모스 척도에 따른 설탕의 경도. 모스 경도 척도란 무엇입니까?

우리는 광물마다 경도가 다르다는 것을 알고 있습니다.하지만 어떻게 정량화할 수 있을까요? 일종의 규모를 만들기 위해 우리는 다음과 같은 접근 방식을 생각해 냈습니다. 일부 광물은 다른 광물에 흠집을 낼 수 있는 것으로 알려져 있습니다.

흔적이 남지 않는 사람들도 있습니다.우리는 이 효과를 그러한 규모를 만드는 기초로 사용하기로 결정했습니다. 다양한 품종이 선택되었으며 그 강도는 점차 증가했습니다.

그 결과 일련의 표준 돌이 탄생했습니다. 더욱이, 각 샘플은 그것보다 부드러운 돌에는 흠집을 남길 수 있었지만, 더 단단한 돌에는 스크래치를 남길 수 없었습니다.

광물의 경도를 측정하는 척도는 1811년 독일 과학자 프리드리히 모스(Friedrich Mohs)에 의해 제안되었습니다.

어떤 규모이고, 어떤 정보가 담겨 있나요?

이 척도의 값은 1에서 10까지입니다.해당 숫자가 높을수록 돌이 더 단단해집니다.

특정 재료의 특성을 결정할 때 모든 표준 돌을 사용하여 긁으려고 합니다. 인접한 돌이 발견되고 그 중 하나는 샘플을 긁고 다른 하나는 긁지 않을 경우 그 경도는 이러한 기준 광물의 특성 사이에 있는 것으로 간주됩니다.

여기서 가장 부드러운 돌은 활석이고, 가장 단단한 돌은 다이아몬드입니다.모스 척도만이 유일한 것이 아니며, 과학과 산업에서는 여러 가지 다른 옵션이 사용됩니다.

이 척도는 꽤 오래 전에 제안되었음에도 불구하고 우리 시대에도 활발히 사용되고 있습니다.중요한 장점 중 하나는 사용이 매우 간단하다는 것입니다. 이를 위해서는 필요한 참조 샘플만 있으면 됩니다.

그러한 측정을 통해 얻은 정보는 완전하지 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 측정은 절대값을 제공하지 않으며 경도 관계를 결정하는 데 사용할 수 없습니다.

따라서 우리는 한 돌이 다른 돌보다 몇 번이나 더 부드럽거나 단단한지 말할 수 없습니다. 우리는 또한 고려 중인 재료의 이러한 특성의 절대값을 명시할 수 없습니다. 또한 일부 광물은 서로 다른 방향으로 긁으면 강도가 달라진다는 사실을 잊지 마세요.

참고 자료가 없으면 일반 개체를 사용할 수 있으며 이 규모에서 대략적인 위치를 알 수 있다는 점에 유의하는 것도 중요합니다. 예를 들어, 경도가 다음과 같은 일반 동전을 생각해 보겠습니다. 다양한 나라다를 수 있지만 이 규칙에 따르면 미국의 1센트는 약 3센트에 해당합니다. 그리고 일반 유리의 강도는 5보다 약간 높습니다.

규모 표준

이 원리를 이용하여 경도를 결정하는 기준에 대해 이야기해 보겠습니다. 그 중 10개만 있습니다. 가장 부드러운 것부터 가장 단단한 것까지 살펴보겠습니다.

이 소재는 손톱으로 긁힐 정도로 부드러워요.흑연은 비슷한 정도의 경도를 가지고 있습니다. 강도면에서 하나의 특징이 있습니다. 이 자료는 일상생활에서 잘 알려져 있습니다. 베이비파우더로 많이 사용되는 제품입니다. 또한 고무 제품의 분말화에도 널리 사용됩니다. 이렇게 하면 서로 달라붙는 것을 방지할 수 있습니다.

이는 고려 중인 규모의 다음 단계입니다.석고는 이미 활석보다 단단하고 경도가 2에 달합니다. 동시에 손톱으로 긁기 쉽습니다. 우리가 알고 있듯이 이 광물에는 특별한 특성이 있습니다.

가루상태로 부드러워진 뒤 물과 섞으면 우리가 원하는 형태가 됩니다. 흥미롭게도 이 소재는 흰색일 뿐만이 아닙니다. 예를 들어, 천연 황색 석고가 알려져 있습니다.

