Magnetyt
| Magnetyt kategorii IV : tlenki i wodorotlenki | |
 Magnetyt i piryt - Włochy | |
| Generał | |
|---|---|
| Nazwa IUPAC | tetratlenek trifer |
| numer CAS |
(magnetyt) (trójtlenek trifer) |
| Klasa Strunza |
4.BB.05
4 TLENKI (Wodorotlenki, V [5,6] wanadany, arseniny, antymonity, bizmuty, siarczyny, seleniny, telluryny, jodany) |
| Klasa Dany |
7.2.2.3
Tlenki |
| Wzór chemiczny | Fe 2+ Fe 2 3+ O 4 |
| Identyfikacja | |
| Masa formy | 231,54 amu |
| Kolor | metaliczny, pogrubiony, matowy. |
| Klasa kryształu i grupa kosmiczna | heksakisoktaedryczny; F d3m |
| Kryształowy system | sześcienny |
| Sieć Bravais | wyśrodkowane twarze F |
| Macle | bliźniak na {111} przez kontakt |
| Łupliwość | częściowe {111} |
| Złamać | nieregularny, podkonchoidalny |
| Habitus | kryształy oktaedryczne |
| Skala Mohsa | 6 |
| Linia | czarny |
| Blask | submetaliczny |
| Właściwości optyczne | |
| Fluorescencja ultrafioletowa | każdy |
| Przezroczystość | nieprzezroczysty |
| Właściwości chemiczne | |
| Masa objętościowa | 5,2 g cm -3 w 20 ° C g / cm³ |
| Temperatura topnienia | 1538 ° C |
| Rozpuszczalność | rozpuszczalny w kwasie solnym |
| Właściwości fizyczne | |
| Magnetyzm | silnie magnetyczny |
| Radioaktywność | każdy |
| Środki ostrożności | |
| WHMIS | |
|
Produkt niekontrolowanyTen produkt nie jest kontrolowany zgodnie z kryteriami klasyfikacji WHMIS. |
|
| Jednostki SI i STP, chyba że zaznaczono inaczej. | |
Magnetyt gatunek mineralnej składa się z tlenku żelaza (II, III) , o wzorze Fe 3 O 4(czasami pisane FeO Fe 2 O 3), ze śladowymi ilościami magnezu Mg, cynku Zn, manganu Mn, niklu Ni, chromu Cr, tytanu Ti, wanadu V i aluminium Al. Magnetyt jest materiałem ferrimagnetycznym .
Odmiany bogate w tytan określane są mianem magnetytów tytanonośnych lub częściej tytanomagnetytów .
O kryształy magnetytu mogą być biominéralisés , tj biosyntezowane przez niektórych gatunków żywych, które wydają się wykorzystywać je do orientować się w przestrzeni.
Historia opisu i apelacji
Etymologia
Magnetyt jest znany co najmniej od epoki żelaza ; pierwsza pisemna wzmianka pochodzi od Pliniusza Starszego w 77; jest opisany przez Wilhelma Karla Rittera von Haidingera w 1845 r.; jego nazwa wywodzi się od niemieckiego słowa Magnetit , słowa wywodzącego się z łacińskiego magnes, magnetis oznaczającego magnes i ostatecznie wywodzącego się od nazwy prowincji Magnesia , bogatej w magnetyt.
Topotyp
Magnesia, Tesalia (Grecja).
Synonimia
- magnes
- diamagnetyt (Shepard 1852)
- ferroferryt
- żelazo utlenione magnetycznie
- utlenione żelazo ( Dufrénoy 1845)
- heraklion: magnetyt był obfity w Heraklei w Lidii
- morfolit
- kamień magnetyczny
- kamień północny
Charakterystyka fizykochemiczna
Właściwości fizyczne
Habitus Tworzy kryształy typowo oktaedryczne, rzadziej dwunastościenne, wyjątkowo sześcienne, które mogą osiągać prawie 25 cm . Magnetyzm W temperaturze 580 ° C ( punkt Curie ) magnetyzm znika, a następnie pojawia się ponownie w miarę ochładzania. Remanencja jest rzędu 480 Gaussów. Ten minerał jest przewodnikiem elektrycznym .Krystalochemia
- Tworzy szereg z magnezjoferrytem i jacobsytem .
- Jest częścią grupy spinelowej
Zbiera gatunki o podobnej budowie. Istnieje ponad 20 gatunków. Ogólny wzór XY 2 O 4 , gdzie X oznacza metal dwuwartościowy (magnez, żelazo, nikiel, mangan i / lub cynku), a Y metalowa trójwartościowy (glinu, żelaza, chromu i / lub manganu, tytanu).
