Арагонит это: АРАГОНИТ – это… Что такое АРАГОНИТ?

Содержание

АРАГОНИТ – это… Что такое АРАГОНИТ?

  • Арагонит — Формула CaCO3 Сингония Ромбическая (планаксиальная) Цвет Бесцветный, белый, серый, желтоватый, красноватый …   Википедия

  • АРАГОНИТ — Минерал углекислая известь, образующая известковые осадки при горячих источниках. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АРАГОНИТ минерал, углекислая известь, образует углекислые осадки в горячих… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • Арагонит — [по местности Арагон, Испания] м л, CaCO3. Са частично замещается Sr, Pb и Zn, изредка Ва и Mg; свинецсодер. А. тарновитцит, цинксодер. А. никольсонит. Ромб. К лы призм., игольчатые, пластинчатые, толстотаблитчатые. Дв. по {110}, иногда… …   Геологическая энциклопедия

  • АРАГОНИТ — минерал класса карбонатов, CaАРАГУА (Aragua) штат на севере Венесуэлы. Площадь 7 тыс. км&sup2. Население 1,2 млн.

    человек (1990). Адм. ц. Маракай …   Большой Энциклопедический словарь

  • арагонит — сущ., кол во синонимов: 2 • минерал (5627) • тарновицит (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • арагонит — Минерал (карбонат кальция), образует минеральную часть перламутра, жемчуга и кораллов, а также мраморный оникс известковых пещер; поделочный камень. [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и… …   Справочник технического переводчика

  • арагонит — а; м. Минерал класса карбонатов (одна из его разновидностей главная составная часть жемчуга и перламутрового слоя раковин моллюсков). * * * арагонит минерал класса карбонатов, Ca[CO3]. Бесцветный, белый, серый, фиолетовый до чёрного. Твердость… …   Энциклопедический словарь

  • арагонит — aragonitas statusas T sritis chemija apibrėžtis Mineralas. formulė CaCO₃ atitikmenys: angl.

    aragonite rus. арагонит …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Арагонит — (от Арагон область в Испании)         минерал состава Ca[CO3], кристаллизующийся, в отличие от Кальцита, в ромбической системе. На поверхности Земли А. неустойчив и переходит постепенно в более устойчивую модификацию тригональный кальцит.… …   Большая советская энциклопедия

  • Арагонит — минерал ромбической системы (по большей части комбинация призмы, брахипинакоида, брахидомы, также пирамиды), бесцветный или слегка окрашенный в зеленоватый, красноватый и фиолетовый цвет. Часто образует простые или повторные двойники по плоскости …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Арагонит – Энциклопедия камней | Jevel.ru

    Арагонит – минерал, который относится к классу карбонатов. Класс карбонатов подразделяется на безводные (простые и сложные) и водные карбонаты. Арагонит является безводным карбонатом. Минералы, относящиеся к классу карбонатов, довольно широко распространены. Их распространенность связана с высоким содержанием в земной коре кислорода, углерода, а также связанных с ними таких металлов как магний, железо, кальций и марганец.

    Арагонит имеет химическую формулу – CaCO3. Название его связано с местом находки – это провинция Аргона в Испании.

    Для арагонита характерны призматические, таблитчатые, а также игольчатые кристаллы. Минерал характеризуется волокнистыми, шестоватыми и радиально-лучистыми агрегатами. Его происхождение низкотемпературное гидротермальное, осадочное, гипергенное, а также биогенное, где тонкие слои арагонита служат основой жемчуга и перламутра.

    Очень часто арагонит образуется в карстовых пещерах, пустотах базальтов, где он представлен в виде кристаллических корок. Кристаллы минерала белого и желтоватого оттенка образуют необыкновенной красоты так называемые «железные цветы» с ветвящимися стеблями. «Железные цветы» были найдены на Байкальском месторождении (Южный Урал).

    Арагонит имеет разнообразные оттенки: зеленоватый, белый, желтоватый, голубоватый, фиолетовый. В минерале присутствуют примеси стронция, железа и магния. Плотность его -2,947 г/см3; твердость – 3,5-4. Имеет стеклянный блеск, хрупок. Радиоактивность минерала – 0. В холодных разбавленных кислотах легко растворяется. Особенностью арагонита является то, что при нагревании (около 400 градусов по Цельсию), на сухом воздухе, он превращается в кальцит.

    Месторождения арагонита в основном встречаются в Испании, где они были найдены первоначально, а также на Таймырском полуострове (Кайерканское и Далдыканское), на Урале Байкальское), где встречаются «железные цветы», в Чехии (Карловы Вары).

    Известно, что арагонит обладает лечебными свойствами. Положительное влияние он оказывает на мочеполовую систему, а также успокаивающе действует на нервную систему человека, снимает депрессию, раздражение.

    Арагонит – это семейный камень. Его необходимо иметь в каждой семье. Он помогает создать благоприятную обстановку в доме, наладить отношения, установить гармонию между супругами. Этот минерал приносит в дом радость, спокойствие и любовь. По мнению астрологов, его должны носить только семейные люди независимо от того, к какому знаку зодиака они относятся.

     

    Арагонит высоко ценится коллекционерами. Белые и голубые кристаллы минерала используются для изготовления поделочного камня. В ювелирных украшениях арагонит может комбинироваться с другими минералами, что придает ему особенную привлекательность. Например, ювелирные изделия, в которых сочетается арагонит с серым агатом, не смогут оставить равнодушной ни одну, даже самую изысканную женщину.

    Картридж Гейзер Арагон на официальном сайте

    Уникальные свойства картриджа «Гейзер-Арагон»

    Для борьбы с накипью и умягчения воды обычно применяют системы на основе ионообменных смол или обратноосмотические установки. Они просто удаляют из воды избыточные соли жесткости. Это — надежный, но дорогой способ.

    Другой путь избавления от накипи — оставить в воде соли жесткости, но изменить их структуру так, что они перестают давать прочные отложения при нагревании. Как правило, накипь состоит из карбоната кальция в форме кальцита. Существует, однако, еще одна кристаллическая модификация карбоната кальция — арагонит. Способность объединяться между собой и прилипать к поверхностям у кристаллов этой формы карбоната кальция существенно ниже, чем у кальцита. Арагонит выделяется в объеме жидкости в виде хрупкого и рыхлого осадка.

    Поверхность ТЭНов после 6 месяцев эксплуатации на жесткой воде

    Без фильтра С фильтром «Гейзер-Арагон»

    Установки магнитной обработки воды до настоящего времени были единственными системами, использующими это свойство арагонита для устранения накипи. Оказалось, что такой же результат дает новая модификация фильтра «Гейзер», названная «Арагон». Опыт длительной эксплуатации фильтра «Гейзер-Арагон» на жесткой воде в различных регионах многократно выявлял один и тот же эффект. Даже когда ионообменная емкость фильтра давно исчерпана, вода, пропущенная через фильтр «Гейзер», все равно не дает накипи и даже смывает ранее образовавшуюся накипь.

    Наблюдаемый феномен умягчения воды назван нами эффектом «КВАЗИУМЯГЧЕНИЯ». Образование арагонитовой структуры солей жесткости, прошедших через фильтр «Гейзер-Арагон», подтверждено экспериментально. Под микроскопом хорошо видны как изменения в кристаллической структуре осадков, так и собственно ромбовидные кристаллы арагонита.

    Кристаллическая структура осадка

    Обычная жесткая вода После фильтра «Гейзер-Арагон»

    Исследования, проведенные во Всероссийском Институте Минерального сырья РАН методом рентгенографического анализа, также свидетельствуют о значительном увеличении количества арагонитовой формы карбоната кальция в воде после фильтра.

    Совместные исследования с Венским Университетом, проведенные на жесткой воде в Австрии и Германии, подтвердили эффект «квазиумягчения» с появлением арагонита и позволили описать механизм этого явления.

    Что же происходит с солями жесткости при фильтрации?

    В воде соли жесткости находятся в виде метастабильных образований, называемых кластерами. Материал «АРАГОН» представляет собой пористую структуру, образованную множеством извилистых каналов. Постоянно возрастающее давление за счет сужения канала при движении кластера сквозь материал вызывает сдвиг химического равновесия в сторону растворения углекислого газа, который всегда присутствует в воде. Химическая активность полимера «Гейзер-Арагон» в сочетании с высокоразвитой пористой структурой создают условия для перекристаллизации кластеров из кальцита в арагонит. В момент выхода из фильтрующего материала давление сначала возрастает до максимума, а затем резко падает. Происходит выделение углекислого газа, и он быстро улетучивается из воды.

    То же самое можно наблюдать, открыв бутылку с газированной водой. Выделение углекислоты несколько увеличивает рН воды, смещая равновесие в сторону образования карбонатов. В результате возникает пересыщение раствора по карбонатам кальция и образование укрупненных зародышей арагонита. При последующем нагревании растворимость арагонита падает. Известно, что арагонит менее устойчив к пересыщению, чем кальцит. Поэтому его выделение происходит с большей скоростью и, что важно с практической точки зрения, не на поверхности, а в объеме раствора.

