Trona

Trona
Categoria  V  : carbonatos e nitratos
Imagem ilustrativa do artigo Trona
Cristais Trona
Em geral
Aula de strunz 5.CB.15

5 CARBONATOS (NITRATOS)
 5.C Carbonatos sem
  ânions adicionais, com H2O 5.CB Com grandes cátions (carbonatos alcalinos e alcalino-terrosos)
   5.CB.15 Trona Na3 (CO3) (HCO3) • 2 (H2O)
Grupo Espacial I2 / a
Grupo de Pontos 2 / m
Aula da dana 13.1.4.1

Carbonatos
13. Carbonatos de ácido

13.1.4.1 Trona Na 3 CO 3 (HCO 3 ) 2H 2 O
Fórmula química C 2 H 5 Na 3 O 8Na 2 (CO 3 ) • NaH (CO 3 ) • 2 H 2 Oou Na 3 H (CO 3 ) 2 • 2 H 2 O
Identificação
Massa da forma 226,0256 ± 0,0044 amu
C 10,63%, H 2,23%, Na 30,51%, O 56,63%,
Cor incolor, branco a cinza, amarelo claro a amarelo branco a cinza, branco acinzentado ou amarelado, às vezes rosado, mais ou menos acastanhado pálido
Classe de cristal e grupo espacial grupo de pontos 2 / m, prismático e monoclínico,
grupo espacial I2 / a
Sistema de cristal monoclínico
Rede Bravais a = 20,49  Å  ; b = 3,49  Å  ;
c = 10,33  Å  ; β = 106,45 °; Z = 4; V = 705,92  Å 3
Decote perfeito em (100), perfeito nos traços seguindo ( 1 11) e (001), indistinto em (111).
Pausa irregular, desigual a (sub ou semi) concoidal (material quebradiço com fratura quebradiça)
Habitus cristais prismáticos alongados (agulhas de até 2 cm) ou tabulares (comprimidos prismáticos); cristais apontando em geodos; aglomerado de cristais em forma de agulha, alinhados ou às vezes divergindo de um centro, em camadas; aglomerados ou agregados cristalinos, fibrosos e compactos; massas fibrolamelares ou colunares escavadas em cavidades; crostas cristalinas; massas cavernosas, miarolíticas , com cavidades estratificadas separadas umas das outras, por um fundo de cristais em forma de agulha, às vezes recobertos por cristais neógenos menores, em aglomerados; rocha evaporada com estrutura estratificada, variedades fibrosas ou colunares.
Facies depositar em um leito maciço (estrutura estratificada), mas mais frequentemente em flores disformes em solos desertos alcalinos, camada pulverulenta nas paredes ou na superfície do solo
Escala de Mohs 2,5 a 3
Linha branco (poeira incolor)
Brilhar vítreo, brilhante a brilhante
Propriedades ópticas
Índice de refração cristais poliaxiais nα = 1,412
nβ = 1,492
nγ = 1,540
Birrefringência biaxial negativo δ = 0,128
2V = 72 ° (medido)
2V = 70 ° (calculado)
Dispersão 2 v z ~ dispersão relativamente forte ρ <ν
Fluorescência ultravioleta ligeiramente esverdeado ou verde-amarelado sob irradiação UV, luminescência às vezes branca ou azul
Transparência transparente para translúcido
Propriedades quimicas
Massa volumica 2,12 a 2,14 g / cm³
Densidade 2,11 a 2,17 (2,11 a 2,14)
Temperatura de fusão pode decompor-se acima de 100 ° C (a ser verificado) ° C
Fusibilidade fácil
Solubilidade muito solúvel em água, solúvel em ácidos com efervescência
Comportamento químico sabor alcalino, trona é estável ao ar seco, não higroscópico
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário.

O trona , ainda chamado de urao em espanhol , tronita em diretórios mineralógicos ou sesquicarbonato de sódio di-hidratado para ex-químicos, é uma espécie mineral rara na Europa, mas bastante comum em desertos e regiões outrora áridos, correspondendo a uma combinação natural de carbonato de sódio , de sódio bicarbonato e teor de água , de fórmula química Na 2 (CO 3 ) • NaH (CO 3 ) • 2H 2 O, abreviado como Na 3 H (CO 3 ) 2 • 2 H 2 OEste mineral carbonático do grupo da malaquita monoclínica , um componente da rocha carbonática evaporita homônima, que possui uma clivagem perfeita com brilho vítreo e não se deteriora com o ar seco, é muito solúvel em água.

