Minerais

Escala da dureza de Mohs



Um teste rápido de dureza para uso em campo e em sala de aula


Kit de dureza Mohs: Um kit de escala de dureza Mohs de laboratório contendo: (1) talco; (2) gesso; (3) calcita; (4) fluorita; (5) apatita; (6) ortoclase; (7) quartzo; (8) topázio; e (9) corindo. O diamante não está incluído na maioria dos kits para reduzir o custo. Além disso, uma amostra de diamante seria tão pequena que precisaria ser montada em uma alça para ser útil. Compre um kit de dureza mineral.

O que é a escala de dureza Mohs?



Escala da dureza de Mohs
Mineral Dureza
Talco1
Gesso2
Calcita3
Fluorita4
Apatita5
Orthoclase6
Quartzo7
Topázio8
Corindo9
Diamante10

Um dos testes mais importantes para identificar amostras minerais é o teste de dureza de Mohs. Este teste compara a resistência de um mineral a ser riscado por dez minerais de referência conhecidos como Escala de Dureza Mohs (consulte a tabela à esquerda). O teste é útil porque a maioria das amostras de um dado mineral está muito próxima da mesma dureza. Isso torna a dureza uma propriedade de diagnóstico confiável para a maioria dos minerais.

Friedrich Mohs, mineralogista alemão, desenvolveu a escala em 1812. Ele selecionou dez minerais de dureza distintamente diferente que variavam de um mineral muito mole (talco) a um mineral muito duro (diamante). Com exceção do diamante, os minerais são todos relativamente comuns e fáceis ou baratos de obter.

Fazendo comparações de dureza

"Dureza" é a resistência de um material a ser arranhado. O teste é realizado colocando uma ponta afiada de uma amostra em uma superfície não marcada de outra amostra e tentando produzir um arranhão. Aqui estão as quatro situações que você pode observar ao comparar a dureza de duas amostras:

  1. Se a amostra A pode arranhar a amostra B, a amostra A é mais dura que a amostra B.

  2. Se a amostra A não arranhar a amostra B, a amostra B será mais dura que a amostra A.

  3. Se as duas amostras tiverem dureza igual, serão relativamente ineficazes ao se coçarem. Pequenos arranhões podem ser produzidos ou pode ser difícil determinar se um arranhão foi produzido.

  4. Se a amostra A puder ser arranhada pela amostra B, mas não puder ser arranhada pela amostra C, a dureza da amostra A estará entre a dureza da amostra B e da amostra C.

Teste de dureza de Mohs: Ao realizar o teste, coloque a amostra desconhecida em cima de uma mesa e segure-a firmemente no lugar com uma mão. Em seguida, coloque um ponto da amostra de referência contra uma superfície plana e não marcada da amostra desconhecida. Pressione o espécime de referência firmemente contra o desconhecido e arraste-o deliberadamente pela superfície plana enquanto pressiona com firmeza. Para evitar ferimentos, arraste a amostra conhecida para longe do corpo e paralela aos dedos que estão segurando a amostra desconhecida.

Procedimento de teste de dureza Mohs

  • Comece localizando uma superfície lisa e sem riscos para teste.

  • Com uma mão, segure firmemente a amostra de dureza desconhecida contra um tampo da mesa, para que a superfície a ser testada fique exposta e acessível. O tampo da mesa suporta a amostra e ajuda a mantê-la imóvel para o teste.

  • Segure uma das amostras de dureza padrão na outra mão e coloque um ponto dessa amostra contra a superfície plana selecionada da amostra desconhecida.

  • Pressione firmemente a ponta da amostra padrão contra a amostra desconhecida e arraste firmemente a ponta da amostra padrão pela superfície da amostra desconhecida.

  • Examine a superfície da amostra desconhecida. Com um dedo, retire os fragmentos minerais ou pó que foram produzidos. O teste produziu um arranhão? Cuidado para não confundir pó ou resíduo mineral com um arranhão. Um arranhão será um corte de ranhura distinto na superfície mineral, não uma marca na superfície que desaparece.

