preskoči na sadržaj

Minerali

Zemljina je kora sazdana od tvari koje zovemo mineralima. Oni su bitan sastojak ruda iz kojih dobivamo kovine, a poneki su vrlo rijetki i dragocjeni – primjerice dijamanti. Minerali su bili vrlo važni za razvoj ljudskoga društva i napredak civilizacije.


Čovjek kamenog doba služio se priprostim alatom napravljenim iz kremena; prije otprilike 10.000 godina ljudi su ovladali umijećem vađenja bakra iz njegovih prirodnih ruda, a onda je izum bronce, slitine (legure) bakra i kositra, najavio dolazak brončanog doba.

Sve do početka željeznog doba, prije 3300 godina, ljudi su stalno iznalazili sve nove i nove postupke upotrebe materijala što su ih nalazili u Zemljinoj kori, a moderna industrija i dalje ovisi o eksploataciji Zemljinog mineralnog bogatstva. Pri traganju za novim ležištima ruda bitno je znati što su minerali, kako su nastali i gdje se nalaze.

Znanstvenici su do sada otkrili oko 3000 minerala, ali ih je samo stotinjak šire rasprostranjeno. Minerali su anorganske tvari. Obično su kruti. Jedino živa, u svom prirodno tekućem stanju, u tom pogledu predstavlja izuzetak.

Organsko i anorgansko

Mnogi ljudi riječju mineral označavaju sve što se kopa. Zbog toga među minerale ubrajaju i fosilna goriva, primjerice ugljen. Međutim, mineralozi (ljudi koji se bave proučavanjem minerala) ugljen, baš kao i naftu i zemni plin – ne smatraju mineralima, zato što su to organske tvari nastale iz ostataka biljaka i životinja.

Minerali imaju jasno određen kemijski sastav. Oni su osim toga i homogeni – što će reći da im je sastav ujednačen po čitavom obujmu. Upravo ih to svojstvo i razlikuje od stijena. Većina je stijena zapravo izgrađena od više minerala.

Minerali su načinjeni od elemenata – tvari koje se ne mogu dalje razložiti kemijskim postupcima. Od svih poznatih elemenata, 90 ih se prirodno nalazi u Zemljinoj kori. Neke elemente nalazimo i u samorodnom, to jest čistom ili skoro čistom, stanju. Poznajemo 22 takva elementa, među njima zlato, srebro i ugljik. Ovaj potonji nalazimo u obliku dijamanta. Većina je, međutim, minerala nastala spajanjem dvaju ili više elemenata.

Zemljina kora

Čak 74 posto Zemljine kore otpada na samo dva elementa, kisik i silicij. Preostalih šest elemenata (aluminij, željezo, kalcij, natrij, kalij i magnezij) tvore sljedećih 24,27 posto. Od tih osam elemenata izgrađeno je skoro 99 posto Zemljine kore.

Među mineralima su najrasprostranjeniji silikati, nastali kemijskim spajanjem kisika i silicija, često s jednim od ostalih šest zastupljenijih elemenata ili više njih. Među najrasprostranjenije silikate ubrajamo kremen, tinjce (liskune) i skupinu zvani glinenci. Oni su – zastupljeni u raznim omjerima – glavni sastojci raznih vrsta granita. Kremen, koji iz granita izdvaja erozija, počesto se skuplja uz obalu i glavni je sastojak mnogih pješčanih plaža.

Prepoznavanje minerala

Najrasprostranjenije minerale kremen, glinence i tinjce, zovemo petrogenim ili „stjenotvornim“ mineralima. Oni se svojom rasprostranjenošću razlikuju od drugih minerala koje nalazimo samo u manjim količinama. Jedan od petrogenih minerala je i kalcit, od kojeg je sazdana stijena vapnenac.

Budući da u prirodi nalazimo brojne minerale, mineralozi su ustanovili sistematski način njihova raspoznavanja, a on se temelji na različitosti njihovih kemijskih i fizičkih svojstava. Ispitivanje svojstava seže od određivanja boje i tvrdoće, pa sve do vrlo složenih kemijskih analiza u laboratoriju.

Neke je minerale, primjerice azurit (plavi) i malahit (zeleni), moguće prepoznati po boji. Boja, međutim, počesto dovodi u zabludu, zato što mnoge minerale nalazimo obojene u čitav spektar boja. Te razlike znaju nastati zbog nečistoća, topline, svjetla, ionizirajućeg zračenja i trošenja.

