Pengertian Mineral: sifat, jenis, contoh, kegunaan

Pengetahuan tentang lingkungan kita sangat penting dalam pendidikan kita sebagai warga negara, dan mineral adalah senyawa kimia dasar, tidak hanya dari planet kita, tetapi juga dari planet dan asteroid lainnya di alam semesta. Selain itu, aktivitas manusia, dan sebagian besar aktivitas biologis planet, terjadi di kerak bumi, yang terdiri dari mineral.

Alat batu prasejarah

Sepanjang sejarah kita, pentingnya mineral tidak perlu dipertanyakan lagi, cukup untuk mengingat bagaimana kita membagi Prasejarah menjadi dua periode:

  • Zaman Batu, yang meliputi Paleolitik, Mesolitik dan Neolitik. Hal ini ditandai dengan penggunaan mineral dan batuan (batu api, kuarsit…) untuk membuat peralatan yang berbeda, dan dengan awal penggunaan api.
  • Zaman logam. Perbaikan dalam penggunaan api memungkinkan penggunaan logam yang berbeda secara progresif, seperti tembaga, perunggu dan besi.

Jauh dari kehilangan arti penting dalam masyarakat kita saat ini, mineral adalah elemen fundamental yang kita gunakan setiap hari. Kami mendefinisikan mineral sebagai:

  • Padatan yang homogen.
  • Ini dibentuk oleh proses alami, dan umumnya anorganik.
  • Dengan komposisi kimia tertentu yang terkadang tidak tetap.
  • Ia memiliki susunan atom yang teratur, yaitu ia memiliki struktur kristal.

Dari pengertian tersebut kami mengekstrak bahwa zat-zat seperti air mineral atau minyak bukanlah mineral, karena dalam keadaan cair, tetapi kami menganggapnya sebagai sumber daya mineral, karena muncul di kerak bumi, tidak dapat diperbarui, dan studi serta bahan-bahannya. eksploitasi membutuhkan teknik yang sama seperti mineral. Homogenitas mengacu pada fakta bahwa ia adalah zat tunggal, yang tidak dapat dibagi lagi menjadi komponen kimia yang lebih sederhana tanpa kehilangan sifat-sifatnya.

Dikatakan juga bahwa, biasanya, mereka anorganik, tetapi tidak selalu, karena beberapa mineral dibentuk oleh makhluk hidup (mineral biogenik), seperti cangkang moluska aragonit, magnetit yang ada di paruh banyak burung, atau tulang kita. dan gigi apatit. Teknik laboratorium memungkinkan kami untuk mensintesis beberapa mineral, tetapi ini di luar definisi mineral kami. Mineral terbentuk secara alami, karena unsur kimia yang berbeda cenderung mengatur dirinya sendiri sesuai dengan kesamaan kimianya. Misalnya, oksigen dalam keadaan bebas bermuatan negatif dan sangat reaktif, sehingga cepat bergabung dengan unsur logam bermuatan positif melalui ikatan ion.

Mineral dapat dinyatakan dengan rumus kimia tertentu. Ini adalah kasus kuarsa, yang diformulasikan sebagai SiO2. Mineral yang paling melimpah di Bumi ini memiliki komposisi kimia yang tetap. Namun, di sebagian besar mineral, komposisinya tidak ditentukan secara sempurna, karena beberapa unsur dapat ditemukan sebagian menggantikan yang lain, seperti yang terjadi pada dolomit, CaMg (CO3) 2, di mana magnesium (Mg) dapat diganti dengan jumlah variabel besi (Fe) atau mangan. (M N).

Akhirnya, atom-atom suatu mineral disusun menurut pola geometris teratur, dan kita katakan bahwa mineralnya adalah kristal. Ada beberapa padatan alami yang tidak memiliki struktur yang teratur ini, seperti kaca vulkanik (obsidian) atau opal, yang kami sebut mineraloid, dan meskipun sebenarnya kami bukan mineral, mereka adalah objek studi mineralogi.

