"Uji Asam" untuk Mineral Karbonat dan Batuan Karbonat

Kalsit: Spesimen transparan kalsit ini menunjukkan pembelahan yang merupakan karakteristik dari mineral tersebut. Kalsit, dengan komposisi CaCO₃, akan bereaksi kuat dengan asam klorida dingin atau hangat. Ukuran spesimen sekitar 10 cm.

Semangat Reaksi Karbonat

Pengamatan yang cermat penting karena beberapa mineral karbonat bereaksi keras dan yang lain hampir tidak bereaksi dengan asam dingin.

Mineral karbonat yang paling sering ditemui oleh ahli geologi adalah kalsit (CaCO₃). Kalsit adalah mineral "di mana-mana". Di mana-mana berarti "ditemukan di mana-mana." Kalsit terjadi pada batuan beku, metamorf, dan sedimen dan merupakan mineral karbonat yang paling umum dijumpai. Jika Anda meletakkan satu tetes asam klorida dingin pada kalsit, seluruh tetes asam akan meletus dengan gelembung dan desis yang kuat akan bertahan selama beberapa detik.

Dolomite CaMg (CO₃)₂ adalah mineral karbonat yang umum dijumpai. Jika Anda meletakkan satu tetes asam klorida dingin pada sepotong dolomit, reaksinya lemah atau tidak diamati. Alih-alih melihat kabut yang jelas, Anda akan melihat setetes asam pada permukaan mineral yang mungkin memiliki beberapa gelembung gas karbon dioksida yang perlahan-lahan tumbuh di permukaan dolomit.

Namun, jika asam hangat ditempatkan pada dolomit, akan muncul desis yang jelas. Ini terjadi karena asam dan batuan bereaksi lebih keras pada suhu yang lebih tinggi.

Jika Anda meletakkan setetes asam klorida pada bubuk dolomit, reaksi yang terlihat akan terjadi. Ini karena luas permukaan telah meningkat, membuat lebih banyak dolomit tersedia untuk asam. (Anda dapat dengan mudah membuat bubuk dolomit dengan menggaruk spesimen dolomit di atas pelat goresan. Kemudian uji bubuk dengan menempatkan setetes asam klorida pada bubuk. Cara mudah lain untuk menghasilkan sejumlah kecil bubuk mineral adalah dengan menggaruk spesimen dengan kuku.)

Mineral karbonat yang berbeda memiliki respons berbeda terhadap asam klorida.Daftar mineral karbonat yang umum dan kadang-kadang ditemukan diberikan pada Tabel 1 dengan komposisi kimianya dan reaksi relatifnya dengan asam klorida dingin dan hangat.

Ketika mineral memiliki respons yang lemah terhadap asam, Anda harus jeli dan sabar untuk melihatnya. Sebagai contoh, magnesit memiliki reaksi yang sangat lemah dengan HCl dingin. Jika Anda mengoleskan sedikit magnesit pada piring bergaris-garis dan meletakkan setetes asam di atasnya, Anda mungkin tidak akan melihat tindakan apa pun selama beberapa detik. Kemudian, ketika gelembung-gelembung kecil mulai terbentuk pada partikel-partikel magnesit, setetes asam akan tampak tumbuh lebih besar dalam ukuran. Itu terjadi ketika karbon dioksida dibebaskan dari mineral dan menggusur air. Mengamati pembentukan gelembung dengan lensa tangan dapat membantu.

Dolostone: Dolostone adalah batuan sedimen yang terutama terdiri dari mineral dolomit, yang memiliki komposisi kimia CaMg (CO₃)₂. Dolomit akan mengalami effervesce lemah dengan asam klorida dingin, menghasilkan beberapa gelembung. Reaksi lebih nyata ketika asamnya hangat dan / atau batu itu menjadi bubuk. Spesimen dalam foto adalah sekitar 10 cm.

