Nitronatritis

Nitronatrit
Kategorie  V  : Carbonate und Nitrate
Illustratives Bild des Artikels Nitronatrite
Weißer Nitronatrit bedeckt von braunem Ton, Region Antofagasta, Nordchile
Allgemeines
IUPAC-Name Natriumnitrat
CAS-Nummer 7631-99-4
Strunz Klasse 05.NA.05

5 Karbonate (Nitrate)
 5.N NITRATES
  5.NA Ohne OH oder H2O
   5.NA.05 Nitratin NaNO3
Raumgruppe R 3c
Punktgruppe 3 2 / m
Danas Klasse 18.01.01.01

Nitrate
18. Einfache Nitrate
Chemische Formel N Na O 3NaNO 3
Identifizierung
Masse bilden 84,9947 ± 0,0011 amu
N 16,48%, Na 27,05%, O 56,47%,
Farbe farblos, weiß, weißlich, grau, gelb, gelblich, bräunlich, rötlich ...
Kristallklasse und Raumgruppe hexagonal-skalenoedrisch
3 2 / m -
Raumgruppe (R 3 2 / c)
Kristallsystem trigonal
Bravais-Netzwerk Rhomboedrisch
a = 5,06, Å, c = 16,82 Å Z = 4 Maschenvolumen = 372,96 ų
Dekollete perfekt auf {1011}, mit einem Messer schneiden
Unterbrechung Conchoidal, sehr zerbrechlicher Bruch
Habitus Sehr seltene gut geformte rhomboedrische Kristalle, normalerweise massive, körnige Cluster an den Wänden, erdige körnige Massen, blühen oft am Boden in trockenen Wüsten, Krusten, erdigen und pulverförmigen Krusten ...
Twinning vier sind möglich
Mohs-Skala 1,5 bis 2, oft analog zu Gips
Linie Weiß
Funkeln glasig
Optische Eigenschaften
Brechungsindex n ω = 1,580 bis 1,5874
N ε = 1,330 bis 1,336
Doppelbrechung Zweiachsig (-); δ = 0,250-0,251
Transparenz transparent bis durchscheinend
Chemische Eigenschaften
Dichte 2,257
Schmelztemperatur 308 ° C.
Löslichkeit wasserlösliches
Chemisches Verhalten Kochen und Zersetzung bei etwa 380 ° C, leicht hygroskopisch, Wärmeleitfähigkeit auf der Achse verschärft [0001]
Physikalische Eigenschaften
Magnetismus diamagnetisch
Vorsichtsmaßnahmen
WHMIS
Oxidierendes Material, Sauerstoffquelle während seiner Zersetzung, die die Verbrennung von reduzierenden Materialien fördert, die vorhanden oder bereits in der Verbrennung sind
Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben.

Die Nitratin , früher genannt Nitratin , Natrium Nitraten oder Salpeter kubisch , ist eine wasserfreie Mineralarten , bestehend aus dem Kation Natrium und das Anion Nitrat zu entsprechenden Natriumnitrat chemische Formel NaNO 3, die zum trigonalen Kristallsystem gehören . Dieses reine oder weißliche farblose Mineral mit einer Dichte von 2,26, einer zerbrechlichen Härte von oft weniger als 2 auf der Mohs- Skala , transparent mit glasigem Glanz, kommt am häufigsten in Wüstenregionen vor, insbesondere in Nordchile, oder in Hohlräumen oder Höhlen, die im Allgemeinen trocken und geschützt sind Niederschlag.

Es ist eines der zehn bekanntesten Mineralien, die als Nitrate klassifiziert sind , zum Beispiel Nitre , Nitrammit , Nitromagnesit , Nitrocalcit , Nitrobarit ... Gemischt mit einem reduzierenden chemischen Körper wie Holzkohlepulver explodiert es in der Hitze.

Es ist ein Mineral, das in trockenen Umgebungen wie der Atacama-Wüste oder Kalifornien keineswegs selten und manchmal sehr häufig ist, wo es in die Zusammensetzung von Nitratgesteinen in Tonkrusten eingeht, die Amerikaner hispanischer Herkunft und Geologen Caliche nennen .

Geschichte

Die ägyptischen Ursprünge der griechischen Begriffe Nitron und Natron sind weit verbreitet. Jedoch erinnern die Chemiker vor allem die chemische Zusammensetzung hier, mit der Nitrowurzel für das Nitratanion und die NATR (i) root für das natrium oder Natriumkation .

