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PRACTICA No. 1. 1

PRACTICA No. 2. 2

PRACTICA No. 3. 4

PRACTICA No. 4. 6

 

 

PRACTICA No. 1

 

ELEMENTOS DE SIMETRÍA

 

OBJETIVOS:

El alumno practicará la determinación de los elementos de simetría en los modelos cristalográficos de la colección del laboratorio, en función de los conceptos explicados en clase.

 

CONSIDERACIONES TEORICAS:

La simetría es la regularidad en la disposición de las caras y ángulos en un cristal. El grado de simetría, esto es la cantidad de ángulos y longitudes iguales, denota la división de los cristales en sistemas cristalinos y clases cristalinas.

Cristal, es un sólido homogéneo que posee un orden interno tridimensional y se encuentra delimitado por superficies planas.

Motivo, son las disposiciones geométricas específicas definidas por las fuerzas que unen a los átomos o iones entre sí.

Retícula cristalina, es la ordenación periódica tridimensional de motivos.

Celda unitaria, es el más pequeño paralelepípedo formado por la unión de ocho motivos en la retícula cristalina.

 

Los cristales están formados por la repetición casi infinita de motivos situados a distancias y direcciones específicas, lográndose una repetición tridimensional. Las distancias pueden ser iguales o diferentes y las direcciones pueden formar o no ángulos rectos.

 

En la retícula cristalina solo es posible construir catorce ordenaciones, las cuales son conocidas como las catorce redes de Bravais, en donde estas ordenaciones elementales (celdas unitarias) son diferenciadas por los parámetros dimensionales (a, b y c) y los parámetros angulares (a, b y d).

                                                       c

 

 

 


                                                     b     a

                                                         d                   b

 

                                               a

EJES DE REFERENCIA TRIDIMENSIONAL

 

 

ELEMENTOS DE SIMETRÍA

 

PLANO DE SIMETRÍA                                                     P                     m

 

EJES DE SIMETRÍA DE ROTACIÓN:

                                                           MONARIO                            A1                    1

                                                           BINARIO                               A2                    2

                                                           TERNARIO                            A3                    3

                                                           CUATERNARIO                   A4                    4

                                                           SENARIO                              A6                    6

 

EJES DE SIMETRÍA DE ROTOINVERSIÓN:

                                                           MONARIO                            AP1                 `1

                                                           BINARIO                               AP2                 `2

                                                           TERNARIO                            AP3                 `3

                                                           CUATERNARIO                   AP4                 `4

                                                           SENARIO                              AP6                 `6

 

P, A3, AP3     Simbología convencional

M, 2, `2          Simbología de Hermann - Mauguin

 

 

DESARROLLO:

Determine los elementos de simetría en los modelos cristalográficos proporcionados en el laboratorio.

 

En función de los elementos de simetría identificados, indicar el sistema de cristalización al que pertenece cada modelo cristalográfico.

 

CUESTIONARIO:

1. - ¿Cuáles son las clases cristalinas que agrupa cada sistema de cristalización?

2. - Dibuje las catorce redes de Bravais.

3. - Demuestre porqué no existen ejes de simetría pentanarios o de orden cinco.

4. - Cite ejemplos de minerales para cada uno de los diferentes procesos bajo los cuales se forma la materia cristalina.

5.- Cite cinco ejemplos de minerales para cada uno de los sistemas de cristalización.

 

 

 

 

 

 

PRACTICA No. 2

 

PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA COHESIÓN

(ESTRUCTURA, TENACIDAD, EXFOLIACIÓN, FRACTURA Y DUREZA)

 

OBJETIVOS:

En esta práctica el alumno se capacitará en la determinación de las propiedades físicas que están en función de la cohesión, como es la estructura o forma imitativa, exfoliación, fractura y dureza que presentan los minerales y comprenderá además, la relación tan estrecha de éstas propiedades con el arreglo tridimensional definido de la materia cristalina.

 

CONSIDERACIONES TEORICAS:

El estado de agregación de los minerales está en función directa con el tipo de enlace químico que presentan, por lo tanto las propiedades físicas como la estructura, tenacidad, exfoliación, fractura y dureza, así como las propiedades químicas como la efervescencia, fusibilidad, conductividad eléctrica y térmica, son todas ellas afectadas directamente por el tipo de enlace químico que mantiene unidas a las partículas que componen el estado cristalino. Esa fuerza de unión entre las partículas de un mismo cuerpo es llamada cohesión, siendo esta la resistencia a cualquier esfuerzo que tiende a separar a las partículas que constituyen a un mineral.

