Los fundamentos de la densidad de gemas y la gravedad específica
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«mina de plomo blanco» Mina Uitsab, Otavi, región de Otjozondjupa, Namibia, por Padre Gary. Con permiso CC By-ND 2.0.
Medir la densidad de las piedras preciosas es una forma de distinguir entre dos piedras preciosas de aspecto similar. Tomemos, por ejemplo, granate y rubí. Las dos especies pueden parecer similares, y dos piedras en particular pueden incluso tener el mismo tamaño. Sin embargo, cada uno tiene una densidad única o gravedad específica.
¿Qué es la densidad?
En caso de que hayas olvidado la ciencia de la escuela secundaria, la densidad se refiere a la cantidad de masa por unidad de volumen. Alternativamente, piense en la densidad como la «compacidad» de un artículo. Por ejemplo, el aceite vegetal es menos denso que el vinagre. Entonces, cuando el aderezo para ensaladas se separa, el aceite flota sobre el vinagre y las especias.
La densidad o gravedad específica de una piedra preciosa es una propiedad a granel independiente de la orientación que suele ser homogénea en un material a granel. Idealmente, dos piedras preciosas del mismo tipo y variedad tienen la misma densidad. Sin embargo, la naturaleza rara vez está obligada. En el mundo real, la densidad mineral varía ampliamente, incluso dentro de un solo cristal, debido a las impurezas, grietas y burbujas de aire. Sin embargo, la densidad es un parámetro útil en la identificación de piedras preciosas. Por lo tanto, debe tener en cuenta estas variables.
La gravedad específica es la relación entre el peso de un material dado y un volumen igual de agua a 4° C. Por lo tanto, una gravedad específica de 3 significa que a los 4° C. Un centímetro cúbico de material pesa tres veces más que un centímetro cúbico de agua.
¿Qué determina la densidad de una piedra preciosa?
La densidad de un compuesto es una función de varios factores, incluida la composición química y la estructura cristalina. Por ejemplo, considere el diamante y el grafito. Ambos son formas cristalinas polimórficas del elemento carbono (C). Debido a la estructura de los diamantes estrechamente empaquetados con átomos de carbono, tiene una densidad de 3,5. El grafito tiene una estructura más suelta y abierta. Entonces, su densidad es solo 2.2.
La densidad de los minerales en la serie de soluciones sólidas puede variar linealmente con la composición. Puede ver que el efecto de la sustitución química es bastante dramático en el caso de los minerales de carbonato ortorrómbico aragonito y piedra caliza.El aragonito es carbonato de calcio.3 La gravedad específica es 2,95. La leadita blanca tiene la misma estructura cristalina que la aragonita. Sin embargo, su composición química es PbCO3 ¡La gravedad específica es 6,55! Esto demuestra claramente el papel del plomo (Pb) y el calcio (Ca) en la estructura.
Cómo medir la densidad de gemas
Los gemólogos suelen medir la gravedad específica con líquidos pesados. Prepararon un líquido, como una mezcla de bromoformo y tolueno, para tener un valor de densidad específico. Cuando un material desconocido cae en un líquido, puede hundirse, flotar o permanecer suspendido en su lugar. Si un material se hunde, es más denso que un líquido. Si flota, es menos denso que el líquido. Si permanece suspendido a un nivel, tiene la misma densidad que un líquido. Al cambiar la densidad de la columna de líquido con los cambios de temperatura, puede realizar mediciones de gravedad específica muy precisas. Además, puede suspender el estándar de densidad en la columna.
Como alternativa, puede utilizar la denominada balanza de torsión, como una balanza Hanneman o escala BermanPrimero, pese su muestra en el aire. Luego, pesar y suspender en un líquido, como agua o tolueno. Puede medir el peso en ambos medios con mucha precisión, a veces informando la gravedad específica con dos decimales.
¿Qué podría interferir con las mediciones de densidad?
La presencia de impurezas en el cristal es una preocupación importante para todas las mediciones de densidad de piedras preciosas. Estas impurezas difícilmente tienen la misma gravedad específica que el material huésped. Como tales, limitan la utilidad de las pruebas de gravedad específica en la identificación de piedras preciosas.
La tensión superficial también puede «flotar» partículas minerales en líquidos pesados y equilibrio torsional. Esto da como resultado mediciones erróneas de baja gravedad específica.
Las mediciones de densidad precisas incluyen limpieza absoluta, cuidado durante la preparación de la muestra, control de temperatura preciso y mediciones repetidas.
La separación de aceite y vinagre ayuda a ilustrar el concepto de densidad o gravedad específica. «Aceite + Vinagre» atravesar Tasha. Con permiso CC 2.0.
