„Testul acid” pentru mineralele carbonatate și rocile carbonatate

calcit: Acest exemplar transparent de calcită prezintă clivajul caracteristic mineralului. Calcit, cu o compoziție de CaCO₃, va reacționa puternic cu acid clorhidric rece sau cald. Eșantionul măsoară aproximativ 10 cm.

Vigorul reacțiilor carbonatate

Observarea atentă este importantă, deoarece unele minerale carbonatate reacționează puternic, iar altele abia reacționează cu acidul rece.

Mineralul carbonat care este cel mai frecvent întâlnit de geologi este calcita (CaCO)₃). Calcitul este un mineral „omniprezent”. Omniprezent înseamnă „găsit peste tot”. Calcitul apare în rocile ignee, metamorfice și sedimentare și este cel mai frecvent întâlnit mineral carbonat. Dacă așezați o picătură de acid clorhidric rece pe calcită, întreaga picătură de acid va izbucni cu bule și un fizz viguros va dura câteva secunde.

Caomg Dolomit (CO.)₃)₂ este un alt mineral carbonat întâlnit frecvent. Dacă așezați o picătură de acid clorhidric rece pe o bucată de dolomit, reacția este slabă sau nu se observă. În loc să vedeți un fizz evident, veți vedea o picătură de acid pe suprafața mineralului care ar putea avea câteva bule de gaz dioxid de carbon care crește lent pe suprafața dolomitei.

Cu toate acestea, dacă acidul cald este plasat pe dolomit, va apărea un fizz evident. Acest lucru se întâmplă deoarece acidul și roca reacționează mai puternic la temperaturi mai ridicate.

Dacă așezați o picătură de acid clorhidric pe dolomita pudră, va apărea o reacție vizibilă. Acest lucru se datorează faptului că suprafața a fost crescută, făcând mai multă dolomită disponibilă acidului. (Puteți face cu ușurință pulbere de dolomită prin zgârierea unui specimen de dolomită pe o placă cu bandă. Apoi, testați pulberea punând o picătură de acid clorhidric pe pulbere. Un alt mod ușor de a produce o cantitate mică de pulbere minerală este să zgâriați specimenul cu o unghie.)

Diferite minerale carbonatice au răspunsuri diferite la acidul clorhidric.O listă de minerale carbonatice comune și întâlnite ocazional este prezentată în tabelul 1 cu compoziția lor chimică și reacția lor relativă cu acid clorhidric rece și cald.

Când un mineral are un răspuns slab la acid, trebuie să fii atent și răbdător pentru a-l vedea. De exemplu, magnezitul are o reacție foarte slabă cu HCl rece. Dacă pulverizați o cantitate mică de magnezit pe o farfurie și așezați o picătură de acid pe ea, este posibil să nu observați nicio acțiune timp de câteva secunde. Apoi, pe măsură ce bule minuscule încep să se formeze pe particule de magnezit, picătura de acid va părea să crească ca mărime. Aceasta se produce pe măsură ce dioxidul de carbon este eliberat de mineral și deplasează apa. Observarea formării de bule cu o lentilă de mână poate fi de ajutor.

Dolostone: Dolostona este o rocă sedimentară compusă în principal din dolomitul mineral, care are o compoziție chimică de CaMg (CO₃)₂. Dolomitul se va eferifica slab cu acid clorhidric rece, producând câteva bule. Reacția este mai vizibilă când acidul este cald și / sau piatra este pudrată. Exemplarul din fotografie este de aproximativ 10 cm.

Testul acid pe roci

Calcar, DOLOSTONE ȘI MARMĂ

Unele roci conțin minerale carbonatice, iar testul acid poate fi utilizat pentru a ajuta la identificarea lor. Calcarul este compus aproape în întregime din calcită și va produce un fizz viguros cu o picătură de acid clorhidric. Dolostonul este o rocă compusă aproape în totalitate de dolomit. Acesta va produce un fizz foarte slab atunci când este plasată o picătură de acid clorhidric rece, un fizz mai evident atunci când este testată dolostonă sub formă de pulbere și un vânt mai puternic atunci când se folosește acid clorhidric fierbinte.

Calcarul și dolostonul pot fi puțin mai complexe. Uneori sunt compuse dintr-un amestec de calcită și dolomit și au reacții acide înșelătoare. O dolostonă poate conține suficient calcită pentru a te păcăli să o numești calcar. Pentru aceste roci, s-ar putea ca testul acid să nu fie suficient pentru o identificare sigură - dar cel puțin veți ști că roca are un conținut semnificativ de carbonat.

Marmura este un calcar sau o dolostonă care a fost metamorfozată. Va avea o reacție acidă care este similară calcarului sau dolostonei din care a fost formată.

Alte aplicații ale „Testului acid”: Geologii pot folosi acidul clorhidric diluat pentru a ajuta la identificarea agentului de cimentare a pietrelor de nisip. Acestea pun o picătură de HCl diluată pe gresie și observă îndeaproape. Dacă calcita este agentul de cimentare, va apărea o efervescență și s-ar putea elibera o parte din boabele de nisip. Un obiectiv de mână sau un mic microscop este folosit pentru a face observațiile. Fotografia de mai sus este o vedere amplificată a unei bucăți de piatră de nisip Oriskany, o unitate de rocă din Ordovician, din Bazinul Apalahian, care servește ca rezervor de gaze naturale și unitate de stocare a gazelor naturale. Gresia Oriskany este adesea cimentată de calcită.