Também está presente em gases de escape e depósitos de fumarolas .

Mineral e mineral de soda e sódio , tenro, quebradiço e leve, tem um sabor alcalino ou um sabor alcalino forte. Eles representam uma fonte de carbonato de sódio e bicarbonato de sódio para a indústria. De fato, o trona pode aparecer como uma mistura estequiométrica desses compostos mono-hidratados Na 2 CO 3 • H 2 O e NaHCO 3 • H 2 O.

Denominação e geótipo

O mineral trona foi descrito a partir de amostras coletadas em Fezzan e batizado em 1773 pelo cônsul sueco Bagge, residente em Trípoli . Observe que o material havia sido descrito na mineralogia com a expressão latina alcali oriental impurum terrestre ( alcalóide terrestre impuro e oriental) por Wallerius de 1747. O nome viria do árabe dialetal, designando pela abreviatura de natriïn um sal evaporito e em particular o natrão alcalino .

Além de uma alteração do natriin árabe que significa "sal", pode ser uma adaptação do termo natron (a), do natron arabizado egípcio denotando soda alcalina , ou seja - digamos o natron , um termo que também foi usado para nomear a região desértica, bem como o condado e a cidade americana de Trona na Califórnia , onde é bem observada. Observe que as centenas de formações de tufo calcário proeminentes , conhecidas como pináculos de Trona , referem-se primeiro a esta terra desértica, especialmente aos antigos fundos secos do Lago Searles. Mas Natrona é um topônimo, nome genérico de localidades americanas, baseado no país egípcio Natrona , conhecido desde a Antiguidade por este recurso mineral.

Johan Gottschalk Wallerius , que descreveu o natron e o trona na mineralogia em 1747, propôs em 1759 uma classe de álcalis terrestres, sob o nome preciso de alcali oriental impurum terrestre . Além do natrão e do trona, Wilhelm Ritter von Haidinger acrescentou a termonatrita em 1845. Enquanto isso, Boussingault notou antes de 1826 que o mineral corresponde ao urao comercial, explorado nas terras áridas americanas.

Alfred Lacroix , na Colonial Revue , opus citado, especifica ainda que a grande maioria das amostras que foram trazidas de volta para ele dos múltiplos lagos de natrão do deserto africano, em particular do Sudão e nas proximidades do Lago Chade, eram apenas cristais .ou massas de trona, embora seus nomes vulgares ou comerciais os colocassem na categoria de natrão.

Cristaloquímica e cristalografia

As formas observadas são (001), (100), (101), ( 3 02), (111), ( 1 11), (211). Eles podem formar pirâmides pontiagudas. Os cristais alongados em (010) e, incidentalmente, em (201), ( 3 01), (211), ( 2 11), (411), estriados ao longo da borda da zona [(001), (100)] achatados em plano (001), às vezes pode ser comparado a uma morfologia de "epidoto". Cristais neógenos são achatados ao longo do plano (001), mas também terminados em pirâmides afiadas com faces curvas.

A clivagem (100) é perfeita, o brilho vítreo é muito vivo de acordo com o plano de clivagem.

Os cristais agulha, muito frágeis, alongados e muitas vezes achatados, podem atingir um comprimento de 2 cm a 10 cm, agrupam-se em cachos, em esteiras ou divergem de um centro. Eles apontam para as geodos. Formam massas granulares compactas ou friáveis, fibro-lamelares ou colunares, que encerradas nas cavidades podem apontar em rosetas.

Participa de um grupo mineral descritivo de carbonatos solúveis em água sem ânions estranhos, cujos outros membros são baylissita, calconatronita ou natronita de cobre, gaylussita, pirssonita, natrão e termonatrita. É freqüentemente chamado de acordo com os dois últimos termos, grupo natron-termonatrita .

