В. Плотность минералов
Плотность (ρ) – одна из главнейших констант минералов. Определяется, как отношение массы минерального зерна на единицу его объёма, измеряется в г/см3. Значение плотности минеральных видов колеблется в широких пределах: от значений, меньших единицы (озокерит, лёд), до 23, 0 г/см3 (минералы группы осьмистого ирридия). При макроскопическом определении минералов их плотность оценивается приблизительным сравнением в руке, на основании чего можно отнести минералы к группе низкой (ρ =1, 0 – 3, 0 г/см3, например: янтарь, кварц), средней (ρ =3, 0 - 7, 0 г/см3, например: пирит, барит) или высокой (ρ =7, 0 – 10, 0 г/см3, например: галенит, миметезит) плотности. Кроме этих групп существуют минералы с очень высокой плотностью (ρ = > 10 г/см3, например: сперрилит, уранинит) и минералы с очень низкой плотностью (ρ = < 1, 0 г/см3, например: озокерит, лёд). Как показывают подсчёты, в минеральном мире преобладают минералы с низкой плотностью. Плотность зависит от химического состава и структуры минерала, причём особенно важную роль играет атомный вес элементов, входящих в в состав минерала, а также их валентность и размер ионных радиусов. Полиморфные разности вещества, имеющие различную кристаллическую структуру, имеют различную плотность. Например: гексагональная полиморфная модификация углерода – графит имеет плотность 2, 2 г/см3, а кубическая – алмаз имеет плотность 3, 5 г/см3. В соответствии с колебаниями химического состава один и тот же минерал может иметь различную плотность. Например, безжелезистая разновидность сфалерита (клейофан) имеет плотность 3, 5 г/см3, а железистая (марматит) – 4, 2 г/см3. Однако не всегда эти колебания значения плотности минерала могут быть вызваны изменением химического состава. Следует учитывать проявления неоднородности, пористости и трещиноватости исследуемого материала. Атомный вес особенно влияет на плотность. Так, минералы бария и свинца (витерит, церуссит) имеют значительную плотность соответствующих минералов кальция (кальцит). Валентность атомов и ионов, входящих в состав минерала, имеет важное значение для плотности: увеличение валентности аниона и уменьшение валентности катиона приводят к повышению отношения числа катионов к числу анионов в минерале и, следовательно, к повышению процента заполнения катионами пустот. Это приводит к увеличению значение плотности минерала. Для определения плотности минералов существуют многочисленные методы и приспособления. Наибольшим распространением пользуются пикнометрический метод и метод тяжёлых жидкостей. При пикнометрическом методе минерал в виде мелких зёрен взвешивается в воздухе, затем взвешивается сам пикнометр и минерал в пикнометре с водой. Плотность минерала высчитывается по формуле: ρ =М/Р+М+Р1, где М - вес минерала, Р - вес пикнометра с водой, Р1- вес пикнометра с водой и минералом. Определение плотности минерала с помощью тяжёлых жидкостей имеет большое значение в минералогической практике. Наиболее часто употребляются следующие тяжёлые жидкости: бромоформ (CHBr3)–2, 89 г/см3, жидкость Туле (KJ+HgJ2) – 3, 2 г/см3, жидкость Клеричи (CH2(COO)2Tl+HCOOTl) – 4, 27 г/см3.
|
