"מבחן החומצה" למינרלים מפחמימות וסלעי פחמתי

קלציט: דגימה שקופה זו של קלציט מציגה מחשוף האופייני למינרל. קלציט, עם הרכב של CaCO₃, יגיב בעוצמה עם חומצה הידרוכלורית קרה או חמה. המודל מודד כ -10 ס"מ.

המרץ של תגובות הפחמן

יש להקפיד על התבוננות בזהירות מכיוון שמינרלים מסוימים של קרבונט מגיבים בעוצמה ואחרים בקושי מגיבים עם חומצה קרה.

המינרל הפחמתי בו נפגשים לרוב הגאולוגים הוא קלציט (CaCO)₃). קלציט הוא מינרל "בכל מקום". משמעותו של שימוש בכל מקום "נמצאת בכל מקום". קלציט מופיע בסלעים דלקתיים, מטמורפיים ומשקעים והוא המינרל הנפוץ ביותר הנפוץ. אם אתה מניח טיפה אחת של חומצה הידרוכלורית קרה על קלציט, כל טיפת החומצה תתפרץ עם בועות ופיצוף נמרץ יימשך מספר שניות.

דולומיט CaMg (CO₃)₂ הוא עוד מינרל קרבונט נפוץ. אם מניחים טיפה אחת של חומצה הידרוכלורית קרה על חתיכת דולומיט, התגובה חלשה או שלא נצפתה. במקום לראות סחרחורת ברורה, תראה טיפת חומצה על פני המינרל שעשויה להכיל כמה בועות של גז פחמן דו חמצני באיטיות הצומחות על פני הדולומיט.

עם זאת, אם מניחים חומצה חמה על הדולומיט, תתרחש סחרחורת ברורה. זה מתרחש מכיוון שהחומצה והסלע מגיבים ביתר שאת בטמפרטורות גבוהות יותר.

אם מניחים טיפה של חומצה הידרוכלורית על דולומיט אבקה, תופיע תגובה נראית לעין. הסיבה לכך היא ששטח הפנים הוגדל, מה שהופך יותר דולומיט לזמין לחומצה. (ניתן להכין בקלות אבקת דולומיט על ידי גירוד דגימה של דולומיט על צלחת פס. ואז לבדוק את האבקה על ידי הנחת טיפת חומצה הידרוכלורית על האבקה. דרך קלה נוספת לייצור כמות קטנה של אבקת מינרלים היא לגרד את הדגימה עם מסמר.)

למינרלים קרבונטיים שונים יש תגובות שונות לחומצה הידרוכלורית.רשימה של מינרלים נפוצים ומפגשים מדי פעם מופיעה בטבלה 1 עם הרכבם הכימי והתגובה היחסית שלהם עם חומצה הידרוכלורית קרה וחמה.

כאשר למינרל יש תגובה חלשה לחומצה, עליך להיות שומר מצוות וסבלני לראותה. לדוגמא, למגנזיט יש תגובה חלשה מאוד עם HCl קר. אם תאבצו כמות קטנה של מגנזיט על צלחת פס ותניחו עליה טיפת חומצה, יתכן שלא תראו שום פעולה במשך מספר שניות. ואז, כאשר בועות קטנטנות מתחילות להיווצר על חלקיקי מגנזיט, נראה כי טיפת החומצה הולכת וגדלה בגודלה. זה מתרחש כאשר משתחררים פחמן דו חמצני מהמינרל ומעקה את המים. תצפית היווצרות בועות בעזרת עדשת יד יכולה להועיל.

דולוסטון: דולוסטון הוא סלע משקע המורכב בעיקר מהדולומיט המינרלי, שיש לו הרכב כימי של CaMg (CO)₃)₂. הדולומיט יתחולל חלש עם חומצה הידרוכלורית קרה, וייצר כמה בועות. התגובה מורגשת יותר כאשר החומצה חמה ו / או אבקת האבן. הדגימה בתצלום רוחבת כ- 10 ס"מ.

מבחן החומצה על סלעים

אבן גיר, דולוסטון וגמיש

חלק מהסלעים מכילים מינרלים קרבונטיים, ואפשר להשתמש בבדיקת החומצה כדי לעזור להם בזיהוי. אבן גיר מורכבת כמעט כולה מקלציט ותייצר חזה נמרץ עם טיפת חומצה הידרוכלורית. דולוסטון הוא סלע המורכב כמעט כולו מדולומיט. זה יוצר נזלת חלשה מאוד כשמונחת עליה טיפה של חומצה הידרוכלורית קרה, סחרחורת ברורה יותר כאשר נבדקת דולוסטון אבקה, וסחרחורת חזקה יותר כאשר משתמשים בחומצה הידרוכלורית חמה.

