레오나이트

Leonite
레오나이트
leonite as white pseudomorphs after sharp freestanding picromerite crystals sizes to 2 cm, perched on a matrix of crystallized halite. 5.5 x 4.7 x 3.4 cm
레오나이트
일반
카테고리황산염광물
공식
(기존 단위)		KMg2(SO4)/24H2O
IMA 기호사자자리[1]
스트룬츠 분류7.CC.55
다나구분29.03.03.01
크리스털 시스템단음이의
크리스털 클래스프리즘(2/m)
(동일한 H-M 기호)
스페이스 그룹C2/m
단위세포a = 11.78, b = 9.53
c = 9.88 [å]; β = 95.4°; Z = 4
식별
공식 질량366.69 g/190
색흰색에서 무색, 노란색
수정습관표결정
트윈닝{100}
클라바주없는
골절원뿔형의
모스 눈금 경도2.5 - 3
루스터유리 또는 왁시
스트릭흰색
발데인성투명에서 반투명까지
비중2.201
광학 특성이축(+)
굴절률nα = 1.479 nβ = 1.482 nγ = 1.487
바이레프링스δ = 0.008
2V 각도측정: 90° 계산: 76°
분산없는
퓨저블리티손쉬운
기타 특성레오니트, 钾镁矾, 레오니타, ее,, 칼륨-아스트라카니트, 칼륨-블뢰디트
참조[2][3]

레오나이트는 마그네슘과 칼륨의 수화성 이중 황산염이다.KSO24·MgSO4·4라는 공식을 가지고 있다.HO2. 이 광물은 독일의 웨스테레겔른에서 소금 작업을 담당했던 레오 스트리펠만의 이름을 따서 지어졌다.[4]그 광물은 수분이 많은 이중 황산염 광물의 블로드라이트 그룹의 일부분이다.[3]

특성.

레오나테는 쓴맛이 난다.[5]

레오나이트를 원소로 분석하면 염화나트륨과 함께 흔히 발생하기 때문에 보통 나트륨과 염화 이온에 오염된다.[5]

레오나이트 백색 유사동물은 포타쉬 광산, 로울벤, 퀘르푸르트, 작센-안할트의 피크로메라이트 결정체를 따른다.
윈터스홀 포타시 워크스, 헤링겐, 베르라 밸리, 노스 헤세이에서 온 레오나이트.

결정구조

레오나이트의 광물 계열에서 격자에는 산소로 둘러싸인 팔면 위치에 있는 이분 원소인 황산염 사면체 및 이러한 다른 성분들을 서로 연결하는 물과 단발성 금속(칼륨)이 들어 있다.한 황산염 그룹은 상온에서 질서 정연하다.오더된 황산염은 온도가 낮아질수록 제자리에 고정된다.크리스탈 형태는 낮은 온도에서도 변하기 때문에 낮은 온도에서도 두 가지 다른 결정체 형태의 레오나이트가 존재한다.[6]

분극금속 양이온(마그네슘)은 산소 옥타헤드라(Oxtahedra)에 박혀 있으며, 적도의 물에서 4개, 황산염 이온에서 2개가 맞은편 극지방에 박혀 있다.크리스탈에는 두 개의 서로 다른 팔면 환경이 있다.이 각각의 옥타헤드라는 칼륨 이온과 수소 결합으로 결합된다.[7]

위상 변경

황산은 (001) 표면과 평행한 층에서 발생한다.상온 형태에서 순서는 O=순서가 O=순서가 있는 ODODOD이고, D=순서가 해제된 ODODOD이다.낮은 온도에서 다음 형태에서 순서화된 황산염은 두 가지 다른 방향으로 나타나 OAOBOAOBOAOBOABOB의 순서를 제공한다.최저 온도에서 순서는 OAOAOAO로 단순화된다.[8]