    Обычная жесткая вода
    5% арагонит / 95% кальцит (спектр #1)
    Отфильтрованная фильтром «Гейзер» вода
    40% арагонит / 60% кальцит (спектр #2)

    Процесс фильтрации материалом «АРАГОН» изменяет физическую структуру солей жесткости на арагонитовую без сколько-нибудь заметного изменения минерального состава воды. Эффект «квазиумягчения» достигается без применения дополнительных устройств и является уникальным свойством фильтроматериала. Свойства арагонитовой воды не образовывать накипь и постепенно разрушать ранее возникшие отложения позволяют предположить, что то же будет происходить и в живом организме с отложениями в почках, так называемыми «камнями». О том, как на живые организмы влияет вода, пропущенная через «Гейзер-Арагон», модифицированный вариант фильтра «Гейзер», позволяют судить результаты испытаний Военно-Медицинской Академии Санкт-Петербурга.

    Исследования проводились на двух группах белых крыс в течение 30 дней методом слепого эксперимента. Животные 1 группы получали обычную «жесткую» воду из-под крана, а 2 группа получала ту же воду, пропущенную через фильтр «Гейзер-Арагон». Перед тем, как давать воду крысам 2 группы, фильтр «Гейзер-Арагон» длительно эксплуатировался на жесткой воде. В результате он насытился солями кальция/магния, а жесткость исходной и обработанной воды практически выровнялась.

    Это позволило исключить фактор химического изменения состава воды и проследить влияние на крыс только эффекта «квазиумягчения». Наиболее значимые отличия между животными разных групп были получены при анализе осадка мочи /см. рисунок/. Налицо наличие у животных 1 группы кристаллов большого размера, являющихся главным строительным материалом для образования почечных камней. Эти крупные образования при движении наносят механические повреждения внутренним тканям почек и мочевым каналам. Это подтверждается наличием у животных в моче белка и частиц крови. Такие микротравмы служат источником развития внутренних инфекций.

    Состав осадка мочи крыс, получавших для питья

    не фильтрованную воду (А) и фильтрованную воду (Б)

    Можно утверждать, что при употреблении жесткой воды, очищенной фильтром «Гейзер-Арагон», в моче уменьшается как размер, так и количество кристаллов, провоцирующих камнеобразование. Такое позитивное изменение состава мочи возможно в ответ на повышенное поступление в организм кальция, который, как известно, лучше усваивается организмом в составе арагонита. Арагонитовая форма солей жесткости способствует лучшему усвоению кальция организмом, улучшая работу желудочно-кишечного тракта, снижат нагрузку на почки и риск образования камней.

    Вода после фильтра «Гейзер-Арагон» служит естественным немедикаментозным средством профилактики мочекаменной болезни.

    Арагонит – Справочник химика 21

        Явление полиморфизма встречается довольно часто. Например, СаСОз образует в природе минералы кальцит и арагонит с одним и тем же химическим составом, но различным внутренним кристаллическим строением. Двуокись титана ТЮг также образует в природе два минерала — анатаз и рутил, кристаллы которых отличаются друг от друга. Перечень подобных примеров можно легко продолжить, поскольку почти все вещества при известных условиях могут быть получены в различных кристаллических модификациях.[c.34]
        Бесцветные или белые кристаллы в виде волокнистых агрегатов, сферолитов, пластинок или скелетных форм роста, напоминающих снежинки одноосный, положительный По= 1,550, е = 1,640 — 1,650. При кипячении в воде превращается в арагонит или кальцит, при кипячении в Na l — в кальцит переходит в кальцит при температуре около 440°С. Синтетически получают путем принудительной кристаллизации гелеобразного СаСОз при 5°С в присутствии избытка карбоната калия. [c.193]

        Ангидрит, галит, целестин, кальцит, арагонит, самородная сера [c.96]

        Целестин, гипс, ангидрит, кальцит, арагонит, кварц [c.116]

        Гипс, галит, галенит, сфалерит, арагонит [c.126]

        Арагонит кристаллизуется в ромбической сингонии, плотность его 1900—3000 кг/м , твердость 3,5—4. [c.196]

        Предпочтительной минеральной формой этих отложений является арагонит [14].[c.408]

        Кальцит-главный породообразующий минерал карбонатных пород (мела, известняка, мрамора)-широко распространен в природе, арагонит встречается реже [c.297]

        Анализ проб осадков показывает их сложный состав. К примеру, исследование осадков, образующихся в аппаратах цеха сероочистки Мубарекского ГПЗ, показало, что в них содержится 0,80—15,80%—водорастворимых, 7,93—19,24 органических и 63,47—88,71% минеральных соединений. По рентгенометрическим данным в отложениях присутствуют пирит, сидерит, магнетит, гематит, кварц, гетит, сера, арагонит. Спектральный анализ показал преимущественное содержание (от 1 до >3%) 31, А1, Са, Мд, Ре. Часть этих соединений могла попасть [c.63]

        Арагонит. Метастабильная при обычных температурах форма СаСОз, около 400°С превращается в кальцит. Обнаруживает значительные колебания состава, может содержать примеси Sr, РЬ, Zn, Mg, замещающие Са. Ромбическая сингония простр. гр. Рпта а = 4,95, /7 = 7,96, с = 5,73 А 2 = 4.[c.192]

        В зависимости от внешних условий (температура, давление) некоторые вещества способны существовать в нескольких состояниях с различной кристаллической структурой, называемых полиморфными модификациями. Так, графит и алмаз — полиморфные модификации углерода, серое и белое олово — модификации металлического олова, арагонит и кальцит — полиморфные модификации карбоната кальция СаСОз. [c.163]

        Явление полиморфизма часто встречается в природе, особенно при образовании различных минералов. Так, минералы кальцит и арагонит обладают одним и тем же химическим составом (СаСОз), но различным кристаллическим строением. Анатаз и рутил — минералы, образованные диоксидом титана, также обладают разным кристаллическим строением. [c.28]

        П открыл М. Клапрот в 1798, он обнаружил, что минералы кальцит и арагонит имеют одинаковый хим. состав-СаСОз Затем это явление было изучено Э Митчерлихом (1822) на кристаллах арсенатов, фосфатов и серы.[c.16]

        Кальцит (тригональный), арагонит (ромбический). Белый, при прокаливании разлагается, плавится без разложения под избыточным давлением СО2. Практически не растворяется в воде, не реагирует со ш,елочами. Разлагается кислотами, хлоридом аммония в растворе. Переводится в раствор избытком СО2, образуется гидрокарбонат Са(НСОз)2 (известный только в растворе), который определяет врёменную жесткость природных вод. Получение см. 110 , 112 , 117 . [c.61]



    Неорганическая химия (1981) — [ c.426 ]

    Химия (1978) — [ c.234 ]

    Химический энциклопедический словарь (1983) — [ c.237 ]

    Структурная неорганическая химия Том3 (1988) — [ c.3 , c.191 , c.392 ]

    Введение в химию окружающей среды (1999) — [ c. 175 ]

    Химия и периодическая таблица (1982) — [ c.196 ]

    Курс аналитической химии Том 1 Качественный анализ (1946) — [ c.289 ]

    Структурная неорганическая химия Т3 (1988) — [ c.3 , c.191 , c.392 ]

    Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений (1988) — [ c.54 , c.57 , c.58 , c.62 ]

    Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) — [ c.237 ]

    Основы физико-химического анализа (1976) — [ c.41 ]

    Химия справочное руководство (1975) — [ c. 38 ]

    Вредные химические вещества Неорганические соединения элементов 1-4 групп (1988) — [ c.111 ]

    Общая химия (1964) — [ c.113 ]

    Курс неорганической химии (1963) — [ c.311 ]

    Таблицы для определения минералов по физическим и химическим свойствам (1980) — [ c.196 ]

    Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 7 (1961) — [ c.51 ]

    Химическая технология вяжущих материалов (1980) — [ c.123 ]

    Использование радиоактивности при химических исследованиях (1954) — [ c.244 ]

    Неорганическая химия Издание 2 (1976) — [ c. 383 ]

    Физико-химическая кристаллография (1972) — [ c.182 ]

    Основы химии Том 2 (1906) — [ c.254 , c.378 ]

    Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений (1966) — [ c.131 ]

    Руководство к практическим занятиям по радиохимии (1968) — [ c.659 ]

    Очерки кристаллохимии (1974) — [ c.121 , c.122 , c.234 , c.235 ]

    Неорганическая химия (1981) — [ c.426 ]

    Качественный анализ (1964) — [ c.95 ]

    Строение неорганических веществ (1948) — [ c. 213 ]

    Неорганическая химия (1987) — [ c.605 ]

    Очерк общей истории химии (1979) — [ c.134 ]

    Общая химия (1974) — [ c.263 ]

    Кинетика и механизм кристаллизации (1971) — [ c.256 ]

    Лекционные опыты и демонстрации по общей и неорганической химии (1976) — [ c.62 ]

    Анализ силикатов (1953) — [ c.242 , c.258 ]

    Химические методы анализа горных пород (1973) — [ c.155 ]

    Стереохимия (1949) — [ c.254 ]

    Неорганическая химия Том 1 (1971) — [ c.193 , c. 194 ]

    Лакокрасочные материалы (1961) — [ c.65 ]

    Твердофазные реакции (1978) — [ c.140 , c.151 ]

    Введение в термографию Издание 2 (1969) — [ c.11 , c.112 , c.115 , c.187 , c.190 ]

    Сочинения Научно-популярные, исторические, критико-библиографические и другие работы по химии Том 3 (1958) — [ c.184 ]

    Общая химическая технология Том 2 (1959) — [ c.63 ]

    Краткая химическая энциклопедия Том 2 (1963) — [ c.371 , c.379 , c. 439 ]

    Физическая химия Книга 2 (1962) — [ c.93 ]

    Общая химия (1968) — [ c.109 , c.487 , c.612 ]

    Курс неорганической химии (1972) — [ c.278 ]

    Клейкие и связующие вещества (1958) — [ c.119 , c.202 ]

    Эволюция без отбора Автоэволюция формы и функции (1981) — [ c.126 , c.130 , c.139 , c.143 , c.147 ]

    Эволюция без отбора (1981) — [ c.126 , c.130 , c. 139 , c.143 , c.147 ]


    Арагонит. Источник кальция. | Волшебный мир драгоценных камней

    Арагонит — минерал класса карбонатов. По составу идентичен кальциту. Составляет основу жемчуга, перламутра, кораллов и других органических ювелирных материалов.

