Хризотил

Хризотил, или белый асбест, — наиболее часто встречающаяся форма асбеста^[2], на его долю приходится примерно 95 % асбеста в Соединенных Штатах^[3], доля в других странах аналогична^[4]. Это мягкий, волокнистый силикатный минерал (филлосиликат, группа серпентин); как таковой, он отличается от других асбестообразных минералов группы группы амфиболов. Его идеализированная химическая формула — Mg₃(Si₂O₅)(OH)₄^[2]. Материал обладает физическими свойствами, благодаря которым его целесообразно включать в состав строительных материалов, но представляет серьёзную опасность для здоровья при распылении в воздухе и вдыхании.

Хризотил
Формула	Mg3(Si2O5)(OH)4 (идеальная)
Молекулярная масса	277.11 г/моль (идеальная)
Классификация Штрунца	9.ED.15
Статус IMA	Ctl[1]
Физические свойства
Цвет черты	белый
Кристаллографические свойства
Сингония	моноклинная сингония и ромбическая сингония
Медиафайлы на Викискладе

Политипы

Известны три политипа хризотила^[5]. Их трудно различить в реальных образцах, требуется применение микроскопии в поляризованном свете^[3]. В некоторых старых публикациях хризотил рассматривается как группа минералов, имеющих три указанных ниже политипа, а также иногда и политип пекораит^[англ.], но в рекомендациях Международной минералогической ассоциации 2006 года предлагается считать хризотил одним минералом с определёнными вариациями встречающихся в природе форм^[6].

Название	Сингония	Место обнаружения[англ.]	Описание на mindat.org[англ.]	Параметры элементарной ячейки	Ссылка на описание кристаллической структуры
Клинохризотил	моноклинная	Злоты-Сток, Нижняя Силезия, Польша	1071	a = 5.3 Å; b = 9.19 Å; c = 14.63 Å; β = 93°	[7]
Ортохризотил	орторомбическая	Куддапа, Андхра-Прадеш, Индия	3025	a = 5.34 Å; b = 9.24 Å; c = 14.2 Å	[8]
Парахризотил	орторомбическая	не локализовано	3083	a = 5.3 Å; b = 9.24 Å; c = 14.71 Å	[9]

Клинохризотил является наиболее распространённой формой из трёх, в основном обнаруживаемой в Валь-де-Сурс^[англ.] (Канада). Его два измеряемых показателя преломления меньше, чем у двух других форм^[a]. Орторомбические паратипы могут быть различимы за счёт того, что для ортохризотила наибольший из двух наблюдаемых показателей преломления измеряется параллельно главной оси волокон, как и для клинохризотила. У парахризотила наибольший показатель преломления измеряется перпендикулярно главной оси волокон.

Физические свойства

Фотография хризотила, сделанная на сканирующем электронном микроскопе

Объёмный хризотил имеет твёрдость как у человеческого ногтя и легко рассыпается на волокнистые нити, состоящие из более мелких пучков фибрилл. Пучки волокон природного происхождения имеют длину от нескольких миллиметров до более десяти сантиметров^[2], хотя промышленно обработанный хризотил обычно имеет более короткие пучки волокон. Диаметр пучков волокон составляет 0,1-1 мкм, а отдельные фибриллы ещё тоньше — 0,02-0,03 мкм, причем каждый пучок волокон содержит десятки или сотни фибрилл^[4].

Волокна хризотила обладают значительной прочностью на разрыв, из них можно сплести нить и соткать ткань. Они также устойчивы к нагреву и являются отличными тепловыми, электрическими и акустическими изоляторами^[2][4].

Химические свойства

Идеализированная химическая формула хризотила — Mg₃(Si₂O₅)(OH)₄, хотя некоторые ионы магния могут быть замещены железом или другими катионами. Также встречается замещение ионов гидроксида на фторид, оксид или хлорид, но реже^[2]. В сопутствующем, но значительно более редком минерале пекораите^[англ.] все катионы магния замещены катионами никеля.

