Бесцветные ромбические кристаллы. Ляпис - его свойства и воздействие на человека
26990 0
Элементы осадка мочи разделяются на неорганический и органический осадок. К неорганическому осадку относятся все соли, осевшие в моче в виде кристаллов иди аморфных солей, а также кристаллы органических веществ, например мочевины, креатинина, мочевой кислоты, аминокислот, пиликана и пигментов. К органическому осадку относятся все клеточные элементы (эпителиальные клетки, цилиндры, эритроциты, лейкоциты).
Неорганический осадок мочи
Характер неорганического осадка мочи зависит от реакции мочи. В кислой моче выпадают такие кристаллы, каких никогда не бывает в щелочной моче, и наоборот. Особую группу составляют осадки, встречающиеся исключительно при урологических заболеваниях.В кислой моче в осадке содержатся аморфные ураты, кристаллы мочевой кислоты, щавелевокислого кальция, кислого фосфата кальция, мочевины, креатинина, аминокислот, индикана и пигментов,
Мочекислые соли (ураты) выпадают в виде кирпично-красного аморфного осадка при кислой реакции мочи или на холоде. Кристаллы кислого урата натрия и аммония могут принимать форму звездчатых пучков или мелкосферических образований.
Щавелевокислый кальций (оксалат кальция) — прозрачные, бесцветные и сильно преломляющие свет кристаллы, по своей форме напоминающие почтовые конверты. Они встречаются в моче после приема пищи, богатой щавелевой кислотой (щавель, помидоры, спаржа, зеленые бобы), при сахарном диабете, нефрите, подагре.
Кислый фосфат кальция — большие призматические кристаллы, располагающиеся наподобие розеток.
Мочевина — важнейшая азотсодержащая составная часть мочи; за сутки ее выделяется 10—35 г. При микроскопии осадка мочи мочевина обнаруживается в виде длинных бесцветных призм.
Креатинин. Содержание креатинина в моче составляет 0,5—2 г в сутки. Его кристаллы имеют форму блестящих призм.
Мочевая кислота. Суточное выделение составляет от 0,4 до 1 г. В осадке мочи можно наблюдать различные формы кристаллов мочевой кислоты в виде ромбов, брусков, гирь, снопов, гребней, бочек, иногда красивых друз, щеток, песочных часов, гимнастических гирь, которые почти всегда имеют желтоватую окраску.
Очень редко мочевая кислота встречается в форме бесцветных кристаллов; тогда ее можно принять за кристаллы фосфорнокислой аммиак-магнезии. Однако следует помнить, что от добавления 10 % едкого калия кристаллы мочевой кислоты растворяются, а от добавления концентрированной соляной кислоты снова выпадают в форме очень мелких бледноокрашенных ромбических кристаллов.
Гиппуровая кислота встречается в моче человека непостоянно. В суточной моче ее содержание колеблется от 0,1 до 1 г. Ее кристаллы имеют форму ромбических призм молочно-белого цвета, расположенных поодиночке или группами в виде щеток.
В щелочной моче могут быть в осадке аморфные фосфаты, фосфат аммиак-магнезия, кислый мочекислый аммоний и карбонат кальция.
Аморфные фосфаты
представляют собой фосфат извести и фосфат магнезии, выпадающие в осадок в виде бесцветных мелких зернышек и шариков, группирующихся в неправильные кучки. Они напоминают ураты, но в отличие от них легко растворяются при добавлении кислот и не растворяются при нагревании.
Кислый мочекислый аммоний — единственная соль мочевой кислоты, встречающаяся в щелочной моче. Чаще всего ее кристаллы имеют форму, напоминающую звезду, плод дурмана или корни растений; реже в виде гимнастических гирь.
Углекислая известь (карбонат кальция) попадается в осадке мочи в виде небольших шариков, соединенных между собой попарно в форме гимнастических гирь или же пучками из 4—6 и больше шариков. При добавлении к моче соляной кислоты происходит быстрое растворение кристаллов с выделением пузырьков углекислого газа.
Фосфат аммиак-магнезия (трипельфосфат) — кристаллы ее почти всегда имеют форму бесцветных трех—четырех или шестиугольных призм, похожих на гробовые крышки. Кристаллы трипельфосфата наблюдают при приеме растительной пищи, питье щелочных минеральных вод, воспалении мочевого пузыря, а также при щелочном брожении мочи.
Цистин. Кристаллы цистина имеют вид правильных, бесцветных прозрачных шестигранных табличек, лежащих рядом или одна над другой, напоминая шестигранный карандаш в поперечном разрезе. Они нерастворимы в воде, алкоголе и эфире, но растворимы в минеральных кислотах и в аммиаке, что позволяет отличить их от сходных кристаллических форм мочевой кислоты.
