Re: Re:chalkantyt

Autor: <pprzybyszewski_at_poczta.onet.pl>
Data: Thu 03 Aug 2006 - 17:08:30 MET DST
Content-Type: text/plain; charset=iso-8859-2
Message-Id: <20060803150839Z3998887-11243+1446@kps3.test.onet.pl>

Szanowny Kolego

Dziękuję za bardzo fachową analize dotyczącą chalkantytu. To dobrze, że z naukowego punktu widzenia analizowane są rożne "cuda", które pseudogeolodzy rozpowszechniają dla własnej korzyści. Ze swojej strony chcialbym dodać pewną analiz dotycząca krystalizacji siarczanu miedzi. Mam wrażenie, że uzasadnia ona następująca tezę: w powstawaniu halkantytu nie jest problemem proces krystalizacji, ten bowiem, po osiągnięciu odpowiedniego stężenia rozwtworu zachodzi bardzo łatwo. Moim zdaniem, podstawowym problemem byłoby osiągnięcie odpowiedniego stężenia rozwtoru. Nie znam co prawda zawartości CuS w rudzie i wydajnosci procesu utleniania, lecz istnym cudem wydaje mi się takie wzbogacenie roztworu aby osiągnąć rozwtór nasycony w temperaturze panującej w kopalni, czyli ok. 25 st. C.

Problem objętości roztworów niezbędnych do powstania dużych okazów chalkantytu zainspirowała mnie do wykonania nieco bardziej pogłębionej analizy tego zagadnienia, której wyniki przedstawiam poniżej.

Waga oferowany na eBay wielkokrystalicznych okazów chalkantytu wynosi od 30 do 40 g. Oszacujmy zatem objętość roztworu siarczanu miedzi nasyconego, powiedzmy, w temperaturze 20 st. C, potrzebną do wytrącenia się średniego okazu, o wadzie 35 g na skutek całkowitego odparowania rozpuszczalnika. W 100 g wody rozpuszcza się w temp 20 st C, 20,7 g CuSO4. Całkowita masa roztworu wynosi 120,7 g. Jego gęstość dr wynosi 1,2 g/cm3, zatem objętość wyniesie 120,7g:1,2g/cm3 = 100,6 cm3. Po całkowitym odparowaniu takiej objętości roztworu wykrystalizowałoby się 20,7g*1,5625 = 32,3 g CuSO4*5H2O, gdzie 1,5625=(MczCuSO4*5H2O=250g/mol) /(Mcz CuSO4=160 g/mol). Na okaz 35 gramowy potrzeba by proporcjonalnie roztworu o objętość Vr = (35g/32,3g)*100,6 cm3 = 109 cm3 roztworu. Trzeba wziąć pod uwagę, że wykształcenie się dużych kryształów wymaga wiele miejsca na ich wzrost. Dajmy im dużo swobody i załóżmy że kryształy mogą zajmować nie więcej niż 10% objętości naczynia. Gęstość stałego pięciowodnego CuSO4 wynosi 2,286g/cm3. Zatem rozważany okaz zajmował by objętość Vkr=15,3 cm3. Końcowa objętość naczynia krystalizacyjnego Vk wyniosłaby zatem 15,3:0,1 = 153 cm3. Początkowa zaś, będąca sumą Vp=Vr+Vk=109cm3+153 cm3 = 262 cm3. Trzeba przyznać, że to bardzo niewiele &#8211; około półtorej szklanki.
Powtórzmy te obliczenia dla 10 st C.
1) rozpuszczalność CuSO4 17,4 g CuSO4/100 g H2O,
2) całkowita masa roztworu 17,4+100 = 117,4g,
3) gęstość przyjmę jak poprzednio 1,2 g/cm3, co da objętość 117,4 g:12g/cm3 = 97,8 cm3.
4) z tej objętości wykrystalizuje się pięciowodnego CuSO4 17,4g*1,5625=27,2g,
5) proporcjonalnie, na okaz 35 gramowy potrzeba by roztworu (35g/27,2g)*106,7cm3 = 137,3 cm3.
6) objętość wydzielonych kryształów wyniesie, jak poprzednio 15,3 cm3, zaś objętość końcowa naczynia krystalizacyjnego, analogicznie jak poprzednio 153 cm3.
7) w końcu objętość początkowa roztworu będzie 153+97,8 = 250,8. [1]