이것은 우리 목록의 세 번째 돌입니다.특징은 3. 더 이상 손톱으로 긁을 수 없게 되지만, 구리 동전으로 긁으면 긁힐 수 있다. 금과 은은 경도가 같습니다. 바이오미네랄이라고도 불린다. 쉘이 만들어지는 재료입니다.

이 물질은 형석이라고도 합니다.러시아어로 번역하면 "유체"처럼 들립니다. 더 이상 손톱이나 구리 동전으로 긁을 수 없습니다. 그러나 창유리나 일반 칼을 사용하여 이를 수행하는 것이 가능합니다.

우리의 경우 이 재료의 경도는 4에 해당합니다. 경도 측면에서 이는 백운석과 같은 고대 건축 자재에 해당합니다. 형석은 야금학에서 제련으로 인한 슬래그를 가용성으로 만드는 데 사용됩니다.

고대에는 형석이 공예품의 일반적인 재료였습니다.예를 들어, 이 광물로 아름다운 꽃병이 만들어졌습니다. 이제는 산업에서도 사용됩니다. 예를 들어, 그들은 렌즈를 만듭니다.

이 척도(5)의 다음 단계를 나타냅니다.유리나 칼로 긁힐 수 있습니다. 청금석도 비슷한 특성을 가지고 있습니다. 이 광물은 인이나 인산을 추출하는 데 사용됩니다. 인 비료도 이 광물로 만들어집니다.

다음 목록에는 약간 특이한 이름인 오르토클라제(orthoclase)를 가진 광물이 있습니다.유리로 긁을 수는 없습니다. 그러나 파일의 도움으로 가능합니다. 오팔도 비슷한 강도를 가지고 있습니다.

모스 척도에서는 레벨이 6입니다.산업에서는 전기 세라믹 및 도자기 생산에 사용됩니다. 단백석은 표준으로 사용할 수 없습니다. 이는 매우 다양한 강도 특성을 가진 품종이 많기 때문입니다.

7을 준수합니다.이것은 지구상에서 가장 흔한 광물입니다. 특히 일반 모래는 석영으로 이루어져 있습니다. 그러나 암석 수정, 마노, 자수정 등 다른 형태로도 존재할 수 있습니다. 유리는 일반 석영으로 만들어집니다.

이전에 논의된 광물보다 단단합니다. 8의 특성은 처리가 매우 어렵다는 것을 나타냅니다. 일반적으로 다이아몬드는 이러한 목적으로 사용됩니다. 이 광물의 첫 번째 발견은 토파지오스 섬의 홍해에서 이루어졌습니다. 이것이 그 이름의 유래입니다.

한편으로 고려되는 규모로 볼 때 커런덤은 거의 다이아몬드만큼 단단합니다.한편, 다른 방법을 사용하여 강도를 절대적인 척도로 측정했습니다. 다이아몬드는 커런덤보다 90~180배 더 단단하다는 것이 밝혀졌습니다.

주어진 그림의 불확실성은 서로 다른 측정 방법이 일관되지 않은 결과를 제공한다는 사실에 기인합니다. 고려 중인 규모에서 커런덤의 경도는 9입니다. 루비와 사파이어도 커런덤입니다. 이 재료는 매우 단단하기 때문에 연마재로 널리 사용됩니다.

최대의 경도를 가지고 있습니다.우선, 이는 다른 광물로 긁는 것이 거의 불가능하다는 것을 의미합니다. 경도는 10으로 부드러운 재료를 가공할 때 사용되는 광물이다.

특히 석영, 토파즈 또는 커런덤에 대해 이야기하고 있습니다.흥미롭게도 이 돌은 한때 활석 가루와 비교되기도 했습니다. 측정 결과 다이아몬드는 다이아몬드보다 1600배 더 단단하다는 것이 밝혀졌습니다.

중간 정도의 경도

일반적으로 소수로 표시됩니다.이 값은 해당 스크래치의 깊이를 기준으로 시각적으로 결정됩니다. 예를 들어, 크리소베릴의 경도는 8.5입니다. 이는 이 소재가 커런덤에 의해 긁힐 수 있는 만큼 토파즈에도 긁힐 수 있기 때문입니다.

스케일에 포함되지 않은 광물의 경도를 결정하는 방법

이렇게 하려면 참조 샘플을 사용하여 연구 중인 광물을 긁어내야 합니다.이것이 어떻게 이루어질 수 있고 무엇이 이루어질 수 없는지 알 수 있을 것입니다.