    Название связано со старинным испанским городком Молина де Арагон, близ которого минерал был впервые установлен. Около 230 млн лет назад на территории современной Испании произошло существенное понижение уровня моря. Оно сопровождалось масштабным отложением солей и гипсов, из которых позднее и образовались мощные пласты арагонита.

    Термин «aragonit» ввел в обиход немецкий геолог А. Г. Вернер в 1796 году. Синонимы: камень карлсбадский, ~ алебастровый, ~ речной, оолит, озерскит, тарновскит, шпат жемчужный, ~ арагонский.

    По составу идентичен кальциту: карбонат кальция — Са[СО3]. Содержание CaO — 56,0%. Сингония: ромбическая. В большинстве случаев реальный хим. состав арагонита очень близок к теоретической формуле. Характерны лишь незначительные примеси стронция, свинца, бария, магния, цинка. Исключение составляет редкая разновидность с высоким содержанием Pb (до 18%), известная как тарновитцит.

    Кристаллическая структура арагонита отличается от ромбоэдрической гранецентрированной решетки кальцита только тем, что ионы Са2+ и [CO3]2- образуют в ней плотнейшую гексагональную упаковку: каждый ион СО3 окружен девятью ионами кальция. Этим объясняется тот факт, что величина углов между гранями призмы в отдельных кристаллах арагонита лишь незначительно отличается от 60 и 120°. Такая структура является более плотной, чем у кальцита, что отражается на разнице в удельном весе этих минералов.

    Арагонит неустойчив и под воздействием природных растворителей медленно переходит в кальцит. (Поэтому он редко встречается в древних осадках.) При повышении температуры до 400°С это необратимое превращение совершается быстро.

    Необратимость перехода связана с тем, что арагонит при комнатной температуре и нормальном давлении является метастабильным, а нагревание превращает его в стабильную модификацию (кальцит) и последующее охлаждение уже не может превратить его снова в арагонит. Но если в числе изменяемых параметров, помимо температуры, окажется и давление, обратное превращение станет легко осуществимым. Установлено, что присутствие в составе арагонита примесей стронция делает его более устойчивым.

    Форма кристаллов преимущественно игольчатая или призматическая с пинакоидальными или пирамидальными окончаниями, иногда копьевидная. Характерны двойники, тройники и более сложные сростки.

    Одиночные кристаллы очень редки. Образует шестоватые и радиально-лучистые агрегаты, кристаллические корки, сталактиты и других натечные формы, а также оолитовые массы («икряной камень»).

    Иногда встречаются причудливые коралловидные агрегаты, состоящие из снежно-белых переплетающихся кристаллов — так называемые «железные цветы», которые высоко ценятся коллекционерами.

    Внутренняя перламутровая часть раковин большинства моллюсков состоит из тончайших пластинок арагонита. При попадании в полость раковины песчинки или какого-нибудь другого постороннего тела образуется жемчуг — моллюск постепенно обволакивает ядро будущей жемчужины слоями арагонита, скрепляя их органическим веществом.

    Чаще всего арагонит окрашен в белый цвет различной интенсивности или вовсе бесцветен. Примеси могут придавать ему самую разнообразную окраску: желтую, голубую, зеленоватую, розовую, бурую, фиолетовую. Блеск: стеклянный, на изломе жирный. Просвечивающий до прозрачного. Показатели преломления: 1,530 — 1,686. Сильное двупреломление связано с необычным расположением групп СО3 в кристаллической структуре (как и у кальцита).

    Арагонит из некоторых районов обладает флюоресценцией в голубых или розовых тонах, которая может сменяться зеленоватой фосфоресценцией. Это явление предположительно обусловлено присутствием органических примесей.

    Хрупкий. Излом: раковистый. Твердость: 3,5 — 4. Несовершенная спайность в одном направлении. Средний удельный вес: 2,94 г/см3. Вскипает в разбавленной соляной кислоте.

    Арагонит кристаллизуется в узких пределах условий; он более редок и менее устойчив, чем кальцит. Встречается преимущественно в осадках — первично осажденный из морской воды карбонат кальция может быть представлен не только кальцитом, но и арагонитом, который по мере накопления образует илы и оолиты.

    Совместно с гипсом и целестином он присутствует в глинах и мергелях, а также в пизолитах и известковых туфах, отложившихся из гейзеров и термальных источников; образует сталактиты в известковых пещерах, а в так называемом «пещерном жемчуге», который встречается в озерах таких пещер, также содержатся слои тонкозернистого арагонита.

    Кроме того, как вторичный минерал или продукт изменений он может присутствовать в зонах окисления некоторых рудных месторождений, в серпентинитах, а также в пустотах магматических пород — преимущественно андезитов и базальтов.

    Раковины многих морских организмов состоят из арагонита. При этом у некоторых моллюсков и пластинчатожаберных арагонит и кальцит слагают отдельные слои одной и той же раковины, а у головоногих — различные части скелета. Поскольку арагонит неустойчив, в окаменелостях он со временем превращается в кальцит, однако в определенных условиях захоронения даже раковины середины мезозойской эры (100 — 150 млн лет назад) еще могут содержать арагонит. Именно арагонит является основной составной частью жемчуга — драгоценного камня первого класса.

    Месторождения арагонита настолько многочисленны, что навряд ли имеет смысл их перечислять. Мощные залежи сосредоточены в четырех автономных областях Испании: Арагон, Наварра, Валенсия и Кастилия ла Манча — всего в них известно около ста месторождений. Арагонита в этих местах настолько много, что несмотря на двухсотлетнюю историю добычи его запасы до сих пор не истощены.

    Крупные месторождения есть в Румынии, Австрии, Италии, Греции, Намибии, Болгарии, Мексике, Марокко, Японии, США. В термальных источниках Карловых Вар (Чехия) арагонит кристаллизуется на поверхности любых предметов, даже на лепестках бумажных цветов. Такие необычные сувениры пользуются особой популярностью у туристов. В России красивые образцы встречаются на Таймыре, а также на Южном Урале (Бакальское м-ние).

    В качестве поделочного камня широко используется плотный тонкополосчатый арагонит или кальцит карстового происхождения — так называемый «мраморный оникс». (К настоящему ониксу он никакого отношения не имеет.) Из прозрачных кристаллов арагонита получают в огранке камни весом до 100 карат. Непрозрачные разности обрабатывается кабошоном и используется в камнерезных изделиях. В Государственном Эрмитаже хранится столешница из чешского желто-бурого арагонита размером 177 X 88 см, изготовленная на Петергофской гранильной фабрике.

    Считается, что целебная сила вод курорта Карловы Вары объясняется тем, что они просачиваются через толщу пластов арагонита. Он вообще слывет одним из самых полезных для здоровья минералов, причем целебные свойства арагонита не являются мифическими, а имеют вполне реальное объяснение. Ведь этот минерал является источником кальция — элемента, совершенно необходимого для здоровья человека.

    Арагонит похож на кальцит и доломит, от которых отличается отсутствием совершенной спайности по ромбоэдру, показателями преломления, а также более высоким удельным весом — арагонит (2,94 г/см3) тонет в бромоформе (2,89), а кальцит (2,72) и доломит (2,86) в нем всплывают. От цеолитов и других схожих по окраске некарбонатных минералов арагонит отличается способностью вскипать в кислоте.

    Химически диагностировать арагонит можно с помощью реакции Мейгена: при кипячении в растворе нитрата кобальта, зёрна или порошок арагонита быстро окрашиваются в фиолетовый цвет, а кальцит при такой процедуре остается неокрашенным и лишь после продолжительного кипячения приобретает слабый голубоватый оттенок.

    РАЗНИЦА МЕЖДУ КАЛЬЦИТОМ И АРАГОНИТОМ | СРАВНИТЕ РАЗНИЦУ МЕЖДУ ПОХОЖИМИ ТЕРМИНАМИ – НАУКА

    В ключевое отличие между кальцитом и арагонитом заключается в том, что кристаллическая система кальцита тригональная, тогда как кристаллическая система арагонита орторомбическая. И кальцит, и арагонит

    В ключевое отличие между кальцитом и арагонитом заключается в том, что кристаллическая система кальцита тригональная, тогда как кристаллическая система арагонита орторомбическая.

    И кальцит, и арагонит представляют собой две разные формы одного и того же соединения, то есть карбоната кальция (CaCO3). Поскольку они представляют собой разные структуры одного и того же химического соединения, мы называем их полиморфами. Однако у них есть отличные физические свойства.

    1. Обзор и основные отличия
    2. Что такое кальцит
    3. Что такое арагонит
    4. Связь между кальцитом и арагонитом.
    5. Сравнение бок о бок – кальцит и арагонит в табличной форме
    6. Резюме

    Что такое кальцит?

    Кальцит – самый стабильный полиморф карбоната кальция. Это карбонатный минерал. Его кристаллическая система – тригональная. Причем в основном он бесцветный или белый, но иногда бывает серым, желтым или зеленым. Блеск этого минерала от стекловидного до жемчужного на поверхностях спайности, в то время как минеральная полоса белая.

