Соль представляет собой бесцветные ромбические кристаллы. Лабораторные методы исследования. Микроскопическое исследование осадка мочи. Вред пищевого эмульгатора Е515 Сульфаты калия

Комментарии

К1 Основный карбонат никеля не имеет четкого состава, его формулу правильнее было бы изобразить так: xNiCO 3 ·yNi(OH) 2 . В значительно меньшей мере это относится и к основному карбонату меди. - Прим. ред.

К15 При использовании "корректирующего электролита" для авто аккумуляторов (наиболее концентрированная серная кислота в свободной продаже) упаривать ничего не нужно. Реакция с поваренной солью идет с должным выделением хлороводорода при нагреве смеси.

При поглощении хлороводорода водой целесообразно на конец трубки надеть вороночку (так, будто мы что-то через нее хотим влить в трубку). Широкая часть воронки должна лишь на пару миллиметров быть погружена в воду. Таким образом, мы увеличиваем площадь поглощения и не дышим хлороводородом. Не нужно бояться затягивания образующейся соляной кислоты в реакционную колбу при изменении ее температуры: в случае чего соляная кислота поднимется только на эти пару миллиметров в вороночку, затем проскочит внутрь пузырь воздуха из атмосферы и давление выровняется. Так удобно и эффективно поглощать хорошо растворимые газы.

Кажущаяся безвредной атмосфера хлороводорода обманчива - она сильно разрушает зубы.

Дистиллированную воду можно купить в авто магазине.

5-10% соляную кислоту можно купить в радиомагазине, в маленьких бутылочках, это дорого, но проще, чем получать, если концентрированная кислота не нужна.

К16 Соли никеля канцерогенны, с ними следует быть особенно аккуратными.

К17 При нагревании раствора хромокалиевых квасцов ("ЧДА ", дистиллят) бывает, что раствор становится темно-зеленым, и по охлаждение ничего не выпадает. Видимо, это связано с избыточной комплексной гидратацией. В этом случае стоит затравить раствор исходным фиолетовым кристаллом, и все же в фиолетовую "норму" раствор придет далеко не сразу.

К17-1 Трудности при кристаллизации хромовых квасцов связаны с тем, что координационные соединения хрома(III) имеют сравнительно низкие скорости обмена лигандов. Так, при нагревании исходного фиолетового раствора, содержащего симметричный октаэдрический 3+ , молекулы воды во внутренней координационной сфере хрома замещаются другими лигандами: OH - (гидролиз), SO 4 2- , а в присутствии хлорида - и Cl - . Возможно, имеет место и полимеризация с образованием полиядерных оксокатионов хрома(III). Образующиеся координационные соединения окрашены в зеленый цвет.

При понижении температуры равновесие смещается в обратную сторону, однако скорость обратного процесса оказывается заметно меньше.

Реакции обмен лигандов в оксокатионах хрома(III) значительно ускоряются в присутствии ионов водорода. Можно рекомендовать подкисление маточного раствора хромовых квасцов серной кислотой до pH~1 и ниже.

Кинетическая инертность позволяет выделить многие координационные соединения хрома(III) и их изомерные формы, включая стереоизомеры, в виде индивидуальных кристаллических веществ, подобно трехвалентному кобальту или непревзойденным "королям" химии координационных соединений - металлам платиновой группы.

К18 Можно порекомендовать вырастить кристалл сульфата неодима, растут хорошо. Соли неодима выглядят крайне бледно-розовыми или очень насыщенно розовыми в зависимости от типа освещения. Исходить можно из неодимовых магнитов от HDD: нагреть для снятия магнетизма, механически удалить никелевую оболочку, раздробить, растворить в кислоте, отфильтровать бор, итого сульфат железа и неодима в растворе. Если не ошибаюсь, у сульфата неодима интересная "обратная" растворимость, т.е. ее ухудшение с повышением температуры, с этим можно поиграть, или же через соль какой-то органической кислоты неодим селективно осадить, возможно, подойдет даже щавелевая (не помню, давно было).

К19 Обратите внимание: основный карбонат марганца (II) легко окисляется воздухом, особенно - во влажном состоянии. А если его высушить и долго хранить, то в кислотах он будет растворяться гораздо хуже.

Основный карбонат марганца имеет переменный состав (как и основный карбонат никеля), но в данном случае это не имеет значения. - Прим. ред.

К20 Тот медный купорос зелёного цвета не купорос. Это хлорид меди (I), который продают под видом сульфата меди (II)

Принцип метода
При проведении пероксидазной реакции цитоплазма лейкоцита приобретает голубую или синюю окраску.

Необходимые реактивы
Краситель - 300 мг диаминофлуорена и 130 мг флюксина В растворяют в 70 мл 95%-ного этанола. К этой смеси добавляют 11 г ацетата натрия (CH3COONa ґ 3Н2О), растворенного в 20 мл 0,5%-ной уксусной кислоты, и 1 мл 3%-ной перекиси водорода. Через 48 ч реактив фильтруют, и он становится годным к употреблению. Хранить его необходимо в темной, химически чистой посуде и периодически фильтровать.