1상 전환은 -4 °C에서 일어난다.[9]170K(-103°C)에서 결정에는 공간군 I2/a, 격자 매개변수 a = 11.780 ,, b = 9.486 ,, c = 19.730 ,, β = 95.23°, 단위 셀당 8 공식, 셀 용적 = 2195.6 å이3 있다.[6]c 치수와 단위 세포 부피는 다른 형태와 마찬가지로 2개보다는 4개의 황산염 층이 존재하기 때문에 2배로 증가한다.[8]다음 위상 변화는 -153 °C에서 발생한다.[9]100K(-173 °C)에서 공간군은 P21/a, a = 11.778 å, b = 9.469 å, c = 9.851 å, β = 95.26°, 단위 셀당 4 공식, 셀 용적 = 1094.01 å3)이다.[6]

온도 효과

온도가 증가함에 따라 I2/a 및 C2/m 단계에서는 셀 체적이 점차 증가하지만 온도가 증가하면 치수가 감소한다.치수의 변화는 -11×10−6 K이다−1.[9]온도가 올라가면 바이얼링도 떨어진다.-150°C에서 0.0076부터 0°C에서는 0.0067까지, 100°C에서는 0.0061까지 다양하다.[9]낮은 위상 전환에서, 온도가 떨어지면서 2차 전환이 내려간다. 상위 위상 전환의 경우, 연속적이지만 일정하지는 않다.[9]

상상 전환시 -4 °C에서 잠열이 방출되고 열 용량이 변화한다.이 전환은 꽤 약간의 이력(hysteresis가 있다.저상 전환 시 열 용량은 그대로 유지되지만 잠열은 방출된다.[9]

레오나이트는 130 °C에서 물이 빠지기 시작하지만 200 °C에서만 실제로 분해된다.[5]

KMg2(SO4)/24HO2 → KMG2(SO4)/22HO2 + 2HO2(g)

훨씬 더 높은 온도에서 랑그비나이트와 아르카나이트(무수 황산칼륨)와 증기가 모두 남아 있다.[5][10]

2KMG2(SO4)/24HO2 → KMG22(SO4)3 + KSO24(s) + 8HO2(g)

기타 물리적 속성

레오나이트의 로그 용해성 제품 K는sp 25 °C에서 -9.562이다.[11]25 °C에서 평형 상수 로그 K는 -3.979이다.[12]레오나이트의 화학전위는 μj°/이다.RT = −1403.97.[13]

열역학 특성에는 ΔGfok = -3480.79 kJ mol−1, ΔHfok = -3942.55 kJ mol−1, ΔCop,k = 191.32 J K mol이−1−1 포함된다.[14]

황산염 스트레칭 모드의 적외선 스펙트럼은 1005, 1080, 1102, 1134, 1209 cm에서−1 흡수가 최고조에 이른다.황산염 벤딩 모드는 720에서 피크를 발생시키고 750과 840 cm에서−1 피크를 감소시킨다.OH 스트레칭 모드는 3238 cm에서−1 흡수된다.온도가 감소하면 피크가 이동하거나 좁아지며 위상 전환 시 추가 피크가 나타날 수 있다.[7]

전시용으로 레오나이트를 보관할 때는 습도가 너무 높은 곳에 있으면 안 되고 그렇지 않으면 수분을 더 많이 공급한다.[15]

포메이션

1897년부터 시작된 야코부스 헤리쿠스 판 't 호프'는 바닷물이 다른 조건에서 증발하면서 어떻게 다른 염분이 형성되는지 조사했다.그의 목적은 소금 퇴적물이 어떻게 형성되는지를 발견하는 것이었다.그의 연구는 레오나이트가 형성되는 조건에 대한 연구의 기초를 형성했다.[16]

