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Saponite

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Saponite
Classificazione Strunz (ed. 10)9.EC.45[1]
Formula chimicaCa0,25(Mg,Fe)3((Si,Al)4O10)(OH)2 • n(H2O)[2]
Proprietà cristallografiche
Sistema cristallinomonoclino[2]
Classe di simmetriaprismatica
Parametri di cellaa = 5,3 Å, b = 9,14 Å, c = 16,9 Å, β = 97°,[2] Z = 2
Gruppo puntuale2/m[3]
Gruppo spazialeC2/m (nº 12)[3]
Proprietà fisiche
Densità misurata2,24 - 2,30[4] g/cm³
Durezza (Mohs)1,5 - 2[2]
Sfaldaturaperfetta secondo {001}[4]
Colorebianco, bianco giallastro, bianco verdastro, bianco rossastro, rosso rosato, bianco bluastro[5]
Lucentezzagrassa[2]
Opacitàtraslucida[2]
Strisciobianco[3]
Diffusionenon comune
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

La saponite (simbolo IMA: Sap[6]) è un minerale piuttosto raro del gruppo della smectite appartenente alla classe minerale dei "silicati e germanati" con composizione chimica Ca0,25(Mg,Fe)3((Si,Al)4O10)(OH)2 • n(H2O)[2] e quindi, da un punto di vista chimico, è un silicato di magnesio contenente acqua con ioni idrossido aggiuntivi. In tedesco la saponite è chiamata anche pietra ollare.

Strutturalmente appartiene ai fillosilicati.

Etimologia e storia

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Una prima, anche se imprecisa, menzione del minerale risale al 1758 nell'opera di Axel Fredrik Cronstedt Versuch einer neuen Mineralogie nella descrizione dei diversi tipi di minerali argillosi. Come sottospecie delle argille "fossilizzate", è descritta come densa e molle (particulis impalpabilibus mollis). Altri nomi includono brianzon cretaceous, smectis e creta brianzonica. È anche conosciuto come walkerthon (in inglese) e può essere di colore bianco (campioni provenienti da Land's End in Cornovaglia), giallo, rosso e bianco (per campioni provevienti dalla Svizzera).[7]

Il termine saponite deriva dalla parola latina sapo ('sapone') ed è ancora valido oggi; è stato coniato nel 1830 da Lars Fredrik Svanberg (1805-1878)[8] ed è anche un'allusione alla sensazione di sapone e grasso che dà il minerale quando viene toccato. Svanberg fornisce anche una descrizione iniziale completa del minerale, inclusa una formula chimica approssimativa.[9]

La località tipo per la saponite è considerata Lizard Point in Cornovaglia.[10][11]

Il campione tipo, cioè i campioni di minerali provenienti dalla prima località, è disponibile presso l'Università di Freiberg con il numero di catalogo 44591.[4]

Classificazione

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Nella Sistematica dei lapis (Lapis-Systematik) di Stefan Weiß al minerale è stato assegnato il sistema nº VIII/H.20-20. In questa sistematica ciò corrisponde alla classe dei "fillosilicati" e alla sottoclasse dei "fillosilicati simili alla mica con gruppi [Si4O10]4− e simili". La saponite forma un gruppo distinto, ma senza nome, insieme a hectorite, ferrosaponite, sauconite, spadaite, stevensite e zincsilite.[12]

La nona edizione della sistematica minerale di Strunz, valida dal 2001 e aggiornata dall'Associazione Mineralogica Internazionale (IMA) fino al 2009,[13] elenca la saponite nella classe "9. Silicati (germanati)" e nella sottoclasse "9.E Fillosilicati"; questa è ulteriormente suddivisa in base alla struttura del minerale, in modo che la saponite possa essere trovata nella sezione nº 9.EC.45 insieme a ferrosaponite, swinefordite, sauconite, hectorite, spadaite, stevensite e zincsilite.[14]

Tale classificazione è mantenuta anche nell'edizione successiva, proseguita dal database "mindat.org" e chiamata Classificazione Strunz-mindat.[1]

Anche la sistematica dei minerali secondo Dana, che viene utilizzata principalmente nel mondo anglosassone, classifica la saponite nella classe dei "silicati e germanati" e lì nella sottoclasse dei "minerali fillosilicati"; qui è nel "gruppo della smectite (smectite triottaedrica)" con il sistema nº 71.03.01b all'interno della suddivisione dei "fillosilicati: strati di anelli a sei membri con minerali argillosi 2:1".[15]