    Минерал кальцит имеет значительную твердость; его твердость по шкале Мооса составляет 3. Удельный вес кальцита составляет 2,71. Причем этот минерал может быть прозрачным или непрозрачным. Иногда может проявляться фосфоресценция или флуоресценция. Монокристаллы кальцита обладают двойным лучепреломлением; если мы наблюдаем объект через этот кристалл, он кажется двойным.

    Кроме того, кальцит может растворяться во многих кислотных формах. Точно так же он может растворяться в грунтовых водах. Иногда выпадает из грунтовых вод; однако такие факторы, как температура и pH грунтовых вод, влияют на эти осадки. Кроме того, строительная промышленность является основным потребителем кальцита; они используют этот минерал в форме известняка и мрамора для производства цемента и бетона. Кроме того, микробиологически осажденный кальцит находит множество применений, включая восстановление почвы, стабилизацию почвы и ремонт бетона.

    Что такое арагонит?

    Арагонит – это стабильный полиморф карбоната кальция. Этот минерал образуется в результате выпадения осадков из морской и пресной воды. Кристаллическая структура этого минерала ромбическая. Арагонит в основном встречается в столбчатой ​​или волокнистой формах. Минералы арагонита могут быть разного цвета: белого, красного, желтого, оранжевого, зеленого, пурпурного и др.

    Излом этого минерала субконхоидальный. Его твердость по шкале Мооса составляет от 3,5 до 4,0. Его удельный вес 2,96. Что касается блеска, то на изломах он стекловидный, смолистый. Кроме того, его минеральная полоса белого цвета.

    Что еще более важно, этот минерал термодинамически нестабилен при стандартной температуре и давлении. Следовательно, он имеет тенденцию превращаться в кальцит в масштабе 107 до 108 лет. Это значит; кальцит более устойчив, чем арагонит. При рассмотрении использования этого минерала важно воспроизвести условия рифа в аквариумах. Кроме того, он поддерживает pH морской воды на уровне, близком к естественному.

    Какая связь между кальцитом и арагонитом?

    • Кальцит и арагонит представляют собой полиморфы карбоната кальция.
    • На поверхности арагонит самопроизвольно превращается в кальцит в течение геологического времени.

    В чем разница между кальцитом и арагонитом?

    Карбонат кальция имеет три полиморфа: кальцит, арагонит и фатерит. Ключевое различие между кальцитом и арагонитом состоит в том, что кристаллическая система кальцита является тригональной, тогда как кристаллическая система арагонита является орторомбической.Между кальцитом и арагонитом также есть разница в стабильности. Кальцит – самый стабильный полиморф карбоната кальция. Хотя арагонит также является стабильным полиморфом, он нестабилен, как кальцит.

    Ниже инфографика дает более подробную информацию о разнице между кальцитом и арагонитом.

    Резюме – кальцит против арагонита

    Кальцит и арагонит представляют собой полиморфы карбоната кальция. Ключевое различие между кальцитом и арагонитом состоит в том, что кристаллическая система кальцита является тригональной, тогда как кристаллическая система арагонита является орторомбической. Более того, кальцит более устойчив, чем арагонит.

    Феномен образования живого кальция «арагонита» в воде | Архив С.О.К. | 2005

    Проблема воды и особенностей ее воздействия на различные биологические структуры и процессы уже многие десятилетия привлекает постоянное пристальное внимание со стороны физиков, химиков и биологов. Интерес к этой теме обуславливается уникальным значением воды в биологических системах, где вода наряду с белками и нуклеиновыми кислотами выступает в качестве их обязательной составляющей, а также непременного участника практически всех биологических процессов.

    Вместе с этим одним из важных свойств питьевой воды является ее биохимический и ионный состав, определяющий нормальную жизнедеятельность организма. Это, прежде всего, ион кальция, недостаток которого в организме человека является первопричиной более 150 болезней. (Например, расстройства желудочно-кишечного тракта, мочевыделительной и сердечно-сосудистой систем, остеопороза, кариеса и др.)

    В обычной воде в 99% случаев кальций находится в виде кальцита (из него состоит накипь на чайнике, камни в почках и мочевыводящих каналах), и пользы для человека от него мало, скорее даже вред. Однако в природе существует еще одна кристаллическая модификация карбоната кальция — арагонит, который легко усваивается организмом человека.

    В естественных условиях арагонит встречается крайне редко, и в обычной воде его содержание не превышает 5%. Еще одна отличительная особенность кристаллов — их форма: кальцит — кристалл гексагональной структуры, а арагонит — ромбической. Предъявляя жесткие требования по получению и качеству питьевой воды, современные нормативные документы допускают достаточно широкий разброс в показателях, характеризующих ее жесткость и содержание в ней различных ионов.

    В силу этого, водопроводная вода, даже удовлетворяя требованиям нормативных документов, нередко имеет состав, который может способствовать развитию и усугублению различных патологических состояний. В значительной степени это зависит от источника водоснабжения конкретного региона.

    К числу средств улучшения качеств питьевой воды относятся различные системы фильтрации, позволяющие до определенной степени улучшить качество воды. Как сообщил генеральный директор НПФ «Гейзер» А.М. Фридкин, существуют два метода удаления жесткости воды: истинно умягчающие воду и квазиумягчающие.

    Суть второй группы методов, квазиумягчающих, заключается в обработке воды тем или иным способом, результатом которой является полное подавление процесса выпадения осадка или значительное уменьшение его образования во время нагрева воды, в то время как общая жесткость (ОЖ) ее остается неизменной.

    Достигается результат: введением специальных химических веществ (антинакипинов), связывающих Ca2+ и Mg2+ в растворимые в горячей воде химические соединения; обработкой исходной жесткой воды постоянным магнитным полем, в результате которой снижается количество накипи, оседающей на элементах конструкций нагревательных приборов, а осевший осадок остается рыхлым и легко смывается. Ученым НПФ «Гейзер» впервые в мире удалось получить эффект «квазиумягчения» воды без применения внешнего воздействия или специальных добавок.

    Изменение структуры солей жесткости происходит в процессе очистки воды через фильтрующий материал. Вода, проходя через фильтр, не только очищается от тяжелых металлов, хлора и других составляющих, но и становится полезной благодаря преобразованию кальцита в арагонит. Такой эффект достигается за счет уникальных и во многом необычных свойств фильтрующего материала, состоящего из полимеров с пространственно глобулярной структурой.

    В промежутках между глобулами движется вода, с одной стороны почти не испытывая сопротивления фильтрующего материала, с другой — постоянно меняя траекторию движения. Глобулы сделаны из ионообменного материала, адсорбирующего на себя все вредные ионы (железа, тяжелых металлов и др.). При этом ионы кальция беспрепятственно проходят вместе с водой. В воде соли жесткости находятся в виде метастабильных образований, называемых кластерами. Постоянно возрастающее давление за счет сужения канала при движении кластера сквозь материал вызывает сдвиг химического равновесия в сторону растворения, присутствующего в воде углекислого газа.

    Химическая активность полимера «Гейзер-Арагон» в сочетании с высокоразвитой пористой структурой создают условия для перекристаллизации кластеров из кальцита в арагонит. И в результате вместо 5% легкоусвояемого человеком органического вида кальция— арагонита, содержащегося в обычной воде, образуется 40 % данного минерала. Заместитель директора по науке НПФ «Гейзер», кандидат химических наук Н.Р.

    Гребенщиков ознакомил участников пресс-конференции с результатами исследований, проведенных во Всероссийском институте минерального сырья РАН, подтверждающих данный феномен. Рентгенографический анализ воды свидетельствует о значительном увеличении количества арагонитовой формы карбоната кальция в воде после фильтра «Гейзер-Арагон». О том, как на живые организмы влияет вода, пропущенная через упомянутый выше фильтр, можно судить по результатам эксперимента, проведенного сотрудниками Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (г. СанктПетербург).

    Как сообщил доктор медицинских наук С.М. Ткачук, целью данного исследования было экспериментальное обоснование целесообразности применения фильтрующих систем «Гейзер» для коррекции нарушений минерального обмена организма.

    Исследование проводили на двух группах беспородных белых крыс в течение 28 суток. Животные контрольной группы получали жесткую водопроводную воду из системы водоснабжения г. Гатчины Ленинградской обл. (pH = 7,6, общая жесткость равна 7,6 мг.экв/л, микробиологические и токсикологические показатели соответствовали нормативным), а животные опытной группы — ту же воду, пропущенную через фильтр «Гейзер-Арагон».

    Во время исследования проверялось воздействие потребленной воды на прирост массы тела крыс, их условно-рефлекторную деятельность, гематологические и биохимические показатели, а также на выделительную функцию почек и структуру внутренних органов (печени, почек, надпочечника, семенника, тимуса, селезенки, мозга, сердца, легких).

    В результате эксперимента были установлены различия в биохимических показателях мочи крыс разных групп. Так, у крыс контрольной группы, получавших для питья не фильтрованную воду, было выявлено повышенное содержание в моче белка, а также присутствие в ней кетонов и измененных эритроцитов крови, что свидетельствует о нарушении фильтрационной функции почек.

    При исследовании минерального осадка мочи крыс этой группы было установлено преобладание в нем кристаллов трипельфосфатов, карбоната кальция и цистеина крупного размера, являющихся строительным материалом камней в почках (рис. 3). При исследовании ткани почек под микроскопом было выявлено сужение почечных извитых канальцев и утолщение их стенок.