Наличие в моче аминокислоты цистина (цистинурия) связано с нарушением белкового обмена и наследственно обусловленным дефектом реабсорбции ее в канальцах (тубулопатия). В диагностике цистинурии полагаться только на исследование осадка мочи под микроскопом не следует. Необходимо распознавание цистина с помощью химической реакции, применяемой при исследовании цистиновых камней.
Ксантин редко встречается в осадке мочи и приобретает практическое значение только тогда, когда выделение ксантиновых тел ведет к образованию почечных и пузырных камней. Кристаллы ксантина имеют форму мелких, бесцветных ромбов, напоминающих точильный камень. Они похожи по внешнему виду на кристаллы мочевой кислоты, но не дают мурексиновой пробы и одинаково хорошо растворимы как в калийной и натронной щелочах, так и в аммиаке и соляной кислоте, тогда как кристаллы мочевой кислоты нив кислотах, ни в аммиаке не растворяются.
Лейцин и тирозин. При отравлении фосфором, острой желтой атрофии печени, неукротимой рвоте беременных, скарлатине и некоторых других инфекционных болезнях в моче можно обнаружить лейцин и тирозин. Кристаллы лейцина имеют вид блестящих мелких шариков с радиальными и концентрическими полосками наподобие поперечного разреза дерева. Часто мелкие шарики лейцина и тирозина отлагаются на поверхности более крупных. Кристаллы тирозина представляют собой тонкие шелковисто-блестящие иглы, собранные в виде нежных желтоватых пучков или звезд с неправильным лучистым расположением игл.
Холестерин обыкновенно наблюдается в моче при жировой дистрофии печени, эхинококкозе почек и хилурии. Кристаллы холестерина имеют вид гонких бесцветных ромбических табличек с обрезанными углами и ступенеобразными уступами.
Билирубин. Кристаллы билирубина встречаются в моче, богатой желчными пигментами, при желтухе, вызванной тяжелыми заболеваниями или токсическими поражениями печени. Они представляют собой тонкие иглы, часто собранные в пучки, реже — ромбические таблички от желтого до рубиново-красного цвета и, как правило, располагаются на поверхности лейкоцитов и эпителиальных клеток. Кристаллы билирубина легко растворяются в хлороформе и щелочах и дают реакцию Гмелина.
Органический осадок мочи
Основными элементами органического осадка мочи являются лейкоциты, эритроциты, эпителиальные клетки, цилиндры.Эпителиальные клетки. В осадке мочи могут быть обнаружены клетки плоского, переходного и почечного эпителия.
Клетки плоского эпителия в виде больших многоугольных, реже кругловатых клеток с одним сравнительно крупным ядром и светлой мелкозернистой протоплазмой могут располагаться в виде отдельных экземпляров или пластами. Они попадают в мочу из влагалища, наружных половых органов, мочеиспускательного канала, мочевого пузыря и вышележащих отделов моченых путей, почти всегда встречаются в моче здоровых людей и поэтому не имеют особого диагностического значения. Однако если они расположены пластами, то это указывает на метаплазию слизистой оболочки и может наблюдаться при лейкоплакии мочевого пузыря и ВМП.
Клетки переходного эпителия (полигональные, цилиндрические, «хвостатые», округлые) имеют различные размеры и довольно крупное ядро. Иногда в них наблюдаются дегенеративные изменения в виде грубой зернистости и вакуолизации протоплазмы. Переходный эпителий выстилает слизистую ободочку мочевого пузыря, мочеточников, почечных лоханок, крупных протоков предстательной железы и простатического отдела мочеиспускательного канала.
Поэтому клетки переходного эпителия могут появляться в моче при различных заболеваниях мочеполовых opганов. Роль «хвостатых» клеток в диагностике воспалительного процесса в почечной лоханке в настоящее время отрицается, так как они могут происходить из любого отдела мочевыводящих путей.
Клетки почечного эпителия отличаются от эпителия нижележащих мочевых путей меньшим размером (по величине они в 1,5—2 раза больше лейкоцитов), имеют многоугольную или округлую форму, зернистую протоплазму и крупное ядро. В цитоплазме клеток обычно выражены дегенеративные изменения: зернистость, вакуолизация, жировая инфильтрация и жировое перерождение.
Клетки почечного эпителия относятся к кубическому и призматическому эпителию, выстилающему почечные канальцы, и обнаруживаются на моче при поражении почечной ткани, интоксикациях, расстройствах кровообращения. Однако отличить почечный эпителий от эпителия нижележащего мочеполового тракта бывает трудно, а иногда и невозможно. С большей уверенностью о почечном происхождении эпителиальных клеток можно говорить при одновременном содержании в осадке мочи зернистых и эпителиальных цилиндров.