Z powyższego wynika, że objętość początkowa roztworu siarczanu miedzi jest stosunkowo niewielka, jak również, że w niewielkim stopniu (w analizowanym zakresie) zależna od temperatury.

Porównajmy teraz pod tym względem siarczan miedzi z innym krystalizującym z roztworu minerałem, to znaczy z chalitem (NaCl). Jego rozpuszczalność w bardzo niewielkim stopniu zależy od temperatury. Przy 9 st C rozpuszcza się 35,7 g NaCl/100g, a w 25 st C niewiele więcej, bo 36,13g. Obliczmy zatem początkową objętość roztworu NaCl, z której powstanie przez odparowanie roztworu 35 g okaz.
1) całkowita masa roztworu 35,74g+100g = 135,74g,
2) gęstość roztworu przyjmę 1,2 g/cm3, co da objętość 135,74g:1,2g/cm3 = 113,1 cm3,
3) w związku z tym, że NaCl nie tworzy hydratów, z tej objętości wykrystalizuje się praktycznie dokładnie okaz o interesującej nas wadze 35g.
4) Gęstość stałego NaCl wynosi 2,163 g/cm3, a objętość powyższej próbki będzie 35,74g:2,163g/cm3 = 16,5 cm3.
5) Pozwalając, aby kryształy NaCl zajmowały nie więcej niż 10% objętości naczynia, jego końcowa objętość wyniesie 16,5cm3:0,1 = 165 cm3,
6) Objętość początkowa naczynia wyniesie zaś 113,1cm3+165cm3 = 278 cm3.

Otrzymaliśmy zatem dosyć nieoczekiwany wynik, że pod względem początkowej objętości roztworu, krystalizacja CuSO4 zachodząca poprzez odparowanie rozpuszczalnika niewiele różni się od krystalizacji NaCl.

Wniosek z tego jest taki: problematyczne w krystalizacji chalkantytu dającej tak piękne okazy jak to jest oferowane na e-bay nie leży w samym procesie krystalizacji, lecz w osiągnięciu takiego nasycenia przez rozwtór.

Po moim powrocie z urlopu, w połowie sierpnia, będzie to jeszcze przedmiotem dalszej analizy.

[1] J. Supniewski, Preparatyka Organiczna, PWN, Warszawa 1958, str. 689-690.

