Přepočty chemických analýz pro geology chemické analýzy minerálů a hornin •chemická analýza: EMPA, XRF, „mokrou cestou“ • •výsledky chemických analýz jsou uvedeny v hmotnostních procentech –hm.% ukazují hmotnost daného prvku (oxidu) v celku (100) •součet hm.% všech prvků v analyzovaném materiálu by měl být 100 hm. % –pokud není některý prvek analyzován je suma hm. % nižší (H, B, B, Li, C…) –amfiboly ~ 98 hm.%, slídy ~ 96 hm.%, turmalíny ~86-88 hm.%, kalcit ~ 56 hm.%, •suma hm.% reálných analýz 99-101 –způsobeno např. fluktuací přístroje, kvalitou povrchu vzorku atd. –pokud jsou sumy vyšší nebo nižší o 1,5 hm.% a více je třeba zvážit, zda se nejedná o špatnou analýzu hmotnostní zlomek, hmotnostní procento přepočty chemických analýz •pokud analyzujeme kovy, slitiny, sulfidy, chloridy, fluoridy, atd. uvádíme analýzu v • hmotnostních procentech prvků, • protože se všechny prvky analyzují. • • • • •pokud analyzujeme oxidické fáze uvádíme analýzu v • hmotnostních procentech oxidů –měříme pouze obsahy prvků (Si, Al, Fe, atd.), ale kyslík dopočítáme podle stechiometrie – antimonit, M.Kampf, www.mindat.org spessartin, J.A. Freilich, www.mindat.org základní informace •Ar=relativní atomová hmotnost –kolikrát je atom těžší než 1/12 atomu 12C – •Mr=relativní molekulová hmotnost –kolikrát je molekula těžší než 1/12 atomu 12C –Mr(XY)=Ar(X)+Ar(Y) – •n=Látkové množství -vyjadřuje množství látky pomocí počtu částic [mol] –1mol obsahuje tolik částic (atomů, molekul), kolik je atomů ve 12 g 12C –Počet částic v 1 mol udává Avogadrovo číslo NA= 6.023x1023. – •M=Molární hmotnost • – – – –číselná hodnota hmotnosti 1 molu látky –vyjádřená v gramech je rovna Ar či Mr. • přepočty chemických analýz •1 mol Al2O3 obsahuje 2 moly Al a 3 moly O •hmotnost 1 molu Al 26.982 g •hmotnost 1 molu O 15.999 g •hmotnost 1 molu Al2O3 101,96 g – skládá se z 2 x 26,98 g (Al) a 3 x 15.9994 g (Si) • přepočet analýzy minerálu na vzorec analýza [hm. %] vzorec [atom. poměry v rozumných hodnotách] přepočet analýzy minerálu na vzorec •chalkopyrit CuFeS2 •můžeme normalizovat na 2 S, 1 Cu, 1 Fe nebo 4 Cu+Fe+S • hm. % M n g/mol mol-1 normalizace koef. přepočtu výsledek Cu 34.63 63.55 0.5449 1 1.8353 1 Fe 30.43 55.85 0.5449 1 1 S 34.94 32.065 1.0897 2 2 suma 100 2.1794 4 4 přepočty chemických analýz •galenit – PbS –olovo : síře je 1:1 –chemická analýza galenitu – – – – – – –100 g galenitu obsahuje tedy 86,6 g Pb a 13,4 S – prvek hm.% Pb 86,60 S 13,40 suma 100,00 přepočty chemických analýz •wollastonit – CaSiO3 –Ca:Si:O je 1:1:3 –CaO:SiO2 je 1:1 prvek hm.% oxid hm.% Ca 34,5 CaO 48,28 Si 24,18 SiO2 51,72 O 41,32 suma 100,00 suma 100,00 přepočty chemických analýz •galenit PbS •1 mol Pb 207,2 g a 1 mol S 32,065 g •1 mol galenitu 239,265 g • •jak vypočítat teoretickou analýzu galenitu ? • •239,265/100=2,39265 •Pb 207,2 / 2,39265=86,599 •S 32,065 / 2,39265=13,401 • • přepočty bezvodých oxidů •silikáty –forsterit-ferrosilit (Fe,Mg)2Si2O6 –normalizace na 2 Si – • • normalizace na 6 kyslíků • dopočet neanalyzovaných prvků •dopočet neanalyzovaných prvků (OH, CO2, B2O3, BeO, Li2O, H2O) podle stechiometrie •nejprve postupujeme jako např. u bezvodých silikátů až po normalizaci •určíme množství prvku, které chceme dopočítat, na základě stechiometrie nebo na základě valenčního vyrovnání •zpětně vypočítáme hm. % oxidů neanalyzovaných prvků tak, že postupujeme analogicky pozpátku (inverzně) dopočet neanalyzovaných prvků (OH) 2/koef 0.39/počet O v H2O 0.195x mol.hm H2O dopočet OH annit – KFe2AlSi3O10(OH)2 počítáme na: 10 kyslíků + (2 OH = 1 O) = 11 kyslíků dopočet neanalyzovaných prvků (CO2, BeO, B2O3, Li2O) •pokud dopočítáváme neanalyzovaný oxid (ne OH), tak jeho kyslíky při normalizaci nezapočítáváme. •dopočet CO2 např. v karbonátech - dolomit CaMg(CO3)2 •CaO + MgO + 2 CO2 • •dolomit počítáme na 2 kyslíky dopočet neanalyzovaných prvků • • •např. fluorapatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) •5 CaO •3/2 P2O5 •po součtu dostaneme 5 Ca, 3 P a 12,5 O, ve vzorci je ale jen 12 kyslíku •místo ½ O je ve vzorci F, Cl nebo OH •měříme prvky, ale vyjadřujeme je jako oxidy podle valence •pokud jsou přítomny i jiné anionty mino kyslíku (F, Cl), je třeba odečíst část O, které ve skutečnosti valenčně vyváže F, Cl. •vyjadřuje se jako F=-O • •dopočet OH za přítomnosti F, Cl • • • • • • • přepočty s F a Cl při normalizaci počítáme s F a Cl podobně jako s OH flourapatit Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) normalizace na např. 12 O + {(F,Cl,OH)=1/2 O} = 12,5 O PRO MINERÁLY SKUPINY APATITU pokud nám vyšel součet F a Cl menší než 1 apfu, je třeba dopočítat OH pokud nám vyšel obsah P (+Si, As, V, S…) menší než 3 apfu, je třeba dopočítat CO2