Вторая жизнь коллекции минералов

МБОУ «СОШ № 20» Энгельсского муниципального района Саратовской области

9-а класс Барсукова Анастасия «Вторая жизнь коллекции минералов»

Руководитель Куц Н.В. 2014 год

Оглавление

1.Краткая аннотация 3 2.Основные характеристики минералов 4-11 3.Классификация минералов 12 4.Понятие о качественном анализе 13-18 5. Отбор пробы и предварительные испытания 19 -21 6. Результаты исследований 22-25 7.Список используемых источников 26 и литературы

Цель проекта

В настоящее время часто школы сталкиваются с проблемой нехватки оборудования. Ощущается это конечно и на уроках химии. В тоже время в каждой школьной лаборатории есть остатки тех или иных демонстрационных материалов: коллекции природных ископаемых, и коллекции минералов, пришедших в негодность из-за утери части экспонатов. Задачей нашего проекта являлось с помощью полученных знаний и огромного желания принести пользу школе, воссоздать коллекцию минералов. В производственных условиях для решения этого вопроса проводят полный качественный и количественный химический анализ. Но в бытовых условиях это выполнить невозможно. Мы же провели небольшое исследование, доступное каждому школьнику.

Минералами называются

Однородные по составу и строению кристаллические вещества, образовавшиеся в результате физико-химических процессов и являющиеся составными частями горных пород и руд.

Физические свойства минералов

Физические свойства минералов имеют большое практическое значение и очень важны для их диагностики. Они зависят от химического состава и типа кристаллической структуры.

Плотность

Минералы по плотности условно можно разделить на три группы: лёгкие (плотность до 3.0), средние (плотность от 3.0 до 4) и тяжёлые (плотность более 4). Галит малахит лимонит

Твёрдость

Под твёрдостью кристалла понимается его сопротивление механическому воздействию более прочного тела.

Цвет

Минералы могут иметь самые различные цвета и оттенки. Цвет минералов зависит от их внутренней структуры, от механических примесей и главным образом от присутствия элементов-хромофоров, т.е. носителей окраски. Известны многие элементы-хромофоры, таковы Cr, V, Ti, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, U, Mo и некоторые другие. Эти элементы могут быть в минерале главными, или могут быть в виде примесей

Цвет черты

Минералы, твёрдость которых невелика, оставляют черту на неглазурованной фарфоровой пластинке. Цвет черты, или цвет минерала в порошке может отличаться от цвета самого минерала.

Блеск

Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Киноварь опилит

Магнитность

Это свойство характерно для немногих минералов. Наиболее сильными магнитными свойствами обладает магнетит. Минералы, обладающие сильным полярным магнетизмом, называются ферромагнитными

Классификация минералов

Качественный анализ вещества

химики чаще всего пользуются более простыми и удобными методами анализа, основанными на реакциях, характерных для ионов данных элементов. Реакции, применяемые в качественном химическом анализе чаще всего проводят в растворах. Анализируемое вещество сначала растворяют, а затем действуют на полученный раствор соответствующими реактивами.

Реакции катиона K+

Хлорная кислота HClO4 образует с ионами калия белый осадок перхлората калия: K+ + ClO-4 ? KClO4. Пламя горелки окрашивается летучими солями калия в характерный фиолетовый цвет. Пламя следует рассматривать через светофильтр.

Реакции катиона Na+

Соли натрия окрашивают бесцветное пламя горелки в желтый цвет. Чувствительность обнаружения натрия достигает 10-10г. Это определяется очень высокой интенсивностью желтой полосы спектра излучения возбужденных атомов натрия.

Реакции катионов Mg2+, Al3+ и Ba2+

Щелочи KOH и NaOH осаждают ионы магния в виде белого аморфного осадка гидроксида: Mg 2+ + 2OH- ? Mg(OH)2?. при постепенном прибавлении (без избытка) выделяют из растворов солей алюминия белый аморфный осадок гидроксида : Al3+ + 3OH- ? Al(OH)3?.

Серная кислота и растворимые сульфаты осаждают ионы Ba2+ в виде белого мелкокристаллического осадка сульфата бария: Ba2+ + SO2-4 ? BaSO4?.