- Magnetyt i Maghemit
Krystalografia
- Parametry z konwencjonalnym oczek : = 8,391 nm ,; Z = 8; V = 590,80 Å 3
- Obliczona gęstość = 5,21 g cm -3
Depozyty i depozyty
Gitologia i powiązane minerały
GitologiaJest to pospolity wszechobecny minerał, występujący w wielu rodzajach skał.
- Skały natrętne: w diorytach i gabrach , a także w ich wulkanicznych odpowiednikach ( andezyt i bazalt ).
- Skały metamorficzne: klasyczny minerał w skarnach , wprowadzany tam przez metasomatozę w skałach wapiennych.
- Formacje hydrotermalne: może występować jako minerał pomocniczy. W szczelinach alpejskich występuje w bardzo pięknych próbkach (we Włoszech i Szwajcarii).
- Skały osadowe: magnetyt można znaleźć jako ciężki pierwiastek detrytyczny w osadach; W północnej Nowej Zelandii eksploatowane są złoża piasków magnetytowych.
- Złoże fumaroli wulkanicznych: Wezuwiusz i Etna; jego facja może być drzewiasta lub dendrytyczna.
- Obecny w niektórych meteorytach.
- Apatyt , chromit , ilmenit , rutyl i krzemiany w skałach natrętnych.
- chalkopiryt , hematyt pentlandyt , piryt , pirotyn , sfaleryt oraz krzemiany, w hydrotermalnych metamorficznych skał
- hematyt , kwarc w skałach osadowych.
Depozyty wytwarzające niezwykłe okazy
Jest obecny w większości koncentratów wypłukiwanych dla górników i można go łatwo oddzielić za pomocą magnesu . Występuje również w Austrii w zielonych łupkach, gdzie kryształy mogą z łatwością przekraczać krawędzie 5 mm .
Zniekształcone kryształy 250 kg znaleziono w Faradaya z Ontario w Kanadzie oraz w pegmatytach z Teete w Mozambiku .
Eksploatacja złóż
Zastosowania- Jest jednym z głównych minerałów żelaza .
- Barwnik: podstawowy pigment do umbry i sieny.
- Główny składnik proszku ferrytowego używanego do produkcji magnesów.
- Datowanie płynącej lawy ze względu na swoje właściwości ferrimagnetyczne , magnetyt jest przydatny w paleomagnetyzmie, ponieważ rejestruje zmiany w orientacji ziemskiego pola magnetycznego . Dzięki magnetytowi można było więc określić na blisko siebie rozmieszczonych przepływach, że każda inwersja dipola ziemskiego ma miejsce w fazie przejściowej trwającej 1000 lat, w której pole magnetyczne może zostać odwrócone w ciągu 3 dni.
- Biologia: Według badań przeprowadzonych przez dwóch amerykańskich biologów, Goulda i Kirschvinka, komórki ludzkie zawierają kryształy magnetytu, co może pomóc w zrozumieniu właściwości bioelektromagnetycznych ludzkiego ciała. Mówi się, że gołąb ma w dziobie magnetyt, obecny w trzech bardzo różnych miejscach i w różnych ilościach, który pomagałby mu nawigować w locie.
- Eliminacja arsenu w wodzie
Magnetyt i żywi
Magnetyt jest zwykle obecny w postaci biomineralizowanych kryształów w niektórych narządach różnych gatunków zwierząt, gdzie może odgrywać rolę w orientacji .
U ludzi stwierdzono go w kilku obszarach mózgu , płatach czołowych , ciemieniowych , potylicznych i skroniowych , ale także w pniu mózgu , móżdżku i zwojach podstawy mózgu . Żelazo występuje tam w trzech postaciach: hemoglobiny (krążącej we krwi), ferrytyny ( białko ) oraz w niewielkich ilościach w postaci magnetytu. Obszary mózgu zaangażowane w funkcje motoryczne zwykle zawierają więcej żelaza. Zawiera go również hipokamp (obszar przetwarzania informacji , uczenia się i pamięci ).
Jedna z hipotez ( biomagnetyzm ) głosi, że podobnie jak wiele zwierząt, ludzie mają lub zachowaliby reliktowy zmysł magnetyczny, z którego niektórzy ludzie z bardzo dobrym zmysłem orientacji korzystaliby nieświadomie, a to wymagałoby obecności kryształów magnetytu (reagujących na pole magnetyczne Ziemi). Funkcje magnetytu w mózgu wciąż nie są poznane.
