✖


Jump to content

Улексит

«ТВ-рок» перенаправляется сюда. Чтобы узнать об австралийском дуэте танцевальной музыки, см. TV Rock .
Улексит
Образец улексита из Калифорнии
( размер: 6,9 см × 5,0 см × 3,1 см (2,7 дюйма × 2,0 дюйма × 1,2 дюйма) )
Общий
Категория Несобораты
Формула
(повторяющаяся единица) 		NaCaB 5 O 6 (OH) 6 ·5H 2 O
Имеет символ IMA. Улькс [1]
Классификация Штрунца 6.EA.25
Классификация Дана 26.05.11.01
Кристаллическая система Триклиника
Кристаллический класс Пинакоидальный ( 1 )
(тот же символ H–M )
Космическая группа PП1
Элементарная ячейка а = 8,816(3) Å , b = 12,87 Å
с = 6,678(1) Å; α = 90,25°
β = 109,12°, γ = 105,1°; Z = 2
Идентификация
Цвет От бесцветного до белого
Кристальная привычка Игольчатый до фиброзного
Твиннинг Полисинтетический на {010} и {100}
Расщепление Идеально с {010} хорошо с {1 1 0} плохо с {110}
Перелом Неровный
упорство хрупкий
шкала Мооса твердость 2.5
Блеск стекловидное тело; шелковистый или атласный в волокнистых агрегатах
Полоса Белый
прозрачность От прозрачного до непрозрачного
Удельный вес 1.95–1.96
Оптические свойства Двухосный (+)
Показатель преломления п α = 1,491–1,496
п β = 1,504–1,506
n γ = 1,519–1,520
Двулучепреломление δ = 0,028
угол 2В Измерено: 73–78°.
Ультрафиолетовая флуоресценция В зависимости от флуоресцентных примесей улексит может флуоресцировать желтым, зеленовато-желтым, кремовым, белым светом под короткими и длинными волнами УФ.
Растворимость Мало растворим в воде
Другие характеристики Параллельные волокнистые массы могут действовать как оптоволоконные световоды.
Ссылки [2] [3] [4]

Улексит ( / juː ˈ l ɛ k s aɪ t / иногда называемый ТВ-камнем или ТВ-камнем из-за его необычных оптических свойств , представляет собой водный боратный гидроксид натрия ) , и кальция с химической формулой NaCaB 5 O 6 (OH) 6 ·5H 2 O . Минерал . представляет собой шелковисто- белые округлые кристаллические массы или параллельные волокна Улексит был назван в честь немецкого химика Георга Людвига Улекса (1811–1883), который впервые его открыл. [3]

Натуральные волокна улексита действуют как оптические волокна , пропуская свет вдоль своих длинных осей за счет внутреннего отражения. Если кусок улексита разрезать с плоскими полированными гранями, перпендикулярными ориентации волокон, на образце хорошего качества будет отображаться изображение любой поверхности, примыкающей к его другой стороне. Волоконно-оптический эффект является результатом поляризации света на медленные и быстрые лучи внутри каждого волокна, внутреннего отражения медленного луча и преломления быстрого луча в медленный луч соседнего волокна. [ нужна ссылка ] Интересным следствием является генерация трех конусов, два из которых поляризованы, когда лазерный луч косо освещает волокна. Эти конусы можно увидеть, рассматривая источник света сквозь минерал. [ нужна ссылка ]

Улексит встречается в отложениях эвапорита , а осажденный улексит обычно образует пучок игольчатых кристаллов в виде «ватного комка». Улексит часто встречается в сочетании с колеманитом , бурой , мейерхофферитом , гидроборацитом , пробертитом , глауберитом , троной , мирабилитом , кальцитом , гипсом и галитом . [2] Встречается главным образом в Калифорнии и Неваде , США; Регион Тарапака в Чили и Казахстане . Улексит также встречается в жилоподобных слоях, состоящих из плотно упакованных волокнистых кристаллов.

История

[ редактировать ]

Улексит признан действительным минералом с 1840 года, после того как Джордж Людвиг Улекс, в честь которого минерал был назван, провел первый химический анализ минерала. [5] В сноске на стр. В № 51 редактор утверждал, что минерал Улекса на самом деле был тем же минералом, который американский химик Огастес Аллен Хейс нашел в Чили в 1844 году:

«Не может быть никаких сомнений в том, что... боронатрокальцит можно модифицировать».