    В то же время у крыс опытной группы в почках не обнаруживалось подобных изменений, что позволило сделать вывод о снижении риска камнеобразования при употреблении отфильтрованной воды. Так как выделительная система крыс и человека близки по строению, исследователи пришли к заключению, что вода, отфильтрованная через «ГейзерАрагон», может применяться для профилактики мочекаменной болезни в организме человека.

    Специалисты Петербургской Военно-медицинской академии также подтвердили наличие положительного воздействия воды после очистки «Арагоном» на живые организмы и возможность использования фильтра «Гейзер-Арагон» для естественного восполнения дефицита кальция в организме человека. Уникальное открытие специалистов научно-производственной фирмы «Гейзер» запатентовано и нашло свое практическое применение.

    Продукция компании реализуется более чем через 150 дилеров в различных странах Европы. В настоящее время, сообщил генеральный директор НПФ «Гейзер» А.М. Фридкин, в компании обсуждаются условия сотрудничества и совместных исследований с японскими учеными.

    WaterWords-Aragonite

    С 7 октября по 7 ноября Геологическая служба США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), и Глобальный фонд исследования океана (GFOE) изучают глубоководные кораллы. губки и среда обитания рыб у западного побережья США. Пока экспедиция продолжается, позвольте нам служить вашим терминологическим гидом по необычным и иногда труднопроизносимым словам, обитающим в недрах глубоководной науки.

    The WaterWord: Арагонит

    Определение : Так же, как нам нужен кальций для наших костей и зубов, многие морские организмы полагаются на кальций – в форме карбоната кальция – для своих скелетов и раковин. В океане есть две минеральные формы карбоната кальция: кальцит и арагонит. Как теплые, так и холодноводные кораллы-склерактинии, включая глубоководные Lophelia pertusa, , создают свои скелеты из арагонита.

    Этимология: Арагон – из той части Испании, где минерал был впервые обнаружен; -ite, суффикс, используемый для создания существительного, обозначающего камень или минерал.

    Ученые и команда на борту НИС «Атлантис» устанавливают CTD, что означает «Проводимость, температура и глубина». Этот инструмент записывает данные о водяном столбе, когда он опускается до морского дна,

    (Источник: Эрин Хеннинг, USGS / BOEM / NOAA (предоставлено DEEP SEARCH). Общественное достояние.)

    Использование / значение в сообществе наук о Земле: По мере того, как океан поглощает все больше и больше атмосферного углекислого газа, морская вода становится более кислой и доступность биологически важных карбонат-ионов уменьшается.Меньшее количество карбонат-ионов мешает кораллам и организмам с панцирем строить структуру карбоната кальция. Когда состояние насыщения (то есть склонность к растворению) арагонита меньше 1, арагонит может растворяться, что может иметь последствия для глубоководных организмов, которые полагаются на минерал для создания и поддержания своих скелетов и раковин.

    Ученый Геологической службы США Нэнси Прути собирает пробы глубоководной воды в рамках экспедиции EXPRESS 2019

    (Источник: Аманда Демопулос, Геологическая служба США.Общественное достояние.)

    Геологическая служба США Использование: В экспедиции EXPRESS 2019 ученые Геологической службы США ежедневно собирают пробы воды, используя бутылки, прикрепленные к CTD или регистратору проводимости, температуры и глубины. Данные, собранные из этих проб воды, дадут представление о состоянии насыщения арагонитом в районах, окружающих глубоководные кораллы, и будут включены в модели, которые могут помочь предсказать, где находятся глубоководные кораллы.

    Следите за глубоководными открытиями в круизном журнале и в социальных сетях: Facebook и Twitter .

    Образование арагонита в замкнутых пространствах: шаг к пониманию контроля полиморфов

    Карбонат кальция (CaCO 3 ) – один из самых распространенных минералов на Земле; он не только образует горные породы, такие как известняк или мрамор, но также является основным компонентом биоминералов, таких как жемчуг, перламутр морских ракушек и скелеты морских ежей (1). Несмотря на многолетние исследования, полиморфизм CaCO 3 все еще далек от понимания. CaCO 3 имеет три безводные кристаллические формы: кальцит, арагонит и фатерит, с уменьшающейся термодинамической стабильностью в водных условиях окружающей среды (кальцит> арагонит> фатерит) (2).Хотя ватерит в природе встречается редко, кальцит и арагонит часто встречаются в породах или биоминералах (1). Хорошо известным примером является арагонитовая структура перламутра (3), где организация кристаллов приводит к исключительным механическим характеристикам. Однако в синтетических системах эксперименты по кристаллизации генерируют лишь небольшую фракцию арагонита по сравнению с кальцитом в условиях окружающей среды и в отсутствие добавок (4). Итак, как в природе облегчается образование арагонита, особенно в биоминералах? В PNAS Zeng et al.(5) проливают свет на этот вопрос, показывая, что образование арагонита резко ускоряется в замкнутых пространствах.

    В последние десятилетия были предприняты большие усилия для понимания стратегий, используемых организмами для регулирования образования арагонита, и были идентифицированы несколько ключевых факторов. На сегодняшний день наиболее хорошо изучено влияние добавки Mg 2+ . Mg 2+ широко распространен в морской воде и, как ожидается, будет присутствовать при образовании многих морских биоминералов (6, 7).При высоких соотношениях Mg 2+ : Ca 2+ арагонит образуется в качестве основной кристаллической формы вместо кальцита при комнатной температуре. Это недавно объяснили Sun et al. (8), которые показывают, что Mg 2+ может значительно увеличить поверхностную энергию кальцита и повысить его барьер зародышеобразования, в то время как арагонит подвергается гораздо меньшему влиянию. Между тем, нерастворимые органические матрицы и растворимые кислотные макромолекулы, экстрагированные из арагонитообразующих тканей, также в разной степени способствуют образованию арагонита (9, 10).Подробные механизмы эффектов остаются неясными, но в основном их связывают с взаимодействием между кислотными функциональными группами биомакромолекул и минеральными компонентами. Кроме того, сообщалось, что макромолекулярная гидрогелеподобная трехмерная сеть формируется до минерализации перламутра (11), которая может играть роль в процессе кристаллизации, ограничивая кристаллизацию определенными небольшими объемами. Тем не менее, конфайнмент никогда не коррелировал напрямую с образованием арагонита в биоминералах, хотя его способность контролировать ориентацию кристаллов и полиморфизм была показана во многих недавних отчетах (12-15).

    Теперь, Zeng et al. (5) впервые исследовать влияние локализации на образование арагонита. Осаждая CaCO 3 в цилиндрические поры трековых мембран (рис. 1), они исследовали взаимосвязь между размером пор и полиморфизмом CaCO 3 . Поразительно, что в этих наноразмерных ограничениях был обнаружен высокий уровень образования арагонита. При тех же концентрациях Mg 2+ и SO 4 2- в качестве добавок доля арагонита в объемном растворе составила всего 7%, в то время как это значение увеличилось до 69% в порах 200 нм и достигло 100% в Поры 50 нм.При использовании пор еще меньшего размера (25 нм) чистые кристаллы арагонита были получены даже без каких-либо добавок. Более того, арагонит, кристаллизованный внутри этих нанопор, представлял собой в основном монокристаллические стержни, сильно ориентированные вдоль оси c.

    Рис. 1.

    Схема кристаллизации CaCO 3 в цилиндрических нанопорах трековых мембран. В то время как кристаллы, образующиеся в объеме раствора, в основном представляют собой кальцит, монокристаллы арагонита, ориентированные по оси c, образуются внутри нанопор.

    Авторы впоследствии исследовали несколько возможных источников предпочтительного образования арагонита в этих пределах. Известно, что удержание увеличивает время инкубации для зародышеобразования кристаллизации, ингибируя образование термодинамически стабильных фаз (например, кальцита) в пользу метастабильных фаз (13). Однако это вряд ли является причиной образования арагонита здесь, поскольку арагонит редко рассматривается как предшественник кальцита. Расчеты показали, что на реакцию также не влияет изменение скорости диффузии.Следовательно, единственной разумной причиной, способствующей образованию арагонита, по-видимому, является влияние поверхности пор на зарождение кристаллов. Действительно, образование арагонита дополнительно стимулировалось, когда использовались более мелкие поры и создавались более крупные поверхности пор. Zeng et al. (5) предполагают, что поверхность пор может модулировать активность ионов и, таким образом, способствовать образованию арагонита. К сожалению, экспериментальное подтверждение было затруднено из-за трудности прямого измерения ионных профилей внутри нанопор.

    Показав, что чистые монокристаллы арагонита можно синтезировать в условиях окружающей среды, используя только наноразмерные ограничения, работа Zeng et al. (5) предоставляет способ контроля полиморфа CaCO 3 , который, возможно, также может применяться биоминерализующими организмами. В частности, это указывает на важность поверхностных эффектов в контроле образования арагонита. Это также согласуется с вычислительной работой Sun et al. (8) показывает, что присутствие Mg 2+ способствует образованию арагонита за счет модуляции поверхностной энергии кристаллов.Тем не менее, детали механизма, с помощью которого поверхностные эффекты способствуют росту арагонита, пока остаются неизвестными. Поверхностные взаимодействия могут модулировать полиморф CaCO 3 посредством настройки распределения ионов, как это предложено авторами; альтернативно, эффект может быть связан с более низкой межфазной энергией между поверхностью поры и арагонитом по сравнению с кальцитом. Другой интригующий вопрос заключается в том, как удержание способствует образованию ориентированных монокристаллов, о чем также сообщалось для других минеральных систем (14⇓ – 16).Ясно, что будущие исследования кристаллизации в пористых мембранах, вероятно, дадут нам более важные идеи относительно контроля ориентации кристаллов и полиморфизма, которые могут иметь отношение как к синтетическим, так и биологическим системам.