그런 다음 기준 광물의 경도에 가장 가까운 광물을 긁어보고 문제의 광물이 더 부드러운 광물을 어떻게 긁는지 조사할 수 있습니다. 이를 고려함으로써 해당 광물의 특성을 모스 척도에서 결정하는 것이 가능합니다.

즉석 수단을 사용하여 규모에 따라 경도 결정

이를 위해 예를 들어 다음 척도를 사용할 수 있습니다.

• 연필심은
• 식탁용 소금의 경도는 2입니다.
• 구리 동전은 모스 규모로 2.5 또는 3입니다.
• 4 - 이것은 철 못에 있습니다.
• 유리의 경도는 5입니다.
• 강철 칼은 6입니다.
• 파일의 강도는 7입니다.

광물의 주요 특성(화학적 조성 및 내부 결정 구조)은 기본적으로 확립되어 있지만 화학 분석 X선 회절법 등을 이용하여 쉽게 관찰하거나 측정할 수 있는 성질에 간접적으로 반영됩니다. 대부분의 광물을 진단하려면 광물의 광택, 색상, 분열, 경도 및 밀도를 결정하는 것으로 충분합니다.

빛나는- 광물에 의해 반사되는 빛의 질적 특성. 일부 불투명 광물은 빛을 강하게 반사하고 금속 광택을 냅니다. 이는 갈레나(납 광물), 황동광 및 보나이트(구리 광물), 아젠타이트 및 아칸타이트(은 광물)와 같은 광석 광물에서 흔히 나타납니다. 대부분의 광물은 그 위에 떨어지는 빛의 상당 부분을 흡수하거나 전달하며 비금속 광택을 냅니다. 일부 광물은 금속에서 비금속으로 전환되는 광택을 갖고 있는데, 이를 반금속이라고 합니다.

비금속 광택을 지닌 광물은 일반적으로 밝은 색상을 띠고 일부는 투명합니다. 석영, 석고 및 가벼운 운모는 종종 투명합니다. 빛을 투과하지만 물체를 명확하게 구별할 수 없는 기타 광물(예: 유백색 석영)을 반투명이라고 합니다. 금속을 함유한 미네랄은 빛 투과율이 다른 미네랄과 다릅니다. 빛이 광물, 적어도 입자의 가장 얇은 가장자리를 통과하면 일반적으로 비금속입니다. 빛이 통과하지 못하면 광석입니다. 그러나 예외도 있습니다. 예를 들어 밝은 색상의 섬아연석(아연 광물) 또는 진사(수은 광물)는 종종 투명하거나 반투명합니다. 미네랄은 비금속 광택의 질적 특성이 다릅니다.
점토는 칙칙하고 흙빛 광택이 있습니다. 결정의 가장자리나 파단면에 있는 석영은 유리질이고 벽개면을 따라 얇은 잎으로 갈라진 활석은 자개이다. 다이아몬드처럼 밝고 반짝이는 빛을 다이아몬드라고 합니다. 빛이 비금속 광택을 지닌 광물에 떨어지면 광물 표면에서 부분적으로 반사되고 이 경계에서 부분적으로 굴절됩니다. 각 물질은 특정 굴절률을 특징으로 합니다. 높은 정밀도로 측정할 수 있기 때문에 매우 유용한 광물 진단 기능입니다. 빛의 성질은 굴절률에 따라 달라지며, 둘 다 굴절률에 따라 달라집니다. 화학적 구성 요소그리고 광물의 결정구조. 일반적으로 원자를 함유한 투명한 광물은 헤비 메탈, 높은 광택과 높은 굴절률이 특징입니다. 이 그룹에는 앵글사이트(황산납), 석석(산화주석), 티타나이트 또는 스펜(규산티탄칼슘)과 같은 일반적인 광물이 포함됩니다.

상대적으로 가벼운 원소로 구성된 광물은 원자가 단단히 포장되어 강한 화학 결합으로 결합되어 있으면 높은 광택과 높은 굴절률을 가질 수 있습니다. 눈에 띄는 예는 단 하나의 가벼운 원소인 탄소로 구성된 다이아몬드입니다. 어느 정도는 루비와 사파이어와 같은 투명한 색상의 광물 커런덤(Al2O3)에도 해당됩니다. 보석. 커런덤은 알루미늄과 산소의 가벼운 원자로 구성되어 있지만 서로 밀접하게 결합되어 있어 광물의 광택이 상당히 강하고 굴절률이 상대적으로 높습니다. 일부 광택(유성, 왁스성, 무광택, 실키 등)은 광물 표면 상태나 광물 집합체의 구조에 따라 달라집니다. 수지 광택은 많은 비정질 물질(방사성 원소인 우라늄이나 토륨을 함유한 광물 포함)의 특징입니다.