  • Realize o teste uma segunda vez para confirmar seus resultados.

Dureza de Mohs de minerais comuns

Alfabética
Anidrita3 a 3,5
Apatita5
Arsenopirita5,5 a 6
Augite5,5 a 6
Azurita3,5 a 4
Barite2,5 a 3,5
Bauxita1 a 3
Berilo7,5 a 8
Biotite2,5 a 3
Bornite3 a 3,25
Calcita3
Cassiterita6 a 7
Chalcocite2,5 a 3
Calcopirita3,5 a 4
Clorito2 a 2,5
Cromita5,5 a 6
Crisoberilo8.5
Cinnabar2 a 2,5
Cobre2,5 a 3
Cordierite7 a 7,5
Corindo9
Cuprite3,5 a 4
Diamante10
Diopside5.5 a 6.5
Dolomite3,5 a 4
Enstatita5 a 6
Epídoto6 a 7
Euclase7.5
Fluorita4
Galena2.5+
Granada6.5 a 7.5
Glauconite2
Ouro2,5 a 3
Grafite1 a 2
Gesso1,5 a 2
Halita2 a 2,5
Hematita5 a 6,5
Hornblende5 a 6
Ilmenita5 a 6
Jadeite6,5 a 7
Kyanite4.5 a 7
Limonita1 a 5
Magnesita3,5 a 5
Magnetita5 a 6,5
Malaquita3,5 a 4
Marcasite6 a 7,5
Molibdenite1 a 2
Monazite5 a 5,5
Moscovita2 a 3
Nepheline5,5 a 6
Nephrite6 a 6,5
Olivina6,5 a 7
Orthoclase6 a 6,5
Plagioclase6 a 6,5
Prehnite6 a 6,5
Pirita6 a 6,5
Pirofilita1 a 2
Pirrotita3.5 a 4.5
Quartzo7
Rodocrosita3,5 a 4
Rodonita5.5 a 6.5
Rutilo6 a 6,5
Serpentina3 a 5
Siderita3.5 a 4.5
Sillimanite6.5 a 7.5
Prata2,5 a 3
Sodalita5,5 a 6
Esfalerita3,5 a 4
Spinel7,5 a 8
Spodumene6,5 a 7
Staurolite7 a 7,5
Enxofre1,5 a 2,5
Sylvite2
Talco1
Titanita5 a 5,5
Topázio8
Turmalina7 a 7,5
Turquesa5 a 6
Uraninita5 a 6
Vanadinita3 a 4
Witherite3 a 3,5
Wollastonite4.5 a 5.5
Zircão7.5
Zoisite6 a 7
Dureza decrescente
Diamante10
Corindo9
Crisoberilo8.5
Topázio8
Berilo7,5 a 8
Spinel7,5 a 8
Euclase7.5
Zircão7.5
Cordierite7 a 7,5
Staurolite7 a 7,5
Turmalina7 a 7,5
Quartzo7
Granada6.5 a 7.5
Jadeite6,5 a 7
Sillimanite6.5 a 7.5
Olivina6,5 a 7
Spodumene6,5 a 7
Marcasite6 a 7,5
Cassiterita6 a 7
Epídoto6 a 7
Zoisite6 a 7
Nephrite6 a 6,5
Orthoclase6 a 6,5
Plagioclase6 a 6,5
Prehnite6 a 6,5
Pirita6 a 6,5
Rutilo6 a 6,5
Diopside5.5 a 6.5
Rodonita5.5 a 6.5
Arsenopirita5,5 a 6
Augite5,5 a 6
Cromita5,5 a 6
Hematita5.5 a 6.5
Nepheline5,5 a 6
Sodalita5,5 a 6
Magnetita5 a 6,5
Enstatita5 a 6
Hornblende5 a 6
Ilmenita5 a 6
Turquesa5 a 6
Uraninita5 a 6
Monazite5 a 5,5
Titanita5 a 5,5
Apatita5
Wollastonite4.5 a 5.5
Kyanite4.5 a 7
Fluorita4
Magnesita3,5 a 5
Pirrotita3.5 a 4.5
Siderita3.5 a 4.5
Azurita3,5 a 4
Calcopirita3,5 a 4
Cuprite3,5 a 4
Dolomite3,5 a 4
Malaquita3,5 a 4
Rodocrosita3,5 a 4
Esfalerita3,5 a 4
Serpentina3 a 5
Vanadinita3 a 4
Anidrita3 a 3,5
Witherite3 a 3,5
Bornite3 a 3,25
Calcita3
Barite2,5 a 3,5
Biotite2,5 a 3
Chalcocite2,5 a 3
Cobre2,5 a 3
Ouro2,5 a 3
Prata2,5 a 3
Galena2.5+
Moscovita2 a 3
Clorito2 a 2,5
Cinnabar2 a 2,5
Halita2 a 2,5
Glauconite2
Sylvite2
Enxofre1,5 a 2,5
Gesso1,5 a 2
Limonita1 a 5
Bauxita1 a 3
Grafite1 a 2
Molibdenite1 a 2
Pirofilita1 a 2
Talco1