레오나이트는 황산칼륨과 황산마그네슘의 용액이 온도 범위 320~350K(47~77°C) 사이에 농축되었을 때 형성될 수 있다.이 온도 범위 이상으로 랑베이니트(KMG22(SO4))3가 형성된다.320K(47°C), 피크로메라이트(KMG2(SO4)/26 이하HO2) 결정체.[17]비율이 90% 이상인4 MgSO, 육수(MgSO4/6) 용액의 경우HO2) 결정체(Ha)는 60% 미만인 아르카나이트(KSO24) 형태를 우선으로 한다.[17]

물의 35 °C에서 염화칼륨, 황산칼륨, 염화마그네슘, 황산마그네슘의 혼합물에서는 레오나이트가 일정한 구성 범위에서 결정화될 수 있다.계통의 플롯은 염화칼륨, 황산칼륨, 피크로메라이트를 가진 레오나이트의 경계를 형성한다.마그네슘이 농축되면서 카이나이트와 함께 4중점이 존재한다.[18]

소금(NaCl) 포화 브라인에서 레오나이트는 마그네슘과 황산칼륨 혼합물로부터 25 °C만큼 낮게 침전될 수 있다.이 시스템의 25°C는 실바인, 피크로메라이트, 아스트라카나이트, 엡소마이트, 카이나이트로 둘러싸인 레오나이트를 가지고 있다.염화 나트륨 포화 브린은 해수 증발에 의해 형성되지만, 바닷물에는 레오나이트를 퇴적시킬 수 있는 충분한 칼륨이 들어 있지 않다.[19]

레오나이트는 그레이트 솔트 호수의 직렬 태양 연못에 침전되어 있다.[20]

피크로메라이트를 85~128°C까지 가열하면 증기를 발산하여 레오나이트를 만든다.[21][22]

KMg2(SO4)/26HO2 → KMG2(SO4)/24HO2 + 2HO2(g)

반응

레오나이트가 질산에 용해되었다가 결정화되면 산성 칼륨 마그네슘 이중 황산염이 형성된다: KHMg(SO4)·22H2O.[23]

350 °C에서 등극비에서 수화 황산마그네슘으로 가열된 레오나이트가 랑베이나이트를 생성한다.[24]

KMg2(SO4)/24HO2 + MgSO4/xHO2 → KMG22(SO4)3 + (4+x)HO2(g)

염화칼륨 용액은 레오나이트를 고체 황산칼륨으로 변환할 수 있다.[25]

2KCl(aq) + KMG2(SO4)/24HO2 → 2KSO24(s) + MgCl2(aq)

에틸렌 글리콜을 첨가하면 황산칼륨을 더 많이 침전시킬 수 있다.[26]

물에 함유된 플루오실산(fluorosilic acid)은 레오나이트와 반응하여 불용성인 플루오실산칼륨과 황산 마그네슘 용액을 생성한다.[27]

HSiF26(aq) + KMG2(SO4)/24HO2 → KSiF26(s) + MgSO4(aq) + HSO24(aq).

15~30℃에서 22% 염화마그네슘 용액은 레오나이트 또는 피크로메라이트와 반응하여 고체 염화칼륨과 황산수화마그네슘을 산출한다.[28]

자연발생

레오나이트는 바닷물이나 호수가 탈수되는 동안 형성될 수 있다.레오나이트는 증발산 포타시 퇴적물 또는 2차 광물의 소성분일 수 있다.[29]바닷물로부터 레오나이트를 형성하기 위해서는 브라인(brine)이 퇴적된 고형물과 분리되어 이전의 퇴적된 염분에 대한 반응이 일어나지 않도록 해야 하며, 온도는 32℃ 전후가 되어야 한다.25° 이하 또는 40° 이상에서는 브라인 함량이 레오나이트를 침전하기에 적합하지 않다.[29]이 온도에서 블러다이트는 먼저 퇴적하고, 그 다음 레온산염은 비트테르산염의 3.2%에 불과하다.[29]

이차반응은 증발성 퇴적물에서 레오나이트를 생성하거나 소비할 수 있다.레오나이트는 폴리할라이트로 변환할 수 있고, 키세라이트는 레오나이트로 변환할 수 있으며,[29] 지하수 침투 비트턴 소금 퇴적물은 일부 레오나이트로 변환할 수 있으며, 특히 소금 돔의 캡 지역에서 변환할 수 있다.[29]