Der Geotyp wird durch die Proben dargestellt, die 1821 in der Nähe des Hafens von Iquique in der mineralogischen Region Tarapacà in Chile entnommen wurden. Sie wurden dann von Mariano Eduardo de Rivero y Ustáriz benannt, einem jungen peruanischen Mineralogisten und Chemiker (1798–1857), der damals sehr aktiv war in der Andenregion natürliches oder einheimisches nitriertes Soda . Das mit Ton, Verdampfer und anderen Gesteinen vermischte Nitronatritgestein namens Caliche bildet in dieser Provinz durchgehende geologische Schichten mit einer Länge von über 250  km .

Das Mineral wurde später 1832 von Johann August Friedrich Breithaupt Natron-Nitrat genannt. Der österreichische Mineralogist Haidinger nannte es 1845 die Nitratin . Der letztere Begriff wurde von angelsächsischen Mineralogisten nach seiner kurzlebigen Akzeptanz durch französische Wissenschaftler übernommen, die ihn in Nitratin umgewandelt hatten .

1845 entdeckten und registrierten Geologen Nitratformationen in den Confidence Hills oder den Confidence Hills südlich des Death Valley südlich des heutigen Kalifornien.

Kristallochemie

Nitronatrit hat die gleiche Kristallstruktur wie Calcit .

Physikochemischen Eigenschaften

Nitronatrit, das laut Glykochemikern einen salzigen oder leicht bitteren Geschmack hat, ist ein hygroskopisches Material. Wenn eine Probe dieses festen Minerals feuchter Luft ausgesetzt wird, bildet sie schließlich eine viskose Pfütze, die aus einer dichten Natriumnitratlösung besteht.

Es ist sehr wasserlöslich. Dieses reine Lösungsmittel kann bis zu 921  g · l -1 bis 25  ° C enthalten . Seine Löslichkeit für 100  g reinem Wasser erhöht sich mit der Temperaturfaktor, geht es von 73  g auf 0  ° C , bis 180  g bei 100  ° C .

Es ist schwer löslich in Glycerin und 95% Alkohol. Es ist sehr gut löslich in Ammoniak und Hydrazin .

Es platzt auf den heißen Kohlen, aber weniger schnell als Nitre. Die Sprengkraft ist weniger mit einem Wärme des Körpers verringert .

Massive Proben erzeugen durch Reibung harzige Elektrizität und emittieren so negative Ionen oder sogar Elektronen.

Die Kristallisation von Nitratmineralien wie Nitronatrit, Nitre und Nitromagnesit an den Wänden von Wandgemälden in Kirchen oder angesehenen Gebäuden ist die Ursache für eine katastrophale Verschlechterung bei Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsschwankungen oder sogar jahrhundertealten thermischen Mutationen oder langsame oder schnelle Wasserinfiltration.

Einlagen und Einlagen

Nitronatrit, meistens weiß mit Verunreinigungen, ist gewöhnlich in massiven weißen, grauen oder gelblichen oder rotbraunen Krusten, seidigen Blüten manchmal grau, aber auch in körnigen oder erdigen Massen, die ursprünglich mit Krusten verbunden waren.

Die körnigen Cluster an den Wänden bilden ein festes Gestein, das in Abwesenheit von Wasser stabil ist, ohne dass reduzierendes Material und Wärme an einem heißen Punkt vorhanden sind. In sehr trockenen Gebieten bildet Nitronatrit am Boden Blüten.

Gitologie und zugehörige Mineralien

Dieses Mineral wird in einigen extrem trockenen Wüstenregionen, insbesondere in der Atacama-Wüste, mit anderen Nitraten in Verbindung gebracht . Ein Teil der Stickstoffquellen in der neu gebildeten Mineralstruktur wäre der Eintrag von Stickstoffgas durch die starken und trocknenden Winde, die dort oft wehen. Aber dieses Nitronatrit-Mineral durchdringt Böden, die mit organischer Substanz beladen sind, und es ist leicht zu postulieren, dass eine der Hauptquellen dieser stickstoffhaltigen Ablagerungen Massen von tierischen Exkrementen sind, die durch uralte Bakterienumgebungen, insbesondere den Guano von Vögeln, die früher an dieser Küste lebten, umgewandelt wurden Es ist manchmal voller Fische. Es wird leicht durch die seltenen Gewässer heftiger Regenfälle in niedrigen Gebieten an die Oberfläche transportiert. In diesem Fall ist es stark mit Nitre assoziiert .

