Валентин Волков - Коллекционирование камней. Электрик в доме. Инструмент... (Сделай сам №4•2008)

Нагревая кусочек минерала, мы можем наблюдать одно из трех явлений: а) образец разлагается, то есть теряет первоначальный облик; б) не разлагаясь, минерал более или менее легко плавится; в) минерал остается без изменений.

Характерные признаки некоторых элементов при разложении минералов

1. Исследуемый образец загорается от факела и горит коптящим пламенем. Это, в основном, органогенные породы и минералы: гагат, янтарь, каменные угли. Горит самородная сера, выделяя едкий дым с запахом сернистого газа.

2. Щелочная реакция. Характерна для карбонатов, содержащих щелочные и щелочноземельные металлы. Минерал сильно прокаливается окислительным пламенем. Происходит разложение с образованием окислов металлов. Прокаленный образец кладется на мокрую лакмусовую бумагу. Образующаяся щелочь окрашивает бумагу в синий цвет, показывающий, что минерал содержит один (или несколько) из металлов: К, Na, Са, Mg, Ва и другие.

3. Образец разлагается, выделяет дым и образует налет на угле. Содержащийся мышьяк дает легкий белый дымок с запахом чеснока и образует небольшой налет далеко от образца. Сурьма выделяет густой белый дым и сильный белый налет рядом с образцом. Присутствие свинца характеризуется желтым налетом у пробы.

4. Минерал окрашивает пламя. Для получения более яркой окраски тугоплавкие минералы смачиваются разбавленной соляной кислотой. Натрий окрашивает факел в ярко-желтый цвет, калий — в фиолетовый, барий — в зеленый, литий — в красный, стронций — в малиново-красный, кальций — в оранжевый, свинец — в синий, медь — зеленый, смоченная кислотой — в синий. При пробе на окрашивание факела смачивают только образец, но не пинцет.

5. При прокаливании минерал изменяет цвет. Соединения железа, никеля, кобальта при разложении чернеют. Остатки притягиваются магнитом. Минералы марганца и урана тоже чернеют, но магнитом не притягиваются. Флюориты при нагревании становятся белыми. Окиси и силикаты цинка от нагревания желтеют, а по остывании снова белеют.

6. Минералы, содержащие кристаллизационную воду, при нагревании мутнеют, увеличиваются в объеме или вспучиваются в зависимости от содержания воды. Таковы минералы группы цеолитов: натролит, десмин, мезолит и др.

Плавкость минералов

Некоторые минералы при нагреве, не разлагаясь, то есть не изменяя свой химический состав, начинают плавиться. Температура плавления в минералогии сравнивается с некоторыми минералами, выбранными в качестве эталонов. Составлена условная шкала плавкости из семи номеров:

1. Плавится на свече. Натролит . 500 °C.

2. Легко плавится в шарик ППТ. Галит. 800 °C. Здесь аббревиатура ППТ означает: перед паяльной трубкой.

3. Плавится в шарик на угле ППТ. Флюорит. 1100 °C.

4. В шарик плавится с трудом, но легко закругляется на краях. Нефелин . 1200–1250 °C.

5. В тонких осколках и в остриях сплавляется. Ортоклаз. 1300–1350 °C.

6. В самых тонких остриях закругляется. Берилл. 1410 °C.

7. Не плавится даже в самых тонких остриях. Кварц. 1700 °C.

При определении плавкости различают еще, как выглядит сплавленный шарик: прозрачный, бесцветный, окрашенный, мутный или фарфоровидный.

Получение цветных стекол

Это тоже один из методов исследования минералов для обнаружения некоторых металлов в их составе. Метод основан на сплавлении минералов с бурой. Расплавленная бура, растворяя многие соединения металлов-хромофоров, приобретает характерную окраску. Остывшее вещество и есть цветное стекло. Для сплавления применяют безводную форму буры. Если в распоряжении имеется водная (на упаковке всегда указывается химическая формула и марка химреактива), то сначала ее надо прокалить, освободить от кристаллизационной воды. Применение водной буры неудобно потому, что при нагреве она начинает вспучиваться и разлетаться во все стороны под напором факела паяльной трубки.

Для получения стекла некоторое небольшое количество буры положим на осколок фарфоровой тарелки и расплавим. В расплав бросим крупинку исследуемого минерала. На белом фоне фарфора будет очень хорошо виден цвет получившегося стекла. Минерала надо брать раз в пять меньше буры, чтобы цвет получился не очень густым и темным. Во многих случаях цвет зависит от того, каким пламенем обрабатывалась проба, окислительным или восстановительным. Приведем получающиеся цвета стекол в разных зонах факела для некоторых металлов.

Железо в окислительном пламени дает желтое стекло, в восстановительном — бутылочно-зеленое.

Марганец — в окислительном — красновато-фиолетовое, в восстановительном — бесцветное.

Хром — в окислительном желтовато-зеленое, в восстановительном — зеленое.

Кобальт — в окислительном — синее, в восстановительном — синее.

Никель — в окислительном красновато-бурое, в восстановительном — серое непрозрачное.

Медь — горячее стекло — зеленое, холодное — голубое в окислительном, красное непрозрачное в восстановительном пламени.

Выплавление корольков металлов

Королёк — это выплавленный из минерала маленький шарик металла. Корольки образуются из минералов, содержащих золото, серебро, медь, свинец, олово.

Для выплавления металлов надо приготовить смесь из трех частей соды, одной части размолотого минерала и одной части порошка древесного угля. Смесь смачивают, скатывают в шарик и помещают в углубление на куске угля. Корольки выплавляют в восстановительном пламени.

Сода при нагреве переводит металл в углекислое соединение, распадающееся далее на окисел и углекислый газ. Из примешанного порошка угля при его сгорании образуется окись углерода СО, которая энергично отнимает кислород от окисла металла, восстанавливая его в виде капелек корольков. Как видим, в этом несложном опыте происходит целый ряд химических преобразований.

Поэтому, если вы предполагаете не просто бездумно собирать красивые камешки, а заняться настоящим коллекционированием минералов, то будет совсем не лишним иметь в своей библиотеке учебники химии из школьной программы и периодически освежать свои познания в этой области, особенно если все это было «пройдено» довольно давно.

Четко поставленная задача и ясное осмысленное видение путей к ее решению — это уже наполовину решенная задача. Блуждание в дремучих потемках с надеждой на «авось» остудит ваш первоначальный пыл, заставит махнуть рукой на все затеи и усомниться в своих возможностях.

Характерные признаки некоторых элементов при простых химических испытаниях

Имея небольшой набор химических реактивов, можно проводить аналитические испытания минералов на присутствие тех или иных элементов в заинтересовавшем камне.