Leonita

Leonitów
leonite as white pseudomorphs after sharp freestanding picromerite crystals sizes to 2 cm, perched on a matrix of crystallized halite. 5.5 x 4.7 x 3.4 cm
Leonitów
Generał
Kategoria Minerał siarczanowy

Formuła (powtarzająca się jednostka) 		K2Mg ( SO4 ) 2 · 4H2O _ _
Symbol IMA Lew
Klasyfikacja Strunza 7.CC.55
Klasyfikacja Dany 29.03.03.01
Układ kryształów Jednoskośny
Kryształowa klasa
Pryzmatyczny (2/m) (ten sam symbol HM )
Grupa kosmiczna C2/m
Komórka elementarna
a = 11,78, b = 9,53 c = 9,88 [A]; β = 95,4°; Z = 4
Identyfikacja
Masa formuły 366,69 g/mol
Kolor Biały do ​​bezbarwnego, żółty
Kryształowy zwyczaj Kryształy tabelaryczne
Bliźniacze {100}
Łupliwość nic
Pęknięcie muszlowy
Twardość w skali Mohsa 2,5 - 3
Połysk Szklisty lub woskowy
Pasemko Biały
Przezroczystość Przezroczysty do półprzezroczystego
Środek ciężkości 2.201
Właściwości optyczne Dwuosiowy (+)
Współczynnik załamania światła n α = 1,479 n β = 1,482 n γ = 1,487
Dwójłomność δ = 0,008
kąt 2V Zmierzone: 90° Obliczono: 76°
Dyspersja nic
Topliwość łatwy
Inne cechy Leonit, 钾镁矾, Leonita, Леонит, Kalium-Astrakanit, Kalium-Blödit
Bibliografia

Leonit to uwodniony podwójny siarczan magnezu i potasu . Ma wzór K 2 SO 4 ·MgSO 4 ·4H 2 O. Minerał został nazwany na cześć Leo Strippelmanna, który był dyrektorem warzelni soli w Westeregeln w Niemczech. Minerał należy do grupy blodytów uwodnionych minerałów podwójnego siarczanu.

Nieruchomości

Leonit ma gorzki smak.

Kiedy leonit jest analizowany pod kątem pierwiastków, zwykle jest zanieczyszczony jonami sodu i chlorku, tak jak to często ma miejsce w przypadku chlorku sodu.

Leonitowe białe pseudomorfy po kryształach pikromerytu z Kopalni Potażu, Roßleben, Querfurt, Saksonia-Anhalt.
Leonite z Wintershall Potash Works, Heringen, Werra Valley, Północna Hesja.

Struktura krystaliczna

W rodzinie minerałów leonitu sieć zawiera czworościany siarczanowe, pierwiastek dwuwartościowy w pozycji oktaedrycznej otoczony tlenem oraz wodę i metal jednowartościowy (potas) łączący ze sobą te inne składniki. Jedna grupa siarczanowa jest nieuporządkowana w temperaturze pokojowej . Nieuporządkowany siarczan zostaje unieruchomiony w miarę obniżania temperatury. Postać krystaliczna zmienia się również w niższych temperaturach, więc dwie inne krystaliczne formy leonitu istnieją w niższych temperaturach.

Dwuwartościowy kation metalu (magnez) jest osadzony w ośmiościanach tlenu, cztery z wody wokół równika i dwa z jonów siarczanowych na przeciwległych biegunach. W krysztale występują dwa różne środowiska oktaedryczne. Każdy z tych ośmiościanów jest połączony ze sobą jonami potasu i wiązaniami wodorowymi.

Zmiany fazowe

Siarczan występuje w warstwach równoległych do powierzchni (001) . W postaci temperatury pokojowej sekwencja to ODODODODODOD z O=uporządkowany i D=nieuporządkowany. W następnej postaci w niższych temperaturach nieuporządkowany siarczan pojawia się w dwóch różnych orientacjach, dając sekwencję OAOBOAOBOAOBOAOB. W najniższych temperaturach sekwencja upraszcza się do OAOAOAOAOAO.

