logo Mineralos.cz
E-mail:  osvald.petr@mineralos.cz
 

Hustota
Specific gravity

 
  Hustota je pro určení minerálů velmi důležitá. U chemicky málo proměnlivých minerálů je totiž při dané teplotě a tlaku vždy stejná a její přesné stanovení někdy stačí k přímé identifikaci. Je závislá na chemickém složení nerostu, na jeho atomové hmotnosti a na velikosti a stavbě molekul, u krystalických látek pak na krystalové struktuře. U krystalové formy téže sloučeniny je větší než u formy amorfní.
Při práci v terénu odhadne zkušený sběratel přibližnou hustotu pouhým odvážením v ruce. Hovoříme přitom o minerálech lehkých s hustotou 1-2 (některé bitumeny), středně těžkých s hustotou 2-4 (sem patří většina nerostů, např. sádrovec a křemen), těžkých s hustotou 4-6 (sfalerit, baryt) a velmi těžkých s hustotou nad 6 (galenit, kasiterit). Největší hustotu mají ryzí kovy, například zlato 15-16 a platina 14-20.
Pro rychlé určení hustoty doma je vhodná a v podstatě dostačující metoda suspenzační. Určujeme zde relativní hustotu minerálů, a to tak, že nezvětralý úlomek minerálu (asi 1 g) ponoříme do skleněné nádobky s tekutinou o známé hustotě. Klesne-li minerál ke dnu, je jeho hustota větší než hustota tekutiny, plave-li na hladině nebo po ponoření opět vyplave, je jeho hustota menší. Vznáší-li se, odpovídá hustota nerostu hustotě kapaliny.
Pro přesnější měření příslušnou tekutinu s nerostem ředíme nebo zahušujeme tak dlouho, až se minerál vznáší (suspenzuje). Pomocí hustoměru nebo pyknometru pak zjistíme hustotu kapaliny a tím i hustotu minerálu. Jako tekutiny můžeme použít např. bromoform (CHBr3) s nejvyšší hustotou 2,904 (zřeďuje se éterem nebo benzolem), acetylentetrabromid (C2H2Br4) s hustotou 3,0 (zřeďuje se benzolem), metylenjodid (CH2J2), který má hustotu 3,33 (zřeďuje se alkoholem, éterem, benzolem). Pozor-tyto tekutiny jsou většinou zdraví škodlivé. Nevýhodou této metody je, že neznáme vhodné tekutiny o vyšších hustotách.
Pro přesné a rychlé stanovení hustoty je vhodná metoda dvojího vážení, a to na vzduchu a ve vodě. Je výhodná zejména u neporézních vzorků. K měření hustoty touto metodou můžeme použít upravené laboratorní váhy tak, že na háček nad misku jednoho vahadla zavěsíme na hedvábnou nit daný minerál, který zvážíme nejdřív na vzduchu. Pro zvážení minerálu ve vodě postavíme na můstek pod upevněný minerál kádinku s destilovanou vodou, jejíž hladina má být tak vysoko, aby byl minerál zcela ponořený. U minerálů rozpustných ve vodě použijeme jako kapalinu olej, alkohol aj.
Po zvážení provedeme výpočet hustoty podle vztahu:
kde m't je hmotnost minerálu na vzduchu, mt je hmotnost minerálu v kapalině a Sk je hustota kapaliny (hustota H2O pro 20 °C = 0,9982 = 1 g/cm3).
Pro přesné stanovení hustoty velmi malých úlomků minerálů je možno použít metodu pyknometrickou. Vzorek vložíme do skleněné nádoby (pyknometru) se známým objemem. Po zaplnění měrnou kapalinou a zvážení se stanoví objem vzorku. Metoda je náročná na rychlost provedení a tím i na zručnost. Pro tuto metodu platí vztah:
přičemž m1 = hmotnost prázdného pyknometru, m2 = hmotnost pyknometru se vzorkem, M1 = hmotnost pyknometru s kapalinou, M2 = hmotnost pyknometru se vzorkem a měrnou kapalinou a Sk = hustota měrné kapaliny.
