Chalkantit - minerál, který stárne, ale umí i omládnout

Časem stárne jako lidé, ale na rozdíl od nás umí i omládnout. Chalkantit – Proč se nehodí na výrobu šperků a kdy vám z něj zezelenají vlasy. (délka blogu 5 min.)  

Jeho oficiální název je pentahydrát síranu měďnatého a chemický vzorec jeCuSO4.5H2O. Znamená to, že se náš minerál skládá z mědi Cu2+, navázané na síranovou skupinu (SO4)2-, které jsou pak chemicky provázané s dohromady pěti molekulami vody na jednu molekulu síranu. Čtyři molekuly vody si přitom podávají ruce přímo s mědí a zbylá jedna se přátelí s celou molekulou.

Tento minerál tedy obsahuje dost značné množství (na první pohled neviditelné a chemicky vázané) vody. Voda se na naší planetě totiž zdaleka nenachází jen v mořích a oceánech, ale také v místech, kde by ji na první pohled nikdo nečekal - v minerálech. 

Na rozdíl od některých svých kamenných kolegů ale náš dnešní hrdina neumí vodu podržet navždy. V suchém prostředí ji ztrácí, což se zřetelně projevuje i na jeho vzhledu. Má tedy svým způsobem sympatickou vlastnost - stárne. 

To ale není všechno. Snad ještě zajímavější je, že umí také… mládnout. 

Chalkantit - pouštní veterán

V přírodě - respektive v našem klimatickém pásmu - ho nejspíš nenajdete. Chalkantit se totiž dobře rozpouští ve vodě. Jeho roztoku se říká … modrá skalice. 

Šanci na “přežití” má ve volné přírodě jen v opravdu suchých oblastech. Jednou z nich je velice suchá poušť Atacama v Chile (to je například stejná poušť, ve které stojí obří teleskopy, které také využívají čisté nebe bez mraků). 

Chalkantit byl známý už ve středověku. Dávní alchymisté mu říkali modrý vitriol. V roce 1853 se mu poprvé věnoval opravdu vědeckým způsobem německý mineralog, rytíř František von Kobell. Ten ho následně pojmenoval. Použil k tomu řecká slova chalkos (měď) a anthos (květina). 

Název dobře vystihuje jeho vzhled. Vzdáleně opravdu připomíná exotickou květinu nebo její květ.

Stárnutí chalkantitu

Modré krystaly jsou náchylné ke ztrátě barvy – a k procesu, který by se dal přirovnat ke „stárnutí“. Na suchém vzduchu totiž pomalu ztrácí svou krystalickou vodu. 

To se ovšem děje také tehdy, když se zahřeje. Ztráta vody probíhá ve třech stupních. Při 95 °C se nejprve odštěpí dvě molekuly vody a minerál přejde do formy trihydrátu. Další dvě molekuly vody se odloučí z chemické struktury až při 116  °C. Zbylá poslední molekula pak opouští minerál při 200 °C.

Přitom ztrácí krystal víc a víc ze své původně intenzivní modré barvy. Nakonec se změní na bezbarvý CuSO4. Pokud je ve formě prášku, je tento prášek bílý, protože na jeho povrchu dochází k odrazu bílého slunečního světla. Jev je podobný jako u bílého sněhu, který vzniká z původně bezbarvé vody. 

Je jen dalším legračním detailem ze života chalkantitu, že pokud jeho bílý prášek rozpustíte ve vodě, zbarví vodu na modro – přitom se jedná o stejnou barvu, jakou měl původní modrý krystal. Jak je to možné? 

Za modrou barvu tu totiž mohou molekuly vody, jejichž část (přesněji řečeno čtyři z nich) se váží přímo na iont mědi, což se děje i ve vodném roztoku, barva se tedy projeví i v něm. 

Mládnutí krystalů chalkantitu

V čem ale spočívá jakoby zázračné omlazení chalkantitu? Odpověď na tuto otázku dává zase chemie. Tak jako minerál neumí krystalickou vodu trvale podržet, umí si ji zase (pokud mu je k dispozici) přivlastnit. Přitom musí člověk jen dát pozor, aby vody (kterou mu dává k dispozici) nebylo příliš, ve vodě je totiž rozpustný. A tak stačí krátké ponoření a lehké okartáčování – a chalkantit je zase jako nový (viz obrázek). 

Pokud byste někdy chtěli poškozený a dehydrovaný krystal ze své sbírky vylepšit, je vhodnější použít pokud možno nasycený roztok modré skalice. V nasyceném roztoku CuSO4 se totiž rozpouštět nebude. 

Chalkantit a šperky

Chalkantit není vhodný k výrobě šperků. To je zřejmé už ze samotného faktu, že se rozpouští ve vodě. Ale neopravňuje ho k tomu ani jeho tvrdost. Ta totiž činí jen zhruba 2,5 na mohsově stupnici. Dá se dokonce poškodit už pouhým nehtem. 

Napodobeniny chalkantitu

Zfalšovat tento minerál není zrovna těžké. Stačí vyrobit nasycený roztok modré skalice a ten pak nechat v klidu ustát. Pokud do něj ještě vložíte zárodek budoucího krystalu (jiný krystal nebo vhodný objekt), „vyrostou“ na něm typické modré krystaly.

Chalkantit a zelené vlasy

Minerál, který je chemicky identický s modrou skalicí, se používá na impregnaci dřeva ale také třeba jako barvící součást ohňostroje, který barví na modro. 

V bazénech se používá spolu se sulfátem amonným proti růstu řas. V dané koncentraci ovšem nebarví vodu na modro, jak by se mohlo zdát. Může ale přesto překvapit – tím, že vaše vlasy obarví lehkým zelenavým odstínem.