색상- 간단하고 편리한 진단 표시. 예로는 황철석(FeS2), 납회색 방연석(PbS) 및 은백색 비소철석(FeAsS2)이 있습니다. 금속성 또는 반금속 광택을 지닌 다른 광석 광물에서는 특징적인 색상이 얇은 표면 필름(변색)에서 빛의 작용으로 가려질 수 있습니다. 이는 대부분의 구리 광물, 특히 갓 깨졌을 때 빠르게 발전하는 무지개 빛깔의 청록색 변색 때문에 "공작 광석"이라고 불리는 반철광에 일반적입니다. 그러나 다른 구리 광물은 공작석-녹색, 남동석-파란색과 같은 친숙한 색상으로 칠해집니다.
일부 비금속 광물은 주요 화학 원소(노란색 - 황 및 검정색 - 어두운 회색 - 흑연 등)에 의해 결정된 색상으로 틀림없이 인식됩니다.
많은 비금속 광물은 특정 색상을 제공하지 않는 원소로 구성되어 있지만, 불순물의 존재로 인해 색상이 변하는 유색 품종이 있는 것으로 알려져 있습니다. 화학 원소소량으로 발생하는 색상의 강도와 비교할 수 없습니다. 이러한 요소를 발색단이라고 합니다. 그들의 이온은 빛을 선택적으로 흡수하는 것이 특징입니다. 예를 들어, 짙은 보라색 자수정의 색상은 석영에 철이 미미하게 혼합되어 있고, 두꺼운 채색에메랄드는 베릴의 작은 크롬 함량과 관련이 있습니다.
일반적으로 무색 광물의 색상은 결정 구조의 결함(격자의 채워지지 않은 원자 위치 또는 외부 이온의 결합으로 인해 발생)으로 인해 발생할 수 있으며, 이는 백색광 스펙트럼에서 특정 파장의 선택적 흡수를 유발할 수 있습니다. 그런 다음 미네랄이 추가 색상으로 칠해집니다. 루비, 사파이어, 알렉산드라이트의 색상은 바로 이러한 조명 효과 덕분입니다.
무색 광물은 기계적 내포물에 의해 착색될 수 있습니다. 따라서 적철광이 얇고 분산되어 석영에 붉은 색, 녹니석-녹색이 부여됩니다. 유백색 석영은 기액 함유물로 흐려져 있습니다. 광물 색상은 광물 진단에서 가장 쉽게 결정되는 특성 중 하나이지만 여러 요인에 따라 달라지므로 주의해서 사용해야 합니다.
많은 광물의 색상은 다양함에도 불구하고 광물 분말의 색상은 매우 일정하므로 중요한 진단 특징입니다. 일반적으로 광물 분말의 색상은 유약을 바르지 않은 도자기 접시(비스킷) 위를 통과할 때 광물이 남기는 선(소위 "선 색상")에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 광물성 형석은 색상이 다양하지만 줄무늬는 항상 흰색입니다.

분열.미네랄의 특징적인 특성은 쪼개질 때의 행동입니다. 예를 들어, 파손 표면이 유리 칩과 유사한 석영과 전기석에는 콘코이드 골절이 있습니다. 다른 광물에서는 균열이 거칠거나 들쭉날쭉하거나 쪼개진 것으로 설명될 수 있습니다. 많은 광물의 경우, 그 특징은 균열이 아니라 분열입니다. 이는 결정 구조와 직접적으로 관련된 매끄러운 평면을 따라 쪼개진다는 것을 의미합니다. 결정 격자 평면 사이의 결합력은 결정학적 방향에 따라 달라질 수 있습니다. 어떤 방향에서 다른 방향보다 훨씬 더 크다면 광물은 가장 약한 결합을 통해 분리될 것입니다. 벽개는 항상 원자면과 평행하므로 결정학적 방향을 표시하여 지정할 수 있습니다. 예를 들어, 암염(NaCl)은 입방체 분열, 즉 가능한 벽개 방향이 서로 수직인 세 방향을 갖습니다.
분열은 또한 발현의 용이성과 결과적인 분열 표면의 품질이 특징입니다. 운모는 한 방향으로 매우 완벽한 벽개를 가지고 있습니다. 즉, 매끄럽고 반짝이는 표면을 지닌 매우 얇은 잎으로 쉽게 갈라집니다. 토파즈는 한 방향으로 완벽한 벽개를 갖고 있습니다. 광물은 2개, 3개, 4개 또는 6개의 절단 방향을 가질 수 있으며 이를 따라 똑같이 쉽게 분할되거나 여러 개의 절단 방향이 있을 수 있습니다. 다양한 정도.
일부 미네랄은 분열이 전혀 없습니다. 광물의 내부 구조를 나타내는 분열은 지속적인 특성이므로 중요한 진단 특징으로 사용됩니다.

