Cap. VI - Mineralogia Quimica
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1
CRISTALOGRAFIA Y
MINERALOGIA
Por Víctor Rivasplata
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2
TRABAJO DE INVESTIGACION
Trabajos de Investigación (Mediate este tra!a"o se lo#rar$ teer % &e"or cooci&ieto 'etedi&ieto de la &ieralo#ía de diversos tipos de aci&ietos Mierales &et$licos oo &et$licos de la re#i)*
Se realiar! "n trabajo en e#tenso sobre alg"no de los Yaci$ientos Minerales "bicados enel Sector Norte del Territorio %er"ano& 'aciendo es(ecial )n*asis en la +ESCRI%CION+E MINERALES,
TEMA E-EM%LO
MINERALES TI%ICOS +E SISTEMAS +E REEM%LA.AMIENTO / METALES 0ASE 12ALGAYOC 3 MINA%ARE+ONES
MINERALES TI%ICOS +E SISTEMAS +E ALTA S2LF2RACION YANACOC1A& SI%AN&ALGAMARCA
MINERALES TI%ICOS +E SISTEMAS %ORFIRITICOS MINAS CONGA& GALENO&MIC1I4,
MINERALES TI%ICOS +E SISTEMAS TI%O S5ARN 12ALGAYOC / MINAS CONGA / SANCIRILO
MINERALES TI%ICOS +E YACIMIENTOS NO METALICOS MANTOS +E MANGANESO& CAR0ON&CALCAREOS +E LA REGION,
ENTRE OTROS
Así mismo, el grupo deberá preparar una exposición en power point detallando los puntos
principales de su investigación (20-30 minutos! "os traba#os escritos deberán estar listos, $tendrán %ue ser distribuidos entre los pro&esores $ demás grupos antes de la presentaciónoral! 'odos los estudiantes deberán leer $ estudiar detalladamente los traba#os escritos porsus compaeros antes de la presentación oral!
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+os tra!a"os de ivesti#aci) de!e tratar al &eos los si#%ietes p%tos, a%-%e -%eda a!ierto al criterio del est%diatetocar otros te&as -%e o .a'a sido &ecioados pero -%e p%eda ser de s% iter/s persoal0
)#m!*+'./*+)'/'/A
aracterísticas tectónicas
asgos geomor&ológicos
)structura t4rmica
)studios sísmicos, gravim4tricos, magn4ticos, &lu#o calorí&ico
5) *+6"/A. )+ "A 7)+)A*+, )7)7A*+ 8 )6"/*+ .) 9A79A (:/*+ 8.*:))+*A*+*'A"7A:*A9*+)A"7*A9.)" 9*+)A"7* (;+A*+ 8< 5A7)+)*=*="*7A:>A
"os traba#os pueden coincidir en el tipo de depósito metálico o no metálico (por e# 8acimientos tipo de ?arn, pero no debecoincidir en el nombre del .)5*' (5or e# )" 7A")+ @ 9*+A +7A ambos son del tipo 5ór&ido pero noconcuerdan en ubicación espacial $ nombre!
SE TENDR1 EN C2ENTA +A PRIORIDAD DE+ TRABAJO A+ GR2PO 32E +O PRESENTE ANTES DE+ +2NES 45 DE MAO 6 VIA E7MAI+
+A 8EC9A DE ENTREGA DE TRABAJOS DE INVESTIGACION SERA E+ DIA J2EVES :; J2NIO , A+ DOCENTE
A+ COORDINADOR DE CADA GR2PO0 +A S2STENTACION EN PO<ER POINT SERA E+ D=A J2EVAS :> DE J2NIO 0
SE CA+I8ICARA CA+IDAD DE +A INVESTIGACION, PRESENTACION E?POSICION C+ARA CONCISA0
TRABAJO DE INVESTIGACION
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• *+.*5)+A=") 5))+'A /+9/)'A* (9*+*9 0
9/)'A
TRABAJO DE INVESTIGACION
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B
Ca(6t"lo 7I Mineralog6a 4"6$ica
.e&inición:órmula %uímica cálculo de la &ormula %uímica
.eterminación de componentes5olimor&ismo*somor&ismoComomor&ismoeudomor&ismo
)nsa$os por vía seca $ con sopletes
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D
Mineralogía Química
• La composición química de unmineral es importante y
fundamental. Esta no solo dependede la composición química sinotambién de la disposición de los
átomos constituyentes y de lanaturaleza de las fuerzas eléctricasque las unen.
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E
Mineralogía Química
• La clasificación de los minerales haestado asentada sobre una base
química, la prueba final para laidentificación de un mineral ha sidosu composición química.
•La clasificación actual de losminerales tiene en cuenta tanto suestructura como la composición
química global.
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F
Mineralogía Química
• Por ejemplo
El valor de muchas menas metálicas depende de sucontenido en un metal dado que en su constituyentesubordinado más que esencial. sí sucede con elcobre en la calcopirita, la plata en las tetraedritasy en general con muchos otros elementos. En estoscasos, el conocimiento del mecanismo mediante el
cual los constituyentes subordinados han llegado aestar presentes, puede tener una gran importanciaeconómica.
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G
:órmula Huímica
• Ti(os de *ór$"las8• Fór$"la e$(6rica o *ór$"la $6ni$a .etermina los
átomos %ue componen a la sustancia $ la relación mínima
entre ellos! 5or e#emplo, para el 1,2-butadiol sería C91:O, • Fór$"la $olec"lar *ndica los átomos %ue componen a la
sustancia $ la cantidad exacta de cada uno en una mol4cula(no puede simpli&icarse! 5or e#emplo, para el 1,2-butadiol sería C;1<=O9!