Hustota nerostů může značně kolísat navětráním a porušením vzorků. Rovněž izomorfní příměsi jiných minerálů a uzavřeniny plynů a tekutin mohou značně ovlivnit výsledek měření. Z těchto důvodů je třeba každý vzorek před vlastním měřením podrobit zevrubné prohlídce pod lupou nebo binokulárním mikroskopem.
    Another physical property of minerals, used in their identification, is specific gravity. In minerals of constant chemical composition, it is always the same at fixed temperatures and pressures, its exact determination frequently helps in their identification. It depends upon the chemical composition of the mineral, on its atomic weight and the molecular size and arrangement; in crystalline substances it depends upon their crystal structure. Minerals, in single crystal form, have higher specific gravities than their polycrystalline equivalents.
An experienced collector can estimate the approximate specific gravity by simply holding the mineral and guessing its weight. There are light minerals of a specific gravity 1-2 (some bitumens), medium-heavy minerals of a specific gravity 2-4 (gypsum and quartz), heavy minerals of a specific gravity 4-6 (sphalerite and barytes), and very heavy minerals of a specific gravity of more than 6 (galena and cassiterite). Native metals, such as gold (15-16) and platinum (14-20) have the highest specific gravities.
A quick determination of specific gravity may be obtained by the suspension method. The relative specific gravity of minerals is determined when a piece of unweathered mineral (about 1 gm) is submerged in a liquid of known density. If the mineral sinks to the bottom, its specific gravity is higher than that of the liquid; if it floats, its specific gravity is lower.
For a more accurate measurement, the liquid is either diluted or concentrated until it achieves the density at which the mineral just floats. Then, it is easy to determine the specific gravity of the liquid by means of a densimeter (ie hydrometer) or pycnometer. A suitable liquid is bromoform CHBr3 with a density of 2.904 (diluted by ether or benzol), acetylene tetrabromide C2H2Br4 of a density of 3 (diluted by benzol), methylene iodide CH2I2 of a density of 3.33 (diluted in alcohol, ether or benzol). The only disadvantage of this method is that liquids of higher density are not readily available, or easy to handle and most of them are