Формула цинкової обманки в хімії, властивості

Цинкова обманка (сфалерит) означає в перекладі з грецької мови «віроломний». Дане з’єднання — це сульфід цинку, який представляє собою головний рудний мінерал даного металу. Цинкова обманка, хімічна формула якої ZnS, досить широко поширена в природі.

Хімічний склад сполуки

Складається дане з’єднання з 67 % Zn, 33 % S. Що ще включає в себе цинкова обманка? У з’єднанні є 8,5 % марганцю, 2 % олова, 2,5 % іридію, а також до 26 % заліза, срібла, кобальту. Присутність у даному з’єднанні заліза пояснює зовнішній вигляд мінералу. Сфалерит деякі плутають з галенитом, відрізнити їх вдається лише під мікроскопом.

Різновиди мінералів

Цинкова обманка в природі представлена кількома різновидами:

  • марматитом (з’єднання чорного кольору, що характеризується великою кількістю заліза);

  • клейофаном (жовтого кольору, без домішок заліза);

  • брункитом (білий мінерал);

  • мармазолитом (з незначною кількістю заліза);

  • пршибрамитом (жовтувато-прозорого кольору з істотним кількістю кадмію).

Коротка довідка про мінералах

Чим характеризується цинкова обманка? Властивості залежать від кількісного складу. Брункит — це кристалічний сфалерит, що володіє жовтуватим кольором. За шкалою Мооса твердість становить 4,04.

Марматит являє собою железосодержащую різновид мінералу. Ця цинкова обманка характеризується присутністю порядку 10-16 відсотків заліза, а також несуттєвими вкрапленнями халькопирита або пирротина, а також домішками талію, кадмію, марганцю. Великі родовища цього з’єднання є в Колумбії (Мармато).

Ще одним різновидом сфалерита є клейофан. У ньому немає домішок марганцю і заліза. Колір мінералу змінюється від медового до жовто-зеленого, в залежності від хімічного складу.

Фізичні властивості мінералу

Цинкова обманка, формула якої — ZnS, характеризується великим діапазоном кольору: від світло-коричневого до чорного кольорів.

Для коричневих, жовтих, червоних мінералів характерні наступні властивості:

  • низька твердість, крихкість (за шкалою Мооса становить 3,5-4);

  • прозорість — залежить від кількісного вмісту заліза;

  • сингония кубічна, практично не плавиться під паяльної трубкою;

  • під ультрафіолетовими променями спостерігається люмінесценція жовтого, блакитного, червоного кольорів

Поширеність у природі

Формула цинкової обманки в хімії — ZnS. Це мінерал, який широко поширений в природі. Причина поширеності полягає в можливості освіти в різних умовах. Виявляються поклади сфалерита в осадових породах, високотемпературних і вапнякових гідротермальних джерелах.

Найпоширенішою формою сфалерита є кристалічна. Саме йому властива висока крихкість, тому можливі серйозні проблеми з обробкою. Після ограновування мінерал характеризується високим показником заломлення сонячного світла, що є відмінними показниками даного різнобарвного каменю.

Ювеліри для створення своїх шедеврів вибирають сфалерит різних кольорів. Невеликі кристали (до 10 карат) видобувають у США, Італії, РФ. Більш великі кристали знаходять в іспанському місті Сонора.

Особливості застосування сфалерита

Для яких цілей потрібна цинкова обманка? Формула, випал, значимість — все це характеристики, які визначають затребуваність мінералу. Він є сировиною для електрохімічного одержання металу, який, у свою чергу, потрібно як люмінофор. Сфалерит застосовують у телевізійних кинескопах, осцилографах. На лакофарбових заводах мінерал застосовують для створення цинкових білил. Для виготовлення світних фарб та сигнальних апаратів в промисловості застосовують цей мінерал цинку в чистому вигляді.

