Mohsa minerālu cietības skala — definīcija un 10 svarīgākie minerāli

Uzzini Mohsa minerālu cietības skalu: definīcija, 10 svarīgākie minerāli (no talka līdz dimantam), to īpašības un nozīme ģeoloģijā un juveliermākslā.

Mohsa minerālu cietības skala ir nosaukta mineraloga Frīdriha Mosa vārdā. Mohsa skala ir vienkāršs ordinalais rīks, kas sakārto minerālus pēc cietības: noteiktā rindā minerāls ar augstāku rādītāju var saskrāpēt minerālu ar zemāku rādītāju. Šī pieeja ir īpaši ērta lauka apstākļos, jo ļauj ātri salīdzināt paraugus bez sarežģītām iekārtām.

Akmeņi un ieži sastāv no viena vai vairākiem minerāliem; tieši minerālu īpašības nosaka, cik noturīgs būs akmens pret skrāpējumiem. Saskaņā ar skalu talks atrodas skalas apakšā (1. pakāpe) — to var saskrāpēt visi pārējie minerāli. Ģipsis ir nedaudz cietāks (2), tas var saskrāpēt talku, bet ne kalcītu, kas ir vēl cietāks (3). Minerālu cietību nosaka galvenokārt atomu saišu stiprums un ķīmiskā saite (piem., kovalentās saites parasti dod lielāku cietību nekā joniskās), kā arī kristāliskā struktūra un atsevišķu atomu izmēri. Cietība raksturo materiāla noturību pret skrāpējumiem, taču tā nav vienlīdzīga ar triecienizturību vai pretestību pret lūšanu.

Dimants tradicionāli atrodas Mohsa skalas augšgalā (10. pakāpe), jo tas ir visgrūtāk saskrāpējamais no dabīgi sastopamajiem minerāliem. Mohsa skalā parasti tiek minēti desmit etalona minerāli: talks (1), ģipsis (2), kalcīts (3), fluorīts (4), apatīts (5), laukšpats (6), kvarcs (7), topāzs (8), korunds (9) un dimants (10). Tā kā skala ir ordinala, pakāpju starpības nav vienādas — starp 9. un 10. pakāpi ir daudz lielāka absolūtā cietības atšķirība nekā, piemēram, starp 1. un 2. pakāpi. Lai gan Mohsa skala nav perfekta un mūsdienās ir zināmi sintētiski materiāli vai eksotiskas kristāliskās fāzes, kas teorētiski vai laboratorijā var pārsniegt dimanta cietību, šī skala lauka ģeologiem un gemologiem joprojām ir ļoti noderīga, pateicoties vienkāršībai un praktiskumam.

Desmit etalonminerāli Mohsa skalā

1. Talks (1) — ļoti mīksts, pulverveida pie taustes; bieži sastopams kā plēkšņu vai apvalka forma. Lieto pulveros un kosmētikā.
2. Ģipsis (2) — mīksts, var viegli saskrāpēt ar nagiem; tiek izmantots būvmateriālos (gipskartons) un kā ornamentāls minerāls.
3. Kalcīts (3) — reaģē ar sālsskābi (burbuļo), sastopams kaļķakmens un marmora veidā; plaši izplatīts sedimentāros iežos.
4. Fluorīts (4) — bieži krāsains, kristālisks; izmanto optikā un kā kolekcionārs minerāls.
5. Apatīts (5) — svarīgs fosfātu avots, izmanto lauksaimniecībā (mēslojumi); vidējas cietības minerals.
6. Laukšpats (6) — grupa, kurā ietilpst ortoklajs un plagioklajs; nozīmīgs iežu veidošanā (īpaši granitos).
7. Kvarcs (7) — ļoti izplatīts silikāts; noturīgs pret laika iedarbību, bieži sastopams smiltīs un iežos; izmanto stikla, smalcinātu minerālu ražošanā.
8. Topāzs (8) — dārgakmens, bieži zeltaini vai zili tonis; relatīvi ciets, bet var plaisāt.
9. Korunds (9) — ietver safīru un rubīnu; ļoti ciets, izmanto instrumentu asināšanai un dārgakmeņos.
10. Dimants (10) — dabā visgrūtāk skrāpējamais minerāls, plaši izmanto industrijā griešanai un slīpēšanai, kā arī juvelierizstrādājumos.

Kā veikt skrāpējuma testu lauka apstākļos

• Nēsājiet līdzi etalonu komplektu vai izmantojiet ikdienas priekšmetus kā atsauci (piem., nagla, stikls, naža gals) — bet atcerieties, ka skrāpējums var bojāt paraugu.
• Skrāpējuma tests: mēģiniet saskrāpēt paraugu ar etalona minerālu. Ja paraugs tiek saskrāpēts, tā cietība ir zemāka par etalona cietību.
• Veiciet vairākus testus dažādos parauga vietās un izmantojiet lupas, lai pārliecinātos, vai redzamais zīmējums ir skrāpējums vai virsmas traipījums.
• Ņemiet vērā, ka virsmas apstrāde, plaisas vai piesārņojums var ietekmēt rezultātu.

Skalas ierobežojumi un mūsdienu mērījumi

Mohsa skala ir ērta, taču tai ir ierobežojumi: tā ir ordinala (ne proporcionāla), un tā neņem vērā materiāla triecienizturību (toughness) vai mikrostruktūru ietekmi. Mūsdienās laboratorijās cietību mēra precīzāk ar testiem, piemēram, Vickers, Knoop, Brinell un Rockwell, kas sniedz skaitliskas, salīdzināmas vērtības un ir piemērotas arī ražotiem materiāliem.

Tiek veikti pētījumi par sintētiskiem un eksotiskiem materiāliem (piemēram, lonsdaleītu vai wurtzītu boru nitrīdu), kas teorētiski vai eksperimentiālās situācijās var pārsniegt dimanta cietību noteiktos virzienos vai apstākļos. Tomēr laukā un ikdienas praksē Mohsa skala joprojām ir praktisks un ātrs līdzeklis minerālu identifikācijai.

Praktiski padomi

• Atcerieties: cietība ≠ triecienizturība. Minerāls var būt ļoti ciets, bet trausls (viegli šķeļas).
• Ja nepieciešama precīza analīze vai novērtējums smalkām atšķirībām, vērsties pie laboratorijas vai izmantot instrumentālos cietības testus.
• Mohsa skala ir īpaši noderīga lauka noteikšanai, mācībām un ātrai klasifikācijai.

Jautājumi un atbildes

J: Kāda ir Mosa minerālu cietības skala?

J: Kā nosaka Mohsa skalu?

J: No kā sastāv ieži?

J: Kāds ir mīkstākais minerāls pēc Mosa skalas?

J: Kāds ir cietākais minerāls Mosa skalā?

J: Kas nosaka minerālu cietību?

J: Vai Mosa skala ir perfekta?

Meklēt pēc burta