Фибринурия. Наличие фибринных пленок в моче наблюдается при воспалительных заболеваниях мочевых путей, особенно часто при остром цистите. При фибринурии можно обнаружить в моче нити фибрина или образование фибринного сгустка.
Эритроцитурия. В норме эритроциты в осадке мочи при общем ее анализе отсутствуют, однако при количественном определении форменных элементов в 1 мл мочи здорового человека может содержаться до 1000, а в суточной моче до 1 млн эритроцитов.
Только в тех случаях, когда находят эритроциты в каждом поле зрения микроскопа или их количество превышает 2000 в 1 мл мочи или 2 млн в суточной моче, можно с уверенностью говорить об эритроцитурии. Эритроциты имеют вид довольно правильных дисков с двойным контуром, слабо окрашенных в желтый цвет. Зернистость и ядро у них отсутствуют.
В сильно концентрированной или кислой моче они сморщиваются, становятся неровными, зазубренными, похожими на тутовую ягоду. В гипотонической или щелочной моче эритроциты набухают и центральный просвет в них исчезает. Часто при этом они лопаются, теряют кровяной пигмент («выщелачиваются») и становятся совершенно бесцветными. Это в большинстве случаев является признаком гематурии почечного происхождения, как и присутствие кровяных цилиндров.
С целью определения источника гематурии проводят трехстаканную пробу. Большая примесь крови в первой порции (начальная гематурия) говорит о локализации патологического процесса в задней части мочеиспускательного канала, в последней порции (терминальная гематурия) — заболеваниях шейки мочевого пузыря. Одинаковое содержание эритроцитов во всех порциях мочи (тотальная гематурия) указывает на патологический процесс в почке, ВМП или мочевом пузыре.
Цилиндрурия. В осадке мочи могут быть истинные цилиндры: гиалиновые, эпителиальные, зернистые, восковидные, состоящие из белка и представляющие собой слепки почечных канальцев, и ложные цилиндры, образовавшиеся из солей — уратов, лейкоцитов, бактерий, слизи. Истинная цилиндрурия характерна главным образом для гломерулонефрита и нефроза.
Гиалиновые цилиндры наблюдаются при различных заболеваниях почек и нередко встречаются даже при отсутствии почечной патологии вследствие физического напряжения, лихорадочного состояния. Поэтому наличие гиалиновых цилиндров не является патогномоничным признаком того или иного заболевания почек.
Эпителиальные и зернистые цилиндры появляются в моче в случаях перерождения и десквамации эпителиальных клеток почечных канальцев или воспалительного процесса в почках. Восковидные цилиндры чаще всего свидетельствуют о тяжелом хроническом процессе в почках. Жировые цилиндры указывают на жировое перерождение почек.
Свойства кристаллов, форма и сингония (кристаллографические системы)
Важным свойством кристалла является определенное соответствие между разными гранями - симметрия кристалла. Выделяются следующие элементы симметрии:
1. Плоскости симметрии: разделяют кристалл на две симметричные половины, такие плоскости также называют "зеркалами" симметрии.
2. Оси симметрии: прямые линии, проходящие через центр кристалла. Вращение кристалла вокруг этой оси повторяет форму исходного положения кристалла. Различают оси симметрии 3-го, 4-го и 6-го порядка, что соответствует числу таких позиций при вращении кристалла на 360 o .
3. Центр симметрии: грани кристалла, соответствующие параллельной грани, меняются местами при вращении на 180 o вокруг этого центра. Комбинация этих элементов симметрии и порядков дает 32 класса симметрии для всех кристаллов. Эти классы, в соответствии с их общими свойствами, можно объединить в семь сингонии (кристаллографических систем). По трехмерным осям координат можно определить и оценить позиции граней кристаллов.
Каждый минерал принадлежит к одному классу симметрии, поскольку имеет один тип кристаллической решетки, который его и характеризует. Напротив, минералы, имеющие одинаковый химический состав, могут образовывать кристаллы двух и более классов симметрии. Такое явление называется полиморфизмом. Есть не единичные примеры полиморфизма: алмаз и графит, кальцит и арагонит, пирит и марказит, кварц, тридимит и кристобалит; рутил, анатаз (он же октаэдрит) и брукит.
СИНГОНИИ (КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ) . Все формы кристаллов образуют 7 сингонии (кубическую, тетрагональную, гексагональную, тригональную, ромбическую, моноклинную, триклинную). Диагностическими признаками сингонии являются кристаллографические оси и углы, образуемые этими осями.
В триклинной сингонии присутствует минимальное число элементов симметрии. За ней в порядке усложнения следуют моноклинная, ромбическая, тетрагональная, тригональная, гексагональная и кубическая сингонии.
