O "Teste Ácido" para Minerais de Carbonato e Rochas de Carbonato

Calcita: Este espécime transparente de calcita mostra uma clivagem característica do mineral. Calcita, com composição de CaCO₃, reagirá fortemente com ácido clorídrico frio ou quente. A amostra mede cerca de 10 cm de diâmetro.

O vigor das reações ao carbonato

Observação cuidadosa é importante porque alguns minerais de carbonato reagem vigorosamente e outros mal reagem com ácido frio.

O mineral carbonato mais comumente encontrado pelos geólogos é a calcita (CaCO₃) A calcita é um mineral "onipresente". Onipresente significa "encontrado em toda parte". A calcita ocorre em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares e é o mineral carbonato mais comumente encontrado. Se você colocar uma gota de ácido clorídrico frio na calcita, toda a gota de ácido entrará em erupção com bolhas e um espumante vigoroso durará alguns segundos.

Dolomita CaMg (CO₃)₂ é outro mineral carbonato comumente encontrado. Se você colocar uma gota de ácido clorídrico frio em um pedaço de dolomita, a reação é fraca ou não é observada. Em vez de ver um efervescente óbvio, você verá uma gota de ácido na superfície do mineral que pode ter algumas bolhas de gás dióxido de carbono crescendo lentamente na superfície da dolomita.

No entanto, se o ácido quente for colocado na dolomita, ocorrerá um efervescente óbvio. Isso ocorre porque o ácido e a rocha reagem mais vigorosamente a temperaturas mais altas.

Se você colocar uma gota de ácido clorídrico em dolomita em pó, ocorrerá uma reação visível. Isso ocorre porque a área da superfície aumentou, tornando mais dolomita disponível para o ácido. (Você pode facilmente fazer dolomita em pó coçando uma amostra de dolomita em uma placa de listras. Depois, teste o pó colocando uma gota de ácido clorídrico no pó. Outra maneira fácil de produzir uma pequena quantidade de pó mineral é arranhá-la com uma unha.)

Diferentes minerais carbonáticos têm respostas diferentes ao ácido clorídrico.Uma lista de minerais comuns e ocasionalmente encontrados em carbonato é apresentada na Tabela 1 com sua composição química e sua reação relativa com ácido clorídrico frio e quente.

Quando um mineral tem uma resposta fraca ao ácido, você deve estar atento e paciente para vê-lo. Por exemplo, a magnesita tem uma reação muito fraca com HCl frio. Se você pulverizar uma pequena quantidade de magnesita em uma placa de estrias e colocar uma gota de ácido nela, poderá não ver nenhuma ação por vários segundos. Então, quando pequenas bolhas começarem a se formar sobre partículas de magnesita, a gota de ácido parecerá aumentar em tamanho. Isso ocorre quando o dióxido de carbono é liberado do mineral e desloca a água. Observar a formação de bolhas com uma lente de mão pode ser útil.

Dolostone: Dolostone é uma rocha sedimentar composta principalmente por dolomita mineral, que possui uma composição química de CaMg (CO₃)₂. A dolomita efervará fracamente com ácido clorídrico frio, produzindo algumas bolhas. A reação é mais perceptível quando o ácido está quente e / ou a pedra é pulverizada. O espécime na foto tem cerca de 10 cm de diâmetro.

O teste ácido nas rochas

LIMESTONE, DOLOSTONE E MÁRMORE

Algumas rochas contêm minerais de carbonato, e o teste ácido pode ser usado para ajudar a identificá-las. O calcário é composto quase inteiramente de calcita e produzirá um espumante vigoroso com uma gota de ácido clorídrico. Dolostone é uma rocha composta quase inteiramente por dolomita. Produzirá um efervescente muito fraco quando uma gota de ácido clorídrico frio for colocada sobre ele, um efervescente mais óbvio quando a dolostona em pó for testada e um efervescente mais forte quando o ácido clorídrico quente for usado.

Calcário e dolostone podem ser um pouco mais complexos. Às vezes são compostas de uma mistura de calcita e dolomita e apresentam reações ácidas enganosas. Um dolostone pode conter calcita suficiente para enganá-lo e chamá-lo de calcário. Para essas rochas, o teste ácido pode não ser suficiente para uma identificação confiável - mas pelo menos você saberá que a rocha possui um conteúdo mineral significativo de carbonato.

O mármore é um calcário ou um dolostone que foi metamorfoseado. Ele terá uma reação ácida semelhante ao calcário ou dolostona a partir do qual foi formado.

