Propiedades físicas de los minerales II: Análisis Polymineralic

Fuente: Laboratorio de Alan Lester - Universidad de Colorado Boulder

Las propiedades físicas de minerales incluyen varios atributos medibles y perceptibles, incluyendo color, raya, propiedades magnéticas, dureza, forma de crecimiento del cristal y escote de cristal. Estas propiedades son específicas de cada mineral, y están relacionados fundamentalmente con un mineral particular composición química y estructura atómica.

Este vídeo examina varias propiedades físicas que son útiles para la identificación mineral muestra campo y mano, color, brillo, raya, dureza, magnetismo y la reacción con ácido. A diferencia de la forma cristalina y cristal escote, estas propiedades están más estrechamente relacionadas con composición química mineral que a estructura atómica, pero ambos juegan un papel.

Es importante reconocer que las rocas son agregados de granos minerales. Mayoría de las rocas es polymineralic (varias clases de granos mineral) pero algunos son efectivamente monomineralic (compuesto por un único mineral). A diferencia de la forma cristalina y escote, que son términos reservados para las muestras de minerales, geólogos pueden referirse en ocasiones a una roca como un tipo general de color, dureza, magnetismo o la reacción con el ácido. En otras palabras, las propiedades físicas vieron aquí son potencialmente apropiadas para el uso con las rocas, así como con minerales específicos.

Un solo espécimen mineral puede exhibir muy pocos, o ningún, propiedades físicas claves. Demostraciones o experimentos que se ocupan de propiedades físicas, es necesario seleccionar un grupo adecuado de muestras de minerales que realmente muestran las principales características o propiedades bajo investigación. A continuación, nos dirigimos a las definiciones fundamentales, en el contexto geológico, para las propiedades físicas: color, brillo, raya, dureza, magnetismo y la reacción con ácido.

Color: Color simplemente se refiere al color aparente visto con el ojo desnudo en un mineral. En última instancia, esto es un resultado de longitudes de onda de la luz que se reflejan preferentemente de una superficie mineral. (Figura 1)

Racha: racha es el color de una en polvo, es decir, muy fino grano, muestra del mineral. Esto se observa por tomar una muestra de mineral y arrastrándola a través de un plato de porcelana con el fin de crear una línea de material en polvo. (Figura 1)

Dureza: dureza es efectivamente un mineral resistencia superficial y resistencia a la desagregación, es decir, si o no puede rayarse. Un mineral se dice que es más difícil que otro mineral si es capaz de rayar la superficie de otro mineral. La escala de dureza mineral, que van desde 1-10, fue desarrollada en^{el siglo 19 temprano} por el mineralogista Friedrich Mohs, pero basada en la moderna ciencia de los materiales, la escala no es lineal. (Figura 2)

Magnetismo: magnetismo se refiere a la capacidad de un mineral para influir en un imán o brújula. En general, esta propiedad es exclusiva de la minerales magnetita (figura 3), pero otros minerales pueden mostrar débil magnetismo (especialmente después del calentamiento), como la hematita y la Bornita. En última instancia, el magnetismo es el resultado de la organización espacial de las direcciones de spin de electrón, o momentos.

Reacción con ácido— geólogos a menudo prueba de rocas y minerales con ácido diluido (casi siempre 2-3% de HCl) para evaluar la presencia de compuestos de carbonato. Existen numerosos minerales de carbonato, pero los más comunes son calcita (un componente clave de la piedra caliza de la roca), que effervesces vigorosamente con ácido clorhídrico diluido y dolomita (un componente clave de la dolomía de roca), que effervesces débil.

Brillo: brillo es una medida subjetiva de cómo una superficie mineral tiende a reflejar la luz. Se divide en dos categorías generales:
-metálico (altamente reflexivo y brillante), como visto en minerales tales como pirita (figura 4) y galena (figura 5)
-no metálicos (más embotado en apariencia), como visto en minerales como el feldespato (figura 6), cuarzo (figura 7) y mica (figura 8).