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Co$(osición >"6$ica
es(ec6*ica• ;, Co$(osición >"6$ica es(ec6*ica • "a ma$oría de los minerales existen en la tierra como compuestos %uímicos, cu$a
composición puede ser expresada con una &órmula %uímica! "a &órmula %uímica de la sal, oIálito, es +al, lo cual %uiere decir %ue cada mol4cula de sal consiste en un átomo de sodio
(+a $ un átomo de cloro (l! tros minerales comunes tienen &órmulas mucIo máscomplicadas, como la muscovita (JAl2(Ali310(C2! Algunos minerales como elgra&ito, está compuesto de un sólo tipo de átomo (carbón en este casoK por consiguiente, la&órmula %uímica del gra&ito se escribe simplemente con una ! 'odos los minerales estánde&inidos por su composición %uímica! i tratasemos de cambiar la composición de lamuscovita, reemplaLando el aluminio con Iierro $ magnesio, por e#emplo, terminaríamos conun mineral totalmente nuevo $ di&erente llamado biotita!
•
.e manera contraria, mucIos minerales contienen impureLas $ estas impureLas puedenvariar! )l cuarLo, por e#emplo, cu$a &órmula %uímica es i2, generalmente, no tiene ningMncolor en su &orma pura! "a presencia de una pe%uea cantidad de titanio ('i, sin embargo,causa una coloración =)*7 %ue se traduce en el cuarLo )9A, como se puede apreciar enla &oto de la derecIa! "a cantidad de titanio relativa a la cantidad de silicona $ oxígeno esmínima, de manera %ue ello está considerado como una impureLa, en veL de un cambio en lacomposición %uímica! )n otras palabras, el cuarLo rosado sigue siendo considerado uncuarLo! .e la misma manera, la piedra preciosa amatista es una &orma de cuarLo %ue ad%uiereun color morado por la presencia de la impureLa del Iierro (:e!
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Derivación de una FórmulaQuímica por el Análisis de un
Mineral• La calcopirita es un mineral cuya
masa molar es 1!."# g y contiene
!$.!% &u' !(.)*% +e y !$.#% ,
•
&alcular su fórmula empírica ymolecular
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• -omamos como base 1(( g del
mineral' esto permite epresarlos porcenta/es en gramos
• En 1(( g de calcopirita 0ay !$.! g
&u' !(.)* g +e y !$.# g ,
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• onvertimos los gramos a moles
1mol u3!3 g u NNNN O =,:; $oles
D3!D g
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1mol :e30!BG g :e NNNN O =,:; $oles
BB!G g :e
1mol 3!F2 g NNNN O <,=? $oles
32!0D g
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1B
• 2i3idimos cada 3alor obtenidoanteriormente entre el menor deellos
0!Bu NN O < 0!B
0!B:e NN O <
0!B
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1D
• 2i3idimos cada 3alor obtenidoanteriormente entre el menor deellos
1!0F NN O 9 0!B
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# l
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1F
)#emplo alcular el P de Ag, +2 $ 2 %uecontiene el Ag+3 (nitrato de plata
• 9 (Ag+3 O 10E,G u Q1,01 u Q 1D,00 u R 3 O1DG,G1 u K 9 (Ag+3 O 1DG,G1 g<mol
• 10E,G g (Ag S 100P Ag O NNNNNNNN O @&:= B de Ag 1DG,G1 g (Ag+3
• 1,01 g (+2 S 100
P + O NNNNNNNN O ?&9: B de N9 1DG,G1 g (Ag+3• F,0 g (2 S100
P O NNNNNNNN O 9?&9: B de O9
1DG,G1 g (Ag+3
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1G
%oli$or*is$o
• )l &enómeno por el cual una misma especie %uímica puede originar diversas estructuras $, en consecuencia,
di&erentes tipos de minerales! "as estructurascorrespondientes se denominan variantes o bienmodificaciones polimorfas! ada una de ellas es estableen un determinado campo de temperatura $ de presiónKrepresenta la con&iguración reticular de mínima energía
posible para unas determinadas condiciones! "atransición de una variante polimor&a a otra puede serrápida o lenta, reversible o irreversible, &acilitado porlas condiciones de temperatura o presión!
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20
5olimorfismo Minerales
2imorfos!ubstancia
química"ineral
!istema
cristalino#ure$a
Peso
Especifico
%#iamante
&rafito
%'bico
(e)agonal
*+
*
,-
,
!/ePirita
"arcasita
%'bico
0ómbico
1
1
-,+
2,3-
%4%a %alcitaragonito
0omboh5drico0ómbico
,-
,6*,7-
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21
5olimorfismo
Ortoclasa: KAlSi3O8
Monoclínico
Microclina: KAlSi3O8
Triclínico
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22
6somorfismo
•
2os minerales o más sonisomorfos cuando presentan unmismo sistema cristalino igual
forma7 y distinta composiciónquímica
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23
6somorfismo
Galena!S
"ali#a
$a%l
Am!os minerales cris#ali&an en
el sis#ema c'!ico
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2
,eudomorfismo
• /enómeno que tiene lugar cuando altransformar un mineral en otro cambiando suestructura interna, pero no se modifica suforma cristalina e)terna
• Por ejemplo, la pirita puede convertirse en
limonita, pero conserva todo su aspectoe)terno. #icho cristal se describe como unaseudomorfosis de limonita en pirita.
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2B
,eudomorfismo*8!ustitución.
En este tipo de seudomorfosis e)iste una renovacióngradual del material primario, y simultaneoreempla$amiento del mismo por otro, sin reacciónquímica entre ambos. El ejemplo corriente de este
tipo es la sustitución por sílice de las fibras demadera hasta formar una madera petrificada. 4troejemplo es el cuar$o, !i4 en la fluorita /%a.
La silicesustituye
las fibras
de madera
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2E
5)7/+'AT
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7A*A