Pierwsza przemiana fazowa zachodzi w temperaturze -4°C. W temperaturze 170 K (-103 °C) kryształy mają grupę przestrzenną I2/a, parametry sieci a = 11,780 Å, b = 9,486 Å, c = 19,730 Å, β = 95,23°, wzór 8 na komórkę elementarną i komórkę objętość V = 2195,6 Å 3 . Wymiar c i objętość komórki elementarnej są podwojone ze względu na obecność czterech warstw siarczanowych zamiast dwóch, jak w innych formach. Następna przemiana fazowa następuje w temperaturze -153°C. W temperaturze 100 K (-173 ° C) grupa przestrzenna to P21/a, a = 11,778 Å, b = 9,469 Å, c = 9,851 Å, β = 95,26°, wzór 4 na komórkę elementarną i objętość komórki V = 1094,01 A 3 .

Wpływ temperatury

Wraz ze wzrostem temperatury objętość komórek stopniowo wzrasta dla faz I2/a i C2/m; jednak wymiar a zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Zmiana wymiaru wynosi −11×10 −6 K −1 . Dwójłomność spada wraz ze wzrostem temperatury. Waha się od 0,0076 przy -150 ° C do 0,0067 przy 0 ° C i 0,0061 przy 100 ° C. Przy niższym przejściu fazowym dwójłomność maleje wraz ze spadkiem temperatury; dla górnego przejścia fazowego jest ciągłe, ale nie stałe.

Przy górnym przejściu fazowym, w temperaturze -4°C, uwalniane jest ciepło utajone i zmienia się pojemność cieplna. To przejście ma sporo histerezy. Przy niższym przejściu fazowym pojemność cieplna pozostaje taka sama, ale uwalniane jest ciepło utajone.

Leonit zaczyna tracić wodę w temperaturze 130°C, ale naprawdę rozkłada się dopiero w temperaturze 200°C:

K 2 Mg(SO 4 ) 2 ·4H 2O (s) → K 2Mg (SO 4 ) 2 ·2H 2O (s) + 2H 2O (g).

W jeszcze wyższych temperaturach pozostaje tylko langbeinit i arcanit (bezwodny siarczan potasu ) oraz para wodna:

2K 2Mg ( SO 4 ) 2 ·4H 2O (s) → K 2Mg 2 (SO 4 ) 3 (s ) + K 2SO 4 (s) + 8H 2O (g).

Inne właściwości fizyczne

Logarytmiczny iloczyn rozpuszczalności K sp dla leonitu wynosi -9,562 w temperaturze 25 ° C. Stała równowagi log K w temperaturze 25 ° C wynosi −3,979. Potencjał chemiczny leonitu wynosi μ j °/RT = −1403,97.

Właściwości termodynamiczne obejmują Δ f Go k = −3480,79 kJ mol −1 ; Δ f Ho k = -3942,55 kJ mol -1 ; i ΔCo p ,k = 191,32 J K -1 mol -1 .

Widmo w podczerwieni trybów rozciągania siarczanu pokazuje piki absorpcji przy 1005, 1080, 1102, 1134 i 1209 cm -1 . Tryb zginania siarczanowego powoduje pik przy 720 i mniejsze piki przy 750 i 840 cm -1 . Tryb rozciągania OH absorbuje przy 3238 cm -1 . Gdy temperatura spada, piki przesuwają się i/lub zwężają, a przy przejściach fazowych mogą pojawiać się dodatkowe piki.

Kiedy leonit jest przechowywany na wystawie, nie może znajdować się w miejscu o zbyt dużej wilgotności, w przeciwnym razie bardziej się nawilży.

Tworzenie

Począwszy od 1897 roku Jacobus Henricus van 't Hoff badał, w jaki sposób powstają różne sole podczas odparowywania wody morskiej w różnych warunkach. Jego celem było odkrycie, w jaki sposób powstają złoża soli. Jego badania dały podstawę do badań nad warunkami powstawania leonitu.