Ход исследования
10 мл свежевыделенной мочи фильтруют через фильтровальную бумагу, после чего на бумагу наносят 3 капли красителя. При содержании в 1 мкл мочи более 10 лейкоцитов на месте нанесения краски появляется темно-синее пятно. Проба считается отрицательной, если пятно красного цвета, и сомнительной, если пятно голубого цвета.

Проба проста и достаточно надежна, ответ можно получить через несколько минут.
Экспресс-метод выявления скрытой лейкоцитурии имеет большое значение при профилактических осмотрах, особенно детей в яслях, детских садах и школах.

При положительном значении этой пробы лейкоцитурия выявляется и всеми другими методами, используемыми для ее количественного определения.

Неорганизованный осадок мочи
Неорганизованный осадок мочи состоит из солей, выпавших в осадок в виде кристаллов или аморфных масс. Характер солей зависит от коллоидного состояния мочи, рН и других свойств. При кислой реакции мочи обнаруживаются:
1) мочевая кислота - полиморфные кристаллы (ромбической, шестигранной формы, вид бочонков, брусков и др.), окрашенные в желтый цвет (иногда бесцветные). Кристаллы мочевой кислоты растворяются в щелочах, не растворяются в кислотах. Макроскопически в осадке мочи имеют вид золотистого песка;

2) ураты - аморфные мочекислые соли. Располагаются кучками желтовато-коричневатого цвета. Растворяются при нагревании и при добавлении щелочей.
При действии кислот (уксусная или соляная) постепенно превращаются в бесцветные кристаллы мочевой кислоты ромбической формы. Макроскопически ураты после центрифугирования имеют вид плотного кирпично-розового осадка. В таких случаях необходимо освободиться от солей, так как они мешают микроскопическому исследованию. С этой целью используют реактив Селена (4 г буры и 4 г борной кислоты растворяют в 100 мл дистиллированной воды). В центрифужную пробирку после удаления надосадочной мочи наливают реактив Селена, смешивают, центрифугируют вновь и микроскопируют осадок;

3) щавелевокислая известь (оксалаты) встречается в кислой моче, но может быть и в моче со щелочной реакцией. Кристаллы имеют форму октаэдров (“почтовые конверты”), а также круглую или овальную форму. Растворяются в соляной кислоте, не растворяются в щелочи и уксусной кислоте;

4) углекислый кальций обнаруживается в форме мелких шариков. Растворяется в кислотах, выделяя углекислоту.

При щелочной реакции мочи обнаруживают:
1) кислый мочекислый аммоний (в моче детей может быть при кислой реакции).
Имеет форму гирь и шаров, часто с отростками. Растворяется при нагревании и в щелочах. При добавлении кислот (соляной или уксусной) образуются бесцветные ромбические кристаллы мочевой кислоты;

2) трипельфосфаты - бесцветные кристаллы в форме “гробовых крышек”. Растворяются в кислотах, не растворяются в щелочах;

3) фосфаты - аморфные массы солей сероватого цвета часто вместе с трипельфосфатами. Растворяются в кислотах, не растворяются в щелочах. Макроскопически осадок белого цвета;

4) нейтральная фосфорнокислая известь - кристаллы клиновидной формы, часто располагающиеся розетками, бесцветные (иногда могут быть в моче при слабокислой реакции). Растворяются в кислотах, не растворяются в щелочах.

Особого диагностического значения неорганизованный осадок не имеет. Большое количество кристаллов мочевой кислоты и уратов встречается при лихорадочных состояниях, процессах, связанных с массивным распадом клеток (лейкозы, опухоли), при почечно-каменной болезни и др.

В патологической моче встречаются:
1) цистин.
Имеет вид шестигранных бесцветных прозрачных плиток, обнаруживается при кислой реакции мочи. Растворяется в щелочах, аммиаке, минеральных кислотах. Не растворяется в уксусной кислоте, спирте, ацетоне, эфире;

2) тирозин - кристаллы в виде тонких игл, собранных в пучки. Обнаруживается в моче с кислой реакцией. Растворяется в щелочи, минеральных кислотах. Нерастворим в спирте, ацетоне, эфире;

3) лейцин - блестящие мелкие шары с радиальной и концентрической исчерченностью. Встречаются в моче с кислой реакцией. Растворяются в минеральных кислотах и щелочах. Нерастворимы в спирте, ацетоне, эфире.
Нахождение этих кристаллов имеет диагностическое значение, поэтому для распознавания их недостаточно одних морфологических признаков. Необходимо использовать все микрохимические реакции, характерные для них, так как некоторые формы этих кристаллов имеют сходство с кристаллами мочевой кислоты, жиром, нейтральной фосфорнокислой известью.
Кристаллы лейцина, тирозина и цистина обнаруживаются при подострой дистрофии печени, отравлениях фосфором;

