Формула цинковой обманки в химии, свойства

Цинковая обманка (сфалерит) означает в переводе с греческого языка «вероломный». Данное соединение — это сульфид цинка, представляющий собой главный рудный минерал данного металла. Цинковая обманка, формула химическая которой ZnS, довольно широко распространена в природе.

Химический состав соединения

Состоит данное соединение из 67 % Zn, 33 % S. Что еще включает в себя цинковая обманка? В соединении есть 8,5 % марганца, 2 % олова, 2,5 % иридия, а также до 26 % железа, серебра, кобальта. Присутствие в данном соединении железа объясняет внешний вид минерала. Сфалерит некоторые путают с галенитом, отличить их удается только под микроскопом.

Разновидности минералов

Цинковая обманка в природе представлена несколькими разновидностями:

• марматитом (соединение черного цвета, характеризующееся большим количеством железа);

• клейофаном (желтого цвета, без примесей железа);

• брункитом (белый минерал);

• мармазолитом (с незначительным количеством железа);

• пршибрамитом (желтовато-прозрачного цвета с существенным количеством кадмия).

Краткая справка о минералах

Чем характеризуется цинковая обманка? Свойства зависят от количественного состава. Брункит — это кристаллический сфалерит, обладающий желтоватым цветом. По шкале Мооса его твердость составляет 4,04.

Марматит представляет собой железосодержащую разновидность минерала. Эта цинковая обманка характеризуется присутствием порядка 10-16 процентов железа, а также несущественными вкраплениями халькопирита или пирротина, а также примесями таллия, кадмия, марганца. Крупные месторождения данного соединения есть в Колумбии (Мармато).

Еще одной разновидностью сфалерита является клейофан. В нем нет примесей марганца и железа. Цвет минерала меняется от медового до желто-зеленого, в зависимости от химического состава.

Физические свойства минерала

Цинковая обманка, формула которой - ZnS, характеризуется большим диапазоном цвета: от светло-коричневого до черного цветов.

Для коричневых, желтых, красных минералов характерны следующие свойства:

• низкая твердость, хрупкость (по шкале Мооса составляет 3,5-4);

• прозрачность - зависит от количественного содержания железа;

• сингония кубическая, практически не плавится под паяльной трубкой;

• под ультрафиолетовыми лучами наблюдается люминесценция желтого, голубого, красного цветов

Распространенность в природе

Формула цинковой обманки в химии - ZnS. Это минерал, который широко распространен в природе. Причина распространенности состоит в возможности образования в разных условиях. Обнаруживаются залежи сфалерита в осадочных породах, высокотемпературных и известняковых гидротермальных источниках.

Самой распространенной формой сфалерита является кристаллическая. Именно ему присуща высокая хрупкость, поэтому возможные серьезные проблемы с обработкой. После огранки минерал характеризуется высоким показателем преломления солнечного света, что является отличительными показателями данного разноцветного камня.

Ювелиры для создания своих шедевров выбирают сфалерит разных цветов. Небольшие кристаллы (до 10 карат) добывают в США, Италии, РФ. Более крупные кристаллы находят в испанском городе Сонора.

Особенности применения сфалерита

Для каких целей нужна цинковая обманка? Формула, обжиг, значимость - все это характеристики, которые определяют востребованность минерала. Он является сырьем для электрохимического получения металла, который, в свою очередь, требуется как люминофор. Сфалерит применяют в телевизионных кинескопах, осциллографах. На лакокрасочных заводах минерал применяют для создания цинковых белил. Для производства светящихся красок и сигнальных аппаратов в промышленности применяют этот минерал цинка в чистом виде.

Лечебные свойства минерала

Сфалерит положительно влияет на состояние человека. К примеру, камни темных цветов способны излечивать от простуды. Для нормализации нервной системы, восстановления спокойного сна, избавления от ночных кошмаров необходим минерал светло-желтого и белого цвета. Желтые темные камни применяют для очищения организма, они помогают восстанавливать зрение.

Магические характеристики

Помимо лечебных свойств, существует версия о том, что у сфалерита есть и некоторые высшие силы. Они помогают владельцу минерала избавляться от проявлений гнева, вселяют в человека покой и надежду. Маги применяют черные минералы для установления связей с силами тьмы, а белые камни применяют в виде оберегов и амулетов, охраняющих человека от колдовских чар.

Сфалерит применяется в различных отраслях: в науке, промышленности, медицине, в магической области.

В школьной программе рассматривается не только сам цинк, но и его соединения, способ получения, физические и химические характеристики. К примеру, на итоговой аттестации в 9 классе, ребятам предлагаются задачи следующего плана: "Определите массу цинковой обманки, необходимой для получения 1 кг чистого металла, если в руде содержится 10 % примесей".

Для того чтобы решить предлагаемую задачу, ребята сначала с помощью пропорции вычисляют массу сульфида цинка в руде, далее составляют схему получения металла путем окисления руды, последующего восстановления угарным газом, водородом, металлом. Помимо вычислений, школьники получают представление о химических свойствах средних солей, к которым относится сульфид цинка.

Специфика добычи и переработки сфалерита

Это полезное ископаемое в Российской Федерации распространено на территории Забайкалья, Северного Кавказа, Уральских гор, Приморья. Большие месторождения цинковой обманки найдены в Испании, США, Австралии, Германии. Геологи обнаруживают данный минерал в гидротермальных месторождениях, а также в тех местах, где осуществляется добыча полиметаллической руды. Именно из цинковой обманки удалось получить чистый цинк (название этого металла впервые в своей книге упомянул Парацельс). Промышленное производство металла было налажено в конце восемнадцатого века в Германии. Сначала цинковую обманку прокаливали, получая оксид металла. Далее Андрес Сигизмунд Марггаф предложил прокаливать оксид цинка с углем в специальных огнеупорных сосудах без доступа воздуха.

Далее пары конденсировались в холодильнике. В начале девятнадцатого века был определен вариант получения металла посредством прокатки оксида цинка, полученного путем окисления руды. В начале прошлого века цинк стали получать электролитическим способом.

Вместо заключения

Среди многочисленных соединений, которые характерны для цинка, особый интерес представляет его сульфид — цинковая обманка. Некоторые ошибочно принимают его за соединение золота. Именно сфалерит является исходным сырьем для изготовления чистого металла, проявляющего амфотерные химические свойства. Востребованность данного металла объясняет интерес к цинковой обманке.

Путем ее окисления, последующего восстановления оксида, в металлургической промышленности получают цинк. Минерал имеет тетраэдрическую форму, обладает 4 гранями, 4 вершинами, 6 ребрами. У камня алмазный блеск, отличная дисперсия (его блеск сильнее чем у алмаза в 4 раза), отсутствуют плеохроизм и двупреломление.

Сфалерит является плохим проводником электрического тока. Среди многочисленных его видов максимальный интерес для ювелиров, народных целителей, химиков представляют мармарит, мармазолит, брункит, клейофан, а также рубиновая обманка. Последний минерал имеет внешнее сходство с рубином благодаря красноватому оттенку.

Месторождения сфалерита встречаются в разнообразных географических условиях. К примеру, он есть в известняках, гидротермальных источниках, осадочных породах при низких либо высоких температурах. Есть данный минерал во многих рудных месторождениях попутно с другими минералами. Многочисленные области использования металла, выделяемого из цинковой обманки, объясняют интерес к данному минералу со стороны не только исследователей, но и промышленников.