Ogreb i tvrdoća

Zagrebemo li nekim mineralom po bijeloj pločici, na njoj ostaje prašak koji zovemo ogreb ili crt. On ponekad ima boju različitu od boje samog minerala. Tako je, primjerice, ogreb crnog minerala hematita crven, dok je ogreb magnetita, koji izgleda slično kao hematit, crne boje.

Minerale možemo razlikovati i po tvrdoći. Tvrdoću minerala najčešće određujemo po iskustvenoj Mohsovoj ljestvici (nazvanoj prema austrijskom mineralogu). U njoj je kao mjerilo broja uzeta tvrdoća 10 minerala, poredanih od broja 1 do 10. Najmekša je milovka, ili talk, označena brojem 1, dok je najtvrđa poznata tvar, dijamant, označena brojem 10.

Važna svojstva

Gustoća nekog minerala zapravo je masa njegova jediničnog volumena, pa se često izražava u gramima na prostorni centimetar (G/cm3). Ta je vrijednost zapravo omjer njegove mase prema masi istog obujma vode. Riječ je o vrlo praktičnom kriteriju. Većina minerala ima gustoću između 2,2 i 3,2 g/cm3), ovisno o čistoći uzorka.

Minerale možemo razlikovati i po još jednom svojstvu – kalavosti. Različiti se, naime, minerali pod udarcem drugačije lome. O njima možemo nešto doznati prinesemo li ih svjetlu. Prozirni (transparentni) minerali propuštaju svjetlo tako bistro da kroz njih možemo gledati. Prozračni (translucentni) minerali propuštaju nešto svjetla, ali zamućeno, tako da ne vidimo sliku. Neprozirni ili tamni minerali uopće ne propuštaju svjetlo, nego ga ili odbijaju (reflektiraju) ili upijaju (apsorbiraju). I ta nam svojstva pomažu pri prepoznavanju minerala.

Sjaj minerala može biti blistav ili mutan. Tako, primjerice, mineral galenit (olovna ruda) ima metalni sjaj i blista kao metal, dok većina silikata ima staklast sjaj, što će reći da izgledaju kao sjajno staklo. Među ostale bljeskove ubrajamo dijamantski, biserni, svilasti, te zemljani ili mutni. Donekle nas, međutim, može zbuniti činjenica što se sjaj nekih minerala zna jako mijenjati od uzorka do uzorka. Tako, primjerice, sjaj kalcita varira od staklastog do zemljanog.

Mnogi minerali posjeduju i neka posebna svojstva koja pomažu pri njihovu prepoznavanju. Tako, primjerice, mineral skorodit i samorodni arsen pri zagrijavanju ispuštaju miris nalik mirisu češnjaka, dok je milovka pod prstima sapunasta.

Drugi minerali fluoresciraju (sjaje se ili mijenjaju boju) pri izlaganju ultraljubičastim ili rendgenskim zrakama. Neki se opet pri zagrijavanju ili tlačenju električno nabijaju). Neke minerale identificiramo i pomoću laboratorijskih analiza. Tako se, primjerice, neki otapaju u vrućim, ali ne i hladnim kiselinama, dok druge otapaju koncentrirane , ali ne i razrijeđene kiseline.

Kristali

Minerali imaju stalan i određen kemijski sastav, i stoga svaki mineral ima svoju kemijsku formulu, Tako je, primjerice, kemijska formula halita (kamene soli) NaCl. To znači da je halit nastao kemijskim spajanjem natrija (Na) i klora (Cl). S obzirom na to da svaki mineral ima jasno određen sastav, atomi elemenata slažu se u jasno prepoznatljive i pravilne trodimenzionalne rešetke. Te rešetke, koje zovemo kristalima, podsjećaju na geometrijska tijela jer imaju simetrično poredane plošne stranice. Ako, primjerice, u posudicu stavimo malo morske vode i ostavimo je da ispari, stvorit će se kristali soli. Pogledamo li te kristale pod povećalom, vidjet ćemo skoro savršene kockice.

Izučavanje kristala važno je pri prepoznavanju minerala zato što se većina minerala pojavljuje u jasno određenom kristalnom obliku. Postoji sedam osnovnih kristalnih sustava. Tako dijamant spada u kubni sustav, rubin u heksagonalni, a tirkiz u triklinski. Svaki je sustav moguće opisati njegovom simetrijom. Simetrija kristala može biti zrcalna ili osna. U prvom nam se slučaju čini da je kristal nastao zrcaljenjem, a u drugom rotiranjem pojedinih svojih dijelova oko osi simetrije za neki kut. Kristal možemo prepoznati po broju zrcalnih simetrijskih ravnina, kao i po broju i vrsti simetrijskih osi. Osi mogu biti drugog, trećeg, četvrtog i šestog reda (digire, trigire, tetragire i heksagire). Okrenemo li kristal oko njih, on će se pri jednom okretu preslikati dva, tri, četiri odnosno šest puta.