אבן גיר ודולוסטון יכולים להיות מעט יותר מורכבים. לעיתים הם מורכבים מתערובת של קלציט ודולומיט ויש להם תגובות חומציות המתעתעות. דולוסטון יכול להכיל מספיק קלציט כדי להטעות אותך לקרוא לו אבן גיר. עבור סלעים אלה יתכן כי בדיקת החומצה לא מספיקה לצורך זיהוי בטוח - אך לפחות תדעו כי לסלע יש תכולת מינרלים קרבונטית משמעותית.

שיש הוא אבן גיר או דולוסטון שעבר מטמורפוזה. תהיה לו תגובה חומצית הדומה לאבן הגיר או לדולוסטון ממנו נוצר.

יישומים אחרים של "בדיקת החומצה": גיאולוגים יכולים להשתמש בחומצה הידרוכלורית מדוללת כדי לסייע בזיהוי סוכן המלט של אבני חול. הם מניחים טיפת HCl מדוללת על אבן החול ומתבוננים מקרוב. אם קלציט הוא החומר המלט, תתרחש התפרצויות וחלק מדגני החול עשויים להשתחרר. עדשות יד או מיקרוסקופ קטן משמשים לתצפיות. התצלום למעלה הוא נוף מוגדל של פיסת אבן חול אוריסקני, יחידת סלע מגיל אורדוביצ'י מאגן האפלצ'ים המשמשת כמאגר גז טבעי ויחידת אחסון גז טבעי. אבן חול של אוריסקני בדרך כלל בטון על ידי קלציט.

סלעים אחרים שמגדלים

זכרו תמיד ש"קלציט הוא בכל מקום. " (בכל מקום פירושו שהוא נמצא כמעט בכל מקום.)

סלעים רבים מכילים כמויות קטנות של קלציט או מינרלים קרבונט אחרים. כל אלה יכולים לייצר זריז למרות שהקרבונט הוא רק חלק קל בהרכב הסלעים. סלעים אלה עשויים להכיל ורידים קטנים או גבישים של מינרלים פחממתיים המייצרים סחרחורת במגע עם חומצה. ורידים וקריסטלים אלה יכולים להיות כה זעירים, עד כי הם אינם נראים לעין ללא עזרה. כמות קטנה זו של פחמתי עשויה להתמזג בפעם הראשונה שמורחת טיפת חומצה אך תתרוקן ולא תתרועש אם תוחל חומצה בפעם השנייה לאותו מיקום על הסלע.

כמה סלעי משקע קשורים יחד עם מלט קלציט או דולומיט. באבן חול, אבן סילט וקונגלומרט יש לפעמים מלט קלציט שיניב חזה נמרץ עם חומצה הידרוכלורית קרה. חלק מהקונגלומרטים והברקיזים מכילים חבילות של סלעי קרבונט או מינרלים המגיבים עם חומצה.

פצלים רבים הופקדו בסביבות ימיות ומכילים מספיק סידן פחמתי בכדי לייצר סחרחורת נמרצת. פצלים אלה נוצרו כאשר הוצב בוץ בסביבה הדומה לאופן בו נוצרה אבן גיר. הם מורכבים ממינרלים מחימר משקע המשולבים בכמות קטנה של קלציט. הם ידועים בשם "פצלים רעיים".

אל תאפשר לחטף חומציות להנחות את תהליך הזיהוי. במקרים רבים זה במקום זאת יוסיף פירוט לתצפית שלך כמו: "סידן פצלים "או" אבן חול עם מלט קרבונט"זה מידע חשוב.

ניתן להשתמש בחומץ לבדיקת החומצה: חומץ יכול להיות "חומצה" בטוחה, חסכונית וקלה להשגה לזיהוי קלציט ודולומיט. חומץ הוא חומצה אצטית מדוללת המייצרת תגובה חלשה מאוד עם קלציט ודולומיט - הכי נצפה בעדשת יד.