Propriedades físico-químicas características do mineral

O mineral natural é fixo e estável ao ar seco. A análise química por peso dá em massa 41,14  % de Na 2 O, 38,94  % de CO 2 e 19,92  % de H 2 O. Observe que as análises de trona, mesmo o mineral comercial mais puro e seco, geralmente mostram traços de areia, sal de cozinha ou tenardita . Por exemplo, Alfred Lacroix dá uma composição global em massa de 39,41  % de Na 2 O, 39,58  % de CO 2 e 19,52  % de H 2 O e 1,49  % de impurezas, incluindo 0,53  % de areia (sílica impura), 0,46  % de NaCl ou halite, 0,44  % Na 2 SO 4 ou tenardita, 0,05  % Ca 2 CO 3 , 0,01  % Fe 2 O 3 . Os cristais são transparentes a translúcidos. Sua ruptura com um brilho vítreo brilhante é irregular a subconcoidal. A densidade é maior que 2,1, a linha permanece branca se a poeira for incolor.

O mineral derrete facilmente. Quando colocado em um tubo fechado e aquecido, a água é liberada da estrutura mineral, antes que o dióxido de carbono CO 2 seja liberado . Aquecido com uma tocha, o mineral muito derretível dá à chama um amarelo intenso, um indicador característico do íon sódio.

O mineral é muito solúvel em água. Isso torna a água alcalina. É atacado por ácidos fortes que o dissolvem facilmente com efervescência. Uma dessas propriedades intrínsecas banais, ou seja, não altera o ar seco, explica sua onipresença nos desertos, em particular neutros ou alcalinos. No entanto, as amostras devem ser mantidas em um ambiente fechado.

O sabor é alcalino ou lixívia, assim como o natrão ou a termonatrita.

Trona difere de outros carbonatos alcalinos solúveis em água, não apenas por suas propriedades ópticas e cristalográficas, mas também por sua fixidez no ar seco enquanto o natrão se fragmenta no ar seco.

Rocha evaporita típica

A rocha, incolor a cinza, às vezes branco-amarelado, apresenta uma fácies maciça e uma estrutura estratificada, característica de rochas evaporíticas, formada em depósitos de sal lacustres. Deve, em princípio, conter uma grande proporção do mineral trona, pelo menos metade em massa.

A rocha é formada em grandes depósitos que surgiram após a evaporação das margens de grandes lagos de sal, em climas desérticos, por exemplo no Norte da África ou Egito, na África Oriental , no deserto da Ásia Central , no Irã , na Mongólia , no centro ou nas margens do deserto da América do Norte , por exemplo, em Wyoming , Nevada , Califórnia , mas também no México, na América do Sul, por exemplo, na Venezuela . Também está presente na forma de camadas pulverulentas nas paredes das minas ou em eflorescências na superfície do solo desértico. Nesse caso, cristais em prismas alongados e tabulares são raros. Pode formar florações contínuas em solos de regiões áridas.

O mineral e a rocha já são conhecidos dos europeus, mas sob o nome químico de sesquicarbonato de sódio duplamente hidratado, pelos químicos franceses da escola de Lavoisian, participando da missão científica que acompanhou a expedição ao Egito em 1799. Os químicos Nicolas Conté e Claude Berthollet , meticuloso observador de lagos salgados ou capturas endorreicas de água salobra, postula que este material mineral químico provém de uma ligeira deterioração em meio ácido, precedida ou seguida de secagem, do natrão.

Foi descoberto em 1863 no condado de San Bernardino, no sul da Califórnia, pelos irmãos Searles, John e Dennis, precisamente no vale Panamint, que forma um sistema de drenagem que abrange o "deserto de banco de lama". O conjunto faz parte da região do Lago Searles  (no) , ainda periodicamente alagado mais ou menos precário e continua a formar rochas evaporíticas salinas ou por evaporação de água. Trona é a cidade desta região. O mineral e a rocha passam a ter este nome porque os irmãos, após terem inventariado os recursos minerais a partir de 1862, iniciaram a exploração do bórax em 1873.

Em Searles Lake, às vezes está intimamente associado com halita ou cristal de cloreto de sódio , gaylussita , bórax ...

Gitologia e associação do trona

Trona é uma característica mineral dos produtos da evaporação de lagos, geralmente de água salobra, de regiões desérticas.

O Sr. Courtet, participante da missão Chari-Chade, estudou a ordem de cristalização dos sais durante a secagem das lagoas. Por exemplo, na lagoa Kanem em Grand Baissé, a primeira crosta acessível nas bordas consiste em trona e, em seguida, em uma mistura de trona-tenardita, a última predominando rapidamente com cloreto de sódio. O Sr. Chataud mostrou no lago Owens, na Califórnia, a primeira precipitação massiva de trona, depois de uma mistura de tenardita e halita. Tanto nos casos americanos quanto nos africanos, o licor-mãe tem dificuldade de cristalizar. Dependendo da estação, pode conter carbonato de sódio, vários sais de potássio ou magnésio, ácido bórico ou boratos.

