LISTA DE EXERCCIOS 1Propriedades Fsicas dos Minerais1. Em ummundo sem luz, quais aspropriedades capazes de definir ummineral?Resposta:Na ausncia de luz, propriedades como cor, brilho, trao e diafaneidade -importantespropriedadespticasequeauxiliamnadefiniodeummineralnopoderiam ser observadas. No entanto, poderiam ser utilizadas para este fimpropriedadesque dependem de outros fatores sensoriais que no a viso, como as propriedadesmecnicas flexibilidade e elasticidade, propriedades eltricas piezoeletricidade (o mineralquando aquecido produz pequenas cargas eltricas e de sinal oposto em cada uma dassuasextremidades)epiroeletricidade(mineralproduzcargaeltricaconstanteedepequenaintensidadequandosubmetidoapresses segundo qualquerumdoseixoscristalogrficos), acondutividade eltrica, magnetismo e densidade.2. Qual a propriedade essencial definio de Dureza de um mineral? Justifique.Resposta:Ainteraoentresuaspartculasconstituintes:quantomaioraforadeinterligaoentreelas,maiorseradurezadomineral.Odiamante,porexemplo,constitudoporumafirmeredetetradricadecarbonoeseustomosestotofortementeunidosquenenhumoutromineral(anosereleprprio)capazderisc-loeoque lhe confere o nmero 10 na Escala deMohs de dureza.3. Em que situao ummineral exibir duas durezas? Por que e onde istoocorre?Resposta:Existem casos em que vrios exemplares de um mesmo mineral apresentamvalores diferentes de dureza e que confere ao mineral um valor mximo e outro mnimopara esta propriedade. Tais minerais so denominados anisotrpicos, ou seja, possuirovalores diferentes de dureza segundo a direo considerada e cada vez que ocorrem doisplanos com propriedades diferentes. Um exemplo de mineral anisotrpico (em relao dureza) a cianita, cuja dureza varia de 4,5 a 7,0 na Escala de Mohs (considerando asdirees vertical ehorizontal, respectivamente).4. Minerais com maleabilidade so eternos?Resposta:A maleabilidade uma propriedade que confere ao mineral a caracterstica deseramassadoetransformadoemlminassemqueesteserompa.Noentanto,afragmentao do material nesta conformao no significa que no seja destrudo porprocessos mecnicos ou qumicos. Ento, se a fora de atrao entre as partculas nofor intensa, esforos contnuos causam fadiga e consequentemente ruptura. A saber, umgelogofrancsdescobriuumdepsitodeouro(mineralaltamentemaleveleconsiderado de grande durabilidade) cujas partculas esto cheias de poros o queindicaforte corroso qumica (Superinteressante, junho de 1993).5. Por que a cor do trao de um mineral pode ser diferente da cor do mesmo?Resposta:A cor dotrao de um mineral pode nocorresponder cordo mesmo, uma vez que a primeira propriedade refere-se cor do material no seu estado pulverizado e, a segunda, a maneira como ele reflete a luz. A cordo mineral, ento, depender da rea de exposio, uma vez que diferentes comprimentos de onda dependem da superfcie do mineral. Deste modo, a cor poder seruma propriedade varivel, enquanto a cor do trao constante e ser amesma para diferentes variedades do mesmo mineral.6. O que ocorre quando um esforo excepcional aplicado sobre um mineral comclivagem boa? (Leve em conta que o esforo seja aplicado homogeneamente sobreo mineral e noinstantaneamente).Resposta:Quando for aplicado um esforo excepcional sobre um mineral de clivagemboa,haverquebradasligaesfracasentreplanosdeclivagem,resultandoemsuperfcie de deslizamento. No entanto, a fragmentao ocorrer mais facilmente em ummineral de clivagem excelente. Um exemplo de mineral de clivagem boa o feldspato.7. Por que existem diferentes tiposde fraturas? Justifique e ilustre ondefor o caso.Resposta:Porque a fratura controlada pela estrutura interna do mineral, e os mineraispossuem diferentes estruturas internas. A fratura ocorre quando a fora das ligaesqumicas mais ou menos amesma em todas as direes e, portanto, o rompimento noocorreaolongodenenhumadireocristalogrficaemparticular.Algunsmineraispossuem estilos de fratura caractersticos, o que pode auxiliar em sua identificao. Asformasmaisconhecidasdefraturaso:conchoidal(quartzo),fibrosa,serrilhadaeirregular.8. Por que os minerais do grupo das Micas so sempre um exemplo de clivagemexcelente?(A resposta pode se limitar ao quimismo do mineral).Resposta:Em funo da composio qumica do mineral, as interaes entre os planosparalelos menos efetiva que as interaes dentro dos planos, portanto mais fcilsepar-los.9. Qual a resposta oferecida por um mineral que ao ser iluminado exiba a corbranca? Justifique.Resposta:A cor de um mineral resulta da absoro seletiva da luz. O simples fato de omineral absorver mais um determinado comprimento de onda que os outros faz com queos comprimentos de onda restantes se componham numa cor diferente da luzbranca quechegou ao mineral. Ao exibir a cor branca (quando iluminado) o mineral indica ento quetoda a luz incidida foi transmitida, sendo que nenhum comprimento de onda foi absorvidopelomineral.Osprincipaisfatoresquecolaboramparaaabsoroseletivasoapresena de elementos qumicos de transio (Fe, Cu, Ni, Cr, V, etc) na composioqumica do mineral. Assim, se o mineral apresenta-se branco, possivelmente ele noapresente metal de transio.10. A dureza de ummineral depende ou no do tamanho doseu gro? Justifique.Resposta:A dureza no depende do tamanho do gro e sim da estrutura cristalina domineral. Como a dureza esta relacionada com a intensidade das foras de ligao entreos tomos e molculas, ou seja, depende do tipode ligao. Ento quanto mais forte for aligao entre os tomos maior ser a dureza, mais elevado ser o ponto de fuso e menorser o coeficiente deexpanso trmica.11. Quais so as propriedades dos minerais limitadas superfcie dos mesmo?Resposta:hbito ou forma, clivagem, fratura, dureza, tenacidade, cor, trao e brilho.

