4. MINERALES
El termino mineral suele traer a la mente los componentes
dietéticos esenciales de la buena nutrición, como el calcio,
el hierro, el potasio y el magnesio, que son en realidad
elementos químicos y no minerales en el sentido
geológico.
El termino mineral se utiliza también para referirse a
cualquier material que no es animal ni vegetal. Tal uso
implica que los minerales son inorgánicos, lo cual es
correcto, si bien no todas las sustancias inorgánicas son
minerales. El agua, por ejemplo, no es un mineral, aun que
es inorgánica.
8. Los Principales Metales que Produce el Perú
·El Cobre (Cu)
· El Zinc (Zn)
· El Plomo
· El Oro (Au) y Plata (Ag)
· El Hierro (Fe)
· El Bismuto (Bi)
· El Cadmio (Cd)
· El Indio (In)
· El Selenio (Se)
· El Antimonio (Sb)
· El Molibdeno (Mo)
9. Los Principales Metales que Produce el Perú
¿Los Antiguos Peruanos Trabajaron con Metales?
George Marshall afirma lo siguiente :
"Hay pocas técnicas básicas de la metalurgia moderna que no hayan
sido conocidas por los antiguos peruanos, ellos fundieron, alearon,
soldaron, practicaron el dorado y plateado en sus diversas formas y
aplicaron una variedad de técnicas de acabado“
¿Qué Ciencia se Encarga de Obtener los Metales?
La ciencia que se ocupa de la concentración, refinación y
transformación de los metales es la METALURGIA.
METALURGIA EXTRACTIVA: obtienen barras o lingotes de alta pureza
METALURGICA FISICA O DE TRANSFORMACIÓN: Transforma en
artículos semi-manuales facturados o elaborados.
10. Los Principales Metales que Produce el Perú
El Cobre (Cu)
SE encontraba en estado nativo, actualmente la producción de cobre se obtiene de
minerales en forma de sulfuros calcopirita (CuFeS2), chalcocita (Cu2S), covelita (CuS) y
minerales oxidados, como la cuprita (Cu2,O), la malaquita (CuCO3), etc.
¿Qué usos tiene el cobre y sus aleaciones?
En la industria de las comunicaciones y manufacturera:
Por su elevada conductividad eléctrica se utiliza mayormente en la fabricación de
conductores eléctricos (cables eléctricos), y en forma de óxido de cobre se emplea como
pigmento en la fabricación de pinturas.
En la agricultura e industria de la construcción:
Las sales de cobre como el sulfato y oxicloruro de cobre se emplean como desinfectantes
y el óxido cuproso como base de ciertas pinturas.
Las Aleaciones de cobre:
Los latones, son aleaciones de cobre con zinc, se utilizan para cartuchos de municiones,
en la industria automotriz (en los radiadores), ferretería, accesorios para plomería,
joyería de fantasía, intercambiadores de calor, estuches pare lápiz labial, polveras, etc.
11. Finalización Im. Romano 476 DC
MINERALES
✓La calcopirita es el mineral de
cobre más ampliamente
distribuido.
✓Del griego khalkós, cobre y
pyrós, fuego, pirita de cobre.
✓Su fórmula es CuFeS2.
12. El Plomo (Pb)
El plomo se encuentra en la naturaleza, generalmente en forma de sulfuro de plomo
(PbS), constituyendo un mineral denominado galena y como mineral oxidado (PbCO3),
como el mineral denominado cerusita.
¿Qué usos tiene el plomo?
Una parte considerable del plomo producido se dedica a la fabricación de baterías, otra
aplicación importante en la fabricación del plomo tetraetílico que se adiciona a las
gasolinas de alto octanaje.
Su gran densidad permite obtener él una protección eficaz contra radiación de los rayos
alfa y gamma.