— Можно, конечно, не сомневаться, что минерал, анализируемый автором, на самом деле является гидроборокальцитом Хейса. Таким образом, г-н Улекс обязан знанием истинного состава этого минерала. — Тогда название «гидроборокальцит», возможно, можно было бы заменить на несколько более правильное «боронатрокальцит». [6] [7] [8]

В 1857 году Генри Хоу, профессор Королевского колледжа в Виндзоре, Новая Шотландия, обнаружил боратные минералы в гипсовых отложениях испарительных отложений нижнего карбона в атлантических провинциях Канады, где он отметил присутствие волокнистого бората, который он назвал натро-боро. -кальцит, [9] на самом деле это был улексит (Папезик, Фонг, 1975). [10]

Мердок исследовал кристаллографию улексита в 1940 году. [11] Кристаллография была переработана в 1959 году Кларком и Кристом, и их исследование также позволило провести первый порошковый рентгеноструктурный анализ улексита. [12] В 1963 году Вейхель-Мур и Поттер объяснили замечательные оптоволоконные свойства улексита. [13] Их исследование выявило существование в природе минеральных структур, обладающих технологически необходимыми характеристиками. Наконец, Кларк и Эпплман правильно описали структуру улексита в 1964 году. [14] [8]

Химия

[ редактировать ]

Улексит является боратным минералом, поскольку его формула (NaCaB 5 O 6 (OH) 6 ·5H 2 O) содержит бор и кислород. Изолированный боратный полианион [B 5 O 6 (OH) 6 ] 3− имеет пять атомов бора, поэтому улексит отнесен к пентаборатной группе.

Улексит — структурно сложный минерал, основная структура которого содержит цепочки октаэдров натрия, воды и гидроксидов. Цепи связаны между собой многогранниками кальция, воды, гидроксида и кислорода и массивными звеньями бора . Единицы бора имеют формулу [B 5 O 6 (OH) 6 ] 3– и заряд −3. Они состоят из трех боратных тетраэдров и двух боратных треугольных групп.

Улексит разлагается/растворяется в горячей воде. [ нужна ссылка ]

Морфология

[ редактировать ]

Улексит обычно образует небольшие округлые массы, напоминающие ватные шарики. Кристаллы редки, но образуют волокнистые удлиненные кристаллы, ориентированные параллельно или радиально друг другу. Кристаллы также могут иметь игольчатую форму, напоминающую иглы (Anthony et al., 2005). [15] Точечная группа улексита равна 1, что означает, что кристаллы демонстрируют очень низкую симметрию, поскольку у них нет осей вращения или зеркальных плоскостей. Улексит сильно вытянут вдоль [001]. Наиболее распространенной плоскостью двойников является (010). Улексит, собранный в гипсовом карьере Флэт-Бэй в Ньюфаундленде, представляет собой игольчатые «ватные шарики» кристаллов с почти квадратным поперечным сечением, образованные равным развитием двух пинакоидов. Кристаллы толщиной около 1–3 мкм и длиной 50–80 мкм расположены в рыхло упакованных, беспорядочно ориентированных перекрывающихся пучках (Папезик, Фонг, 1975). [10] Обычно кристаллы имеют от шести до восьми граней с тремя-шестью концевыми гранями (Мердок, 1940). [11]

Оптические свойства

[ редактировать ]
Фрагмент улексита с характерными оптическими свойствами.

В 1956 году Джон Мармон заметил, что волокнистые агрегаты улексита проецируют изображение объекта на противоположную поверхность минерала. Это оптическое свойство характерно для синтетических волокон, но не для минералов, благодаря чему улексит получил прозвище «ТВ-камень». По данным Баура и др. (1957), [16] это оптическое свойство обусловлено отражениями вдоль сдвоенных волокон, причем наиболее заметная плоскость двойникования находится на (010). Свет снова и снова отражается внутри каждого волокна, окруженного средой с более низким показателем преломления (Garlick, 1991). [17] Этот оптический эффект также является результатом больших пространств, образованных октаэдрическими цепочками натрия в структуре минерала. Синтетические волокна, используемые для волоконной оптики, передают изображения по пучку нитевидных кристаллов так же, как природный улексит воспроизводит изображения из-за существования разных показателей преломления между волокнами. Кроме того, если объект цветной, все цвета воспроизводятся улекситом. Параллельные поверхности улексита, разрезанные перпендикулярно волокнам, дают наилучшее изображение, поскольку произойдет искажение размера проецируемого изображения, если поверхность не параллельна минералу. Любопытно, что образцы улексита in situ способны дать приличное грубое изображение. Гипс сатинового шпата также демонстрирует этот оптический эффект; однако волокна слишком грубые, чтобы передать достойное изображение. Толщина волокон пропорциональна резкости проецируемого изображения. [16]