4) жирные кислоты имеют вид тонких игл, иногда собранных в пучки. Встречаются редко, при патологических процессах, сопровождающихся жировой дистрофией и распадом клеток;

5) холестерин имеет вид тонких четырехугольных бесцветных пластинок с обломанным углом. Обнаруживаются при патологических процессах, сопровождающихся распадом и жировой дистрофией клеток. В моче встречается редко;

6) билирубин - кристаллы в виде мелких желтовато-коричневых иголок, складывающихся в пучки или в виде зернышек. Обнаруживаются в моче с желчными пигментами. Билирубин растворяется в щелочах и хлороформе. С азотной кислотой дает зеленое окрашивание;

7) гематоидин - кристаллы в форме ромбов или иголок, которые могут складываться в пучки и звезды. Цвет золотисто-желтый. Являются продуктом распада гемоглобина. В своей молекуле не содержат железа. Образуются в некротизированной ткани, в глубине гематом и в больших участках кровоизлияний;

8) гемосидерин - золотисто-желтые аморфные зернышки, находящиеся внутри клеток (в отличие от гематоидина). Представляет продукт распада гемоглобина и дает положительную реакцию на берлинскую лазурь, так как содержит железо. Обнаруживается при внутрисосудистом гемолизе (болезнь Маркиафава-Микели);

9) липоиды обнаруживаются в поляризационном микроскопе, где они дают двоякое преломление света. Двоякопреломляющие свет капли жира внутри- и внеклеточные имеют вид блестящего креста на темном фоне. Обнаруживаются при нефрозах (особенно амилоидно-липоидных);

10) лекарственные кристаллы встречаются при приеме некоторых медикаментов. Кристаллы пирамидона выпадают в виде коричневатых иголок, похожих на кристаллы билирубина, но длиннее, образующих пучки и звезды. Цвет мочи при этом розовато-красноватый. Кристаллы сульфаниламидных препаратов отличаются большим полиморфизмом. Почти всегда окрашены в желтоватый цвет, имеют вид снопов, шаров, брусков и т.д. Многие из них имеют сходство с кристаллами мочевой кислоты. Распознавание их производится при помощи индикаторной бумажки.

Приготовление индикаторной бумаги
Фильтровальную бумагу пропитывают реактивом (см. ниже), высушивают, нарезают тонкими небольшими полосками, хранят в темном месте. Полоску бумаги опускают в осадок мочи. В присутствии кристаллов сульфаниламидных препаратов бумажка дает моментальное ярко-желтое окрашивание.

Реактив: 1 г пара-диметиламидобензальдегида, 2 мл концентрированной НСl, 98 мл 2,24%-ного раствора химически чистой щавелевой кислоты.

