CLASA SULFATI

CLASA SULFAŢI

12.1 Clasificare

I. Subclasa SULFAŢI ANHIDRI NORMALI

Grupa baritinei Baritina Ba[SO₄]

Celestina Sr[SO₄]

Anglezit Pb[SO₄]

Anhidrit Ca[SO₄]

Calcocianit Cu[SO₄]

II. Subclasa SULFAŢI HIDRATAŢI ACIZI sI NORMALI

Mirabilit Na₂[SO₄]∙10H₂O

Leonit K₂[SO₄]∙4H₂O

Polihalit K₂Ca₂Mg[SO₄]₄∙2H₂O

Kieserit Mg[SO₄] H₂O

Gips Ca[SO₄]∙2H₂O

Calcantit Cu[SO₄]∙5H₂O

Melanterit Fe[SO₄]∙7H₂O

Epsomit Mg[SO₄]∙7H₂O

III. Subclasa SULFAŢILOR HIDRATAŢI CU CONŢINUT ÎN OXIDRIL sI HALOGEN

Brochantit Cu₄[SO₄](OH)₆

Alunit KAl₃[SO₄](OH)₆

IV. Subclasa SULFAŢI HIDRATAŢI CU CONŢINUT ÎN OXIDRIL sI HALOGEN

Felsöbanyit Al₄[SO₄](OH)₁₀∙5H₂O

Kainit KMg[SO₄]Cl∙3H₂O

V. Subclasa SULFAŢI DE TIP AMESTEC

Ardealit Ca₂[PO₄][SO₄](OH)∙4H₂O

12.2 Caractere generale

Gruparea anionica (SO₄)^2- are forma unui tetraedru, spre deosebire de anionul complex (CO₃)^2- care avea forma plana. Gruparea (SO₄)^2- prezinta dimensiuni mari, de aceea retelele cristaline apar în natura numai în cazurile în care aceasta se combina cu cationi de dimensiuni mari. Astfel, compusii stabili se vor obtine cu elemente bivalente de dimensiuni mari, de exemplu Ba, Sr, Pb.

Elementele bivalente cu raze ionice mici formeaza de regula sulfati hidratati. În majoritatea cazurilor, mineralele hidratate contin 2, 4, 6 si 7 molecule de apa. Difractia de raze X realizata pe diversi compusi hidratati arata ca, de regula, cationii bivalenti sunt înconjurati direct în structura cristalina de molecule de apa neutre din punct de vedere electric. Din aceasta cauza, volumul acestor cationi hidratati creste si compusii astfel formati sunt stabili. Numarul de molecule de apa care intra în retea depinde de dimensiunea cationului. Prin deshidratare, acesti sulfati îsi modifica structura sau se distrug. Cantitatea de apa depinde si de presiunea vaporilor de apa din mediul exterior.

Cationii bivalenti cu dimensiunile razelor ionice mijlocii sunt capabili sa formeze atât sulfati anhidri cât si sulfati hidratati. De exemplu Ca²⁺, care da o combinatie de tip Ca[SO₄]-anhidritul si o combinatie Ca[SO₄]∙2H₂O-gipsul. Acesta din urma prezinta o structura stratificata în care moleculele de apa sunt dispuse între retelele plane formate de ionii de Ca²⁺ si (SO₄)^2-.

Cationii monovalenti ai metalelor alcaline intra în compozitia sulfatilor fie sub forma de compusi dubli, fie asociati cu ioni de H⁺. Ei formeaza retele cristaline cu legaturi slabe si se dizolva foarte usor în H₂O, la fel ca si sulfatii elementelor bivalente cu dimensiuni mici.

Cationii trivalenti, în special Al³⁺ si Fe³⁺ apar numai în combinatii hidratate. Sunt cunoscute cu o raspândire ridicata sarurile duble ale elementelor trivalente cu elemente bivalente si monovalente. Deseori se întâlnesc si combinatii cu anioni suplimentari, mai frecvent (OH)^-, Cl^- precum si (CO₃)^2- si (PO₄)^3-.

Solutiile solide sunt mai slab exprimate comparativ cu carbonatii; serii cu miscibilitate continua apar între baritina si celestina si în grupul alaunilor, între alaunul de K (KAl[SO₄]₂∙12H₂O) si alaunul de Na (NaAl[SO₄]₂∙12H₂O). Apare o miscibilitate limitata între anglezit (sulfatul de Pb) si baritina (sulfatul de Ba), precum si substitutia în proportii reduse a ionului de Ca cu Ba, Sr sau Pb, datorita diferentei dintre dimensiunile razelor ionice. Ca are raza ionica mai mica decât Sr, Ba si Pb, astfel încât Ca prezinta un numar de coordinare mai mic care situeaza anhidritul în alt grup spatial.

Prin pierderea moleculelor de apa se trece usor de la un sulfat la altul. De exemplu: sulfatul de fier care cristalizeaza cu 14 molecule de apa (Fe[SO₄]∙14H₂O-römerit), pierzând apa treptat, poate trece în sulfati mai putin hidratati: melanterit (Fe[SO₄]∙7H₂O), siderotil (Fe[SO₄]∙5H₂O), szömolnokit (Fe[SO₄]∙H₂O). Un alt asemenea exemplu îl constituie sulfatii hidratati de magneziu: epsömit (Mg[SO₄]∙7H₂O), hexahidrit (Mg[SO₄]∙6H₂O), pentahidrit (Mg[SO₄]∙5H₂O) si kieserit (Mg[SO₄]∙H₂O).

Proprietati fizice generale

Aceste minerale prezinta o duritate scazuta, mai mica decât cea a carbonatilor; nu se cunoaste nici un sulfat cu duritatea mai mare de 3˝. La mineralele hidratate, duritatea descreste chiar pâna la 2.

Clivajul este dependent de structura; astfel, clivajul perfect al gipsului se datoreaza structurii stratificate, iar directia de clivaj coincide cu planul de dispunere a moleculelor de apa din retea.

Greutatea specifica depinde de natura cationului: de exemplu sulfatii de Ba, Pb vor prezenta o densitate net superioara celorlalti.

Transformari

Sunt frecvente cazurile de transformare de la un mineral la altul în cadrul aceleiasi clase. Rolul moleculelor de apa de cristalizare în aceste situatii este important. Tipice sunt trecerile din anhidrit în gips, prin aditionarea a doua molecule de apa. Volumul sufera o crestere apreciabila în acest proces de hidratare, fapt ce explica cutarile stratelor de gips rezultate din strate de anhidrit în procese diagenetice. Aportul de apa poate proveni din apele de infiltratie.