Aleaciones de Plomo
Aleado con el estaño se utiliza en soldadura y revestimiento de los tanques de gasolina
de los automóviles. también esta aleación con pequeñas cantidades de antimonio y
cobre se denomina metal babbit, que se emplea en los cojinetes de biela del cigueñal y
del eje de levas de los automóviles, en los cojinetes de los motores diesel de los vagones
de ferrocarril y en muchos motores eléctricos.
Los Principales Metales que Produce el Perú
13. MINERALES
✓La galena es un mineral del grupo
de los sulfuros.
✓Químicamente se trata de sulfuro
de plomo.
✓Forma cristales cúbicos, octaédricos
y cubo-octaédricos.
✓Su fórmula química es PbS.
14. Los Principales Metales que Produce el Perú
El Zinc (Zn)
El Zinc se encuentra en la naturaleza en su mayor parte en forma de sulfuro (ZnS)
mineral denominado blenda o esfalerita, de color caramelo y marmatita de color
negruzco.
¿Qué usos tiene el zinc?
Este metal se emplea principalmente para recubrir el acero mediante el proceso de
galvanización pare protegerlo de la corrosión atmosférica. El material obtenido se use
principalmente pare techos. Los cables galvanizados se usan en los barcos. El óxido de
zinc se emplea en la fabricación de cemento dental, pasta dental, esmaltes, vidrio,
pinturas, objetos cerámicos y productos de goma como llamas y cámaras y en medicine
como antiséptico.
Aleaciones de zinc
Con pequeñas adiciones de plomo y cadmio se utiliza como envoltura de las pilas
eléctricas y forma el polo negativo. Con adición de pequeñas cantidades de aluminio,
magnesio y cobre se obtiene una aleación importante denominada ZAMAK, el cual se
utiliza en las piezas de automóviles, utensilios domésticos, productos de ferretería,
candados, juguetes, etc.
15. MINERALES
✓La blenda o esfalerita es un mineral
compuesto por sulfuro de zinc.
✓Su nombre deriva del alemán Blender,
engañar, por su aspecto que se
confunde con el de la galena.
✓El nombre de esfalerita proviene del
griego sphaleros, engañoso.
✓Formula química ZnS
16. MINERALES
Oro (Au) y Plata (Ag)
El oro se encuentra asociado a minerales de plata y cobre en yacimientos primarios, en
vetas y diseminados, en yacimientos polimetálicos de Pb y Zn, en yacimientos aluviales
(secundarios) en la zona norte y sur oriental del país, en yacimientos diseminados de
origen volcánico de baja ley.
¿Qué usos tiene el oro?
Por sus propiedades de resistencia a la corrosión, conductividad, maleabilidad, ductilidad
y reflectividad es empleado principalmente en joyería, medicina (odontología),
electrónica, computadora y como respaldo financiero de los bancos.
¿Qué usos tiene la plata?
La plata es el mejor conductor eléctrico y es utilizada para este propósito en
componentes electrónicos. También es la base de la industria fotográfica en forma de
sales fotosensitivas. Al igual que otros metales nobles, tiene buena resistencia a la
corrosión y es usada en la industria de refrigeración. También en aparatos domésticos,
aleaciones para soldaduras, joyería, entre otros usos.
17. MINERALES
Oro (Au)
Fórmula química: Au
Clase: Elemento nativo
Etimología: El símbolo del oro, Au,
procede del latín
aurum, brillo.
Brillo: Metálico
Composición: Oro 100% con
posibilidad de Se, Te, Bi,
Ag.
Color: Amarillo característico
más o menos claro
según la plata que
contenga. El oro y la
plata forman una serie
de soluciones sólidas
por lo que la mayoría de
oro contiene Ag.
18. MINERALES
Plata (Ag)
Formula químAg
Dureza: 2.5 – 3
Densidad: 10,5
Raya: Blanco plateado
Color: Blanco plateado,se
deslustra en gris a
negro
Brillo: Metálico
Exfoliación- fractura: Ninguna - Astillosa
Cristalización: Sistema Cúbico
Transparencia: Opaco
ica:
19. Los seres humanos siempre han usado materiales de la tierra de
manera selectiva.