1 .. 81 > .. >> Следующая
^ГМТД (гексаметилентрипероксиддиамин) - бесцветные ромбические кристаллы, в массе белые. Плохо растворим в воде, спирте и ацетоне. При контакте (особенно
В
усн2-о-о-сн2ч
N-CH2-0-0-CH2-N во влажном состоянии) вызывает коррозию ме- ^СН -О-О-СН таллов. Не гигроскопичен. Летуч при хранении 2
на открытом воздухе. Устойчив на свету. Инициирующее ВВ. Применяется в качестве детонаторного состава.
Циклический дипероксид мочевины со сложным названием тетраметилендипероксиддикарбамид (ТМДД) по взрывчатым свойствам вполне напоминает ГМТД, хотя и отличается большей стабильностью.
Чтобы получить это интересное вещество, достаточно смешать 8 мл формалина с 13 мл пергидроля и в этой жидкости растворить 3 г мочевины. Реакционную массу охлаж-/Ч дают до 5°С на ледяной бане и осторожно по каплям при 1суг\ тщательном перемешивании добавляют 5 мл 50% серной
©кислоты, не допуская поднятия температуры выше 20°С. Через час ёмкость с реагентами переносят в холодильник, а через сутки отфильтровывают выпавший осадок. Промы-^ | воют его содовым раствором, затем холодной водой и сушат при температуре не превышающей 40-45°С. /Тетраметилендипероксиддикарбамид (ТМДД) - бесцветное кристаллическое вещество, весьма устойчивое при обычных условиях
Вхранения. Не гигроскопичен. Детонирует при ударе, трении и нагревании (особенно в контак- \ "\ у
те с огнём). Инициирующее ВВ п п п ^"
для детонаторов.
/сн2-о-о-сн2х
H2N-C-N N-C-NH2
о чснго-о-сн/ 6
Глава 13. Секретное оружие блондинок
237
Многие органические пероксиды служат инициаторами цепных гемолитических реакций и применяются в синтезе полимеров. Учитывая высокую чувствительность к механическому воздействию и нагреванию, чаще их хранят в растворах, на холоде, да ещё и в темноте, не забывая, что при низкой температуре повышается вероятность накопления взрывчатых продуктов, а кристаллизация таких растворов многократно увеличивает опасность.
Свет катализирует разложение пероксидов. В этом несложно убедиться. Достаточно выставить на солнечный свет пробирку с А< 3% перекисью водорода, содержащей каталитическую при-* * месь жёлтой или красной кровяной соли. Начнётся бурное разложение, не прекращающееся в темноте. Подобный приём иногда используют шпионы и разведчики, обрабатывая пероксидами секретное донесение, написанное в темноте. После вскрытия конверта и «засветки» такое письмо обугливается.
Представляете, что будет, если в таком виде сдать контрольную работу или дневник для записи отметки по поведению?
л Если Вы тоже решитесь написать подобное письмо, бумагу /!\ для него предварительно обработайте из распылителя в темноте 5% спиртовым раствором перекиси.бензоила и
дайте ей высохнуть в этих же условиях. Чтобы не промахнуться с автографом, може-
те воспользоваться для подсветки красным фонарём для фотодела. Готовое письмо вложите в чёрный конверт (например, из-под фотобумаги) и можете отправлять его адресату. После вскрытия на свету уже через короткое время письмо почернеет и превратится в пепел.
238
Часть 1. Опасное знакомство
Пероксид бензоила для этих целей нетрудно синтезировать самому, тем более, что он не так опасен, и в качестве самостоятельного ВВ практически не применяется, чего не скажешь о пиротехнических композициях на его основе. Впервые он получен химиком Броди (1859).
К охлаждённому раствору 2,5 г гидроксида натрия в 20 мл воды на ледяной бане (-5°С) приливают при помешивании 6 мл пергидроля и по каплям так, чтобы температура не пре-ZfS. вышала 0-1°С, добавляют под тягой 5 мл хлористого бензоила. Выпавший в течение часа кристаллический осадок отфильтровывают и для лучшей очистки кристаллизуют из кипящего этанола либо осаждают метанолом из хлорофор-менного раствора. Сушат отфильтрованные кристаллы при комнатной температуре.
Пероксид бензоила в пиротехнике часто применяют для снижения температуры вспышки инициирующих ВВ. Так, добавка этого продукта к гремучей ртути (2:3, сост. 794) позволяет снизить силу тока для её воспламенения электрозапалом почти на четверть.
Смесь тиосульфата свинца, бертолетовой соли и пероксида бензоила (1:1:1, сост. 387, табл. 22) используют в электрозапалах. Температура её детонации всего 112°С.
/а-Беизодиазобеизила гидропероксид - игловидные кристаллы канаре-ечно-желтого цвета. Чувствителен к действию /=\ /=\
света. При нагревании выше 65°С разлагается со { у-N=NC-^ у взрывом. К искре и ударам менее восприимчив. ООН
В контакте с концентрированной серной либо
азотной кислотой детонирует. Получают, пропуская кислород через бензольный раствор фенилгидразония бензальдегида, с последующим осаждением лигроином. По мощности взрыва превосходит тротил.
/Пероксид бензоила (дибеизоил) (С6Н5СО)202 - бесцветные ромбы из эфира или иглы из этанола; d= 1,334; tnjl 106-108°С; растворим в хлороформе, этаноле, эфире, бензоле и сероуглероде; трудно растворим в воде. Период его полураспада Ту, 1 час при 91°С и 10 часов при 73°С, при комнатной температуре относительно стабилен. Инициатор полимеризации, отвердитель полиэфирных смол, отбеливатель муки и жиров. Взрывается при нагревании и ударе. Компонент первичных ВВ.

Свойства кристаллов, форма и сингония (кристаллографические системы)

Важным свойством кристалла является определенное соответствие между разными гранями - симметрия кристалла. Выделяются следующие элементы симметрии:

1. Плоскости симметрии: разделяют кристалл на две симметричные половины, такие плоскости также называют "зеркалами" симметрии.

2. Оси симметрии: прямые линии, проходящие через центр кристалла. Вращение кристалла вокруг этой оси повторяет форму исходного положения кристалла. Различают оси симметрии 3-го, 4-го и 6-го порядка, что соответствует числу таких позиций при вращении кристалла на 360 o .

3. Центр симметрии: грани кристалла, соответствующие параллельной грани, меняются местами при вращении на 180 o вокруг этого центра. Комбинация этих элементов симметрии и порядков дает 32 класса симметрии для всех кристаллов. Эти классы, в соответствии с их общими свойствами, можно объединить в семь сингонии (кристаллографических систем). По трехмерным осям координат можно определить и оценить позиции граней кристаллов.

Каждый минерал принадлежит к одному классу симметрии, поскольку имеет один тип кристаллической решетки, который его и характеризует. Напротив, минералы, имеющие одинаковый химический состав, могут образовывать кристаллы двух и более классов симметрии. Такое явление называется полиморфизмом. Есть не единичные примеры полиморфизма: алмаз и графит, кальцит и арагонит, пирит и марказит, кварц, тридимит и кристобалит; рутил, анатаз (он же октаэдрит) и брукит.

