Pirit

Mineral pirit, atau pirit besi, juga dikenal sebagai badar emas atau emas semu, merupakan sulfida besi dengan rumus kimia FeS₂ (besi(II) disulfida). Pirit dianggap sebagai mineral yang paling umum dari kelompok mineral sulfida.

Pirit
Kristal kubik pirit pada batu kapur di Navajún, La Rioja, Spanyol (ukuran: 95 x 78 milimeter (3,7 x 3,1 in), 512 gram (18,1 oz); kristal utama: 31 milimeter (1,2 in) di bagian tepi)
Umum
Kategori	Mineral sulfida
Rumus kimia	FeS2
Klasifikasi Strunz	2.EB.05a
Klasifikasi Dana	2.12.1.1
Simetri kristal	Pa3
Sel unit	a = 5.417 Å, Z = 4
Identifikasi
Massa molekul	119.98 g/mol
Warna	Pale brass-yellow reflective; tarnishes darker and iridescent
Perawakan	Kubik, muka dapat bergaris, namun seringnya oktahedral and piritohedron. Sering tumbuh di dalam, masif, radial, granular, globular, dan stalaktit.
Sistem kristal	Isometrik
Bentuk kembaran	Penetration and contact twinning
Belahan	Indistinct on {001}; partings on {011} and {111}
Pecahan	Very uneven, sometimes conchoidal
Sifat dalam	Brittle
Kekerasan (Skala Mohs)	6–6.5
Kilap	Metallic, glistening
Gores	Greenish-black to brownish-black
Diafaneitas	Opaque
Berat jenis	4.95–5.10
Massa jenis	4.8–5 g/cm^3
Fusibilitas	2.5–3 to a magnetic globule
Kelarutan	Insoluble in water
Sifat lain	paramagnetic
Referensi

Kilap logam pirit dan warna kuning-kuningan pucat sepintas memberikan kemiripan dengan emas, sehingga terkenal dengan julukan "emas semu". Warna tersebut juga telah memberikan julukan kuningan, brazzel, dan Brasil, terutama merujuk kepada pirit yang ditemukan di batubara.

Nama pirit berasal dari bahasa yunani πυρίτης (pyritēs), "pada api" atau "dalam api", sebagai padanan dari πύρ (pyr), "api". Di zaman Romawi kuno, nama ini diterapkan untuk beberapa jenis batu yang dapat membuat percikan api bila dipukul ke baja; Plinius Tua menjelaskan bahwa salah satu dari batuan tersebut terlihat seperti kuningan, hampir pasti merujuk untuk apa yang sekarang kita sebut sebagai pirit.

Pada saat Georgius Agricola pada tahun 1550, istilah ini telah menjadi istilah umum untuk semua mineral sulfida.

Pirit biasanya ditemukan berasosiasi dengan sulfida atau oksida dalam urat kuarsa, batuan sedimen, dan batuan metamorf, serta di lapisan batubara dan sebagai mineral pengganti di dalam fosil, selain itu pirit juga telah diidentifikasi dalam sklerit dari gastropoda berkaki sisik. Meskipun dijuluki emas semu, pirit kadang-kadang ditemukan berasosiasi dengan sejumlah kecil emas. Emas dan arsenik terbentuk sebagai pasangan pengganti di dalam struktur pirit. Di dalam deposit emas tipe Carlin, pirit arsenian terkandung hingga seberat 0.37% dari emas.

Penggunaan

Ditinggalkan pirit tambang dekat Pernek dalam Slovakia.

Pirit menikmati popularitas singkat di abad 16 dan 17 sebagai sumber pengapian di masa awal senjata api, terutama wheellock, ketika kokang terpasang gumpalan pirit mengarah ke barisan lingkaran (peluru) untuk kemudian menghantam dan memberikan percikan api guna menembakkan senjata api.

Pirit telah digunakan sejak zaman klasik untuk memproduksi copperas, yang, besi(II) sulfat. Pirit besi menumpuk dan dibiarkan cuaca (contoh dari bentuk awal dari heap leaching). Asam limpasan dari tumpukan itu kemudian direbus dengan besi untuk menghasilkan besi sulfat. Pada abad ke-15, metode baru seperti pencucian mulai menggantikan pembakaran sulfur sebagai sumber asam sulfat. Oleh 19th century, itu telah menjadi dominan metode.

