О кристаллогидратах

[Jarro]

Решил смешать сульфат калия с сульфатом II меди на глаз в растворе. Выкристаллизовались голубые красивые кристаллы без четкой формы. Увидеть только калий или только медь не было возможным.

 

Затем, решил смешать в равных пропорциях сульфат магния с сульфатом II меди во втором растворе. Выкристаллизовалась какая-то по понятным причинам ерунда, увидеть которую я ожидал И в первом случае. Т.е. снизу пошла синяя медь, затем белый магний пятнами.

 

Как так произошло, что в первом случае выкристаллизовался однородный кристаллогидрат ? Как можно распознать состав двойной соли ? Допустим, первый случай - двойная соль. Второй же - дробная кристаллизация. Это утверждение верно ?

Изменено 19 Января, 2012 в 19:31 пользователем Jarro

[Jarro]

Хоть грузовиком тяни - из любимой википедии ничего про причины явления не выудишь. А читать книги - лень

На зло обнаружил в сети синий минерал алперсит. Состав: (Mg0.75Cu0.25)SO4·7H2O.

_ _ _ _

Палитра и слои фото минерала прям точь-в-точь соответствует той кашице, что у меня получилась. Единственный вывод: вещества кристаллизуются по-отдельности. Но почему ? Почему обратное (с калием) возможно ?

Изменено 20 Января, 2012 в 19:25 пользователем Jarro

[Nil admirari]

Сульфат калия значит менее растворим (10 г в 100 мл при 20С вроде того) чем эта двойная соль и выкристализовывается первым. Сульфат магния напротив растворим хорошо.

[Jarro]

Именно ! Можно составить цепочку: калий(11г.)<медь(32г.)<магний(35г.)

Но что это объясняет ? Я напротив думал, что если разница в растворимостях большая, то будет выкристаллизовываться слоями. Тут же абсолютно наоборот.

Я очень удивился, когда после невзрачной плёнки сульфата калия субстанция превратилась в полигон красивых кристаллов. Как?

 

Гораздо больше минералов состава K*Cu*S*O.

Пийпит

Федотовит

Цианохроит

 

У меня с калием получились кристаллы, наиболее подобные на цианохроит.

Как мне получить смещение в зеленый цвет ? По составу первых двух минералов видно, что там есть дополнительный О.

Может кто разъяснить, в составе чего "добавочный" кислород находится ?

Изменено 20 Января, 2012 в 19:55 пользователем Jarro

[Gall]

Кристаллические структуры смотреть надо. В неорганике подобного состава (переходные металл - медь, кислород) происходят очень сложные явления, определяемые структурой решетки (первопричина - расщепление энергетических уровней в кристаллическом поле, плюс магнитные моменты на переходном металле и отчасти на кислороде). Что угодно может быть.

 

В соединениях с медью часто встречается зеленый "хлоридный" и синий "купоросный" цвет, зависящий от окружения (тетраэдр или октаэдр) и степени окисления меди.

 

Плюс еще в природных минералах наверняка есть нестехиометрия и малые примеси других элементов. За цвет очень часто отвечают именно они. Иногда достаточно 0.1% какого-нибудь иона вроде хрома, чтобы пошла интенсивная окраска.

 

Структуры неорганики очень разнообразны, но чем-то похожи. Обычно атомы металлов окружены тетраэдрами или октаэдрами из атомов кислорода. Если металлов несколько, будет чередование таких ячеек в определенном порядке. Атом неметалла иногда ведет себя как металл, иногда сидит вместо некоторых кислородов. Химическая связь в таких структурах обычно балансирует между ковалентной и ионной - ни то ни сё, и заряды присутствуют, и одновременно электроны ЧАСТИЧНО общие. У переходных металлов наверняка возникают магнитные моменты, от них могут навестись моменты на соседних атомах. И вот тут начинается самое интересное...

Изменено 20 Января, 2012 в 20:08 пользователем Gall

[Nil admirari]

Сравнивать с минераллами нельзя. Они образуются в совершенно других условиях температуры и давления.

[Jarro]

Gall

Спасибо огромное ! Этим всем тоже кристаллография занимается, или уже физхимия ?

 

Сравнивать с минераллами нельзя. Они образуются в совершенно других условиях температуры и давления.

Так я понимаю, что нельзя. Зато, всё сходится ! Прекрасно сходится !! Тем более, что нужно как-то описать структуру, цвет и слои результатов.

[Jarro]

Я понял, что это очень сложное явление и просчитать самому нету смысла.

Но вот если я попытаюсь вырастить сульфат натрия с тем же сульфатом меди результат будет похож на тот, который получился с калием ?! По идеи, натрий ничем не отличаться от калия в этом отношении, просто смотря в таблицу Менделеева.

Опять же, я попытался найти минералы составом уже Na,Cu,S,O:

Крёнхит (извиняйте, если не правильно написал, в оригинале Kröhnkite)

Натрокальцит

К слову, есть даже Эуклорин (Na*K*Cu*S*O). Их цвет и гексагональная форма очень сильно напоминает один из кристаллогидратов бората железа, кстати.

Можно заметить, что чем больше OH-групп или дополнительного кислорода в составе ЩМ*Cu*S*O, тем больше выявлено смещение цвета кристаллов в зелёную область, интересно (с ЩЗМ такого не выходит, пример тому - девиллин).

 

Если мои результаты с калием на 99% совпадали с цианохроитом (по составу, по цвету, по прозрачности), будут ли совпадать с вышеперечисленными ? (мне конечно чутку стыдно, ведь я сравниваю природу с пробиркой, но соответствие прежних результатов с природными меня шокировало, как любят интернеты говорить). Это поразительно, ведь кристаллы с калием и кристаллы с натрием довольно сильно отличаются, если присмотреться !

Изменено 22 Января, 2012 в 15:53 пользователем Jarro

[Gall]

Спасибо огромное ! Этим всем тоже кристаллография занимается, или уже физхимия ?

У них нет четкой границы. Кристаллография занимается геометрической структурой веществ, но именно геометрия (симметрия) определяет расщепление энергетических уровней. Математическая теория групп работает как связка между физикой, химией и геометрией. От расположения атомов зависит кристаллическое поле, от поля - расщепление уровней и (де)локализация электронов, а дальше уже все остальное. Границу между химией и физикой тут проводят так: если мы пользуемся простыми правилами для определения свойств, это химия, а если спускаемся на уровень отдельных электронов и изучаем тонкости взаимодействия атомов - уже физика.

 

"Чистая" кристаллография - это лишь определение кристаллических решеток веществ, безотносительно свойств. Самое простое в теории твердого тела, кстати.

[Jarro]

Спасиб. Физика, химия, геометрия, математика. Весело..

 

А может кто-то подсказать, в форме чего существует "свободный" кислород в минералах ?

Формула Федотовита: K2Cu3(SO4)3O

Формула Пийпита: K2Cu2(SO4)2O

Я про это и говорил, когда указывал на возможную причину "смещения" цвета вправо.

Как говорится на сайтах, в природе они могут расти вместе, что ожидаемо.