Pontas do teste da dureza de Mohs

  • Uma lista de minerais em ordem de dureza pode ser uma referência útil. Se você determinar que uma amostra possui uma dureza de Mohs 4, poderá obter rapidamente uma lista de minerais em potencial.

  • A prática e a experiência melhorarão suas habilidades ao fazer este teste. Você se tornará mais rápido e mais confiante.

  • Se a dureza da amostra desconhecida for de cerca de 5 ou menos, você poderá produzir um arranhão sem muito esforço. No entanto, se a amostra desconhecida tiver uma dureza de cerca de 6 ou mais, produzir um arranhão exigirá alguma força. Para essas amostras, segure o desconhecido firmemente contra a mesa, coloque a amostra padrão contra ela, pressione firmemente com determinação e, em seguida, mantendo a pressão, arraste lentamente a amostra padrão pela superfície do desconhecido.

  • Não se deixe enganar por uma amostra padrão macia que produz uma marca em um disco rígido desconhecido. Essa marca é como o que um pedaço de giz produz em um quadro negro. Ele será limpo sem deixar arranhões. Limpe o dedo na superfície testada. Se um arranhão foi produzido, haverá um sulco visível. Se as marcas desaparecerem, não será produzido um arranhão.

  • Alguns materiais duros também são muito quebradiços. Se uma de suas amostras estiver quebrando ou desmoronando, em vez de arranhar, você deverá ter muito cuidado ao realizar o teste. Testar amostras minúsculas ou granulares pode ser difícil.

  • Algumas amostras contêm impurezas. Se os resultados do seu teste não forem visivelmente conclusivos ou se as informações do seu teste não estiverem em conformidade com outras propriedades, não hesite em fazer o teste novamente. É possível que um pequeno pedaço de quartzo (ou outra impureza) tenha sido incorporado em uma de suas amostras.

  • Não seja fracote! Este é um problema muito comum. Algumas pessoas esfregam casualmente um espécime para frente e para trás e depois procuram uma marca. Não é assim que o teste é feito. É feito com um único movimento determinado, com o objetivo de cortar um arranhão.

  • Seja cuidadoso. Quando você segurar a amostra desconhecida contra a mesa, posicione-a para que a amostra conhecida não seja puxada por um dos dedos.

  • Este teste deve ser realizado em uma mesa de laboratório ou bancada com superfície durável ou cobertura protetora. Não faça esse tipo de teste em móveis finos.