Pirit tetap dalam penggunaan komersial untuk produksi sulfur dioksida, digunakan dalam aplikasi tersebut seperti industri kertas, dan dalam pembuatan asam sulfat. Dekomposisi termal dari pirit ke FeS (besi(II) sulfida) dan belerang dimulai pada 540 °C; sekitar 700 °C p_S2 adalah sekitar 1 atm.

Baru komersial untuk pirit adalah sebagai katode bahan dalam Energizer merek non-isi ulang baterai lithium.

Pirit adalah bahan semikonduktor dengan band gap sebesar 0,95 eV.

Selama tahun-tahun awal abad ke-20 abad, pirit digunakan sebagai alat pendeteksi mineral di radio penerima, dan masih digunakan oleh radio kristal penggemar. Sampai tabung vakum matang, kristal detektor adalah yang paling sensitif dan dapat diandalkan detector yang tersedia – dengan variasi antara jenis mineral dan bahkan individu sampel dalam jenis tertentu dari mineral. Pirit detektor diduduki titik tengah antara galena detektor dan lebih mekanis rumit perikon mineral pasang. Pirit detektor dapat menjadi sensitif seperti modern 1N34A germanium diode detector.

Pirit telah diusulkan sebagai pilihan yang berlimpah, murah bahan rendah-biaya photovoltaic panel surya. Sintetis besi sulfida digunakan dengan tembaga sulfida untuk membuat bahan fotovoltaik.

Pirit digunakan untuk membuat marcasite perhiasan. Marcasite perhiasan, yang terbuat dari ragam potongan pirit, sering diatur dalam perak, dikenal sejak zaman kuno dan sangat populer di era Victoria. Pada saat menjadi istilah umum dalam pembuatan perhiasan, "marcasite" disebut semua besi sulfida seperti pirit, dan tidak orthorhombic FeS₂ mineral marcasite yang lebih ringan dalam warna, rapuh dan kimia yang tidak stabil, dan dengan demikian tidak cocok untuk pembuatan perhiasan. Marcasite perhiasan tidak benar-benar mengandung mineral marcasite.

Bentuk ikatan oksidasi untuk pirit, markasit, dan arsenoprit

Dari perspektif klasik kimia anorganik, yang menetapkan formal oksidasi serikat untuk masing-masing atom, pirit adalah mungkin terbaik digambarkan sebagai Fe²⁺S₂²⁻. Formalisme ini mengakui bahwa atom sulfur dalam pirit terjadi pada pasangan dengan jelas S–S obligasi. Ini persulfide unit dapat dilihat sebagai berasal dari hidrogen disulfida, H₂S₂. Dengan demikian pirit akan lebih deskriptif disebut besi persulfide, bukan besi disulfida. Sebaliknya, molybdenite, MoS₂, fitur terisolasi sulfida (S²⁻) pusat dan keadaan oksidasi molibdenum adalah Mo⁴⁺. Mineral arsenopyrite memiliki rumus FeSebagaiS. Sedangkan pirit memiliki S₂ subunit, arsenopyrite telah [AsS] unit, secara resmi berasal dari deprotonation dari Jam₂AsSH. Analisis klasik oksidasi serikat akan merekomendasikan keterangan dari arsenopyrite sebagai Fe³⁺[AsS]³⁻.

Kristalografi

Struktur kristal pirit. Di tengah sel S₂²⁻ pasangan ini terlihat berwarna kuning.

Besi pirit FeS₂ merupakan prototipe senyawa kristalografi pirit struktur. Struktur sederhana kubik dan di antara yang pertama struktur kristal diselesaikan dengan X-ray diffraction. Ini milik kristalografi ruang kelompok Pa3 dan dilambangkan dengan Strukturbericht notasi C2. Di bawah termodinamika standar kondisi kisi-kisi konstan dari stoikiometri besi pirit FeS₂ jumlah 541.87 pm. Dalam sel satuan ini terdiri dari Fe wajah-berpusat kubik sublattice ke mana S ion-ion tertanam. Pirit struktur ini juga digunakan oleh senyawa lain MX₂ dari logam transisi M dan chalcogens X = O, S, Se dan Te. Juga tertentu dipnictides dengan X berdiri untuk P, As, dan Sb dll. dikenal untuk mengadopsi pirit struktur.

