تحقیق درباره سولفاتها و کروماتها
در بحث ساختار کانیهای سولفیدی , دیدیم که گوگرد به صورت آنیون سولفیدی بزرگ دو ظرفیتی ظاهر می شود. این یون از پر شدن دو ظرفیت لایه الکترونی خارجی یا ظرفیتی به وسیله الکترونهای تسخیر شده ایجاد می شود . شش الکترونی که معمولا در این لایه وجود دارند , می توانند جدا شده و یک یون کوچک با بار مثبت زیاد و به شدت قطبنده را ایجاد کنند . این یون با اکسیژنهای اطراف خود , با همارایی چهاروجهی ظاهر می شود. پیوند گوگرد- اکسیژن در این گروه آنیونی بسیار قوی بوده و خواص آن کووالانسی است و گروههای در هم فشرده ای را به موجود می آورد که قادر به اشتراک گذاشتن اکسیژن نیستند . این گروههای آنیونی (SO4) واحدهای اساسی ساختار کانیهای سولفاتی است .
سولفاتها ترکیباتی از اکسیژن و گوگرد و یک یا چند فلزاند. در این یون یک اتم S به وسیله چهار اتم اکسیژن که در گوشه های یک تترائدر قرار دارند , در میان گرفته شده است . دو بار اضافی منفی به طور یکنواخت بین اتمهای O توزیع شده اند . سولفاتها کانیهای پیچیده ای هستند زیرا راههایی که کاتیونها بدان وسیله می توانند میان یونهای SO4 ساخت یک بلور جای گیرند زیاد است . متجاوز از 150 سولفات نامگذاری شده اند . بسیاری از آنها قویا هیدراته هستند , و بسیاری از آنها نادراند .
مهمترین و رایجترین سولفاتهای بدون آب , اعضای گروه باریت ( گروه فضایی Pnma ) با کاتیونهای بزرگ دوظرفیتی هماراییده با یون سولفات هستند , از میان سولفاتهای آبدار , ژیپس , 2H2O , CaSO4, مهمترین و فراوانترین کانی است . بسترهای عظیم آن در سنگهای رسوبی با سنگ آهک , شیل رسوبی , ماسه سنگ و گل رس بدست می آیند . سنگ نمک و نهشتهای گوگردی ممکن است همراه آن باشند . به صورت ژیپس معمولی و سه قسم دارای خویهای متفاوت دیده می شود : آلاباستر , توده شده , سلنیت شفاف و ورقه ورقه و ساتین اسپار , رشته ای با جلای ابریشمی و مرواریدی .در این فرایند ژیپس را حرارت می دهند و 75% آبش از دست می رود . آنچه بدست می آید نیمه آبدار است ( گچ ) و باسانی آب می گیرد و دوباره به ژیپس تبدیل می گردد . با این عمل ذراتش دوباره متبلور می شوند و محکم به هم می چسبند .
تحقیق درباره سولفاتها و کروماتها
کروم , Cr , مثل فلزات حد واسط به طور کلی , با اکسیژن ترکیب می شود و چند حالت اکسیداسیون بوجود می آورد . کروکوئیت و تاراپاکائیت از معروفترین کروماتهای نمونه ای هستند که در آنها Cr در حالت اکسیداسیون 5+ است . یون کرومات مثل یون سولفات یک تترائدر است . بارهای منفی یونهای کرومات به وسیله یونهای فلزی که در میان تترائدرها جای گرفته اند موازنه می شود و ساخت را با هم نگه می دارند . اندازه این یونها و راه جای گیری آنها در میان تترائدها ساخت را مشخص می کند . کروماتها منبع کرومی هستند که در آب کروم دادن فولاد , مثل سپر ها و تزیینات بدنه اتومولیلها بکار می رود. همچنین با آهن آلیاژی از آن ساخته می شود که همان فولاد زنگ نزن است
کانی باریت
کاني باريت از دسته سولفاتها جزء گروه عناصر قليايي خاكي و داراي فرمول شيميايي BaSO4 بوده و منبع اصلي تهيه عنصر باريم محسوب مي شود. باريم داراي عدد اتمي56،عدد جرمي 34/137، الكترونگاتيويته 85/0، شعاع يوني 36/1 آنگستروم و پتانسيل يوني 5/1 مي باشد. فراواني اين عنصر به صورت تركيب قابل حل BaSO4 در آب دريا 20 ميكروگرم در ليتر است.
ميانگين عنصر باريم در پوسته 425 گرم درتن يا قسمت در ميليون(ppm ) است ( يعني 0425/0% ). ميانگين آن در گرانيت ppm 1220 ودر دياباز ppm 160 مي باشد. در فلدسپات3 %، در پلاژيو كلازها3/7 %، در مسكوويت 9/9 % و در بيوتيت 8-6 % BaO مي توان وجود داشته باشد.