תגובות חומצות קיצוניות

כמה סלעים יכולים לייצר תגובה קיצונית עם חומצה הידרוכלורית. לרוב מדובר בסלעים המורכבים מ קלציט או ארגונייט עם שטח נקבוביות בשפע או שטחי שטח גבוהים במיוחד. דוגמאות מסוימות של גיר, קוקוינה, אוליט וטופה הן דוגמאות. כאשר מונחת טיפה של חומצה הידרוכלורית מדוללת על דגימות אלה, התפרצות של קצף חומצי יכולה לעלות מהסלע ולהתפשט לקוטר בלתי צפוי. התגובה מאוד קצרה (וייתכן שלא ניתן לחזור עליה), אך היא כל כך פתאומית ונמרצת שהיא יכולה להפתיע אדם חסר ניסיון. תיאור זה מיועד לטיפה אחת של חומצה. אם משתמשים יותר, תתעורר תגובה נמרצת עוד יותר. (התגובות הקיצוניות הללו לא יתקיימו בכל דגימת הסלעים האלה. שימו לב בעת בדיקתם או הצגתם בפני התלמידים לבדיקה.)

התגובה הנמרצת ביותר של חומצה הידרוכלורית קרה עם דגימות אלה מתרחשת מכיוון שהסלעים כה נקבוביים או בגלל שיש להם שטח פנים גבוה מאוד תחת טיפת חומצה אחת.

מבחן חומר ללא קשר

לבעלי קלציט ומינרלים אחרים של קרבונט עמידות נמוכה בפני בליה וניתן לתקוף אותם על ידי חומצות במים ובקרקעות טבעיות. בבדיקת חומר שנחשף לפני השטח של כדור הארץ, חשוב מאוד לבדוק חומר לא נוצות. בדרך כלל ניתן להשיג משטח רענן על ידי שבירת הסלע.

הושגה על ידי פוריות!

חלק מהסלעים נקבוביים ומכילים מאגר אוויר. כמויות קטנות של אוויר הנמלט לטיפת חומצה מלמטה יכולות להראות הופעה של תגובה חומצית עדינה. אל תשתולל. אם הנחת טיפת חומצה על כמה אבני חול, כמה בועות יופיעו מחללי הנקבוביות. זה לא מלט קרבונט. כדי להימנע מבעיה זו, שריטות את הסלע על צלחת פס ובדוק את האבקה או הגרגרים המיוצרים.

הדרך הטובה ביותר ללמוד על מינרלים היא ללמוד עם אוסף של דגימות קטנות שתוכלו לטפל בהן, לבחון ולהתבונן בתכונותיהן. ניתן למצוא אוספי מינרלים יקרים בחנות.

זיהום במעבדות זיהוי מינרלים

כשניתנים לתלמידים מינרלים לזיהוי, שני מצבים יכולים לגרום לבעיות בעבודתם.

1) במעבדות לזיהוי מינרלים, ישנם סטודנטים שמוכנים לקרוא לכל מינרל שמייצר תגובה חומצית "קלציט" או קרבונט אחר. עם זאת קלציט הוא מינרל בכל מקום ולעיתים קרובות הוא קיים כחלק אינטימי מדגימות וסלעים אחרים. אלה יכולים לייצר תגובה חומצה מזויפת. כדי להימנע מהטעיה, תמיד יש להזהיר את התלמידים לאשר זהות של דגימות עם מספר תכונות. אם דגימה מתמזגת עם חומצה אך היא בעלת קשיות מוהס של שבע ונשברת עם שבר קונכואידי, זה בהחלט לא קלציט!

בהתאם לחוויה של התלמידים, ניתן להציג בפני הכיתה דוגמאות שמאוד נכונות לתכונותיהן, או להשתמש בדוגמאות עם כמה אתגרים. הרבה מינרלים שנמצאים בשדה לא יהיו נכונים לחלוטין לתכונות. עדיף ללמוד את השיעור הזה במעבדה וללכת לתחום בחוכמה.

2) מכיוון שקלציט הוא אחד ממינרלי האינדקס של סולם הקשיות של מוה, הוא משמש לעתים קרובות לבדיקת קשיות דגימות המינרלים. זה יכול למקם כמויות קטנות של קלציט על כל דגימה לא ידועה במעבדה! אל תניחו שתגובת חומצה יחידה נכונה. בדוק את הדגימה במקום שני אם אתה חושד שהתרחשה זיהום.