Pertama, ikatan bola, Fe atom dikelilingi oleh enam S tetangga terdekat, dalam oktahedral terdistorsi pengaturan. Bahan diamagnetik semikonduktor dan ion Fe harus dipertimbangkan untuk berada di putaran rendah divalen negara (seperti yang ditunjukkan oleh Mssbauer spektroskopi serta XPS), daripada tetravalent negara sebagai stoikiometri akan menyarankan.

Posisi X ion dalam pirit struktur dapat berasal dari fluorit struktur, mulai dari hipotesis Fe²⁺(S⁻)₂ struktur. Sedangkan F⁻ ion di CaF₂ menempati posisi pusat dari delapan subcubes dari sel satuan kubik (¼ ¼ ¼) dll., S⁻ ion di FeS₂ bergeser dari simetri tinggi posisi di sepanjang <111> sumbu untuk berada di (uuu) dan simetri-jabatan setara. Di sini, parameter u harus dianggap sebagai atom parameter yang mengambil nilai-nilai yang berbeda dalam berbagai pirit-struktur senyawa (zat besi pirit FeS₂: u(S) = 0.385 ). Pergeseran dari fluorit u = 0,25 pirit u = 0.385 agak besar dan menciptakan S-S jarak yang jelas yang mengikat. Hal ini tidak mengherankan karena berbeda dengan F⁻ ion S⁻ tidak tertutup shell spesies. Hal ini isoelectronic dengan klorin atom, juga menjalani pasangan untuk membentuk Cl₂ molekul. Kedua putaran rendah Fe²⁺ dan disulfida S₂²⁻ moeties ditutup shell badan, menjelaskan diamagnetik dan semikonduktor sifat.

S atom memiliki ikatan dengan tiga Fe dan satu lainnya S atom. Situs simetri pada Fe dan S pada masing-masing menyumbang dengan titik simetri grup C_3i dan C₃, masing-masing. Hilang pusat inversi di S kisi situs yang memiliki konsekuensi penting bagi kristalografi dan sifat fisik dari besi pirit. Konsekuensi ini berasal dari kristal medan listrik aktif di sulfur kisi situs, yang menyebabkan polarisasi S ion dalam pirit kisi-kisi. polarisasi dapat dihitung berdasarkan tinggi-order konstanta Madelung dan harus dimasukkan dalam perhitungan energi kisi dengan menggunakan generalisasi Born–Haber siklus. Ini mencerminkan fakta bahwa ikatan kovalen dalam sulfur pasangan ini tidak menyumbang dengan ketat ionic pengobatan.

Arsenopyrite memiliki struktur terkait dengan heteroatomic Sebagai-S pasangan daripada homoatomic orang-orang. Marcasite juga memiliki homoatomic anion pasangan, tetapi susunan logam dan diatomik anion berbeda dari pirit. Meskipun namanya kalkopirit yang tidak mengandung dianion pasang, tapi satu S²⁻ anion sulfida.

Rupa kristal

Dodekahedral bentuk kristal dari Italia.

Pirit biasanya bentuk kristal berbentuk kubus, kadang-kadang membentuk asosiasi yang erat untuk membentuk raspberry berbentuk massa yang disebut framboids. Namun, dalam keadaan tertentu, dapat berupa anastamozing filamen atau T-berbentuk kristal. Pirit dapat juga bentuk hampir sempurna dodecahedral bentuk yang dikenal sebagai pyritohedra dan ini menunjukkan penjelasan buatan dari model geometris yang ditemukan di Eropa pada awal abad ke-5 SM.

Varietas

Cattierite (Co S₂) dan vaesite (Ni S₂) adalah serupa dalam struktur mereka dan milik juga untuk pirit kelompok.

Bravoite adalah nikel-kobalt bantalan berbagai pirit, dengan > 50% substitusi Ni²⁺ untuk Fe²⁺ dalam pirit. Bravoite tidak secara resmi diakui mineral, dan dinamai Peru ilmuwan Jose J. Bravo (1874-1928).