In dem Fall, in dem Nitre fast nicht vorhanden oder nicht sehr vorhanden ist, kann Nitronatrit aus der Ausfällung löslicher Stoffe stammen, die aus dem Auswaschen vulkanischer Formationen nach Verdampfung des Transportwassers resultieren. In diesem Fall ist es einer der Hauptbestandteile von chilenischen Nitraten, der als chilenischer Salpeter oder Caliche bezeichnet wird. Es liegt dort massiv in Gesteinsform in Krusten vor, die sich mit Schichten aus mehr oder weniger dicken Tonen abwechseln. Das Mineral wird hier manchmal mit Boraten wie Iquiquit in Verbindung gebracht, beispielsweise in den Salinen von Miraje, Provinz Antofagasta.

Fumarolen, Salsa und Greifen ... aus dem Salton-Meer in Südkalifornien enthalten viele stickstoffhaltige Mineralien wie Boussingaultit (NH 4 ) 2 Mg (SO 4 ) 2 • 6 H 2 O.Koktaïte (NH 4 ) 2 Ca (SO 4 ) 2 · H 2 O.Lecontit (NH 4 , K) NaSO 4 · 2 H 2 O.Mascagnit (NH 4 ) 2 SO 4, Salmiak NH 4 Clund Tschermigit NH 4 Al (SO 4 ) 2 · 12 H 2 O., aber auch schon Nitratin. Es ist denkbar, dass nitrifizierende Bakterien in Gegenwart von Wasser oder einer Spur von Wasser im Laufe der Zeit einen Teil des ammoniakalischen Stickstoffs dieses Mineralmaterials in Nitrate umwandeln und ihn ipso facto in Nitratin, Nitre, Nitro-Magnet, Nitrammit, Nitrocalcit konzentrieren können. Der Transport kann dann diskriminierend und selektiv sein. In den meisten Fällen überschreiten die Gesteinskonzentrationen in Nitrat oder Nitratin jedoch einige Prozent nicht, beispielsweise in den Caliches of the Confidence Hills. Schließlich treten bei bestimmten Caliches, Oxidationsmedien, wenn sie ausreichend in Nitronatrit konzentriert sind, große Spuren mit geringen Anteilen an Perchlorat und insbesondere Iodatanionen im Laufe der geologischen Zeit durch einfache Oxidation von Chlorid- und Iodidionen auf.

Verband: Salpeter, darapskite  (de) , gwihabaïte , humberstonite , lautarite , brüggenite  (de) , Epsomit , Kieserit , Gips , Bassanit , Anhydrit , Halit , glauberite , Thenardit , Glaubersalz , nitrocalcite, Polyhalit , Blödit , dietzéite  (it) , tarapacaïte  (en) , lopezite , nitrobarite , ulexite , probertite  (it) , ginorite , Hydroboracit , kaliborite , iquiqueite und andere evaporite Mineralien ...

Nitroglauberit oder Nitroglauberit ist eine variable Mischung aus Nitronatrit und Darapskit Na 3 (SO 4 ) (NO 3 ) • H 2 O..

Reichlich vorhandene oder charakteristische Ablagerungen

Orbigny Meteorit, Buenos AiresHöhlen von San SalvadorIquique und seine Umgebung, Region Tarapacá. Beachten Sie in dieser Region die alten Salpeterfabriken Humberstone und Santa Laura , die von der UNESCO zum Weltkulturerbe erklärt wurden. Salar de Miraje oder Taltal, Antofagasta Steinbruch des Salzflusses, Bezirk des toten Pferdes oder Caballo Muerto, Chañaral, Atacama Xinjiang meinsConfidence Hills oder The Hills of Confidence, südlich von Death Valley , Kalifornien San Miguel Island , Santa Barbara, Kalifornien Molfetta-Höhlen, Apulien Corchia Mine, Berceto, Provinz Parma, Emilia-Romagna Berg Sant'Angelo, Landschaft von Rom, Latium Oya Steinbruch, Toshigi, Provinz Kanto, Insel HonshuKalksteinhöhle von CernaBerg Bakla, Bakchisaray und Schlamm vom Bulganak-Vulkan, Halbinsel Kertsch, KrimHöhlen