Klasifikasi mineral

Komposisi kimiawi yang menjadi dasar klasifikasi mineral, terbagi dalam kelas-kelas berdasarkan anion dominan atau kompleks anionik (bermuatan negatif). Jadi, ketika unsur-unsur logam (Fe2 +) muncul dikombinasikan dengan oksigen (O2-) kita berbicara tentang oksida, karena anion dominannya adalah oksigen. Jika anion dominan adalah belerang (S2-) maka mereka akan menjadi sulfida, dan seterusnya untuk silikat, karbonat, halida, dll. Beberapa unsur dapat membentuk jaringan kristal di antara mereka, dan kami menyebutnya elemen asli, untuk menghasilkan mineral seperti grafit atau berlian, emas, perak, dan platinum.

Ada alasan kuat yang membenarkan klasifikasi ini. Pertama, mineral yang memiliki anion dominan yang sama dalam komposisinya menunjukkan kemiripan yang lebih mencolok dibandingkan dengan mineral yang memiliki kation dominan yang sama. Kedua, mineral dengan anion yang sama cenderung ditemukan dalam konteks genetik tertentu, misalnya sulfida yang berasosiasi dengan endapan mineral di lingkungan vulkanik, atau karbonat dengan lingkungan sedimen akuatik. Ketiga, skema klasifikasi ini sama dengan yang digunakan dalam kimia untuk mengklasifikasikan dan memberi nama senyawa anorganik.

Namun, sekarang diketahui bahwa kimia saja tidak cukup untuk mengkarakterisasi mineral dengan benar. Apresiasi penuh sifat mineral membutuhkan penggunaan sinar-X untuk penentuan struktur internal. Oleh karena itu, klasifikasi mineral harus didasarkan pada komposisi kimia dan struktur internal, karena keduanya menentukan sifat fisiknya.

Sifat

Kami telah berkomentar bahwa sifat fisik mineral adalah akibat langsung dari sifat kimia dan strukturnya. Beberapa sifat fisik, seperti yang ditentukan dengan metode sinar-X atau optik, memerlukan peralatan khusus dan preparat sampel yang rumit, oleh karena itu di bawah ini akan dibahas sifat fisik yang dapat ditentukan dengan inspeksi visual sederhana atau uji sederhana.

  • Warna: Mungkin properti yang paling mudah diamati. Untuk banyak mineral, warnanya berbeda, meskipun untuk mineral lain sifatnya sangat bervariasi, dan karena itu tidak aman untuk diidentifikasi.
  • Coretan: Warna bubuk halus suatu mineral dikenal sebagai coretan atau jejak. Ini sering digunakan dalam identifikasi mineral, karena, meskipun warna mineral dapat bervariasi antara batas lebar, garis biasanya konstan.
  • Kilau: Ini adalah penampakan umum dari permukaan mineral saat cahaya dipantulkan. Kilau mineral dapat dari dua jenis, logam dan non-logam. Mineral yang memiliki tampilan mengkilap seperti logam, memiliki kilau logam, dan sama sekali tidak tembus cahaya, sehingga garisnya berwarna hitam atau sangat gelap. Mineral kilau non-logam umumnya berwarna terang dan memancarkan cahaya, tetapi melalui bagian yang tebal ya, setidaknya melalui lembaran tipis. Garis mineral dengan kilau nonlogam tidak berwarna atau warnanya kabur. Kilau non-logam dapat didefinisikan sebagai vitreous ketika bersinar seperti kaca, resin jika menyerupai resin, seperti mutiara ketika kilau berwarna-warni seperti mutiara, berminyak ketika tampaknya ditutupi dengan film minyak, halus jika seperti sutra atau adamantine bila memiliki pantulan yang kuat dan cerah.
  • Fluoresensi dan pendar: Mineral yang menjadi bercahaya saat terkena aksi sinar ultraviolet, sinar-X atau sinar katoda adalah fluoresen. Jika pendaran berlanjut setelah sumber energi yang mengenai mereka telah terputus, maka mineral tersebut dikatakan berpendar.
  • Kebiasaan: Mengacu pada bentuk dan penampilan kristal dan agregat mineral. Ada banyak sekali bentuk, dan beberapa mineral dapat muncul dalam berbagai jenis kebiasaan. Ini bisa berupa laminar, columnar, acicular, dendritic, leafy, fibrous, in band, dll. Jika agregat mineral kompak, tidak beraturan dan tanpa penampilan yang aneh, kami katakan itu masif.
  • Pengelupasan, partisi, dan fraktur: Ini adalah sifat yang dimanifestasikan sebagai respons terhadap gaya eksternal. Pengelupasan adalah kecenderungan mineral tertentu untuk pecah secara paralel di bidang atom. Partisi terjadi ketika mineral pecah di sepanjang bidang dengan kelemahan struktural. Pada bagiannya, fraktur terjadi ketika kekuatan ikatan mineral kira-kira sama di semua arah, dan dapat berserat atau pecah, tidak teratur, bengkok atau conchoidal ketika menghasilkan permukaan yang halus dan tajam.
  • Keuletan: Ini adalah ketahanan yang berlawanan dengan mineral untuk pecah, digiling, bengkok atau robek. Berbagai kelas ketangguhan ditetapkan sebagai getas jika terurai menjadi bubuk, dapat dibentuk jika dapat dihancurkan dengan perkusi, sekat jika dapat dipotong dengan pisau, dan ulet jika dapat ditarik menjadi benang.
  • Berat jenis atau massa jenis relatif (G): Ini adalah bilangan yang menyatakan hubungan antara berat dan berat volume yang sama dari air pada 4ºC, suhu di mana massa jenis air adalah maksimum. Jika mineral memiliki berat jenis 3, itu berarti bahwa sampel tertentu dari mineral tersebut memiliki berat tiga kali lebih banyak daripada volume air yang sama akan berbobot 4ºC. Berat jenis rata-rata biasanya dihitung dengan interval antara 2,65 dan 2,75, yang sesuai dengan berat jenis tiga mineral non-logam yang paling umum, kuarsa (G 2.65), feldspar (G 2.60-2.75) dan kalsit (G 2.72 ).