Como brillo es una propiedad subjetiva (tal vez mejor llamado una "calidad") y por lo general más la preocupación de gemólogos opone a geólogos, el resto de la lección se centrará en cambio en la propiedades color, raya, dureza, magnetismo y la reacción con ácido.

Figura 1. Brillo, color y raya. La hematita mineral es un buen ejemplo de cómo a granel color (en este caso, plateado oscuro) y el color de un polvo, que se llama "la raya" (en este caso de color rojo anaranjado), pueden ser bastante diferentes. Hematites pueden expresar diferentes clases de lustre, pero aquí muestra un brillo metálico.

Figura 2. Escala de la dureza. La escala de la dureza es una manera de comparar los minerales sobre la base de la facilidad una superficie mineral puede ser desagregada, es decir, rayado. Un mineral que es "más difícil" raya un mineral "más suave".

Figura 3. Muestra mineral Magnetita. Magnetita es un óxido de hierro. Aunque el hierro es un componente principal del planeta tierra, sólo está presente en forma pura elemental en la remota región de la base de la tierra (unos 2.900 kilómetros bajo la superficie). En la corteza terrestre y en la superficie, hierro está enlazado con grupos oxígeno e hidroxilo para formar la magnetita minerales comunes, hematites y Limonita. Magnetita es el más magnético de todos los minerales que ocurren naturalmente en la tierra.

Figura 4. Pirita. Pirita es también conocido como oro de los tontos por su brillo metálico y color amarillo de latón pálido.

Figura 5. Galena. Galena (a veces llamado vista de plomo) es otro ejemplo de un mineral de brillo metálico. Es el principal mineral de plomo, una fuente de la plata (a veces contiene a 1-2% de plata), y tiene un bajo punto de fusión.

Figura 6. Feldespato. Feldespatos son un grupo de constituyente de rocas minerales que comprenden hasta un 60% de la corteza terrestre. Son un buen ejemplo de un mineral que muestra un brillo no metálico.

Figura 7. Cuarzo. El cuarzo es otro buen ejemplo de un mineral de brillo no metálico. Es el segundo más abundante mineral en la corteza terrestre después de feldespato.

Figura 8. Moscovita. Comúnmente conocida como mica, mica es otro mineral que muestra un brillo no metálico.

Preparación

Con el fin de observar y analizar las propiedades físicas de los minerales, como se hace en este video, hay pocos pasos preparatorios que deben tomarse. En primer lugar, reunir un grupo de muestras de minerales. Muestras sugeridas incluyen hematita, magnetita, calcita, dolomita y galena. Establecer una superficie para examinar a los especímenes. Una mesa limpia es conveniente, tal vez con un trozo de papel blanco sobre la superficie de la mesa. Obtener un plato de raya de porcelana, kit de dureza, imán y brújula y diluir HCl (2-5%).

1. observar y analizar el Color

1. Examinar una selección de muestras de minerales y observar color aparente.
2. Observe si hay variación del color dentro de la muestra sí mismo.
3. Observe si hay variación de color en diferentes muestras del mismo mineral.

2. observar y analizar la racha

1. Tomar una muestra de mineral y arrástrese a través de la placa de la raya.
2. Comparar el color del bulto de la muestra de mineral con el color de la raya que queda en la placa.
3. En la mayoría de los casos, habrá poca diferencia entre el color del bulto y el color de la raya, sin embargo algunos minerales son notablemente diferentes, por ejemplo, la galena, hematites.
   Racha, es decir, el color de los granos microscópicos en polvo, difiere en ocasiones de color a granel, debido a los efectos de la reflexión o el control limitado de las impurezas sobre color en la escala de grano pequeño.
4. Repita 2.1-2.3 con otras muestras de minerales

3. observar y analizar dureza

1. Como paso inicial, tomar a cada muestra de mineral e intente rayar la placa con ella.
2. Separe a estos ejemplares en los que rayar el vidrio y los que no.
   1. Placa de vidrio está cerca de la mitad de la escala de dureza de Mohs (dureza 5,5). Esto separa al grupo en lo que geólogos refieren como generalmente duro, versus minerales generalmente suaves.
3. Dentro de cada prueba de grupo (minerales duros minerales suaves) para ver que son más duras o más blandas. Esto se hace viendo que mineral raya otro.

