Hidrogen sulfida ialah salah satu komponen utama magma yang tidak menentu. Berinteraksi secara aktif dengan logam, ia membentuk banyak sebatian. Derivatif hidrogen sulfida diwakili dalam kerak bumi oleh lebih daripada 200 mineral - sulfida, yang, tidak membentuk batu, biasanya menemani batuan tertentu, menjadi sumber bahan mentah yang berharga. Di bawah ini kita akan mempertimbangkan sifat utama sulfida dan sebatian yang hampir dengannya, dan juga memberi perhatian kepada kawasan penggunaannya.
Ciri am komposisi dan struktur
Lebih daripada 40 unsur jadual berkala (biasanya logam) membentuk sebatian dengan sulfur. Kadangkala, sebaliknya, arsenik, antimoni, selenium, bismut atau telurium terdapat dalam sebatian tersebut. Oleh itu, mineral tersebut dipanggil arsenida, antimonides, selenides, bismuthides dan tellurides. Bersama derivatif hidrogen sulfida, semuanya termasuk dalam kelas sulfida kerana persamaan sifat.
Ciri mineral bagi ikatan kimia kelas ini ialah kovalen, dengankomponen logam. Struktur yang paling biasa ialah koordinasi, pulau (kelompok), kadangkala berlapis atau berantai.
Sifat fizikal sulfida
Secara praktikal semua sulfida dicirikan oleh graviti tentu yang tinggi. Nilai kekerasan pada skala Mohs untuk ahli kumpulan yang berbeza berbeza-beza dan boleh berjulat dari 1 (molibdenit) hingga 6.5 (pirit). Walau bagaimanapun, kebanyakan sulfida agak lembut.
Dengan beberapa pengecualian, cleophane ialah sejenis campuran zink atau sphalerit, mineral kelas ini adalah legap, selalunya gelap, kadangkala cerah, yang berfungsi sebagai ciri diagnostik yang penting (serta bersinar). Reflektif boleh berkisar dari sederhana hingga tinggi.
Kebanyakan sulfida ialah mineral dengan kekonduksian elektrik semikonduktor.
Klasifikasi tradisional
Walaupun persamaan sifat fizikal asas, sulfida, sudah tentu, mempunyai perbezaan diagnostik luaran, mengikut mana ia dibahagikan kepada tiga jenis.
- Pyrites. Ini adalah nama kolektif untuk mineral daripada kumpulan sulfida, yang mempunyai kilauan logam dan warna yang mempunyai warna kuning atau kuning. Wakil pirit yang paling terkenal ialah pirit FeS2, juga dikenali sebagai sulfur atau pirit besi. Ia juga termasuk kalkopirit CuFeS2 (pirit kuprum), arsenopirit FeAsS (arsenik pirit, aka talheimit atau mispikel), pyrrhotite Fe7S8 (pirit magnetik, magnetopirit) danyang lain.
- Kilauan. Ini adalah nama yang diberikan kepada sulfida dengan kilauan logam dan warna dari kelabu hingga hitam. Contoh biasa mineral tersebut ialah galena PbS (kilau plumbum), kalkosit Cu2S (kilau tembaga), molibdenit MoS2, antimonit Sb2S3 (kilat antimoni).
- Tiruan. Ini adalah nama mineral daripada kumpulan sulfida, dicirikan oleh kilauan bukan logam. Contoh biasa sulfida tersebut ialah sphalerit ZnS (zink blende) atau cinnabar HgS (campuran merkuri). Juga dikenali ialah realgar As4S4 - campuran arsenik merah dan orpiment As2S3 - campuran arsenik kuning.
Perbezaan dalam ciri kimia
Pengkelasan yang lebih moden adalah berdasarkan ciri-ciri komposisi kimia dan termasuk subkelas berikut:
- Sulfide mudah ialah sebatian ion logam (kation) dan sulfur (anion). Contoh mineral tersebut termasuk galena, sphalerite, dan cinnabar. Kesemuanya ialah terbitan ringkas hidrogen sulfida.
- Sulfida berganda berbeza kerana beberapa (dua atau lebih) kation logam terikat dengan anion sulfur. Ini adalah kalkopirit, bornit (“bijih tembaga beraneka ragam”) Cu5FeS4, stannin (pirit timah) Cu2FeSnS4 dan sebatian lain yang serupa.
- Disulfida ialah sebatian di mana kation terikat kepada kumpulan anionik S2 atau AsS. Ini termasuk mineral daripada kumpulan sulfida dan arsenida (sulfoarsenides), seperti pirit,arsenopirit pirit yang paling biasa, atau arsenik. Turut termasuk dalam subkelas ini ialah cob altin CoAsS.