Лікувальні властивості мінералу

Сфалерит позитивно впливає на стан людини. Наприклад, камені темних кольорів здатні виліковувати від застуди. Для нормалізації нервової системи, відновлення спокійного сну, позбавлення від нічних кошмарів необхідний мінерал світло-жовтого і білого кольору. Жовті темні камені застосовують для очищення організму, вони допомагають відновлювати зір.

Магічні характеристики

Крім лікувальних властивостей, існує версія про те, що у сфалерита є і деякі вищі сили. Вони допомагають власнику мінералу позбавлятися від проявів гніву, вселяють у людини спокій і надію. Маги застосовують чорні мінерали для встановлення зв’язків з силами темряви, а білі камені застосовують у вигляді оберегів та амулети, що охороняють людини від чаклунських чар.

Сфалерит застосовується в різних галузях: науці, промисловості, медицині, в магічній області.

У шкільній програмі розглядається не тільки сам цинк, але і його сполуки, спосіб отримання, фізичні та хімічні характеристики. Приміром, на підсумкової атестації у 9 класі учням пропонуються завдання такого плану: «Визначте масу цинкової обманки, необхідної для отримання 1 кг чистого металу, якщо в руді міститься 10 % домішок».

Для того, щоб розв’язати складену задачу, хлопці спочатку за допомогою пропорції обчислюють масу сульфіду цинку в руді, далі складають схему отримання металу шляхом окислення руди, подальшого відновлення чадним газом, воднем, металом. Крім обчислень, школярі отримують уявлення про хімічні властивості середніх солей, до яких відноситься сульфід цинку.

Специфіка видобутку і переробки сфалерита

Це корисна копалина в Російській Федерації поширене на території Забайкалля, Кавказу, Уральських гір, Примор’я. Великі родовища цинкової обманки знайдені в Іспанії, США, Австралії, Німеччини. Геологи виявляють даний мінерал в гідротермальних родовищах, а також в тих місцях, де здійснюється видобуток полиметаллической руди. Саме з цинкової обманки вдалося отримати чистий цинк (назва цього металу вперше в своїй книзі згадав Парацельс). Промислове виробництво металу було налагоджено в кінці вісімнадцятого століття в Німеччині. Спочатку цинкову обманку прожарювали, отримуючи оксид металу. Далі Андрес Сигізмунд Марггаф запропонував прожарювати оксид цинку з вугіллям у спеціальних вогнетривких судинах без доступу повітря.

Далі пари конденсировались в холодильнику. На початку дев’ятнадцятого століття був визначений варіант отримання металу шляхом прокатки оксиду цинку, отриманого шляхом окислення руди. На початку минулого століття цинк стали отримувати електролітичним способом.

Замість висновку

Серед численних сполук, які характерні для цинку, особливий інтерес представляє його сульфід — цинкова обманка. Деякі помилково приймають його за з’єднання золота. Саме сфалерит є вихідною сировиною для виготовлення чистого металу, що проявляє амфотерні хімічні властивості. Затребуваність даного металу пояснює інтерес до цинковій обманці.

Шляхом її окислення, подальшого відновлення оксиду, у металургійній промисловості отримують цинк. Мінерал має тетраэдрическую форму, має 4 гранями, 4 вершинами, 6 ребрами. У каменя алмазний блиск, відмінна дисперсія (його блиск сильніше ніж у алмазу в 4 рази), відсутні плеохроизм і двупреломление.

Сфалерит є поганим провідником електричного струму. Серед численних видів максимальний інтерес для ювелірів, народних цілителів, хіміків представляють мармарит, мармазолит, брункит, клейофан, а також рубінова обманка. Останній мінерал має зовнішню схожість з рубіном завдяки красноватому відтінку.

Родовища сфалерита зустрічаються в різноманітних географічних умовах. Наприклад, він є у вапняках, гідротермальних джерелах, осадових породах при низьких або високих температурах. Цей мінерал в багатьох рудних родовищах попутно з іншими мінералами. Численні галузі використання металу, що виділяється з цинкової обманки, пояснюють інтерес до даного мінералу з боку не тільки дослідників, але і промисловців.