A camada de trona, muitas vezes abundante e espessa, por vezes rente ou mesmo interposta entre lamas salgadas, permite a colheita de finas amostras apreciadas pelos coletores. Mas, na maioria das vezes, são sais que florescem acima de tanques salgados. Este é também o resultado da velha técnica de recuperação por evaporação controlada.

Em lagos alcalinos, o trona está geralmente associado ao natrão, termonatrita, halita, glauberita, tenardita, mirabilita, gesso. Está associada a shortite, northupite, bradleyite, pirssonite nas formações geológicas do Green River em Wyoming .

O trona, um mineral em ambientes alcalinos, está quase sempre associado ao natrão, halita, tenardita ... entre outros evaporitos desses ambientes como bradleyita , glauberita , mirabilita , northupita , pirssonita , shortita , termonatrita ou gesso.

Depósitos abundantes

O maior depósito do mundo, localizado em Wyoming, no condado de Sweetwater , distrito de Green River , tem 23 bilhões de toneladas de reserva; o primeiro depósito do Oriente Médio, com uma reserva de 1 a 2 bilhões de toneladas, está localizado na Turquia, em Beypazarı , cerca de cem quilômetros a noroeste de Ancara . Este minério, purificado, seco pode ser calcinado: o operador industrial obtém assim soda ou carbonato de sódio anidro, Na 2 CO 3 .

Os depósitos do oeste americano são vastos nas regiões desérticas salgadas. Isso inclui os distritos de Searles Lake, Borax, Fallon, a cadeia a oeste do corredor que conecta Mono Lake ao Vale da Morte e a parte do deserto de San Bernardino County passando pelo Owens Lake , especialmente em Oregon e Califórnia, nos Estados Unidos, Lake Goodenough em British Columbia (Canadá), Lago Texcoco no México, Groenlândia ...

Também é encontrado na África nas regiões desérticas salgadas, por exemplo Bilma na Líbia , a terra da antiga Memphis ( Mit Rahina ) perto do vale do Nilo no Egito , mas também no Sudão , no Chade perto do Lago Chade em Kanem , perto do Lago Magadi no Quênia , Uganda, Namíbia , perto de Otawi (salina de Otjiwalundo), associada à halita em Uganda no Lago Katwe, África do Sul , ...

Na Ásia, o trona é comumente observado nos desertos alcalinos ou nos lagos salgados da Mongólia e Tibete , Irã , China, Turquia ... Na América do Sul, é comum em áreas desérticas antigas na Argentina, Bolívia, Chile, Venezuela ...

É mais raro na Europa, mas é conhecido na Itália, República Tcheca, Alemanha e Suíça, Hungria, Ucrânia, Rússia ... O trona às vezes é muito comum em certas partes da Austrália.

Depósitos no Saara, África Oriental e Sudanesa antes de 1905

Sob o nome genérico e francês de natronière , havia um grande número de depósitos explorados pelas populações locais.

No Saara argelino , o setor Tonat, a noroeste perto do Ksar de Oued Mansour, os distritos de Tasfaout-Fenurin ou Akabli tinham recursos significativos em trona. Citemos no Fezzan , no sul da Tripolitânia , a antiga exploração pelos caravanistas do sítio de Mourzouk.

Perto do oásis de Bilma , o sal NaCl, a tenardita e o trona foram explorados intensamente de acordo com Dirkoy.

Em Borkou , os chamados depósitos Kirdimmi, 30 km ao sul de Faya, Timmeren 5 km ao sul de Galaka, ou Wouti Sironac foram explorados durante a Belle Époque , permitindo a exportação distante para Ouadaï e Darfur . O primeiro depósito Kirdimmi parecia uma pedreira real, revelando massas cristalinas compactas e finas, às vezes com uma infinidade de pequenos cristais.

No Sudão francês , a água dos poços de Toro Natroné era intragável em Fatmé, a água tinha as mesmas características em Egueï ou Bon Magnem. Em Bahr-el-Gazal, apenas os poços de Salal Akranga e Youmaro foram natronados. Foi fácil entre 1890 e 1900 obter flores de trona em finas agulhas.

