Thermo X-ray and crystal chemical study of Cainite

Abstract

на выпускную квалификационную работу студентки магистерской программы "Геология" Мещеряковой Анастасии Александровны. Тема: "Терморентгенографическое и кристаллохимическое исследование каинита". Данная работа содержит результаты исследований терморентгенографии и кристаллохимии каинита по литературным и экспериментальным данным, проведенным автором на кафедре кристаллографии Института наук о Земле СПбГУ. Образцы каинита привезены со Стебникского месторождения, Львовская область, Украина и с месторождения Вильгельмсхалл, Саксония-Анхальт, Хальберштадт, Германия. Для изучения природного образца каинита и полученных автором синтезов, для уточнения состава, кристаллической структуры при низких и высоких температурах, для изучения теплового расширения минерала, использованы методы: порошковая рентгенография, низко- и высокотемпературная рентгенография, монокристальный рентгеноструктурный анализ, комплексный термический анализ (ДСК, ТГ, масс-спектрометрия). В результате работы были выявлены фазовые переходы каинита и их зависимость от температуры: каинит устойчив в интервале от -150°С до 55°С, в интервале 55 – 65°С возможный фазовый переход, на промежутке от 70°С - 100°С наблюдается полная трансформация в смесь лангбейнита K2Mg2(SO4)3, карналлита KMgCl3·6H2O, гексагидрита MgSO4·6H2O, сильвина KCl, с сохранением следовых количеств исходного каинита. Тепловое расширение каинита демонстрирует анизотропный характер во всем интервале температур. Уточнена кристаллическая структура каинита методами монокристального рентгеноструктурного анализа.

for the final qualifying work of Meshcheriakova Anastasiia Alexandrovna, a student of the Master's program "Geology". Theme: "Thermo-X-ray and crystal chemical study of kainite". This work contains the results of research in thermo-X-ray diffraction and crystal chemistry using the literature and experimental data conducted by the author in the Department of Crystallography at the Institute of Earth Sciences at St. Petersburg State University. Kainite samples were brought from the Stebniksky field, Lviv region, Ukraine and from the Wilhelmshull field, Saxony-Anhalt, Halberstadt, Germany. To study the natural kainit and the author's synthesis obtained, to clarify the composition, crystal structure at low and high temperatures, to study the thermal expansion of the mineral, the following methods are used: powder X-ray diffraction, low and high temperature X-ray diffraction, single crystal X-ray diffraction analysis, complex thermal analysis (DSC, TG , mass spectrometry). As a result of the work, phase transitions and their dependence on temperature were revealed: kainite is stable in the range from -150 ° C to 55 ° C, in the range of 55 - 65 ° C phase transition is possible, in the interval from 70 ° C - 100 ° C there is a complete transformation into a mixture of langbeinite K2Mg2 (SO4) 3 ,carnallite KMgCl3 · 6H2O, hexahydrite MgSO4 · 6H2O, sylvite KCl, with preservation of trace amounts of the original kainit. Kainite thermal expansion shows an anisotropic character over the entire temperature range. The crystal structure of kainite is clarified by single-crystal X-ray diffraction analysis.