Кратко — основная гипотеза: пузырьки = CO2 от реакции кислоты с карбонатами/гидрокарбонатами; белый осадок — либо мелкодисперсный карбонат (или рыхлая пыль минерала), либо коллоидная/аморфная силика/гидроксид, который при встряхивании повторно контактирует с кислотой и частично растворяется. Возможные реакции (в сыром KaTeX):
- кальцит:
$\mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3+2HCl\to \mathrm{CaC}{\mathrm{l}}_2+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\uparrow +{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
- доломит:
$\mathrm{CaMg}(\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3{)}_2+4HCl\to \mathrm{CaC}{\mathrm{l}}_2+\mathrm{MgC}{\mathrm{l}}_2+2C{\mathrm{O}}_2\uparrow +2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
- гидрокарбонат/карбонат в растворе:
$\mathrm{HC}{\mathrm{O}}_3^{-}+{\mathrm{H}}^{+}\to \mathrm{C}{\mathrm{O}}_2\uparrow +{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
- образование/растворение карбоната (объясняет временный осадок):
$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3^{2-}\rightleftharpoons \mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3\downarrow$
- образование коллоидной кремнезёмы при разрушении силикатов (схематично):
$\mathrm{Si}{\mathrm{O}}_2\cdot \mathrm{n}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{коллоид})$
План проверок (по шагам):
1) Подтвердить, что газ — CO2:
- Собрать газ и пропустить через известковую воду. Ожидаемый результат: помутнение по реакции
$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}{)}_2\to \mathrm{CaC}{\mathrm{O}}_3\downarrow +{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$.
- Альтернатива: поглотить газ раствором NaOH и измерить углекислоту / снижение pH.
2) Оценить реакционную способность минерала:
- Повторить реакцию на свежеперемолотом образце (карбонаты реагируют интенсивнее при измельчении). Сильная реакция → карбонаты (кальцит, доломит); слабая у цельного → возможно доломит/вторичные карбонаты.
3) Проанализировать осадок и фильтрат:
- Процедить смесь. Осадок: оптическая микроскопия/SEM — форма кристаллов (кристаллический CaCO3 белый, коллоидная SiO2 — аморфная масса).
- Фильтрат: тесты на ионы
- на Ca2+: добавить аммонийный оксалат → осадок
$\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{2+}+{\mathrm{C}}_2{\mathrm{O}}_4^{2-}\to \mathrm{Ca}{\mathrm{C}}_2{\mathrm{O}}_4\downarrow$;
- на SO4^{2-}: добавить BaCl2 → осадок BaSO4
$\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{2+}+\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4^{2-}\to \mathrm{BaS}{\mathrm{O}}_4\downarrow$;
- на Si: реакция с молибдатом (желтый комплекс) или ИК-спектр.
4) Количественные методы:
- титрация EDTA для определения Ca2+/Mg2+;
- ионная хроматография / ААС / ICP-MS для состава раствора.
5) Минералогическая идентификация:
- XRD для выявления карбонатов/силикатов;
- FTIR для отличия карбонатов от аморфной кремнезёмы;
- SEM-EDS для элементного состава осадка/зернов.
6) Контрольные опыты:
- Применить ту же концентр. HCl к образцам-эталонам (чистый кальцит, доломит, кварц) для сравнения скорости и вида осадка.
- Повторить добавление только воды (контроль на механическое отделение пыли).
7) Интерпретация возможных результатов (коротко):
- CO2 + сильное шипение при малом измельчении → кальцит/гидрокарбонаты.
- Слабое шипение, усиливающееся при измельчении → доломит.
- Белый осадок, кристаллическая морфология и положительные реакции на Ca2+ → мелкодисперсный CaCO3 (отслаивание/всплывающая пыль), которая растворяется при встряхивании из‑за лучшего контакта с кислотой.
- Аморфный/гелеобразный осадок, положительная реакция на Si → разрушение силикатов и образование коллоидной SiO2, частично ре‑диспергируемой при встряхивании.
Резюме: первичные простые проверки — тест на CO2 (известковая вода), реакция на измельчённом образце, анализ фильтра на Ca2+/Mg2+ и микроскопия; далее — XRD/FTIR/SEM-EDS и количественный ионный анализ для окончательного подтверждения.