Verwendet

Geschichte: Salpeter Betten und chilenische Nitrat im späten XIX - ten  Jahrhunderts und Anfang des XX - ten  Jahrhunderts

Ein Nitrière bezeichnet einen Ort, an dem Nitrat vorhanden ist und von dem es entfernt werden kann. Die natürlichen Nitrières im Norden Chiles entlang einer trockenen Küste, insbesondere in der Provinz Tarapascà, sind beträchtliche Ansammlungen von salpetrigen Erden oder Nitrat-Tonen. Die aus diesen felsigen Krusten gewonnenen unreinen Salze enthalten höchstens 25 bis 40% Natriumnitrat oder Nitronatrit und werden wie das Gestein Caliche genannt, wurden jedoch früher fälschlicherweise als "Salpeter oder Nitre von Chile, Peru oder Bolivien" bezeichnet auf dem Ausfuhrland. Die verschiedenen Nitrate werden durch Auswaschen mit Wasser extrahiert .

Der niedrige Preis dieses Rohstoffs und insbesondere seine Verwendung durch die chemische Industrie für Düngemittel, die Synthese von Salpetersäure und seinen Derivaten, wie Nitroverbindungen, die für die Sprengstoff- oder Rüstungsindustrie nützlich sind, trugen zu seiner Entwicklung und seinem Höhepunkt während der Belle bei Époque . 1920 wurden weltweit zwei Drittel der landwirtschaftlichen Düngemittel aus südamerikanischen Nitraten hergestellt. In der Zwischenkriegszeit trat chilenisches Nitrat jedoch in Konkurrenz zur synthetischen Herstellung, was auf Fortschritte in der Gaschemie, die Verbesserung der Haber-Bosch- und Ostwald- Prozesse oder sogar des Birkeland- und Eyde-Prozesses zurückzuführen war .

Anmerkungen und Referenzen

  1. Die Klassifikation der gewählten Mineralien ist die von Strunz , mit Ausnahme der Polymorphe von Siliciumdioxid, die unter den Silikaten klassifiziert sind.
  2. berechnete Molekülmasse von „  Atomgewichte der Elemente 2007  “ auf www.chem.qmul.ac.uk .
  3. Nesse, W, Einführung in die optische Mineralogie, 4. Auflage (Oxford, New York, Oxford University Press) 2013. Anhang II, B.3 für die neuesten oberen Ziffern.
  4. Alain Foucault schreibt auf Seite 53 seines Leitfadens für Amateurgeologen , zweite Ausgabe Dunod, 2014, 280 Seiten ( ISBN  978-2-100-71095-9 )  : "In Chile trainiert er in der Atacama-Wüste mit Nitre, Krusten genannt Caliche ".
  5. M. de Rivero, Annales des mines : 6: 596, 1821. Eine weitere Studie des frankophilen Rivero über die Eisenmassen der Anden in der World Digital Library .
  6. A. Breithaupt; Vollständige Charakteristik etc., 2 d . Hrsg.: 27 (1832)
  7. Wilhelm Haidinger, Handbuch der bestimmtenenden Mineralogie. Wien, 1845, Seite 488
  8. Löslichkeitsdaten mit der Tabelle der chemischen Körper Mineralien assoziiert Perry Chemical Engineers' Handbook , 6 th  ed.
  9. Die zerstörerischen Salze durch ihre Kristallisation und Rekristallisation in Gegenwart von Infiltration von Wasser oder latentem Wasser sind ebenfalls hauptsächlich Sulfatmineralien (zum Beispiel aus der Familie der Gips- , Thenardit- und Epsomit- ) und Carbonatmineralien ( Thermonatrit , Hydromagnesit , Nesquehonit ...). . Andreas Arnold und Konrad Zehnder, "Überwachung von Wandgemälden, die von löslichen Salzen betroffen sind" in Sharon Cather (Hrsg.), Opus zitiert, p.  103-125 .
  10. Paul M. Adams und David K. Lynch, "Ein mineralogisches Inventar geothermischer Merkmale südöstlich des Saltonmeeres, Imperial County, Kalifornien" im Wüstensymposium 2014 , Opus zitiert. Lesen Sie auch den Hinweis auf Seite 23.
  11. Nach dem USGS 1981-Bericht von Georges E. Eriksen, Opus zitiert. Es gibt auch Chromatanionen, manchmal in Form von Dietzeit, Tarapacait oder Lopezit.

Literaturverzeichnis

Siehe auch

Externe Links