Улексит также отображает концентрические световые круги, если поднести его к яркому источнику света — странное оптическое свойство, впервые обнаруженное Дж. Дональдом Гарликом (1991). [17] Такого же эффекта можно добиться, проведя лазерной указкой под слегка наклонным углом через кусок улексита. Такое оптическое поведение является следствием разных показателей преломления улексита в разных направлениях поляризации. Микроскопический анализ улексита также дает конусы света, которые четко выходят из каждого зерна толщиной более 0,1 мм под линзой Бертрана.

Улексит бесцветен, неплеохроичен в шлифах с невысоким рельефом. Будучи триклинным , улексит оптически двуосный . Интерференционные фигуры дают сложение на вогнутой стороне изогир , в результате чего улексит становится двуосно-положительным. Улексит имеет высокое напряжение 2 В в диапазоне 73–78° и максимальное двойное лучепреломление до 0,0300 (Энтони и др., 2005). [15] По данным Вайхель-Мура и Поттера (1963), [13] ориентация волокон вокруг оси c полностью случайна в зависимости от изменений экстинкции, наблюдаемых при кросс-поляризации. Улексит демонстрирует полисинтетическое двойникование, параллельное удлинению, вдоль {010} и {100} (Мердок, 1940). [11] В тонких срезах, разрезанных параллельно волокнам, зерна улексита демонстрируют как быструю, так и медленную ориентацию в равных количествах, поскольку промежуточная ось (y) индикатрисы примерно параллельна удлинению волокон вдоль кристаллографической оси c ( Вайхель-Мур и Поттер, 1963). [13]

Структура

[ редактировать ]

Кристаллы улексита содержат три структурные группы: изолированные пентаборатные полианионы , многогранники с координацией кальция и октаэдры с координацией натрия, которые соединены вместе и сшиты водородными связями. Многогранники с координацией Ca имеют общие края, образуя цепи, отдельные от октаэдрических цепей с координацией Na. Существует 16 различных водородных связей, среднее расстояние которых составляет 2,84 Å. Бор координирован с четырьмя атомами кислорода в тетраэдрическом расположении, а также с тремя атомами кислорода в треугольном расположении со средними расстояниями 1,48 и 1,37 Å соответственно. Каждый Ca 2+ Катион окружен многогранником из восьми атомов кислорода. Среднее расстояние между кальцием и кислородом составляет 2,48 Å. Каждый На + координируется октаэдром из двух гидроксильных атомов кислорода и четырех молекул воды со средним расстоянием 2,42 Å (Clark and Appleman 1964). [18] Октаэдрические и полиэдрические цепочки, параллельные c, вытянутому направлению, обуславливают волокнистую структуру улексита и оптические свойства волокна. [8]

Значение

[ редактировать ]

Бор — это микроэлемент в литосфере, средняя концентрация которого составляет 10 частей на миллион, хотя на больших территориях мира наблюдается дефицит бора. [19] Бор никогда не встречается в природе в элементарном состоянии, однако в природе бор встречается более чем в 150 минералах. [20] Тремя наиболее важными минералами с мировой коммерческой точки зрения по распространенности являются тинкал (также известный как бура), улексит и колеманит (Ekmekyaper et al., 2008). [21] Высокие концентрации экономически значимых минералов бора обычно встречаются в засушливых районах, где ранее наблюдался вулканизм. Улексит добывается преимущественно на руднике Боракс в Бороне, Калифорния. [19]