- Sulfida kompleks, atau sulfosal. Ini adalah nama mineral daripada kumpulan sulfida, arsenida dan sebatian yang hampir dengannya dalam komposisi dan sifat, iaitu garam asid tioa, seperti tiomarsenik H3AsS 3, thiobismut H3BiS3 atau thioantimoni H3SbS 3. Oleh itu, subkelas sulfosal (tiosal) termasuk mineral lilianit Pb3Bi2S6 atau yang dipanggil Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Ciri morfologi
Sulfida dan disulfida boleh membentuk kristal besar: padu (galena), prismatik (antimonit), dalam bentuk tetrahedron (sfalerit) dan konfigurasi lain. Mereka juga membentuk agregat kristal berbutir yang padat atau fenokris. Sulfida dengan struktur berlapis mempunyai hablur berbentuk jadual atau berdaun yang rata, seperti orpimen atau molibdenit.
Pecahan sulfida boleh berbeza. Ia berbeza daripada sangat tidak sempurna dalam pirit dan tidak sempurna dalam kalkopirit kepada sangat sempurna dalam satu (orpimen) atau beberapa arah (sfalerit, galena). Jenis patah tulang juga tidak sama untuk mineral yang berbeza.
Kejadian mineral sulfida
Kebanyakan sulfida terbentuk melalui penghabluran daripada larutan hidroterma. Kadang-kadang mineral kumpulan ini mempunyai magmatikatau asal usul skarn (metasomatik), dan juga boleh terbentuk semasa proses eksogen - di bawah keadaan pengurangan dalam zon pengayaan sekunder, dalam beberapa kes dalam batuan sedimen, seperti pirit atau sphalerit.
Di bawah keadaan permukaan, semua sulfida, kecuali cinnabar, laurit (ruthenium sulfide) dan sperrylite (platinum arsenide), adalah sangat tidak stabil dan tertakluk kepada pengoksidaan, yang membawa kepada pembentukan sulfat. Hasil daripada proses menukar sulfida adalah jenis mineral seperti oksida, halida, karbonat. Di samping itu, disebabkan penguraiannya, pembentukan logam asli - perak atau tembaga adalah mungkin.
Ciri kejadian
Sulfida ialah mineral yang membentuk pengumpulan bijih yang berbeza sifat bergantung kepada nisbahnya dengan mineral lain. Jika sulfida mendominasi mereka, adalah kebiasaan untuk bercakap tentang bijih sulfida yang besar atau berterusan. Jika tidak, bijih itu dipanggil disebarkan atau veinlet.
Sangat kerap sulfida dimendapkan bersama, membentuk mendapan bijih polimetalik. Contohnya, adalah bijih sulfida tembaga-zink-plumbum. Di samping itu, sulfida yang berbeza dari satu logam sering membentuk deposit kompleksnya. Contohnya, kalkopirit, cuprit, bornit ialah mineral yang mengandungi tembaga yang berlaku bersama-sama.
Lazimnya, badan bijih mendapan sulfida adalah dalam bentuk urat. Tetapi terdapat juga bentuk kejadian lentikular, stok, takungan.
Penggunaan sulfida
Bijih sulfida amat penting sebagai sumberlogam yang jarang ditemui, berharga dan bukan ferus. Kuprum, perak, zink, plumbum, molibdenum diperoleh daripada sulfida. Bismut, kob alt, nikel, serta merkuri, kadmium, renium dan unsur-unsur lain yang jarang ditemui turut diekstrak daripada bijih tersebut.
Selain itu, beberapa sulfida digunakan dalam pengeluaran cat (cinnabar, orpiment) dan dalam industri kimia (pirit, marcasite, pyrrhotite - untuk penghasilan asid sulfurik). Molibdenit, selain digunakan sebagai bijih, digunakan sebagai pelincir tahan haba kering khas.
Sulfida ialah mineral yang menarik kerana sifat elektrofiziknya. Walau bagaimanapun, untuk keperluan semikonduktor, elektro-optik, teknologi inframerah-optik, bukan sebatian semula jadi digunakan, tetapi analog buatannya dalam bentuk kristal tunggal.
Kawasan lain yang digunakan oleh sulfida ialah pentarikhan geokronologi radioisotop bagi batuan bijih tertentu menggunakan kaedah samarium-neodymium. Kajian sedemikian menggunakan kalkopirit, pentlandit dan mineral lain yang mengandungi unsur nadir bumi - neodymium dan samarium.
Contoh ini menunjukkan bahawa skop sulfida adalah sangat luas. Mereka memainkan peranan penting dalam pelbagai teknologi sebagai bahan mentah dan sebagai bahan bebas.
