Kovelin

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Kovelin

Kovelin
Splošno
Kategorija II. razred - Sulfidi
Kemijska formula Bakrov sulfid CuS
Strunzova klasifikacija 2.CA.05 (8. izdaja II/C.22-10)
Klasifikacija DANA 02.08.12.01
Kristalna simetrija Diheksagonalna bipiramida
6/m 2/m 2/m,
prostorska skupina P 63/mmc [1]
Osnovna celica a = 3,792 Å
c = 16,344 Å
V = 203,53
Z = 6
Lastnosti
Barva Indigo modra ali temnejša, običajno zelo iridescentna, medeno rumena do temno rdeča
Kristalni habit Tanki ploščati heksagonalni kristali in rozete, tudi masiven do zrnat
Kristalni sistem Heksagonalni
Dvojčičenje Ne
Razkolnost Popolna na (001)
Lom Neraven
Žilavost Elastičen
Trdota 1,5 - 2,0
Sijaj Polkovinski, ki se nagiba k smolnatemu in motnemu
Barva črte Svinčeno siva
Prozornost Neprozoren, v tankih ploščicah prosojen
Gostota 4,6 - 4,8 g/cm3
Optične lastnosti Enoosen (+)
Lomni količnik nω = 1,450; nε = 2,620 [2]
Dvolomnost δ = 1,170 [2]
Pleohroizem Opazen, temno moder do bledo moder
Tališče 103 °C [3]
Taljivost 2,5
Diagnostične značilnosti Modro obarva plamen, topen v klorovodikovi kislini (HCl)
Topnost Topen v dušikovi kislini (HNO3)
Drugo Sljudast razkol
Sklici [4][5][6]

Kovelin (tudi kovelit) je redek bakrov sulfidni mineral s formalno kemijsko formulo CuS. Mineral je pogost v bakrovih rudah, vendar v majhnih količinah, tako da ne spada med pomembne bakrove rude. Bolj znan je med zbiralci mineralov.

Podobno kot pri piritu je tudi pri kovelinu pripisovanje formalnih oksidacijskih stanj atomom, ki ga sestavljajo, varljivo. Iz njegove kemijske formule bi sklepali, da ga sestavljajta Cu2+ in S2−, iz atomske strukture pa je razvidno, da sta tako baker kot žveplo privzela dve različni geometriji. Mineral je zato najbrž najbolje opisan s Cu2+, S2− in 2Cu+, S22−.

Kovelin se skupaj s halkocitom nahaja v conah sekundarno obogatenih skladov bakrovih sulfidov. Običajno se ga najde kot prevleko na halkocitu, halkopiritu, bornitu, enargitu, piritu in drugih sulfidih. Pogosto se pojavlja kot psevdomorfni substitut v drugih mineralih. Kot vulkanski sublimat se pojavlja zelo redko.

Odkritje in poimenovanje[uredi | uredi kodo]

Mineral je leta 1815 odkril saški oficir Johann Carl Freiesleben v bližnji Sangerhausena in ga imenoval modro bakrovo steklo (nemško: blaues Kupferglas). Leta 1818 ga je nemški mineralog August Breithaupt zaradi značilne barve indiga imenoval bakrov indigo (nemško: Kupferindig). Natančno kemično sestavo minerala je leta 1827 na vzorcu z Vezuva določil Niccolò Covelli. Sedanje ime po Niccolu Covelliju mu je dal leta 1832 francoski geolog in mineralog François Sulpice Beudant.[7]

Struktura[uredi | uredi kodo]

Kristalna struktura kovelina

Kovelin (CuS) spada v skupino binarnih bakrovih sulfidov s splošno formulo CuxSy, v katerih so razmerja Cu:S od 1:2 do 2:1.[8] Čeprav je osnovna struktura kovelina CuS, so raziskave njegove superstrukture, velikega števila združenih molekul CuS, pokazale, da je več kovelinovih posebnih lastnosti posledica ravno teh molekularnih struktrur.[9] V mineralovih superstrukturah so prisotni kationi Cu+ in Cu2+, se pravi da je mineral sestavljen iz ionov Cu+, Cu+2 in S−2.[8]

Nastanek[uredi | uredi kodo]

Kovelin se v depozitih običajno pojavlja kot sekundarni bakrov mineral. Kot primarni mineral se pojavlja redko, še redkeje pa se pojavlja kot vulkanski sublimat. Nastal je s preperevanjem v okoljih blizu Zemljine površine v depozitih, v katerih so primarni sulfidi bakrovi sulfidi. Kot primarni mineral je nastal samo v hidrotermalnih pogojih.

Kovelinova edinstvena kristalna struktura je povezana s pogoji njegovega nastanka. Zgrajen je iz ogrodja ploskev CuS3, ki so ločene z negativno nabitimi ploskvami CuS2. Takšno ogrodje je nastalo v oksidativnih pogojih formiranja. Poskusi, da bi sintetizirali kovelin,[10][11] so pokazali, da je bil podvržen kompleksnemu oksidacijskemu procesu in da je njegov nastanek odvisen od stanja in zgodovine spremljajočih sulfidov, iz katerih je nastal. Poskusi [10] dokazujejo, da bi lahko bil potencialni katalizator za pretvorbo drugih bakrovih sulfidov v kovelin v trdnem stanju amonijev metavadanat (NH4VO3).