Użytkownik andrzejewski-minerals <andrzejewski-minerals@tlen.pl> napisał:
>< Może ktoś zna dokładniej warunki i mechanizm powstawania tego minerału w warunkach kopalni? >
>...................................................................
>Witam , odpowiadam dopiero teraz jako ze wrocilem do rzeczywistosci po ponad miesiecznym byczeniu sie. Na samym wstepie potwierdze to, o czym juz wspominano tutaj kilkakrotnie: wszystkie te krysztaly sa sztucznie wyhodowane, jest to po prostu zwykle oszustwo handlowe jakich e-bay oferuje cala mase. Niejako przy okazji przestrzegam przed kupowaniem jakichkolwiek nowych, „sensacyjnych” znalezisk polskich meteorytow, lacznie z takimi ktorych spadek rzekomo byl obserwowany osobiscie ( chyba ze kogos pasjonuje nabywanie wszelkiej masci produktow hutniczych czy rud darniowych ).
> Teraz przejde do uwodnionego siarczanu miedzi i jego naturalnego reprezentanta czyli chalkantytu. Sama substancja odegrala niebagatelna role w fizyce i krystalografii, jako ze wlasnie na jej krysztalach Max von Laue poprzez ugiecie promieniowania roentgenowskiego udowodnil jego falowa nature oraz uzyskal pierwszy w swiecie obraz uporzadkowanej struktury wewnetrznej krysztalu. Dostal zreszta za to nagrode Nobla. Ale do rzeczy – otoz polecam przede wszystkim dokladna obserwacje fragmentu skaly, na ktorej tkwia owe krysztaly. Nie zawsze jest to skuteczna metoda, bowiem sa juz takie okazy, ktore oszusci hoduja wlasnie na skalach wydobywanych w kopalniach Cu-Ag monokliny przedsudeckiej. Tu jednak jest pewien szczegol – mianowicie jak sam wspomniales „Chalkantyt jest pospolity w strefach utleniania siarczkowych rud miedzi” stad jesli ktokolwiek sprzedaje takie cudenka na zbitym, masywnym dolomicie lub fragmencie twardego piaskowca anhydrytowego – nie ma mowy aby taka!
> skala pochodzila ze strefy poddanej intensywnemu utlenieniu. Nie wiem jakiego typu okazy posiada nasz kolega z kopalni Rudna, ale chalkantyt ktory osobiscie znalazlem na ociosach rejonu granicznego dawnych pol Polkowice Zachodnie i Sieroszowice ( dzis obie kopalnie sa juz od kilku lat polaczone w jeden zaklad gorniczy ) wyksztalcony jest kompletnie odmiennie. Sa to formy wlokniste, narastajace prostopadle do scian „szczeliny”, ktora zapewnie same rozpychaly na boki podczas krystalizacji.
> Aby lepiej pojac ten mechanizm, przedstawie najpierw uproszczony profil zlozowy wiekszosci kopaln miedzi tego rejonu. Otoz wyrobiska prowadzone sa po stropie piaskowca, ktory tylko w gornej czesci posiada piekielnie twarde spoiwo anhydrytowe. Rozwalic najbardziej zewnetrzna partie tej skaly to niezly wysilek – zapewniam, stad „podloga” takiego chodnika daje niezla nawierzchnie. Na wiekszosci obszarow piaskowiec ten nie jest zlozowy, za wyjatkiem przede wszystkim wspominanej kopalni Rudna, ktora szczyci sie wystepowaniem bardzo bogatego okruszcowania rowniez w obrebie piaskowcow. Bezposrednio na piaskowcu pojawiaja sie bitumiczne lupki ilaste, z najwyzsza zawartoscia miedzi. Nad nimi wystepuja dolomity ilaste, przechodzace w tzw. dolomity smugowane a serie weglanowa konczy na ogol bezmiedziowy dolomit wapnisty, w ktorym pojawiaja sie natomiast wyzsze koncentracje siarczkow Pb-Zn. Jak sie teraz ma wystepowanie chalkantytu do sytuacji geologicznej w wyrobiskach? Otoz z!