Кубическая сингония . Все три оси имеют равную длину и расположены перпендикулярно друг другу. Типичные формы кристаллов: куб, октаэдр, ромбододекаэдр, пентагондодекаэдр, тетрагон-триоктаэдр, гексаоктаэдр.
Тетрагональная сингония . Три оси расположены перпендикулярно друг другу, две оси имеют одинаковую длину, третья (главная ось) либо короче, либо длиннее. Типичные формы кристаллов - призмы, пирамиды, тетрагоны, трапецоэдры и бипирамиды.
Гексагональная сингония . Третья и четвертая оси расположены наклонно к плоскости, имеют равную длину и пересекаются под углом 120 o . Четвертая ось, отличающаяся от остальных по размеру, расположена перпендикулярно к другим. И оси и углы по расположению аналогичны предыдущей сингонии, но элементы симметрии весьма разнообразны. Типичные формы кристаллов - трехгранные призмы, пирамиды, ромбоэдры и скаленоэдры.
Ромбическая сингония . Характерны три оси, перпендикулярные друг другу. Типичные кристаллические формы - базальные пинакоиды, ромбические призмы, ромбические пирамиды и бипирамиды.
Моноклинная сингония . Три оси разной длины, вторая перпендикулярна другим, третья находится под острым углом к первой. Типичные формы кристаллов - пинакоиды, призмы с кососрезанными гранями.
Триклинная сингония . Все три оси имеют разную длину и пересекаются под острыми углами. Типичные формы - моноэдры и пинакоиды.
Форма и рост кристаллов . Кристаллы, принадлежащие к одному минеральному виду, имеют схожий внешний вид. Кристалл поэтому можно охарактеризовать как сочетание внешних параметров (граней, углов, осей). Но относительный размер этих параметров довольно разный. Следовательно, кристалл может менять свой облик (чтобы не сказать внешность) в зависимости от степени развития тех или иных форм. Например, пирамидальный облик, где все грани сходятся, столбчатый (в совершенной призме), таблитчатый, листоватый или глобулярный.
Два кристалла, имеющих то же сочетание внешних параметров, могут иметь разный вид. Сочетание это зависит от химического состава среды кристаллизации и других условий формирования, к которым относятся температура, давление, скорость кристаллизации вещества и т. д. В природе изредка встречаются правильные кристаллы, которые формировались в благоприятных условиях - это, например, гипс в глинистой среде или минералы на стенках жеоды. Грани таких кристаллов хорошо развиты. Наоборот, кристаллы, образовавшиеся в изменчивых или неблагоприятных условиях, часто бывают деформированы.
АГРЕГАТЫ . Часто встречаются кристаллы, которым не хватало пространства для роста. Эти кристаллы срастались с другими, образуя неправильные массы и агрегаты. В свободном пространстве среди горных пород кристаллы развивались совместно, образуя друзы, а в пустотах - жеоды. По своему строению такие агрегаты весьма разнообразны. В мелких трещинах известняков встречаются образования, напоминающие окаменевший папоротник. Их называют дендритами, сформировавшимися в результате образования оксидов и гидрооксидов марганца и железа под воздействием растворов, циркулировавших в этих трещинах. Следовательно, дендриты никогда не образуются одновременно с органическими остатками.
Двойники . При формировании кристаллов часто образуются двойники, когда два кристалла одного минерального вида срастаются друг с другом по определенным правилам. Двойники часто представляют собой индивидов, сросшихся под углом. Нередко проявляется псевдосимметрия - несколько кристаллов, относящихся к низшему классу симметрии, срастаются, образуя индивиды с псевдосимметрией более высокого порядка. Так, арагонит, относящийся к ромбической сингонии, часто образует двойниковые призмы с гексагональной псевдосимметрией. На поверхности таких срастаний наблюдается тонкая штриховка, образованная линиями двойникования.
ПОВЕРХНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ . Как уже сказано, плоские поверхности редко бывают гладкими. Довольно часто на них наблюдается штриховка, полосчатость или бороздчатость. Эти характерные признаки помогают при определении многих минералов - пирита, кварца, гипса, турмалина.
ПСЕВДОМОРФОЗЫ . Псевдоморфозы - это кристаллы, имеющие форму другого кристалла. Например, встречается лимонит в форме кристаллов пирита. Псевдоморфозы образуются при полном химическом замещении одного минерала другим с сохранением формы предыдущего.
Формы
агрегатов
кристаллов
могут быть
очень
разнообразны.
На фото -
лучистый
агрегат
натролита.
Образец
гипса
со сдвойникованными
кристаллами
в виде креста.