Membedakan mineral yang mirip

Hal ini dibedakan dari emas asli dengan kekerasan, kerapuhan dan bentuk kristal. Alam emas cenderung anhedral (tidak beraturan), sedangkan pirit datang sebagai kubus atau beragam kristal. Pirit sering dapat dibedakan dengan striations yang, dalam banyak kasus, dapat dilihat pada permukaannya. Kalkopirit adalah kuning cerah dengan rona kehijauan ketika basah dan lebih lembut (3.5–4 di Mohs scale). Arsenopyrite perak putih dan tidak menjadi lebih kuning ketika basah.

Bahaya

Sebuah pirit cube (pusat) telah membubarkan diri dari sebuah host rock, meninggalkan jejak emas.

Besi pirit adalah tidak stabil dalam lingkungan alam: di alam ini selalu diciptakan atau dihancurkan. Besi pirit terkena udara dan air terurai menjadi oksida besi dan sulfat. Proses ini dipercepat oleh aksi Acidithiobacillus bakteri yang mengoksidasi pirit untuk menghasilkan logam besi dan sulfat. Reaksi ini terjadi lebih cepat ketika pirit dalam kristal halus dan debu, yang merupakan formulir yang dibutuhkan dalam sebagian besar operasi pertambangan.

Drainase asam

Sulfat dilepaskan dari membusuk pirit menggabungkan dengan air, menghasilkan asam sulfat, yang mengarah ke acid rock drainage. Contoh acid rock drainage yang disebabkan oleh pirit adalah Emas 2015 King limbah Tambang tumpahan air.

Ledakan debu

Oksidasi pirit cukup eksotermik yang di bawah tanah tambang batu bara di tinggi-sulfur batubara kadang-kadang memiliki masalah serius dengan pembakaran spontan di ditambang-out cepat, area tambang. Solusinya adalah dengan tertutup segel ditambang-out untuk mengecualikan oksigen.^{[butuh rujukan]}

Di modern tambang batu bara, batu kapur debu disemprotkan ke terkena batubara permukaan untuk mengurangi bahaya ledakan debu. Ini memiliki manfaat sekunder menetralkan asam yang dilepaskan oleh oksidasi pirit dan karena itu memperlambat oksidasi siklus yang dijelaskan di atas, sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya pembakaran spontan. Dalam jangka panjang, namun, oksidasi berlanjut, dan terhidrasi sulfat yang terbentuk dapat mengerahkan kristalisasi tekanan yang dapat memperluas celah-celah di batu dan menyebabkan akhirnya atap jatuh.

Material pelemah bangunan

Bangunan batu yang mengandung pirit cenderung noda coklat sebagai mengoksidasi pirit. Masalah ini muncul secara signifikan lebih buruk jika ada marcasite hadir. kehadiran pirit dalam agregat yang digunakan untuk membuat beton dapat menyebabkan kerusakan parah seperti pirit teroksidasi. Pada awal tahun 2009, masalah^{[butuh klarifikasi]} dengan drywall Cina yang diimpor ke Amerika Serikat setelah Badai Katrina yang dikaitkan dengan oksidasi pirit. Di Amerika Serikat, di Kanada, dan baru-baru ini di Irlandia, di mana ia digunakan sebagai pemanas di bawah lantai infill, pirit kontaminasi telah menyebabkan kerusakan struktural utama. Tes Modern untuk agregat bahan menyatakan bahan-bahan seperti bebas dari pirit.

Fosil terpiritisasi

Pirit dan marcasite umumnya terjadi sebagai pengganti pseudomorphs setelah fosil di black shale dan batuan sedimen yang terbentuk dalam mengurangi kondisi lingkungan. Namun, pirit dolar atau pirit matahari yang memiliki penampilan mirip dengan dolar pasir yang pseudofossils dan kekurangan bersegi simetri dari hewan.