Los primeros artistas que pintaron sobre las paredes rocosas, con
pinturas de los pigmentos rojos y amarillos que se encuentran en la
tierra, hematita y ocres.
Algunos países han empezado guerras por estos minerales y
compañías comerciales han peleado por depósitos de sal de mesa,
también llamada hálito en las Indias Orientales.
En la actualidad, construimos las paredes de nuestras casas con
yeso o gypsum; hacemos cemento con cal, también llamada calcita;
y extraemos aluminio del mineral bauxita para hacer láminas de
aluminio y envases de soda.
MINERALES
20. MINERALES
las brocas utilizadas por los dentistas para taladrar el esmalte de los
dientes están impregnadas de diamante, o que el mineral común cuarzo
es la fuente de silicio para los chips de computador.
Conforme crecen las necesidades de minerales de la sociedad moderna,
también existe la necesidad de localizar zonas de abastecimiento de
minerales útiles.
Todos los procesos estudiados por los geólogos son en cierta manera
dependientes de las propiedades de esos materiales básicos de la Tierra.
Acontecimientos como las erupciones volcánicas, la formación de
montañas, la meteorización y la erosión, e incluso los terremotos,
implican rocas y minerales. Por consiguiente, es esencial un
conocimiento básico de los materiales terrestres para comprender todos
los fenómenos geológicos.
22. MINERALES - MINERALOGIA
La Mineralogía es la rama de la geología que estudia las propiedades
físicas y químicas de los minerales.
El estudio de los minerales lo podemos dividir en 5 grandes grupos:
Mineralogía general: estudia la estructura, cristalografía, y las
propiedades de los minerales.
Mineralogía determinativa: aplica las propiedades físico químicas y
estructurales a la determinación de las especies minerales.
Mineralogénesis: estudia las condiciones de formación de los minerales,
de qué manera se presentan los yacimientos en la naturaleza y las
técnicas de explotación.
Mineralogía descriptiva: estudia los minerales y los clasifica
sistemáticamente según su estructura y composición.
Mineralogía económica: desarrolla las aplicaciones de la materia mineral,
su utilidad económica, industrial, etc.
23. MINERALES - DEFINICION
Por mineral se entiende una materia de origen inorgánico, que
presenta una composición química definida además de una
estructura cristalográfica y que suele presentarse en estado sólido y
cristalino.
Por definición, un mineral:
1.Es formado naturalmente.
2.Es sólido.
3.Se forma a través de un proceso inorgánico.
4.Tiene una composición química específica.
5.Tiene una estructura de cristal característica.
24. Finalización Im. Romano 476 DC
MINERALES - DEFINICION
Por tanto, para que se considere mineral cualquier material terrestre,
debe presentar las siguientes características:
1.Debea parecer de forma natural.
2.Debe ser inorgánico.
3.Debe ser un sólido.
4.Debe poseer una estructura interna ordenada, es decir, sus átomos
deben estar dispuestos según un modelo definido.
5.Debe tener una composición química definida, que puede variar dentro
de unos límites.
Cuando los geólogos utilizan el término mineral, sólo consideran minerales las sustancias que satisfacen
estos criterios. Por consiguiente, los diamantes sintéticos, y una gran variedad de otros materiales útiles
producidos por los químicos, no se consideran minerales.
27. MINERALES - DEFINICION
1.Formados naturalmente
Los minerales se forman a través de procesos naturales dentro de la tierra, tales
como erupciones volcánicas, precipitaciones de un sólido hacia un líquido y
desgastamiento de minerales pre-existentes.
Actualmente, científicos, ingenieros y fabricantes sintetizan varias cerámicas,
plásticos y otras sustancias con una composición y estructura química específica,
pero ninguna de estas sustancias sintéticas está considerada como un mineral
verdadero.
2.Sólidos
Los líquidos y los gases no están considerados como minerales, en gran medida
porque su estructura está constantemente cambiando, lo cual quiere decir que no
tienen una estructura de cristal característica.
