Карбонаты

Карбонаты это соли угольной кислоты Н₂СО₃ (карбонатная кислота), которые делятся на три основных группы (кальцита, арагонита и водные карбонаты).

Все неорганические карбонаты подразделяются на средние (например Na₂HCO₃) и кислые (например NaHCO₃).

Что такое карбонаты

Наиболее распространенные карбонаты обладают невысокой твердостью (чертятся ножом) и неметаллическим, чаще всею стеклянным, блеском.

Удельный вес их колеблется от 2,7 до 4, и только смитсонит и церуссит отличаются большим удельным весом.

Карбонаты что это

Среди карбонатов можно выделить три семейства:

1) семейство кальцита — тригональной сингонии,

2) семейство арагонита — ромбической сингонии,

3) водные карбонаты (основные соли).

Кальцит

Карбонат кальция. Химический состав кальцита — СаСО₃. Тв. 3. Уд. в. 2,7. Сингония тригональная.

Один из распространенных в земной коре минералов. Иногда прозрачный, часто белый, желтоватый или сероватый в зависимости от примесей. Кристаллизуется в виде прекрасных ромбоэдров и скаленоэдров

(рис. 2, 3), наросших друзами в трещинах и пустотах. Совершенная спайность по трем направлениям.

Прозрачные разновидности кальцита носят название исландского шпата, вы-соко ценятся в виде крупных кристаллов и употребляются для оптических целей.

Как определить кальцит

Кальцит отличается от других минералов, формой кристаллов, совершенной спайностью по ромбоэдру и малой твердостью.

При действии разбавленной (10%) НСl кальцит бурно вскипает, выделяя СО₂ (отличие от весьма сходного с ним по виду доломита).

Кальцит образуется, преимущественно, из водных растворов как горячих (гидротермы), так и холодных.

Многие животные состоят из кальцита свои скелетные части (раковины).

Кальцит (карбонат кальция) может быть искусственно получен с помощью химической реакции гидроксида кальция и угольной кислоты:

Сa(OH)₂ + H₂CO₃  → CaCO₃ + 2H₂O

Месторождения

Кальцит встречается повсеместно. Исландский шпат встречается в Исландии (откуда и название его). В СНГ он найден в Крыму, на Северном Кавказе, в Якутии.

Употребление. Исландский шпат употребляется для изготовления поляризационных приборов (николей).

Доломит

Химический состав доломита — CaMg(CО₃)₂. Часто содержит Fe и Мn. Тв. 3,5—4. Уд, в. 2,8—2,9.

Доломит бывает разных цветов, но большей частью белый, желтый и серый. Часто слагает плотные мраморовидные массы.

Кристаллы встречаются редко, иногда образуют своеобразные срастания (рис. 4). Совершенная спайность по трем направлениям, как у кальцита.

Блеск стеклянный, иногда перламутровый

Как определить доломит

Доломит обладает совершенной спайностью. Грани и спайные плоскости часто искривлены, иногда чешуйчаты. Дает седловидные сростки.

При действии разбавленной соляной кислоты на холоду не вскипает (отличие от кальцита).

Доломит встречается среди осадочных пород, образуя мощные пласты и горные массивы, и является продуктом доломитизации известняков или как самостоятельное выделение из раствора.

Месторождения применение

Месторождения доломита образуются также в процессах подводного преобразования карбоната кальция под влиянием магнезиальных растворов и также при метаморфизме основных магнезиальных горных пород.

Месторождения в СНГ — Московская область, Украина, Урал, Сибирь, Кавказ и другие районы.

Употребление. Сплошные массы доломита употребляются как строительный камень и как огнеупорный материал в металлургии, также для изготовления цемента, получения белой магнезии и др.

Магнезит

Химический состав магнезита — МgСО₃. Иногда содержит примесь железа. Тв. 3,5—4,5. Уд. в. 3—3,12.

Цвет желтый, белый, серый и коричневый. Зернистые мраморовидные массы и плотные желвакообразые образования.

Как определить магнезит

Магнезит большей частью встречается в плотных или землистых агрегатах с плоско-раковистым изломом.

Магнезит похож на мел и каолин, от которых он отличается большей твердостью. Кристаллический магнезит бывает похож на доломит, от которого отличается только химическими реак циями.

С кислотами магнезит не вскипает (отличие от кальцита).

Образование магнезита

Образуется при действии водных растворов солей магния на известняки путем метасоматического замещения.

Иногда является продуктом выветривания магнезиальных горных пород, змс свиков, оливинов и т. п.

В СНГ добывается в больших количествах на Южном Урале (ст. Сатка близ Златоуста, Халиловское месторождение плотного магнезита в Чкаловской области и др.)

Применение

Сильно обожженный магнезит применяется для изготовления высококачественных огнеупорных кирпичей для металлургических печей.

В строительной промышленности для изготовления цемента Сорреля и ксилолита употребляется слабо обожженный («каустический») магнезит.

Сидерит (железный шпат, шпатовый железняк)

Химический состав — FеСО₃. Обычно содержит примеси Mg, Мn и Са. Тв. 3,5—4,5. Уд. в. 3,7—3,9.

Кристаллы напоминают кристаллы кальцита. Образует также сплошные мраморовидные массы. Цвет светло-серый до буроватого.

Как определить, месторождения

Сидерит отличается от других минералов буроватым цветом и совершенной спайностью.

Капля НСl на сидерите желтеет от образования хлорного железа.

Сидерит залегает пластами среди осадочных пород древнейших геологических периодов. Кроме того, встречается в виде желваков и шарообразных стяжений в смеси с глинами и мергелями (так называемые «сферосидериты»).

