Minerály, deti hviezdnych explózií, v sebe nosia prastaré tajomstvá kozmických vôd, uchované vo svojich trblietavých povrchoch a záhadných štruktúrach. Pyrit, žiariaci ako slnko na úsvite, či kremeň, ktorý svojím lomom premieňa svetlo na farebné spektrum. Každý z nich je odrazom majestátnej symfónie prírody.
Minerály sú látky s konkrétnym chemickým zložením a kryštálovou štruktúrou. Vznikajú najčastejšie kryštalizáciou taveniny (magmy, lávy) alebo vyzrážaním z vodných roztokov a plynov. Väčšina minerálov tvorí kryštály = geometricky ohraničené prírodné telesá. Rozdielne chemické zloženie minerálov sa prejavuje aj v ich fyzikálnych vlastnostiach a tvaroch kryštálov, ktoré sa používajú na ich identifikáciu a klasifikáciu.
S1 Použi rôzne minerály zo školskej zbierky, napríklad kremeň (krištáľ), svetlá sľuda (muskovit), kalcit, galenit, pyrit, fluorit. Priprav si papier s textom „minerál“. Postupne polož každý minerál na tento text a prečítaj text. Vyskúšaj a pozoruj aj minerálom podobné materiály, ktoré nájdeš doma a v triede (napr. tuha z ceruzky, medený drôt, lyžička, detský púder, tanier, sklenený pohár).
Tu sú niektoré základné vlastnosti minerálov:
Priehľadnosť minerálu určujeme na základe toho, či prepúšťa alebo neprepúšťa svetlo. Cez priehľadný minerál prechádza svetlo bez prekážok – možno prečítať text (napr. číry kremeň, diamant), cez priesvitný svetlo prechádza, ale je rozptýlené (napr. fluorit), a cez nepriehľadný minerál svetlo neprechádza (napr. galenit, magnetit).
S2 Nakresli na papier čiaru alebo napíš ľubovoľný text. Zober si minerál kremeň (krištáľ), sadrovec, islandský kalcit a zisti, koľko čiar uvidíš.
Dvojlom majú niektoré minerály, napríklad kalcit. Svetlo prechádzajúce cez minerál je rozdelené na dva lúče s rôznymi rýchlosťami.
S3 Zisti, ktorý minerál odráža svetlo od svojho povrchu. Zasvieť si na minerál baterkou a pozoruj. Použi napríklad pyrit, meď, chalkopyrit, sadrovec, chalcedón, sľudu, kremeň (krištáľ).
Lesk opisuje, ako povrch minerálu odráža svetlo. Existujú rôzne typy lesku – kovový (zlato, meď, pyrit, chalkopyrit), sklený (kremeň, kalcit), voskový (chalcedón), perleťový (sľuda).
Na zistenie tvrdosti minerálov sa najčastejšie používa Mohsova stupnica tvrdosti. Vyjadruje odolnosť minerálu proti poškriabaniu. Je to stupnica od 1 do 10.
E1 Veľkolepá výprava
Zostav Mohsovu stupnicu tvrdosti od najmäkšieho minerálu po najtvrdší: apatit, diamant, fluorit, kalcit, korund, kremeň, ortoklas, sadrovec, talk (mastenec), topás na základe indícií a svojich pozorovaní.
Farba minerálu môže byť nápomocná pri identifikácii, ale aj klamlivá pre rôzne nečistoty. Pre niektoré minerály je charakteristická. Síra je žltá, azurit modrý, malachit zelený, grafit sivý, tyrkys modrý, olivín zelený a cinabarit (rumelka) červený.
U1 Zober minerál grafit, hematit, magnetit, pyrit, kalcit a jemne ho otri o neglazovanú porcelánovú doštičku. Cieľom je získať prášok minerálu, ktorý zanechá farebnú stopu na porceláne. Táto farba môže byť veľmi odlišná od samotnej farby minerálu.
Azurit voľakedy používali maliari na výrobu modrej farby. V priebehu storočí sa azurit pri kontakte so vzduchom menil na zelený malachit. Preto je na niektorých starých obrazoch obloha zelená.
Vryp je farebná stopa prášku minerálu získaná trením o porcelánovú dosku. Napríklad hematit má červenohnedú stopu, aj keď samotný minerál je čierny alebo strieborný. Grafit je sivočierny a vryp má čierny.
Pri brúsení hematitu sa chladiaca kvapalina sfarbí na červeno, akoby kameň krvácal. S tým súvisí aj jeho pomenovanie (z lat. haema = krv). Starší, dnes už nepoužívaný názov pre hematit bol krveľ.
Štiepiteľnosť je schopnosť minerálu deliť sa pozdĺž štiepnych plôch. Napríklad, sľuda sa štiepi na tenké listy alebo šupiny a galenit na kocky. Ak minerál nemá štiepateľnosť, tak má lom, ktorý môže byť nerovný, lastúrovitý alebo iný.
Hustota (objemová hmotnosť) minerálu vyjadruje pomer jeho hmotnosti k objemu (Archimedov zákon).
U2 Zopakuj si, čo vieš o hustote z fyziky.
Hustota závisí od chemického zloženia a štruktúry minerálu. Veľkú hustotu má zlato, striebro, galenit a, naopak, nízku hustotu má jantár.
E2 Súboj kremeňa a pyritu
Experiment na zistenie hustoty kremeňa (SiO2) a pyritu (FeS2)
U3 Urči, ktoré minerály v školskej zbierke sú magnetické. Použi minerály magnetit, hematit, pyrit, kalcit, galenit.
Magnetizmus – niektoré minerály sú magnetické a priťahujú magnet.
U4 Zisti, ktoré minerály sú rozpustné vo vode a ktoré nie. Použi minerál kalcit, halit (kamenná soľ), sadrovec, kremeň.
Rozpustnosť je schopnosť minerálu rozpúšťať sa vo vode.
S1 Pozoruj bankovky za pomoci UV lampy a poznač si výsledky pozorovania vrátane farieb.
UV lampy patria k dôležitým pomôckam pre ľudí, ktorí pracujú v banke. Pomocou UV lampy vedia veľmi jednoducho odhaliť, či je bankovka pravá alebo falošná (falzifikát).Tak ako bankovky existuje aj skupina minerálov, ktoré obsahujú chemické prímesi prvkov, ktoré dovoľujú, aby sa minerály správali pod UV svetlom ako bankovky. Táto vlastnosť sa nazýva luminiscencia. Luminiscencia (fluorescencia) – niektoré minerály svietia pod ultrafialovým svetlom, napríklad niektoré fluority, korund (rubín), prípadne diamant.
E3 Chameleóny
Zisti, ktoré vzorky v školskej zbierke sa prejavujú luminiscenciou.
Reakcia s kyselinou je schopnosť minerálu odolávať kyseline. Niektoré minerály reagujú rýchlo, iné pomaly alebo vôbec.
E4 Šepot minerálov
Na identifikáciu uhličitanov urob experiment s octom (kyselinou octovou). Táto skupina minerálov obsahuje uhličitanový anión (CO₃²⁻). Kyselina octová reaguje s uhličitanmi za vzniku oxidu uhličitého (CO₂), čo sa prejavuje ako šumenie alebo bublanie.
OTÁZKY:
- Čo je to vryp? Charakterizuj.
- Aké sú vlastnosti minerálov? Vymenuj.
- Definuj hustotu minerálu.
- Čo sa používa na identifikáciu a klasifikáciu minerálov?
- Koľko stupňov tvrdosti minerálov vieš určiť?