Dragocjeni minerali

Čovjek je već u kamenom dobu iz zlata pravio nakit, dok je srebro upoznao u brončanom dobu. Danas se draguljari služe velikim mnoštvom minerala. Među najdragocjenije dragulje ubrajamo dijamante (najcjenjeniji su oni bezbojni), smaragde, rubine i safire, koji se cijene zbog svoje boje. To je drago kamenje toliko skupocjeno da im se masa mjeri karatima, mjernim jedinicama od 200 miligrama.

Dijamanti nastaju pod golemim tlakovima, u rastaljenoj eruptivnoj stijeni kimberlitu. Ona se pojavljuje u silnim strukturama nalik cijevima, a potječe iz velikih dubina Zemljina plašta. Dijamant je zapravo alotropska modifikacija ugljika i kemijski je identičan s mnogo rasprostranjenijim, mekim mineralom grafitom, od kojeg se izrađuju olovke. Dijamant je, međutim, cijenjen zbog svoje tvrdoće i visokog sjaja koji dobiva nakon brušenja i glačanja.

Dijamant i grafit se toliko razlikuju po svojstvima zato što su atomi u njima različito poredani, pa im je stoga različita i unutrašnja struktura. Pojavu da neka tvar istog kemijskog sastava može postojati u dva i više oblika zovemo polimorfizmom.

Navedimo nekoliko primjera dragulja. Smaragdi su rijedak, zeleni varijetet minerala berila. Najljepši nam uzorci dolaze iz Kolumbije u Južnoj Americi. Najljepši rubini (crveni varijetet minerala korunda) dolaze iz Myanmara (bivša Burma), dok prekrasne safire (plavi varijetet korunda) također nalazimo u Aziji – u Šri Lanki i Tajlandu.

 

Članak je izvorno objavljen u 6. broju časopisa Drvo znanja i nije ga dopušteno prenositi.
 

| 29. 11. 2011. u 14:47 sati | RSS | print | pošalji link |


Edu.hr portal CMS za škole CARNetova korisnička konferencija Elektronički identitet Edu.hr portal Forum CARNetovog Portala za škole namijenjen učenicima, nastavnicima i zaposlenicima hrvatskih škola Nacionalni portal za učenje na daljinu Moodle

Učenički radovi

Politika Hrvatske pučke seljačke stranke

Video je uradak nastao kao aktivnost u sklopu obrade političkih stranaka početkom 20. stoljeća, na nastavi Povijesti. Učenice su Srednje škole Ban Josip Jelačić trebale prikazati osnovnu politiku Hrvatske pučke seljačke...

Nastavni materijali

Antun Branko Šimić

Život i stvaralaštvo - časopisi i književna izdanja. Zbirka "Peobraženja", 1920. (ekspresionizam, slobodni stih, geometrizam, pjesničke inovacije, tematska središta, stil). Analiza pjesama:...

Audio&video

Znanjem do zdravlja

Kako živjeti zdravije i sretnije? Kako mnoge teškoće i bolesti spriječiti, a kako što uspješnije liječiti? Kako o svome zdravlju brinuti? Emisija Znanjem...

1883. - rođena Coco Chanel, francuska modna kreatorica, najznačajnija...

Copyright © 2010 CARNET. Sva prava pridržana | Uvjeti korištenja | Impressum

A A A  |  

Mail to portal@CARNET.hr




preskoči na navigaciju
admin@raspored-sati.hr www-root@raspored-sati.hr ivan@raspored-sati.hr ivana.tolj@raspored-sati.hr marko.horvatovic@raspored-sati.hr www-root@donja-dubrava.hr analiza@donja-dubrava.hr pretinac@donja-dubrava.hr pajo.pajic@donja-dubrava.hr coran.goric@donja-dubrava.hr ivana@donja-dubrava.hr marijana@marijana-tkalec1.from.hr marijana.tkalec@marijana-tkalec1.from.hr mt@marijana-tkalec1.from.hr http://marijana-tkalec1.from.hr http://web.marijana-tkalec1.from.hr http://www.marijana-tkalec1.from.hr