Em Kanem , eram conhecidos poços de natron em Léïné, perto da aldeia de Seresa, em Tinné a 15 km de Tiguéï, em Lechgour ou Asfor perto de Rig Rig. O trona era visível à superfície do solo, e em particular ao oeste para Bouindé em placa de alguns centímetros.

Entre o Chade e Kanem, existiam alguns depósitos de trona no país de Foli. A localidade de Kilbouram entregou as amostras de coleta.

A região de Ouassadou é conhecida pelo lago Natronée do Grand Baissé. Mais a leste, a lagoa da Redema pode ser usada como depósito de trona no período de seca.

Alfred Lacroix estudou em 1905 documentos da missão Foureau et Moll nas regiões a oeste do Chade, notadamente Demagherin e Mangá Ocidental. Uma região salina em forma de triângulo aparece entre o Lago Chade e Zinder. Os locais de Ouacha no sudeste de Zinder em Demagherin, Kakara e Adeber no país de Manga são os pontos de demarcação notáveis. A areia do deserto é coberta por lagoas após o inverno, a secagem das superfícies deixa crostas cristalinas à base de trona, tenardita e halita ou sal-gema. Os principais centros de exploração, por evaporação artificial, são então Gourselick, Adeber e Ouacha. Neste último local, a camada de trona muito pura, bastante espessa, permite uma fácil recolha de amostras finas.

Coleção

Existem cristais finos, principalmente agulhas ou tabulares, para coleta em Borax (Califórnia) e Soda Lake (Nevada). Também é encontrado nas cavidades das lavas do Vesúvio.

Usos

É utilizado na fabricação de refrigerante ou carbonato de sódio. O processo industrial do trona iniciado em 1952 nos Estados Unidos eclipsou em muitos lugares o processo Solvay , em particular por volta de 1985 nos Estados Unidos.

A tradição africana tem usado na construção, o que ainda é o caso no Egito. Os usos no Sudão cobriam praticamente uma grande proporção dos antigos usos do natrão. Era usado na medicina, na cosmética, na limpeza (detergente) e na tinturaria, na fabricação de tabaco, no cuidado de animais ou na arte veterinária tradicional.

Referências

  1. A classificação dos minerais escolhida é a de Strunz , com exceção dos polimorfos da sílica, que são classificados entre os silicatos.
  2. massa molecular calculada de "  pesos atômicos dos elementos 2007  " em www.chem.qmul.ac.uk .
  3. O Larousse do XX th  século de Claude Augé designa como um carbonato de sódio hidratado naturais ou hidróxido de sódio, e Urao é um sinónimo aceite em francês. O sesquicarbonato de sódio é o sal duplo do carbonato de sódio e do bicarbonato de sódio.
  4. Bagge, Svenska Vetenskapsakademien, Estocolmo, Handlingar 35, 1773, página 140
  5. JG Wallerius, Mineralogia, eller Mineralriket. Estocolmo, 1747, página 174.
  6. Antes da tradição árabe, existia o mundo grego helenizado, herdeiro parcial do antigo Egito, antes de ser parcialmente romanizado. A Greco-romana prazo NITRUM cobre os significados do copta nter , isto é do natron ou alcalino mineral dos Antigos. O mineralogista Rupert Hochleitner relaciona ao verbo grego nipto "lavar" para destacar um uso principal do sabão em pó ou limpeza de purificação básica.
  7. Boussingault, Annales des mines: 12: 278 (1826). Ele prefere nomear o mineral urao porque o termo trona é muito mais recente.
  8. O trona ferve em ácidos .
  9. Está, portanto, associado a halita , gesso , bórax , dolomita , glauberita ou silvita . As peças maciças geralmente também têm uma aparência fibrosa, não muito compacta com vazios.
  10. Às vezes pode ser confundido com rocha de natron, cuja definição simples termina na eflorescência natronous. Observe que as denominações são tanto geológicas quanto culturais. O trona ou o uro prevalecem respectivamente para a América nórdica e a América Latina, enquanto o natrão freqüentemente permanece africano. O mineral trona, mais estável, é no entanto muito mais abundante do que o mineral natrão ao nível do concreto.
  11. Esta rede hidráulica, temporária, está ativa no Pleistoceno , de 1,8 milhões a - 10.000 anos.
  12. M. Flamand, Geology of Oued Saoura , Algiers, 1897, página 129.
  13. Freydenbach, Chad and the Chari Basin , opus citado

Bibliografia

Veja também

links externos