4. observar y analizar el magnetismo

1. Fácilmente identificable y mensurable magnetismo está restringido al grupo magnético conocido como ferromagnetism (a diferencia de paramagnetismo o diagmagnetism, que son muy débiles y difíciles de medir).
2. Los minerales con los cuales podemos evaluar magnetismo son magnetita y a cierta medida hematita y Bornita.
3. Utilizando un clavo de la albañilería, la escama de unos granos de magnetita de la muestra.
4. Ver si la barra de imán (átomos fuerte) a recoger los granos de los minerales mencionados en 4.2.
5. Ver si alguno de los minerales anteriormente mencionados (4.2) afectarán a la aguja de una brújula.
   1. Coloque la muestra de mineral y la brújula de lado a lado con cerca de 6 pulgadas de espacio entre ellos.
   2. Disminuir lentamente el espacio que separa la muestra y el compás moviendo cada uno hacia el otro.
   3. La aguja de la brújula comienza a apuntar hacia la muestra, cada vez más así como el espacio que separa el compás y la muestra se disminuye.

5. observar y analizar la reacción con ácido

1. Minerales que reaccionan con ácido clorhídrico diluido son carbonatos. Ejemplos Calcita: CaCO₃; Dolomita: CaMg (CO₃)₂. Estos son los componentes primarios de las rocas carbonatadas importante y común, la caliza y la dolomía.
2. Tome el gotero de HCl diluido y coloque cuidadosamente una o dos gotas sobre la superficie de la muestra.
   Nota: Aunque no es particularmente peligroso ácido clorhídrico diluido, es mejor no obtener el ácido en la piel (erupción posible), o en la ropa (coloración posible) y después de la prueba, es una buena idea lavar la muestra.
3. Nota cómo Calcita effervesces vigorosamente con ácido clorhídrico diluido.
4. Tomar la muestra de Dolomita y arrastrando a lo largo de la placa de porcelana o rayar con la uña de mampostería, cree algunas polvo/escamas.
5. Repita el paso 5.2 pero esta vez Coloque la muestra de dolomita (no el polvo/escamas) en el HCl.
6. Nota cómo dolomita apenas reacciona con HCl diluido.
7. Coloque algunos de las Dolomita en polvo/escamas en HCl y tenga en cuenta la reactividad creciente cuando en polvo.

Históricamente, la evaluación de las propiedades físicas de los minerales ha sido una clave de primer paso en la identificación de minerales. Porque microscópica y moderna instrumentación analítica (por ejemplo, microscopía petrográfica, difracción de rayos x, fluorescencia de rayos x y técnicas de microsonda electrónica) no están disponibles en el campo, reconocimiento y uso de propiedades físicas observadas pueden ser importantes herramientas de diagnóstico.

Evaluación y la observación de las propiedades físicas de los minerales son un medio excelente para demostrar cómo las características macroscópicas de los minerales son la manifestación externa de nivel atómico estructura o composición química. Este proceso proporciona una idea de:

1) composición química cómo influye la interacción de la luz con superficies reflectantes.
2) como composición química y Enlace atómico fuerzas influyen en la resistencia de un mineral a desagregación (rascarse).
Composición química como 3) y escala atómica ordenar propiedades de influencia como reacción con ácido diluido (por ejemplo, la presencia del CO₃^{2 -} anión grupo) y magnetismo (por ejemplo, presencia de sustancias Fe-cojinete).

También existen aplicaciones industriales y de ingeniería que requieren cierto conocimiento de las propiedades físicas que se discute en este video. Por ejemplo, máquinas que necesitan para cortar o moler pueden utilizar sustancias minerales para ayudar en el proceso. Además, gemólogos (que por lo general identifican y preparación de minerales de calidad gema a la venta) pueden ser preocupados con propiedades como el color y brillo.