Физические и химические свойства. Не только внешняя форма и симметрия кристалла определяются законами кристаллографии и расположением атомов - это относится и к физическим свойствам минерала, которые могут быть разными в различных направлениях. Например, слюда может разделяться на параллельные пластинки только в одном направлении, поэтому ее кристаллы анизотропны. Аморфные вещества одинаковы по всем направлениям, и поэтому изотропны. Такие качества также важны для диагностики этих минералов.
Плотность. Плотность (удельный вес) минералов представляет собой отношение их веса к весу такого же объема воды. Определение удельного веса является важным средством диагностики. Преобладают минералы с плотностью 2-4. Упрощенная оценка веса поможет при практической диагностике: легкие минералы имеют вес от 1 до 2, минералы средней плотности - от 2 до 4, тяжелые минералы от 4 до 6, очень тяжелые - более 6.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА . К ним относятся твердость, спайность, поверхность скола, вязкость. Эти свойства зависят от кристаллической структуры и используются с целью выбора методики диагностирования.
ТВЕРДОСТЬ . Довольно легко поцарапать кристалл кальцита кончиком ножа, но сделать это с кристаллом кварца вряд ли получится - лезвие скользнет по камню, не оставив царапины. Значит, твердость у этих двух минералов различная.
Твердостью по отношению к царапанью называют сопротивление кристалла попытке внешней деформации поверхности, другими словами, сопротивление механической деформации извне. Фридрих Моос (1773-1839) предложил относительную шкалу твердости из степеней, где каждый минерал имеет твердость к процарапыванию выше, чем предыдущий: 1. Тальк. 2. Гипс. 3. Кальцит. 4. Флюорит. 5. Апатит. 6. Полевой шпат. 7. Кварц. 8. Топаз. 9. Корунд. 10. Алмаз. Все эти значения применимы только к свежим, не подвергшимся выветриванию образцам.
Можно оценить твердость упрощенным способом. Минералы с твердостью 1 легко царапаются ногтем; при этом они жирные на ощупь. Поверхность минералов с твердостью 2 также царапается ногтем. Медная проволока или кусочек меди царапает минералы с твердостью 3. Кончик перочинного ножа царапает минералы до твердости 5; хороший новый напильник - кварц. Минералы с твердостью более 6 царапают стекло (твердость 5). От 6 до 8 не берет даже хороший напильник; при таких попытках летят искры. Чтобы определить твердость, испытывают образцы с возрастающей твердостью, пока они поддаются; затем берут образец, который, очевидно, еще тверже. Противоположным образом надо действовать, если необходимо определить твердость минерала, окруженного породой, твердость которой ниже, чем у минерала, нужного для образца.
Тальк и алмаз, два минерала, занимающие крайние позиции в шкале твердости Мооса.
Легко сделать вывод на основании того, скользит ли минерал по поверхности другого или царапает ее с легким скрипом. Могут наблюдаться следующие случаи:
1. Твердость одинакова, если образец и минерал взаимно не царапают друг друга.
2. Возможно, что оба минерала
друг друга царапают, поскольку
верхушки и выступы кристалла
могут быть тверже, чем грани или
плоскости спайности. Поэтому
можно поцарапать грань кристалла гипса или плоскость его спайности вершиной другого кристалла гипса.
3. Минерал царапает первый образец, а на нем делает царапину
образец более высокого класса твердости. Его твердость находится посредине между используемыми для сравнения образцами, и ее можно оценить в полкласса.
Несмотря на очевидную простоту такого определения твердости, многие факторы могут привести к ложному результату. Например, возьмем минерал, свойства которого сильно разнятся по разным направлениям, как у дистена (кианита): по вертикали твердость 4-4,5, и кончик ножа оставляет четкий след, но в перпендикулярном направлении твердость 6-7 и ножом минерал вообще не царапается. Происхождение названия этого минерала связано с этой особенностью и подчеркивает ее весьма выразительно. Поэтому необходимо проводить испытание твердости по разным направлениям.
Некоторые агрегаты имеют более высокую твердость, чем те компоненты (кристаллы или зерна), из которых они состоят; может оказаться, что плотный обломок гипса трудно поцарапать ногтем. Наоборот, некоторые пористые агрегаты менее твердые, что объясняется наличием пустот между гранулами. Поэтому мел царапается ногтем, хотя состоит из кристаллов кальцита с твердостью 3. Другой источник ошибок - минералы, испытавшие какие-то изменения. Оценить твердость порошкообразных, выветрелых образцов или агрегатов чешуйчатого и игольчатого строения простыми средствами невозможно. В таких случаях лучше использовать другие методы.
Спайность
. Ударом молотка или нажатием ножа кристаллы по плоскостям спайности кристалл иногда можно разделить на пластинки. Спайность проявляется по плоскостям с минимальным сцеплением. Многие минералы обладают спайностью по нескольким направлениям: галит и галенит - параллельно граням куба; флюорит - по граням октаэдра, кальцит - ромбоэдра. Кристалл слюды-мусковита; хорошо видны плоскости спайности (на фото справа).
