A dureza de um mineral é definida como a resistência oferecida por sua superfície a ser permanentemente riscado, cortado, penetrado ou deformado. O grau de dureza de um mineral é um dado básico para sua identificação e classificação , além de ser importante para muitas das aplicações que o mineral pode ter.

Vários métodos e escalas são usados para determinar o grau de dureza. Embora atualmente existam métodos muito mais precisos, a escala de Mohs é uma das mais utilizadas na mineralogia , principalmente em trabalhos de campo devido à sua facilidade de aplicação. Em aplicações industriais, no entanto, a escala de Mohs é de pouca utilidade e outros métodos quantitativos mais precisos são usados.

Escala de Mohs

A escala de Mohs foi criada pelo geólogo alemão Friedrich Mohs em 1812 (ou 1824, dependendo da fonte 1 ). É uma escala qualitativa e relativa que consiste em 10 minerais de referência ordenados de 1 a 10. O talco, o mineral mais macio, é classificado na posição 1 e o diamante, o mineral mais duro, está classificado em 10.

A escala de Mohs completa é:

  1. Talco (Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 )
  2. Gesso (CaSO 4 · 2H 2 O)
  3. Calcita (CaCO 3 )
  4. Fluorita (CaF 2 )
  5. Apatita (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH-, Cl-, F-) 1)
  6. Ortoclase (Cálcio 3 O 8 )
  7. Quartzo (SiO 2 )
  8. Topázio (Al 2 SiO 4 (OH-, F-) 2 )
  9. Corindo (Al 2 O 3 )
  10. Diamante (C)

É importante entender que esta é uma escala de dureza relativa . O grau de dureza representado pela escala de Mohs é baseado na comparação do mineral a ser identificado com os minerais conhecidos na escala.

Por exemplo, a fluorita é classificada em 4 e indica que pode ser riscada pela apatatita (classificação 5) e que pode riscar a calcita (classificação 3). Se tivermos outro mineral que pode arranhar a calcita e que pode ser arranhado pela apatita, ele também receberá um grau de dureza 4 na escala de Mohs.

Ou seja, um mineral é classificado em um nível da escala de Mohs, de acordo com o mineral que ele pode riscar e pelos quais pode ser arranhado . Os valores da escala intermediária também podem ser expressos. Por exemplo, se um mineral pode arranhar o quartzo (7) e é arranhado pelo topázio (8), então ele terá uma dureza entre 7 e 8, que às vezes é referida como 7,5 na escala de Mohs.

Dureza relativa: arranhar um mineral com outro

Para realizar o teste da escala de Mohs é necessário ter todos os 10 minerais, mas se eles não estiverem disponíveis, é comum usar outros objetos cuja posição na escala seja conhecida. Por exemplo:

  • unhas : dureza de Mohs aproximadamente igual a 2
  • moeda de cobre : 3
  • fazer : 5
  • vidro : 5,5
  • arquivo de aço : 6,5

Dureza relativa de minerais e alguns objetos na escala Mosh

A dureza pode ser afetada pela direção em que a força é aplicada, uma vez que a dureza é uma propriedade do vetor. Em minerais não é muito comum que apareça esta variabilidade direcional, mas deve ser levada em consideração em alguns casos, por exemplo na cianita e calcita. Deve-se ter cuidado ao testar minerais granulados ou esfoláveis, pois eles podem se quebrar e parecer arranhados por um mineral que é realmente mais macio.

Outras escalas de dureza

Existem vários métodos para determinar a dureza mineral com base em escalas, a escala Mosh não é a única. A escala Knoop (pronuncia-se nūp ou nop ) e a escala Rosiwal são as outras duas mais comuns e, ao contrário da escala de Mohs, ambas usam valores absolutos.

A escala de Rosiwal é baseada em testes de laboratório e expressa a resistência à abrasão do mineral tomando como referência o corindo ao qual é dada uma dureza 1000.

Mineral Grau de dureza Mohs Dureza Rosiwal
talco
0,03
E isso é
1,25
Calcite
4,5
Fluorita
5
Apatita
5 ª
5,5
Feldspato
37
Quartzo
120
Topázio
175
Corindón
1.000
Diamante
10º
140.000

A escala Knoop determina a microdureza e é usada principalmente em chapas finas ou materiais muito quebradiços. O material a ser testado é submetido a pressão com indentador de diamante e o entalhe restante é medido com auxílio de microscópio. A dureza Knoop é então calculada dividindo a carga ou força aplicada pela área de impressão.

Comparação da escala de Mohs e da escala Knoop

Fora do campo da mineralogia, os testes de dureza são realizados para diversos tipos de materiais, para diversos fins e com diversos testes de laboratório. Por exemplo, na engenharia mecânica , são realizados o teste de Vickers e o teste de Rockwell , entre outros, ambos baseados na utilização de penetradores de diamante ou outros materiais duros, como aço temperado, e uma escala para medir os recuos que causam.