Хризотил устойчив даже к сильным основаниям (поэтому асбест стабилен в поровой воде портландцемента с высоким pH), но когда волокна подвергаются воздействию кислот, ионы магния выборочно растворяются, оставляя кремнезёмный скелет. Он термически стабилен примерно до 550 °C, при этой температуре начинается дегитратация. Дегидратация завершается примерно при 750 ° C, конечными продуктами являются форстерит (силикат магния), кремнезём и вода^[4].

Реакция дегидратации хризотила:

${\displaystyle {\ce {{\overset {\mathit {\text{хризотил,серпентин}}}{2Mg3Si2O5(OH)4}}->[{750^{\circ }C}][{\text{дегидратация}}]{\overset {\text{силикат магния}}{3Mg2SiO4}}+{\overset {\text{кремнезём}}{SiO2}}+{\overset {\text{вода}}{4H2O}}}}}$

Реакция дегидратации хризотила (серпентина) является обратной гидролизу форстерита (Mg-оливина) в присутствии растворённого кремнезёма (кремниевой кислоты).

Комментарии

1. В принципе, все политипы хризотила имеют три независимых показателя преломления, но обычно два из трёх так близки друг к другу, что практически не различимы.

Примечания

1. Warr, L.N. (2021). "IMA–CNMNC approved mineral symbols". Mineralogical Magazine. 85 (3): 291—320. Bibcode:2021MinM...85..291W. doi:10.1180/mgm.2021.43. S2CID 235729616.
2. Asbestos // Report on Carcinogens, Eleventh Edition. — U.S. Department of Health and Human Services, 2005.
3. Occupational Safety and Health Administration, U.S. Department of Labor (2007). 29 C.F.R. 1910.1001 Архивная копия от 8 февраля 2012 на Wayback Machine. Appendix J.
4. Institut national de recherche sur la sécurité (1997). «Amiante Архивировано 25 июня 2008 года..» Fiches toxicologiques. n° 167. (in French)
5. Wicks, F. J.; Whittaker, E. J. W. (1975). "A reappraisal of the structures of the serpentine minerals". The Canadian Mineralogist. 13 (3): 227—243. Архивировано 2 августа 2008. Дата обращения: 28 сентября 2023.
6. Burke, Ernst A. J. (2006). "A Mass Discreditation of GQN Minerals" (PDF). The Canadian Mineralogist. 44 (6): 1557—60. doi:10.2113/gscanmin.44.6.1557. Архивировано из оригинала (PDF) 26 марта 2012. Дата обращения: 30 ноября 2010.
7. Whittaker, E. J. W. (1956). "The structure of chrysotile. II. Clino-chrysotile". Acta Crystallographica. 9 (11): 855—62. doi:10.1107/S0365110X5600245X.
8. Whittaker, E. J. W. (1956). "The structure of chrysotile. III. Ortho-chrysotile". Acta Crystallographica. 9 (11): 862—64. doi:10.1107/S0365110X56002461.
9. Whittaker, E. J. W. (1956). "The structure of chrysotile. IV. Para-chrysotile" (PDF). Acta Crystallographica. 9 (11): 865—67. doi:10.1107/S0365110X56002473. Архивировано (PDF) 11 сентября 2021. Дата обращения: 28 сентября 2023.

Литература

• Deer William Alexander, Howie Robert Andrew, Zussman Jack, An introduction to the rock-forming minerals^[англ.], ISBN 0-582-30094-0, OCLC 183009096 pp. 344—352, 1992 (англ.)
• Ledoux, RL (ed), Short course in mineralogical techniques of asbestos determination, Mineralogical Association of Canada, pp. 35-73, 185, 1979. (англ.)
• Nolan, RP, Langer AM, Ross M, Wicks FJ, Martin RF (eds), «The health effects of chrysotile asbestos», The Canadian Mineralogist, Special Publication 5, 2001. (англ.)

Ссылки

• The Chrysotile Institute (англ.)
• «Asbestos-containing Floor Tile and Mastic Abatement: Is there Enough Exposure to Cause Asbestos-related Disease?» (англ.)
• Photomicrographs of parachrysotile and clinochrysotile (англ.)