LISTA DE EXERCCIOS 2

Propriedades fsicas e a constituio qumico/estrutural dos minerais1. Quais so, do ponto de vista qumico, as relaes entre dois minerais de umamesma Paragnese?Resposta:Os minerais de uma mesma paragnese formaram-se no mesmo intervalocrticodecristalizao,nasmesmascondiestermodinmicasdepressoetemperatura.2. Explique detalhadamente a participao da gua na cristalizao e na fuso deum determinado mineral.Resposta:3. Por que a Srie de Bowen produzem sempre o mesmo tipo de rocha, emboravariem muito as condies geolgicas de cristalizao?Resposta:O tipo de rocha determinado pela composio qumica que depende danatureza do magma de origem. Dessa forma, rochas formadas em diferentes condiesgeolgicas(temperaturaepresso)apresentaroamesmacomposio,poistemomesmo magma de origem.4. Quais so os bensminerais associados Srie de Bowen?

Produo de concentrao metlica. Ex: formao do ouro Cristalizao fracionada Variao de Fase Composio simplificada Reaes descontnuas

5. Explique os minerais zonados com respeito aSerie de Bowen.Resposta:Cristal zonado um cristal nico de um mineral que tem uma composioqumica diferente na sua parte interna e externa. Um mineral zonado possuiuma Srie deBowen mais rica em detalhes. Ex: vrios elementos da natureza A, A1, A2, A3 de formaprogressiva.6. De que maneira os processos de alterao atuam sobre rochas produzidas noinicio e no fim Serie de Bowen?Resposta:AsrochasdoiniciodaSeriedeBowensoformadasemgrandesprofundidadesealtastemperaturas,porissoestosujeitasasofreralteraeshidrotermais e no sofrem aes intempricas. J as rochas do fim daserie podem sofreraes hidrotermais e intempricas por serem formadas mais prximas a superfcie.7. De que maneira so repartidos nos minerais os vrios tipos de ligaes, nosvrios contextos geolgicos?Resposta:De maneira geral, as ligaes simples entre os tomos so mais fortes e,portanto, mais estveis do que as ligaes duplas ou triplas, que so menos estveis,sendo quebradas mais facilmente e reagindo. Ou seja, os minerais com ligaes simplesso mais estveis do que os minerais que possuem ligaes duplas e triplas entre ostomosdesuacomposio.Emumarochavulcnica,porexemplo,noexistiriamligaes metlicas, pois estas so fortes e como tempo de resfriamento seria pequeno,no haveria para essas ligaes se formarem. As rochas vulcnicas tero ligaes maisfracas do queas rochas formadas mais profundamente, pois estas tero ummaior tempode resfriamento e cristas mais bem formados, com interaes fortes entre si.8. As durezas so maiores em minerais produzidos no inicio ou no fim da evoluo da Serie de Bowen?Resposta:No inicio, poisos minerais com maior temperatura de cristalizao. Os mineraisrecm formados apresentam dureza maior, porque a composio do magma que geraesse minerais apresenta elementos metlicos emmaior quantidade. Ocorre uma exceopara o quartzo e o feldspato que so formados no final deSerie de Bowen.9. De que maneira os minerais podem ser formados no interior do planeta, em condies totalmente naturais?Resposta:Mudanas na temperatura e presso mesmo que momentneas, podem fundirosmineraismaistardiosepreservarosmaisprecoces.Ex:Deformaoemestadoplstico em estado rgido.10. Pode ocorrer alterao de minerais no interior doplaneta Terra?Resposta:Sim.Porquenointeriordoplanetaocorreumfenmenochamadohidrotermismo, que consiste naalterao de minerais pela circulao defluidos no interiorda crosta.11. Relacione o processo de cristalizao fracionada com as Sries deBowenResposta:Aevoluoqumicadomagmapormeioderesfriamentoeconseqentecristalizao denominada cristalizao fracionada. Este fenmeno muito importanteem discusses de composio qumica e mineralgica de rochas gneas. Tanto na fusoparcial, quanto na cristalizao fracionada, a composio qumica do magma evolui demfica para flsica. Em 1928, N.L.Bowen apresentou um modelo deevoluo magmticaconforme a explicao acima, com base nos ensaios fsico-qumicos e observaes derochas gneas naturais. Segundo o modelo dele, todas as variedades de rochas gneasso derivadas a partirde um nico magmaprimrio de composio basltico. A variedadequmica de rochas gneas devida diferenciao por meio de cristalizao fracionada apartirdomagmaprimriobasltico.Eleesclareceuaexistnciadereaesfsico-qumicas entre o magma e os minerais cristalizados, denominada de princpio de reao,epropsduassriesdereaoemfunodoresfriamentomagmtico:sriesdescontnua e contnua.