Leonit może tworzyć się, gdy wodny roztwór siarczanu potasu i siarczanu magnezu jest skoncentrowany w zakresie temperatur 320–350 K (47–77 ° C). Powyżej tego zakresu temperatur tworzy się langbeinit (K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 ). Poniżej 320 K (47°C) krystalizuje pikromeryt (K 2 Mg(SO 4 ) 2 ·6H 2 O). Dla roztworów o zawartości powyżej 90% MgSO 4 , heksahydryt (MgSO 4 · 6H 2 O) korzystnie krystalizuje, a poniżej 60% tworzy się arkanit (K 2 SO 4 ).

W mieszaninach chlorku potasu , siarczanu potasu , chlorku magnezu i siarczanu magnezu w temperaturze 35 ° C w wodzie leonit może krystalizować w pewnym zakresie składu. Działka systemu tworzy granice leonitu z chlorkiem potasu , siarczanem potasu i pikromerytem. Gdy magnez jest wzbogacany, istnieje poczwórny punkt z kainitem .

W solance nasyconej solą (NaCl) leonit może osadzać się z mieszanin siarczanu magnezu i potasu już w temperaturze 25 ° C. Izoterma 25 ° C układu ma leonit otoczony sylwinem , pikromerytem, ​​astrakanitem, epsomitem i kainitem. Solanki nasycone chlorkiem sodu powstają w wyniku odparowania wody morskiej, chociaż woda morska nie zawiera wystarczającej ilości potasu, aby w ten sposób osadzać leonit.

Leonit wytrąca się w szeregowych stawach słonecznych w Wielkim Jeziorze Słonym .

Gdy pikromeryt jest podgrzewany do temperatury między 85 a 128 ° C, wydziela parę, dając leonit:

K 2 Mg(SO 4 ) 2 ·6H 2O (s) → K 2Mg (SO 4 ) 2 ·4H 2O (s) + 2H 2O (g).

Reakcje

Kiedy leonit rozpuszcza się w kwasie azotowym, a następnie krystalizuje, powstaje kwaśny podwójny siarczan potasowo-magnezowy: KHMg(SO 4 ) 2 ·2H 2O .

Leonit ogrzewany z uwodnionym siarczanem magnezu w stosunku równomolowym w temperaturze 350 ° C daje langbeinit:

K 2 Mg(SO 4 ) 2 ·4H 2 O(s) + MgSO 4 · x H 2 O(s) → K 2 Mg 2 (SO 4 ) 3 (s) + (4 + x )H 2 O (g ).

Roztwór chlorku potasu może przekształcić leonit w stały siarczan potasu:

2KCl(aq) + K2Mg ( SO4 ) 2 · 4H2O ( s ) → 2K2SO4 ( s) + MgCl2 ( aq).

Więcej siarczanu potasu można wytrącić przez dodanie glikolu etylenowego .

Kwas fluorokrzemowy w wodzie reaguje z leonitem, tworząc nierozpuszczalny fluorokrzemian potasu i roztwór siarczanu magnezu i kwasu siarkowego:

H2SiF6 (aq) + K2Mg ( SO4 ) 2 · 4H2O ( s ) → K2SiF6 ( s) + MgSO4 ( aq ) + H2SO4 ( aq ).

W temperaturze od 15 do 30 ° C 22% roztwór chlorku magnezu reaguje z leonitem lub pikromerytem, ​​dając stały chlorek potasu i uwodniony siarczan magnezu.

Występowanie naturalne

Leonit może tworzyć się podczas odwadniania wody morskiej lub jeziornej. Leonit może być pomniejszym głównym składnikiem ewaporatu potażu lub minerałem wtórnym. Aby utworzyć leonit z wody morskiej, solanka musi oddzielić się od osadzonych ciał stałych, aby nie zachodziły reakcje z wcześniej osadzonymi solami, a temperatura musi wynosić około 32 ° C. Poniżej 25° lub powyżej 40° zawartość solanki nie będzie odpowiednia do osadzania leonitu. W tej temperaturze najpierw osadza się blodyt, a następnie leonit, stanowiący zaledwie 3,2% soli gorzkich .