3.Formado a través de un proceso inorgánico
Cualquier material producido a través de actividad orgánica-como hojas de árboles,
huesos, conchas, o tejido animal-no se considera un mineral. Aun que en algún
momento fueron materia viva, los tejidos vivos de los fósiles, generalmente, han sido
reemplazados por un proceso inorgánico después de ser enterrados. Por con
siguiente, se los considera también compuestos de minerales.
28. MINERALES - DEFINICION
4.Composición química específica
La mayoría de los minerales existen en la tierra como compuestos químicos, cuya
composición puede ser expresada con una fórmula química. La fórmula química de la
sal, o hálito, es NaCl, lo cual quiere decir que cada molécula de sal consiste en un
átomo de sodio (Na) y un átomo de cloro (Cl). Otros minerales comunes tienen
fórmulas mucho más complicadas, como la muscovita (KAl2(AlSi3O10)(OH)2).
Algunos minerales como el grafito, está compuesto de un solo tipo de átomo (carbón
en este caso); por consiguiente, la fórmula química del grafito se escribe
simplemente con una C. Todos los minerales están definidos por su composición
química. Si tratásemos de cambiar la composición de la muscovita, reemplazando el
aluminio con hierro y magnesio, por ejemplo, terminaríamos con un mineral
totalmente nuevo y diferente llamado biotita.
5.Estructura de cristal característica
Un mineral posee una disposición ordenada de átomos de los elementos de que está
compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas conocidas
como caras. Si el mineral ha sido capaz de crecer sin interferencia, las caras pueden
intersecarse para producir formas geométricas características, conocidas como
cristales.
32. MINERALES -
CRISTALOGRAFIA
CRISTALOGRAFIA
La cristalografía es una ciencia natural que estudia los
CRISTALES, sus formas y simetría, la estructura interna y
las propiedades químicas y físicas determinada por dicha
estructura.
Aunque la cristalografía se desarrollo como una rama de la
mineralogía, es hoy en día una ciencia aparte que no solo
trata con los minerales sino también con toda la materia
cristalina.
35. MINERALES -
CRISTALOGRAFIA En ocasiones el tamaño de los
cristales es lo suficientemente
grande como para poder ser
observado a simple vista, y que
por lo general muestran la
belleza de su estructura
cristalina.
36. MINERALES -
CRISTALOGRAFIACRISTALES
Un mineral esta compuesto por una disposición ordenada de átomos
químicamente unidos para formar una estructura cristalina concreta.
Este empaquetamiento ordenado de los átomos se refleja en los objetos
de formas regulares que se denominan CRISTALES.
Los minerales, con pocas excepciones, poseen la distribución interna
ordenada característica del estado solido. Cuando las condiciones son
favorables pueden estar limitados por caras planas y pulidas y adquirir
formas geométricas regulares conocidas como CRISTALES.
Casi todos los minerales son cristalinos. Un material cristalino es un
solido cuyos constituyentes químicos están ordenados según un cierto
modelo tridimensional. Si las condiciones son favorables pueden estar
limitados por caras planas.
De todos modos, un material es cristalino cuando tiene la propiedad
fundamental de poseer un orden estructural interno.
38. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
El estado cristalino es claramente distinto del estado gaseoso o del
liquido, en los que hay una distribución desordenada de los
constituyentes químicos..
40. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
Algunos materiales, como el vidrio, se suelen considerar sólidos y no son
cristalinos.
El vidrio se puede considerar un liquido súper enfriado que no ha tenido
tiempo de cristalizar durante el enfriamiento.
Es una fase inestable que lentamente se va convirtiendo en un solido
cristalino.
El vidrio y el resto de materiales no cristalinos se denominan AMORFOS,
es decir sin forma (desordenados o poco ordenados).
Entre los materiales amorfos y los cristalinos hay una diferencia
fundamental. Las propiedades químicas y físicas son uniformes en todas
las direcciones en los cristales, pero varían según la dirección en que se
observan en los amorfos.
42. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
Modelo atómico en un material ordenado (cristal) Modelo atómico de un vidrio
Hay ocasiones en las que la repetitividad de una estructura se rompe, no es exacta,
y precisamente esa característica es lo que diferencia a los cristales de los vidrios o
en general de los llamados materiales amorfos (desordenados o poco ordenados).
43. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
Los griegos llamaron cristal al cuarzo, κρνσταλλοσ (cristallos = frío +
goteo), es decir, carámbanos de extraordinaria dureza y muy fríos.
Pero la formación de cristales no es exclusiva de los minerales, y los
encontramos también (aun que no necesariamente de modo natural)
en los compuestos llamados orgánicos, e incluso en los ácidos
nucléicos, en las proteínas, en los virus.
44. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
¿Cuál es la peculiaridad que diferencia a los cristales de otros tipos de materiales?
Pues bien, la denominada estructura cristalina está caracterizada microscópicamente
por la agrupación de iones, átomos o moléculas según un modelo de repetición
periódica, y el concepto de periodicidad es sencillo de entender si pensamos en los
motivos de una alfombra oriental, dibujos de la Alhambra, una formación de tipo
militar.
45. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
Si nos fijamos con detenimiento, en estos dibujos hay siempre una fracción de
los mismos que se repite.
Pues bien, en los cristales, los átomos, los iones o las moléculas se empaquetan
dando lugar a motivos que se repiten desde cada 5 Angstrom hasta las centenas
de Angstrom (1 Angstrom = 10 - 8cm), y a esa repetitividad, en tres
dimensiones, la denominamos red cristalina. El conjunto que se repite, por
traslación ordenada, genera toda la red (todo el cristal) y lo denominamos
celdilla elemental ó celdilla unidad.
Para generalizar, su contenido (átomos, moléculas, iones), ósea el motivo que
se repite, puede describirse por un punto (el punto reticular) que representa a
todos y cada uno de los constituyentes del motivo.
Por ejemplo, cada soldado sería un punto reticular. En la materia condensada,
un monocristal es un dominio, generalmente poliédrico, de un medio cristalino.
46. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES
MICRO FOTOGRAFIA CON EL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO DE UN MINERAL
Puede apreciarse la disposición periódica de las agrupaciones atómicas
47. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES – MOTIVO Y RED
MOTIVO: Unidad material que se repite periódicamente (átomos, o moléculas contenidos
en la celda elemental).
RED: Esquema de repetición del motivo
El mismo MOTIVO pero diferente RED
50. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES – MOTIVO Y RED
Cualquier distribución repetitiva de un objeto o motivo, viene caracterizada por el conjunto
de las traslaciones que lo repiten periódicamente. A este conjunto de traslaciones lo
denominamos red directa.
Fragmento de una distribución repetitiva de motivos que dan
lugar a una red directa en el plano (dos dimensiones).
Fragmento de un mosaico de La Alhambra mostrando igualmente
repetición de motivos en dos dimensiones que dan lugar a una red
directa.
51. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES – MOTIVO Y RED
Las traslaciones que describen las repeticiones en los cristales pueden expresarse como una combinación
lineal de tres traslaciones básicas, no coplanares, es decir, independientes, que denominamos ejes
reticulares. Estos ejes definen un paralelogramo (en dos dimensiones), o un paralelepípedo (en tres
dimensiones) que se denomina celdilla unidad. Esta área (o volumen) elemental, que encierra la parte
mínima de la distribución, genera, mediante traslaciones, la distribución completa, que en el caso que nos
ocupa (tres dimensiones) se llama cristal.
Celdilla elemental definida por las tres traslaciones no
coplanares denominadas ejes reticulares
Formación del cristal por apilamiento, en tres direcciones del
espacio, de celdillas elementales.
52. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES – MOTIVO Y RED
Dentro de la celdilla, y debido a los elementos de simetría de la distribución, hay una parte
mínima (unidad asimétrica) que, por aplicación de la simetría, genera la celdilla unidad.