    Между тем, насколько организмы действительно используют наноразмерные ограничения, способствующие образованию арагонита, – это вопрос, требующий дальнейшего обсуждения. Одна интересная система – перламутр, в которой пластинчатые органические матрицы были обнаружены между соседними слоями арагонита толщиной ∼500 нм (17).Поскольку этот размер все еще немного превышает самый большой эффективный размер пор (200 нм), о котором сообщают Zeng et al. (5), вероятно, что помимо ограничения также взаимодействие между минералом и биомакромолекулярной матрицей (9⇓ – 11) играет роль в предпочтительном образовании арагонита в перламутре.

    Аналогичный фундаментальный вопрос остается о том, как ограничение коррелирует с выбором полиморфа арагонита. Zeng et al. (5) показывают, что два основных объемных эффекта ограничения, то есть ингибирование зародышеобразования и ограничение скорости диффузии, не имеют отношения к предпочтительному образованию арагонита, и основная роль ограничения, по-видимому, заключается в усилении поверхностного эффекта.Действительно, при использовании трековых мембран от разных производителей разные полиморфы CaCO 3 образовывались в порах одинакового размера (15). Это было связано с возможными различиями в плотности или конформации химических частиц, выстилающих поры мембраны, поскольку для этих мембран не было обнаружено лишь незначительных различий в шероховатости поверхности и различий в составе. Следовательно, возможно, не только арагонит, но и другие полиморфы CaCO 3 могут быть выбраны путем наноразмерного ограничения с соответствующей химией поверхности.Это, безусловно, может быть стратегия, используемая в биоминерализации, но также потенциально может предоставить новое окно для контроля полиморфизма в синтезе кристаллических материалов. В заключение, результаты Zeng et al. (5) имеют большое значение для понимания контроля полиморфов, в котором недавно были достигнуты некоторые интересные успехи (18, 19), но они все еще находятся в зачаточном состоянии, несмотря на свою важность, в частности, при приготовлении фармацевтических препаратов.

    Благодарности

    Работа поддержана грантом TOP-PUNT Нидерландской организации научных исследований.

    Сноски

    • Автор: Y.X. и N.A.J.M.S. написал газету.

    • Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    • См. Сопутствующую статью на странице 7670 в выпуске 30 тома 115.

    % PDF-1.5 % 1 0 объект > >> эндобдж 4 0 obj / CreationDate (D: 20191212111944 + 08’00 ‘) / ModDate (D: 20191212111944 + 08’00 ‘) /Режиссер /Заголовок () / Ключевые слова () >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Аннотации [44 0 R] / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 45 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 0 >> эндобдж 6 0 obj > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 50 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 2 >> эндобдж 7 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 52 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 3 >> эндобдж 8 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 55 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 4 >> эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 56 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 5 >> эндобдж 10 0 obj > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 57 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 6 >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 59 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 7 >> эндобдж 12 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 61 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 8 >> эндобдж 13 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 64 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 9 >> эндобдж 14 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 66 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 10 >> эндобдж 15 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 68 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 11 >> эндобдж 16 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 71 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 12 >> эндобдж 17 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 73 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 13 >> эндобдж 18 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 75 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 14 >> эндобдж 19 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 77 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 15 >> эндобдж 20 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 79 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 16 >> эндобдж 21 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 81 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 17 >> эндобдж 22 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 83 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 18 >> эндобдж 23 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 86 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 19 >> эндобдж 24 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 88 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 20 >> эндобдж 25 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 89 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 21 >> эндобдж 26 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 91 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 22 >> эндобдж 27 0 объект > / ExtGState> / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 93 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 23 >> эндобдж 28 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 94 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 24 >> эндобдж 29 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 95 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 25 >> эндобдж 30 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 96 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 26 >> эндобдж 31 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 97 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 27 >> эндобдж 32 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842,04] / Содержание 99 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 28 >> эндобдж 33 0 объект > / ExtGState> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / MediaBox [0 0 594.96 842.04] / Содержание 100 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 29 >> эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > эндобдж 40 0 объект > эндобдж 41 0 объект > эндобдж 42 0 объект > эндобдж 43 0 объект > эндобдж 44 0 объект > / F 4 / A> / StructParent 1 >> эндобдж 45 0 объект > транслировать xkU #b $ @} \ 9TRe7f` _nI 1Rj 苿 F_} ۗ ߿ / o_} oXg, J, Rw, Si>} OwyDWk | ڨ O + Su ׵ P :: uzw-b

    Арагонит – поставка органических продуктов

    Почвенные изменения и удобрения

    Процветающее устойчивое сельское хозяйство строится на здоровой почве.Фактически, для органической сертификации требуется план управления почвой. Проведите тест почвы, чтобы определить потребности вашей почвы, прежде чем приступать к программе улучшения почвы. Проконсультируйтесь с вашим местным Cooperative Extension для тестирования в вашем регионе или воспользуйтесь нашей службой тестирования и рекомендаций.

    Поправки в почву, используемые с программой севооборота, компостирования и выращивания покровных культур, могут повысить плодородие, улучшить обработку почвы, повысить устойчивость к болезням, поддержать полезные почвенные микроорганизмы и даже помочь восстановить равновесие в саду и в мире вокруг него.Нормы внесения варьируются в зависимости от типа почвы и результатов испытаний почвы.

    Удобрения обеспечивают азот и другие питательные вещества в форме, легко доступной для растений. Органические удобрения могут обеспечить как немедленное повышение, так и дополнительное долгосрочное плодородие, питая как растения, так и организмы, поддерживающие здоровье почвы. Мы также предлагаем почвенные добавки, которые содержат ограниченное количество доступных питательных веществ для растений, но помогают реминерализовать почву, улучшить структуру почвы или обеспечить долгосрочный источник питательных веществ для растений с медленным высвобождением.Спреи для листвы доставляют питательные вещества непосредственно к листьям и могут повысить устойчивость к болезням и заражению насекомыми.

    Приведенные здесь анализы предоставлены производителями или, если таковые отсутствуют, результатами лабораторных испытаний, проведенных в штате Мэн для нашей последней партии: в анализе питательности натуральных удобрений наблюдается некоторая вариабельность, поэтому рассматривайте эти цифры в качестве ориентира. , а не Евангелие. Удобрения следует использовать в качестве дополнения, а не замены питательных веществ, содержащихся в здоровой почве.Устойчивое развитие требует разработки долгосрочного плана посевов, зеленых удобрений и компостирования.

    Органический сертификат

    Инокулянты, почвенные добавки, удобрения, материалы для животноводства и пестициды имеют маркировку:
    OMRI : Институт обзора органических материалов. Большинство государственных сертификационных агентств, включая MOFGA, принимают одобрение OMRI.
    MOFGA : Проверено и одобрено Службой сертификации Ассоциации органических фермеров и садоводов штата Мэн. Разрешено к использованию на фермах, сертифицированных MOFGA. Проконсультируйтесь с вашим органом по сертификации.
    WSDA : Внесен в список отделом сертификации органических продуктов Департамента сельского хозяйства штата Вашингтон для использования в органическом сельском хозяйстве в штате Вашингтон. MOFGA указала, что они примут продукты из этого списка для своей программы сертификации. Проконсультируйтесь с вашим органом по сертификации.
    Национальный список : однокомпонентные продукты из Списка разрешенных веществ NOP * (подраздел G Закона о производстве органических продуктов питания, разделы 205.601-606). Проконсультируйтесь с вашим органом по сертификации.
    AYC : Спросите своего органа по сертификации. Сертификат не проверял, но активный ингредиент разрешен. Спросите у вашего сертификатора.
    Запрещено : Некоторые из перечисленных нами продуктов не разрешены для органического производства, но мы думаем, что они имеют место в разумном сельском хозяйстве и могут использоваться, когда сертификация не является проблемой.

    Дополнительные доказательства подкисления океана

    Эта карта показывает глобальное распределение насыщенности арагонита на глубине 50 метров.На графике показаны районы, наиболее уязвимые для закисления океана, поскольку они являются регионами с более низкой насыщенностью арагонитом. Арагонит – это минерал карбонат кальция, который моллюски используют для создания своих панцирей.

    Новое исследование под руководством NOAA составляет карту распределения состояния насыщения арагонитом как в поверхностных, так и в подземных водах мирового океана и предоставляет дополнительные доказательства того, что закисление океана происходит в глобальном масштабе. Исследование идентифицирует Северный Ледовитый и Антарктический океаны, а также восходящие океанские воды у западных берегов Северной Америки, Южной Америки и Африки как регионы, которые особенно уязвимы для закисления океана.

    «Эти результаты помогут нам лучше понять и разработать стратегии адаптации к серьезности закисления океана в различных морских экосистемах по всему миру», – сказал Ричард А. Фили, океанограф NOAA и соавтор исследования, которое было принято. для публикации и может быть прочитан онлайн в журнале Американского геофизического союза Global Biogeochemical Cycles .

