Cohenitis
Cohenitis Categoría I : Elementos nativos
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General |
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Nombre IUPAC
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Carburo de trifer
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número CAS
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12011-67-5 (EINECS : 234-566-7)
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Clase Strunz
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1.BA.05
1 ELEMENTOS (Metales y aleaciones intermetálicas; metaloides y no metales; carburos, siliciuros, nitruros, fosfuros)
1.B Carburos , siliciuros, nitruros y fosfuros metálicos
1.BA Carburos
1.BA.05 Cohenita (Fe, Ni, Co) 3C Espacio Grupo Pbnm Punto Grupo 2 / m 2 / m 2 / m
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La clase de Dana
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1.1.16.1
Elementos nativos y amalgamas
1. Elementos naturales y amalgamas
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Fórmula química |
C Fe 3( Fe , Ni , Co ) 3 C |
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Identificación |
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Forma masa |
179,546 ± 0,007 amu C 6,69%, Fe 93,31%,
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Color
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gris peltre; se vuelve bronce claro a amarillo dorado por oxidación
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Clase de cristal y grupo espacial
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Bipiramidal ortorrómbica ( mmm ) Grupo n o 62 ( Pnma o Pbnm )
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Sistema de cristal
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Ortorrómbico
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Red Bravais
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Primitivo Z = 8
Pnma : a = 5.069 Å , b = 6.736 Å , c = 4.518 Å Pbnm : a = 4.518 Å , b = 5.069 Å , c = 6.736 Å
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Escote
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(100) , (010) y (001): bueno
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Rotura
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Muy frágil
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Habitus
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Agujas o laminillas, pero también intercrecimiento (en) dendrítico con hierro
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Escala de Mohs
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5,5 a 6
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Brillar
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Metálico
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Propiedades ópticas |
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Transparencia
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Opaco
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Propiedades químicas |
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Densidad
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7,20 hasta 7,65
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Propiedades físicas |
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Magnetismo
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Ferromagnético ( T C ≈ 480 K )
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Radioactividad
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Alguna
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. |
La cohénita (Fe, Ni, Co) 3 CNombrado en honor al mineralogista y petrógrafo alemán Emil Cohen (de) es un carburo de hierro en el que el hierro se reemplaza parcialmente por níquel (0,5-3 % ) y cobalto (<1%). Cristalización en el sistema ortorrómbico ( grupo espacial n o 62, Pnma o Pbnm ), esta plata mineral, duro y quebradizo, es la misma especie que el cristalino cementita Fe 3 C, Carburo de hierro casi puro formado en las fundiciones de hierro y aceros de la industria metalúrgica .
Descubrimiento y otras ocurrencias
La cohenita fue descubierta en 1887 en el meteorito Magura por el mineralogista y petrólogo alemán Ernst Weinschenk (en) quien la aisló, analizó, nombró y reconoció su identidad con la cementita. Este último había sido identificado por Frederick Abel en 1885 .
La cohenita está presente con bastante regularidad en los meteoritos de hierro y en el metal de los meteoritos mixtos , en forma de barras submilimétricas a milimétricas (hasta 8 mm ). Se encuentra casi solo en contacto con hierro que contiene entre 6 y 8% de níquel. Suele ir acompañada de schreibersita (Fe, Ni) 3 P(con la que a menudo se confunde), troilita FeS y grafito C. La cohenita también se encuentra en condritas de enstatita , algunas ureilitas y algunas condritas ordinarias , así como en suelos y rocas lunares.
La cohenita también está presente en algunas rocas terrestres pero es muy rara. Solo se encuentra en contextos extremadamente reductores , especialmente donde el magma ha invadido un depósito de carbón o lignito como en Uivfaq en la isla de Disko ( Groenlandia ) o en Bühl cerca de Cassel ( Tierra de Hesse , Alemania ). También se encuentra incluido en diamantes y minerales cogenéticos de diamantes .
Modo de entrenamiento
En los aceros, la cementita se forma principalmente entre 1150 y 730 ° C , por precipitación a partir del carbono disuelto en hierro líquido, y probablemente lo mismo sea cierto para la cohenita en ambientes naturales donde el hierro líquido se ha solidificado ( núcleo de cuerpos parentales de meteoritos , y en la Tierra bajo condiciones especiales). Esta formación es por paradójico porque en cementita baja presión (cohenita) no es estable a cualquier temperatura (debemos observar la Fe - C de montaje en lugar de Fe-Fe 3 C). Finalmente se observa por dos razones: por un lado, el conjunto Fe-C es apenas más estable que Fe-Fe 3 C(la descomposición Fe 3 C → 3 Fe + Cinduce solo una ligera disminución de la entalpía libre ), y por otro lado la nucleación de la cementita es mucho más fácil que la del grafito (su estructura es más cercana a la de la fase madre, el hierro líquido). Sin embargo, la inestabilidad de la cementita se manifiesta por su descomposición espontánea, en tan solo unas horas a unos días cuando se mantiene a alta temperatura (> 700 ° C ). La cementita en fundiciones y aceros no se descompone porque su enfriamiento ha sido rápido y a baja temperatura la tasa de descomposición se ha vuelto prácticamente nula (así como los diamantes permanecen en este estado metaestable indefinidamente mientras que a bajas temperaturas y presión la forma estable del carbono es el grafito ).
En cuanto a la cohenitis, lo más paradójico no es que se haya podido formar, sino que logró llegar hasta nosotros sin descomponerse. Las grandes masas de hierro líquido generadas en Uivfaq o Bühl deben haber tardado miles de años, y las de los meteoritos decenas o cientos de Ma para cruzar el rango de temperatura donde la descomposición es rápida. Para resolver esta paradoja, buscamos ver si una fuerte presión , o la presencia de Ni y Co (o incluso la de oligoelementos como el P ) podría estabilizar la cohenita y hacer así imposible o excesivamente lenta su descomposición. Después de una controversia bastante larga, finalmente parece que la resistencia de las cohenitas terrestres y extraterrestres a la descomposición es el resultado de dos factores: (1) la perfección estructural y de textura de sus cristales (lo que hace muy difícil la nucleación del grafito), incluso la consecuencia del enfriamiento muy lento en el origen de la precipitación de la cohenita; (2) la influencia del níquel en la cinética de formación o descomposición (por encima del 8% de níquel en un hierro líquido rico en carbono disuelto, no se forma cohenita, por debajo del 6% de cohenitas terrestres y extraterrestres pueden haberse formado pero descompuesto durante el enfriamiento).
Notas y referencias
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La clasificación de minerales elegida es la de Strunz , a excepción de los polimorfos de sílice, que se clasifican entre los silicatos.
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Los parámetros de masa de forma y de celosía indicados en el cuadro son los de Fe 3 C puro.
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La designación de este grupo depende del orden elegido para los ejes: c < un < b ( Pnma ) o un < b < c ( Pbnm ).
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masa molecular calculada de " pesos atómicos de los elementos 2007 " en www.chem.qmul.ac.uk .
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Meteorito de hierro encontrado en 1880 cerca de Námestovo ( región de Žilina , actualmente en Eslovaquia pero luego en Hungría ).
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Una especie química es un mineral solo cuando se observa en la naturaleza, y cada mineral recibe un nombre específico. La cementita era solo un compuesto químico creado por el hombre.
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Fue el propio Emil Cohen quien identificó la primera cohenita terrestre en el hierro de Uivfaq (también escrito Ovifak), en 1897 .
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