ALTE ROCCURI CARE FIZZ

Amintiți-vă întotdeauna că „calcita este omniprezentă”. (Omniprezent înseamnă că se găsește aproape peste tot.)

Multe roci conțin cantități mici de calcită sau alte minerale carbonatate. Toate acestea pot produce un fizz, chiar dacă carbonatul este doar o parte minoră a unei compoziții de roci. Aceste roci pot conține vene mici sau cristale de minerale carbonatice care produc un fizz în contact cu acidul. Aceste vene și cristale pot fi atât de minuscule încât nu sunt vizibile pentru ochiul neajuns. Această cantitate mică de carbonat ar putea să se contureze pentru prima dată când se aplică o picătură de acid, dar să se epuizeze și să nu crească dacă se aplică acid a doua oară în aceeași locație pe rocă.

Unele roci sedimentare sunt legate împreună cu ciment calcit sau dolomit. Gresia, piatra de argint și conglomeratul au uneori ciment de calcită care va produce un fizz viguros cu acid clorhidric rece. Unele conglomerate și breccii conțin clasturi de roci carbonatice sau minerale care reacționează cu acidul.

Multe șisturi au fost depuse în medii marine și conțin suficient carbonat de calciu pentru a produce un gust puternic de acid. Aceste șisturi s-au format atunci când a fost depus noroi într-un mediu similar sau învecinat cu locul unde s-a format calcarul. Sunt compuse din minerale sedimentare de argilă amestecate cu o cantitate mică de calcită. Ele sunt cunoscute sub numele de „șisturi calcaroase”.

Nu permiteți unui fizz acid să ghideze procesul de identificare. În multe cazuri, în schimb, va adăuga detalii la observația ta, cum ar fi: "calcaros șist "sau" gresie cu ciment carbonat"Aceasta este informație valoroasă.

Oțetul poate fi utilizat pentru testul acid: Oțetul poate fi un „acid” sigur, economic și ușor de obținut pentru identificarea calcitei și dolomitei. Oțetul este acid acetic diluat care produce o reacție foarte slabă cu calcită și dolomit - cel mai bine observat cu o lentilă de mână.

REACȚII ACID EXTREME

Câteva roci pot produce o reacție extremă cu acid clorhidric. Acestea sunt de obicei roci compuse din calcită sau aragonit cu spații abundente de pori sau suprafețe extrem de înalte. Câteva exemplare de cretă, coquina, oolit și tufă sunt exemple. Când o picătură de acid clorhidric diluat este plasată pe aceste epruvete, o erupție de spumă acidă se poate ridica de pe stâncă și se poate răspândi la un diametru neașteptat. Reacția este foarte scurtă (și poate să nu fie repetabilă), dar este atât de bruscă și viguroasă încât poate surprinde o persoană fără experiență. Această descriere este pentru o picătură de acid. Dacă se utilizează mai mult, va avea loc o reacție și mai puternică. (Aceste reacții extreme nu vor avea loc cu fiecare exemplar din aceste roci. Fiți conștienți când le testați sau le prezentați elevilor pentru testare.)

Reacția extrem de viguroasă a acidului clorhidric rece cu aceste epruvete are loc deoarece rocile sunt atât de poroase sau pentru că au o suprafață foarte mare sub o singură picătură de acid.

TESTAȚI MATERIALE NECOPERITE

Calcitul și alte minerale carbonatate au o rezistență scăzută la intemperii și pot fi atacate de acizi din apele naturale și solurile. Atunci când se testează materialul care a fost expus la suprafața Pământului, este foarte important să se testeze materialul neatins. O suprafață proaspătă poate fi obținută de obicei prin ruperea rocii.

DECISIV DE POROSITATE!

Unele roci sunt poroase și conțin un rezervor de aer. Cantități mici de aer care scapă într-o picătură de acid de jos pot da aspectul unei reacții acide blânde. Nu vă lăsați păcălit. Dacă așezați o picătură de acid pe unele pietre de nisip, vor apărea câteva bule din spațiile porilor. Nu este un ciment carbonat. Pentru a evita această problemă, zgârieți roca pe o placă cu bandă și testați pulberea sau boabele produse.

Cel mai bun mod de a afla despre minerale este să studiezi cu o colecție de exemplare mici pe care le poți gestiona, examina și observa proprietățile lor. În magazin se găsesc colecții ieftine de minerale.

Contaminarea în laboratoarele de identificare a mineralelor

Atunci când elevilor li se oferă minerale pentru a identifica, două situații pot cauza probleme cu munca lor.

