RUSSIAN         ENGLISH    
         
ГлавнаяКонтактыВакансииКарта сайтаСсылки






 
11.09.2013

Новости химии и минералогии. Похоже, поставлена последняя точка в двухсотлетних спорах о природе зловонного запаха антозонита

 
Кристаллы антозонита, фото www.berthold-weber.de/w_f_fa.htm

На протяжении 200 лет минералоги, физики и химики спорили о происхождении характерного резкого неприятного запаха, возникающего при дроблении одной из разновидностей минерала флюорита–антозонита, в минералогической и геммологической литературе называемого также «зловонным флюоритом» или «вонючим шпатом» (Stinkspat).

Среди причин этого запаха назывались содержащиеся в минерале включения йода, соединения фосфора, мышьяка, серы, селена, хлора, гипохлориты, озон и разные соединения фтора.

Поставить точку в спорах химиков удалось физикам, которые искали в антозоните следы присутствия фтора в молекулярной форме (F2). Фтор обладает наибольшей электроотрицательностью среди элементов в таблице Менделеева, поэтому способен окислять даже кислород. В молекулярном виде он реагирует со всеми существующими веществами за исключением самих соединений фтора и благородных газов. Из-за этого существование молекулярного фтора в природе считалось невозможным.

В 2012 году немецкие ученые Флориан Краус (Florian Kraus) и Йорн Шмедт (Joern Schmedt) проанализировали антозонит методом ядерного магнитного резонанса и впервые показали, что фтор в минерале действительно присутствует именно в молекулярной форме. С помощью неразрушающей твердотельной спектроскопии ЯМР 19F они смогли идентифицировать элементарный фтор in-situ, в его естественном окружении.

И все-таки оставалось много работ, в которых природа специфического запаха антозонита трактовалась с других позиций (Heinrich et al., 1965; Braithwaite et al., 1973; Vochten et al.,1977), поэтому необходимы были дополнительные свидетельства доминирующей роли молекулярного фтора в этом эффекте. И такие свидетельства были недавно получены в совместной работе В. Миткина, Семянникова П., Трубина С.В. (Ин-т неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, Россия) и Ф. Крауса (Мюнхеновский Технический университет, Германия). Результаты этого исследования были представлены на 17-м Европейском симпозиуме по химии фтора (Париж, июль, 2013 г.).

Авторы предприняли дробление образца антозонита (из Вёлсендорфа, Германия) непосредственно в вакуумной камере сканирующего времяпролетного масс-спектрометра MI -1201. Исследования полученных спектров выделившихся при механодеструкции газов показали наличие в газовой фазеF2, OF2, O2, HF и следовых количеств H2O. При этом оказалось, что основной компонентой является именно молекулярный фтор (F2), содержание которого оказалось в 50-100 раз выше, чем OF2 , занимающего втрое место по массе в исследованной газовой смеси.

Таким образом наличие свободного фтора в порах (кавернах) антозонита не вызывает теперь никаких сомнений. Это оказалось возможным из-за того, что, как и предполагалось раньше, постоянный радиоактивный распад урана в минерале приводит к радиолизу CaF2 на Ca0 и F2. Небольшим количествам молекулярного фтора удается сохраниться в полостях фторида кальция, поскольку он устойчив к агрессивному воздействию F2. При разрушении кристаллов фтор освобождается из минерала и окисляет молекулярный кислород воздуха, что приводит к образованию озона O3, который и отвечает за неприятный запах газа, образующегося при дроблении минерала.

Следует отметить, что ионизирующее излучение урана ответственно также за фиолетово-черный цвет антозонита. В результате радиолиза кристаллической решетки CaF2 образуются кластеры металлического кальция, которые, согласно теории рассеяния на коллоидных центрах Г. Ми, и придает минералу темно-фиолетовый цвет. Определенный вклад в эту окраску дают также центры электронной окраски, включающие в свой состав вакансии фтора (т.н. F, М-центры и пр.).

П.Л. Смолянский, ИВЦ ВСЕГЕИ
Источник (и): http://www.vesti.ru/doc.html?id=851420
J. Schmedt auf der Guenne, M. Mangstl, F Kraus «Occurrence of Difluorine F2 in Nature—In Situ Proof and Quantification by NMR Spectroscopy»,Angew. Cbem. 2012, 124. pp.7968-7971 (DOI: 10.1002/ange.201203515).
P.P. Semyannikov , V.Mitkin , F. Kraus , S.V. Trubin «Mass-Spectrometric Study on the Occurrence of Elemental Fluorine in the Natural Mineral «Antozonite», Р1.53,17" European Symposium on Fluorine Chemistry, Paris - July. 21" -25''. 2013.
http://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/long/article/29962/
http://www.nature.com/news/stinky-rocks-hide-earth-s-only-haven-for-natural-fluorine-1.10992
http://www.vesti.ru/doc.html?id=851420


Возврат к списку




 
тел. (812) 321-5706, e-mail: vsegei@vsegei.ru

Яндекс.Метрика