Ada sifat optik lain seperti luminescence, thermoluminescence atau triboluminescence, yang memungkinkan mineral memancarkan cahaya di hadapan ion tertentu, panas atau saat tergores masing-masing, sifat magnetik yang membuat beberapa mineral berperilaku seperti magnet, atau sifat listrik yang memungkinkan mineral, tergantung pada jenis ikatan antar atom, menjadi konduktor yang baik (ikatan logam), semikonduktor (ikatan sebagian logam) atau non-konduktor (ikatan kovalen dan ionik). Bahkan beberapa mineral dapat mentransmisikan listrik ketika tekanan diberikan pada sumbu kutubnya (piezoelektrik), atau dengan mengubahnya menjadi suhu (piroelektrik).

Contoh mineral dan kegunaannya

Kuarsa SiO2.

Kristal biasanya berbentuk prisma, dengan permukaan prisma lurik horizontal. Kristal seringkali memanjang dengan bentuk yang tajam dan runcing. Kilau vitreous, umumnya tidak berwarna atau putih, tetapi sering diwarnai oleh berbagai kotoran, dan kemudian dapat berubah menjadi warna apa pun. Fraktur konkoid. Ini adalah mineral umum dan melimpah yang terjadi di berbagai kondisi geologi. Itu muncul di banyak batuan beku (penyusun utama pegmatit granit) dan di batuan metamorf. Pasir dan padanan metamorfnya, kuarsit, biasanya terutama terdiri dari kuarsa. Ini digunakan sebagai bahan hias (karena warnanya yang beragam). Sebagai pasir, itu digunakan dalam mortar dan beton; sebagai fluks, sebagai abrasif, dan dalam pembuatan kaca. Seperti debu, dalam pembuatan porselen, cat, dan amplas.

Kalsit (CaCO3).

Cahaya seperti kaca di bumi. Warna umumnya putih hingga tidak berwarna, tetapi dapat memiliki berbagai corak keabu-abuan, kemerahan, kehijauan, kebiruan dan kekuningan. Kebiasaannya sangat bervariasi, terutama prismatik, rombohedral dan skalenohedral. Varietas yang murni secara kimiawi dan bersih secara optik serta tidak berwarna dikenal sebagai Iceland spar. Ini menunjukkan effervescence yang mudah dalam HCl encer dingin, tidak seperti dolomit. Komponen utama batuan gamping, yang sebagian besar telah dibentuk oleh pengendapan material berkapur dalam ketebalan besar, berdasarkan akumulasi cangkang dan kerangka hewan laut, di dasar danau dan laut; hanya sebagian kecil dari batuan ini yang telah terbentuk secara langsung oleh pengendapan kalsium karbonat. Ini digunakan untuk pembuatan semen dan kapur untuk membuat mortar. Batu kapur adalah bahan mentah untuk industri kimia, dan digunakan sebagai fluks untuk kaca, keramik, kosmetik, dan industri konstruksi untuk dekorasi fasad eksterior, dan digiling halus sebagai kondisioner tanah dan untuk mengapur dinding. Tombak Islandia digunakan untuk pembuatan berbagai instrumen optik seperti prisma Nicol untuk mendapatkan cahaya terpolarisasi.

