Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
мутной воды, т. е. воды, содержащей во взвешенном состоянии дисперсные частички. Образовавшийся лед также будет мутным, т. е. загрязненным той же дисперсной фазой, которая присутствовала и в воде. Иначе говоря, он будет представлять собой кристаллозоль.
Сюда прежде всего относятся многие окрашенные в тот или иной цвет минералы, обычно наблюдающиеся в бесцветных прозрачных кристаллах. Таковы, например, красноватый карналлит, красный барит (благодаря содержанию в виде дисперсной фазы окиси железа), черный кальцит, цвет которого в одних случаях обусловлен тонко распыленными в нем сульфидами, в других — органическими веществами, и т. д. Сюда же должны быть причислены молочно-белый кварц, кальцит и др., в которых роль дисперсной фазы играют тонко распыленные газы или жидкости, часто видимые в тонких шлифах под микроскопом. Встречаются кристаллы, например кварца, кальцита и других минералов, с кристаллографически-зональным строением, обусловленным чередованием прозрачных и окрашенных или молочно-белых зон.
Нет никакого сомнения в том, что кристаллозоли имеют место и для непрозрачных минералов. Об этом свидетельствуют улавливаемые химическим и спектральным анализами примеси таких элементов, которые невозможно объяснить с кристаллохимической точки зрения как результат изоморфных примесей. Таковы, например, факты содержания меди в кристаллах пирита, золота в пирите, галените, арсенопирите и др. Микроскопическими исследованиями полированных шлифов, приготовленных из таких кристаллов, при больших увеличениях часто удается обнаружить мельчайшие включения халькопирита, самородного золота и др., наводящие на мысль о том, что в них, вероятно, присутствуют и более тонкодисперсные частички, не улавливаемые с помощью обычных микроскопов
Гидрогели в природных условиях часто образуются из гидрозолей путем свертывания или, как говорят, коагуляции их, выражающейся в образовании сгустков в водной среде. Процесс коагуляции наступает только в том случае, когда, в силу тех или иных причин, дисперсные частички теряют свой заряд, становясь электрически нейтральными. В этом случае исчезают силы отталкивания частиц друг от друга, происходит соединение частиц в более крупные тельца, называемые по-лиионами, с последующим оседанием их под действием силы тяжести.
Нейтрализация зарядов дисперсных частиц, вызывающая коагуляцию, может быть получена различными способами:
а) прибавлением к коллоидному раствору электролитов (ионных растворов), причем в зависимости от заряда дисперсной фазы нейтрализация будет производиться анионами или катионами электролита; таким путем образуются многие илистые осадки в устьях больших рек, выносящих коллоидные растворы; последние при встрече с морскими водами, содержащими растворенные соли, которые играют роль электролитов, подвергаются коагуляции и осаждению в прибрежных зонах морских бассейнов;
б) путем взаимной нейтрализации коллоидных растворов, содержащих противоположно заряженные коллоидные частички и взятых в соответствующих количественных отношениях; в результате этого получаются смешанные гели (например богатые коллоидным кремнеземом бурые железняки);
1 Разрешающая способность (предел различимости) современных обычных микроскопов составляет1 0,5—1,0 Более мелкие частички совершенно не улавливаются ни при каких увеличениях.
в) путем самопроизвольной коагуляции коллоидных растворов с течением времени, особенно если в системе происходит потеря дисперсионной среды (воды) вследствие ее испарения; при этом происходит, естественно, и увеличение концентрации электролитов, содержащихся в коллоидных растворах; примером являются илистые осадки и грязи в высыхающих озерах;
г) при циркуляции коллоидных растворов по капиллярам в горных породах; вследствие высокой диэлектрической постоянной воды смачиваемые стенки капилляров заряжаются отрицательно [ОН]1"", что также обусловлив'ает выпадение из циркулирующих коллоидных растворов положительно заряженных частиц в виде хлопьев или налетов; примером может служить часто наблюдающееся «ожелезнение» известняков и других пород, выражающееся в окрашивании породы с поверхности или по трещинам хлопьевидными гидроокислами железа в бурый цвет;
д) при процессах метасоматоза (замещения) тех или иных горных пород, легко реагирующих с химически активными растворами солей с образованием коллоидных растворов, тут же коагулирующих (например, образование малахита за счет купоросных вод в известняках), и т. д.
В области биосферы широко распространены гели органического происхождения. Образование гелей в ряде случаев связано с жизнедеятельностью бактерий. Например, установлено, что так называемые железобактерии, перерабатывая илистые озерные осадки, постепенно отлагают коллоидные гидроокислы железа (лимонит).
Коллоиды, в которых дисперсные частички обладают способностью облекаться с поверхности слоем молекул воды, называют гидрофильными, а в противном случае — гидрофобными. Гидрофильные коллоиды по сравнению с гидрофобными значительно труднее подвергаются коагуляции. В случае коагуляции гидрофильных коллои-доз обычно образуются слизистые, клееподобные, желатинообразные гелевые осадки. Из гидрофобных же коллоидных растворов чаще всего образуются гели в виде порошковатых и сажистых масс.