Такие минералы, как слюда и гипс, имеют совершенную спайность в одном направлении, а в других направлениях спайность несовершенная или вообще отсутствует. При тщательном наблюдении можно заметить внутри прозрачных кристаллов тончайшие плоскости спайности по хорошо выраженным кристаллографическим направлениям.
Поверхность излома . Многие минералы, например кварц и опал, не имеют спайности ни в одном направлении. Их основная масса раскалывается на неправильные куски. Поверхность скола можно описать как плоскую, неровную, раковистую, полураковистую, шероховатую. Металлы и крепкие минералы имеют шероховатую поверхность скола. Это свойство может служить диагностическим признаком.
Другие механические свойства . Некоторые минералы (пирит, кварц, опал) раскалываются на куски под ударом молотка - они являются хрупкими. Другие, наоборот, превращаются в порошок, не давая обломков.
Ковкие минералы можно расплющить, как, например, чистые самородные металлы. Они не образуют ни порошка, ни обломков. Тонкие пластинки слюды можно согнуть, как фанеру. После прекращения воздействия они вернутся в исходное состояние - это свойство эластичности. Другие, как гипс и пирит, можно согнуть, но они сохранят деформированное состояние - это свойство гибкости. Такие признаки позволяют распознавать сходные минералы - например, отличить эластичную слюду от гибкого хлорита.
Окраска . Некоторые минералы имеют настолько чистый и красивый цвет, что их используют как краски или лаки. Часто их названия применяют в обиходной речи: изумрудно-зеленый, рубиново-красный, бирюзовый, аметистовый и др. Окраска минералов, один из основных диагностических признаков, не является ни постоянной, ни вечной.
Есть ряд минералов, у которых окраска постоянная - малахит всегда зеленый, графит - черный, самородная сера - желтая. Такие распространенные минералы, как кварц (горный хрусталь), кальцит, галит (поваренная соль), бесцветны, когда в них нет примесей. Однако наличие последних вызывает окраску, и мы знаем голубую соль, желтый, розовый, фиолетовый и коричневый кварц. Флюорит обладает целой гаммой окрасок.
Присутствие элементов-примесей в химической формуле минерала приводит к весьма специфической окраске. На этой фотографии изображен зеленый кварц (празем), в чистом виде совершенно бесцветный и прозрачный.
Турмалин, апатит и берилл имеют различные цвета. Окраска не является несомненным диагностическим признаком минералов, обладающих различными оттенками. Цвет минерала зависит также от наличия элементов-примесей, входящих в кристаллическую решетку, а также различных пигментов, загрязнений, включений в кристалле-хозяине. Иногда он может быть связан с радиоактивным облучением. У некоторых минералов цвет меняется в зависимости от освещения. Так, александрит при дневном свете зеленый, а при искусственном освещении - фиолетовый.
У некоторых минералов изменяется интенсивность окраски при повороте граней кристалла относительно света. Цвет кристалла кордиерита при вращении меняется от голубого до желтого. Причина такого явления состоит в том, что подобные кристаллы, называемые плеохроичными, по-разному поглощают свет в зависимости от направления луча.
Цвет некоторых минералов может изменяться также при наличии пленки, имеющей другую окраску. Эти минералы в результате окисления покрываются налетом, который, возможно, как-то смягчает действие солнечного или искусственного света. Некоторые драгоценные камни теряют свою окраску, если в течение какого-то периода подвергаются солнечному освещению: изумруд теряет свой глубокий зеленый цвет, аметист и розовый кварц бледнеют.
Многие минералы, содержащие серебро (например, пираргирит и прустит), также чувствительны к солнечным лучам (инсоляции). Апатит под воздействием инсоляции покрывается черной вуалью. Коллекционерам следует предохранять такие минералы от воздействия света. Красный цвет реальгара на солнце переходит в золотисто-желтый. Подобные изменения окраски совершаются в природе очень медленно, но можно искусственно очень быстро изменить цвет минерала, ускорив процессы, происходящие в природе. Например, можно при нагревании получить желтый цитрин из фиолетового аметиста; алмазы, рубины и сапфиры искусственно "улучшают" с помощью радиоактивного облучения и ультрафиолетовых лучей. Горный хрусталь благодаря сильному облучению превращается в дымчатый кварц. Агат, если его серый цвет выглядит не слишком привлекательно, можно перекрасить, опустив в кипящий раствор обыкновенного анилинового красителя для тканей.
