矿物鉴定和研究的化学方法

Question

如题所述

Answer 1

矿物鉴定和研究的化学方法包括简易化学分析和化学全分析。
简易化学分析法是通过使用几种药品，进行简单的试验操作，快速定性地检验样品（待定矿物）的主要化学成分，以达到鉴定矿物的目的。常用的方法包括斑点法、显微化学分析法以及珠球反应。
1. 斑点法：该方法将少量待定矿物粉末溶于溶剂（水或酸）中，使矿物中的元素以离子状态存在。然后加入微量试剂到溶液中，根据产生的颜色反应来确定元素种类。这一试验可以在白瓷板、玻璃板或滤纸上进行。例如，测试黄铁矿中是否含有镍，操作方法是将少量矿粉置于玻璃板上，加入一滴硝酸并加热至干燥，重复此过程几次以确保完全溶解。稍冷后加入一滴氨水使溶液呈碱性，并使用滤纸吸取。然后在滤纸上加入一滴2%的二甲基乙二醛肟酒精溶液（镍试剂），若出现粉红色斑点（二甲基乙二醛镍），则表明矿物中存在镍。因此，该矿物应为含镍黄铁矿。
2. 显微化学分析法：此法先将矿物制成溶液，从中吸取一滴置于载玻片上，然后加入适当试剂，在显微镜下观察沉淀物的晶形和颜色等特征，从而鉴定矿物所含元素。这种方法对于区分相似矿物非常有效。例如，白钨矿（Ca[WO4]）和重晶石（Ba[SO4]）外观相似，但在白钨矿溶液中滴入一滴1:3的硫酸，若出现石膏结晶（无色透明，常有燕尾双晶），则表明要鉴定的矿物为白钨矿而非重晶石。
3. 珠球反应：这是一种灵敏且简易的方法，用于测定变价金属元素。操作时，将固定在玻璃棒上的铂丝前端弯成直径约1mm的小圆圈，放入氧化焰中加热至清洁。然后迅速粘上硼砂（或磷盐），再次放入氧化焰中煅烧，重复此过程，直到硼砂熔成无色透明的小球。此时，将灼热的珠球粘上疑为含某种变价元素的矿物粉末（注意：一定要少），然后将珠球先后送入氧化焰和还原焰中煅烧，使所含元素发生氧化、还原反应，通过反应后得到的高价态和低价态离子的颜色来判定为何种元素。例如，在氧化焰中珠球呈红紫色，放入还原焰中煅烧一段时间后变为无色，则表明所试样品应为含锰矿物，具体矿物的名称可根据其他特征确定。
化学全分析包括定性和定量的系统化学分析。进行这一分析时需要较为繁杂的设备和标准试剂，需要高纯度（98%以上）的样品，需要高级的技术和较长时间。因此，这种方法很不经济，通常只在研究矿物新种和亚种的详细成分、组成可变矿物的成分变化规律以及矿床的工业评价时采用。通常在这一方法之前，需要进行光谱分析，得出分析结果以供参考。