 

Las propiedades de los minerales que están en función de la cohesión son las siguientes:

Estructura o forma imitativa.- Es el aspecto megascópico que presenta un mineral que ha sido generado por el conjunto de cristales.

 

Tenacidad.- Es una propiedad mecánica definida como la resistencia que un mineral ofrece a ser roto, molido, doblado o triturado.

 

Exfoliación, crucero o clivaje.- Propiedad de algunos minerales de separase formando superficies planas cuando se aplica un esfuerzo. La exfoliación es función directa de la estructura cristalina y se presenta en planos atómicos de enlaces químicamente débiles.

 

Fractura.- Propiedad de algunos minerales de romperse sin formar superficies planas cuando se aplica un esfuerzo.

Dureza.- También llamada rayabilidad, es definida como la resistencia que ofrece la superficie lisa de un mineral a ser rayada. Se tienen durezas absolutas que son obtenidas por medio del esclerómetro, y durezas relativas obtenidas por comparación con la escala de dureza de Mohs.

 

Peso específico o densidad relativa.- Se define como el peso de un mineral dividido por el peso de un volumen igual de agua.

 

 

DESARROLLO:

Determinar la estructura, exfoliación o fractura y la dureza de los minerales asignados en el laboratorio, con el objetivo de capacitarse en la determinación de estas propiedades en los minerales.

 

 

 

CUESTIONARIO:

1.      – Investigue las definiciones de los siguientes términos aplicados a los minerales.

a)      Agregado cristalino

b)      Estructura

c)      Hábito cristalino

d)      Forma imitativa

¿Qué puede concluir de estas definiciones?

2.       Realice una comparación gráfica entre las escalas de dureza absoluta (esclerómetro) y dureza relativa (escala de Mohs).

3.       Establezca la diferencia entre exfoliación y partición en los minerales.

4.       Investigar la clase química, origen, usos y aplicaciones de cada uno de los minerales que conforman la escala de dureza relativa de Mohs.

5.       Complemente en los espacios:

MINERAL                                         EXFOLIACIÓN                                    FRACTURA

ARAGONITO                                    ______________                               ________________

PIRITA                                               ______________                               ________________

ESFALERITA                        ______________                               ________________

CUARZO                                           ______________                               ________________

HALITA                                             ______________                               ________________

PLATINO                                          ______________                               ________________

DIAMANTE                           ______________                               ________________

 

 

 

 

 

PRACTICA No. 3

 

DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO (P.e.) POR MEDIO DE LA BALANZA DE KRAUSS JOLLY

 

OBJETIVOS:

El alumno se capacitará en la determinación del peso específico de los minerales por medio de la balanza de Jolly.

Conocerá el manejo y cuidados para el uso adecuado de este equipo.

 

CONSIDERACIONES TEORICAS:

El peso específico (P. e.) o densidad relativa para un mineral, es el número que expresa la relación entre el peso de ese mineral y el peso de un volumen igual de agua.

El peso específico de un mineral es importante para su identificación, ya que es constante para cada especie e independiente de la cantidad de masa.

Para la determinación del P. e. utilizando la balanza de Jolly, debe primeramente ser colocada en “condiciones iniciales”, siendo éstas las siguientes:

Centrado.- Consiste en colocar mediante los tornillos niveladores de la base de la balanza, el alambre índice de lecturas al centro de la perforación de la plataforma porta-espejo.

Puesta en ceros.- Es hacer coincidir el cero de la escala con el cero del vernier fijo, además del cero del vernier móvil.

Nivelado.- Se debe colocar en un plano horizontal al disco índice de lecturas, a la línea contenida en el espejo y la imagen del disco índice de lecturas observada en el espejo.

 

Las “características” que debe reunir el mineral al cual se determinará el peso específico por medio de la balanza de Jolly, son las siguientes:

            Puro.- Para garantizar que el valor del peso específico obtenido es el representativo del mineral analizado; de lo contrario se obtendrá un promedio de los pesos específicos de los minerales contenidos en la muestra.

            No poroso.- Al sumergir un mineral poroso en agua, ésta no envuelve completamente al mineral formándose pequeñas burbujas de aire que generalmente disminuyen el P. e. del mineral.

            Aproximadamente un centímetro cúbico.- Se requiere de este volumen por las condiciones de diseño de la Balanza de Jolly.

 

Para obtener el peso específico de un mineral usando la balanza de Jolly, pesamos al mineral en el aire y este valor lo dividimos entre el valor que resulte de pesar al mismo mineral sumergido en agua.

 

El rango del peso específico se obtiene al restar y sumar una décima (0.1) al valor obtenido del cociente.