Outras aplicações do "Teste Ácido": Os geólogos podem usar ácido clorídrico diluído para ajudar a identificar o agente de cimentação dos arenitos. Eles colocam uma gota de HCl diluído no arenito e observam atentamente. Se a calcita for o agente de cimentação, ocorrerá uma efervescência e alguns grãos de areia poderão ser liberados. Uma lente de mão ou um pequeno microscópio é usado para fazer as observações. A foto acima é uma visão ampliada de um pedaço de arenito de Oriskany, uma unidade de rocha da idade ordoviciana da Bacia dos Apalaches que serve como reservatório de gás natural e unidade de armazenamento de gás natural. O arenito Oriskany é frequentemente cimentado por calcita.

OUTRAS ROCHAS QUE FIZZ

Lembre-se sempre de que "a calcita é onipresente". (Onipresente significa que é encontrado em quase todos os lugares.)

Muitas rochas contêm pequenas quantidades de calcita ou outros minerais carbonáticos. Tudo isso pode produzir uma efervescência, embora o carbonato seja apenas uma parte menor da composição de rochas. Essas rochas podem conter pequenas veias ou cristais de minerais carbonáticos que produzem um gás em contato com o ácido. Essas veias e cristais podem ser tão pequenos que não são visíveis a olho nu. Essa pequena quantidade de carbonato pode fracassar na primeira vez que uma gota de ácido é aplicada, mas diminuir e não fracassar se o ácido for aplicado uma segunda vez no mesmo local na rocha.

Algumas rochas sedimentares são unidas com cimento de calcita ou dolomita. O arenito, o siltito e o conglomerado às vezes têm cimento de calcita que produz um espumante vigoroso com ácido clorídrico frio. Alguns conglomerados e brechas contêm clastos de rochas carbonáticas ou minerais que reagem com o ácido.

Muitos folhelhos foram depositados em ambientes marinhos e contêm carbonato de cálcio suficiente para produzir um espumante ácido vigoroso. Esses folhelhos foram formados quando a lama foi depositada em um ambiente semelhante ou adjacente ao local onde o calcário foi formado. Eles são compostos de minerais argilosos sedimentares misturados com uma pequena quantidade de calcita. Eles são conhecidos como "folhelhos calcários".

Não permita que um ácido fizz guie o processo de identificação. Em muitos casos, adicionará detalhes à sua observação, como: "calcário xisto "ou" arenito com cimento carbonático"Esta é uma informação valiosa.

O vinagre pode ser usado para o teste ácido: O vinagre pode ser um "ácido" seguro, econômico e fácil de obter para identificar calcita e dolomita. O vinagre é o ácido acético diluído que produz uma reação muito fraca com calcita e dolomita - melhor observada com uma lente de mão.

REAÇÕES ÁCIDAS EXTREMAS

Algumas rochas podem produzir uma reação extrema com ácido clorídrico. Geralmente são rochas compostas de calcita ou aragonita com espaço poroso abundante ou áreas superficiais extremamente altas. Alguns espécimes de giz, coquina, oólito e tufo são exemplos. Quando uma gota de ácido clorídrico diluído é colocada nessas amostras, uma erupção de espuma ácida pode subir da rocha e se espalhar para um diâmetro inesperado. A reação é muito breve (e pode não ser repetível), mas é tão repentina e vigorosa que pode surpreender uma pessoa inexperiente. Esta descrição é para uma gota de ácido. Se mais for usado, ocorrerá uma reação ainda mais vigorosa. (Essas reações extremas não ocorrerão em todas as amostras dessas rochas. Esteja ciente ao testá-las ou apresentá-las aos alunos para testá-las.)

A reação extremamente vigorosa do ácido clorídrico frio com essas amostras ocorre porque as rochas são muito porosas ou porque possuem uma área superficial muito alta sob uma única gota de ácido.

TESTE MATERIAL INDESEJADO

A calcita e outros minerais carbonatados apresentam baixa resistência ao intemperismo e podem ser atacados por ácidos em águas e solos naturais. Ao testar o material que foi exposto à superfície da Terra, é muito importante testar o material não intempestivo. Uma superfície fresca geralmente pode ser obtida quebrando a rocha.

Enganado pela porosidade!

Algumas rochas são porosas e contêm um reservatório de ar. Pequenas quantidades de ar que escapam para uma gota de ácido por baixo podem dar a aparência de uma reação ácida suave. Não se deixe enganar. Se você colocar uma gota de ácido em alguns arenitos, algumas bolhas emergirão dos espaços dos poros. Não é um cimento de carbonato. Para evitar esse problema, arranhe a rocha em uma placa de raia e teste o pó ou os grãos produzidos.

A melhor maneira de aprender sobre minerais é estudar com uma coleção de pequenas amostras que você pode manipular, examinar e observar suas propriedades. Coleções de minerais baratas estão disponíveis na loja.

Contaminação em laboratórios de identificação mineral

Quando os alunos recebem minerais para identificar, duas situações podem causar problemas em seu trabalho.