СИНГОНИИ (КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ) . Все формы кристаллов образуют 7 сингонии (кубическую, тетрагональную, гексагональную, тригональную, ромбическую, моноклинную, триклинную). Диагностическими признаками сингонии являются кристаллографические оси и углы, образуемые этими осями.

В триклинной сингонии присутствует минимальное число элементов симметрии. За ней в порядке усложнения следуют моноклинная, ромбическая, тетрагональная, тригональная, гексагональная и кубическая сингонии.

Кубическая сингония . Все три оси имеют равную длину и расположены перпендикулярно друг другу. Типичные формы кристаллов: куб, октаэдр, ромбододекаэдр, пентагондодекаэдр, тетрагон-триоктаэдр, гексаоктаэдр.

Тетрагональная сингония . Три оси расположены перпендикулярно друг другу, две оси имеют одинаковую длину, третья (главная ось) либо короче, либо длиннее. Типичные формы кристаллов - призмы, пирамиды, тетрагоны, трапецоэдры и бипирамиды.

Гексагональная сингония . Третья и четвертая оси расположены наклонно к плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120 o . Четвертая ось, отличающаяся от остальных по размеру, расположена перпендикулярно к другим. И оси и углы по расположению аналогичны предыдущей сингонии, но элементы симметрии весьма разнообразны. Типичные формы кристаллов - трехгранные призмы, пирамиды, ромбоэдры и скаленоэдры.

Ромбическая сингония . Характерны три оси, перпендикулярные друг другу. Типичные кристаллические формы - базальные пинакоиды, ромбические призмы, ромбические пирамиды и бипирамиды.

Моноклинная сингония . Три оси разной длины, вторая перпендикулярна другим, третья находится под острым углом к первой. Типичные формы кристаллов - пинакоиды, призмы с кососрезанными гранями.

Триклинная сингония . Все три оси имеют разную длину и пересекаются под острыми углами. Типичные формы - моноэдры и пинакоиды.

Форма и рост кристаллов . Кристаллы, принадлежащие к одному минеральному виду, имеют схожий внешний вид. Кристалл поэтому можно охарактеризовать как сочетание внешних параметров (граней, углов, осей). Но относительный размер этих параметров довольно разный. Следовательно, кристалл может менять свой облик (чтобы не сказать внешность) в зависимости от степени развития тех или иных форм. Например, пирамидальный облик, где все грани сходятся, столбчатый (в совершенной призме), таблитчатый, листоватый или глобулярный.

Два кристалла, имеющих то же сочетание внешних параметров, могут иметь разный вид. Сочетание это зависит от химического состава среды кристаллизации и других условий формирования, к которым относятся температура, давление, скорость кристаллизации вещества и т. д. В природе изредка встречаются правильные кристаллы, которые формировались в благоприятных условиях - это, например, гипс в глинистой среде или минералы на стенках жеоды. Грани таких кристаллов хорошо развиты. Наоборот, кристаллы, образовавшиеся в изменчивых или неблагоприятных условиях, часто бывают деформированы.

АГРЕГАТЫ . Часто встречаются кристаллы, которым не хватало пространства для роста. Эти кристаллы срастались с другими, образуя неправильные массы и агрегаты. В свободном пространстве среди горных пород кристаллы развивались совместно, образуя друзы, а в пустотах - жеоды. По своему строению такие агрегаты весьма разнообразны. В мелких трещинах известняков встречаются образования, напоминающие окаменевший папоротник. Их называют дендритами, сформировавшимися в результате образования оксидов и гидрооксидов марганца и железа под воздействием растворов, циркулировавших в этих трещинах. Следовательно, дендриты никогда не образуются одновременно с органическими остатками.

Двойники . При формировании кристаллов часто образуются двойники, когда два кристалла одного минерального вида срастаются друг с другом по определенным правилам. Двойники часто представляют собой индивидов, сросшихся под углом. Нередко проявляется псевдосимметрия - несколько кристаллов, относящихся к низшему классу симметрии, срастаются, образуя индивиды с псевдосимметрией более высокого порядка. Так, арагонит, относящийся к ромбической сингонии, часто образует двойниковые призмы с гексагональной псевдосимметрией. На поверхности таких срастаний наблюдается тонкая штриховка, образованная линиями двойникования.

ПОВЕРХНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ . Как уже сказано, плоские поверхности редко бывают гладкими. Довольно часто на них наблюдается штриховка, полосчатость или бороздчатость. Эти характерные признаки помогают при определении многих минералов - пирита, кварца, гипса, турмалина.