레오나이트는 독일 작센안할트 주 웨스테레겔른의 스타스푸르트 포타쉬 퇴적장에서 자연에서 처음 발견되었다.[2]Stassfurt 소금 퇴적물은 Permian 시대의 것이다.이들은 독일 중부의 마그데부르크-할베르슈타트 지역 아래에 있다.레오나이트는 최대 50미터 두께의 소금 점토와 카르날라이트 침대에서 발생한다.[30]독일의 다른 지역으로는 헤세의 풀다 뉴호프에 있는 뉴호프-엘러 포타시 작품, 리델-헤니그센, 셀레, 로어 작센에 있는 리델 포타시 작품, 아스케슬레벤, 비엔렌버그, 그리고 레오폴드할트가 있다.[2]독일 이외에는 이탈리아의 베수비우스, 우크라이나의 스테브니크, 그리고 미국 뉴멕시코주의 에디 카운티의 칼스바드 화타시 지구에서 발견된다.그것은 루마니아 Tşuşoare 동굴의 결정체에서 발견된다. 여기서는 KMG2(SO4)/25와 함께 발생한다.HO2, seungenite2(KCA(SO4)/2HO2), thenardite(NaaS24), mirabilite(NaSO24/10)HO2).[31] 레오나이트는 남호주 플린더스 산맥의 울타나 동굴에서도 발생한다.[32]

화성 구세프 분화구의 토양은 레오나이트뿐만 아니라 많은 다른 수화 황산염도 포함하고 있다.[33]Europa에서는 레오나이트가 안정적으로 유지될 것으로 예측되며, 얼음의−13 증기압력은 10이다.그것은 10까지의−7 압력에서 안정적이며, 그 위에 더 많은 수분이 존재한다.그것은 표면 근처에 2%까지 염분을 형성해야 한다.[34]

칼륨이 풍부한 중세 유리의 풍화작용은 레오나이트를 함유할 수 있는 풍화지각을 형성한다.[35]

사용하다

레오나이트는 비료로 직접 사용할 수 있어 칼륨과 마그네슘을 기여한다.비료 사용을 위해 KSO로24 정제할 수 있다.[36]레오나이트를 황산칼륨으로 전환하는 과정에는 염화칼륨(더 저렴한 화학 물질) 용액과 섞는 과정이 포함된다.원하는 제품인 황산칼륨은 용해성이 떨어져 여과된다.염화 마그네슘은 물에 매우 녹는다.여과물은 증발로 농축되는데, 여기서 레오나이트 결정체가 더 많아지고, 그 다음 공정을 시작할 때까지 재활용되어 랑그비나이트나 피크로메라이트를 더 첨가한다.[25]

레오나이트는 중국에서 AD 300년 경에 "음용 금"을 만들기 위해 화학적 공식에 사용되었을지도 모른다.이것은 금의 액상 콜로이드일 것 같았다.[37]

관련

레오나이트는 광물 미식가(KFe(2SO4)·24)와 이소형이다.HO2), 인공 Mn-레온사이트(KMN2(SO4)/24 포함HO2. 동일한 결정 구조를 가진 기타는 다음과 같다.

KCd2(SO4)/24H2O
(NH4)2Mg(SO4)/24H2O
(NH4)2Mn(SO4)/24H2O
(NH4)2Fe(SO4)/24H2O
(NH4)2Co(SO4)/24H2O and
KMg2(SeO4)/24H2O.[38]

마이런 스타인은 96번 원소에 "레오나이트"라는 이름을 사용할 것을 제안했고, 레오 별자리의 이름을 따서 명명했다.이 이름은 받아들여지지 않았고 퀴륨이 할당된 이름이었다.[39]

참조

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외부 링크

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