Реакции катиона Fe3+ и Fe2+

K4[Fe(CN)6] образует с ионами Fe3+ темно-синий осадок (берлинская лазурь): 4 Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ? Fe4[Fe(CN)6]3?. 2.Растворимые роданиды образуют с ионами Fe3+ соединение кроваво-красного цвета: Fe3+ + 3CNS- ? Fe(CNS)3. 3. KOH, NaOH, NH4OH осаждают катионы Fe3+ в виде аморфного красно-бурого осадка : Fe3+ + 3OH- ? Fe(OH)3?. K3[Fe(CN)6] в слабокислом растворе образует с ионами Fe2+ 3 Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- ? Fe3[Fe(CN)6]2?. 2. KOH и NaOH осаждают ионы Fe2+ в виде белого (при контакте с воздухом – зеленоватого) осадка Fe(OH)2: Fe2+ + 2OH- ? Fe(OH)2?.

Отбор пробы и предварительные испытания

Необходимо отобрать небольшие количества материала из различных мест образца. Тщательно измельчают в фарфоровой ступке. Хорошие результаты дают реакции окрашивания пламени, действие кислот. По окрашиванию бесцветного пламени горелки можно ориентировочно установить наличие ряда элементов как в твёрдом веществе так и в растворе.

Эле-мент

Натрий

Калий

Кальций

Стронций

Барий

Медь, Бор, висмут

Свинец, олово, Сурьма, мышьяк

Цвет пламени

Жёлтый

Фиолетовый

Кирпично-красный

Карминово-красный

Зелёно-жёлтый

Зелёный

Бледно-синий

Разбавленные серная и соляная кислоты вызывают разложение карбонатов,

сульфитов, сульфидов, с выделением соответствующих газообразных продуктов. При действии концентрированной серной кислоты могут выделятся бесцветные газообразные вещества, а также окрашенные газы, которые дают ориентировочные сведенья о составе исследуемого вещества. минералы, твёрдость которых невелика, оставляют черту на неглазурованной фарфоровой пластинке.

Растворы исследовали на наличие предполагаемых ионов

По окраске раствора можно также сделать предположение о наличие или отсутствие окрашенных ионов.

Ионы

Cu2+

Cо2+

Ni2+

Fe3+

Cr3+

Цвет ионов В растворе

Голубой

Розовый

Зелёный

Бурый

Грязно-зелёный

Качественные реакции показали следующие результаты:

Свинцово-серый, черта черная ,серо-черная ( гематит)

серый, беловатый, грязно-желтый. Черта сероватая, серо-буроватая (апатит)

Железно-черный, черта черная, тусклый, сильно магнитный ( магнетит)

оливково-зеленый, буроватый до черного. Черты нет, стеклянный, (оливин)

Бледный, латунно-желтый, золотистый; черта зеленовато -черная или

черная (пирит)

Латунно-желтый, зеленовато-золотистый, черта черная с зеленоватым оттенком (халькопирит)

Ржаво-желтый, желтовато-бурый, темно бурый, черта желтовато-бурая, бурая (лимонит)

белый, кремовый, голубоватый, серый, розовый

Черты не дает ( ортоклаз)

Белый, розовый, сероватый, буровато-красный, черта бледного цвета ( боксит)

Желтоватый

Черта желтоватая, желтый, бурый. Черта белая или желтоватая. (сидерит)

Белый, серый, желтый. Черта белая, стеклянный, стеклянно-перламутровый, легко раскалываются (кальцит)

Список используемых источников и литературы

1.Логинов Н. Я., Орлова М. Н. Сборник задач и упражнений по качественному анализу.- М.: « Просвещение», 1976. 2.Васильева З. Г. , Грановская А. А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии. - М.: Химия, 1979. -336с. 3.Воскресенский П. И., Неймарк А. М. Основы химического анализа. - М.: « Просвещение», 1971. 4.Большой энциклопедический словарь . Химия., Москва 1998г. 5.Габриелян О.С., Остроумов И. Г. Химия. Пособие для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы. - М.: «Дрофа», 2005.-703 с. 6. Астафуров В. И. Основы химического анализа : Учебное пособие по факультативному курсу для учащихся 9-10 классов.-3-е изд., перераб._ М.:Просвещение,1986.-159с. 7. Ресурсы интернет