  • Teste pequenas partículas ou grãos, colocando-os entre dois pedaços de um mineral indexado e juntando-os. Se os grãos forem mais duros que o mineral indexado, serão produzidos arranhões. Se os grãos forem mais macios, eles borrarão.

Dureza de objetos comuns



Dureza de Mohs de objetos comuns
unha da mão2 a 2,5
cobre3
unha4
vidro5.5
lâmina de faca5 a 6,5
arquivo de aço6.5
placa de raia6,5 a 7
quartzo7

Algumas pessoas usam alguns objetos comuns para testes rápidos de dureza. Por exemplo, um geólogo em campo pode sempre carregar um canivete. A faca pode ser usada para um teste rápido de dureza para determinar se uma amostra é mais dura ou mais macia que as de Mohs 5 a 6.5.

Antes de usar esses objetos como ferramentas de teste rápido, é uma boa ideia confirmar sua dureza. Algumas facas têm aço mais duro que outras. Teste o seu e então você conhece sua dureza.

Esses objetos comuns também podem ser úteis se você não tiver um conjunto de minerais de referência. Incluímos o quartzo nesta lista porque é um mineral onipresente. No campo, você geralmente fica a alguns passos de um pedaço de quartzo.

Dureza de Mohs: As picaretas de dureza são fáceis de usar. Eles têm uma caneta de latão e uma "palheta" de liga que é usada para teste de dureza. Coloque a ponta afiada de uma picareta na amostra desconhecida e arraste-a pela superfície. Produzirá um arranhão, deslizará pela superfície ou deixará um traço de metal. Eles são fornecidos com uma dureza de 2 (um ponto de plástico), 3 (um ponto de cobre) e 4 a 9 (ligas cuidadosamente selecionadas). Eles são ótimos para testar amostras pequenas ou para testar pequenos grãos embutidos em uma rocha. Essas picaretas de dureza estão disponíveis na loja Geology.com.

Escolhas de dureza

Uma alternativa ao uso dos minerais de referência para testes é um conjunto de "picos de dureza". Essas palhetas têm pontas de metal afiadas que você pode usar para testes muito precisos. As picaretas permitem muito mais controle e seus pontos afiados podem ser usados ​​para testar pequenos grãos minerais em uma rocha.

As palhetas afiadas podem ser usadas com facilidade e podem arranhar se forem mais duras do que a amostra sendo testada ou deixar uma pequena faixa de metal se forem mais macias. Examine o local do teste com uma lente manual para ver os resultados do seu teste.

Usamos picaretas de dureza e achamos que eles fazem um ótimo trabalho. Eles são mais fáceis de usar e mais precisos que os testes com amostras. Eles podem ser afiados novamente quando entorpecem. A única desvantagem é o preço (cerca de US $ 80 por conjunto).

Mais duro que o diamante, mais macio que o talco?

O diamante não é a substância mais dura conhecida, mas os materiais mais duros são muito mais raros. Pesquisadores relataram que o nitreto de boro wurtzita e o lonsdaleita podem ser mais difíceis que o diamante. 1

É improvável que você encontre um mineral mais macio que o talco. No entanto, alguns metais são mais macios. Estes incluem: césio, rubídio, lítio, sódio e potássio. Você provavelmente nunca precisará testar sua dureza. 2

Comparação da dureza Mohs - Vickers: Este gráfico compara a dureza dos minerais indexados da escala de dureza Mohs (uma escala inteira) com a dureza Vickers (uma escala contínua). A dureza Mohs é uma resistência a arranhões, enquanto a dureza Vickers é uma resistência ao recuo sob pressão. O gráfico mostra a grande diferença entre a dureza Vickers de corindo e diamante - que são apenas uma unidade à parte na escala de dureza Mohs.

