Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Кафедра химической техники и инженерной экологии

И.В. Сеселкин

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

по дисциплине «Науки о Земле» (основы геологии) для студентов направления 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

г. Барнаул 2021 г.

Сеселкин И.В. Лабораторный практикум по дисциплине «Науки о Земле» (основы геологии) для студентов направления 18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» /Алт.гос.техн.ун-т им.И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2021. – с.

Материалы лабораторного практикума рассмотрены и одобрены на заседании кафедры ХТ и ИЭ. Протокол № 2021 г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………...4

Лабораторная работа 1…………………………………………………….. 5

Лабораторная работа 2…………………………………………………….. 8

Литература…………………………………………………………………..12

Введение

Образовательным стандартом учебной дисциплины «Науки о Земле» предполагается выполнение лабораторных работ, практическое освоение которых адекватно общему уровню теоретической и практической подготовки студентов и позволяет получить целостное представление об учебной дисциплине.

Цель лабораторных занятий:

- освоение изучаемой учебной дисциплины «Науки о Земле»;

- приобретение навыков практического применения знаний учебной дисциплины «Науки о земле» с использованием технических средств обучения.

Форма проведения лабораторных занятий – компьютерная, с использованием ресурсов Интернета.

Лабораторная работа 1

Классификация минералов

Цель работы: ознакомиться с минералами, относящимися к различным классам, приобрести навык по определению физических свойств минералов.

Оборудование: коллекция образцов минералов, персональный компьютер с выходом в Интернет.

1 Теоретическая часть

Минералы - это природные химические соединения, приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам, образующиеся в результате физико-химических процессов, происходящих в земной коре и на ее поверхности.

---

К физическим свойствам минералов относят морфологические (внешняя форма), оптические (цвет, прозрачность, блеск и др.) и механические (твердость, спайность, излом, прочность и др.) свойства.

Многие минералы достаточно надежно могут быть определены на основании изучения только их физических свойств, при этом не нужно использовать физико-химические методы исследований.

Цвет минералов зависит от химического состава и может изменяться при наличии примесей. Для некоторых минералов (малахита, азурита) цвет строго постоянен.

Окраска минералов зависит от химического состава, структуры и механических примесей. Характер окраски минерала обусловлен главным образом примесью красителей – хромофор: например, присутствие железа вызывает красную, желто-бурую окраску; титана – синюю, красную и черно-зелёную; хрома – красную, фиолетовую, желтую.

Очень часто более важным отличительным признаком минерала, чем цвет самого минерала, является цвет его черты. Цвет черты проявляется при проведении минералом по фарфоровой пластинке. Например, гематит и магнетит часто трудно отличить визуально, а по черте легко: гематит оставляет черту вишневого цвета, а магнетит – черного.

Прозрачность минералов – способность минералов пропускать свет без изменения направления его распространения.

По степени прозрачности минералы делятся на:

– прозрачные – пропускают свет по всему объему (горный хрусталь, исландский шпат);

– полупрозрачные – через них видны лишь очертания предметов (гипс);

– просвечивающие – пропускают свет по тонкому краю или в тонких пластинах (опал);

– непрозрачные – не пропускают свет даже в виде тонких пластин (халькопирит).

Блеск минералов – способность минерала отражать свет.

Различают металлический (свойственен самородным металлам и многим рудным минералам) и неметаллический блеск, который подразделяется на:

– алмазный (характерен для алмаза, некоторых разновидностей сфалерита и серы);

– стеклянный (напоминает блеск стекла);

– жирный (поверхность минерала как будто покрыта пленкой жира; если минерал темноцветный или непрозрачный, такой блеск называют смолистым);

– восковой (похож на жирный, но более слабый, тусклый, напоминающий блеск восковой свечи);

– перламутровый (напоминает радужный блеск жемчуга или поверхности перламутровой раковины);

---

– шелковистый (у минералов, имеющих волокнистое или игольчатое строение) и др.

Матовый блеск практически означает отсутствие блеска.

Под твердостью минералов понимается их способность сопротивляться внешним механическим воздействиям, в частности царапанью.

Относительная твердость минералов определяется по 10-балльной шкале, предложенной Ф. Моосом (таблица 1).

Таблица 1

Шкала Ф. Мооса

Относительная твёрдость	Эталонный минерал
1	Тальк
2	Гипс
3	Кальцит
4	Флюорит
5	Апатит
6	Ортоклаз
7	Кварц
8	Топаз
9	Корунд
10	Алмаз

Твердость исследуемого минерала определяется путем установления, какой из эталонных минералов он царапает последним. Например, если исследуемый минерал царапается кальцитом, то его твердость заключается между 2 и 3.

Спайность минералов – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным ровным плоскостям. Раскол происходит параллельно плоским сеткам пространственной решетки, между которыми действуют наиболее слабые силы связи.

По легкости раскалывания и характеру образуемых поверхностей выделяется несколько видов спайности:

– весьма совершенная – минерал без особых усилий раскалывается или расщепляется руками на тонкие пластины, плоскости спайности ровные, гладкие, часто зеркально-ровные (обычно проявляется только в одном направлении - слюда);

– совершенная – минерал легко раскалывается слабым ударом молотка с образованием ровных блестящих плоскостей (кальцит);

– средняя – минерал раскалывается при ударе на осколки, ограниченные примерно в одинаковой степени как относительно ровными плоскостями спайности, так и неправильными плоскостями излома (пироксены);

– несовершенная – раскалывание минерала приводит к образованию обломков, большая часть которых ограничена неровными поверхностями излома (апатит);

---

– весьма несовершенная – минерал раскалывается по случайным направлениям и всегда дает неровную поверхность излома (кварц).

