Изследване състава на минералите

Химични методи

Основна задача при химичните анализи е те да имат висока чувствителност, точност и възпроизводимост. Това е важно при определяне на минералния вид и особено за случаите с изоморфни редици или минерали с близък химичен състав. За диагностиката на определен клас или група минерали понякога се използват химични реактиви за изпитание па разтворимост (разтворители – вода или разтвори на сярна, азотна, солна и флуороводородна киселина, натриева и калиева основа).

Микрохимичният метод и методът на духалката (в пламъка на спиртна лампа), които вече излизат от употреба, са анализи-тестове за качествено доказване на присъствието на даден химичен елемент в минерала. В първия случай върху дребни частици от пробата се въздейства с различен тип химични реактиви за получаване на характерни за даден химичен елемент реакции. При втория метод се използват окислителната или редукционната част на пламъка за сходно химическо тестване (изпитание по цвета на пламъка, оцветяване на топчета от боракс или на въглен).

При класическия химичен анализ (пълен и съкратен силикатен анализ, карбонатен анализ при скали) качествено и количествено се определя в тегловни проценти съдържанието на основните компоненти на минерала във вид на химични елементи или на оксиди (атомните тегла=атомните количества), като това спомага за определяне на химичната формула на минерала, а от там и за определяне на минералния вид. При този метод е достатъчно около 0.5-5 g вещество, което се привежда в прахообразно състояние и се обработва в разтворено състояние чрез различни химични процедури (оттам названието “мокър химичен анализ”).

При емисионния спектралния анализ могат да се определят качествено и полуколичествено до количествено освен основните компоненти в минералите и някои елементи-примеси. При него обикновено е нужно 0.05 g вещество, а чувствителността с от порядъка 10-3-10-5%. При този метод приведения в праховидно състояние образец се изгаря в електрическа дъга, като приведените в лъчение атоми се регистрират спектрографски на фотографски плаки. Разновидност представлява лазерния локален микроанализ, при който може да се изследва вещество с размери в порядъка 50-100 μm.

Пламъчна фотометрия е също емисионен метод, използван за определяне на алкални и алкалоземни елементи, като чувствителността е от порядъка 4 – 1%. При него изгарянето на пробата, която се привежда в разтвор, става чрез диспергиране в пламъка на газова (пропан, ацетилен) горелка. Спектрографските данни се трансформират във фотоелектрически импулси, чийто интензитет корелира на съдържанието на определен химичен елемент.

Атомно-абсорбционният анализ (АЛА) позволява диагностиката освен на алкални и алкалоземни елементи, също така и на голяма група метали и полуметали като Ni, Co, Zn, Cd, Pb, Sn, Mo, Se, Te, Au, Ag, Hg, Sb u Bi. Пробата и при този анализ се диспергира като разтвор в пламъка на горелка при източник на светлина, като полученото лъчение, характеристично за всеки елемент, се регистрира качествено и количествено.

химични методи

Рентгено-спектралният анализ (РСА) позволява получаване на информация от по-малко количество проба, която във вид на таблетка се облъчва с рентгенов източник, като възниква вторично рентгеново лъчение, което се анализира и чийто спектри се измерват.

Неутронно-активизационният анализ (НАА) се осъществява в ядрен реактор. Чувствителността на метода е изключително висока и достига 10-8-10-12%. Използват се многоканални анализатори за регистрация на резултатите от ядрени превръщания.

За определяне на съдържанието и типа вода в някои минерали се използва диференциално термичния анализ (ДТА). Благодарение на него могат да се проучват процеси като дехидратация, окисляване, дисоцииране и фазови преходи. Този метод може понякога да се прилага съвместно с определяне на относителното тегло (диференциално гравиметричен анализ – ДГА; термогравиметричнен метод) на минералите, като на съответни диаграми се следи за олекването на минералите при загуба на вода. Методът е особено полезен при  трудно диагностируеми прашести и глинести минерални агрегати, зеолити и серпентини. S Оптималното количество изследвано вещество е 1 g е размер на фракцията 0.01 до 0.001 mm.

Инфрачервената спектроскопия (инфрачервен спектрофотометър) е резонансен метод, свързан с вибрационни молекулни колебания. Тя е използвана за диагностиката предимно на хидроксилни групи и свързани с тях аниони в структурата на определени класове минерали. Могат да се изследват тънки пластинки от минерала или пресовани таблетки от фино диспергирано вещество.

химични методи

Радиометричните методи се прилагат при търсене и описване на радиоактивни минерали. Техният принцип е в детекцията на α, β и γ радиация. При обикновената радиография на фотоплака се регистрират съответни частици, свързани най-често с присъствието на елементите U, Th и Ra. При метода на следите, ядра на радиоактивни  елементи (а също на бор и берилий) се разпадат под въздействие на неутрони или γ-лъчи на частици с енерия около 100 MeV, които разрушават минералната структура. Тези следи, след разяждане на плоска повърхност, се наблюдават с обикновен микроскоп. Чувствителността за диагностика на уран достига 10-10%.

При рентгеновия спектрален микроанализ (електронна микросонда) може да се осъществи визуализиране на обекта в обратно погълнати (отразени) електрони и в характеристично рентгеново излъчване. Определя се качествено и количествено елементния състав в поле с размери около 2×3 μm. Методът позволява определяне на разпределението на примеси в матрицата на минерала и на различните форми на присъствие на даден химичен елемент.

химични методи


Comments

comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

four × 2 =

error

Харесва ли ви сайта? Моля споделете :)