7/65 درصد BaO و 3/34 درصد SO3 در ساختمان باريت خالص وجود دارد. حلاليت اين كاني در آب و اسيد، در درجه حرارتهاي عادي، بسيار كم است، بنابراين مي توان ازآن به عنوان ماده شيميايي خنثي استفاده كرد. از هرگرم باريت در درجه حرارت عادي در حدود 2 ميلي گرم در هرليتر آب حل مي شود. با افزايش حرارت به ميزان حلاليت باريت زيادتر شده، به طوري كه از هر گرم باريت در درجه حرارت 500 تا 1000 درجه سانتيگراد بخار آب، 40 ميلي گرم آن در هرليتر آب حل مي شود. حلاليت باريت با حضور كلريد در آب افزايش مي يابد ( هسلي و مورگ 1951 ). در اثر شيميايي باريت، ويتريت (BaCO3 ) كه كربنات باريم طبيعي است، حاصل مي شود. اين كاني به سختي گداخته مي گردد وساختمان بلورين آن در اثر گرما ( شعله فوتك ) شكسته مي شود. اين كاني داراي خاصيت لومينسانس بوده و حرارت دادن شديد آن سبب تظاهر رنگ سبز متمايل به زرد مي گردد. اگر پودر اين كاني به داخل شعله دميده شود، رنگ سبز متمايل به زرد به شعله مي دهد.
باريم با شعاع يوني 36/1 انگستروم، پتانسيل يوني 5/1، الکترونگاتيوي 85/0، عدد کوردينانسيون 8 بوده و از عناصر ليتوفيل محسوب مي شود.
باريم از نظر شيميايي بسيار شبيه به كلسيم است و فرم خالص آن به رنگ سفيد- نقره مشابه سرب است. اين فلز زماني در معرض هوا قرار مي گيرد، بسيار آسان اكسيد مي شود و با آب و الكل واكنش پذيري بالايي دارد و توسط آب و يا الكل تجزيه مي شود.
بيشتر مواد مركب حاوي عنصر باريم به علت وزن مخصوص بالاي آن ( بالاتر از 2/4 گرم بر سانتي مترمکعب ) که ناشي از وزن اتمي بالاي آن ( 137) مي باشد، كاني شفاف و سنگين ناميده مي شوند.
تحقیق درباره سولفاتها و کروماتها
توزيع 56 الكترون باريم بدين صورت است:
1s2 , 2s2 2p6 , 3s2 3p6 3d10 , 4s2 4p6 4d10 , 5s2 5p6 , 6s2
باريم به صورت يك عنصر كمياب در بسياري از سنگ ها وجود دارد، اين عنصر بيشتر در سنگ هاي آذرين اسيدي يافت مي شود و هنگام واكنش هاي بين آب و سنگ، به محيط آبي وارد مي شود، ولي انحلال آن به تشكيل كاني سولفات باريم يا باريت وابسته است. بنابراين تمركز باريم در آب هاي سطحي و زيرزميني به طور معكوس به تمركز سولفات بستگي دارد.
باريم به سرعت در هوا اكسيد مي شود و دستيابي به اين فلز در شكل خالص آن مشكل بدست مي آيد. باريم به صورت اوليه به صورت كاني باريت (سولفات باريم متبلور) يا ويتريت (BaCo3) Witherite يافت مي شود. باريم از نظر اقتصادي از طريق الكتروليز كلريد باريم مذاب (BaCl2) ايجاد مي شود.
Ba2+ +2e – : Ba Cl – : ½ Cl2(g) + e-
(Cathode)
اكسيداسيون در باريم به آساني اتفاق مي افتد و باريم به ندرت به شكل خالص باقي مي ماند بنابراين باريم بايد در زير نفت سفيد و يا مايعات داراي اكسيژن آزاد مناسب نگهداري شوند.
مهمترين مواد مركب باريم پروكسيد، كلريد، سولفات، كربنات، نيترات و كلرات هستند. زماني كه باريم مي سوزد، نمك هاي باريم به رنگ سبز درخشان در مي آيند.
باريم با منشأ طبيعي مخلوطي از 7 ايزوتوپ پايدار است. 22 ايزوتوپ آن شناسايي شده اند اما اين ايزوتوپهاي با خاصيت راديواكتيو بالا و نيمه عمري از رنج چندين هزارم ثانيه به چندين دقيقه مي باشد. تنها يك مورد استثناء Ba133 با نيمه عمر 51/10 سال مي باشد.
پودر باريت BaSo4 به صورت پودري سنگين با وزن مخصوص 5/4، سختي 5/3- 5/2، سفيد رنگ تا خاكستري با جلاي شيشه اي، كليواژ كامل در جهت {001}، بدون بو و غيرمحلول در آب و حلال هاي آلي است و به علت محلول نبودن در آب خاصيت سمي ندارد حال آن که سولفيد باريم به علت محلول بودن و آزاد شدن يون باريم در آب به شدت سمي است. باريت خالص از 7/65 % SO3 و 3/43 % BaO تشكيل شده است وليكن در طبيعت باريت با ناخالصي هايي همراه است كه اين ناخالصي ها از
تحقیق درباره سولفاتها و کروماتها
پسورد: www.bazaarfile.ir
