OPOpenPith让好奇，看得见化学实验室 / 矿物清理

关于这座实验台

五个课题：先认清它是什么，再决定动不动手。

清理矿物标本是一连串化学选择。同一种清洁液，对石英是去污，对方解石就是损伤。这座实验台把五件事分开做：鉴定、扫尘、除铁锈、酸的选择性、增亮与粘接。每个课题只改一两个条件。

化学计量、莫氏硬度和折射率是教科书值，按公式算出。清理的快慢是教学模型，只表示趋势，不是实测的清洁率。对未知矿物和黄铁矿，不处理并转交专业人员就是正确答案。

五个结论

五个结论

  • 先鉴定：指甲的硬度约 2.5，方解石 3，钢针约 5.5，石英 7。钢针能划伤方解石，划不动石英。一滴 0.05 mL 的 1 mol/L 盐酸最多吃掉 2.50 mg 方解石，放出 0.61 mL 二氧化碳。未知样和黄铁矿不滴酸、不清洗，分流结论是“不处理并转交”。
  • 泥尘：松尘占 80 % 时，软刷 5 次覆盖率降到 33.4 %，10 次降到 22.3 %，20 次是 20.1 %，再刷也低不过 20 %。剩下的泥嵌在裂隙里，10 次软刷后再水洗，覆盖率降到 0.4 %。软刷够用时，不必升级到化学处理。
  • 铁质污层：30 分钟后，清水里的覆盖率还有 98.5 %，柠檬酸三钠里是 69.8 %，还原络合体系里只剩 0.1 %。配 100.0 mL 的 0.0500 mol/L 柠檬酸三钠溶液，要称 1.4705 g 二水合物。1 g 连二亚硫酸钠是 5.74 mmol，按计量最多还原 0.917 g 氧化铁。
  • 碳酸盐与盐酸：1.00 g 方解石是 9.99 mmol，完全反应消耗 19.98 mmol 氯化氢，也就是 20.0 mL 的 1 mol/L 盐酸，放出 244.8 mL 二氧化碳，敞口烧杯轻了 0.440 g。只给 10 mL 酸，溶掉 0.500 g 就停。石英不反应。石英长在方解石基底上时，基底被吃掉，三根晶体先后倒下。
  • 凡士林与粘接：光垂直射到石英与空气的界面，反射 4.57 %；界面另一侧换成水是 0.54 %，换成凡士林是 0.060 %。裂隙有两个界面，涂凡士林后反射的光从 8.94 % 降到 0.12 %，所以看起来通透了。12 mm 的断口一毫米也没有变短，竹签一推，上半截照样掉下来。用粘接剂复位后才推不动。

模型与来源

模型与来源

  • 鉴定：硬度用莫氏硬度的教科书值，工具比矿物硬才留下划痕。黄铁矿取 6（文献值 6–6.5）。一滴酸按 CaCO₃ + 2 HCl 的计量换算。白云石遇冷的稀盐酸几乎不起泡，所以“不起泡”不能证明不是碳酸盐。分流表来自研究报告的保守方案，不是兼容性认证。
  • 泥尘（教学模型）：每刷一次去掉剩余松尘的 30 %；嵌进裂隙的部分软刷带不走；水洗按一级过程，时间常数 1.5 秒。这些数只表示趋势。
  • 铁质污层（教学模型）：覆盖率按一级过程下降，示意速率是清水 0.0005、柠檬酸三钠 0.012、还原络合体系 0.25，单位是每分钟。它们只表示次序：清水几乎不动，单剂很慢，还原加络合才快。还原络合体系的配方是土壤分析方法，含连二亚硫酸钠，遇酸放出有毒气体，只能由专业人员在通风设备里操作。
  • 碳酸盐与盐酸：摩尔质量由原子量相加，CaCO₃ 是 100.09 g/mol；气体按 25 °C、101 kPa 的 24.5 L/mol 换算。质量、耗酸量和气体体积每一帧都守恒。反应的快慢是教学模型：速率正比于暴露面积和酸的浓度，酸用完就停。晶体在基底剩 60 %、35 %、15 % 时倒下，是示意。
  • 凡士林与粘接：垂直入射的菲涅耳公式 R = ((n₁ − n₂)/(n₁ + n₂))²。折射率取空气 1.000、水 1.333、凡士林 1.47、Paraloid B-72 粘接剂 1.49、石英 1.544。推一下只分“掉”与“不掉”，不给粘接强度。

画面里的时间、气泡大小、粉尘多少和晶体倒下的姿态都是机制示意，不代表真实操作的时间。真实标本的清理要先在允许牺牲的样品上试验，并由保护人员判断。本实验台不提供氢氟酸、加热浓酸和未知矿物的酸洗。

返回化学目录 ↑