Abito cristallino

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La saponite cristallizza nel sistema monoclino nel gruppo spaziale C2/m (gruppo nº 12) con i parametri reticolari a = 5,3 Å, b = 9,14 Å, c = 16,9 Å e β = 97°, oltre a 2 unità di formula per cella unitaria.[2] La saponite è un minerale argilloso 2:1 ed è costituita da due strati di silicato che racchiudono uno strato di idrossido di magnesio. Il silicio è tetraedrico e circondato da quattro atomi di ossigeno. Questi tetraedri sono collegati da tre atomi di ossigeno per formare uno strato di silicato. Il magnesio è ottaedrico e circondato da 6 atomi di ossigeno, ognuno dei quali forma un angolo di un tetraedro silicato, e due gruppi OH.[16]

Proprietà

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In acqua, gli strati intermedi si gonfiano e la saponite si scompone in singoli strati e conglomerati; si dissolve facilmente anche in acido cloridrico caldo, ma si decompone più lentamente in acido solforico freddo.[9]

Allo stato umido, il minerale è plasticamente deformabile, ma reagisce in modo fragile dopo l'essiccazione.[9]

Con una durezza Mohs da 1 a 2, la saponite è uno dei minerali morbidi che può essere raschiata o graffiata con un'unghia, in modo simile al talco, minerale di riferimento. Secondo il suo primo descrittore, Svanberg, il minerale è così morbido che "di solito può essere steso come il burro, motivo per cui alcuni minatori, quando lo incontrarono per la prima volta, credettero di aver trovato una sostanza che potesse sostituire il burro, ma con loro stupore scoprirono presto che era completamente diverso da esso".[9]

Nell'aria, tuttavia, il minerale si indurisce gradualmente e infine si disintegra in gran parte in polvere sciolta una volta essiccato.

Modificazioni e varietà

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Varietà note di saponite sono:

  • la sobotkite, di colore rosa-rosso, ricco di alluminio, che si trova preferibilmente nella regione di Tarapacá in Cile.[5][12]
  • la cardenite ricca di calcio[17]
  • una ferrisaponite nota come griffithite (nota anche come lembergite[17]) trovata nei grani di basalto di Griffith Park (Los Angeles, Stati Uniti)[16]
  • la bowlingite, uno pseudomorfismo da saponite a olivenite.[18]

La medmontite, d'altra parte, non è come si suppone una saponite contenente rame,[16] ma una miscela di crisocolla e vari minerali argillosi.[19]

La zebedassite è un silicato idrato di magnesio e alluminio con formula chimica 4H2O.Al2O3.5MgO.6SiO2). In un primo tempo è stata classificata come nuova specie di minerale, ma successive analisi hanno dimostrato che si tratta in realtà di saponite.[20][21]

Prende il nome dalla località di Zebedassi, frazione di Montemarzino, in provincia di Alessandria, dove, alle pendici del poggio Brienzone, ne era presente una cava sfruttata dagli anni '20 agli anni '50 del XX secolo per ottenere materiale da costruzione e per massicciate ferroviarie.[22]

Origine e giacitura

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La saponite si forma idrotermalmente in vene e geodi di vulcaniti (solitamente basalti) o serpentiniti. I minerali di accompagnamento includono calcite, celadonite, varie cloriti, dolomite, epidoto, rame nativo, ortoclasio e quarzo.[4]

Essendo una formazione minerale piuttosto rara, la saponite può essere abbondante in vari siti, ma nel complesso non è molto comune. In tutto il mondo sono noti poco più di 300 siti.[23] Oltre alla sua località tipo, Lizard Point in Cornovaglia (Inghilterra), il minerale si trova anche a Coniston, Buxton e nel distretto di Mendip (nel Somerset), oltre che nei distretti di Antrim e di Down nell'Irlanda del Nord; Trotternish, Bowling (Strathclyde) e Barrhead in Scozia e Builth Wells in Galles.

Degno di nota per gli straordinari ritrovamenti di saponite è Monte Saint-Hilaire nelle colline canadesi di Montérégie, dove sono stati trovati cristalli di saponite frondosa fino a un centimetro di diametro.[24]

In Germania, la saponite è stata trovata sul Feldberg (Foresta Nera, nel Baden-Württemberg; in diverse località della Franconia, della Bassa Baviera e dell'Alto Palatinato in Baviera; nei pressi di Allendorf (Greifenstein) e Ortenberg in Assia; nei pressi di Sankt Andreasberg in Bassa Sassonia; in diverse località dell'Eifel in Renania-Palatinato; vicino a Walhausen (Saar) nel Saarland e Schwarzenberg/Erzgeb in Sassonia.

In Austria, il minerale è stato finora trovato vicino al comune di Wolfsberg nella Koralpe e vicino a Sankt Paul im Lavanttal in Carinzia; vicino a Drosendorf in Bassa Austria e vicino a Klöch, Weitendorf e Leoben in Stiria. In Svizzera, Saponit si è finora esibito solo al Piz Mundin nel Gruppo di Samnaun nel Cantone dei Grigioni e al Ramsen SH nel Cantone di Sciaffusa.