Концентрация бора в улексите имеет коммерческое значение, поскольку соединения бора используются при производстве материалов для многих отраслей промышленности. Бор в основном используется в производстве стекловолокна наряду с термостойкими боросиликатными стеклами, такими как традиционный PYREX, автомобильные фары и лабораторная посуда. Боросиликатное стекло желательно, поскольку добавление B 2 O 3 снижает коэффициент расширения, тем самым увеличивая термостойкость стекла. Бор и его соединения также являются обычными ингредиентами мыла, моющих средств и отбеливателей, что способствует смягчению жесткой воды за счет привлечения ионов кальция. Использование бора в производстве сплавов и металлов растет из-за его превосходной способности растворять оксиды металлов. Соединения бора используются в качестве упрочняющего агента для упрочнения металлов для использования в военных танках и броне. Бор широко используется в огнезащитных материалах. Бор является важным элементом для роста растений и часто используется в качестве удобрения, однако в больших концентрациях бор может быть токсичным, поэтому бор является распространенным ингредиентом гербицидов и инсектицидов. Бор также содержится в химикатах, используемых для обработки древесины, а также в качестве защитных покрытий и глазурей для керамики. [19] Кроме того, когда улексит растворяется в растворе карбоната, в качестве побочного продукта образуется карбонат кальция. Этот побочный продукт в больших количествах используется в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве наполнителя бумаги и покрытия для бумаги, что позволяет улучшить ее пригодность для печати (Демиркиран и Кункул, 2011). [22] В последнее время, когда все больше внимания уделяется получению новых источников энергии, на первый план выходит использование водорода в качестве топлива для автомобилей. Соединение боргидрид натрия (NaBH 4 ) в настоящее время рассматривается как превосходная среда для хранения водорода из-за его высокого теоретического выхода водорода по весу для будущего использования в автомобилях. Пискин (2009) [23] подтверждает, что концентрация бора в улексите может быть использована в качестве источника бора или исходного материала в синтезе борогидрида натрия (NaBH 4 ).

[ редактировать ]

Боратные минералы редки, поскольку их основной компонент, бор, составляет менее 10 частей на миллион (10 мг/кг) в земной коре. Поскольку бор является микроэлементом, большинство боратных минералов встречается только в одной конкретной геологической среде: геологически активных межгорных бассейнах . Бораты образуются, когда борсодержащие растворы, образовавшиеся в результате выщелачивания пирокластических пород , стекают в изолированные бассейны, где затем происходит испарение. Со временем бораты откладываются и образуют слоистые слои. Улексит встречается в соляных плеях и сухих соленых озерах в сочетании с крупными месторождениями гипса и боратов Na-Ca. [8] не известно Полиморфных модификаций улексита , и улексит не образует серию твердых растворов с какими-либо другими минералами.

По данным Стаматакиса и др . (2009) По отношению к улекситу обнаружены бораты Na, Ca и Na-Ca. [20] Этими минералами являются:

Более распространенными минералами, которые не являются боратами, но также образуются в месторождениях эвапоритов : [2]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID   235729616 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с «Улексит». Справочник по минералогии (PDF) .
  3. ^ Перейти обратно: а б Улексит , Mindat.org
  4. ^ Данные о минералах улексита , WebMineral.com
  5. ^ Улекс, Г.Л. (1849). «О природном соединении борной кислоты». Анналы химии и фармации (на немецком языке). 70 : 49–52. дои : 10.1002/jlac.18490700107 .
  6. ^ Хейс, А.А. (1844 г.). «Борат извести. Borocalcius obliquus» . Американский научный журнал . 46 : 377.
  7. ^ Хейс, А.А. (1844 г.). «Гидридный борат извести» . Американский научный журнал . 47 : 215.
  8. ^ Перейти обратно: а б с д Гоуз и др., 1978, Улексит, NaCaB5O6(OH)6,5H2O: уточнение структуры, полианионная конфигурация, водородные связи и волоконная оптика, Субрата Гоуз, Ченг Ван и Джоан Р. Кларк, американский минералог, Том 63, стр. 161–171. [1]
  9. ^ Как, Генри (1857). «О возникновении натроборокальцита с глауберовой солью в гипсе Новой Шотландии» . Эдинбургский новый философский журнал . 2-я серия. 6 : 54–60.
  10. ^ Перейти обратно: а б Папезик, В.С.; Фонг, CCK (1975). «Говлит и улексит из каменноугольных пластов гипса и ангидрита в Западном Ньюфаундленде». Канадский минералог . 13 : 370–376.
  11. ^ Перейти обратно: а б с Мердок, Джозеф (1940). «Кристаллография улексита». Американский минералог . 25 : 754–762.
  12. ^ Кларк, младший; Христос, CL (1959). «Исследование боратных минералов (V): повторное исследование рентгеновской кристаллографии улексита и пробертита» (PDF) . Американский минералог . 44 : 712–719.
  13. ^ Перейти обратно: а б с Вайхель-Мур, Э.Дж.; Поттер, Р.Дж. (1963). «Волоконно-оптические свойства улексита». Природа . 200 (4912): 1163–1165. Бибкод : 1963Natur.200.1163W . дои : 10.1038/2001163b0 . S2CID   4192912 .
  14. ^ Кларк, Джоан Р.; Эпплман, Дэниел Э. (18 сентября 1964 г.). «Пентаборатный полианион в кристаллической структуре улексита NaCaB5O6(OH)6*5H2O». Наука . 145 (3638): 1295–1296. Бибкод : 1964Sci...145.1295C . дои : 10.1126/science.145.3638.1295 . ПМИД   17802011 . S2CID   98456855 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Энтони, Джон В.; Бидо, Ричард А.; Блад, Кеннет В.; Николс, Монте К., ред. (2005). «Улексит». Справочник по минералогии (PDF) . Тусон, Аризона, США: Публикация минеральных данных.
  16. ^ Перейти обратно: а б Баур, Г.С.; Ларсен, Западная Нью; Сэнд, Л.Б. (1957). «Проекция изображения волокнистыми минералами» . Американский минералог . 42 : 697–699.
  17. ^ Перейти обратно: а б Чеснок, Дж. Дональд; Камб, В. Барклай (1991). «Странные оптические свойства улексита» . Журнал геологического образования . 39 (5): 398–402. Бибкод : 1991JGeoE..39..398G . дои : 10.5408/0022-1368-39.5.398 .
  18. ^ Кларк, Джоан Р.; Эпплман, Дэниел Э. (1964). «Пентаборатный полианион в кристаллической структуре улексита NaCaB 5 O 6 (OH) 6 ·5H 2 O». Наука . 145 (3638): 1295–1296. Бибкод : 1964Sci...145.1295C . дои : 10.1126/science.145.3638.1295 . ПМИД   17802011 . S2CID   98456855 .
  19. ^ Перейти обратно: а б с Вудс, WG 1994. Введение в бор: история, источники, использование и химия, перспективы здоровья окружающей среды 102:5–11.
  20. ^ Перейти обратно: а б Стаматакис, Майкл Г.; Циритис, Евангелос П.; Эвелпиду, Ники (2009). «Геохимия богатых бором подземных вод бассейна Карловаси, остров Самос, Греция» . Центральноевропейский журнал наук о Земле . 1 (2): 207–218. Бибкод : 2009CEJG....1..207S . дои : 10.2478/v10085-009-0017-4 . ISSN   2081-9900 . S2CID   140660657 .
  21. ^ Экмекьяпар, А.; Демиркиран, Н.; Кюнкюль, А. (2008). «Кинетика растворения улексита в растворах уксусной кислоты». Химические инженерные исследования и проектирование . 86 (9): 1011–1016. дои : 10.1016/j.cherd.2008.04.005 .
  22. ^ Демиркиран, Н.; Кункул, А. (2011). «Растворение улексита в растворах карбоната аммония». Теоретические основы химической технологии . 45 (1): 114–119. дои : 10.1134/S0040579511010039 . S2CID   95451655 .
  23. ^ Пискин, Мехмет Бурчин (2009). «Исследование процесса производства борогидрида натрия: «Минерал улексит как источник бора» ». Международный журнал водородной энергетики . 34 (11): 4773–4779. doi : 10.1016/j.ijhydene.2009.03.043 .
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме улексита .
  • ) Пучок натурального волокна — видео из улексита (на венгерском языке .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ulexite&oldid=1224419393"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c9281f2f9f267755dd1578017eab8b73__1716011640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c9/73/c9281f2f9f267755dd1578017eab8b73.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Ulexite - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)