ЦВЕТ ПОРОШКА (ЧЕРТА) . Цвет черты определяется при трении о шероховатую поверхность неглазированного фарфора. При этом нужно не забывать, что фарфор имеет твердость 6-6,5 по шкале Мооса, и минералы с большей твердостью оставят только белый порошок растертого фарфора. Всегда можно получить порошок в ступке. Окрашенные минералы всегда дают более светлую черту, неокрашенные и белые - белую. Обычно белая или серая черта наблюдается у минералов, окрашенных искусственно, или с загрязнениями и пигментом. Часто она как бы затуманена, так как в разбавленной окраске ее интенсивность обуславливается концентрацией красящего вещества. Цвет черты минералов с металлическим блеском отличается от их собственного цвета. Желтый пирит дает зеленовато-черную черту; черный гематит - вишнево-красную, черный вольфрамит - коричневую, а касситерит - почти неокрашенную черту. Цветная черта позволяет быстрее и легче определить по ней минерал, чем черта разбавленного цвета или бесцветная.
БЛЕСК . Как и цвет, это эффективный метод определения минерала. Блеск зависит оттого, как свет отражается и преломляется на поверхности кристалла. Различают минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Если их различить не удается, можно говорить о полуметаллическом блеске. Непрозрачные минералы металлов (пирит, галенит) обладают большой отражательной способностью и имеют металлический блеск. Для другой важной группы минералов (цинковая обманка, касситерит, рутил и др.) определить блеск затруднительно. Для минералов с неметаллическим блеском различают следующие категории в соответствии с интенсивностью и свойствами блеска:
1. Алмазный блеск, как у алмаза.
2. Стеклянный блеск.
3. Жирный блеск.
4. Тусклый блеск (у минералов с плохой отражательной способностью).
Блеск может быть связан со строением агрегата и направлением господствующей спайности. Минералы, имеющие тонкослоистое сложение, имеют перламутровый блеск.
ПРОЗРАЧНОСТЬ . Прозрачность минерала - качество, которое отличается большой изменчивостью: непрозрачный минерал можно легко отнести к прозрачным. Основная часть бесцветных кристаллов (горный хрусталь, галит, топаз) относятся к этой группе. Прозрачность зависит от строения минерала - некоторые агрегаты и мелкие зерна гипса и слюды кажутся непрозрачными или просвечивающими, в то время как кристаллы этих минералов прозрачны. Но если рассматривать с лупой маленькие гранулы и агрегаты, можно видеть, что они прозрачны.
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ . Показатель преломления представляет собой важную оптическую константу минерала. Она измеряется с помощью специальной аппаратуры. Когда луч света проникает внутрь анизотропного кристалла, происходит преломление луча. Такое двойное лучепреломление создает впечатление, что существует виртуальный второй объект параллельно изучаемому кристаллу. Подобное явление можно наблюдать через прозрачный кристалл кальцита.
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ . Некоторые минералы, такие как шеелит и виллемит, облучаемые ультрафиолетовыми лучами, светятся специфическим светом, что в ряде случаев может некоторое время продолжаться. Флюорит при нагревании в темном месте светится - это явление называется термолюминесценция. При трении некоторых минералов возникает другой тип свечения - триболюминесценция. Эти разные типы люминесценции являются характеристикой, позволяющей легко диагностировать ряд минералов.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ . Если взять в руку кусок янтаря и кусок меди, покажется, что один из них теплее другого. Это впечатление обусловлено различной теплопроводностью данных минералов. Так можно различить стеклянные имитации драгоценных камней; для этого нужно приложить камушек к щеке, где кожа более чувствительна к теплу.
Следующие свойства можно определить по тому, какие ощущения они вызывают у человека. На ощупь графит и тальк кажутся гладкими, а гипс и каолин - сухими и шероховатыми. Растворимые в воде минералы, такие как галит, сильвинит, эпсомит, имеют специфический вкус - соленый, горький, кислый. Некоторые минералы (сера, арсенопирит и флюорит) обладают легко распознаваемым запахом, который возникает сразу при ударе по образцу.
МАГНЕТИЗМ . Фрагменты или порошок некоторых минералов, в основном имеющих повышенное содержание железа, можно отличить от других сходных минералов с помощью магнита. Магнетит и пирротин сильно магнитны и притягивают железные опилки. Некоторые минералы, например гематит, приобретают магнитные свойства, если их раскалить докрасна.
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА . Определение минералов на основе их химических свойств требует, помимо специального оборудования, обширных знаний в области аналитической химии.
Есть один простой метод для определения карбонатов, доступный непрофессионалам - действие слабого раствора соляной кислоты (вместо нее можно брать обыкновенный столовый уксус - разбавленную уксусную кислоту, которая есть на кухне). Таким способом можно легко отличить бесцветный образец кальцита от белого гипса - нужно капнуть на образец кислоты. Гипс на это не реагирует, а кальцит "вскипает" при выделении углекислого газа.