Altri siti sono sparsi in tutto il mondo.[23][25]

La saponite è stata trovata anche in campioni di roccia provenienti dalla Ninety East Ridge dell'Oceano Indiano e, al di fuori del pianeta Terra, su Marte.[23][25]

Alte percentuali di saponite (superiori al 50% in volume) sono state trovate nelle carote di perforazione provenienti dalla zona di faglia di Sant'Andrea in California. Si presume che il minerale abbia un'influenza sulla dinamica dei terremoti riducendo l'attrito tra le placche continentali.[26][27]

Saponite sintetica

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In generale, la formazione di saponiti è possibile in un'ampia gamma di condizioni idrotermali. Le condizioni moderate con temperature comprese tra 90 °C e 575 °C e pressioni fino a diversi kbar sono le più promettenti in termini di tasso di crescita, resa e purezza. I materiali di partenza più comuni nel processo sol-gel sono le fasi solide, come alluminosilicati, materiali vetrosi e gel, la cui composizione è vicina a quella del derivato o della modifica della saponite desiderata.[28][29] La sintesi con ammonio o sodio in un mezzo acquoso alcalino è comune.[30]

La saponite cataliticamente attiva può essere creata in particolare da ioni funzionali nello strato di silice tetraedrico. Ad esempio, un gruppo Si-O-Al (Al3+ al posto di Si4+) ha forti proprietà acide rispetto all'acido di Lewis. La superficie effettiva specifica può anche essere aumentata a oltre 500 m²/g mordenzando il magnesio ottaedrico o introducendo particelle tra gli strati di saponite.[31]

Forma in cui si presenta in natura

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La saponite sviluppa aggregati minerali a grana fine, bulbosi o terrosi o massicci, ma anche da frondosi a fibrosi con una lucentezza simile al grasso sulle superfici.[4] Solo raramente la saponite si trova anche sotto forma di minuscoli cristalli tabulari di forma pseudo-esagonale. In forma pura, la saponite è teoricamente incolore e trasparente. A causa della rifrazione multipla della luce dovuta a difetti di costruzione del reticolo o alla formazione policristallina, è praticamente sempre traslucida o opaca o assume un colore grigio, giallo, blu, verde, rossastro o marrone a causa di miscele estranee. Tuttavia, il colore del suo striscio è sempre bianco.[5]

Utilizzi

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La saponite è occasionalmente utilizzata come sgrassatore naturale e per il trattamento dell'acqua. Come additivo nelle materie plastiche, la saponite può migliorare le proprietà meccaniche e ridurre la diffusione (adsorbati).

Le saponiti sintetiche hanno una composizione chimica definita e una superficie reattiva e fungono da sostituto delle zeoliti.[30] A differenza dei pori delle zeoliti, le saponiti hanno una distanza tra gli strati più ampia e possono anche essere utilizzate come catalizzatore per molecole organiche più grandi, ad esempio nella polimerizzazione, nell'isomerizzazione e nel cracking.[28][29]