Reakcje wtórne mogą wytwarzać lub konsumować leonit w osadach ewaporatu. Leonit może przekształcić się w polihalit , a kizeryt można zamienić w leonit. Osady soli gorzkiej penetrujące wody gruntowe mogą przekształcić niektóre w leonit, szczególnie w obszarach pokrywy kopuł solnych.

Leonit został po raz pierwszy znaleziony w naturze w złożu Stassfurt Potash, Westeregeln , Egeln , Saksonia-Anhalt, Niemcy. Złoża soli ze Stassfurtu pochodzą z permu . Znajdują się one w regionie Magdeburg-Halberstadt w środkowych Niemczech. Leonit występuje w pokładach gliny solnej i karnalitu , które mają miąższość do 50 metrów. Inne lokalizacje w Niemczech to Neuhof-Ellers Potash Works w Neuhof , Fulda , Hesja; Zakłady Riedel Potash w Riedel-Hänigsen, Celle, Dolna Saksonia; Aschersleben ; Wiedeń ; i Leopoldshall. Poza Niemcami znajduje się w Wezuwiuszu we Włoszech; Stebnyk , Ukraina; oraz dystrykt potażu Carlsbad w hrabstwie Eddy w Nowym Meksyku w USA. Występuje w krystalicznych naciekach jaskiniowych w jaskini Tăuşoare w Rumunii; tutaj występuje z konyaitem (K 2 Mg(SO 4 ) 2 ·5H 2 O), syngenitem (K 2 Ca(SO 4 ) 2 ·H 2 O), thenardytem (Na 2 SO 4 ) i mirabilit ( Na2SO4 · 10H2O ) . Leonit występuje również w Wooltana Cave, Flinders Ranges , Australia Południowa.

Gleba w kraterze Gusev na Marsie zawiera leonit, a także wiele innych uwodnionych siarczanów. Przewiduje się, że na Europie leonit będzie stabilny, z prężnością par 10-13 niż lód. Jest stabilny przy ciśnieniach do 10-7 , powyżej których występuje bardziej uwodniona sól. Powinien stanowić do 2% soli przy powierzchni.

Wietrzenie średniowiecznego szkła bogatego w potas tworzy wietrzną skorupę , która może zawierać leonit.

Używać

Leonit może być stosowany bezpośrednio jako nawóz , dostarczając potas i magnez. Można go rafinować do K 2 SO 4 do stosowania jako nawóz. Proces przekształcania leonitu w siarczan potasu polega na zmieszaniu go z roztworem chlorku potasu (tańszy środek chemiczny). Pożądany produkt, siarczan potasu, jest mniej rozpuszczalny i jest odsączany. Chlorek magnezu jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie. Przesącz zatęża się przez odparowanie, podczas którego krystalizuje więcej leonitu, który następnie zawraca się na początek procesu, dodając więcej langbeinitu lub pikromerytu.

Leonit mógł zostać użyty w alchemicznej formule do wytworzenia „złota pitnego” około 300 rne w Chinach. Prawdopodobnie był to płynny koloid złota .

Powiązany

Leonit jest izotypowy z mineralnym mereiterytem (K 2 Fe(SO 4 ) 2 ·4H 2 O) i sztucznym Mn-leonitem (K 2 Mn(SO 4 ) 2 ·4H 2 O). Inne o tej samej strukturze krystalicznej obejmują:

K 2 Cd(SO 4 ) 2 ·4H 2O 4
(NH 4 ) 2 Mg(SO 4 ) 2 ·4H 2O )
(NH 4 ( 2 (SO 4 ) 2 ·4H 2 O
NH Fe ) 2 Mn(SO 4 ) 2 · 4H 2O
(NH 4 ) 2 Co(SO 4 ) 2 · 4H2O i
K2Mg ( SeO4 ) 2 · 4H2O . _

Myron Stein zasugerował użycie nazwy „leonit” dla pierwiastka 96, nazywając go na cześć konstelacji Lwa . Nazwy tej nie przyjęto i nadano nazwę curium .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Leonite&oldid=1139894163 ”