ПСЕВДОМОРФОЗЫ . Псевдоморфозы - это кристаллы, имеющие форму другого кристалла. Например, встречается лимонит в форме кристаллов пирита. Псевдоморфозы образуются при полном химическом замещении одного минерала другим с сохранением формы предыдущего.

Формы агрегатов кристаллов могут быть очень разнообразны. На фото - лучистый агрегат натролита.
Образец гипса со сдвойникованными кристаллами в виде креста.

Физические и химические свойства. Не только внешняя форма и симметрия кристалла определяются законами кристаллографии и расположением атомов - это относится и к физическим свойствам минерала, которые могут быть разными в различных направлениях. Например, слюда может разделяться на параллельные пластинки только в одном направлении, поэтому ее кристаллы анизотропны. Аморфные вещества одинаковы по всем направлениям, и поэтому изотропны. Такие качества также важны для диагностики этих минералов.

Плотность. Плотность (удельный вес) минералов представляет собой отношение их веса к весу такого же объема воды. Определение удельного веса является важным средством диагностики. Преобладают минералы с плотностью 2-4. Упрощенная оценка веса поможет при практической диагностике: легкие минералы имеют вес от 1 до 2, минералы средней плотности - от 2 до 4, тяжелые минералы от 4 до 6, очень тяжелые - более 6.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА . К ним относятся твердость, спайность, поверхность скола, вязкость. Эти свойства зависят от кристаллической структуры и используются с целью выбора методики диагностирования.

ТВЕРДОСТЬ . Довольно легко поцарапать кристалл кальцита кончиком ножа, но сделать это с кристаллом кварца вряд ли получится - лезвие скользнет по камню, не оставив царапины. Значит, твердость у этих двух минералов различная.

Твердостью по отношению к царапанью называют сопротивление кристалла попытке внешней деформации поверхности, другими словами, сопротивление механической деформации извне. Фридрих Моос (1773-1839) предложил относительную шкалу твердости из степеней, где каждый минерал имеет твердость к процарапыванию выше, чем предыдущий: 1. Тальк. 2. Гипс. 3. Кальцит. 4. Флюорит. 5. Апатит. 6. Полевой шпат. 7. Кварц. 8. Топаз. 9. Корунд. 10. Алмаз. Все эти значения применимы только к свежим, не подвергшимся выветриванию образцам.

Можно оценить твердость упрощенным способом. Минералы с твердостью 1 легко царапаются ногтем; при этом они жирные на ощупь. Поверхность минералов с твердостью 2 также царапается ногтем. Медная проволока или кусочек меди царапает минералы с твердостью 3. Кончик перочинного ножа царапает минералы до твердости 5; хороший новый напильник - кварц. Минералы с твердостью более 6 царапают стекло (твердость 5). От 6 до 8 не берет даже хороший напильник; при таких попытках летят искры. Чтобы определить твердость, испытывают образцы с возрастающей твердостью, пока они поддаются; затем берут образец, который, очевидно, еще тверже. Противоположным образом надо действовать, если необходимо определить твердость минерала, окруженного породой, твердость которой ниже, чем у минерала, нужного для образца.

Тальк и алмаз, два минерала, занимающие крайние позиции в шкале твердости Мооса.

Легко сделать вывод на основании того, скользит ли минерал по поверхности другого или царапает ее с легким скрипом. Могут наблюдаться следующие случаи:
1. Твердость одинакова, если образец и минерал взаимно не царапают друг друга.
2. Возможно, что оба минерала друг друга царапают, поскольку верхушки и выступы кристалла могут быть тверже, чем грани или плоскости спайности. Поэтому можно поцарапать грань кристалла гипса или плоскость его спайности вершиной другого кристалла гипса.
3. Минерал царапает первый образец, а на нем делает царапину образец более высокого класса твердости. Его твердость находится посредине между используемыми для сравнения образцами, и ее можно оценить в полкласса.

Несмотря на очевидную простоту такого определения твердости, многие факторы могут привести к ложному результату. Например, возьмем минерал, свойства которого сильно разнятся по разным направлениям, как у дистена (кианита): по вертикали твердость 4-4,5, и кончик ножа оставляет четкий след, но в перпендикулярном направлении твердость 6-7 и ножом минерал вообще не царапается. Происхождение названия этого минерала связано с этой особенностью и подчеркивает ее весьма выразительно. Поэтому необходимо проводить испытание твердости по разным направлениям.

Некоторые агрегаты имеют более высокую твердость, чем те компоненты (кристаллы или зерна), из которых они состоят; может оказаться, что плотный обломок гипса трудно поцарапать ногтем. Наоборот, некоторые пористые агрегаты менее твердые, что объясняется наличием пустот между гранулами. Поэтому мел царапается ногтем, хотя состоит из кристаллов кальцита с твердостью 3. Другой источник ошибок - минералы, испытавшие какие-то изменения. Оценить твердость порошкообразных, выветрелых образцов или агрегатов чешуйчатого и игольчатого строения простыми средствами невозможно. В таких случаях лучше использовать другие методы.

