпера-
туры плавления (например, сера — 115° С, реальгар — 320° С).
Для минералов с ионно-ковалентной связью температура плавления
увеличивается с уменьшением межатомных расстояний и степени ковалент-
ности связи, а также с увеличением валентности и координационного числа.
Ступени Температура
плавления,
ступени, °с
Минералы
лед (Н
2
О)
сера (S)
олово (Sn)
пираргирит (A
g3
[SbS
3
])
антимонит (Sb
2
S
3
)
джемсонит (Pb
4
Fe[Sb
3
S
7
]
2
)
Температура
плавления
минерала, °С
0
115
232
Весьма легкоплав-
кие
0-400
Легкоплавкие 400-700
485
546
610
31
Плавкие 700-1000 тенардит (Na
2
[SO
4
])
аргентит (Ag
2
S)
никелин (NiAs)
835
840
970
Трудноплавкие 1000-1600 альмандин (Fe
3
Al
2
[Si0
4
]
3
)
ильменит (FeTiO
3
)
магнетит (FeFe
2
O
4
)
кварц (SiO
2
)
периклаз (MgO)
графит (С)
1140
1450
1538
1710
2800
3600
Весьма трудноплав-
кие
>1600
В табл. 32 приведено разделение минералов по температуре плавления.
В основу взято разделение минералов по плавкости с помощью
паяльной трубки, но семибальная шкала заменена пятибалльной.
Термические свойства минералов изучаются при помощи
термического анализа. Его используют для исследования процессов,
происходящих при непрерывном нагревании или охлаждении минералов.
Результаты фиксируются так называемыми термоэлементами (термопарами).
На термических кривых, полученных при нагревании (кривые нагревания) и
охлаждении (кривые охлаждения), наблюдаются аномальные участки в виде
изломов, горбов и т. п., обусловленные определенными превращениями
(плавление, разложение, кипение и т. д.) в минерале. Они называются
термическими эффектами. Превращения могут протекать с поглощением
(эндотермические эффекты) и с выделением (экзотермические эффекты)
тепла.
Кривые нагревания и охлаждения могут быть использованы для диаг-
ностики минералов путем сравнения их с эталонными кривыми и для реше-
ния вопросов, связанных с конституцией минералов, в частности, для опре-
деления характера воды, содержащейся в минерале, для суждения о тем-
пературе и характере диссоциации, температуре плавления, для определения
других термофизических свойств минерала и т. д.
32
В последнее время термический анализ применяется для качественного
и количественного анализа.
Очень важное значение термический анализ имеет при изучении
дегидратации и декарбонатизации минералов, а также при изучении потери
других составных частей минералов, которые могут улетучиваться при
нагревании.
Кривые дегидратации находятся в полной зависимости от роли воды,
гидроксила и гидрооксония в структуре минерала.
Одновременно с изучением дегидратации минерала в ходе
термического анализа проводится его оптическое изучение, получившее
название термооптического исследования, а также выясняются изменения
других свойств и прежде всего плотности.
Как при получении кривых нагревания, так и при дегидратации важно
не только установить наличие того или иного эффекта, но и установить
превращения, которые при этом совершаются в минерале. Поэтому при
полном термическом исследовании минералов наряду с термическим и
оптическим изучением их проводятся рентгенометрическое и химическое
исследования, помогающие установить все превращения, происходящие в
минерале, и причины тех
или иных термических эффектов.
Термический анализ также имеет важное значение для диагностики
метамиктных минералов, на кривых нагревания которых отмечается резко
выраженный экзотермический эффект в интервале 500 – 900 °С.
33
34