X-Işını Difraksiyonu Yöntemi ile Kantitatif Mineral İçeriği Tayini ve Çalışma Şartlarının Etkisi

Yıl 2019, Cilt: 2 Sayı: 2, 16 - 28, 31.12.2019

Tayfun Yusuf Yünsel Adem Ersoy Arman Ehsani

Öz

X-ışını
difraksiyonu yöntemi, daha çok mineral tanımlaması (kalitatif analiz) için
kullanılırken, kantitatif kimyasal analiz için titrasyon, X-Ray Fluressance,
Atomik Absorbsiyon Spektrometresi, İndüktif çiftlenmiş plazma kütle
spektrometresi gibi yöntemler kullanılmaktadır. Kantitatif analiz yöntemleri,
temelde analiz yöntemleri ve sonuçları bakımından benzer olmasına karşın analiz
tiplerine göre büyük farklılıklar göstermektedir. X-Işını kırınımı tekniği ile
kalitatif yani mineral tanımlama işlemi yapılırken, başka teknikler
kullanılarak bu minerallerin kantitatif sonuçları da elde edilebilmektedir. Bu
yöntem tercihi, bir numunede belirli bir mineral türünün kantitatif analizinin
araştırıldığı çalışmalarda önem arz etmektedir. Örneğin, bir kayaç
numunesindeki Silisyum (Si) ve Kuvars (SiO₂) oranı birbirinden
farklıdır. Çünkü silisyum sadece kuvarstan değil, kayaç içerisindeki diğer
silisyum bileşiklerinden de kaynaklanmaktadır. Bir kayaç içerisindeki kuvars
miktarı ince kesit veya parlak kesit hazırlanarak Polarize Işık Mikroskobu
(PLM) ile tespit edilirken, silisyum içeriği sadece titrasyon (yaş kimyasal
analiz) ile tespit edilebilmektedir. Bu nedenle bireysel minerallerin
kantitatif analizinde X-Işını kırınımı tekniğinin çok daha etkin sonuçlar
vermesi beklenmektedir.

Bu
çalışmada, bilinen değişik oranlardaki kalsit ve kuvars mineralleri XRD
rietveld teknikleri ile tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda oldukça iyi
değerler elde edilmiş olup, kişisel tecrübenin de yardımı ile bir örnekteki
mineral tayinlerinde sağlıklı sonuçlar vereceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

X-Işını Kırınımı, Kantitaif Analiz, Mineral Analizi, Kimyasal Analiz

Destekleyen Kurum

Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi BAP birimi

Proje Numarası

17103011

Teşekkür

Bu çalışma Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi BAP birimi 17103011 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.

Kaynakça

• [1] A. Duran, A. López-Montes, J. Castaing, T. Espejo, Analysis of a royal 15th century illuminated parchment using a portable XRF-XRD system and micro-invasive techniques, J. Archaeol. Sci. (2014). doi:10.1016/j.jas.2014.02.011.
• [2] S. Das, M.J. Hendry, Application of Raman spectroscopy to identify iron minerals commonly found in mine wastes, Chem. Geol. (2011). doi:10.1016/j.chemgeo.2011.09.001.
• [3] J.L. Bishop, E. Murad, M.D. Lane, R.L. Mancinelli, Multiple techniques for mineral identification on Mars: A study of hydrothermal rocks as potential analogues for astrobiology sites on Mars, Icarus. (2004). doi:10.1016/j.icarus.2003.12.025.
• [4] S. Vingiani, F. Terribile, A. Meunier, S. Petit, Weathering of basaltic pebbles in a red soil from Sardinia: A microsite approach for the identification of secondary mineral phases, Catena. (2010). doi:10.1016/j.catena.2010.07.001.
• [5] V.R. Ouhadi, R.N. Yong, Impact of clay microstructure and mass absorption coefficient on the quantitative mineral identification by XRD analysis, Appl. Clay Sci. (2003). doi:10.1016/S0169-1317(03)00096-6.
• [6] Y. Hu, K. Chen, Crystal splitting in the growth of β-FeO(OH), J. Cryst. Growth. (2007). doi:10.1016/j.jcrysgro.2007.07.035.
• [7] K. Ross, B.S. Kamber, A.M. McDonald, An empirical test of the crystal lattice strain model for rare-earth element partitioning into clinopyroxene, Chem. Geol. (2013). doi:10.1016/j.chemgeo.2012.11.006.
• [8] A. Brock-Hon, S.E. Johnston, Separation and characterization of pedogenic barite crystals from petrocalcic horizon materials for future isotopic and geochronological applications, Geoderma. (2014). doi:10.1016/j.geoderma.2013.11.006.
• [9] H. Grimmer, The Basics of Crystallography and Diffraction . Fourth Edition. By Christopher Hammond. IUCr Texts on Crystallography, No. 21. IUCr/Oxford Science Publications, 2015. Paperback, Pp. 544. Price GBP 34.99. ISBN 978-0-19-873868-8. , Acta Crystallogr. Sect. A Found. Adv. (2016). doi:10.1107/s2053273315020926.
• [10] B.D. Cullity, S.R. Stock, Elements of x-ray diffraction, 2001.
• [11] R.L. Frost, Y. Xi, S.J. Palmer, R.E. Pogson, Identification of montgomeryite mineral [Ca 4MgAl 4(PO 4) 6·(OH) 4·12H 2O] found in the Jenolan Caves - Australia, Spectrochim. Acta - Part A Mol. Biomol. Spectrosc. (2012). doi:10.1016/j.saa.2012.03.017.