Спайность . Ударом молотка или нажатием ножа кристаллы по плоскостям спайности кристалл иногда можно разделить на пластинки. Спайность проявляется по плоскостям с минимальным сцеплением. Многие минералы обладают спайностью по нескольким направлениям: галит и галенит - параллельно граням куба; флюорит - по граням октаэдра, кальцит - ромбоэдра. Кристалл слюды-мусковита; хорошо видны плоскости спайности (на фото справа).

Такие минералы, как слюда и гипс, имеют совершенную спайность в одном направлении, а в других направлениях спайность несовершенная или вообще отсутствует. При тщательном наблюдении можно заметить внутри прозрачных кристаллов тончайшие плоскости спайности по хорошо выраженным кристаллографическим направлениям.

Поверхность излома . Многие минералы, например кварц и опал, не имеют спайности ни в одном направлении. Их основная масса раскалывается на неправильные куски. Поверхность скола можно описать как плоскую, неровную, раковистую, полураковистую, шероховатую. Металлы и крепкие минералы имеют шероховатую поверхность скола. Это свойство может служить диагностическим признаком.

Другие механические свойства . Некоторые минералы (пирит, кварц, опал) раскалываются на куски под ударом молотка - они являются хрупкими. Другие, наоборот, превращаются в порошок, не давая обломков.

Ковкие минералы можно расплющить, как, например, чистые самородные металлы. Они не образуют ни порошка, ни обломков. Тонкие пластинки слюды можно согнуть, как фанеру. После прекращения воздействия они вернутся в исходное состояние - это свойство эластичности. Другие, как гипс и пирит, можно согнуть, но они сохранят деформированное состояние - это свойство гибкости. Такие признаки позволяют распознавать сходные минералы - например, отличить эластичную слюду от гибкого хлорита.

Окраска . Некоторые минералы имеют настолько чистый и красивый цвет, что их используют как краски или лаки. Часто их названия применяют в обиходной речи: изумрудно-зеленый, рубиново-красный, бирюзовый, аметистовый и др. Окраска минералов, один из основных диагностических признаков, не является ни постоянной, ни вечной.

Есть ряд минералов, у которых окраска постоянная - малахит всегда зеленый, графит - черный, самородная сера - желтая. Такие распространенные минералы, как кварц (горный хрусталь), кальцит, галит (поваренная соль), бесцветны, когда в них нет примесей. Однако наличие последних вызывает окраску, и мы знаем голубую соль, желтый, розовый, фиолетовый и коричневый кварц. Флюорит обладает целой гаммой окрасок.

Присутствие элементов-примесей в химической формуле минерала приводит к весьма специфической окраске. На этой фотографии изображен зеленый кварц (празем), в чистом виде совершенно бесцветный и прозрачный.

Турмалин, апатит и берилл имеют различные цвета. Окраска не является несомненным диагностическим признаком минералов, обладающих различными оттенками. Цвет минерала зависит также от наличия элементов-примесей, входящих в кристаллическую решетку, а также различных пигментов, загрязнений, включений в кристалле-хозяине. Иногда он может быть связан с радиоактивным облучением. У некоторых минералов цвет меняется в зависимости от освещения. Так, александрит при дневном свете зеленый, а при искусственном освещении - фиолетовый.

У некоторых минералов изменяется интенсивность окраски при повороте граней кристалла относительно света. Цвет кристалла кордиерита при вращении меняется от голубого до желтого. Причина такого явления состоит в том, что подобные кристаллы, называемые плеохроичными, по-разному поглощают свет в зависимости от направления луча.

Цвет некоторых минералов может изменяться также при наличии пленки, имеющей другую окраску. Эти минералы в результате окисления покрываются налетом, который, возможно, как-то смягчает действие солнечного или искусственного света. Некоторые драгоценные камни теряют свою окраску, если в течение какого-то периода подвергаются солнечному освещению: изумруд теряет свой глубокий зеленый цвет, аметист и розовый кварц бледнеют.

Многие минералы, содержащие серебро (например, пираргирит и прустит), также чувствительны к солнечным лучам (инсоляции). Апатит под воздействием инсоляции покрывается черной вуалью. Коллекционерам следует предохранять такие минералы от воздействия света. Красный цвет реальгара на солнце переходит в золотисто-желтый. Подобные изменения окраски совершаются в природе очень медленно, но можно искусственно очень быстро изменить цвет минерала, ускорив процессы, происходящие в природе. Например, можно при нагревании получить желтый цитрин из фиолетового аметиста; алмазы, рубины и сапфиры искусственно "улучшают" с помощью радиоактивного облучения и ультрафиолетовых лучей. Горный хрусталь благодаря сильному облучению превращается в дымчатый кварц. Агат, если его серый цвет выглядит не слишком привлекательно, можно перекрасить, опустив в кипящий раствор обыкновенного анилинового красителя для тканей.

