Escales de durea
La durea és l'oposició que oferixen els materials a alteracions com la penetració, l'abrasió, el rayado, la cortadura, i les deformacions permanents entre unes atres. En el transcurs de l'història, durant l'estudi i classificació dels minerals, va haver un moment en que es feya pertinent establir un método que permetera discernir els diferents graus de durea de les roques i minerals. El primer intent d'establir un procediment per a tal fi, poc científic, pero en la pràctica prou professional, es va deure a Friedrich Mohs en el seu llibre de 1812 Versuch einer Elementar-Methode zur naturhistorischen Bestimmung und Erkennung der Fossilien;[1][2] és una de vàries definicions de durea en ciència de materials, algunes de les quals són més quantitatives.[3] La seua senzillea (tant de memorisació com d'aplicació), ho ha afiançat en esta posició, ya que pot amprar-se en el treball de camp dels geòlecs.
El método de comparar la durea observant qué minerals poden rayar a uns atres és de gran antiguetat, havent segut mencionat per Teofrasto en el seu tractat Sobre les pedres, en 300 a. C., seguit per Plinio el Vell en el seu Naturalis Història, en 77 d. C.[4][5][6] L'escala de Mohs és útil per a l'identificació de minerals en el camp, pero no és un predictor precís de quin tan be resistixen els materials en un entorn industrial.[7]
En tractar d'establir comparacions de durea en valors absoluts i més precisos, es varen crear atres métodos i escales que, per lo general, varen adoptar el nom del seu creador. El present artícul arreplega dites escales.
Minerals de referència
[editar | editar còdic]L'escala de Mohs de durea dels minerals es basa en la capacitat d'una mostra natural de mineral per a rayar visiblement un atre mineral. Les mostres de matèria utilisades per Mohs són tots minerals diferents. Els minerals són sòlits químicament purs que es troben en la naturalea. Les roques estan formades per un o més minerals. En ser la substància natural més dura coneguda quan es va dissenyar l'escala, el diamant es troba en la part superior de l'escala. La durea d'un material es medix en l'escala trobant el material més dur que el material donat pugues rayar, o el material més bla que pot rayar el material donat. Per eixemple, si un material és rayado per apatita pero no per fluorita, la seua durea en l'escala de Mohs estaria entre 4 i 5.[8]
«Rayar» un material a efectes de l'escala de Mohs significa crear recalcada no elàstiques visibles a simple vista. En freqüència, els materials que estan més avall en l'escala de Mohs poden crear recalcada microscòpiques no elàstiques en materials que tenen un número de Mohs més alt. Encara que estes recalcada microscòpiques són permanents i a voltes perjudicials per a l'integritat estructural del material més dur, no es consideren «arrapades» per a la determinació d'un número en l'escala de Mohs.[9]
Cada u dels dèu valors de durea de l'escala de Mohs està representat per un mineral de referència, la majoria dels quals estan molt estesos en les roques.
L'escala de Mohs és una escala ordinal. Per eixemple, el corindón (9) és dos voltes més dur que el topacio (8), pero el diamant (10) és quatre voltes més dur que el corindón. La taula següent mostra la comparació en la durea absoluta mida per un esclerómetro, en eixemples pictòrics.[10][11]
| Durea Mohs | Referència mineral | Fòrmula química | Durea absoluta[12] | Image |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Talc | Mg3Si4O10(OH)2 | 1 | 
|
| 2 | Algeps | CAS4·2H2O | 2 | 
|
| 3 | Calcita | CaCO3 | 14 | 
|
| 4 | Fluorita | CaF2 | 21 | 
|
| 5 | Apatita | Ca5(PO4)3(OH−,Cl−,F−) | 48 | 
|
| 6 | Ortoclasa feldespat | KAlSi3O8 | 72 | 
|
| 7 | Cuarzo | SiO2 | 100 | 
|
| 8 | Topacio | A el2SiO4(OH−,F−)2 | 200 | 
|
| 9 | Corindón | A el2O3 | 400 | 
|
| 10 | Diamant | C | 1500 | 
|
Escala de Mohs
[editar | editar còdic]L'escala de Mohs és una relació de dèu minerals ordenats pel seu durea, de menor a major. S'utilisa com a referència de la durea d'un material donat. Va ser proposta pel geòlec alemà en 1825 i es basa en el principi de que una substància qualsevol pot rayar a atres més blanes, sense que succeïxca lo contrari.[13]
Mohs va elegir dèu minerals, als que va assignar un determinat número equiparable al seu grau de durea, establint aixina una escala creixent. Va escomençar pel talc, que va rebre el número 1, i va terminar en el diamant, al que va assignar el número 10. Cada mineral ralla als que tenen assignat un número inferior a ell, i ho raer aquells que tenen un número superior al seu.
