Los minerales: concepto y propiedades

Explique qué significa que un mineral tiene «estructura cristalina ordenada» y ponga un ejemplo de cristal que haya podido ver, en la naturaleza, en un museo o en el laboratorio.

Razone si estos materiales son minerales, aplicando la definición: un trozo de ámbar con un insecto dentro, un cristal de cuarzo recogido en la montaña, una perla y la sal gema de una mina.

La mica se deshace en láminas finas y la calcita se rompe en bloques de formas regulares. Explique qué nos dicen esas roturas tan ordenadas sobre la estructura interna de esos minerales.

Defina qué es la dureza de un mineral y explique qué significa que el talco tenga dureza 1 y el diamante dureza 10 en la escala de Mohs.

¿Qué es la escala de Mohs? Nombre el mineral más blando y el más duro de la escala y explique cómo se usa para comparar durezas.

Ordene de más blando a más duro estos minerales de la escala de Mohs: cuarzo (7), yeso (2), diamante (10) y calcita (3). Después, responda: un mineral desconocido raya a la calcita pero es rayado por el cuarzo; ¿entre qué valores está su dureza?

Dispones de tu uña (dureza aproximada 2.5), una moneda de cobre (3) y una navaja de acero (5,5). Describe cómo usarías estos tres objetos para estimar la dureza de un mineral desconocido, poniendo un ejemplo concreto.

La imagen muestra seis minerales comunes numerados. Elija tres de ellos, describa su brillo, su color y la forma de sus cristales, e intente identificarlos con la ayuda de una guía de minerales.

¿Qué es la raya de un mineral y cómo se obtiene? Explique por qué la raya es una propiedad más fiable que el color para identificar un mineral.

Explique qué es el brillo de un mineral y la diferencia entre brillo metálico y no metálico, poniendo un ejemplo de mineral para cada tipo.

Una muestra de cuarzo es blanca y lechosa y otra es violeta (amatista), pero ambas son el mismo mineral. Explique cómo es posible y qué otras propiedades, además del color, confirmarían que las dos son cuarzo.

Describa cómo se obtiene la raya de un mineral con una placa de porcelana sin pulir y razone qué ocurre si el mineral es más duro que la placa: ¿dejará raya? ¿Qué conclusión saca en ese caso?

Nombre las cuatro propiedades que se usan normalmente para identificar un mineral (dureza, brillo, color y raya) y describa en una frase en qué consiste cada una.

Un mineral desconocido raya a una moneda de cobre (dureza 3) pero no consigue rayar una navaja de acero (dureza 5.5). ¿Entre qué valores está su dureza? Razona si podría ser yeso (dureza 2) o fluorita (dureza 4).

Dos minerales blancos se parecen mucho: el yeso (dureza 2) y la calcita (dureza 3). Usted dispone solo de su uña (dureza 2.5) y de una moneda de cobre (dureza 3). Describa una prueba para distinguirlos y qué resultado esperaría de cada uno.

De esta lista —talco (1), yeso (2), calcita (3), cuarzo (7) y diamante (10)— indique qué minerales puede rayar con la uña (dureza 2.5) y cuáles rayan el vidrio de una ventana (dureza 5.5), explicando cómo lo dedujo.

Una muestra tiene brillo metálico, color dorado, raya negra verdosa y raya al vidrio. Un compañero afirma que es oro. Use las propiedades citadas para argumentar que se trata de pirita, «el oro de los tontos», y señale otras dos propiedades que comprobaría para confirmarlo.

Te entregan en el laboratorio tres minerales desconocidos (A, B y C) y dispones de este material: lupa, placa de porcelana blanca, tu uña (dureza 2.5), una moneda de cobre (dureza 3.0) y una navaja de acero (dureza 5.5).

1. a) Diseña el protocolo experimental ordenando las pruebas de menor a mayor impacto físico sobre las muestras y justifica por qué es imprescindible seguir ese orden.
2. b) Tras aplicar tu protocolo, obtienes estos resultados:

• Muestra A: brillo vítreo; raya blanca; no la raya la uña, pero sí la moneda de cobre.

• Muestra B: brillo metálico; raya negra verdosa; raya a la navaja de acero.

• Muestra C: brillo sedoso; se raya fácilmente con la uña.

Determina el intervalo de dureza de cada muestra en la escala de Mohs y deduce, justificando tu respuesta, cuál corresponde a calcita, cuál a yeso y cuál a pirita.

Un vendedor ambulante ofrece un «diamante» a muy buen precio, pero la piedra resulta rayada por una navaja de acero (dureza 5.5). Demuestre, razonando con la escala de Mohs, que la piedra no puede ser un diamante, y explique qué otra prueba podría hacer para confirmarlo.

Tiene sobre la mesa dos parejas de minerales que se confunden con facilidad: una pareja de aspecto dorado y brillo metálico (pirita y oro) y otra de aspecto blanquecino y brillo vítreo (cuarzo y calcita).

1. a) Explique por qué el color y el brillo no son propiedades diagnósticas suficientes para distinguir los minerales en ninguna de las dos parejas.
2. b) Diseñe una estrategia de identificación indicando qué prueba específica (raya o dureza) aplicaría a cada pareja para diferenciarlas sin error, y prediga el resultado exacto que obtendría en cada caso.

En el laboratorio del colegio se han borrado las etiquetas de cuatro muestras minerales: magnetita, calcita, azufre y halita. Para identificarlas, debe recurrir a sus propiedades especiales.

1. a) Diseñe una prueba sencilla y no destructiva para identificar con seguridad la magnetita y otra para el azufre, describiendo qué fenómeno observará en cada una.
2. b) Un alumno propone identificar la halita probando su sabor con la lengua y la calcita vertiendo un frasco de ácido clorhídrico concentrado sobre ella. Justifique críticamente por qué ambas propuestas son incorrectas en un laboratorio y plantee una alternativa más segura para verificar cada una.

Un comerciante de piedras preciosas sospecha que un lote de «rubíes» contiene piezas falsas fabricadas con cuarzo teñido de rojo o con vidrio rojo. Sabiendo que el rubí es una variedad del mineral corindón (dureza 9 en la escala de Mohs) y el cuarzo tiene dureza 7:

1. a) Proponga un método físico basado en la dureza que permita distinguir un auténtico rubí de una falsificación de cuarzo o vidrio sin destruir la gema. Justifique su propuesta.
2. b) El corindón común no se usa en joyería, sino en la industria como abrasivo para pulir y cortar otros materiales. Justifique qué propiedad física comparten el rubí joyero y el corindón industrial que explica su enorme utilidad en ambos campos tan distintos.