Los minerales: concepto y propiedades
Un vendedor ambulante en el Mercado 4 de Asunción te ofrece un «diamante» muy barato. ¿Cómo sabrías si te quiere engañar sin llevarlo a un laboratorio? Los minerales tienen propiedades que se pueden comprobar con pruebas sencillas, y esas pruebas dan resultados repetibles.
Qué es un mineral
Si mirás con una lupa granos de sal y fragmentos de vidrio roto, vas a ver que la sal forma cubitos regulares, mientras que el vidrio se rompe en curvas irregulares. ¿Por qué algunos sólidos se ordenan solos en figuras geométricas tan precisas y otros no?
Cuando un mineral se rompe, esa estructura ordenada se nota: la mica se separa en láminas finas y la calcita se parte en bloques de caras planas. Las roturas siguen los «planos» donde los átomos están más débilmente unidos. Un material sin orden interno, como el vidrio, se rompe en curvas irregulares. Romperse en planos lisos se llama exfoliación; romperse en superficies irregulares, fractura. Las propiedades que no dependen de la cantidad de muestra (dureza, raya, brillo) son propiedades intensivas; la masa o el volumen son extensivas.
Explicá qué significa que un mineral tiene «estructura cristalina ordenada» y poné un ejemplo de cristal que hayas podido ver, en la naturaleza, en un museo o en el…
Explicá qué significa que un mineral tiene «estructura cristalina ordenada» y poné un ejemplo de cristal que hayas podido ver, en la naturaleza, en un museo o en el laboratorio.
Razoná 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…
Razoná 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. Explicá qué nos dicen esas roturas tan ordenadas sobre la estructura interna de…
La mica se deshace en láminas finas y la calcita se rompe en bloques de formas regulares. Explicá qué nos dicen esas roturas tan ordenadas sobre la estructura interna de esos minerales.
La dureza y la escala de Mohs
Una forma de clasificar materiales es ordenarlos según una propiedad. Para la dureza, los mineralogistas acordaron una escala: no es una medición «natural», es una convención compartida, como los grados de temperatura.
Los números no indican «cuántas veces» más duro: solo dan un orden. Que el diamante tenga 10 y el talco 1 significa que el diamante raya al talco y el talco jamás raya al diamante.
Definí qué es la dureza de un mineral y explicá qué significa que el talco tenga dureza 1 y el diamante dureza 10 en la escala de Mohs.
Definí qué es la dureza de un mineral y explicá qué significa que el talco tenga dureza 1 y el diamante dureza 10 en la escala de Mohs.
¿Qué es la escala de Mohs? Nombrá el mineral más blando y el más duro de la escala y explicá cómo se usa para comparar durezas.
¿Qué es la escala de Mohs? Nombrá el mineral más blando y el más duro de la escala y explicá cómo se usa para comparar durezas.
Ordená de más blando a más duro estos minerales de la escala de Mohs: cuarzo (7), yeso (2), diamante (10) y calcita (3). Después, respondé: un mineral desconocido raya a…
Ordená de más blando a más duro estos minerales de la escala de Mohs: cuarzo (7), yeso (2), diamante (10) y calcita (3). Después, respondé: un mineral desconocido raya a la calcita pero es rayado por el cuarzo; ¿entre qué valores está su dureza?
Disponés de tu uña (dureza aproximada 2,5), una moneda de cobre (3) y una navaja de acero (5,5). Describí cómo usarías estos tres objetos para estimar la dureza de un…
Disponés de tu uña (dureza aproximada 2,5), una moneda de cobre (3) y una navaja de acero (5,5). Describí cómo usarías estos tres objetos para estimar la dureza de un mineral desconocido, poniendo un ejemplo concreto.
Brillo, color y raya
El cuarzo puede aparecer transparente, blanco lechoso o violeta oscuro (amatista), pero todos dejan el mismo polvo blanco al frotarlos. ¿Qué propiedades visuales son realmente confiables para distinguir minerales?