Излом – форма поверхности, которая образуется при раскалывании минералов. Эта характеристика важна при изучении минералов с несовершенной и весьма несовершенной спайностью.

Различают несколько характерных видом излома:

– ровный – такой излом дают минералы, обладающие совершенной спайностью в одном-двух направлениях (халькопирит);

– неровный – поверхность скола не имеет характерных особенностей (апатит, нефелин);

– раковистый – на таком изломе возникает характерная вогнутая или выпуклая концентрически-ребристая поверхность, напоминающая по форме раковину (кварц, опал);

– занозистый (щепковидный, игольчатый) – поверхность излома покрыта ориентированными в одном направлении занозами, такой излом дают минералы волокнистого и тонко-столбчатого строения (асбест);

– землистый – поверхность матовая, шероховатая (каолинит);

– зернистый – такой же, но для крупнозернистых минералов (магнезит);

– крючковатый – поверхность излома покрыта неровностями, похожими на крючки (самородные металлы – медь, золото).

Плотность минералов колеблется от 0,6 до 23 г/см³; для подавляющего большинства породообразующих минералов плотность не превышает 3,5 г/см³.

По плотности минералы делятся на:

- легкие (до 3 г/см³);

- средние (3–4 г/см³);

-тяжелые (свыше 4 г/см³).

Классификация минералов. По химическому составу и внутреннему строению минералы подразделяются на 10 классов: силикаты, карбонаты, оксиды, гидроксиды, сульфиды, сульфаты, галоиды, фосфаты, вольфраматы и самородные элементы.
2 Порядок выполнения работы

1. 
   Ознакомиться с коллекцией минералов.
   
2. 
   Получить у преподавателя контрольный вариант набора минералов различного класса (таблица 2).
   
3. 
   Используя информацию сайта «Каталог минералов» (URL: http://www.catalogmineralov.ru/map.html) заполните таблицу 3.
   

Таблица 2

Контрольные варианты набора минералов различного класса

Контрольный вариант	Набор минералов различных классов
1	Флюорит, родий, гётит, кизерит, асбест, сфалерит, оникс
2	Бентонит, гипс, сера, магнетит, бишофит, апатит, сидорит
3	Алмаз, киноварь, настуран, криолит, брусит, берлинит, кальцит
4	Медь, сильвин, глауберит, родонит, периклаз, вольфранит, смитсонит
5	Шеелит, пирит, нефелин, графит, халцедон, нашатырь, гиббсит
6	Монацит, доломит, целестин, берилл, штольцит, иридий, акантит
7	Галенит, ртуть, кварц, галит, родохрозит, англезит, жадеит
8	Каолинит, рутений, каломель, агат, вивианит, магнезит, мирабилит
9	Карналит, осмий, халькопирит, пиролюзит, бёмит, санмартинит, ортоклаз
10	Халькозин, серебро, корунд, виллиомит, бирюза, исландский шпат, циркон
11	Андалузит, барит, смитсонит, матлокит, опал, борнит, золото
12	Ковеллин, серебро, гематит, рутил, пурпурит, малахит, монтмориллонит
13	Платина, аргентат, ильменит, сапфир, гидроскиапатит, азурит, тальк
14	Топаз, шеелит, хризопраз, висмутин, палладий, миллерит, ангидрит
15	Лабродор, вивианит, церуссит, халькантит, лазурит, штольцит, станнин
16	Модибденит, аметист, перовскит, карналит, графит, натрит, глауберовая соль
17	Малахит, сурик, пиролюзит, бокит, горный хрусталь, флюорит, медь
18	Сердолик, бишофит, антимонит, алунит, витерит, вольфрамит, рутил
19	Рубин, гиббсит, хромит, апатит, бентонит, халькопирит, церуссит
20	Куприт, сера, исландский шпат, нефелин, карналит, киноварь, алунит

---

Таблица 3

Описание свойств минералов

Класс	Минерал	Формула	Физические свойства минералов
			Цвет	Блеск	Прозрачность	Твердость	Спайность	Излом	Плотность
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

4. 
   Сделайте вывод о том, что является диагностическими признаками минералов, на каком основании минералы делятся на классы.
   
5. 
   Оформите отчёт по лабораторной работе.
   

Контрольные вопросы

1. 
   Дайте определение понятию «минерал».
   
2. 
   Назовите основные физические свойства минералов.
   
3. 
   Что такое шкала Мооса, что с её помощью определяют?
   
4. 
   На какие классы делятся минералы?
   
5. 
   По образцам коллекции определите минерал и его класс.
   

Лабораторная работа 2

Классификация горных пород

Цель работы: ознакомиться с минералами, относящимися к различным классам, приобрести навык по определению физических свойств минералов.

---

Смотрите также файлы

• Выберите хорошо известный Вам объект и проведите его системный анализ (например, это может быть измерительный или бытовой прибор, транспортное средство и т п.) При анализе определите применительно к выбранной системе следующее.docx

• ыса мерзімді жоспар 9 сынып, 4саба.docx

• Андриенко Полина Евгеньевна.docx

• Корень натуральной степени из числа.docx

• Педагогты атыжні Лекер Баыткл Шарапатызы.docx