Что используется для определения микротвердости минералов.

Ххх

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АНАЛИЗЫ. Физико-химический анализ — комплекс методов анализа физико-химических систем путем построения и геометрического анализа диаграмм состояния и диаграмм состав-свойство. Этот метод позволяет обнаружить существование соединений (например, медистого золота CuAu), существование которых невозможно подтвердить другими методами анализа. Первоначально исследования в области физико-химического анализа были сосредоточены на изучении зависимостей температур фазовых переходов от состава. Затем было установлено что любое физическое свойство системы является функцией состава, а для изучения фазового состояния можно использовать электропроводность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоёмкость, коэффициент рефракции, упругость и другие физические свойства.

В основе теории физико-химического анализа лежат принципы соответствия и непрерывности. Принцип непрерывности утверждает, что если в системе не образуются новые фазы или не исчезают существующие, то при непрерывном изменении параметров системы свойства отдельных фаз и свойства системы в целом изменяются непрерывно. Принцип соответствия утверждает, что каждому комплексу фаз соответствует определённый геометрический образ на диаграмме состав-свойство.

Аналитическая химия — раздел химии, изучающий химический состав и структуру веществ; имеет целью определение элементов или групп элементов, входящих в состав различных веществ. Предмет её как науки — совершенствование существующих и разработка новых методов анализа, их практическое применение, исследование теоретических основ аналитических методов.

В зависимости от задания, аналитическая химия подразделяется на качественный анализ, нацеленный на определение того, что или какие вещества, в какой форме находится в образце, и количественный анализ, нацеленный на определение сколько данного вещества (элементов, ионов, молекулярных форм и др.) находится в образце

ХРОМАТОГРАФИЯ. Различают несколько видов хромотографии; адсорбционную, осадочную, ионнообменную и распределительную. Последние два вида используют преимущественно при анализе минералов, руд и горных пород. Метод ионного обмена применяют для концентрирования малых количеств элементов из сильно разбавленных растворов и из природных вод. После десорбции элементы определяют одним из аналитических методов. Ионнообменная хроматография основана на реакции обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами сорбента. Ионнообменные сорбенты издавна применялись для очистки воды от солей кальция и магния. Природные алюмосиликаты (цеолиты) или синтетические (пермутиты) нерастворимы в воде, но ионы натрия в их кристаллической решетке могут замещаться ионами кальция. Отработанный сорбент может быть регенерирован. Недостатком этих сорбентов является их сравнительно малая механическая прочность.

В настоящее время для очистки воды, а также при химическом анализе применяют синтетические смолы — полимеры (иониты), имеющие в структурном скелете функциональные группы, способные обменивать катионы (катиониты) или анионы (аниониты). Существуют различные марки катионитов и анионитов. Иониты применяют в химическом анализе для многих целей: для очистки воды, для разделения элементов, близких по химическим свойствам, для отделения анионов от катионов (фосфаты, сульфаты).

Разделение очень просто и не требует сложного оборудования.

В специальной литературе дано большое число схем анализа силикатов, в которых используется метод ионного обмена на смолах с последующим определением элементов титрованием комплексоном или другими аналитическими методами.

Распределительная хроматография основана на распределении веществ между протекающим через слой пористого носителя экстрагентом (подвижный растворитель) и несмешивающейся с ним жидкостью, заключенной в порах носителя (неподвижный растворитель). Различие коэффициентов распределения разделяемых веществ обусловливает различную скорость передвижения каждого вещества вдоль слоя носителя, что приводит к их разделению.

Распределительно-хроматографическое разделение веществ может быть выполнено на полосках фильтровальной бумаги (бумажная хроматография) и в колонках, заполненных бумажной массой, силикагелем или другими пористыми веществами, пропитанными соответствующими растворами.

Для бумажной хроматограммы в простейшем случае используют полоску фильтровальной бумаги (20—30 см длиной и 2 см шириной). На некотором расстоянии от конца полоски наносят одну или несколько капель исследуемого водного раствора и опускают другой конец бумаги в соответствующий органический растворитель. Продвигаясь благодаря капиллярным силам между волокнами бумаги, растворитель экстрагирует компоненты смеси, которые в соответствии с коэффициентами распределения продвигаются по бумаге со скоростью хроматографической подвижности каждого из элементов.

Недостатками бумажной хроматографии являются длительность процесса анализа и невозможность разделения на бумаге относительно больших количеств анализируемой смеси.

Для разделения урана, тория и других элементов более удобны и эффективны распределителыю-хроматографическис колонки, заполненные пористым носителем силикагелем.

ччч

Твердость минералов – его способность сопротивляться внешним механическим воздействиям. Твердость зависит от типа химических связей в кристаллической решетке, степени ее дефектности, а также от кристаллографического направления, т.е. характеризуется анизотропией. Твердость проявляется по-разному для различного типа нагрузок. Так, твердость при ударе и царапаньи и медленном сдавливании может различаться, что затрудняет количественное измерение этого свойства.
История наблюдения твердости минералов насчитывает много веков. Еще в 1530 г. Агрикола в книге «Берманус» упоминал, что галенит можно отличить от самородного виcмута по твердости. Первая относительная шкала твердости была предложена Моосом в 1824 г. и до сих пор используется минералогами. В 1936 г. металлургами была разработана методика микроскопического определения твердости вдавливания, а немного раньше склерометрическая методика определения твердости царапанием. Твердость, измеренную методом вдавливания наконечника, принято называть микротвердостью.
Практика рудной микроскопии использует три метода определения твердости минералов:

метод царапанья

метод микротвердости

определение твердости полировки

Метод царапанья базируется на использовании стальной иглы, укрепленной в специальном деревянном держателе. Техника измерения состоит в следующем. Объектив с достаточно большим свободным расстоянием фокусируют на зерно. Конец иглы вводят в поле зрения. Удерживая иглу под углом к поверхности, проводят ею поперек зерна.
Ж. Мердоч [Murdoch, 1916] разделяет минералы на мягкие (царапаются при легком надавливании или под собственным весом иглы, например, галенит, молибденит), промежуточной твердости (царапаются при умеренном давлении – халькопирит, сфалерит, теннантит), твердые (царапаются с трудом или не царапаются совсем, например, пирит, гематит). М. Шорт [Шорт, 1934] на основании испытания иглой выделяет твердые и мягкие минералы.
С.Б. Талмейджем [Talmage, 1925] было предложено использование специального прибора микросклерометра, предназначенного для проведения точных измерений давления, необходимого для того, чтобы алмазное острие оставило на полированной поверхности царапину стандартного характера.

Микросклерометр: Методы склерометрии (царапания) позволяют быстро и наглядно характеризовать микро(нано)твердость различных структурных составляющих, выявлять упрочнение у границ кристаллов, изучать анизотропию кристаллов, характеризовать износостойкость точнее, чем методом вдавливания индентора.

Наиболее распространенным индентором является алмазная трехгранная пирамида Берковича, так как она всегда имеет острую вершину и при движении гранью вперед всегда опирается только передней деформирующей гранью.

Дата добавления: 2015-04-24