> wiazek jest zasadniczy – chodniki drazone po stropie piaskowca, odslaniaja najbogatszy w kruszce lupek ilasty w najnizszych partiach ociosow ( czyli po prostu skalnych scian chodnikow ). W strefach zaniku zloza jest to wrecz cienka warstwa czarnej masy typu gliny, ktora swobodnie mozna formowac w dloniach – i nawet wtedy prawie zawsze sa w niej siarczki miedzi. To piekielnie wazne, poniewaz chalkantyt tworzy sie w starych chodnikach (np. wentylacyjnych lub glownych szlakach transportowych ), czesto tam gdzie brak zloza – ale istnieja warunki do intensywnego wietrzenia wlasnie tej najbardziej podatnej temu zjawisku warstewki skalnej.Temperature mamy wysoka, niekiedy ponad 25 stopni Celsjusza, na dnie chodnika zbiera sie okresowo w kaluzach woda (solanka) + dlatego stare wyrobiska, bo do powstania tego mineralu niezbedny jest rowniez czas!!! W strefach intensywnej eksploatacji prawie nie ma warunkow do jego powstania lub stosunkowo szybko rejony takie sa niemozliwe do p!
> enetracji. Natomiast na pozostalych obszarach, woda splywa czesto po s
>amych ociosach, chociazby kiedy przejedzie chodnikiem jakakolwiek maszyna samojezdzna typu LK czy powszechne teraz w uzyciu Jeepy, ktore rozbryzguja na ociosy wszelkie napotkane na drodze kaluze. W takich wlasnie kaluzach w starych chodnikach tworza sie znane chyba wszystkim krysztaly wtornych gipsow, zielony halit czy inne mineraly ewaporatow (np.polihalit ). Jesli dodamy do tego w miare stale warunki wentylacji, mamy wrecz idealne mozliwosci wietrzenia bogatych w siarczki miedzi oraz najbardziej podatnych na ten proces lupkow ilastych. Obserwowany przeze mnie chalkantyt krystalizowal rownolegle do warstwowania tych skal, czyli rowniez rownolegle do spagu wyrobisk na wysokosci 20cm od spagu chodnika!!! Gdyby okruch skaly wpadl do kaluzy, bardzo szybko zostalby pokryty naskorupieniami halitu lub gipsu – ale nigdy idealnymi, duzymi krysztalami chalkantytu!!! Powstajacy pomiedzy warstewkami lupkow chalkantyt Sieroszowic, sila krystalizacji rozpychal je coraz bardziej, robiac!
> sobie po prostu miejsce. Powstala w ten sposob kilkumilimetrowej szerokosci warstewka, idealnie niebieskiej barwy. 2-3 cm wyzej kolejna warstewka, rowniez rownolegla do niej, takze zgodna ze zlupkowaniem skaly pierwotnej. Lupek ilasty pomiedzy zylkami chalkantytu mozna bylo spokojnie wykruszac rekami, byl po prostu piekielnie zwietrzaly.
> Bylbym nieuczciwy wzgledem samego siebie, gdybym nie nadmienil jeszcze jednej rzeczy – mianowicie handlarz z e-bay mieszka wedlug zamieszczonej informacji w Boleslawcu. Poniewaz nie podal zadnej dokladniejszej lokalizacji, czyli nie wiemy z jakiej konkretnie kopalni pochodza owe niby-okazy, chce powiedziec, ze byly takie rejony tzw. starego zaglebia, w ktorych nie bylo solanki ale woda slodka. Jest to istotna sprawa, jako ze z takich roztworow nie krystalizowal ani halit ani gips, byla wiec przynajmniej teoretycznie szansa na powstanie innego typu chalkantytu.
>Jednak zdajmy sobie sprawe z podstawowego faktu – aby w kaluzy doszlo do stanu przesycenia roztworu siarczanem miedzi, musialby on stale byc do niej doprowadzany. Ale to nie wszystko – takie zaglebienie wypelnione roztworem, musi rowniez byc odpowiednio glebokie, aby krysztaly mialy miejsce do wzrostu – a wzrost objetosci kaluzy pociaga za soba koniecznosc doprowadzenia wiekszej ilosci siarczanu miedzi. Mowimy oczywiscie o warunkach, w ktorych istnieja realne szanse na powstanie duzych osobnikow, takich jak na prezentowanych zdjeciach. Jak wiec wytlumaczyc ow proces notorycznego dostarczania substancji wyjsciowej??? Woda musialaby stale wysiekac poprzez warstwe lupkow w jedno miejsce i rowniez odparowywac w stalej ilosci. Jednak trzeba wziac rowniez pod uwage inne okolicznosci, mianowicie czystosc tych krysztalow. Otoz nigdy w to nie uwierze, ze w starym wyrobisku nie osadzal sie kurz, ze stropu nie odpadaly drobinki oraz ze woda wyciekajac z rozlasowanego lupka miedzi!