Para obtener la raya, frotás el mineral con firmeza sobre una placa de porcelana blanca sin pulir y mirás el color del polvo que deja. Si el mineral es más duro que la placa (cerca de 6,5), es el mineral el que raya la placa: lo que queda es polvo de porcelana, no del mineral, así que no se obtiene su raya. En ese caso solo podés concluir que el mineral es duro (más de 6,5); hay que usar otra prueba.
La imagen muestra seis minerales habituales numerados. Elegí tres de ellos, describí su brillo, su color y la forma de sus cristales, e intentá identificarlos con la…
La imagen muestra seis minerales habituales numerados. Elegí tres de ellos, describí su brillo, su color y la forma de sus cristales, e intentá identificarlos con la ayuda de una guía de minerales.
¿Qué es la raya de un mineral y cómo se obtiene? Explicá por qué la raya es una propiedad más fiable que el color para identificar un mineral.
¿Qué es la raya de un mineral y cómo se obtiene? Explicá por qué la raya es una propiedad más fiable que el color para identificar un mineral.
Explicá qué es el brillo de un mineral y la diferencia entre brillo metálico y no metálico, poniendo un ejemplo de mineral para cada tipo.
Explicá 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. Explicá cómo es posible y qué otras propiedades, además del…
Una muestra de cuarzo es blanca y lechosa y otra es violeta (amatista), pero ambas son el mismo mineral. Explicá cómo es posible y qué otras propiedades, además del color, confirmarían que las dos son cuarzo.
Describí cómo se obtiene la raya de un mineral con una placa de porcelana sin pulir y razoná qué ocurre si el mineral es más duro que la placa: ¿dejará raya? ¿Qué…
Describí cómo se obtiene la raya de un mineral con una placa de porcelana sin pulir y razoná qué ocurre si el mineral es más duro que la placa: ¿dejará raya? ¿Qué conclusión sacás en ese caso?
Identificar un mineral combinando propiedades
Dos piedras encontradas en un arroyo cerca de Ybycuí pueden tener el mismo color dorado y brillo metálico, pero una ser oro valioso y la otra pirita común. ¿Cómo combinar varias pruebas sencillas para no equivocarte?
Nombrá las cuatro propiedades que se usan normalmente para identificar un mineral (dureza, brillo, color y raya) y describí en una frase en qué consiste cada una.
Nombrá las cuatro propiedades que se usan normalmente para identificar un mineral (dureza, brillo, color y raya) y describí 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? Razoná si podría…
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? Razoná 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). Disponés solo de tu uña (dureza 2,5) y de una moneda de cobre (dureza 3). Describí…
Dos minerales blancos se parecen mucho: el yeso (dureza 2) y la calcita (dureza 3). Disponés solo de tu uña (dureza 2,5) y de una moneda de cobre (dureza 3). Describí una prueba para distinguirlos y qué resultado esperarías de cada uno.
De esta lista —talco (1), yeso (2), calcita (3), cuarzo (7) y diamante (10)— indicá qué minerales podés rayar con la uña (dureza 2,5) y cuáles rayan el vidrio de una…
De esta lista —talco (1), yeso (2), calcita (3), cuarzo (7) y diamante (10)— indicá qué minerales podés rayar con la uña (dureza 2,5) y cuáles rayan el vidrio de una ventana (dureza 5,5), explicando cómo lo dedujiste.
Una muestra tiene brillo metálico, color dorado, raya negra verdosa y raya al vidrio. Un compañero afirma que es oro. Usá las propiedades citadas para argumentar que se…
Una muestra tiene brillo metálico, color dorado, raya negra verdosa y raya al vidrio. Un compañero afirma que es oro. Usá las propiedades citadas para argumentar que se trata de pirita, «el oro de los tontos», y señalá otras dos propiedades que comprobarías para confirmarlo.
Te entregan en el laboratorio tres minerales desconocidos (A, B y C) y disponés de este material: lupa, placa de porcelana blanca, tu uña (dureza 2,5), una moneda de…
Te entregan en el laboratorio tres minerales desconocidos (A, B y C) y disponés 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).