Escala de dureza de Mohs em comparação com outros


Escalas de dureza mineral
MineralMohsVickers
(kg / mm2)
Talco127
Gesso261
Calcita3157
Fluorita4315
Apatita5535
Orthoclase6817
Quartzo71161
Topázio81567
Corindo92035
Diamante1010000

Quando Friedrich Mohs desenvolveu sua escala de dureza em 1812, havia muito pouca informação sobre dureza mineral. Ele simplesmente selecionou dez minerais que variavam em dureza e os colocou arbitrariamente em uma escala inteira de 1 a 10. Era uma escala relativa em que um mineral de dureza desconhecida poderia ser testado contra um grupo de dez minerais indexados para ver onde ele estava posicionado. a escala.

A escala de Mohs resistiu ao teste do tempo e tem sido amplamente utilizada em todo o mundo há mais de 200 anos - principalmente porque é fácil de fazer, barata e as pessoas entendem rapidamente. Outros testes de dureza foram desenvolvidos, mas nenhum deles é tão amplamente utilizado.

Uma “dureza Mohs” é uma comparação relativa em escala inteira de “resistência a arranhões”. A maioria das outras escalas de dureza usa “resistência à indentação sob uma caneta na qual uma quantidade específica de pressão é aplicada por um período de tempo específico”. Embora esses testes diferem da dureza de Mohs em seu procedimento; todos são testes de resistência a átomos deslocados de suas posições por pressão contra a superfície de uma amostra mineral.

Uma dessas escalas é a Escala de Dureza Vickers. No teste de Vickers, o tamanho da indentação é estimado microscopicamente e usado para calcular um valor de dureza. Os valores de dureza de Vickers formam uma escala contínua que fornece mais informações sobre a dureza de minerais quando comparados aos valores inteiros da escala de Mohs. Uma tabela comparando os minerais da escala Mohs com a dureza Vickers é mostrada aqui, juntamente com um gráfico dos dados. O gráfico mostra que, em termos de dureza de Vickers, as lacunas entre os valores inteiros da escala de Mohs não são uniformes em largura. Além disso, as diferenças entre os minerais de maior dureza Mohs são muito mais amplas do que aquelas entre os minerais mais suaves. Em termos de dureza Vickers, o diamante é enormemente mais duro que o corindo.

A melhor maneira de aprender sobre minerais é estudar com uma coleção de pequenas amostras que você pode manipular, examinar e observar suas propriedades. Coleções de minerais baratas estão disponíveis na loja Geology.com.

Variações da dureza em um único mineral

Embora livros e sites de referência frequentemente listem uma única dureza para cada mineral, muitos minerais têm dureza variável. Eles têm maior ou menor dureza, dependendo da direção em que estão sendo arranhados.

Um exemplo bem conhecido de um mineral com dureza variável é a cianita. A cianita ocorre frequentemente em cristais em forma de lâmina. Estes cristais têm uma dureza de cerca de 5 se forem testados paralelamente ao eixo longo do cristal e uma dureza de cerca de 7 se forem testados paralelamente ao eixo curto de um cristal. Por quê? Essas diferentes direções encontram diferentes ambientes de ligação no cristal de cianita. As ligações que resistem ao arranhão paralelo ao eixo longo do cristal laminado são mais fracas que as encontradas ao arranhar a largura do cristal. Durezas intermediárias são encontradas em outras direções.

Outro exemplo é o diamante. As pessoas que cortam diamantes conhecem sua dureza variável há centenas de anos. Eles sabem que paralelamente às faces do cristal octaédrico, um cristal de diamante é quase impossível de ser visto e muito difícil de polir. O diamante pode ser quebrado nessa direção por clivagem, e o melhor método para cortá-lo nessa direção é com um laser. A direção mais suave e melhor para serrar ou polir um cristal de diamante é paralela às faces de cristal cúbico. Esta informação é um conhecimento crítico para os artesãos que planejam o design de um diamante lapidado. Compreender e trabalhar com ele economiza tempo, economiza dinheiro e cria um produto melhor com menos desperdício.

