| カーナライト | |
|---|---|
 カーナライト結晶 | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | ハロゲン化鉱物 |
| 式 | KCl・MgCl 2 ·6(H 2 O) |
| IMAシンボル | Cna [ 1 ] |
| ストランツ分類 | 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 g/モル |
| 色 | 青、無色、黄色、白、赤 |
| クリスタル習慣 | 繊維質 |
| 姉妹都市 | 圧力によって、ポリシンセティックツインラメラが形成される。 |
| 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 g/cm 3 |
| 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)で表される水和塩化カリウムマグネシウムです。黄色から白色、赤みがかった色をしており、無色や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も見られます。この鉱物は潮解性（周囲の空気中の水分を吸収して水溶液を形成する）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、シルバイト、カイナイト、ピクロメライト、ポリハライト、キーゼライトという一連のカリウムおよびマグネシウム蒸発岩鉱物とともに発生する。カーナライトは、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珍しい複塩化物鉱物である。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で発生する。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。一方、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、塩化カリウムから塩化マグネシウムを除去する処理によって、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を基準地点として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・カーナル（1804–1874）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、マグネシウムに富む塩水が残り、そこから混合ハロゲン化物である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%のKClと98.5モル%のMgCl 2・6H 2 Oから、25℃でゆっくりと結晶化させることで製造できる。 [ 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を混合したものを粉砕することによっても製造できる。[ 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は面を共有している。[ 8 ] Mg(H 2 O) 6八面体は、KCl 8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の範囲にあり、[ 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の範囲にあり、[ 8 ]平均は0.324 nmである。[ 8 ]結果として得られた構造の密度は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ある。[ 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る。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働く。[ 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る。[ 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する。塩化物もまた、4つの水分子のそれぞれから+1の電荷の1/6を得る。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をとる。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番目で説明されるまれな面共有がカーナライト構造において許容される。[ 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になるのは、ヘマタイト(Fe 2 O 3 ) の包有物によるものです。[ 10 ]酸化鉄の断片化した破片が、ヘマタイトの薄い層に赤い色合いを生み出します。 [ 10 ]カーナライトは高湿度で潮解性もあります。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、生成環境、へき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挙げられます。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て紫色を作り出します。[ 11 ]
地質学的発生
いくつかの物理的特性に基づく鉱物の分類には、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、シルバイトなどが含まれますが、これらに限定されるものではありません。[ 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。流入水量は、蒸発量または使用量よりも低くなければなりません。これにより、蒸発期間が長くなります。制御された環境下での実験では、元のサンプル水の10～20%が残っている時点でハロゲン化物が形成されます。[ 14 ]シルバイトが10%近く含まれ、その後カーナライトが形成されます。[ 14 ]
カーナライトは主に海水塩性鉱床で発見されるが[ 11 ] 、中国青海省大布順北の内陸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用いられ、カリの重要な供給源である。[ 13 ]カリ生産においてカーナライトより重要なのはシルバイトのみである。 [ 13 ]カーナライトとシルバイトは、蒸発岩の中でも最後に形成されるため、希少である。[ 13 ]可溶性カリウム塩は肥料の主な供給源である。これは、カリウムを不溶性カリ長石から分離することが困難であるためである。[ 13 ]カーナライトはマグネシウムの世界的には少量しか供給されていないが、ロシアでは主要な供給源である。[ 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 .
- ^ 「カーナライト」。鉱物アトラス。
- ^ 「カーナライトデータ」Webmineral .
- ^ 「鉱物学ハンドブック」（PDF） . RRUFF™プロジェクト – アリゾナ大学経由.
- ^ a b c「カーナリテ」。ミンダット。
- ^ a b c Bragg, L.; Claringbull, GF (1965).鉱物の結晶構造. ロンドン: G. Bell and Sons, Ltd.
- ^ a b c d e Klein, Cornelis; Dutrow, B. (2007).鉱物科学マニュアル（第23版）. John Wiley and Sons.
- ^ a b c d e f g h i j kシュレンパー、EO;グプタ、PK;ゾルタイ、ティボール (1985)。 「カーナライト、Mg(H2O)6KCL3の構造の精密化」。アメリカの鉱物学者。70 : 1309–1313。
- ^ Shoval, S.; Yariv, S. (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」. Journal of Thermal Analysis . 51 : 251– 263. doi : 10.1007/BF02719027 .
- ^ a b c dモッターナ, アンニバレ; クレスピ, R.; リボリオ, G. (1978).岩石と鉱物. ニューヨーク: サイモン＆シュスター.
- ^ a b c d e Blatt, H. (1992).堆積岩石学（第2版）. サンフランシスコ: WH Freeman and Co.
- ^アンソニー, ジョン・W.; ビドー, リチャード・A.; ブラッド, ケネス・W.; ニコルズ, モンテ・C. (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. アリゾナ州ツーソン: ミネラル・データ・パブリケーションズ.
- ^ a b c d e f「リン酸、カリ、硫黄 - 特集号」.経済地質学. 74 : 191–493 . 1979. doi : 10.2113/gsecongeo.74.2.191 .
- ^ a b Smetannikov, AF (2010). 「カーナライト中の結晶水の放射線分解による水素生成と、このプロセスがもたらす可能性のある結果」. 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。