Los Minerales y sus Propiedades

PESO ESPECÍFICO

Definición

Se denomina peso específico de un mineral al cociente entre su peso y el peso de un volumen equivalente de agua a 4ºC (condiciones de máxima densidad del agua), siendo un valor adimensional. Por el contrario, la densidad relativa es un valor equivalente correspondiente a la masa por unidad de volumen y viene expresado en unidades tales como g/cm3. El peso específico es una propiedad intrínseca y constante para un mineral de composición química determinada y depende basicamente de dos factores:

De los átomos que constituyen el mineral. Del tipo de empaquetamiento de los átomos.

En los elementos isoestructurales, con idéntico tipo de empaquetamiento, los elementos de mayor peso atómico tienen mayor densidad relativa. En una serie de soluciones sólidas existe un cambio continuo de densidad relativa . Así, en el caso de la serie de las wolframitas, los términos extremos ferberita (MnWO4) y hubnerita (FeWO4) tienen por valores respectivamente: 7.51 y 7.18.

El caso contrario lo constituyen los compuestos polimorfos, de misma composición pero diferente tipo de empaquetamiento. Así, en el caso del carbono, pasamos de valores de 3.515 para el diamante a solo 2.23 para el grafito pese a tener idéntica fórmula química.

Pesos específicos de algunos minerales La estimación del valor del peso específico es en muchas ocasiones determinante el la clasificación de un mineral a estudiar, por ello a continuación se especifica dicho valor para algunos minerales:

Pesos específicos Hematites

5,20 - 5,26 Circón

4,67 - 4,73 Fayalita

4,4 Espesartina

4,15 - 4,21 Almandino

3,93 - 4,17 Esfalerita

3,90 - 4,10 Corindón

4,02 Malaquita

3,90 - 4,03 Andradita

3,81 - 3,87 Piropo

3,65 - 3,80 Crisoberilo

3,50 - 3,80 Rodocrosita

3,50 - 3,70 Grosularia

3,61 - 3,75 Espinela

3,6 Topacio

3,40 - 3,60 Diamante

3,52

Esfena 3,50 - 3,54 Epidota 3,30 - 3,45 Forsterita 3,3 Jadeíta 3,30 - 3,50 Zoisita 3,36 Diópsido 3,20 - 3,30 Enstatita 3,20 - 3,50 Fluorita 3,18 Apatito 3,15 - 3,20 Espodumena 3,17 - 3,19 Andalucita 3,16 - 3,20 Turmalina 3,00 - 3,20 Turquesa 2,60 - 2,80 Lazurita 2,40 - 2,75 Berilo 2,67 - 2,82 Labradorita 2,70 - 2,74 Calcita 2,70 - 2,72 Escapolita 2,55 - 2,74 Cuarzo 2,65 - 2,66 Albita 2,62 - 2,65 Calcedonia 2,58 - 2,62 Serpentina 2,60 - 2,80 Ortoclasa 2,56 Ópalo 2,00 - 2,15

Medidas del peso específico

Los métodos de medida del peso específico se basan en el principio de Arquímedes y consisten en medir el peso en aire del mineral P y posteriormente el peso de dicho mineral sumergido en agua P(agua). A continuación se presenta un esquema de una balanza hidrostática clásica.

Podremos determinar el peso específico mediante la fórmula:

La utilización de líquidos más densos y con menor fuerza de tensión superficial para esta medida permite realizar la determinación del peso específico de minerales con más precisión. En este caso en la fórmula anterior hay que introducir el valor de la densidad del líquido usado:

Las muestras a estudiar deberán ser homogéneas y puras, compactas y sin microgrietas o microcavidades que pudiesen contener fluidos o gases que reduzcan el peso específico a medir. Normalmente se requiere un volumen cercano a 1 cm3 de muestra. A partir de dicho principio se emplean diversos procedimientos de medida:

La balanza de Jolly en los que se miden los pesos en función del alargamiento de un muelle helicoidal.

La balanza de Penfield, donde el peso específico se determina por la posición de pesas en el brazo derecho graduado

La balanza de Berman, de tipo torsión, se emplea para pequeñas partículas de menos de 25 mg. Si bien las medidas son muy precisas requiere una corrección por efecto de la temperatura. El Picnómetro empleado en los casos en los que no se disponga de suficiente cantidad de muestra para emplear los métodos anteriores. Consiste, básicamente, en una botella de vidrio con un tapón de ese mismo material esmerilado y atravesado por un fino orificio capilar. Se pesa inicialmente el picnómetro vacío con su tapón (P), se introduce entonces el mineral a medir y se vuelve a pesar (M). Tras rellenar completamente el recipiente con agua destilada se mide de nuevo (S) y por fin se vacía el picnómetro y se rellena unicamente con agua destilada obteniéndose el peso W.

El peso específico vendrá dado por: Peso específico = (M - P) / W + (M - P) - S

El método de juego de liquidos densos permite por flotación selectiva determinar, aproximadamente, el peso específico de un mineral. Partiendo de un líquido de densidad relativamente alta, bromoformo (2.89) o yoduro de metileno (3.33), y disolviendo los mismos se puede conseguir un conjunto de disoluciones patrón, en los que el mineral flotará cuando su peso específico sea menor al del líquido y se hundirá cuando sea mayor. Este método se emplea también para separar especies minerales con diferentes densidades relativas.

A base de soluciónes de líquidos densos se puede obtener igualmente las medidas de peso específico de gran presición. Para eso hay que partir del líquido con el peso específico alto, donde el grano de mineral estará flotando. Luego se añade el diluyente a gotas, hasta obtener una solución del mismo peso específico que el mineral. En este momento el grano del último quedará en suspensión, sin hundirse ni flotar. Para medir el peso específico del líquido obtenido se puede utilizar una balanza hidrostática con un patrón de peso específico conocido:

Existe también una balanza especial, basada en el mismo método, donde la medida del peso específico del líquido viene directamente de la posición de las pesas en el brazo de la balanza (balanza Westfal)