O clima também pode influenciar a dureza de uma amostra mineral. O clima altera a composição de um mineral, com o produto do clima geralmente mais suave que o material original. Ao testar a dureza, a risca ou outras propriedades de um mineral, a melhor maneira de testar é em uma superfície recém-quebrada com brilho esperado que não foi exposto ao intemperismo.

Sobre testes de dureza

O teste de dureza desenvolvido por Friedrich Mohs foi o primeiro teste conhecido para avaliar a resistência de um material a arranhões. É um teste comparativo muito simples, mas inexato. Talvez sua simplicidade tenha permitido que ele se torne o teste de dureza mais amplamente utilizado.

Desde que a Escala de Mohs foi desenvolvida em 1812, muitos testes de dureza diferentes foram inventados. Isso inclui testes de Brinell, Knoop, Rockwell, Shore e Vickers. Cada um desses testes usa um minúsculo "indentador" aplicado ao material sendo testado com uma quantidade de força cuidadosamente medida. Em seguida, o tamanho ou a profundidade do recuo e a quantidade de força são usados ​​para calcular um valor de dureza.

Como cada um desses testes usa um aparelho e cálculos diferentes, eles não podem ser comparados diretamente um com o outro. Portanto, se o teste de dureza Knoop foi realizado, o número geralmente é relatado como uma "dureza Knoop". Por esse motivo, os resultados do teste de dureza de Mohs também devem ser relatados como "Dureza de Mohs".

Por que existem tantos testes de dureza diferentes? O tipo de teste usado é determinado pelo tamanho, forma e outras características das amostras sendo testadas. Embora esses testes sejam bastante diferentes do teste de Mohs, há alguma correlação entre eles. 2

Dureza, tenacidade e força

Ao testar a dureza, lembre-se de que você está testando "a resistência a arranhões". Durante o teste, alguns materiais podem falhar de outras maneiras. Eles poderiam quebrar, deformar ou desintegrar-se em vez de coçar. Os materiais duros freqüentemente quebram quando submetidos a estresse. Isso é falta de resistência. Outros materiais podem se deformar ou desmoronar quando submetidos a estresse. Esses materiais não têm força. Lembre-se sempre de que está testando a resistência a riscos. Não se deixe enganar por outros tipos de falhas na amostra que está sendo testada.

Usos para testes de dureza

O teste de dureza de Mohs é quase exclusivamente usado para determinar a dureza relativa de amostras minerais. Isso é feito como parte de um procedimento de identificação de minerais no campo, na sala de aula ou em um laboratório quando amostras facilmente identificadas estão sendo examinadas ou quando testes mais sofisticados não estão disponíveis.

Na indústria, outros testes de dureza são realizados para determinar a adequação de um material a um processo industrial específico ou a uma aplicação específica de uso final. O teste de dureza também é realizado nos processos de fabricação para confirmar que os tratamentos de endurecimento, como recozimento, têmpera, endurecimento por trabalho ou endurecimento por invólucro foram feitos conforme a especificação.

Fontes de informação
1 Cientistas descobrem material mais duro que diamante - Lisa Zyga, artigo no site Phys.org, fevereiro de 2009.
Escala 2 de Mohs de dureza mineral: artigo da Wikipedia, acessado pela última vez em julho de 2016.
3 Dureza do material: artigo no site, Center for Advanced Life Cycle Engineering, University of Maryland, acessado pela última vez em julho de 2016.

Algumas notas sobre ortografia

A Escala de Dureza Mohs recebeu o nome de seu inventor, Friedrich Mohs. Isso significa que não é necessário um apóstrofo ao digitar o nome do teste. "Moh's" e "Mohs '" estão incorretos.

O Google é realmente inteligente sobre esses nomes. Você pode até digitar "Moe's Hardness Scale" como uma consulta e o Google sabe retornar resultados para "Mohs Hardness Scale". :-)

Assista o vídeo: Escala de Mohs. Dureza de los minerales (Julho 2020).