> onosnego, nie niosla w sobie jego fragmentow, osadzajacych sie nastepnie w obrebie kaluzy na powstajacych w niej krysztalach chalkantytu. Substancja obca w krysztale czyli inkluzja, to naturalny dowod pochodzenia mineralu, czesto cecha diagnostyczna pochodzenia np.kamieni szlachetnych. Nabywcom takiego „okazu” chalkantytu proponuje poswiecic jeden krysztal i dokladnie go „przeswietlic” wlasnie pod katem domieszek obcych. Pozostaje jeszcze aspekt analogii do znanych w swiecie miejsc wystepowania chalkantytu – np.Laurion w Grecji. Otoz gdyby prezentowane okazy byly autentyczne, mielibysmy mistrzostwo swiata po prostu a co za tym idzie – ich cena bylaby nieporownywalnie wieksza. Fakt, na e-bay mozna zaczac licytacje 20 karatowego diamentu od 1zl, nie przecze – jednak istnieje rowniez cos takiego jak zdrowy rozsadek...
> Reasumujac - nie sadze aby przedstawione zdjecia mozna traktowac powaznie, zwlaszcza ze ten kto mowi prawde – nie ma podstaw do nie podawania dokladnej lokalizacji. Przeciez trzeba miec niezle uklady badz szanse zawodowa, aby moc wejsc do dawnych kopaln Konrad, Lena, Wilkow, Upadowa Grodziec, stad argument za nieujawnianiem konkurencji miejsc pozyskiwania okazow jest absurdalny. Jaki zreszta pozytek moglby miec ktokolwiek, gdyby dowiedzial sie, ze chalkantyt pochodzi z Iwin k/Boleslawca??? Przeciez to jest niedostepny labirynt tylko dla wybranych i mowie to z cala odpowiedzialnoscia za slowa – chociazby jako byly geolog KGHM Polska Miedz S.A.
> Na zakonczenie – kolejny raz robie reklame bliskiemu mi Muzeum Ziemi przy Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu Slaskiego, miesci sie ono na granicy Sosnowca i Bedzina. Okaz odnalezionego przeze mnie chalkantytu jest wystawiony w jednej z gablot. Skoro juz o kopalniach miedzi mowa, zainteresowanym promieniotworczoscia proponuje odszukac rowniez zbita mase nikielinu z rammelsbergitem, rowniez z kop.Sieroszowice. Czarne punkty w jej obrebie to odmiana „smolki uranowej” ,opisanej swojego czasu przez Haranczyka i Jarosza jako karburan – cos zblizonego do thucholitu, jednak nie calkiem. Okaz potraktowany licznikiem G/M z miejsca powoduje znaczne odchylenie strzalki i „trzeszczy” calkiem niezle. Mysle ze przy milym podejsciu do opiekunki Muzeum, mozna „wytargowac” otworzenie gabloty i dokladniejsze obejrzenie calosci – zwlaszcza jesli sie zabierze ze soba jakikolwiek okaz jako darowizne do zbiorow muzealnych. Warto miec rowniez przy sobie wlasny aparat do pomiar!
> u promieniotworczosci. Cala zyla, z ktorej zostal z wielkim trudem wybity, znajdowala sie w strefie tektonicznej, tzw. zrebie czyli wyniesieniu piaskowca anhydrytowego wzdluz uskoku na wysokosc max. ok.1,5m. Mineralizacja Ni-Co-U nie kontynuowala sie w wyzej zalegajace warstwy lupkowo-dolomitowe, konczac sie wraz z piaskowcem. Pozdrawiam serdecznie –
> Krzysiek
>P.S.Bylbym bardzo wdzieczny za nadeslanie na moja poczte zdjecia chalkantytu z Rudnej. Z gory dziekuje!
>
Received on Thu Aug 3 17:09:23 2006

To archiwum zostało wygenerowane przez hypermail 2.1.8 : Thu 03 Aug 2006 - 17:32:01 MET DST