 

 

 

P.e. = Peso mineral en el aire / Peso mineral sumergido en agua   ± 0.1

 

 

 

DESARROLLO:

¨      Seleccionar minerales que cumplan las características para determinar su peso específico por medio de la Balanza de Jolly.

¨      Determine el rango de peso específico de los minerales seleccionados.

¨      Haga una relación de los nombres probables de esos minerales en función del rango de peso específico.

¨      Determine a cada mineral otras propiedades físicas (dureza, exfoliación/fractura, color, brillo) eliminando de la lista original aquellos minerales que no presenten las últimas propiedades determinadas.

 

 

 

CUESTIONARIO:

6.      – ¿Qué otros métodos existen para la determinación del peso específico? Descríbalos.

7.       Ilustrar las partes que constituyen la Balanza de Krauss Jolly.

8.       Explique el procedimiento en la determinación del peso específico por medio de la balanza de Jolly.

9.       ¿Cuál es la clasificación de los minerales en función del peso específico?

10.   ¿Qué son los minerales pesados?

11.   Cómo varia el peso específico en las series isomorfas siguientes:

Forsterita  -  Fayalita

Marialita  -       Meionita

Albita  -  Anortita

 

PRACTICA No. 4

 

PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA LUZ

 

OBJETIVOS:

El alumno ejercitará la determinación de las propiedades de color, brillo, raya, diafanidad y luminiscencia (fluorescencia) en los minerales.

 

CONSIDERACIONES TEORICAS:

La materia está constituida por electrones y éstos dan variadas respuestas a las diferentes longitudes de onda de la luz, haciendo que el mundo de lo material sea visible y multicolor.

 

COLOR.- Es definido como “la combinación de longitudes de onda que son reflejadas y refractadas por un mineral cuando incide sobre éste la luz blanca y que son captadas por el ojo humano”.

Una de las causas del color de los minerales son la presencia de elementos cromógenos, tales como Fe, Mn, Cu, Cr, Ni, V, que pigmentan a un mineral en tonos característicos y en donde la presencia de alguno de éstos elementos en pequeñas cantidades, como impurezas químicas, en una especie mineral darán lugar a variedades mineralógicas.

El color también es producto de la inclusión de otros minerales finamente dispersos, por ejemplo el cuarzo rutilado, venturina, ojo de tigre, etc.

En función del color se definen minerales idiocromáticos, que se presentan en la naturaleza siempre bajo un mismo color (malaquita, azurita, rodocrosita, calcantita), ya que los elementos cromógenos son esenciales para su existencia. Los minerales alocromáticos son los que se presentan en la naturaleza en una gran variedad de colores, siendo la presencia de los elementos cromógenos como impurezas, los que proporcionan tonalidades y diferente color a una misma especie mineral (cuarzo, calcita, turmalina, fluorita, corindón, etc.)

 

BRILLO.- Es una propiedad que mide el grado en que la luz se refleja en la superficie de un mineral, generalmente se encuentra en función del índice de refracción y de la absorción cromática de los minerales.

El brillo en los minerales puede ser de dos tipos:

 

Brillo metálico, si el mineral tiene el aspecto de un metal.

 

Brillo no metálico, cuando el mineral carece de la apariencia de un metal.

 

Debido a que no existe una línea clara de división entre el brillo metálico y no metálico, se aplica el término de submetálico a aquellos minerales que están entre ambos tipos de brillo.

 

Para los minerales con tipo de brillo no metálico, se tienen diferentes subtipos que corresponden aproximadamente, a los distintos intervalos del índice de refracción:

Adamantino.- Es el brillo más intenso, semejante al diamante.

Vítreo.- Es el presentado por el vidrio, corresponde a la mayor parte de los minerales no metálicos.

Resinoso.- Similar al brillo de la resina, es característico de las sustancias con elevado índice de refracción y de color tendiente al amarillo.

Graso.- Lo presentan aquellos minerales que parecen estar cubiertos por una delgada capa de aceite.

Sedoso.- Aspecto de la seda. Es el resultado del agregado paralelo de finas fibras.

 

Existen otros términos que son aplicados para denotar el brillo de los minerales, como el perlado, satinado, nacarado, corneo, terroso, etc. y que únicamente son comparaciones con objetos y sustancias ya conocidas.

 

La determinación del color y del brillo se realiza por observación del mineral en una superficie fresca o sana, ya que la oxidación superficial en los minerales metálicos principalmente, produce una delgada película que enmascara el color y el brillo verdaderos.

 

RAYA.- Es el color del polvo que se desprende de un mineral, este color se mantiene constante aún cuando el color del mineral sea variable.