- a) Diseñá el protocolo experimental ordenando las pruebas de menor a mayor impacto físico sobre las muestras y justificá por qué es imprescindible seguir ese orden.
- b) Tras aplicar tu protocolo, obtenés estos resultados:
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Muestra A: brillo vítreo; raya blanca; no la raya la uña, pero sí la moneda de cobre.
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Muestra B: brillo metálico; raya negra verdosa; raya a la navaja de acero.
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Muestra C: brillo sedoso; se raya fácilmente con la uña.
Determiná el intervalo de dureza de cada muestra en la escala de Mohs y deducí, 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). Demostrá, razonando con la escala de…
Un vendedor ambulante ofrece un «diamante» a muy buen precio, pero la piedra resulta rayada por una navaja de acero (dureza 5,5). Demostrá, razonando con la escala de Mohs, que la piedra no puede ser un diamante, y explicá qué otra prueba podrías hacer para confirmarlo.
Estructura y propiedades
Que dos materiales tengan los mismos átomos no significa que tengan las mismas propiedades. El grafito de la mina de un lápiz y el diamante son los dos carbono puro, y sin embargo uno se desgasta al frotarlo con papel (dureza 1) y el otro raya a todos los demás minerales (dureza 10). ¿Qué cambia?
Cambia cómo están ordenados los átomos y cómo están unidos. En el diamante, cada átomo de carbono está unido con firmeza a otros cuatro en todas las direcciones: es una red rígida y muy resistente. En el grafito, los átomos forman capas planas muy unidas dentro de cada capa, pero las capas están débilmente unidas entre sí y se deslizan: por eso el grafito es blando y deja marca en el papel.
Lo mismo explica la mica, que se separa en láminas, y la diferencia entre el cuarzo y la obsidiana. Ambos están formados sobre todo por dióxido de silicio, pero el cuarzo tiene estructura ordenada y es un mineral; la obsidiana es un vidrio volcánico, sin estructura cristalina, y por eso no cumple la definición. Al golpearla, la obsidiana se rompe en superficies curvas y filosas, y el cuarzo, pese a su estructura ordenada, tampoco se parte en planos lisos: no tiene exfoliación y se rompe en superficies curvas (fractura concoidal), como la obsidiana.
Tenés 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…
Tenés 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).
- a) Explicá por qué el color y el brillo no son propiedades diagnósticas suficientes para distinguir los minerales en ninguna de las dos parejas.
- b) Diseñá una estrategia de identificación indicando qué prueba específica (raya o dureza) aplicarías a cada pareja para diferenciarlas sin error, y predecí el resultado exacto que obtendrías en cada caso.
En el laboratorio del colegio se han borrado las etiquetas de cuatro muestras minerales: magnetita, calcita, azufre y halita. Para identificarlas, tenés que recurrir a…
En el laboratorio del colegio se han borrado las etiquetas de cuatro muestras minerales: magnetita, calcita, azufre y halita. Para identificarlas, tenés que recurrir a sus propiedades especiales.
- a) Diseñá una prueba sencilla y no destructiva para identificar con seguridad la magnetita y otra para el azufre, describiendo qué fenómeno vas a observar en cada una.
- 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. Justificá críticamente por qué ambas propuestas son incorrectas en un laboratorio y planteá 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…
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:
- a) Proponé un método físico basado en la dureza que permita distinguir un auténtico rubí de una falsificación de cuarzo o vidrio sin destruir la gema. Justificá tu propuesta.
- b) El corindón común no se usa en joyería, sino en la industria como abrasivo para pulir y cortar otros materiales. Justificá qué propiedad física comparten el rubí joyero y el corindón industrial que explica su enorme utilidad en ambos campos tan distintos.
Volvé al principio: para comprobar si el «diamante» es falso, intentá rayarlo con una navaja de acero (5,5). El diamante auténtico tiene dureza 10 y nada común lo raya; si queda marcado, es una imitación. Para confirmarlo, podés probar si raya el vidrio o ver cómo se comporta con otras propiedades.