Hidrogen sulfida adalah salah satu komponen volatil utama magma. Berinteraksi secara aktif dengan logam, ia membentuk banyak senyawa. Turunan hidrogen sulfida diwakili di kerak bumi oleh lebih dari 200 mineral - sulfida, yang, tidak membentuk batuan, biasanya menyertai batuan tertentu, menjadi sumber bahan baku yang berharga. Di bawah ini kami akan mempertimbangkan sifat utama sulfida dan senyawa yang dekat dengannya, dan juga memperhatikan area penggunaannya.
Karakteristik umum komposisi dan struktur
Lebih dari 40 unsur dalam tabel periodik (biasanya logam) membentuk senyawa dengan belerang. Kadang-kadang, sebagai gantinya, arsenik, antimon, selenium, bismut atau telurium hadir dalam senyawa tersebut. Dengan demikian, mineral tersebut disebut arsenida, antimonida, selenida, bismutida dan tellurida. Bersama dengan turunan hidrogen sulfida, semuanya termasuk dalam golongan sulfida karena kesamaan sifat.
Karakteristik mineral golongan ini adalah ikatan kimia kovalen, dengankomponen logam. Struktur yang paling umum adalah koordinasi, pulau (cluster), terkadang berlapis atau rantai.
Sifat fisika sulfida
Hampir semua sulfida dicirikan oleh berat jenis yang tinggi. Nilai kekerasan pada skala Mohs untuk berbagai anggota kelompok sangat bervariasi dan dapat berkisar dari 1 (molibdenit) hingga 6,5 (pirit). Namun, kebanyakan sulfida cukup lunak.
Dengan beberapa pengecualian, cleophane adalah sejenis zinc blende atau sphalerite, mineral kelas ini buram, sering gelap, terkadang cerah, yang berfungsi sebagai fitur diagnostik penting (juga bersinar). Reflektifitas dapat berkisar dari sedang hingga tinggi.
Kebanyakan sulfida adalah mineral dengan konduktivitas listrik semikonduktor.
Klasifikasi tradisional
Meskipun kesamaan sifat fisik dasar, sulfida, tentu saja, memiliki perbedaan diagnostik eksternal, yang dengannya mereka dibagi menjadi tiga jenis.
- Pirit. Ini adalah nama kolektif untuk mineral dari kelompok sulfida, yang memiliki kilau logam dan warna yang memiliki nuansa warna kuning atau kuning. Perwakilan pirit yang paling terkenal adalah pirit FeS2, juga dikenal sebagai pirit belerang atau besi. Mereka juga termasuk kalkopirit CuFeS2 (pirit tembaga), arsenopirit FeAsS (pirit arsenik, alias talheimit atau mispikel), pirhotit Fe7S 8 (pirit magnetik, magnetopirit) danlainnya.
- Glitter. Ini adalah nama yang diberikan untuk sulfida dengan kilau logam dan warna dari abu-abu hingga hitam. Contoh khas mineral tersebut adalah galena PbS (kilau timbal), kalkosit Cu2S (kilap tembaga), molibdenit MoS2, antimonit Sb 2S3 (kemilau antimon).
- Palsu. Ini adalah nama mineral dari kelompok sulfida, yang ditandai dengan kilau non-logam. Contoh khas dari sulfida tersebut adalah sfalerit ZnS (campuran seng) atau cinnabar HgS (campuran merkuri). Juga dikenal adalah realgar As4S4 - campuran arsenik merah, dan orpiment As2S 3 - campuran arsenik kuning.
Perbedaan sifat kimia
Klasifikasi yang lebih modern didasarkan pada karakteristik komposisi kimia dan mencakup subkelas berikut:
- Sulfida sederhana adalah senyawa dari ion logam (kation) dan belerang (anion). Contoh mineral tersebut termasuk galena, sfalerit, dan cinnabar. Mereka semua adalah turunan sederhana dari hidrogen sulfida.
- Sulfida ganda berbeda karena beberapa (dua atau lebih) kation logam berikatan dengan anion belerang. Ini adalah kalkopirit, bornit (“bijih tembaga beraneka ragam”) Cu5FeS4, stannin (timah pirit) Cu2 FeSnS4 dan senyawa sejenis lainnya.
- Disulfida adalah senyawa yang kationnya terikat pada gugus anionik S2 atau AsS. Ini termasuk mineral dari golongan sulfida dan arsenida (sulfoarsenides), seperti pirit,yang paling umum, atau arsenik pirit arsenopirit. Juga termasuk dalam subclass ini adalah kob altin CoAsS.