Żelazo jest absolutnie niezbędne, pierwiastków śladowych , ale w wyjątkowo dużych dawkach w mózgu, magnetyt, mogą mieć neurotoksyczne skutki , przynajmniej ze względu na swoją naturę magnetyczną lub naładowany i jego zaangażowanie w stresem oksydacyjnym lub wytwarzanie wolnych rodników. ; w rzeczywistości wykazano, że płytki beta-amyloidowe i białko Tau związane z chorobami neurodegeneracyjnymi często występują po stresie oksydacyjnym i biomineralizacji żelaza w mózgu.
Mikroskopu elektronowego umożliwia bardzo łatwe rozróżnienie magnetytu kryształy naturalnie wytwarzane i przechowywane w komórkach organizmu (kryształy o skomplikowanych kształtach), z magnetytu, pochodzących z zanieczyszczeń powietrza (gładkie i zaokrąglone nanocząsteczki z wylotowych przewodów i procesów spalania / spopielania, które może podróżować do mózgu wzdłuż nerwu węchowego, zwiększając stężenie magnetytu w mózgu i wprowadzając tam nieprawidłową formę magnetytu). Wdychane nanocząsteczki magnetytu mogą również przedostać się do krwi przez płuca i przejść przez barierę krew-mózg. Z autopsji (dzieci i dorośli) wykazały, że w obszarach, w których powietrze jest silnie zanieczyszczona ( Meksyk , na przykład), mózg człowieka może posiadać współczynnik magnetytu cząstek aż do około 100 razy większa niż normalnie, a związane ze zwyrodnieniem neuronów oraz choroby neurodegeneracyjne o różnym nasileniu w zależności od przypadku. Ta praca prowadzona przez profesor Barbarę Maher ( Lancaster University ) kończy się związkiem przyczynowym (prawdopodobnym, ale do potwierdzenia w chorobie Alzheimera ), ponieważ badania laboratoryjne sugerują, że tlenki żelaza typu magnetytu są składnikiem nieprawidłowych białek tworzących się w płytkach. mózg na chorobę Alzheimera.
Nieprawidłowe poziomy żelaza (szczególnie żelaza magnetycznego) zostały zmierzone w niektórych obszarach mózgu pacjentów z chorobą Alzheimera. Monitorowanie tych poziomów może być wskaźnikiem utraty neuronów i rozwoju niektórych chorób neurodegeneracyjnych, jeszcze zanim pojawią się objawy (ze względu na związek między magnetytem a ferrytyną). W tkance magnetyt i ferrytyna mogą wytwarzać małe pola magnetyczne, które oddziałują z obrazowaniem metodą rezonansu magnetycznego (MRI), tworząc kontrast obrazu.
Na chorobę Huntingtona nie jest związane ze zwiększonym poziomem magnetytu, ale wysoki poziom znaleziono w modelu zwierzęcym (myszy laboratoryjnych).
Uwagi i referencje
- Klasyfikacja składników mineralnych wybranych jest , że z Strunz , z wyjątkiem polimorfów krzemionki, które są zaliczane do krzemianów.
- (w) Thomas R. Dulski, Podręcznik do analizy chemicznej metali , tom. 25, ASTM Międzynarodowy,1996, 251 pkt. ( ISBN 0-8031-2066-4 , czytaj online ) , s. 71
- „ Czarny tlenek żelaza ” w bazie danych chemikaliów Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 24 kwietnia 2009
- Lowenstam HA (1962) Magnetyt w zakryciu ząbków w ostatnich chitonach (Polyplacophora) . Byk. Geol. Soc. Popr. 13, 435-438
- Shepard (1852), American Journal of Science : 13:392.
- Międzynarodowe Kolokwia Narodowego Centrum Badawczego , nr 27 Narodowe Centrum Badań Naukowych (Francja) s. 80 1950
- Traktat o mineralogii, tom 2 Autorstwa Pierre Armand Petit Dufrénoy, s. 462 1845
- Encyklopedia, czyli słownik z uzasadnieniem nauk ścisłych, sztuki , tom 17. Denis Diderot, Jean Le Rond d'Alembert s. 279 1778
- The Handbook of Mineralogy Volume IV, 2000 Mineralogy Society of America autorstwa Kennetha W. Bladha, Richarda A. Bideaux, Elizabeth Anthony-Morton i Barbary G. Nichols
- Kirschvink, JL i Gould, JL, „Biogeniczny magnetyt jako podstawa wrażliwości na pole magnetyczne u zwierząt”, Bio Systems 13 (1981) 181-201.