    Подкисление океана вызвано выбросами человечества в атмосферу.Избыток углекислого газа попадает в океан, вступает в реакцию с водой, снижает pH океана и снижает концентрацию карбонат-ионов, делая воду более агрессивной для морских видов, которым необходимы ионы карбоната и растворенный кальций для создания и поддержания здоровых раковин и скелетов. Состояние насыщения морской воды таким минералом, как арагонит, является мерой способности минерала образовываться или растворяться.

    В новом исследовании ученые определили состояние насыщения арагонита, чтобы нанести на карту регионы, уязвимые для подкисления океана.Воды с более высоким уровнем насыщения арагонитом, как правило, лучше подходят для моллюсков, кораллов и других видов, которые используют этот минерал для создания и поддержания своих раковин и других твердых частей.

    Это исследование показывает, что состояние насыщения арагонитом в водах на глубине менее 328 футов или 100 метров снижалось в среднем на 0,4 процента в год с десятилетия 1989–1998 годов до десятилетия 1998–2010 годов. «Снижение степени насыщения карбонатными минералами, особенно арагонитом, является хорошим индикатором роста закисления океана», – сказал Ли-Цин Цзян, океанограф из Кооперативного института климата и спутников NOAA при Университете Мэриленда и ведущий автор. .

    Наиболее уязвимые районы мирового океана подвергаются своего рода двойному удару. В этих областях глубоководные океанические воды, естественно богатые углекислым газом, поднимаются вверх и смешиваются с поверхностными водами, которые поглощают углекислый газ из атмосферы. Углекислый газ из атмосферы происходит в основном из-за антропогенных выбросов ископаемого топлива.

    «Когда личинки устриц рождаются, они должны использовать энергию своего желтка, чтобы построить свои арагонитовые панцири, чтобы защитить себя от хищников и вырасти в здоровых взрослых особей», – сказал Фили.В воде, обедненной ионами карбоната, молодые устрицы должны тратить больше энергии на построение своей раковины и могут не выжить. Это имеет серьезные последствия для индустрии морепродуктов ».

    Для получения дополнительной информации об этом исследовании см. Климатологическое распределение насыщенности арагонита в Мировом океане в журнале Американского геофизического союза Global Biogeochemical Cycles . Для доступа к данным, использованным в исследовании, см. Архив океанографических данных NCEI.

    Превращение кальцита в арагонит в микритовых известняках Гюмюшеникёй (Тавшанлы, Северо-Западная Турция)

  • Брэди Дж. Б., Маркли М. Дж., Шумахер Дж. К., Чейни Дж. Т., Бьянджарди Г. А. (2004) Псевдоморфозы арагонита в мраморах Сироса под высоким давлением.J Struct Geol 26: 3–9

    Статья Google ученый

  • Chopin C, Beyssac O, Bernard S, Malavieille J (2008) Арагонит-гроссулярные срастания в мраморе эклогитовой фации, Альпийская Корсика. Eur J Mineral 20: 857–865

    Артикул Google ученый

  • Жилле П., Гоффе Б. (1988) О значении залежей арагонита в Западных Альпах. Contrib Mineral Petrol 99: 70–81

    Артикул Google ученый

  • Hacker BR, Rubie DC, Kirby SH, Bohlen SR (2005) Превращение кальцита в арагонит в низкомагнезиальном мраморе: отношения равновесия, механизм превращения и скорости.J Geophys Res 110: B03205

    Google ученый

  • Лю М., Юнд Р.А. (1993) Кинетика превращения поликристаллического арагонита в кальцит: новые экспериментальные данные, моделирование и последствия. Contrib Mineral Petrol 114: 465–478

    Статья Google ученый

  • Liu FL, Xu ZQ, Liou JG (2004) Прослеживание границы между UHP и HP метаморфическими поясами в юго-западном террейне Сулу, восточный Китай: свидетельства минеральных включений в цирконах из метаморфических пород.Int Geol Rev 46: 409–425

    Артикул Google ученый

  • Хорошо AI (1982) Зарождающийся метаморфизм и метасоматоз голубых сланцев в регионе Тавшанлы на северо-западе Турции. Contrib Mineral Petrol 79: 361–367

    Статья Google ученый

  • Хорошо AI, Whitney DL (2010) Голубые сланцы, эклогиты, офиолиты и шовные зоны на северо-западе Турции: обзор и руководство по полевой экскурсии.Офиолити 35: 131–172

    Google ученый

  • Seaton NCA, Whitney DL, Teyssier C, Toraman E (2009) Перекристаллизация мрамора под высоким давлением (Сиврихисар, Турция). Тектонофизика 479: 241–253

    Статья Google ученый

  • Хи Т., Зейдел Э. (1993) Связанная с подъемом история регресса арагонитовых мраморов на западе Крита (Греция). Contrib Mineral Petrol 114: 349–356

    Артикул Google ученый

  • Topuz G, Okay AI, Altherr R, Meyer H-P, Nasdala L (2006) Частичная арагонитизация микритовых известняков под высоким давлением в аккреционном комплексе, зона Тавшанлы, Северо-Западная Турция.J Metamorph Geol 24: 603–613

    Статья Google ученый

  • Включение Mg2 + в поверхностные участки Ca2 + арагонита: исследование ab initio | Progress in Earth and Planetary Science

    Энергия замещения Mg

    2+ для Ca 2+ вблизи поверхности арагонита

    Мы вычислили поверхностные энергии поверхностей арагонита {001}, {010} и {110}, которые обычно выражаются в экспериментальной морфологии.На поверхности {001} группы CO 3 (треугольники) расположены параллельно поверхности, тогда как эти группы перпендикулярны поверхностям {010} и {110}. Недавно Akiyama et al. (2011) определили стабильную структуру поверхности кальцита и арагонита с помощью расчетов методом DFT. Они сообщили, что наиболее стабильной конфигурацией {001} является поверхность с концом CO 3 , где охват ионов CO 3 составляет 0,5. Напротив, наиболее стабильными конфигурациями для {010} и {110} являются плоскости с концевым Ca-концом, в которых покрытие ионов Ca 2+ равно 0.5. Расчетная поверхностная энергия этих стабильных конфигураций составила 0,49, 0,57 и 0,49 Дж / м. 2 для поверхностей {001}, {010} и {110} соответственно (Таблица 1). В расчете позиции всех атомов пластины релаксировали, а поверхностные энергии E прибоя были получены делением разницы между полной энергией плиты E плита и массивный кристалл E объем , включая такое же количество атомов, по общей площади расчетной поверхности A , включающей верхнюю и нижнюю поверхности:

    Таблица 1 Расчетная поверхностная энергия (Дж / м 2 ) поверхностей арагонита

    $$ {E} _ {\ mathbf {surf}} = \ left ({E} _ {\ mathbf {slab}} – {E} _ {\ mathbf {bulk}} \ right) / A.$

    (1)

    Результаты показывают, что поверхности {001} и {110} немного более стабильны, чем поверхность {010}, что согласуется с предыдущими расчетами методом DFT и эмпирическими расчетами потенциала (Akiyama et al. 2011; De Leeuw and Parker 1998). Поэтому мы сосредоточились на поверхности арагонита {001} и {110} и проанализировали энергию замещения Mg 2+ на Ca 2+ . Структуры, рассматриваемые в этом исследовании, показаны на рисунке 1.В первом слое Ca на поверхности {001} есть два типа центров Ca, потому что степень покрытия ионами CO 3 составляет 0,5 в наиболее стабильной структуре этой поверхности. Сайт, помеченный A на рисунке 1 (далее обозначаемый как сайт A), является сайтом, над которым не расположены группы CO 3 , тогда как сайт, помеченный B на том же рисунке (сайт B), аналогичен сайту в основной массе с относительно расположения окружающих ионов CO 3 2−, за исключением отсутствия одного CO 3 2−.Напротив, на поверхности {110} есть два слоя Ca с разной глубиной между слоями CO 3 .

    Рисунок 1

    Расслабленное атомное расположение поверхностей {001} (a) и {110} (b). Красные, коричневые и синие круги обозначают O, C и Ca соответственно. Слои Ca пронумерованы от верхнего к более глубоким слоям – см. Текст относительно [A] и [B] для верхнего слоя Ca на поверхности {001}. Кроме того, есть два типа сайтов во втором и третьем слоях поверхности {001}, которые обозначены [A ‘], [B’] и [A ″], [B ″] соответственно.

    Де Лиу и Паркер (1998) оценили энергию чистых и гидратированных поверхностей и обнаружили, что гидратация не стабилизирует поверхность {001} с концевыми карбонатными группами и, в меньшей степени, поверхность {110} с концевыми кальциевыми группами (Таблица 1). Напротив, поверхность {010} с концевыми кальциевыми группами была значительно стабилизирована за счет гидратации. Поверхностные энергии, рассчитанные в этом исследовании, показывают почти такую ​​же тенденцию. Следовательно, можно считать, что энергии замещения, полученные для негидратированных и гидратированных поверхностей {001} и {110}, имеют схожие характеристики.Таким образом, разумно проанализировать негидратированные поверхности {001} и {110}, чтобы обсудить обменную энергию в водных растворах, тогда как Nada (2014) недавно сообщил о важности водных слоев на поверхности кальцита {104}.

