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| カーナライト | |
|---|---|
 サーナライト結晶 | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | ハロゲン化鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | KCl・MgCl 2 ·6(H 2 O) |
| IMAシンボル | カンナ[1] |
| シュトランツ分類 | 3.BA.10 |
| 結晶系 | 斜方晶系 |
| クリスタルクラス | 双錐体（mmm） HM記号：（2/m 2/m 2/m） |
| 空間群 | プナ |
| 識別 | |
| 式量 | 277.85グラム/モル |
| 色 | 青、無色、黄色、白、赤 |
| クリスタル習慣 | 繊維質 |
| 姉妹都市 | 圧力により、ポリシンセティックツインラメラが開発される。 |
| 胸の谷間 | なし |
| 骨折 | 貝殻状 |
| モース 硬度 | 2.5 |
| 光沢 | 脂っこい |
| 連勝 | 白 |
| 透けて見える | 透明から半透明 |
| 比重 | 1.6 |
| 密度 | 1.598グラム/ cm3 |
| 光学特性 | 二軸（+） |
| 屈折率 | n α = 1.467 n β = 1.476 n γ = 1.494 |
| 複屈折 | 0.0270 |
| 2V角度 | 70 |
| 参考文献 | [2] [3] [4] [5] |
カーナライト（またはカーナライト）は蒸発岩鉱物で、化学式 KCl.MgCl 2 ·6(H 2 O)で表される水和カリウム マグネシウム 塩化物です。黄色から白、赤みがかった色で、無色または青色の場合もあります。通常は塊状から繊維状で、稀に擬六方晶系の斜方晶系があります。この鉱物は潮解性（周囲の空気から水分を吸収する）があり、標本は密閉容器に保管する必要があります。
カーナライトは、カリウムとマグネシウムの蒸発岩鉱物の系列であるシルバイト、カイナイト、ピクロメライト、ポリハライト、キーゼライトとともに産出される。カーナライトは珍しい複塩化物鉱物で、蒸発海または堆積盆地の特定の環境条件下でのみ形成される。カリウムとマグネシウムの両方が採掘され、ニューメキシコ州カールスバッド、コロラド州とユタ州のパラドックス盆地、ドイツのシュタースフルト、ロシアのペルム盆地、カナダのサスカチュワン州ウィリストン盆地の蒸発岩鉱床に産出される。これらの鉱床はデボン紀からペルム紀にかけてのものである。対照的に、イスラエルとヨルダンの両国は、カーナライトが沈殿するまで塩水をさらに濃縮する蒸発皿を使用し、カーナライトを蒸発皿から浚渫し、塩化マグネシウムを塩化カリウムから取り除く処理によって、死海からカリを生産している。[5]
カーナライトは、1856年にドイツのザクセン＝アンハルト州シュタスフルト鉱床の基準地から初めて記載されました。プロイセンの鉱山技師ルドルフ・フォン・カーナライト（1804年 - 1874年）にちなんで命名されました。[5]
背景
ハロゲン化物は二元化合物である。ハロゲンと金属イオンから構成される。ハロゲン化物の結晶化学は、ハロゲンイオンの電気陰性度によって特徴付けられる。 [6]これは、支配的な大きなイオンが Cl −、 Br −、 F −、または I −であることを意味する。これらは容易に分極する。[6] [7]これらのイオンは、同様に大きいが原子価が低く、弱く分極した陽イオンと結合する。陽イオンはほとんどがアルカリ金属群である。シルバイトは、化学式 KCl の二元化合物である。シルバイトは、まず K +、 Mg 2+、 Cl −の混合溶液から沈殿し、マグネシウムが豊富な塩水が残り、そこから混合ハロゲン化物カーナライトが沈殿する。[6]
構成
カーナライトの化学式はK Mg Cl 3 ·6( H 2 O )である。合成カーナライト結晶標本は、1.5モルパーセントのKClと98.5モルパーセントのMgCl 2 ·6H 2 Oから25℃でゆっくりと結晶化させることで生成できる。 [8]密度は1.602 g/cm 3である。[8]カーナライトは、水和塩化マグネシウムと塩化カリウムの組み合わせを粉砕することによっても生成できる。[9]
構造
カーナライトの構造は、角と面を共有している。KCl 6八面体のネットワークがあり、その 3 分の 2 が面を共有している。[8] Mg(H 2 O) 6八面体は、KCl 八面体内の空きスペースを占めている。Mg と H 2 O の原子間距離は 0.204 ～ 0.209 nm の範囲で、[8]平均は 0.2045 nm である。[8] K と Cl の原子間距離は 0.317 ～ 0.331 nm の範囲で、[8]平均は 0.324 nm である。[8]結果として得られる構造の密度は 1.587 g/cm 3と計算され、測定値の 1.602 g/cm 3とよく一致する。[8]