Note

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  1. ^ a b (EN) Strunz-mindat (2024) Classification - Phyllosilicates with mica sheets, composed of tetrahedral and octahedral nets, su mindat.org. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  2. ^ a b c d e f g h (EN) Saponite, su mindat.org. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  3. ^ a b c (EN) Saponite Mineral Data, su webmineral.com. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  4. ^ a b c d e (EN) Saponite (PDF), su handbookofmineralogy.org, 2001. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  5. ^ a b c (DE) Saponite (Saponit), su mineralienatlas.de. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  6. ^ (EN) Laurence N. Warr, IMA–CNMNC approved mineral symbols (PDF), in Mineralogical Magazine, vol. 85, 2021, pp. 291–320, DOI:10.1180/mgm.2021.43. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  7. ^ Versuch einer neuen Mineralogie p. 86
  8. ^ (SV) Anders Lundgren, Lars Fredrik Svanberg (Akademisk lärare, Kemist), su sok.riksarkivet.se, Schwedisches biographisches Wörterbuch. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  9. ^ a b c d (DE) L.F. Svanberg, Saponit und Rosit, zwei neue Minerale, in Annalen der Physik und Chemie, vol. 133, 1842, pp. 165–176, DOI:10.1002/andp.18421330912. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  10. ^ (DE) Lizard Point, su mineralienatlas.de. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  11. ^ (EN) Lizard Point, Landewednack, Cornwall, England, UK, su mindat.org. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  12. ^ a b Das große Lapis Mineralienverzeichnis
  13. ^ (EN) Ernest Henry Nickel e Monte C. Nichols, IMA/CNMNC List of Minerals 2009 (PDF), su cnmnc.units.it, IMA/CNMNC, gennaio 2009. URL consultato il 21 dicembre 2024 (archiviato dall'url originale il 29 luglio 2024).
  14. ^ (DE) Strunz 9 Classification - 9 Silikate (Germanate) - 9.E Schichtsilikate (Phyllosilikate) - 9.EC Schichtsilikate (Phyllosilikate) mit Glimmer Tafeln, zusammengesetzt aus tetrahedralen oder octahedralen Netzen, su mineralienatlas.de. URL consultato il 22 dicembre 2024.
  15. ^ (EN) Dana Classification 8th edition - Sheets of 6-membered rings with 2:1 clays, su mindat.org. URL consultato il 22 dicembre 2024.
  16. ^ a b c Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie p. 754
  17. ^ a b Lehrbuch der Mineralogie pp. 578–579
  18. ^ (DE) Bowlingite (Bowlingit), su mineralienatlas.de. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  19. ^ (EN) Medmontite, su mindat.org. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  20. ^ (EN) Michael Fleischer, New mineral names (PDF), in American Mineralogist, vol. 39, 1954, pp. 402-408. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  21. ^ Fiorenzo Mazzi, Riesame della zebedassite (PDF), in Rendiconti della Società Mineralogica Italiana, vol. 8, 1952, pp. 134-140. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  22. ^ Anna Maria Salone Gobat, La Val Grue. Brevi notizie storiche sui paesi della valle (PDF), in Ianuensis non nascitur sed fit. Studi per Dino Puncuh. Quaderni della Società Ligure di Storia Patria, n. 7, Genova, 2019, pp. 1216-1217, ISSN 2464-9767 (WC · ACNP). URL consultato il 21 dicembre 2024.
  23. ^ a b c (EN) Localities for Saponite, su mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  24. ^ Mineralien-Enzyklopädie p. 255
  25. ^ a b (DE) Saponite (Occurrences), su mineralienatlas.de. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  26. ^ (DE) Horst Rademacher, Gedämpfte Erdbeben, su faz.net, Frankfurter Allgemeine Zeitung, 24 ottobre 2011. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  27. ^ (EN) David A. Lockner, Carolyn Morrow, Diane Moore e Stephen Hickman, Low strength of deep San Andreas fault gouge from SAFOD core, in Nature, vol. 472, 7 aprile 2011, pp. 82–85, DOI:10.1038/nature09927. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  28. ^ a b (EN) Sebastian Meyer, Simona Bennici, Cyril Vaulot, Séverinne Rigolet e Liva Dzene, Influence of the precursor and the temperature of synthesis on the structure of saponite, in Clays and Clay Minerals, vol. 68, n. 6, 1º dicembre 2020, pp. 544–552, DOI:10.1007/s42860-020-00099-1, ISSN 1552-8367 (WC · ACNP).
  29. ^ a b (EN) R.J.M.J. Vogels, J.T. Kloprogge e J.W. Geus, Catalytic activity of synthetic saponite clays: effects of tetrahedral and octahedral composition (PDF), in Journal of Catalysis, vol. 231, n. 2, 25 aprile 2005, pp. 443–452, DOI:10.1016/j.jcat.2005.02.004, ISSN 0021-9517 (WC · ACNP). URL consultato il 21 dicembre 2024.
  30. ^ a b (DE) Johan Breukelaar et al., Shell Int Research, Synthetische Saponit-Derivate, ein Verfahren zur Herstellung dieser Saponiten und ihre Verwendung bei katalytischen (Hydro) Umwandlungen, 69005189T2, DE (11 maggio 1990).
  31. ^ (EN) C. Bisio, G. Gatti, E. Boccaleri, L. Marchese e L. Bertinetti, On the Acidity of Saponite Materials: A Combined HRTEM, FTIR, and Solid-State NMR Study, in Langmuir, vol. 24, n. 6, 1º marzo 2008, pp. 2808–2819, DOI:10.1021/la703308b, ISSN 0743-7463 (WC · ACNP). URL consultato il 21 dicembre 2024.

Bibliografia

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  • (DE) Friedrich Klockmann, Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie, 16ª ed., Stoccarda, Enke, 1978 [1891], ISBN 3-432-82986-8.
  • (DE) Stefan Weiß, Das große Lapis Mineralienverzeichnis. Alle Mineralien von A – Z und ihre Eigenschaften. Stand 03/2018, 7ª ed., Monaco, Weise, 2018, ISBN 978-3-921656-83-9.
  • (DE) Axel Cronstedt, Versuch einer neuen Mineralogie, Gottinga, Roth, 1760, p. 68. URL consultato il 21 dicembre 2024.
  • (DE) Hans Jürgen Rösler, Lehrbuch der Mineralogie, 4ª ed., Lipsia, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), 1987, ISBN 3-342-00288-3.
  • (DE) Petr Korbel e Milan Novák, Mineralien-Enzyklopädie, Eggolsheim, Edition Dörfler im Nebel-Verlag, 2002, ISBN 978-3-89555-076-8.

Voci correlate

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Altri progetti

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