- Sulfida kompleks, atau sulfos alt. Ini adalah nama mineral dari kelompok sulfida, arsenida dan senyawa yang dekat dengan mereka dalam komposisi dan sifat, yang merupakan garam dari asam tio, seperti thiomarsenic H3AsS 3, thiobismuth H3BiS3 atau thioantimony H3SbS 3. Jadi, subkelas sulfos alt (thios alts) termasuk mineral lillianit Pb3Bi2S6 atau yang disebut Fahlore Cu3(Sb, As)S3.
Fitur morfologis
Sulfida dan disulfida dapat membentuk kristal besar: kubik (galena), prismatik (antimonit), dalam bentuk tetrahedron (sfalerit) dan konfigurasi lainnya. Mereka juga membentuk padat, agregat kristal granular atau fenokris. Sulfida dengan struktur berlapis memiliki kristal tabular atau foliated yang pipih, seperti orpiment atau molibdenit.
Pembelahan sulfida bisa berbeda. Ini bervariasi dari sangat tidak sempurna dalam pirit dan tidak sempurna dalam kalkopirit hingga sangat sempurna dalam satu (orpiment) atau beberapa arah (sfalerit, galena). Jenis rekahan juga tidak sama untuk mineral yang berbeda.
Kejadian mineral sulfida
Sebagian besar sulfida terbentuk melalui kristalisasi dari larutan hidrotermal. Terkadang mineral dari kelompok ini memiliki sifat magmatikatau asal skarn (metasomatik), dan juga dapat terbentuk selama proses eksogen - dalam kondisi reduksi di zona pengayaan sekunder, dalam beberapa kasus di batuan sedimen, seperti pirit atau sfalerit.
Di bawah kondisi permukaan, semua sulfida, kecuali cinnabar, laurite (ruthenium sulfide) dan sperrylite (platinum arsenide), sangat tidak stabil dan mengalami oksidasi, yang mengarah pada pembentukan sulfat. Hasil dari proses perubahan sulfida adalah jenis mineral seperti oksida, halida, karbonat. Selain itu, karena penguraiannya, pembentukan logam asli - perak atau tembaga dimungkinkan.
Fitur kejadian
Sulfida adalah mineral yang membentuk akumulasi bijih dengan sifat yang berbeda tergantung pada rasionya dengan mineral lain. Jika sulfida mendominasi di atasnya, biasanya disebut bijih sulfida masif atau kontinu. Jika tidak, bijihnya disebut disebarluaskan atau veinlet.
Sangat sering sulfida diendapkan bersama, membentuk endapan bijih polimetalik. Misalnya, bijih tembaga-seng-timbal sulfida. Selain itu, sulfida yang berbeda dari satu logam sering membentuk endapan kompleksnya. Misalnya, kalkopirit, kuprit, bornit adalah mineral pembawa tembaga yang terjadi bersama-sama.
Paling sering, badan bijih dari endapan sulfida berbentuk urat. Tetapi ada juga bentuk kemunculan lenticular, stock, reservoir.
Penggunaan sulfida
Bijih sulfida sangat penting sebagai sumberlogam langka, berharga dan non-ferrous. Tembaga, perak, seng, timbal, molibdenum diperoleh dari sulfida. Bismut, kob alt, nikel, serta merkuri, kadmium, renium dan elemen langka lainnya juga diekstraksi dari bijih tersebut.
Selain itu, beberapa sulfida digunakan dalam produksi cat (cinnabar, orpiment) dan dalam industri kimia (pirit, marcasite, pirhotit - untuk produksi asam sulfat). Molibdenit, selain digunakan sebagai bijih, digunakan sebagai pelumas khusus tahan panas kering.
Sulfida adalah mineral yang menarik karena sifat elektrofisikanya. Namun, untuk kebutuhan semikonduktor, elektro-optik, teknologi inframerah-optik, tidak digunakan senyawa alami, melainkan analog buatan dalam bentuk kristal tunggal.
Area lain di mana sulfida menemukan aplikasi adalah penanggalan geokronologis radioisotop batuan bijih tertentu menggunakan metode samarium-neodymium. Studi tersebut menggunakan kalkopirit, pentlandit dan mineral lain yang mengandung unsur tanah jarang - neodymium dan samarium.
Contoh-contoh ini menunjukkan bahwa cakupan sulfida sangat luas. Mereka memainkan peran penting dalam berbagai teknologi baik sebagai bahan baku maupun sebagai bahan independen.