- Marianne Hanzlik, Christoph Heunemann, Elke Holtkamp-Rötzler, Michael Winklhofer, Nikolai Petersen i Gerta Fleissner. Magnetyt superparamagnetyczny w tkance górnego dzioba gołębi pocztowych. BioMetale 13 (2000) 325-331
- Cafer T. Yavuz, JT Mayo, Carmen Suchecki, Jennifer Wang, Adam Z. Ellsworth, Helen D'Couto, Elizabeth Quevedo, Arjun Prakash, Laura Gonzalez i Christina Nguyen i in., „Magnes zanieczyszczeń: nanomagnetyt na arsen usuwanie z wody pitnej”, Geochemia środowiska i zdrowie, Tom 32, Numer 4, 327-334
- Kirschvink J et al. (1992) „ Biomineralizacja magnetytu w ludzkim mózgu ”. Materiały Narodowej Akademii Nauk USA. 89 (16): 7683–7687. Kod Bibcode: 1992PNAS ... 89,7683K. doi: 10.1073 / pnas.89.16.7683. Podsumowanie świeckich. „Używając ultraczułego magnetometru nadprzewodzącego w czystym środowisku laboratoryjnym, wykryliśmy obecność materiału ferromagnetycznego w różnych tkankach ludzkiego mózgu”.
- Nanocząstki magnetytu w przetwarzaniu informacji: od bakterii do kory mózgowej ludzkiego mózgu - ( ISBN 9781-61761-839-0 )
- Zecca, Luigi; Youdim, Moussa BH; Riederer, Piotr; Connor, James R.; Crichton, Robert R. (2004). „ Żelazo, starzenie się mózgu i zaburzenia neurodegeneracyjne ”. Nature Recenzje Neuronauka. 5: 863–873
- Eric Hand (23 czerwca 2016). „ Naukowiec Maverick uważa, że odkrył u ludzi magnetyczny szósty zmysł ”. Nauka. doi: 10.1126 / science.aaf5803.
- Baker, RR (1988). „Ludzki magnetorecepcja do nawigacji”. Postęp w badaniach klinicznych i biologicznych. 257: 63–80.
- Kirschvink, Józef L; Winklhofera, Michaela; Walker, Michael M (2010). „ Biofizyka orientacji magnetycznej: wzmocnienie relacji między teorią a projektowaniem eksperymentalnym ”. Journal of the Royal Society, Interface / Royal Society. 7 Suplement 2: S179–91. doi: 10.1098 / rsif.2009.0491.focus. Swobodnie dostępny PMC 2843999. .
- Barbara A. Maher; Imad AM Ahmed; Wasyl Karloukowski; Donalda A. MacLarena; Penelope G. Foulds; Davida Allsopa; David MA Mann; Ricardo Torres-Jardón; Lilian Calderon-Garciduenas (2016). " Nanocząsteczki zanieczyszczenia magnetytu w ludzkim mózgu " (PDF). Wczesne wydanie PNAS. 113 (39): 10797–10801. Kod Bibcode: 2016PNAS..11310797M. doi: 10.1073 / pnas.1605941113. PMC 5047173 Swobodny dostęp. .
- Środowisko BBC : Cząstki zanieczyszczeń „dostają się do mózgu” (Środowisko: cząstki zanieczyszczenia powietrza dostają się do mózgu
- Wilson, Clare (5 września 2016). „ Zanieczyszczenie powietrza wysyła maleńkie cząsteczki magnetyczne do mózgu ”. Nowy naukowiec. 231 (3090). konsultowane 06.09.2016 r.
- Qin Y, Zhu W, Zhan C et al. (2011) J. Huazhong Univ. Nauka. Technol. [Śr. Sci.] 31: 578.
- Zecca, Luigi; Youdim, Moussa BH; Riederer, Piotr; Connor, James R.; Crichton, Robert R. (2004). „ Żelazo, starzenie się mózgu i zaburzenia neurodegeneracyjne ”. Nature Recenzje Neuronauka. 5: 863–873.
Zobacz również
Powiązane artykuły
Linki zewnętrzne
- (en) " Magnetite " , na Mindat.org (dostęp 25 listopada 2017 )
- (en) " Tytaniferous Magnetite " , na Mindat.org (dostęp 25 listopada 2017 )