Gambar

Referensi

1. Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis (1985). Manual of Mineralogy (edisi ke-20th). New York, NY: John Wiley and Sons. hlm. 285–286. ISBN 0-471-80580-7. 
2. "Pyrite". Webmineral.com. Diakses tanggal 2011-05-25. 
3. "Pyrite". Mindat.org. Diakses tanggal 2011-05-25. 
4. "Pyrite". Handbook of Mineralogy (PDF). University of Arizona. Diakses tanggal 2011-05-25. 
5. Julia A. Jackson; James Mehl; Klaus Neuendorf (2005). Glossary of Geology. American Geological Institute. hlm. 82. 
6. Albert H. Fay (1920). A Glossary of the Mining and Mineral Industry. United States Bureau of Mines. hlm. 103–104. 
7. Henry George Liddell; Robert Scott (ed.). "πυρίτης". A Greek-English Lexicon. Tufts University – via Perseus. 
8. Henry George Liddell; Robert Scott (ed.). "πύρ". A Greek-English Lexicon. Tufts University – via Perseus. 
9. James Dwight Dana; Edward Salisbury Dana (1911). Descriptive Mineralogy (edisi ke-6th). New York: Wiley. hlm. 86. 
10. Rujukan kosong (bantuan) 
11. "Armor-plated snail discovered in deep sea". Washington, DC: National Geographic Society. Diakses tanggal 2016-08-29. 
12. M. E. Fleet; A. Hamid Mumin (1997). "Gold-bearing arsenian pyrite and marcasite and arsenopyrite from Carlin Trend gold deposits and laboratory synthesis" (PDF). American Mineralogist. 82: 182–193. 
13. "Industrial England in the Middle of the Eighteenth Century". Nature. 83 (2113): 264–268. 1910-04-28. Bibcode:1910Natur..83..264.. doi:10.1038/083264a0. 
14. Terkel Rosenqvist (2004). Principles of extractive metallurgy (edisi ke-2nd). Tapir Academic Press. hlm. 52. ISBN 82-519-1922-3. 
15. "Cylindrical Primary Lithium [battery]". Lithium-Iron Disulfide (Li-FeS₂) (PDF). Handbook and Application Manual. Energizer Corporation. 2017-09-19. Diakses tanggal 2018-04-20. 
16. K. Ellmer & H. Tributsch (2000-03-11). . Proceedings of the 12th Workshop on Quantum Solar Energy Conversion – (QUANTSOL 2000). Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-01-15. 
17. The Principles Underlying Radio Communication. Radio Pamphlet. 40. 10 Dec 1918. section 179, pp. 302–305. 
18. Thomas H. Lee (2004). The Design of Radio Frequency Integrated Circuits (edisi ke-2nd). Cambridge, UK: Cambridge University Press. hlm. 4–6. 
19. Wadia, Cyrus; Alivisatos, A. Paul; Kammen, Daniel M. (2009). "Materials availability expands the opportunity for large-scale photovoltaics deployment". Environmental Science & Technology. 43 (6): 2072–7. Bibcode:2009EnST...43.2072W. doi:10.1021/es8019534. PMID 19368216. 
20. Robert Sanders (17 February 2009). "Cheaper materials could be key to low-cost solar cells". Berkeley, CA: University of California – Berkeley. 
21. Hesse, Rayner W. (2007). Jewelrymaking Through History: An Encyclopedia. Greenwood Publishing Group. hlm. 15. ISBN 0-313-33507-9. 
22. Vaughan, D. J.; Craig, J. R. (1978). Mineral Chemistry of Metal Sulfides. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-521-21489-0. 
23. W. L. Bragg (1913). "The structure of some crystals as indicated by their diffraction of X-rays". Proceedings of the Royal Society A. 89 (610): 248–277. Bibcode:1913RSPSA..89..248B. doi:10.1098/rspa.1913.0083. JSTOR 93488. 
24. M. Birkholz; S. Fiechter; A. Hartmann & H. Tributsch (1991). "Sulfur deficiency in iron pyrite (FeS_2−x) and its consequences for band structure models". Physical Review B. 43 (14): 11926–11936. Bibcode:1991PhRvB..4311926B. doi:10.1103/PhysRevB.43.11926. 