Nahajališča[uredi | uredi kodo]

Nahajališča kovelina so v rudniku Calabona v Algheru na Sardiniji (Italija), Boru (Srbija), Salzburgu (Avstrija), Dillenburgu, Hesseju in Sangerhausenu na Saškem (Nemčija), Kedabeku na Kavkazu (Ruska federacija), rudniku Bou-Skour v pokrajini Bou Azzer (Maroko)[5] ter v Montani,[12] Teksasu[13] in New Mexicu[14] (ZDA).

Uporaba[uredi | uredi kodo]

Kovelin je bil prvi odkriti naravni superprevodnik.[15] Superprevodnost z izjemno majhnimi toplotnimi izgubami omogoča zgradba CuS3/CuS2, zato mnogo znanstvenikov poskuša proizvesti sintetični kovelin.[16][17] Gramp in sodelavci so leta 2006 odkrili, da se lahko kovelin proizvede v laboratoriju v anaerobnih pogojih pri različnih temperaturah z bakterijami, ki reducirajo sulfate. Količina na ta način proizvedenega kovelina bi lahko bila velika, vendar bakterije same zavirajo rast kristalov.[18] Poskusi so pokazali, da je za pretvorbo drugih sulfidov v trdnem stanju v kristale kovelina pomembna prisotnost amonijevih vanadatov.[4]

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Webmineral - Covellite
  2. ^ 2,0 2,1 Covellite bei mindat.org
  3. ^ BGIA GESTIS, Kupfer(II)-sulfid, CAS=1317-40-4, datum: 3.12.2007
  4. ^ 4,0 4,1 http://www.mindat.org/min-1144.html Mindat.org
  5. ^ 5,0 5,1 http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/covellite.pdf Handbook of Mineralogy
  6. ^ http://webmineral.com/data/Covellite.shtml Webmineral data
  7. ^ Covellin bei Thomas Witzke, eingesehen am 21. Oktober 2008
  8. ^ 8,0 8,1 Siew Wei Goh, Alan N. Buckley, Robert N. Lamb (2006). "Copper(II) sulfide?". Minerals Engineering 19 (2): 204–208. doi:10.1016/j.mineng.2005.09.003. 
  9. ^ Putnis, A., Grace, J. and Cameron, W.E. (1977). "Blaubleibender covellite and its relationship to normal covellite". Contributions to Mineralogy and Petrology 60 (2): 209–217. doi:10.1007/BF00372282. 
  10. ^ 10,0 10,1 Simonescu, C.M., Teodorescu, V.S., Carp, O., Patron, L. and Capatina, C. (2007). "Thermal behaviour of CuS (covellite) obtained from copper–thiosulfate system". Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 88 (1): 71–76. doi:10.1007/s10973-006-8079-z. 
  11. ^ Ghezelbash A, Korgel BA. (2005). "Nickel sulfide and copper sulfide nanocrystal synthesis and polymorphism". Langmuir 21 (21): 9451–9456. doi:10.1021/la051196p. PMID 16207021. 
  12. ^ Cook, R.B., Covellite: Summitville, Rio Grande County, Colorado. Rocks & Minerals, str. 296-300. 2006.
  13. ^ Rocks & Minerals 81: str. 296-300
  14. ^ Emmons, W. H., The Enrichment of Ore Deposits, Bulletin 625, United States Geological Survey, 1917, str. 193
  15. ^ Benedetto, F.D., Borgheresi, M., Caneschi, A., Chastanet, G., Cipriani, C., Gatteschi, D., Pratesi, G., Romanelli, M., Sessoli, R. (2006). "First evidence of natural superconductivity". European Journal of Mineralogy 18 (3): 283–287. doi:10.1127/0935-1221/2006/0018-0283. 
  16. ^ Chunyan Wu, Shu-Hong Yu, and Markus Antoniette (2006). "Complex Concaved Cuboctahedrons of Copper Sulfide Crystals with Highly Geometrical Symmetry Created by a Solution Process". Chemistry of Materials 18 (16): 3599–3601. doi:10.1021/cm060956u. 
  17. ^ Nava, Dora , Gonzalez, I, et al. (2006). "Electrochemical characterization of chemical species formed during the electrochemical treatment of chalcopyrite in sulfuric acid". Electrochimica Acta 51 (25): 5295–5303. doi:10.1016/j.electacta.2006.02.005. 
  18. ^ Gramp, J.P., Sasaki, K., Bigham, J.M., Karnachuck, O.V., Tuovinen, O.H. (2006). "Formation of Covellite (CuS) Under Biological Sulfate-Reducing Conditions". Geomicrobiology Journal 23 (8): 613 – 619. doi:10.1080/01490450600964383.