Tes Asam pada Batuan

LIMESTONE, DOLOSTONE, DAN MARMER

Beberapa batu mengandung mineral karbonat, dan uji asam dapat digunakan untuk membantu mengidentifikasi mereka. Batu kapur hampir seluruhnya terdiri dari kalsit dan akan menghasilkan fiz yang kuat dengan setetes asam klorida. Dolostone adalah batu yang hampir seluruhnya terdiri dari dolomit. Ini akan menghasilkan desis yang sangat lemah ketika setetes asam klorida dingin ditempatkan di atasnya, desis yang lebih jelas ketika doloston bubuk diuji, dan desis yang lebih kuat ketika asam klorida panas digunakan.

Batu kapur dan doloston bisa menjadi sedikit lebih kompleks. Mereka kadang-kadang terdiri dari campuran kalsit dan dolomit dan memiliki reaksi asam yang menipu. Dolostone dapat mengandung cukup banyak kalsit untuk membodohi Anda sehingga menyebutnya batu kapur. Untuk batuan ini, tes asam mungkin tidak cukup untuk identifikasi yang meyakinkan - tetapi setidaknya Anda akan tahu bahwa batuan tersebut memiliki kandungan mineral karbonat yang signifikan.

Marmer adalah batu kapur atau doloston yang telah bermetamorfosis. Ini akan memiliki reaksi asam yang mirip dengan batu kapur atau doloston dari mana ia terbentuk.

Aplikasi Lain dari "Tes Asam": Ahli geologi dapat menggunakan asam klorida encer untuk membantu mengidentifikasi agen penyemenan batu pasir. Mereka menempatkan setetes HCl encer di batu pasir dan mengamati dengan cermat. Jika kalsit adalah agen penyemenan, efervesensi akan terjadi dan beberapa butir pasir mungkin dibebaskan. Lensa tangan atau mikroskop kecil digunakan untuk melakukan pengamatan. Foto di atas adalah pandangan diperbesar dari sepotong Oriskany Sandstone, sebuah unit batuan usia Ordovisium dari Appalachian Basin yang berfungsi sebagai reservoir gas alam dan unit penyimpanan gas alam. Batu pasir Oriskany sering disemen dengan kalsit.

BATAL LAIN YANG FIZZ

Selalu ingat bahwa "kalsit ada di mana-mana." (Di mana-mana berarti itu ditemukan hampir di mana-mana.)

Banyak batuan mengandung sejumlah kecil kalsit atau mineral karbonat lainnya. Semua ini dapat menghasilkan desis walaupun karbonat hanya sebagian kecil dari komposisi batuan. Batuan ini mungkin mengandung urat kecil atau kristal mineral karbonat yang menghasilkan kabut bersentuhan dengan asam. Vena dan kristal ini bisa sangat kecil sehingga tidak terlihat oleh mata tanpa bantuan. Sejumlah kecil karbonat ini mungkin mendesis ketika pertama kali setetes asam diterapkan tetapi dihabiskan dan tidak mendesis jika asam diterapkan kedua kali ke lokasi yang sama pada batu.

Beberapa batuan sedimen diikat bersama dengan semen kalsit atau dolomit. Batu pasir, batulanau, dan konglomerat terkadang memiliki semen kalsit yang akan menghasilkan desis yang kuat dengan asam hidroklorat dingin. Beberapa konglomerat dan breksi mengandung sejumlah batuan karbonat atau mineral yang bereaksi dengan asam.

Banyak serpih diendapkan di lingkungan laut dan mengandung kalsium karbonat yang cukup untuk menghasilkan fiz asam yang kuat. Serpihan ini terbentuk ketika lumpur diendapkan di lingkungan yang mirip atau berdekatan dengan tempat batu kapur terbentuk. Mereka tersusun dari mineral lempung sedimen yang bercampur dengan sejumlah kecil kalsit. Mereka dikenal sebagai "serpihan berkapur."

Jangan biarkan asam busuk untuk memandu proses identifikasi. Dalam banyak kasus, ini malah akan menambah detail pada pengamatan Anda seperti: "berkapur serpih "atau" batu pasir dengan semen karbonat"Ini adalah informasi berharga.

Cuka dapat digunakan untuk uji asam: Cuka bisa menjadi "asam" yang aman, ekonomis dan mudah didapat untuk mengidentifikasi kalsit dan dolomit. Cuka adalah asam asetat encer yang menghasilkan reaksi yang sangat lemah dengan kalsit dan dolomit - paling baik diamati dengan lensa tangan.