1) În laboratoarele de identificare a mineralelor, unii studenți sunt gata să numească orice mineral care produce o reacție acidă „calcită” sau un alt carbonat. Cu toate acestea, calcita este un mineral omniprezent și este adesea prezentă ca parte intimă a altor exemplare minerale și roci. Acestea pot produce o reacție acidă falsă. Pentru a evita inducerea în eroare, elevii trebuie să fie întotdeauna atenționați pentru a confirma identitatea specimenelor cu mai multe proprietăți. Dacă un exemplar se amestecă cu acid, dar are o duritate de Mohs de șapte și se rupe cu o fractură conchoidă, atunci cu siguranță nu este calcită!

În funcție de experiența elevilor, specimenele care sunt foarte fidele proprietăților lor pot fi prezentate clasei sau pot fi utilizate exemplare cu anumite provocări. O mulțime de minerale găsite în câmp nu vor fi absolut fidele proprietăților. Este mai bine să înveți acea lecție în laborator și să mergi pe câmp cu înțelepciune.

2) Deoarece calcita este unul dintre mineralele index ale Scalei de duritate Mohs, este adesea folosită pentru a testa duritatea epruvetelor minerale. Aceasta poate plasa cantități mici de calcită potențial pe fiecare eșantion necunoscut în laborator! Nu presupuneți că o reacție acidă unică este corectă. Testați eșantionul într-o a doua locație dacă suspectați că s-a produs contaminarea.

Într-un laborator de identificare a mineralelor, baritul este în mod obișnuit confundat cu calcita din cauza contaminării. Baritul ar putea conține în mod natural cantități mici de calcită, sau testarea durității unui student anterior ar fi putut lăsa cantități mici de calcită pe un exemplar de barită. Studenții sunt adesea atrași de o identificare ca „calcită” pur și simplu din cauza testului acid. Dacă acel mineral prezintă un pic de clivaj și nu este foarte greu, atunci mulți studenți vor ajunge la o identificare incorectă.

Limitarea consumului de acid frivol în laboratoare

Majoritatea studenților sunt intrigați de testul acid și vor să încerce. Pentru a limita utilizarea acidă frivolă, studenții trebuie să fie instruiți să utilizeze o singură picătură de acid pentru test și să testeze probe numai atunci când sunt suspectate minerale de carbonat. Dacă nu se face acest lucru, unii studenți vor folosi acidul în mod frivol. Acest comportament este încurajat dacă sala de clasă este echipată cu sticle mari de acid care sunt umplute până la vârf. Cu toate acestea, dacă sticlele cu acid sunt mici și aproape goale la începutul clasei, de obicei, elevii își raționează utilizarea acidului în cantități adecvate. Sticlele mici, aproape goale, oferă mai puțin acid pentru a vărsa.

Sticle de distribuire a acidului: Sticlele mici de distribuire a acidului funcționează bine pentru testul de acid. Ei distribuie acidul o picătură la un moment dat și nu se va scurge dacă sunt doborâți. Dacă sunteți un profesor care supraveghează testul de acid într-o clasă, dați elevilor sticle mici care sunt aproape goale. Aceasta va reduce cantitatea de acid frivol care poate apărea altfel. Etichetați clar sticlele și instruiți-i pe studenți în utilizarea acidului înainte de a le pune la dispoziție.

Selecția sticlei de acid

Tipul de sticlă selectat pentru distribuirea acidului este important. Magazinele de aprovizionare de laborator vând sticlele concepute pentru distribuirea acidului dintr-o singură picătură. Capacul este întotdeauna pe aceste sticle (cu excepția cazului în care sunt curățate sau reumplute) și nu produc un vărsat atunci când sunt doborâte. Sticlele cu un capac detașabil care are un distribuitor de becuri de stoarcere vor fi ocazional dărâmate atunci când capacul este oprit dacă sunt folosite de oameni normali.

Sticlele de distribuție a acidului trebuie să fie fabricate din plastic rigid, cu o deschidere mică, care să permită distribuirea cu ușurință a acidului dintr-o dată. Sticlele moi de distribuire sau sticlele cu o deschidere mai mare pot dispensa o cantitate mare de acid cu o apăsare accidentală.

Surse de acid clorhidric

Acidul clorhidric diluat cu o soluție de 10% nu poate fi achiziționat în majoritatea comunităților. Cel mai bun loc pentru a achiziționa soluții preparate comercial este de la o companie de furnizare a laboratorului. Achiziționarea acestuia gata de utilizare este modalitatea recomandată de obținere. Nu încercați să vă pregătiți propria soluție dacă nu știți exact ce faceți și dacă aveți un laborator echipat. Departamentul dvs. de chimie s-ar putea să vă ajute la comandarea acidului. Unii chimiști generoși vor pregăti o soluție de 10% pentru dumneavoastră.

Eșantioane minerale ca „consumabile”

Probele minerale utilizate în mod corespunzător în sala de clasă sau laborator de științe trebuie să fie înlocuite frecvent. Studenții le vor cerceta cu teste de duritate, teste pe banda, teste de acid și alte experimente. Toate aceste teste deteriorează specimenul și îl fac mai puțin potrivit pentru următorul grup de studenți. Pentru ca testul de acid să nu încalce întreaga colecție, cereți elevilor să clătească probele după testarea cu acid și să limiteze testarea numai atunci când este nevoie.