במעבדה לזיהוי מינרלים, בדרך כלל מבולבלים בריט עם קלציט בגלל זיהום. הבריטית עשויה להכיל באופן טבעי כמויות קטנות של קלציט, או שבדיקת הקשיות של סטודנט קודם הייתה יכולה להשאיר כמויות קטנות של קלציט על דגימת הבריט. התלמידים נמשכים לרוב לזיהוי "קלציט" פשוט בגלל מבחן החומצה. אם אותו מינרל מפגין מעט מחשוף ואינו קשה במיוחד, אז סטודנטים רבים יגיעו לזיהוי שגוי.

הגבלת השימוש בחומציות קלתית במעבדות

מרבית התלמידים מסקרנים את מבחן החומצה ורוצים לנסות זאת. כדי להגביל את השימוש בחומצות קלות דעת, יש להנחות את התלמידים להשתמש בטיפה אחת של חומצה לבדיקה ולבדוק רק דגימות כאשר יש חשד למינרלים קרבונטיים. אם זה לא ייעשה, יש סטודנטים שישתמשו בחומצה בצורה קלת דעת. התנהגות זו מעודדת אם הכיתה מצוידת בבקבוקי חומצה גדולים הממולאים לראש. עם זאת, אם בקבוקי החומצה קטנים וכמעט ריקים בתחילת השיעור, התלמידים בדרך כלל מגישים את השימוש שלהם בחומצה לכמויות מתאימות. בקבוקים קטנים וכמעט ריקים הופכים פחות חומצה לזמינה.

בקבוקי מחלק חומצה: בקבוקי מחלק חומצה קטנים עובדים היטב לבדיקת החומצה. הם מחלקים את החומצה פעם אחת טיפה בכל פעם ולא ישפכו אם יפילו אותם. אם אתה מורה המפקח על מבחן החומצה בכיתה, תן לתלמידים בקבוקים קטנים שכמעט ריקים. זה יפחית את כמות השימוש בחומצות קל דעת שעלולה להתרחש אחרת. תייגו את הבקבוקים בבירור והורו לתלמידים להשתמש בחומציות לפני שהם יוצרים אותם.

בחירת בקבוק חומצה

סוג הבקבוק שנבחר למתן חומצה הוא חשוב. חנויות אספקת מעבדה מוכרות בקבוקים המיועדים למתן חומצה אחת לטיפה בכל פעם. המכסה נמצא תמיד על הבקבוקים האלה (למעט כאשר מנקים אותם או ממלאים אותם מחדש), והם אינם מייצרים שפיכה כאשר הם נופלים. בקבוקים עם מכסה נשלף שיש לו מתקן נורת סחיטה יפילו מדי פעם כשהמכסה כבוי אם הם משמשים אנשים רגילים.

בקבוקי מחלק חומצה צריכים להיות עשויים מפלסטיק קשיח עם פתח קטן המאפשר למחלק את החומצה בקלות אחת טיפה בכל פעם. בקבוקי חילוף או בקבוקים רכים עם פתח גדול יותר יכולים להפיץ כמות גדולה של חומצה בסחיטה מקרית.

מקורות חומצה הידרוכלורית

לא ניתן לרכוש חומצה הידרוכלורית המדוללת לתמיסה של 10% ברוב היישובים. המקום הטוב ביותר לרכוש פתרונות מוכנים מסחריים הוא מחברת אספקת מעבדות. רכישתו מוכנה לשימוש היא הדרך המומלצת להשיג אותה. אל תנסה להכין פיתרון משלך אם אתה לא יודע בדיוק מה אתה עושה ויש לך מעבדה מצוידת. יתכן ומחלקת הכימיה שלך תוכל לעזור לך בהזמנת חומצה. כמה כימאים נדיבים יכינו עבורכם פתרון של 10%.

דגימות מינרליות כ"מתכלים "

יש להחליף לעתים קרובות דגימות מינרליות המשמשות כראוי בכיתת המדע או במעבדה. התלמידים יחקרו אותם באמצעות בדיקות קשיות, בדיקות רצף, בדיקות חומצה וניסויים אחרים. כל הבדיקות הללו פוגעות בדגימה והופכות אותו פחות מתאים לקבוצת התלמידים הבאה. כדי למנוע שבדיקת החומצה תסמיך את כל האוסף שלך, בקש מהתלמידים לשטוף דגימות לאחר בדיקה עם חומצה ולהגביל את הבדיקה רק למידת צורך.