REAKSI ASAM EKSTRIM

Beberapa batu dapat menghasilkan reaksi ekstrem dengan asam klorida. Ini biasanya batuan yang terdiri dari kalsit atau aragonit dengan ruang pori yang melimpah atau area permukaan yang sangat tinggi. Beberapa spesimen kapur, coquina, oolit, dan tufa adalah contohnya. Ketika setetes asam hidroklorat encer ditempatkan pada spesimen ini, erupsi busa asam dapat naik dari batu dan menyebar ke diameter yang tidak terduga. Reaksinya sangat singkat (dan mungkin tidak dapat diulang), tetapi begitu tiba-tiba dan kuat sehingga dapat mengejutkan orang yang tidak berpengalaman. Deskripsi ini hanya untuk satu tetes asam. Jika lebih banyak digunakan, reaksi yang lebih kuat akan terjadi. (Reaksi ekstrem ini tidak akan terjadi pada setiap spesimen batuan ini. Berhati-hatilah saat menguji atau menyajikannya kepada siswa untuk diuji.)

Reaksi yang sangat kuat dari asam klorida dingin dengan spesimen ini terjadi karena batuan sangat berpori atau karena mereka memiliki luas permukaan yang sangat tinggi di bawah setetes asam.

BAHAN TIDAK TERUJI

Kalsit dan mineral karbonat lainnya memiliki ketahanan yang rendah terhadap pelapukan dan dapat diserang oleh asam di perairan alami dan tanah. Saat menguji materi yang telah terpapar di permukaan Bumi, sangat penting untuk menguji materi yang tidak dikawinkan. Permukaan segar biasanya dapat diperoleh dengan memecahkan batu.

DITIPU OLEH POROSITAS!

Beberapa batu keropos dan mengandung reservoir udara. Sejumlah kecil udara yang keluar ke setetes asam dari bawah dapat memberikan reaksi asam yang lembut. Jangan tertipu. Jika Anda meletakkan setetes asam pada beberapa batupasir, beberapa gelembung akan muncul dari ruang pori. Ini bukan semen karbonat. Untuk menghindari masalah ini, goreskan batu di piring beruntun dan uji bubuk atau biji-bijian yang diproduksi.

Cara terbaik untuk belajar tentang mineral adalah belajar dengan koleksi spesimen kecil yang dapat Anda tangani, periksa, dan amati propertinya. Koleksi mineral murah tersedia di Store.

Kontaminasi di Laboratorium Identifikasi Mineral

Ketika siswa diberikan mineral untuk diidentifikasi, dua situasi dapat menyebabkan masalah dengan pekerjaan mereka.

1) Di laboratorium identifikasi mineral, beberapa siswa siap menyebut mineral apa pun yang menghasilkan reaksi asam "kalsit" atau karbonat lain. Namun, kalsit adalah mineral di mana-mana dan sering hadir sebagai bagian intim dari spesimen dan batuan mineral lainnya. Ini dapat menghasilkan reaksi asam palsu. Untuk menghindari kesalahan, siswa harus selalu diingatkan untuk mengkonfirmasi identitas spesimen dengan banyak properti. Jika spesimen mendesis dengan asam tetapi memiliki kekerasan Mohs tujuh dan pecah dengan fraktur conchoidal, maka itu pasti bukan kalsit!

Bergantung pada pengalaman para siswa, spesimen yang sangat benar dengan sifat mereka dapat disajikan ke kelas, atau spesimen dengan beberapa tantangan dapat digunakan. Banyak mineral yang ditemukan di lapangan tidak akan sepenuhnya benar pada sifat-sifatnya. Lebih baik belajar pelajaran itu di lab dan pergi ke lapangan dengan kebijaksanaan.

2) Karena kalsit adalah salah satu mineral indeks dari Skala Kekerasan Mohs, sering digunakan untuk menguji kekerasan spesimen mineral. Ini dapat menempatkan sejumlah kecil kalsit secara potensial pada setiap spesimen yang tidak diketahui di lab! Jangan berasumsi bahwa reaksi asam tunggal benar. Uji spesimen di lokasi kedua jika Anda menduga telah terjadi kontaminasi.