El color de la raya de los minerales se determina por medio de una placa de porcelana no vidriada, por el desprendimiento de una pequeña cantidad de polvo que es observado sobre un fondo de color blanco, o bien, en un vidrio de rayadura que es una placa de vidrio manufacturado en donde uno de sus lados ha sido esmerilado.

 

Algunos minerales presentan particularidades que están en función directa de la acción de la luz y por medio de las cuales son rápidamente identificados. Esas particularidades son la iridiscencia, el tornasolado, el asterismo, la chatoyancia y la opalescencia entre otras.

 

 

LUMINISCENCIA.- Es la propiedad que presentan ciertos minerales de tornarse luminosos bajo la acción de una fuente excitadora, como son los rayos infrarrojos, los rayos X, rayos catódicos, luz ultravioleta (onda larga y onda corta), presión dirigida, calor, etc.

La luminiscencia comprende a la fluorescencia, fosforescencia, termoluminiscencia, triboluminiscencia y otras, las cuales están en función directa con la fuente excitadora.

Las especies minerales que posean esta propiedad, se identificarán en función del color, la intensidad y la duración de la luminiscencia. Siendo esta propiedad exclusiva de los minerales de brillo no metálico.

 

Fluorescencia.- Cuando el mineral es luminiscente únicamente bajo la fuente excitadora, que por lo común es luz ultravioleta en onda larga o en onda corta.

Fosforescencia.- Si el mineral permanece luminiscente aún después de retirada la fuente excitadora (luz ultravioleta). También es considerada como fluorescencia continua.

Termoluminiscencia.- Emisión de luz visible por parte del mineral cuando se calienta por debajo del punto de incandescencia. Esto es, que la fuente excitadora es el incremento de temperatura. Esta propiedad es apreciada con mayor claridad en los minerales de brillo no metálico y anhidros.

Triboluminiscencia.- La fuente excitadora para la determinación de esta propiedad es la presión, ya que ciertos minerales se vuelven luminosos cuando son rayados, molidos o frotados. Al igual que la termoluminiscencia, los minerales triboluminiscentes son no metálicos y anhidros, además de poseer buena exfoliación.

 

DIAFANIDAD.- Es la capacidad que tienen los minerales de permitir el paso de la luz a través de ellos.

En términos generales se reconocen tres grados de diafanidad:

 

Transparente, cuando en un mineral se pueden apreciar perfectamente objetos a través de él.

 

Translúcido, sólo pueden observarse los contornos de los objetos a través de los bordes del mineral.

 

Opaco, el mineral no permite el paso de la luz por sus bordes, ni aún en láminas delgadas.

 

 

En función de la respuesta que ofrecen los minerales ante la acción de la luz, se puede concluir que:

q       Los minerales de tipo de brillo no metálico, se pueden presentar bajo cualquier color. Con excepción de los minerales idiocromáticos.

q       El color de la raya de los minerales de tipo de brillo no metálico, es de color blanco o de colores pálidos

q       Los minerales incoloros transparentes, transmiten todas las longitudes de onda de luz blanca.

q       Los minerales coloreados transparentes, absorben ciertas longitudes de onda de luz blanca y transmiten el resto.

q       Los minerales blancos no transparentes, reflejan todas las longitudes de onda de luz blanca.

q       Los minerales coloreados no transparentes, reflejan solamente las longitudes de onda que dan el color observado.

q       Los minerales de color negro, absorben todas las longitudes de onda de luz visible.

q       Los minerales opacos, no transmiten ninguna longitud de onda de la luz visible.

 

 

CUESTIONARIO:

1.      Ilustre el espectro electromagnético haciendo énfasis en el rango de luz visible.

2.      Hacer una relación que contenga 10 minerales de tipo de brillo metálico, 5 minerales de tipo de brillo submetálico y 10 minerales de tipo de brillo no metálico.

3.      Mencione 10 ejemplos de minerales idiocromáticos.

4.      ¿Porqué la bornita presenta juego de colores?

¿Porqué la hematita, la esfalerita y la labradorita presentan iridiscencia?

¿Porqué el ópalo presenta opalescencia?

¿Porqué el diópsido presenta asterismo?

5.      Indique el color e intensidad de fluorescencia de los siguientes minerales: aragonito, autunita, barita, calcita, diamante, esfalerita, fluorita, rubí, scheelita y willemita.

6.      Mencione diez ejemplos de minerales que presentan fosforescencia.

7.      Mencione diez ejemplos de minerales que presentan termoluminiscencia.

8.      Mencione diez ejemplos de minerales que presentan triboluminiscencia.

9.      ¿Qué es la bioluminiscencia?

10.  Mencione 10 ejemplos de minerales opacos, 10 ejemplos de minerales transparentes y 5 ejemplos de minerales translúcidos.