harmful. For a quick and exact determination of the specific gravity of a sample, it can be weighed twice, in air and then in water. This method can be applied best to non-porous minerals. A laboratory balance specially adapted for this purpose can be used. On a small hook above one of the scales is hung a small container on a silk thread, which is balanced on the other scale. The mineral sample is placed in the container and weighed in air. To estimate its weight in water, a beakercontaining distilled water is placed under the container so that it is complety immersed. With water-soluble minerals the immersion medium should be oil or alcohol.
When the weight of the mineral is known, its specific gravity can be calculated by means of the formula:
where mt is the weight of the sample in the air m´t is the weight of the sample in the liquid Sk is the density of the liquid (Ə°~áůţöG:Ŕ72‡UŢ gšů%°ňCĚ=>8uZ82š§đ^P}j÷?Ĺ)N´uťíXvFo' !}bS‚–ŢĄźî|K„TĎĂřÚÂAΓ‚4MZÂżáź3üA+(SšœÓ×ÜňDů ľ>­K}^Pigq¨Ź‡yťˇBşŽĐ=iĘYyBF™đ'H„~… Ś{%˘/ěń/éÖ{ Ň1AWɅĐě+ mÜ6ˆeĄę‡|ţxŮŰń řĂ ţ/i´:™éˊ{Ź…%ý§ö’ëjüڜ۠pĘ|ç°ÄÜ1q6ő‹Pš3zŔr}R÷ä…!”M˙v öŻ0Sޚ!Ł…"ÍÉËşîEVʤˇ‡Ăű‰XŤ1ŠđËO0#jńÁ’'´lőpŔÄYŽU‘_ĚŘmRžAÝłóŢŁ9Mv݀sŞt¸cëáxôuąëk°\ą—q`ž{†ƒĄođ}ĺťÁéÔś“!şŠ´-Ÿ‘ł8ĐďMŽťW7MPŽŁˆ¨M#mŇęË+÷â ĘmőîK—˙°mTBֈ7 Žea—U3UăO—3ľtUW|8 }'Ţnݍđš…&"C5Âw‰Ŕ¤ťJëL(:ŕÂ4‚?„Aďf¤ŕus˘Roń|=É,ny)×lę*Ť\Ö[ď5îƒkç˙ˆ#=Ć_čwł8ő™'I ieí?͍Ęź|›ŕY< żý6L6ĆKá05]tŐŮ'gĆ):Wfau52…Ô6\ćaë\k~ԇŠ@wĚNôěŠďęĺŒB;đł T€!_ÝîŻ)?÷á?>g!ÔzˆŚ+Šë˜W4ÄĂ kçm*ĄŹ SÓžŽ)ÂôfRÄĺq‘b„”sŘÁŹy$ý´ć8pdSoˇ¤H^§6hL ÷8ŤOŻ&&ť˙Šeř8›ôgrˆ–ç+­Ý!N_l†ÜÖŸDóôІČňž\Ą *°úo„C ąš !t„š š[‡¨K‚"p¤ęčˇÇšUżGŃ˨ϲt’{o^†ŇbɟNGÄ´kgąŻśmŁĹúښI€ bJíF]˙Ź–BG¸ž5­ °W4} ­žóžˆëŽoa‰ żJ¨+`$üÓ$H]ú…dŠZ}ó Vh0Ö6Żí Iřą˘oŽJ<}Ý"źŻąC Ú˛Ň–PÂiÄA!ü V§ďÁˇkă&˘ÉˆR-ô5˙yS;şíL$=ŕ S΀ž#jŘ˘ął fů˙peÔOZu]ęŚ2ŞüVý8•-s–íŻVÇđÂgÎ/Ô(]đHôNG‰9 eŠ…{*ÝÔ˙k•ęnUl-şč̌—WuN(‹S!(עşöŻČ%?> 0UAŘĚěÍ*-qx. pŽľíĐŘĺŻShÔHb.ťWągşuÇaŽĐ ~HrŰ÷n;Hw˜ řnÍ“Ž¸•ŻŰ7Ů’ĺŢ@4?“|//\žCœ`b0FK\ˇ˝\=Bz ňÔއ`š’żóĺÎ˙_zS+‡`Đ?–Q˙nűżŽ,žČ0Œ6AL÷\áVĺŰżf›§sZć2*đż’8ZĘÁľö ë§CŹjkOZ™GÂ4ěť; ­ˆwápz&Ł<Česca9P b˜iP„_ś¤5XPoW#SCdĄ_ë^ă-qM Ú:Gš:6ŰxhGnÚg ÍlćóX;Q"Çh2”r\+žŚpbg˝š҅H¤ŠLŽg]¸†Űţhs@ŹsźÍ˛d”›S^/k÷Ú"šýŤír“ć8z؎ŕ˛>ĐŁĺÄěÂVçżvJžîÚÝ×dTČG9”FŠŢ4SHeÁGÎąŞŻ>Š ^U­48RŸćÔđŐň‘t–J7óß]´#oőŠ:Z uą0IR Š‹ĽÇ#Gîfë& őĚڎaœ1*‚G<­–”l=P—VŒ<„*(ŘËý^Tu¨ĺŢcb÷ÇĄ­ýş˜zú/wđG]f2AN€yNˇŤŽáކ_MTŠ\IŽ9 hííťÖËv”Żâíź‹…Čúó4/TçCœy-¸Ľť*ܞDŮđ2ƒę÷ŚÁƒręëÄޗ1SĘÖdÂŇpđ;ŹŘ#š4!3ÇŰ3pu^ućnś|&Tf|żHƒ8NnŁŞ\˛đú.ˆfQˇ5aŞ’xEԉˇ5ľőˇ äG2$zc›GŠ@}ŤóoBôÜiŽrEz}'E:0ˆ)žtUr9P b˜iP„_ŹŁe~ K 8C´}Š˝6gžQľ[Ô>f•+ #