25. N. E. Brese & H. G. von Schnering (1994). "Bonding Trends in Pyrites and a Reinvestigation of the Structure of PdAs₂, PdSb₂, PtSb₂ and PtBi₂". Z. Anorg. Allg. Chem. 620 (3): 393–404. doi:10.1002/zaac.19946200302. 
26. E. D. Stevens; M. L. de Lucia & P. Coppens (1980). "Experimental observation of the Effect of Crystal Field Splitting on the Electron Density Distribution of Iron Pyrite". Inorg. Chem. 19 (4): 813–820. doi:10.1021/ic50206a006. 
27. M. Birkholz (1992). "The crystal energy of pyrite". J. Phys.: Condens. Matt. 4 (29): 6227–6240. Bibcode:1992JPCM....4.6227B. doi:10.1088/0953-8984/4/29/007. 
28. Bonev, I. K.; Garcia-Ruiz, J. M.; Atanassova, R.; Otalora, F.; Petrussenko, S. (2005). "Genesis of filamentary pyrite associated with calcite crystals". European Journal of Mineralogy. 17 (6): 905–913. Bibcode:2005EJMin..17..905B. doi:10.1127/0935-1221/2005/0017-0905. 
29. The pyritohedral form is described as a dodecahedron with pyritohedral symmetry; Dana J. et al., (1944), System of mineralogy, New York, p 282
30. Mindat – bravoite. Mindat.org (2011-05-18). Retrieved on 2011-05-25.
31. Pyrite on. Minerals.net (2011-02-23). Retrieved on 2011-05-25.
32. Zodrow, E (2005). "Colliery and surface hazards through coal-pyrite oxidation (Pennsylvanian Sydney Coalfield, Nova Scotia, Canada)". International Journal of Coal Geology. 64: 145–155. doi:10.1016/j.coal.2005.03.013. 
33. Oliver Bowles, The Structural and Ornamental Stones of Minnesota, Bulletin 663, United States Geological Survey, Washington (1918) p. 25.
34. Tagnithamou, A; Sariccoric, M; Rivard, P (2005). "Internal deterioration of concrete by the oxidation of pyrrhotitic aggregates". Cement and Concrete Research. 35: 99–107. doi:10.1016/j.cemconres.2004.06.030. 
35. William Angelo, A Material Odor Mystery Over Foul-Smelling Drywall, from the web site of Engineering News-Record, dated 1/28/2009.
36. "PYRITE and Your House, What Home-Owners Should Know 2012-01-06 di Wayback Machine. Error in webarchive template: Check |url= value. Empty. " – ISBN 2-922677-01-X - Legal deposit – National Library of Canada, May 2000
37. Shrimer, F. and Bromley, AV: Pyritic Heave in Ireland; published in Proceedings of the Euroseminar on Building Materials/International Cement Microscopy Association, 2012 (Halle Germany)
38. The Irish Times – Saturday, June 11, 2011 – Homeowners in protest over pyrite damage to houses (Subscription required)
39. Irish Independent — 22 February 2010 (Michael Brennan) Devastating 'pyrite epidemic' hits 20,000 newly built houses
40. I.S. EN 13242:2002 Aggregates for unbound and hydraulically bound materials for use in civil engineering work and road construction 2018-08-02 di Wayback Machine.
41. Briggs, D. E. G.; Raiswell, R.; Bottrell, S. H.; Hatfield, D.; Bartels, C. (1996-06-01). "Controls on the pyritization of exceptionally preserved fossils; an analysis of the Lower Devonian Hunsrueck Slate of Germany". American Journal of Science (dalam bahasa Inggris). 296 (6): 633–663. Bibcode:1996AmJS..296..633B. doi:10.2475/ajs.296.6.633. ISSN 0002-9599. 

Bacaan lebih lanjut

• American Geological Institute, 2003, Kamus Pertambangan, Mineral, dan Ketentuan Terkait, 2nd ed., Springer, New York, ISBN 978-3-540-01271-9.
• David Rickard, Pirit: Sejarah Alam dari Fool's Gold, Oxford, New York, 2015, ISBN 978-0-19-020367-2.

Pranala luar

• "oksidasi Pirit di bawah kondisi ruangan".
• Poliakoff, Martyn (2009). "Fool's Gold". The Periodic Table of Videos. University of Nottingham. 

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Pyrite.