Барарит

Бараритот — природна форма на амониум флуоросиликат (исто така познат како хексафлуоросиликат или флуосиликат). Има хемиска формула (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> и тригонална кристална структура. Овој минерал некогаш бил класифициран како дел од криптохалитот. Бараритот е именуван по местото каде што првпат е опишан, Барари во јагленовото поле Џарија, Данбад, Индија. Се наоѓа во фумаролите на вулканите ( Везув, Италија), над јагленовите слоеви (Барари, Индија) и во горење на купови антрацит (Пенсилванија, САД). Тој е производ на сублимација што се формира со криптохалит, сол амонијак и природен сулфур.
1 Историја
А. Скаки прв го открил криптохалитот во 1873 година. Се појавил во вулкански сублимат од ерупцијата на Везув во 1850 година<sub>.</sub> Во 1926 година, В.А.К. Кристи го објавил своето хемиско истражување. За да се избере доволно материјал за анализа<sub>,</sub> бил употребен микроскоп. Дестилирањето со натриум хидроксид (NaOH) произвело амонијак ( NH<sub>3</sub>). Анјоните на хексафлуоросилициумска киселина (H<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>) се таложиле како калиум флуоросиликат ( K<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub>). Бариум сулфат (BaSO<sub>4</sub>) бил фрлен во филтратот, а потоа калциум флуорид ( CaF<sub>2</sub>). Кристи пронашол 20,43% (NH<sub>4</sub>) <sup>+</sup> и 78,87% (SiF<sub>6</sub>)<sup>2−</sup>.
Бараритот е именуван според Барари, локалитет во Индија. Таму видот бил првпат целосно опишан. Претходно, бараритот бил распознаен како дел од мешавини со криптохалит. However, it did not receive its own name until 1951. Сепак, не го добил своето име сè до 1951 година. Компанијата за јаглен „Источна Индија“ го обезбедила примерокот што Кристи го употребил за да го процени бараритот.
Бараритот не добил квантитативна хемиска анализа во својата природна форма. Кристи добил премногу за повеќе од ''квалитативна'' анализа преку микрохемија. Тој ги употребил методите на Ф. Емих со центрифуги со капиларни појави.
2 Структура
Бараритот е бета, тригонална (скаленоедарска) форма на амониум хексафлуоросиликат. Неговата симетрија е 2/m. Просторната група е P m1. ''α-'' оските во единичната ќелија се 5,784 ± 0,005. Å (ангстреми), а ''c'' -оската е 4,796 ± 0,006 Å. Единичната решетка е примитивна. (Забелешка: Податоците за просторната група доаѓаат од синтетички кристали.) Криптохалитот има коцкеста (изометриска) кристална структура и одговара на алфа-формата. И двата минерали имаат хемиска формула (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6.</sub> Халидите од формата A''<sub>m</sub>''BX''<sub>6</sub>'' спаѓаат во две групи: хиератит и маладрит. Хиератитната група е изометрична<sub>,</sub> додека маладритот е шестоаголна.
(SiF<sub>6</sub>) <sup>2−</sup> е октаедарски - еден атом на флуор на секое теме. Кај бараритот, (NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup> се тригонално координирани. Сите тие се појавуваат на места на симетрија C<sub>''3''</sub>v (3m). ( NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup> има 12 соседи на флуор, кои формираат четири триаголници. Три од овие триаголници се рамнокраки. Самите овие триаголници формираат триаголник - околу тројната оска која го содржи атомот на азот. Едниот триаголник е рамностран. Неговата оска на симетрија е истата оска која поминува низ атомот на азот. (За структурни дијаграми, погледнете ја врската до единична ќелија и статии што може да се преземат во „наводите“.)
Силициумските атоми на криптохалитот, α-( NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> (алфа), имаат коцкесто затворено (st) пакување (HCP) Третата форма (гама, γ) на (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> користи хексагонално затворено (st) пакување (HCP). Бараритот, β-NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub><sub>,</sub> користи (HP) пакување. Слоевите со искривени октаедарски празнини ги одделуваат оние со анјоните. Јоните на (NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup> се појавуваат малку под и над (SiF<sub>6</sub>)<sup>2−</sup>. Во сите три фази, 12 атоми на флуор се соседни на (NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup>. Растојанијата се движат од околу 3,0 до 3,2 Å. (NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup> нема слободна ротација. Тој само се либрира (осцилира) - барем кога е вибрационо возбуден.
Како сол, бараритот претставува јонско соединение. Јоните, секако, имаат јонски врски. Атомите на полиатомските јони се држат заедно ковалентно. Ориентацијата на (NH<sub>4</sub>)<sup>+</sup> е одржувана од четири водородни врски. Овие врски покажуваат кон триаголниците што ги содржат 12-те соседи на флуор. Три H врски се еквивалентни. Четвртата врска, која покажува кон рамностран триаголник, има пократко растојание.
Меѓумолекуларните растојанија помеѓу атомите на флуор се помали кај бараритот (3,19 и 3,37 Å) од криптохалитот. Кај криптохалитот, секој анјон е координиран со 12 други. Бараритот поседува (2+6)-кратна координација. Двете растојанија Si-Si помеѓу слоевите (4,796 ± 0,006 Å) не се еднакви на шесте во еден слој (5,784 ± 0,005 Å). Бараритот повеќе се свиткува по ''c-'' оската отколку по ''a'' -оската.
Бараритот нема познат раствор или екслоуција, но секогаш е измешан со други супстанции (криптохалит, амонијак и сулфур). Поради топлинското движење, атомското однесување на амониумовите соли може да биде многу тешко да се процени. Анјоните, сепак, се подредени и немаат необично топлинско движење.