ポーリングの法則の3番目によれば、面共有は不安定性を高める可能性が高くなります。[7]カーナライトでは、水分子がマグネシウムイオンを囲んでいます。これにより、マグネシウムと塩化物が直接相互作用することが防止され、代わりに水分子が電荷伝達物質として機能します。[8] 5つの塩化物アニオンはそれぞれ2つのカリウムカチオンと4つの水分子に配位しています。[8]これは、各塩化物アニオンが2つのカリウムイオンのそれぞれから+1の電荷の1/6を受け取ることを意味します。塩化物も4つの水分子のそれぞれから+1の電荷の1/6を取得します。したがって、電荷は合計6つの1/6の正電荷となり、塩化物の負電荷とバランスが取れます。これら2つの側面により、ポーリングの法則の2番目と3番目で説明されているまれな面共有がカーナライト構造で許容されます。[7] [8]
物理的特性
カーナライトの屈折率は1.467から1.494の範囲です。[7] [10]カーナライトが赤色なのは、ヘマタイト（Fe 2 O 3）の含有による可能性があります。 [10]酸化鉄の断片化された破片が、ヘマタイトの薄い層に赤い色合いを生み出します。 [10]カーナライトは湿度が高いと潮解性もあります。これは、カーナライトが水に非常に溶けやすいことも意味します。[10]個々の結晶は擬六方晶系で板状ですが、非常に稀にしか見られません。[11]カーナライトの野外指標は、形成環境、劈開や破損がないことなどです。その他の指標としては、密度、味、地元の鉱物との関連性、発光するかどうかなどがあります。カーナライトは苦い味がします。[11]カーナライトは蛍光性だけでなく、燐光性もあります。[11]カーナライトに含まれるカリウムは炎の中で容易に溶け、紫色を作り出します。[11]
地質学的発生
いくつかの物理的性質に基づく鉱物の関連としては、岩塩、無水石膏、ドロマイト、石膏、カイナイト、キースライト、ポリハライト、シルバイトなどが挙げられるが、これらに限定されない。 [7] [12] [13]
カーナライト鉱物は、蒸発岩として知られる鉱物堆積物です。蒸発岩は海水の蒸発によって濃縮されます。流入する水は、蒸発または使用レベルを下回る必要があります。これにより、蒸発期間が長くなります。制御された環境実験では、元の水サンプルの10％～20％が残っているときにハロゲン化物が形成されます。[14] 10％に近いシルバイトに続いてカーナライトが形成されます。[14]
カーナライトは主に塩性海底鉱床で発見されるが[11]、中国青海省大布順北の内陸部のツァイダム 盆地にも層が存在する。[15]
用途
カーナライトは主に肥料に使われています。カリの重要な供給源です。[13]カリ生産においてカーナライトより重要なものはシルバイトだけです。 [13]どちらも最後に形成される蒸発岩であるため、珍しいものです。[13]可溶性カリウム塩は肥料の主な供給源です。これは、カリウムを不溶性カリ長石から分離するのが難しいためです。[13]カーナライトは、世界的に見てマグネシウムのマイナーな供給源ですが、ロシアの主な供給源です。[13]
参照
参考文献
- ^ Warr, LN (2021). 「IMA–CNMNC承認鉱物記号」. Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ 鉱物アトラス
- ^ Web鉱物データ
- ^ 鉱物学ハンドブック
- ^ abc カーナライト ミンダット
- ^ abc Bragg, L.、およびGF Claringbull. (1965) 鉱物の結晶構造。G. Bell and Sons, Ltd.、ロンドン。
- ^ abcde クライン、コーネリス、B. ダトロウ (2007) 鉱物科学マニュアル、第 23 版、ジョン ワイリー アンド サンズ
- ^ abcdefghijk Schlemper, EO, PK Gupta, Tibor Zoltai. (1985) カーナライトMg(H2O)6KCL3の構造の改良. American Mineralogist 70,1309–1313.
- ^ Shoval, S., S. Yariv. (1998) マグネシウムとアルカリハライドの混合物を同じアニオンで粉砕することによるカーナライト型複塩の形成。熱分析ジャーナル 51, 251–263
- ^ abcd Mottana、Annibale、R. Crespi、G. Liborio。(1978) Rocks and Minerals。Simon and Schuster。NY。
- ^ abcde Blatt, H. (1992) 堆積岩石学、第2版、WH Freeman and Co.、サンフランシスコ。
- ^ Anthony, JW, RA Bideaux, RA, Bladh, KW および MC Nichols. (1997) 鉱物学ハンドブック。第 3 巻 ハロゲン化物、水酸化物、酸化物。Mineral Data Publications、アリゾナ州ツーソン。
- ^ abcdef リン酸、カリ、硫黄 - 特別号。(1979) 経済地質学 74、191–493。
- ^ ab Smetannikov, AF, (2010) カーナライト中の結晶水の放射線分解中の水素発生とこの過程の考えられる結果 Geochemistry International 49, 971–980
- ^ ギャレット、ドナルド・エヴェレット（1996年）、ポタッシュ：鉱床、処理、特性、および用途、ロンドン：チャップマン＆ホール、p. 177、ISBN 9789400915459。