IDENTYFIKACJA CHEMICZNA WYBRANYCH MINERAŁÓW

METODY BADAŃ SUROWCÓW MINERALNYCH (LABORATORIUM)
Wybrane podstawowe metody oznaczania właściwości fizycznych skał i minerałów
T5: Identyfikacja chemiczna wybranych minerałów
IDENTYFIKACJA CHEMICZNA WYBRANYCH
MINERAŁÓW
opracował dr inż. Tomasz Ratajczak
1. WSTĘP
Przy rozpoznawaniu minerałów sposobami chemicznymi można stosować metody: suchą
(termiczną), rozcierania proszków oraz mokrą (Bolewski i Manecki, 1987).
Analiza dmuchawkowa (metoda termiczna), wprowadzona do praktyki analitycznej przez
Th.O. Bergmana, była stosowana do identyfikacji minerałów. Obecnie ma ona znacznie
historyczne. Polegała ona na ogrzewaniu stałej substancji, zmieszanej z sodą, na kawałku
węgla drzewnego w płomieniu kierowanym strumieniem ustnej dmuchawki. W wysokiej
temperaturze płomienia powstawały węglany metali, rozkładające się na tlenki metali;
a w płomieniu utleniającym obserwowało się charakterystyczne zabarwienie tlenku.
Natomiast w płomieniu redukującym tlenki redukowały się do metalu, który może być dalej
identyfikowany za pomocą charakterystycznych reakcji (Encyklopedia PWN, 2016a). Metoda
ta wyróżniała się szybkością wykonania, prostotą urządzeń, a także dużym stopniem
dokładności, głównie przy wykrywaniu: S, As, Sb, Bi, Co, Ni, Fe, Mn, Zn, Cu, Hg, Ag
(Bolewski i Manecki, 1987).
Inną metodą termiczną identyfikacji minerałów jest barwienie szkliwa boraksowego oraz
fosforanowego, wykonanego w postaci perły (kulki) boraksowej (NaBO2) oraz fosforanowej
(NaPO3). W obecności małych ilości związków metali ciężkich perła boraksowa zabarwia się
na kolor pozwalający na rozpoznanie metalu, na przykład w obecności kobaltu - na niebiesko,
miedzi - na zielono. Zabarwienie perły fosforanowej na kolor czerwony może świadczyć
o występowaniu żelaza i niklu, a kolor żółty o uranie (Encyklopedia PWN, 2016 b i c).
Metoda rozpoznawania minerałów przez proszkowanie jest chemiczną analizą
jakościową, wykonywaną na drodze suchej lub niemal suchej. Polega ona na tym,
że rozdrabniane substancje, starannie mieszane wskutek rozcierania, reagują ze sobą.
W przypadku odpowiedniego dobrania odczynnika uzyskuje się produkty barwne. Metoda ta
charakteryzuje się prostotą oraz użyciem małej ilości przyrządów i materiałów. Stanowi ona
uzupełnienie dla metody dmuchawkowej (Bolewski i Manecki, 1987).
Rozpoznawanie minerałów, a dokładniej pierwiastka lub pierwiastków tworzących
badany minerał , metodami mokrymi polega na przeprowadzeniu wszystkich lub wybranych
składników minerału do roztworu wodnego lub wydzielenia z nich charakterystycznych
gazów. Następnie za pomocą dodatkowych odczynników chemicznych przeprowadza się
zwykle barwne, reakcje charakterystyczne (Bolewski i Manecki, 1987).
W tym ćwiczeniu przeprowadzone będzie rozpoznawanie minerałów w oparciu o metody
proszkowe i mokre.
2. WYKONANIE ĆWICZENIA
Doświadczenie 1. Chemiczne wykrywanie miedzi w substancji mineralnej
Przygotuj niewielki kawałek badanego minerału z grupy węglanów. Sproszkuj go
w moździerzu porcelanowym i skropl 1-2 kroplami amoniaku NH4OH. Pojawiające się
1/2
METODY BADAŃ SUROWCÓW MINERALNYCH (LABORATORIUM)
Wybrane podstawowe metody oznaczania właściwości fizycznych skał i minerałów
T5: Identyfikacja chemiczna wybranych minerałów
niebieskie zabarwienie świadczy o obecności Cu.
Doświadczenie 2. Chemiczne wykrywanie żelaza w substancji mineralnej
Na wyrównaną powierzchnię bazaltu nanieść kroplę siarczanu miedziowego. Zwróć
uwagę na zachodzącą reakcję. W przypadku obecności żelaza, żelazo powinno przejść do
roztworu, z którego powinna wytrącić się miedź w pobliżu ziarn Fe.
Doświadczenie 3. Chemiczne wykrywanie niklu w substancji mineralnej
Utrzyj w moździerzu porcelanowym mały kawałek minerału z grupy krzemianów
z paroma ziarnami dwumetyloglikoksymu. Pojawienie się czerwonoróżowego zabarwienia
świadczy o obecności Ni.
Doświadczenie 4. Chemiczne wykrywanie węglanów w substancji mineralnej
Kawałek pokruszonej skały wapiennej wprowadź do probówki. Zalej ją kwasem
chlorowodorowym. Następnie połącz wężykiem probówkę ze zlewką, w której znajduje się
woda wapienna (Ca(OH)2 rozpuszczone w wodzie). Probówka ze skałą wapienną powinna
znajdować się ponad zlewką. Zmętnienie wody w zlewce świadczy o obecności węglanów.
Doświadczenie 5. Chemiczne wykrywanie krzemionki w substancji mineralnej
Przygotuj sproszkowaną próbkę badanego minerału i zmieszaj ją z równą ilością fluorku
potasu KF. Tak wykonaną mieszaninę umieść w tygielku platynowym lub ołowianym
i skropl ją niewielką ilością stężonego H2SO4. Następnie zakryj tygielek czarnym,
wilgotnym papierem i umieść go nad palnikiem. Zacznij go bardzo ostrożnie ogrzewać.
W razie obecności SiO2, po kilku minutach, na papierze powinna powstać biała plama.
3. BIBLIOGRAFIA
Bolewski A., Manecki A., 1987. Rozpoznawanie minerałów, Wydawnictwo geologiczne,
Warszawa.
Encyklopedia PWN, 2016a. http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/analiza-dmuchawkowa;
3893142.html, dostęp: 22.02.2016 r.
Encyklopedia PWN, 2016b. http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/boraksowa-perla;3879513.html,
dostęp: 22.02.2016 r.
Encyklopedia
PWN,
2016c.
perla;3902143.html, dostęp: 22.02.2016 r.
http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/fosforanowa-
2/2