1) Nos laboratórios de identificação de minerais, alguns alunos estão prontos para chamar qualquer mineral que produza uma reação ácida "calcita" ou outro carbonato. No entanto, a calcita é um mineral onipresente e está frequentemente presente como uma parte íntima de outras amostras e rochas minerais. Estes podem produzir uma reação ácida falsa. Para evitar ser enganado, os alunos devem sempre ser alertados para confirmar uma identidade de espécime com várias propriedades. Se uma amostra fracassa com ácido, mas tem uma dureza Mohs de sete e rompe com uma fratura concoidal, então certamente não é calcita!

Dependendo da experiência dos alunos, amostras que sejam muito fiéis às suas propriedades podem ser apresentadas à turma ou amostras com alguns desafios podem ser usadas. Muitos minerais encontrados no campo não serão absolutamente fiéis às propriedades. É melhor aprender essa lição no laboratório e entrar em campo com sabedoria.

2) Como a calcita é um dos minerais-índice da Escala de Dureza Mohs, é frequentemente usada para testar a dureza de amostras minerais. Isso pode potencialmente colocar pequenas quantidades de calcita em todas as amostras desconhecidas do laboratório! Não assuma que uma única reação ácida está correta. Teste a amostra em um segundo local se suspeitar que ocorreu contaminação.

Em um laboratório de identificação de minerais, a barita é comumente confundida com a calcita devido à contaminação. A barita pode naturalmente conter pequenas quantidades de calcita, ou o teste de dureza de um aluno anterior pode ter deixado pequenas quantidades de calcita em uma amostra de barita. Os alunos geralmente são atraídos para uma identificação como "calcita" simplesmente por causa do teste ácido. Se esse mineral exibir um pouco de decote e não for muito difícil, muitos estudantes chegarão a uma identificação incorreta.

Limitando o uso de ácido frívolo em laboratórios

A maioria dos estudantes fica intrigada com o teste de ácido e deseja experimentá-lo. Para limitar o uso de ácido frívolo, os alunos devem ser instruídos a usar uma única gota de ácido para o teste e testar apenas as amostras quando houver suspeita de minerais carbonáticos. Se isso não for feito, alguns alunos usarão o ácido frivolamente. Esse comportamento é incentivado se a sala de aula estiver equipada com grandes garrafas de ácido cheias até o topo. No entanto, se as garrafas de ácido forem pequenas e quase vazias no início da aula, os alunos geralmente racionam o uso do ácido em quantidades apropriadas. Garrafas pequenas e quase vazias tornam menos ácido disponível para derramar.

Garrafas dispensadoras de ácido: Garrafas pequenas de distribuição de ácido funcionam bem para o teste de ácido. Eles dispensam o ácido uma gota de cada vez e não derramam se forem derrubados. Se você é um professor que supervisiona o teste de ácido na sala de aula, dê aos alunos pequenas garrafas quase vazias. Isso reduzirá a quantidade de uso de ácido frívolo que poderia ocorrer de outra forma. Rotule os frascos de maneira clara e instrua os alunos sobre o uso de ácido antes de disponibilizá-los.

Seleção de garrafa de ácido

O tipo de frasco selecionado para dispensar o ácido é importante. As lojas de suprimentos de laboratório vendem garrafas projetadas para dispensar ácido uma gota de cada vez. A tampa está sempre nessas garrafas (exceto quando estão sendo limpas ou recarregadas) e elas não produzem derramamento quando são derrubadas. Garrafas com uma tampa removível que possui um dispensador de bulbo de aperto ocasionalmente serão derrubadas quando a tampa estiver desligada, se estiverem sendo usadas por seres humanos normais.

Os frascos de distribuição de ácido devem ser feitos de plástico rígido com uma pequena abertura que permita a distribuição fácil do ácido uma gota de cada vez. Garrafas de distribuição macia ou garrafas com uma abertura maior podem dispensar uma grande quantidade de ácido com um aperto acidental.

Fontes de ácido clorídrico

O ácido clorídrico diluído em uma solução a 10% não pode ser adquirido na maioria das comunidades. O melhor lugar para comprar soluções preparadas comercialmente é de uma empresa de suprimentos de laboratório. Comprá-lo pronto para uso é a maneira recomendada de obtê-lo. Não tente preparar sua própria solução se você não souber exatamente o que está fazendo e tiver um laboratório equipado. Seu departamento de química pode ajudá-lo a pedir ácido. Alguns químicos generosos preparam uma solução a 10% para você.

Amostras minerais como "consumíveis"

As amostras minerais usadas corretamente na sala de aula ou no laboratório de ciências precisarão ser substituídas com frequência. Os alunos os investigarão com testes de dureza, raia, ácido e outros experimentos. Todos esses testes danificam a amostra e a tornam menos adequada para o próximo grupo de estudantes. Para impedir que o teste de ácido impeça a coleção inteira, peça aos alunos que enxaguem as amostras após o teste com ácido e limite o teste apenas quando for necessário.