CaSO4 (H2O) 2.

Umumnya kilau seperti kaca, juga seperti mutiara atau sutra. Tidak berwarna, putih atau abu-abu, dengan corak berbeda karena kotoran. Kristal dengan kebiasaan sederhana, berbentuk tabel, belah ketupat dengan tepi miring dan bentuk lainnya. Pengelupasan sempurna dalam tiga arah. Permukaan konkoid dan fraktur fibrosa. Ini ditandai dengan kekerasannya yang rendah, tergores dengan kuku. Ini dibentuk oleh presipitasi dalam air dalam jumlah besar di lingkungan dengan penguapan yang kuat. Dipanaskan dan dihancurkan digunakan terutama dalam produksi plester, untuk plesteran dinding dan pembuatan cetakan. Mengurangi kecepatan pengaturan semen. Ini berfungsi, dicampur dengan tanah liat, sebagai pupuk. Dalam makanan, itu adalah bagian dari tepung sebagai aditif penstabil PH air.

Garam karang NaCl.

Kebiasaan kubik, biasanya dalam massa kristal granular. Tidak berwarna atau putih. Bersinar dari transparan menjadi tembus cahaya. Rasa asin Konstituen utama garam air laut, mengendap melalui penguapan. Ini digunakan terutama dalam industri kimia sebagai sumber Na dan Cl, dan sangat penting dalam produksi asam klorida. Garam digunakan dalam jumlah besar, dan dalam keadaan alami, untuk penyamakan kulit, pupuk, pakan ternak, pemeliharaan jalan (es) dan sebagai herbisida. Selain digunakan sebagai bumbu, juga digunakan dalam pembuatan makanan dari berbagai jenis dan dalam pengawetannya (menghambat pertumbuhan bakteri, dan ini telah dikenal sejak zaman Sumeria, 3500 tahun yang lalu SM). Ini adalah mineral penting bagi tubuh, kita tidak dapat bertahan hidup tanpa pasokan garam yang teratur. Seorang pria dengan berat sekitar 70 kg memiliki sekitar 100 gram natrium dan sekitar 80 gram klorin dalam tubuhnya.

Fakta

Grafit dan berlian adalah mineral yang tersusun dari unsur kimia yang sama, karbon (C). Namun, sifatnya sama sekali berbeda, karena kedua mineral tersebut memiliki struktur atom yang berbeda. Dalam grafit, setiap atom C bergabung dengan tiga atom melalui ikatan kovalen, menghasilkan jaringan dua dimensi, yang menggabungkan jaringan berturut-turut melalui ikatan Van der Valls yang lemah. Sedangkan pada intan, setiap karbon bergabung dengan empat karbon lainnya melalui ikatan kovalen yang kuat membentuk struktur tiga dimensi. Perbedaan struktur ini menentukan perbedaan sifat kedua mineral tersebut.

Silikat adalah mineral paling melimpah di bumi. Mineral ini dicirikan oleh gugus anionik SiO2, yang terlihat pada rumus kimianya memiliki dua atom oksigen untuk setiap atom silika. Oksigen merupakan unsur yang paling melimpah di bumi, sekitar 46%, diikuti oleh Si 28%, Al 8%, Fe 6%, Mg 4%, Ca 3%, K 2.4%, Na 2%, H 0, 8%, C 0,19%, dll…

Linnaeus, naturalis Swedia abad ke-18 yang menciptakan sistem binominal yang masih kita gunakan dalam nomenklatur biologis, mencoba menerapkannya pada batuan dan mineral juga, berpikir bahwa dia telah menemukan cara yang tepat untuk mengklasifikasikan kelompok objek alam mana pun. Namun, sistemnya hanya cocok dengan kelompok hierarki yang berkembang secara historis dengan percabangan berturut-turut dalam kesinambungan silsilah dari satu nenek moyang. Sempurna untuk evolusi biosfer, tetapi sama sekali salah untuk batuan dan mineral.

Related Posts