Densidade relativa de pedras preciosas

Identificação de pedras preciosas pelo peso (densidade relativa)
Densidade relativa é frequentemente utilizado por geólogos, gemólogos e mineralogistas para ajudar a determinar o mineral, o conteúdo de uma rocha ou outra amostra. Gemologistas usam-na como uma ajuda na identificação de pedras. Água é preferida como referência porque as medidas são, então, fáceis de realizar em campo.
Densidade relativa de pedras preciosas
Densidade relativa para pedras preciosas, (também denominado, gravidade específica) é o peso de um material específico comparado com o peso do mesmo volume de água. Uma gema com a densidade relativa de 2,6 é, portanto, 2,6 vezes mais pesado que o mesmo volume de água.

A densidade relativa das gemas varias entre 1 a 7. Valores abaixo de 2 são considerados leves (âmbar 1,1), aqueles entre 2 a 4, normais (quartzo 2,6); e aqueles acima de 4, pesados (cassiterita 7).

As gemas mais importantes (brilhante, rubi, safira) têm densidade relativas acima das dos minerais formadores das rochas, especialmente quando estes são o quartzo e feldspatos.

Por isso elas podem ser facilmente separadas das areias quartzosas dos rios, que formam os assim denominados depósitos de aluviões antigas. A determinação da densidade relativa pode ser muito útil na identificação de uma gema (especialmente para colecionadores).
Entretanto, os peritos fazem uso crescente de métodos ópticos de identificação que exigem aparelhos dispendiosos.

Métodos para calcular
Em gemologia, onde a maioria das pedras envolvidas é de dimensões pequenas, dois métodos de determinação da densidade relativa demonstraram ser úteis: determinar o peso em uma balança hidrostática e o método é complicado, pode ser dispendioso, mas produz resultados bons em um tempo curto com lotes maiores de gemas desconhecidas.

O método de se pesar com uma balança hidrostática baseia-se no princípio de Archimedes. Determina-se o volume da gema a ser estudada e da densidade relativa é então facilmente calculada.

O que é Densidade Relativa?
A pedra a ser determinada é colocada em um líquido com uma densidade relativa alta (um líquido pesado), o qual é diluído e desta forma tornado menos pesado até que a pedra tenha a mesma densidade relativa do líquido, isto é, até que ela fique suspensa.

Há vários líquidos pesados disponíveis. Os que podem ser tornados menos densos com água destilada são os mais convenientes para o leigo.

Um deles é a solução de Thoulet (solução de iodeto de potássio e mercúrio) com uma densidade relativa de 3,2. Com ela pode-se identificar a maioria das gemas. Para pedras mais pesadas pode-se usar a solução de Clerici (uma solução de formiato e malonato de tálio) com uma densidade relativa de 4,2.

Esta última cobre as densidades relativas de todas as gemas, mas é cara e venenosa: os leigos não deveriam usá-la. Para densidades relativas acima de 3,5 pode ser usada a solução de Rohrbach (solução de iodeto de bário e mercúrio) mas pode ser difícil lidar com ela já que o iodeto de mercúrio tende a separar-se.

O líquido que se tornou menos denso não está inutilizado; ele pode ser recuperado até sua densidade relativa original por meio de evaporação em um banho de vapor.

Video explicativo de como medir a gravidade relativa:

Balança Hidrostática
Balança hidrostática para pesar metais e pedras preciosas
Uma balança hidrostática pode ser construída por qualquer pessoa. O iniciante pode adaptar escalas com letras. alguém mais adiantado deveria usar uma balança de precisão como a usada pelo químico ou farmacêutico.
O objeto a ser determinado é pesado primeiramente no ar (no prato da balança sob a plataforma) e depois na água (na cestinha dentro do copo com água).
A diferença de peso corresponde ao peso da água deslocada e portanto o volume do objeto. para um leigo com prática é possível por este método determinar corretamente a densidade relativa até 2 casas decimais. É importante assegurar-se que a pedra não esteja em contato com uma substância estranha, que esteja solta e que, quando pesada no ar, esteja seca.
O método líquido pesado exige que o objeto esteja suspenso em um líquido de mesma densidade relativa, assim ele não afunda e nem se dirige para a superfície.

Balanças para medir a gravidade específica de pedras:
Densidade relativa de pedras preciosas
Densidade relativa de pedras preciosas

Outros métodos
A densidade relativa do líquido pesado menos denso é determinada pelo perito com o auxílio de uma balança de Wetphal; os leigos são aconselhados a usarem indicadores.
Estes são pedaços de vidro (disponíveis no comércio) ou minerais de diferentes densidades relativas conhecidas. Quando um indicador fica em equilíbrio no líquido, sua densidade relativa é a mesma da do líquido e assim do objeto a ser ensaiado.
O método do líquido pesado é complicado, mas é recomendado quando certas gemas devem ser separadas de um lote de pedras desconhecidas, ou quando gemas sintéticas ou imitações têm que ser identificadas.

ATENÇÃO:
Não use isto como o único método de identificação de pedras preciosas e/ou minerais, isto é só um complemento junto de outros testes para identificação precisa de pedras preciosas.

Exemplos de densidade relativa (g/cm3):
Água: 1
Berilo: 2,63 / 2,9
Chumbo: 11,35
Cobre: 8,96
Corindo: 4.05
Diamante: 3,51
Esmeralda: (berilo) Média 2,76
Ferro: 7.87
Gelo: 0,99
Limonita: 3,3 / 4
Magnetita: 5,15
Mercúrio: 13,56
Nióbio: 8,57
Opala: 2.09
Ouro 19,3
Ósmio 22,59
Platina: 21.45
Pirita: 5.01
Piropo: (grupo da Granada) 3.65 / 3.84
Prata: 10,5
Quartzo: 2,62
Topázio: 3,55
Tourmalina: 3 / 3.2
Urânio empobrecido 19.1
Zircão: 4,65
(As amostras podem variar e esses valores são aproximados)

Lista da densidade relativa dos minerais:

Fontes:

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