경도- 긁힐 때 광물이 제공하는 저항. 경도는 결정 구조에 따라 달라집니다. 광물 구조의 원자가 서로 더 단단히 연결되어 있을수록 긁기가 더 어려워집니다.
활석과 흑연은 매우 약한 힘에 의해 서로 결합된 원자층으로 구성된 부드러운 판형 광물입니다. 만졌을 때 기름기가 많습니다. 손 피부에 문지르면 개별 얇은 층이 벗겨집니다. 가장 단단한 광물은 다이아몬드로, 탄소 원자가 너무 단단히 결합되어 있어 다른 다이아몬드에 의해서만 긁힐 수 있습니다. 19세기 초. 오스트리아의 광물학자 F. Moos는 경도가 높은 순서대로 10개의 광물을 배열했습니다. 그 이후로 소위 광물의 상대적 경도에 대한 표준으로 사용되었습니다. 모스 척도(표 1).

표 1. 모스 경도 척도

광물	상대 경도
활석
석고
방해석
형석
식욕
정형외과
석영
황옥
커런덤
다이아몬드

밀도.화학 원소의 원자 질량은 수소(가장 가벼운 것)부터 우라늄(가장 무거운 것)까지 다양합니다. 다른 모든 조건이 동일할 때 무거운 원자로 구성된 물질의 질량은 가벼운 원자로 구성된 물질의 질량보다 큽니다. 예를 들어, 두 개의 탄산염인 아라고나이트와 세루사이트는 내부 구조가 비슷하지만 아라고나이트에는 가벼운 칼슘 원자가 포함되어 있고 세루사이트에는 무거운 납 원자가 포함되어 있습니다. 결과적으로, 세루사이트의 질량은 같은 부피의 아라고나이트의 질량을 초과합니다. 광물의 단위 부피당 질량은 원자 충전 밀도에 따라 달라집니다. 방해석, 아라고나이트와 마찬가지로 탄산 칼슘 그러나 방해석에서는 원자가 덜 촘촘하게 채워져 있어 아라고나이트보다 단위 부피당 질량이 더 낮습니다. 상대 질량 또는 밀도는 화학적 조성과 내부 구조에 따라 달라집니다.
밀도는 4 ° C에서 물질의 질량과 같은 양의 물의 질량의 비율입니다. 따라서 광물의 질량이 4g이고 같은 양의 물의 질량이 1g이면 광물의 밀도는 4입니다. 광물학에서는 밀도를 g/cm3 단위로 표현하는 것이 일반적입니다.
광물의 경도를 결정하려면 긁힐 수 있는 가장 단단한 광물을 식별해야 합니다. 검사되는 광물의 경도는 긁힌 광물의 경도보다 높지만 모스 척도에서 다음 광물의 경도보다는 작습니다. 결합력은 결정학적 방향에 따라 달라질 수 있으며, 경도는 이러한 힘의 대략적인 추정치이므로 다양한 방향으로 달라질 수 있습니다. 이 차이는 결정의 길이에 평행한 방향으로 경도가 5이고 가로 방향으로 경도가 7인 남정석을 제외하고는 일반적으로 작습니다.
광물학 실습에서는 kg/mm2로 표시되는 경도계 장치를 사용하여 절대 경도 값(소위 미세 경도)을 측정하는 방법도 사용됩니다.
밀도는 광물의 중요한 진단 특징이며 측정하기 어렵지 않습니다. 먼저, 샘플의 무게를 공기 중에서 측정한 다음 물 속에서 측정합니다. 물에 담긴 시료는 위쪽으로 부력을 받기 때문에 그 무게는 공기보다 가볍습니다. 체중 감소는 대체된 물의 무게와 같습니다. 따라서 밀도는 공기 중의 샘플 질량과 물에서의 중량 손실 비율에 의해 결정됩니다.