Трета форма на (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> била откриена во 2001 година и распознаена преку симетрија од 6 mm (шестоаголна). Во сите три распореди, октаедрите (SiF<sub>6</sub>)<sup>2−</sup> доаѓаат во слоеви. Во коцкеста форма (криптохалит), овие слоеви се нормални на [111]. Во тригоналните (бараритни) и хексагоналните (гама, γ) форми, слоевите се нормални на c-оската. (Забелешка: Тригоналните кристали се дел од шестоаголната група. Но, не сите шестоаголни кристали се тригонални.)
Иако се тврдело дека бараритот е метастабилен на собна температура, се смета дека еден полиморф никогаш не се претворил во друг. Сепак, бараритот е доволно кршлив што неговото мелење за спектроскопија ќе произведе малку криптохалит. Сепак, амониум флуоросиликатот добива тригонална форма при притисоци од 0,2 до 0,3 гига-паскали (GPa). Реакцијата е неповратна. Доколку оваа фаза не е барарит, таа е барем многу тесно поврзана.
Водородната врска во (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> ѝ овозможува на оваа сол да ги менува фазите на начини на кои нормалните соли не можат. Меѓусебните односи помеѓу катјоните и анјоните се особено важни во начинот на кој амониумските соли ја менуваат фазата.
3 Физички својства
Бараритот формира плочести кристали. Тие се сплескани, понекогаш издолжени, на {0001} (нормално на ''c''). Кристи пријавил ситни, проѕирни кристали на барарит кои изгледале како тркала за лопатки и стрели. Секој имал четири боцки под агол од 90°. Кристалите достигнувале до 1 мм должина, боцките до 0,2 mm широчина. Тие биле интерпенетрациски близнаци, при што оската на близнакот е нормална на ''c'' -оската. Визуелно, кристалите на криптохалит се речиси невозможни за разликување од сол амонијакот (NH<sub>4</sub>Cl). Вклучувањата на барарит во криптохалитот може да се видат единствено со рамно поларизирана светлина.
Бараритот има совршена цепливост на рамнината {0001}. Тврдоста е веројатно Анјоните (како што веќе е прикажано) се поврзани многу посилно во слоевите отколку околу слоевите. Исто така, јонските врски не се најсилните врски, а халидите нормално не можат да ги изгребат стаклените плочи.
Бараритот има измерена густина од 2,152 g/mL (синтетички) - но пресметана густина од 2,144 g/mL. Поседува солен вкус и се раствора во вода. Неговиот сјај е стаклест (како стакло). Бараритот е бел до безбоен. Овие својства се слични на халитот (NaCl) - што ѝ го дало името на халидната група.
Додека криптохалитот припаѓа на изотропната оптичка класа, бараритот е едноосен негативен. На 1,391 ± 0,003, показателот на прекршување низ ''c'' е помал отколку низ ''a'' (1,406 ± 0,001). ''c'' -оската кај бараритот е пократка од ''a'' -оските (погледнете „Структура“). Понатаму, единствено оваа патека дозволува светлината да удира само во истиот јон во иста ориентација (сите слоеви имаат иста структура и ориентација).
Бараритот има околу 6% поголема густина од криптохалитот. Како што е претходно напишано, неговата структура е покомпактна. Оваа супстанца може лесно да се произведе од воден раствор, но единствено под 5 °C (41 °F) ќе биде во чиста бараритна форма. Над 13 °C (55 °F), се појавува речиси чист криптохалит. Бараритот сублимира без да остави остатоци.
4 Геолошка појава
Во природата, бараритот се појавува со криптохалит, сол амонијак и природен сулфур. Се наоѓа над запален јагленов слој во Барари, Индија, и како производ на сублимација во Везув, Италија, во фумароли (отвор во или во близина на вулкан од каде што излегуваат топли сулфурни гасови). Исто така, се наоѓа во Соединетите Американски Држави, во Пенсилванија. Се појавува во запалени купишта антрацит (јаглен од највисок степен) - повторно како производ на сублимација.
Кристи пронашол проѕирни дрвеновидни кристали, со стаклен сјај. Тој пронашол бели, непроѕирни грутки кои биле мешавина од (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> со SiO<sub>2</sub>. Тие биле со неправилна форма, но обично имале млечна површина (неколку конвексни површини мазно заоблени). Тие содржат првенствено криптохалит, но и малку барарит. Во Пенсилванија, бараритот обично се јавува како мали опфати во кристалите на криптохалитот. Се смета дека најпрвин, бараритот се формира преку директна сублимација. Потоа, брзо се претвора во криптохалит.
Во Барари, гасовите од согорување на јаглен минуваат низ насип (магматска интрузија) од лискун и перидотит. Сулфур диоксидот мора да го нападне апатитот во насипот, кој произведува флуороводородна киселина која ги напаѓа изобилните силикати. Се формира силициум флуорид. Амонијакот, исто така, доаѓа при согорување на јаглен. Оттаму, може да се формира амониум флуоросиликат. Мал вишок на амонијак може да доведе до бели грутки од силициум диоксид и криптохалит. Бараритот и криптохалитот во нивните чисти форми, во најголем дел, растат од овие нодули. Рекристализацијата од дождот е веројатно одговорна.
Флуоросиликатните минерали се термодинамички нестабилни во почвата. Сепак, интензивната топлина до одреден степен го поттикнува формирањето на (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SiF<sub>6</sub> - како што е видено во некои експерименти од Рехим. Но, ова соединение ќе се распадне на 320 до 335 °C. И согорувањето на јаглен и вулканите се важни извори на SO<sub>2</sub> и Si4.
5 Хемиски својства и употреба
Флуоросилициумовата киселина и нејзините соли се отровни. Сепак, амониум флуоросиликатот е многу редок по природа и очигледно е многу полесен за синтеза.