Taula de durea de Mohs
[editar | editar còdic]| Durea | Mineral | Es ralla en / ralla a !
Composició química | |
|---|---|---|---|
| 1 | Talc | Es pot rayar fàcilment en l'ungla | Mg3Si4O10(OH)2 |
| 2 | Algeps | Es pot rayar en l'ungla en més dificultat | CaSO4·2H2O |
| 3 | Calcita | Es pot rayar en una moneda de coure | CaCO3 |
| 4 | Fluorita | Es pot rayar en un gavinet d'acer | CaF2 |
| 5 | Apatita | Es pot rayar difícilment en un gavinet | Ca5(PO4)3(OH-,Cl-,F-)I |
| 6 | Ortoclasa | Es pot rayar en una lija per a l'acer | KAlSi3O8 |
| 7 | Cuarzo | Ralla al vidre | SiO2 |
| 8 | Topacio | Rayado per ferramentes de carbur de wolframio | A el2SiO4(OH-,F-)2 |
| 9 | Corindón | Rayado per ferramentes de carbur de silici | A el2O3 |
| 10 | Diamant | El material més dur en esta escala (rayado per un atre diamant). | C |
El 16 d'agost de 2011, investigadors del Carnegie Institute of Technology varen trobar un alótropo del carbono, més dur que el diamant, capaç de mantindre's estable en condicions normals, encara que s'obtenia a partir d'un material format per esferes de carbono-60, sometent-ho a una pressió de 320 000 atm.[14]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ von Groth, Paul Heinrich (1926). Entwicklungsgeschichte der Mineralogischen Wissenschaften (en de), Springer, p. 250. «In demselben Jahre (1812) wurde MOHS als Professor am Joanneum angestellt und veröffentliche donen ersten Teil seines Werkes Versuch einer Elementarmethode zur naturhistorischen Bestimmung und Erkennung der Fossilien, in welcher die bekannte Härteskala aufgestellt wurde.»
- ↑ "Mohs hardness" in Encyclopædia Britannica Online
- ↑ «Mohs scale of hardness». Mineralogical Society of America. Consultat el 2021-02-10.
- ↑ Teofrasto. Theophrastus on Stones.
- ↑ Plinio el Vell. «Book 37, Chap. 15», Naturalis Història. «Adamas: Six varieties of it. Two remedies.»
- ↑ Plinio el Vell. «Book 37, Chap. 76», Naturalis Història. «The methods of testing precious stones.»
- ↑ «Hardness». Senar-Destructive Testing Resource Center. Archivat des d'el original, el 2014-02-14.
- ↑ Federació Americana de Societats Mineralògiques. Escala Mohs de durea dels minerals [1] archivat en Wayback Machine.. amfed.org
- ↑ Geels, Kay. "The True Microstructure of Materials", pp. 5-13 en Materialographic Preparation from Sorby to the Present. Struers A/S, Copenhague, Dinamarca - archivat el 7 de març de 2016
- ↑ Galeria de minerals de les galeries Amethyst ¿Quina importància té la durea?. galleries.com
- ↑ Durea dels minerals i escales de durea [2] archivat en Wayback Machine.. Lapidario de l'interior
- ↑ Mukherjee, Swapna (2012). Applied Mineralogy: Applications in Industry and Environment, Springer Science & Business Mija, p. 373. ISBN 978-94-007-1162-4.
- ↑ Cornelis Klein, Cornelius S. Hurlbut (1996). Manual mineralogia. I, Volum 1, Reverte, pp. 281 de 392. ISBN 9788429146066.
- ↑ «Ordering Carbon Clusters» (en anglés). Consultat el 16 d'agost de 2012.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Escalas de dureza» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.