    В водном растворе ионы Mg 2+ окружены молекулами H 2 O и существуют в виде гидратных оболочек (например, Marcus 1987; Rodriguez-Cruz et al. 1999; Bock et al. 2006). Следовательно, чтобы заместить в поверхностный сайт Ca 2+ , атом Mg должен высвободиться из гидратной оболочки.В этом исследовании для двухвалентных катионов в гидратных оболочках предполагался шестикоординированный комплекс, а энергии когезии первичных гидратных оболочек ионов Ca 2+ и Mg 2+ были рассчитаны с использованием метода DFT в качестве эталонов. . Расчетные и экспериментальные значения свободных энергий Гиббса для гидратации (Маркус, 1991) имеют превосходное соответствие 1: 1, как показано на рисунке 2. После обсуждения Сакума и др. (2014) такое соответствие предполагает, что относительная энтальпия связывания первой гидратной оболочки с шестью молекулами воды может описывать относительные свободные энергии двухвалентных катионов в воде.

    Рисунок 2

    Связь между экспериментальной свободной энергией сольватации и энтальпией связывания первой гидратной оболочки. Рассчитаны энергии связи гидратной оболочки с шестью молекулами воды.

    Используя эти результаты, можно выразить энергию Δ E замещения Mg 2+ в поверхностных позициях арагонита Ca 2+ следующим образом:

    $$ \ boldsymbol {\ Delta} E = \ left [ {E} _ {\ mathbf {surface} \ left (\ mathbf {Mg} \ right)} + {E} _ {\ mathbf {гидратация} \ \ mathbf {shell} \ left (\ mathbf {C} \ mathbf { a} \ right)} \ right] – \ left [{E} _ {\ mathbf {surface} \ left (\ mathbf {C} \ mathbf {a} \ right)} + {E} _ {\ mathbf {гидратация } \ \ mathrm {s} \ mathbf {hell} \ left (\ mathbf {Mg} \ right)} \ right], $$

    (2)

    где E поверхность (Ca) и E Поверхность (Mg) представляет собой полную энергию арагонитовой плиты с и без Mg, а E гидратная оболочка (Ca) и E гидратная оболочка (Mg) – энергии гидратных оболочек Ca 2+ и Mg 2+ с 6H 2 O соответственно.Расчетная энергия когезии первичной гидратной оболочки Mg 2+ с 6H 2 O составляет приблизительно -13,8 эВ (1330 кДж / моль), а для Ca 2+ составляет -10,8 эВ (1030 кДж / моль). , что указывает на то, что гидратная оболочка меньшего катиона более устойчива, чем гидратная оболочка большего катиона.

    Для замещения Mg 2+ в позициях Ca 2+ основной структуры арагонита энергия замещения, полученная из уравнения 2 с использованием энергии объема вместо энергии пластины, была рассчитана как 93.1 кДж / моль. Однако энергия замещения для поверхностного узла намного меньше, чем для объема. Будут ли ионы Mg фактически замещать Са, зависит от разности химических потенциалов, включая энтропию, в то время как энтропию иона в водных растворах оценить трудно. Следовательно, отрицательный или положительный знак энергии замещения Δ E не означает, что ионы Mg попадают в кристалл или нет. Однако эти энергии могут предоставить информацию об относительной стабильности Mg в участке вокруг поверхности.Результаты настоящих расчетов показывают, что Mg 2+ может легче замещаться на поверхностных участках, чем в объемной структуре арагонита. На рисунке 3 показана энергия замещения Mg 2+ Δ E для сайта Ca 2+ как функция глубины для границы раздела поверхностей {001} и {110}.

    Рисунок 3

    Энергия для Mg 2+ замещение на Ca 2+ в поверхностных участках арагонита. Энергии замещения показаны как функция глубины от границы раздела поверхностей (a), {001} и (b), {110}. Красные линии показаны при 93,1 кДж / моль, что соответствует энергии замещения Mg 2+ в массивном арагоните. Номера слоев [A], [A ‘], [A ″], [B], [B’] и [B ″] соответствуют энергиям замещения для сайта, показанного на рисунке 1.

    Сначала обсудим поверхность {001} (рис. 3а). Когда Mg 2+ замещает сайт A в первом слое Ca, выше которого не расположены группы CO 3 , энергия замещения почти равна нулю, и Mg 2+ легко включается в сайт A, что согласуется с Расчеты МД (Ruiz-Hernandez et al.2012). Энергия замещения увеличивается, когда Mg 2+ замещается в сайте B, но все еще намного ниже, чем когда он входит в сайт Ca в основной структуре арагонита. Однако для замещения в более глубоких слоях энергии замещения значительно увеличиваются и достигают почти таковой для объемной структуры арагонита. Таким образом, Mg 2+ легко прикрепляется к первому слою поверхности {001}, но в меньшей степени в более глубоких слоях.

    На поверхности {110} энергия замещения Mg 2+ в первом слое Ca почти такая же, как и для сайта B на поверхности {001}, и она быстро увеличивается с замещением в более глубоких слоях. (Рисунок 3b).Однако для этой поверхности даже энергия замещения в позициях Ca в пятом слое меньше, чем для объема. Это говорит о том, что для граней {110} потребуется немного более высокая энергия для ионов Mg 2+ для входа в Са-центр верхнего слоя, тогда как ионы Mg 2+ будут проникать в более глубокие слои легче, чем { 001} лицо.

    Структура поверхностей арагонита с ионами Mg

    2+ в позициях Ca 2+

    Далее были исследованы структуры поверхностей арагонита, содержащие ионы Mg 2+ .На поверхности арагонита {001} ионы CO 3 2- расположены параллельно поверхности; поэтому гибкость движения и вращения ионов изначально кажется более высокой, чем на других поверхностях. На рисунке 4b показана релаксированная структура поверхности {001}, содержащей ионы Mg 2+ в B-узлах первого слоя Ca, где Mg 2+ окружен ионами CO 3 . На рисунке 4 показано, что группы CO 3 перемещаются из исходных положений и поворачиваются на 30 ° в том же направлении.Примечательно, что не только ионы CO 3 2− над ионами Mg 2+ , которые существуют на поверхности, но и группы CO 3 ниже Mg 2+ , которые составляют вторую CO 3 , поверните таким же образом. Расположение ионов CO 3 вокруг атома Mg напоминает структуру кальцита. Чтобы прояснить это, расположение групп CO 3 вокруг ионов Mg показано на рисунке 5. На этом рисунке показано, что группы CO 3 вокруг иона Mg 2+ движутся и вращаются, принимая шестикоординатную геометрию, который представляет собой расположение октаэдра MgO 6 в структуре кальцита.

    Рисунок 4

    Вид сверху на расслабленную поверхность {001} арагонита, где Mg 2+ заменители Ca 2+ . Сравнение структуры поверхности (а) без ионов Mg 2+ и (б) с Mg 2+ , замещающим Са 2+ . Красные, коричневые, синие и оранжевые круги обозначают O, C, Ca и Mg соответственно.[A] и [B] помечены, как на Рисунке 1.

    Рисунок 5

    Детали расположения CO 3 группируется вокруг катиона на верхней {001} поверхности. (a) Ca и (b) Mg в участке B на верхнем слое поверхности {001}. Предположительно, Mg предпочитает шестикоординатную (октаэдрическую) геометрию, как в структуре кальцита.

    Кроме того, поверхность {110} кажется менее гибкой, чем поверхность {001}, потому что группы CO 3 расположены перпендикулярно поверхности {110}.Однако даже в этом случае группы CO 3 перемещаются и вращаются для достижения шестикоординатной геометрии, как показано на рисунке 6. Более того, для поверхности {110}, когда Mg 2+ замещает на сайте Ca, не только в первом, но и в пятом слое Са группы CO 3 также вращаются для достижения шестикоординатной геометрии, но не образуют октаэдров MgO 6 (рис. 7). Это противоположно поверхности {001}, где группы CO 3 не перемещаются для размещения замещения Mg в сайтах Ca около поверхности {001}, за исключением верхнего слоя.Вероятно, это связано с тем, что атомы могут легко перемещаться перпендикулярно поверхности, но менее легко, когда они параллельны ей, потому что размер поверхности фиксирован, даже если толщина слоя не фиксирована. Следовательно, вопреки первому ожиданию, группам CO 3 легче вращаться на поверхности {110}, где атомы легко перемещаются параллельно группам CO 3 . Напротив, на поверхности {001} атомы с трудом перемещаются в длинном направлении, параллельном группам CO 3 , поскольку размер этой плоскости фиксирован.

    Рисунок 6

    Виды сбоку на расслабленную поверхность арагонита {110}, в которой Mg 2+ заменители Ca 2+ . (a) без замещения, (b) замещение во второй слой Ca и (c) замещение во второй слой Ca. Красные, коричневые, синие и оранжевые круги обозначают O, C, Ca и Mg соответственно.

    Рисунок 7

    Детальное расположение CO 3 группируется вокруг Mg на поверхности {110}. Показано расположение групп CO 3 вокруг Mg на участке Ca четвертого слоя на поверхности {110}, что предполагает, что Mg достигает шестикоординатной геометрии, но не образует октаэдры MgO 6 , как в кальците. состав.

    Различия между поверхностями {001} и {110} приводят к различиям в энергии замещения; когда ионы Mg 2+ замещаются в более глубоких слоях Ca, расположение атомов вблизи поверхности {110} более расслаблено, чем у поверхности {001}. Следовательно, энергии замещения для {110} ниже, чем для поверхности {001}. Энергия, полученная при вращении CO 3 , оценивается примерно в 20 эВ путем сравнения энергии замещения для глубоких слоев поверхности {110} и значения замещения в объеме, где CO 3 групп не поворачиваются.

    Результаты показывают, что группы CO 3 у поверхности легко перемещаются и вращаются относительно своего исходного положения. Более того, ионы Mg 2+ сильно отдают предпочтение шестикоординатной геометрии.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.