Kovelin
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.
| 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] |
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
urediMineral 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-sulfid.png)
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
urediKovelin 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
urediNahajališča 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
urediKovelin 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
urediSklici
uredi- ↑ Webmineral - Covellite
- ↑ 2,0 2,1 Covellite bei mindat.org
- ↑ BGIA GESTIS, Kupfer(II)-sulfid, CAS=1317-40-4, datum: 3.12.2007
- ↑ 4,0 4,1 http://www.mindat.org/min-1144.html Mindat.org
- ↑ 5,0 5,1 http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/covellite.pdf Handbook of Mineralogy
- ↑ http://webmineral.com/data/Covellite.shtml Webmineral data
- ↑ Covellin bei Thomas Witzke, eingesehen am 21. Oktober 2008
- ↑ 8,0 8,1 Wei Goh, Siew; Buckley, Alan N.; Lamb, Robert N. (2006). »Copper(II) sulfide?«. Minerals Engineering. 19 (2): 204–208. doi:10.1016/j.mineng.2005.09.003.
- ↑ Putnis, A.; Grace, J.; 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.
- ↑ 10,0 10,1 Simonescu, C.M.; Teodorescu, V.S.; Carp, O.; Patron, L.; 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.
- ↑ 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.
- ↑ Cook, R.B., Covellite: Summitville, Rio Grande County, Colorado. Rocks & Minerals, str. 296-300. 2006.
- ↑ Rocks & Minerals 81: str. 296-300
- ↑ Emmons, W. H., The Enrichment of Ore Deposits, Bulletin 625, United States Geological Survey, 1917, str. 193
- ↑ 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.
- ↑ Wu, Chunyan; Yu, Shu-Hong; Antoniette, Markus (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.
- ↑ Nava, Dora; Gonzalez, Ignacio; in sod. (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.
- ↑ 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.