Прижигающие свойства нитрата серебра используются в медицине для удаления мелких бородавок и прижигания мелких ранок. Нитрат серебра применяется в альтернативной медицине – гомеопатии, как действующее вещество.Нитрат серебра это вещество, которое было известно еще в средневековье. Оно имело, широкое распространение и было особенно популярно среди медиков, химиков и алхимиков. Нитрат серебра проник во все языковые культуры цивилизованных стран Азии и Европы. Упоминание о нем есть не только в научной, но в медицинской и художественной литературе. В средние века ляпис часто называли "адским камнем". Такое название ляпис, очевидно, получил из-за своих свойств - прижигать ткани. При прижигании кожи, ляпис вызывает коагуляцию белка и некроз (омертвление) кожной ткани. В беллетристике средневековья, ляпис чаще упоминался как "адский камень" и реже как ляпис.
Основные свойства нитрата серебра (AgNO3)
Ляпис может вызвать бытовое отравление
Клинические проявления характерные при отравлении ляписом: ожог слизистой оболочки полости рта, пищевода, желудка, понос, падение артериального давления, головокружение, судороги, кашель с обильным выделением мокроты, тошнота, рвота белыми массами и темнеющими на свету, нарушение дыхания, анурия и кома.Сульфат калия является неорганическим соединением с химической формулой K2SO4.
Как пищевая добавка сульфат калия имеет название Е515 и относится к группе эмульгаторов, которые необходимы для создания однородной смеси из несмешиваемых в природе компонентов, например, воды с маслом или воды с жиром. Также Е515 применяется при промышленном производстве продуктов для регулирования кислотности.
Сульфат калия является жесткой и горькой солью с очень высокой температурой плавления (около 1078°C). Он представляет собой бесцветные ромбические кристаллы, легко растворимые в воде.
Получение сульфата калия
Сульфат калия как химическое соединение был известен с начала 14 века благодаря химикам Бойлу, Глауберу и Тахеусу.
В природе сульфат калия встречается на месторождениях калийных солей. Кроме того, он присутствует в водах соленых озер, однако, в большинстве случаев, с различными примесями. Чистый сульфат калия находится в природе относительно редко. Самым известным его природным источником является минерал арканит в виде белых или прозрачных кристаллов, который встречается в Калифорнии (США).
Получение сульфата калия возможно из природных минералов, его содержащих. К ним относятся шенит, каинит, леонит, сингенит, глазерит, лангбейнит и полигалит.
В лабораторной практике для получения сульфата калия используют реакции с оксидом калия, со слабыми или неустойчивыми кислотами и некоторые другие.
Свойства сульфата калия
Сульфат калия является необходимым соединением для организма, поскольку он участвует в процессе доставки кислорода к клеткам.
Нехватка сульфата калия отражается не только на состоянии кожи и волос, но и на общем тонусе организма, что проявляется как быстрая утомляемость.
В продуктах сульфат калия содержится в морской капусте, шпинате, сыре, свекле, нежирной говядине, бананах, цитрусовых (лимонах и апельсинах), миндале.
Сульфат калия как химическое соединение небезопасен для организма в случаях:
- При попадании в глаза и на кожу – возможно механическое раздражение;
- При проглатывании большого количества сульфата калия – возможно раздражение желудочно-кишечного тракта;
- При вдыхании соединения – возможно раздражение дыхательных путей.
Применение сульфата калия в пищевой промышленности
При промышленном производстве продуктов питания сульфат калия как добавка Е515 чаще всего используется как заменитель соли, а также:
- Как питательная среда при приготовлении ржаных заквасок и дрожжей жидкой консистенции;
- Как регулятор кислотности в напитках;
- Как источник питания минералами.
Сульфат калия в умеренных количествах полезен для организма. Однако чрезмерное его количество может привести к расстройству желудка, раздражению всего пищеварительного тракта, а в некоторых случаях – к отравлению организма.
Применение сульфата калия
Сульфат калия широко применяют в сельском хозяйстве в виде бесхлорного удобрения. Эффективность раствора сульфата калия наиболее высока на дерново-подзолистых и торфяных почвах, которые бедны калием. Также его используют как альтернативу удобрениям с содержание хлора для выращивания табака, картофеля, винограда, льна, цитрусовых.
На черноземных почвах раствор сульфата калия применят, как правило, под культуры, усваивающие много натрия и калия, среди которых подсолнечник, сахарная свекла, плодовые, различные корнеплоды и овощи.
Наиболее эффективен раствор сульфата калия в сочетании с азотными и фосфорными удобрениями.
Также сульфат калия применяют:
- В фармакологии – в качестве сырья для производства биологически активных добавок;
- В стекольном производстве.