Вопрос 18: химический анализ минералов и расчет кристаллохимических формул.

Ведущим методом определения химического состава минерала является метод аналитической химии и весовой химический анализ. Когда минерал отобран в чистом виде и освобожден от примесей проба от 10-ов миллиграмм истирается до пудры взвешивается, а затем переводится в раствор, из него воздействуя на него другими реагентами последовательно осаждают те или иные химические элементы полуученые осадки высушивают и взвешивают, после того как все компоненты высушены, рассчитываются процентное весовое содержание оксидов отдельных элементов. Контролем качества выполненного анализа является близость суммы всех оксидов полученных к 100, % но это не гарантирует правильность химического анализа. Поэтому для начального анализа всегда необходима предварительная информация о качественном составе элементов входящих в состав минерала. Геолог получает таблицу результатов химического анализа она представляет перечень компонентов входящих в состав минерала процентное содержание. Т.о. можно рассчитать кристаллохимическую формул минерала. Для этого необходимо перевести весовые содержания отдельных химических элементов в новые отношение величины показывающее в одном масштабе кол-во тех структурных единиц которые входят в состав минерала в качестве таких единиц используют атомное кол-во. Для расчета атомных кол-в необходимо вычесть молекулярные кол-ва компонентов. Весовые проценты содержания компонентов делят на их молярный вес. После этого рассматривают атомное кол-во катионов и анионов, входящих в оксиды. Для этого молекулярные кол-ва катионов умножают на число их атомов в формуле оксидов. Аналогично анионы (кислород). Дальнейший расчет формулы можно вести либо по катионам, либо по анионам. Для этого необходимо знать с каким минералом вы имеет дело, т.е. какова его химическая формула. Если по катионам, то находим общий делитель. Его находят, складывая все атомные кол-ва катионов в анализе и получают их сумму, которая делится на теоретическое число катионов. Путем деления атомного кол-ва отдельных анионов на общий делитель находим их число в кристаллохимической формуле. После расчета проверяется точность. Путем сравнения положительных и отрицательных зарядов в формуле. В кристаллохимической формуле первым записывается катион, который содержится в большем кол-ве. В современных вариантах записи кристаллохимических формул катионы записываются в порядке возрастания их валентности анионы наоборот. Этот метод аналитически дорогой, поэтому появился рентгеноспектральный анализ. Микрозондовый анализ. Он основан на возбуждении в исследуемом минерале вторичного характера рентгеновского излучения с помощью тонко сфокусированного пучка электронов (микрозонд = 10^–8 ангстремов) бомбардирующих поверхность минерала. Именно эти электроны ударяющие в атомы вызываются электронные переходы с одних орбит на другие порождая, таким образом, характерные излучения (у каждого химического элемента частота излучения индивидуальна). Это позволяет, анализируя полученный рентгеновский спектр определять набор элементов входящих в состав исследуемого минерала. Сравнивая интенсивность характерных линий отдельных элементов с интенсивностью аналогичных линий параллельно снимаемо эталона с известными элементами определять кол-во тех или иных элементов присутствующих в пробе. Т.о. анализ определяет качественный и количественный состав. Ошибка анализа 1-2%. Внедрение в аналитику микрозонда привело к эволюции в минералогии. Именно он утроил число известных минеральных видов.