3.6. Chemické složení minerálů a jeho vyjádření

Obrázek 36-7. Příklad přepočtu analýzy kyslíkatého minerálu (granátu) na stechiometrický vzorec. V minerálu bylo veškeré Fe analyzováno jako FeO. Sloupec 1 jsou analyzované oxidy, sloupec 2 jsou analyzovaná hmotnostní procenta jednotlivých oxidů, sloupec 3 jsou molekulové hmotnosti odpovídajících oxidů. Ve sloupci 4 jsou spočteny molekulové kvocienty jako podíl zastoupení daného oxidu (v hm. %) a jeho molekulové hmotnosti. Ve sloupci 5 jsou kvocienty kyslíku spočtené jako součin molekulového kvocientu a počtu atomů kyslíku v daném oxidu, sloupec 6 jsou kvocienty kovu - součin molekulového kvocientu a počtu kovových atomů v daném oxidu. Krystalochemický vzorec přepočteme na 12 kyslíků, faktor f = 12/suma kvocientů kyslíku. V krystalochemickém vzorci granátu je počet trojmocných kationů roven 2 a počet dvojmocných kationů je roven 3. Ze součtů v tabulce vidíme, že dvojmocných kationtů je ve vzorci přebytek a trojmocných nedostatek. To je důvod se domnívat, že část železa je ve struktuře ve formě Fe+3.

1 2 3 4 5 6 7
SiO2 39,39 60,085 0,6556 1,3111 0,6556 3,038
Al2O3 18,393 101,96 0,1804 0,5412 0,3608 1,6719
TiO2 0,168 79,899 0,0021 0,0021 0,0021 0,0097
FeO 7,228 71,846 0,1006 0,1006 0,1006 0,4662
MnO 0,369 70,937 0,0052 0,0052 0,0052 0,0241
CaO 35,287 56,079 0,6292 0,6292 0,6292 2,916
suma 100,84   suma kv.O 2,5895 suma M+2 3,416
      f= 4,6342 suma M+3 1,6719

Rozpočet celkového Fe do dvou mocenství ukazuje následující tabulka. Atomy Fe ve vzorci rozdělíme tak, abychom doplnili součet všech trojmocných kovů na sumu 2 (zde Al + Fe+3 = 2). Zbylé Fe ponecháme jako dvojmocné (sloupec 7, červené řádky dole). Pomocí známého faktoru f a molekulových hmotností FeO a Fe2O3 spočteme odpovídající hmotnostní procenta pro FeO a Fe2O3.

1 2 3 4 5 6 7
SiO2 39,39 60,085 0,6556 1,3111 0,6556 3,038
Al2O3 18,393 101,96 0,1804 0,5412 0,3608 1,6719
TiO2 0,168 79,899 0,0021 0,0021 0,0021 0,0097
FeO 7,228 71,846 0,1006 0,1006 0,1006 0,4662
MnO 0,369 70,937 0,0052 0,0052 0,0052 0,0241
CaO 35,287 56,079 0,6292 0,6292 0,6292 2,916
suma 100,84   suma kv.O 2,5895 suma M+2 3,416
      f= 4,6342 suma M+3 1,6719
Fe2O3 5,6525 159,69 0,0354   0,0708 0,3281
FeO 2,1418 71,846 0,0298   0,0298 0,1381

Analýzu nyní znovu přepočteme, tentokrát již do vstupu zařadíme hodnoty pro obě valence Fe. Získáme opět počty jednotlivých atomů na vzorcovou jednotku s 12 kyslíky. Nyní opět zkontrolujeme stechiometrii dvoj- a trojmocných prvků ve vzorci a případně upravíme rozdělení Fe (stejným způsobem jako v předchozí tabulce). Pokud po výpočtu bude suma trojmocných kationtů rovna dvěma, je rozpočet ukončen. Rozpočet Fe můžeme provádět i na sumu dvojmocných kationtů rovnou třem.

1 2 3 4 5 6 7
SiO2 39,39 60,085 0,6556 1,3111 0,6556 2,9934
Al2O3 18,393 101,96 0,1804 0,5412 0,3608 1,6474
TiO2 0,168 79,899 0,0021 0,0021 0,0021 0,0096
Fe2O3 6,1628 159,69 0,0386 0,1158 0,0772 0,3524
FeO 1,6826 71,846 0,0234 0,0234 0,0234 0,1069
MnO 0,369 70,937 0,0052 0,0052 0,0052 0,0238
CaO 35,287 56,079 0,6292 0,6292 0,6292 2,8731
suma 101,45   suma kv.O 2,6281 suma M+2 3,0134
      f= 4,5661 suma M+3 1,9998