1ª
Parte – Conceito e Determinação pelo Método
Hidrostático
Entre os diversos
meios de identificação de gemas soltas, sejam brutas
ou lapidadas, a determinação da densidade relativa
pode ser considerada o mais útil, além de não
requerer métodos de ensaio destrutivos e dispensar o uso
de instrumentos ópticos dispendiosos.
Esta propriedade
física, também conhecida como peso específico(*),
pode ser definida como o valor numérico que exprime a relação
entre o peso de um determinado volume de uma substância
qualquer (em nosso caso uma gema) e o peso de igual volume de
água.
O peso específico
é expresso em g/cm3 e, para se obter resultados precisos,
adotou-se como padrão a água pura, destilada, à
temperatura de 4oC, ponto crítico na qual ela é
mais densa. Na prática gemológica diária,
utiliza-se água corrente, eventualmente fervida, à
temperatura ambiente.
Assim sendo,
quando se diz, por exemplo, que o peso específico de um
diamante é 3,52 g/cm3, isto significa que ele pesa 3,52
vezes mais que um volume igual de água. Nos minerais, o
peso específico depende basicamente de dois fatores: o(s)
tipo(s) de átomo(s) presente(s) e a maneira como eles estão
arranjados entre si na estrutura cristalina. Deste modo, quanto
mais estreitamente unidos e mais fortes as ligações
entre eles, maior será a densidade relativa do mineral.
A influência
do arranjo dos átomos sobre o peso específico está
bem ilustrada no caso dos minerais polimorfos, isto é,
aqueles que possuem a mesma composição química,
mas diferem quanto às demais propriedades. O exemplo mais
notório pode ser constatado ao compararmos as densidades
relativas do diamante e da grafita, ambos constituídos
unicamente de carbono. Por ter os átomos arranjados de
forma mais compacta e unidos por ligações mais fortes,
o diamante apresenta uma peso específico (3,52 g/cm3) muito
superior ao da grafita (2,20 g/cm3).
A densidade
relativa é constante para cada substância pura, porém
as substituições isomórficas ou a presença
de impurezas, inclusões e/ou defeitos na estrutura cristalina
podem fazê-la variar, ligeiramente, dentro de certos limites.
Existem diversos
métodos de determinação do peso específico,
sendo que, em gemologia, dois mostraram-se úteis: o método
hidrostático, que abordaremos neste artigo e o método
dos líquidos densos, a respeito do qual discorreremos no
próximo mês.
O
processo para obtenção da densidade relativa pelo
método hidrostático fundamenta-se no princípio
estabelecido por volta de 250 a.C. pelo matemático grego
Arquimedes, segundo o qual qualquer corpo submerso em um líquido
recebe um empuxo igual ao peso do volume do líquido deslocado.
 |
O
procedimento consiste em efetuar, inicialmente, a pesagem
da gema no ar, do modo corriqueiro, preferencialmente em uma
balança analítica digital, com a qual se obtém
resultados bastante precisos. Posteriormente, faz-se uma adaptação
simples para transformá-la em hidrostática ou
utiliza-se um acessório fornecido pelo próprio
fabricante da balança para esta finalidade e efetua-se
a pesagem da gema submersa em um béquer com água
até aproximadamente ¾ de sua capacidade. |
Depois
de obtido o peso da gema na água, determina-se o peso específico
mediante um cálculo simples:
Recomenda-se,
como medida de precaução, efetuar várias
medições e tomar o valor médio delas, não
levando em consideração aquelas que se desviem muito
das demais.
Como a tensão
superficial da água é alta, é conveniente
colocar-se uma gota de detergente líquido para reduzi-la
e evitar a formação de bolhas de ar, o que certamente
influenciaria a exatidão dos resultados, ou bem empregar
líquidos de menor tensão superficial, tais como
tolueno, álcool, tetracloreto ou dibrometo de etileno.
Neste caso, a fórmula de cálculo deve ser corrigida,
multiplicando-se o resultado pela densidade do líquido
empregado, conforme descrito a seguir:
Apesar de
sua comprovada utilidade e acuidade, quando efetuada com os devidos
cuidados, a determinação do peso específico
também apresenta alguns inconvenientes, tais como a impossibilidade
de obtê-la em gemas montadas; a dificuldade de aplicá-la
a gemas porosas, como são os casos da opala e da turquesa,
devido à absorção da água pela gema;
e a pouca confiabilidade dos resultados, quando se lida com exemplares
demasiadamente pequenos.
* Os termos
peso específico e densidade relativa (ou simplesmente densidade)
são geralmente empregados indistintamente; no entanto,
segundo alguns autores, o peso específico deveria estar
sempre acompanhado das unidades, como por exemplo, grama por centímetro
cúbico (g/cm3), enquanto a densidade relativa dispensaria
o uso delas.
|
PÁGINA INICIAL