Un motivo estructural o unidad asimétrica El motivo estructural de la izquierda se repite mediante los
elementos de simetría, en este caso un eje helicoidal
53. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS CRISTALES – MOTIVO Y RED
Dentro de la celdilla, y debido a los elementos de simetría de la distribución, hay
una parte mínima (unidad asimétrica) que, por aplicación de la simetría, genera la
celdilla unidad.
La repetición del motivo (unidad asimétrica) genera
el contenido de la celdilla elemental.
La repetición de celdilla elementales genera la
totalidad del cristal
54. MINERALES -
CRISTALOGRAFIAESTRUCTURA DE LOS MINERALES
Nicolas Steno, hizo una importante contribución a la mineralogía, en 1669, cuando
observó que los ángulos de los lados de los cristales de cuarzo permanecían
constantes, sin importar cuán grande serán los cristales o cuándo habían sido
formados. Hoy en día sabemos que la Ley de Ángulos Interfacial es de Steno sobre
la apariencia externa de los cristales, refleja un arreglo interno y regular de los
átomos. Estos ángulos permanecen constantes en los lados de los cristales de
cuarzo, porque cada uno de estos cristales de cuarzo está hecho de los mismos
átomos: un átomo de silicona por cada dos átomos de oxígeno, lo cual se escribe
con la fórmula molecular SiO2.
La composición química de un mineral está reflejada en un arreglo regular y
repetitivo de los átomos, que se llama la estructura de cristal de un mineral.
Lo más importante es que la estructura se repite. A medida que el hálito de cristal
se quiebra en piezas más pequeñas, retiene su estructura cúbica. Si usted observa
un puñado de sal de mesa bajo un microscopio, confirmará que es así.
56. MINERALES - CRISTALES
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES
El par de minerales diamante-grafito es un ejemplo extremo de la importancia de la
estructura de cristal. Estos dos minerales muy diferentes entre sí, tienen
exactamente la misma fórmula química (C), pero la estructura de cristal de ambos
minerales es muy diferente.
En el grafito los átomos carbónicos están unidos en un plano liso. Estas capas de
carbón están vagamente unidas por fuerzas de atracción débiles. Sin embargo, las
fuerzas atractivas entre las capas pueden ser rotas fácilmente, permitiendo que se
deslicen unas al lado de otras. Por consiguiente, el grafito es un mineral blando y
resbaladizo que se usa comúnmente como lubricante de máquinas. Cuando se frota
grafito contra otro material, como un pedazo de papel, éste deja una huella de
pequeñas capas que se han ido soltando, razón por la cual también se usa en los
lápices.
En comparación, en un diamante cada átomo carbónico está poderosamente unido
a cuatro átomos carbónicos que lo rodean en una estructura tridimensional. Esto
crea la sustancia natural más dura del planeta. La estructura de cada uno de estos
minerales es crucial para determinar sus propiedades físicas.
57. MINERALES - CRISTALES
ESTRUCTURA DE LOS MINERALES
POLIMORFO
Dos minerales con propiedades totalmente diferentes pueden tener la misma
composición química. Minerales de este tipo se dicen que son polimorfos (poli =
muchos, morfo = formas). Ejemplo: Grafito y Diamante.
58. MINERALES - CRISTALES
POLIFORMO
Calcita vs. Aragonito, diferentes minerales de misma composición: CaCO3
Diamante vs. Grafito, diferentes minerales de misma composición: C (Carbono)
Pirita vs. Marcasita, diferentes minerales de misma composición: FeS2
Cuarzo vs Cristobalita vs. Trimidita, diferentes minerales de misma composición:
SiO2
76. MINERALES – COMPOSICION QUIMICA
Muchos análisis químicos de rocas han mostrado que el 98% del peso
de la corteza terrestre consta sólo de 8 elementos (ver tabla)
prescindiendo de más de 90 posibles. Una docena de otros elementos
son gran parte del restante 2 por 100.