Di laboratorium identifikasi mineral, barit umumnya dikacaukan dengan kalsit karena kontaminasi. Barit mungkin secara alami mengandung sejumlah kecil kalsit, atau pengujian kekerasan dari siswa sebelumnya mungkin telah meninggalkan sejumlah kecil kalsit pada spesimen barit. Siswa sering tertarik pada identifikasi sebagai "kalsit" hanya karena tes asam. Jika mineral itu menunjukkan sedikit pembelahan dan tidak terlalu sulit, maka banyak siswa akan sampai pada identifikasi yang salah.

Membatasi Penggunaan Asam Frivolous di Labs

Sebagian besar siswa tertarik dengan tes asam dan ingin mencobanya. Untuk membatasi penggunaan asam sembrono, siswa harus diinstruksikan untuk menggunakan setetes asam untuk tes dan hanya menguji spesimen ketika diduga dicurigai mengandung mineral karbonat. Jika itu tidak dilakukan, beberapa siswa akan menggunakan asam dengan sembrono. Perilaku ini didorong jika ruang kelas dilengkapi dengan botol asam besar yang diisi ke atas. Namun, jika botol asam kecil dan hampir kosong di awal kelas, siswa biasanya menjatah penggunaan asam untuk jumlah yang sesuai. Botol yang kecil dan hampir kosong membuat asam lebih sedikit tersedia untuk tumpah.

Botol pengeluaran asam: Botol pengeluaran asam kecil bekerja dengan baik untuk uji asam. Mereka mengeluarkan asam satu tetes pada satu waktu dan tidak akan tumpah jika mereka terjatuh. Jika Anda seorang guru yang mengawasi tes asam di ruang kelas, berikan siswa botol-botol kecil yang hampir kosong. Itu akan mengurangi jumlah penggunaan asam sembrono yang mungkin terjadi. Labeli botol dengan jelas dan perintahkan siswa menggunakan asam sebelum membuatnya tersedia.

Pemilihan Botol Asam

Jenis botol yang dipilih untuk mengeluarkan asam itu penting. Toko-toko peralatan laboratorium menjual botol-botol yang dirancang untuk mengeluarkan asam satu tetes pada satu waktu. Tutupnya selalu pada botol ini (kecuali ketika sedang dibersihkan atau diisi ulang), dan mereka tidak menghasilkan tumpahan ketika mereka terjatuh. Botol dengan penutup yang dapat dilepas yang memiliki dispenser bohlam akan sesekali terjatuh ketika tutupnya mati jika digunakan oleh manusia normal.

Botol-botol pengeluaran asam harus terbuat dari plastik kaku dengan bukaan kecil yang memungkinkan asam mudah dikeluarkan satu tetes pada suatu waktu. Botol-botol pengeluaran lembut atau botol-botol dengan bukaan yang lebih besar dapat mengeluarkan sejumlah besar asam dengan perasan yang tidak disengaja.

Sumber Asam Klorida

Asam hidroklorat yang diencerkan menjadi larutan 10% tidak dapat dibeli di sebagian besar komunitas. Tempat terbaik untuk membeli solusi yang disiapkan secara komersial adalah dari perusahaan pemasok laboratorium. Membeli itu siap digunakan adalah cara yang disarankan untuk mendapatkannya. Jangan mencoba untuk menyiapkan solusi Anda sendiri jika Anda tidak tahu persis apa yang Anda lakukan dan memiliki laboratorium yang lengkap. Departemen kimia Anda mungkin dapat membantu Anda memesan asam. Beberapa ahli kimia yang murah hati akan menyiapkan solusi 10% untuk Anda.

Spesimen Mineral sebagai "Barang Habis"

Spesimen mineral yang digunakan dengan benar di kelas sains atau laboratorium perlu sering diganti. Siswa akan menyelidiki mereka dengan uji kekerasan, tes garis, tes asam dan percobaan lainnya. Semua tes ini merusak spesimen dan membuatnya kurang cocok untuk kelompok siswa berikutnya. Agar tes asam tidak mengotori seluruh koleksi Anda, mintalah siswa untuk membilas spesimen setelah pengujian dengan asam dan batasi pengujian hanya jika diperlukan.