Сидерит является характерным минералом рудных жил, а также образуется метасоматическим путем при действии железосодержащих растворов на известняки.

При выветривании, под действием атмосферы и влаги, сидерит переходит в бурый железняк.

В СНГ сферосидериты и сидериты известны во многих местностях Московской области.

На Урале сидерит добывается в Бакальском руднике близ ст. Сатка (Златоустовский район), кроме того, известен в Алапаевском, Синаро-Каменском и других месторождениях.

Применение

Благодаря высокому содержанию железа, отсутствию вредных примесей и частому присутствию марганца, сидерит представляет собой важную руду для получения качественной стали.

В СНГ НГазе (Садонский рудник) и в Средней Азии.

Смитсонит (цинковый шпат)

Химический состав смитсонита — ZnCO₃. Тв. 4,5—5. Уд. в. 4,5.

Иногда образует мелкие кристаллы. Обычно встречается в виде белых, буроватых, голубых или зеленоватых натечных образований и корок в зоне выветривания рудных жил.

Как определить

Для смитсонита характерны натечные, гроздевидные формы и корки разных цветов. На холоду вскипает с кислотами, хотя иногда и слабо.

От других карбонатов, дающих ту же реакцию, смитсонит отличается большей твердостью (тв. 5) и значительным удельным весом.

Применение

Цинковый шпаг применяется как богатая цинковая руда.

Вторая группа карбонатов, кристаллизующихся в ромбической сингонии (группа арагонита), представлена арагонитом и церусситом.

Арагонит

Химический состав арагонита — СаСО₃. Тв. 3,5—4. Уд. в. 2,9—3. Арагонит в отличие от кальцита, имеющего тот же химический состав, кристаллизуется в ромбической сингонии.

Встречается обычно в плотных натечных массах (оникс), иногда образует оолитовые скопления и игольчатые кристаллы.

Спайность неясная. Арагонит бесцветен и прозрачен или окрашен и желтый, белый и серый цвета.

Как определить

Для арагонита характерны: вскипание с соляной кислотой на холоду, небольшая твердость (легко чертится ножом); часто встречается в двойниках с типичными продольными желобками.

Арагонит отличается от кальцита слабо выраженной спайностью, формой кристаллов и реакцией с азотнокислым кобальтом (см. «Определение минералов»).

Выделяется из горячих источников, например, в Карловы Вары (Чехословакия). Представляет прекрасный поделочный материал. Иногда образуется как вещество современных раковин.

В СНГ встречается редко. Известен в Армении (Агамзалы близ Еревана).

Церуссит

Химический состав церуссита — РbСО₃. Тв. 3—3,5. Уд. в. 6,4—6,6. Сингония ромбическая.

Белые, иногда прозрачные, также серые, синеватые, зеленоватые кристаллы с алмазным блеском.

Зернистые массы в верхних частях жил свинцового блеска, происходящие при его выветривании. Нередко церуссит, благодаря примесям, бывает окрашен в бурый и черный цвет.

Как определить, месторождения

Для церуссита характерны большой удельный вес, небольшая твердость (чертится ножом) и алмазный блеск.

В СНГ известно месторождение церуссита в Казахстане в горах Кара-Тау (Ачисайское месторождение) и в Средней Азии — Таджикистан, рудник Дарбаза. Кроме того, церуссит известен на Урале и в Забайкалье.

Употребление. Весьма богатая руда на свинец.

Малахит

Малахит относиться к водным карбонатам. Химический состав — СuСО₃ Сu(ОН)₂. Тв. 3,5—4. Уд. в. 3,7—4,1. Сингония моноклинная

Зеленого цвета плотные массы натечных почковидных форм с красивым рисунком в разрезе (рис, 5), Налеты и примазки иногда с шелковистым блеском.

Землистые массы называются медной зеленью.

Как определить малахит

Для малахита характерны: зеленый цвет и натечные или почковидные формы агрегатов.

С кислотами малахит бурно вскипает (отличие от хризоколлы). Силикат меди состава:

Cu₂ + Cu²₃⁺ +(OH)₄(Si₄O₁₀) · nН₂О.

Малахит образуется в верхних частях земной коры при взаимодействии растворимых солей меди с известковыми растворами.

Месторождения

Единственные в мире по богатству месторождения плотного малахита, в настоящее время почти выработанные, находятся на Урале (Нижний Тагил и Гумешсвск).

Землистый малахит встречается во многих местах Урала и в Казахстане, это — обычный минерал зоны окисления месторождений, содержащих медь.

Землистые разновидности малахита (медная зелень) вместе с медной синью (азуритом) широко распространены в полосе местных песчаников западного склона Урала и на Украине.

Применение

Плотные разновидности малахита применяются как очень красивый материал для камнерезных работ. Вырезанными из него пластинками оклеивают шкатулки, вазы, столы, колонны и др.

Землистый малахит — ценная краска для живописи.

Как руда на медь, малахит употребляется только в смеси с другими рудами.

Азурит

Химический состав азурита — 2СuСO₃ · Сu(ОН)₂. Тв. 3,5—4. Уд. в. 3,7—3,8. Сингония моноклинная.

Темно-синие кристаллы, большею частью соединенные в друзы. Плотные и лучистые массы синего цвета; землистые разновидности называются медной синью.

Как определить, месторождения азурита 

Диагностика. Для азурита характерны: лазурево-синий или темносиний цвет и вскипание с кислотами.

Азурит встречается вместе с малахитом и образуется в сходных условиях. В СНГ азурит встречается на Урале, обычно вместе с малахитом, и в Казахстане.

В смеси с другими рудами пропитывает песчаники и сланцы.

Употребление. Применяется в красочном деле и как медная руда.

Статья на тему Карбонаты