ЦВЕТ ПОРОШКА (ЧЕРТА) . Цвет черты определяется при трении о шероховатую поверхность неглазированного фарфора. При этом нужно не забывать, что фарфор имеет твердость 6-6,5 по шкале Мооса, и минералы с большей твердостью оставят только белый порошок растертого фарфора. Всегда можно получить порошок в ступке. Окрашенные минералы всегда дают более светлую черту, неокрашенные и белые - белую. Обычно белая или серая черта наблюдается у минералов, окрашенных искусственно, или с загрязнениями и пигментом. Часто она как бы затуманена, так как в разбавленной окраске ее интенсивность обуславливается концентрацией красящего вещества. Цвет черты минералов с металлическим блеском отличается от их собственного цвета. Желтый пирит дает зеленовато-черную черту; черный гематит - вишнево-красную, черный вольфрамит - коричневую, а касситерит - почти неокрашенную черту. Цветная черта позволяет быстрее и легче определить по ней минерал, чем черта разбавленного цвета или бесцветная.

БЛЕСК . Как и цвет, это эффективный метод определения минерала. Блеск зависит оттого, как свет отражается и преломляется на поверхности кристалла. Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Если их различить не удается, можно говорить о полуметаллическом блеске. Непрозрачные минералы металлов (пирит, галенит) обладают большой отражательной способностью и имеют металлический блеск. Для другой важной группы минералов (цинковая обманка, касситерит, рутил и др.) определить блеск затруднительно. Для минералов с неметаллическим блеском различают следующие категории в соответствии с интенсивностью и свойствами блеска:

1. Алмазный блеск, как у алмаза.
2. Стеклянный блеск.
3. Жирный блеск.
4. Тусклый блеск (у минералов с плохой отражательной способностью).

Блеск может быть связан со строением агрегата и направлением господствующей спайности. Минералы, имеющие тонкослоистое сложение, имеют перламутровый блеск.

ПРОЗРАЧНОСТЬ . Прозрачность минерала - качество, которое отличается большой изменчивостью: непрозрачный минерал можно легко отнести к прозрачным. Основная часть бесцветных кристаллов (горный хрусталь, галит, топаз) относятся к этой группе. Прозрачность зависит от строения минерала - некоторые агрегаты и мелкие зерна гипса и слюды кажутся непрозрачными или просвечивающими, в то время как кристаллы этих минералов прозрачны. Но если рассматривать с лупой маленькие гранулы и агрегаты, можно видеть, что они прозрачны.

ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ . Показатель преломления представляет собой важную оптическую константу минерала. Она измеряется с помощью специальной аппаратуры. Когда луч света проникает внутрь анизотропного кристалла, происходит преломление луча. Такое двойное лучепреломление создает впечатление, что существует виртуальный второй объект параллельно изучаемому кристаллу. Подобное явление можно наблюдать через прозрачный кристалл кальцита.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ . Некоторые минералы, такие как шеелит и виллемит, облучаемые ультрафиолетовыми лучами, светятся специфическим светом, что в ряде случаев может некоторое время продолжаться. Флюорит при нагревании в темном месте светится - это явление называется термолюминесценция. При трении некоторых минералов возникает другой тип свечения - триболюминесценция. Эти разные типы люминесценции являются характеристикой, позволяющей легко диагностировать ряд минералов.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ . Если взять в руку кусок янтаря и кусок меди, покажется, что один из них теплее другого. Это впечатление обусловлено различной теплопроводностью данных минералов. Так можно различить стеклянные имитации драгоценных камней; для этого нужно приложить камушек к щеке, где кожа более чувствительна к теплу.

Следующие свойства можно определить по тому, какие ощущения они вызывают у человека. На ощупь графит и тальк кажутся гладкими, а гипс и каолин - сухими и шероховатыми. Растворимые в воде минералы, такие как галит, сильвинит, эпсомит, имеют специфический вкус - соленый, горький, кислый. Некоторые минералы (сера, арсенопирит и флюорит) обладают легко распознаваемым запахом, который возникает сразу при ударе по образцу.

МАГНЕТИЗМ . Фрагменты или порошок некоторых минералов, в основном имеющих повышенное содержание железа, можно отличить от других сходных минералов с помощью магнита. Магнетит и пирротин сильно магнитны и притягивают железные опилки. Некоторые минералы, например гематит, приобретают магнитные свойства, если их раскалить докрасна.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА . Определение минералов на основе их химических свойств требует, помимо специального оборудования, обширных знаний в области аналитической химии.

Есть один простой метод для определения карбонатов, доступный непрофессионалам - действие слабого раствора соляной кислоты (вместо нее можно брать обыкновенный столовый уксус - разбавленную уксусную кислоту, которая есть на кухне). Таким способом можно легко отличить бесцветный образец кальцита от белого гипса - нужно капнуть на образец кислоты. Гипс на это не реагирует, а кальцит "вскипает" при выделении углекислого газа.