LISTA DE EXERCCIOS 3Cristalografia Qumica1. Quais so as propriedades dos minerais mais diretamente dependentes dastrocas qumicas entre os meios geolgicos e os minerais em desenvolvimento?Justifique.Resposta:Todasaspropriedadesrelacionadasaestruturaodosmateriaissodependentes de trocas qumicas. Um exemplo clssico disso a dureza do mineral. Ocrindon puro est no nvel 9 na escala de dureza de Mohs, mas quando contaminadocom impurezas pode pertencer ao nvel 3, provando que pequenas trocas qumicasinterferemnaspropriedades.Outrasdelasso:elasticidade,clivagemefratura(planosatmicosdeimpurezaspodemconferirfraturasaoinvsdeclivagensaummineral),densidaderelativa(maiorgraudetrocasqumicasinterferenestapropriedade),trao(impurezasdexidosdeferroconferemtraoavermelhado),corebrilho(trocasqumicasnasuperfciedomineralalteramestaspropriedades) epropriedades eletromagnticas.2. Qual o principal fator geolgico que resulta na mudana de uma ligao de tipoVan der Waals em Covalente naGrafita e no Diamante? Onde isto ocorre?Resposta:A profundidade onde ocorre a formao do cristal, pois em regies maissuperficiais temperatura e presso so menores proporcionando um meio de energiamais baixa. Este meio favorece a formao de ligaes mais fracas (Van der Walls), comoocorre na grafita. Em casos de meio geolgicos profundos, a temperatura e a pressoseromaisaltasocasionandoummeiodemaiorenergiae,portanto,formaodeligaes mais fortes (covalentes) como ocorreno diamante.3. Por que os feldspatos so a famlia mais comum de minerais na Crosta Terrestree no o tardioQuartzo? (Explique do ponto de vista qumico).Resposta:O silcio possui grande afinidade com o alumnio. Desta forma, a maioria dosmineraismaisestveisencontrariamestesdoiselementosassociados,naformadealuminossilicatos(feldspatossoaluminossilicatosdesdio,potssioeclcio).Joquartzo,composto nicaeexclusivamente porsilcio,teria suaformaodificultada,devido abundncia do alumnio como elemento qumico, e grande afinidade entresilcio e alumnio. Isto contabiliza a maior abundncia relativa de feldspatos na crostaterrestre.4. Por que os elementos volteis, embora sistematicamente presentes na maioriados contextos geradores de rochas, participam to pouco dos minerais destasrochas?Resposta:5. Explique, do ponto de vista qumico, o contexto geolgico que produz Solues Slidas.Resposta:6. Das famlias de minerais (das dos Sistemas Cristalino Cbico at aquelas dosistemaTriclnicodeCristalizao,quaisseroasmaiscomunsemgrandesprofundidades (por exemplo no MantoTerrestre)? Justifique.Resposta:Em grandes profundidades, sero encontrados minerais mais bem formados emais estveis (sistema cristalino cbico), devido a progresso mais lenta dos fatoresfsicos, como por exemplo, o resfriamento lento aolongo do tempo geolgico.7. Por que as associaes de elementos qumicos, na Tabela Peridica, em linhas ou colunas no correspondem mais ou menos diretamente s suas associaesnos vrios ambientes geolgicos? Justifique do ponto de vistaqumico.Resposta:Porque na tabela peridica os elementos foram agrupados de acordo com suassimilaridades:n.deeltronsnacamadadevalncia(famlias)a,ordemcrescenteden.atmico(perodos)etambmageologianofoilevadaemconsiderao. Os elementos que esto associados geologicamente e esto prximos natabelaperidica,estoassimdispostos,poisapresentamcomposioqumicaparecidas.8. Qual a repartio, na Tabela Peridica, dos bens minerais? Quais so asconseqncias deste fato?Resposta:Atabelaperidicadivididaemlinhahorizontaiseverticais.Comoconseqncia, elementos de uma mesma linha vertical, perodo, ou de uma mesma linhahorizontal, famlia, esto associados com certas classes de minerais. Os perodos soraramente de carter geolgico. Li, Be e B so elementos comuns em minerais ditospegmatticos.SieAlestofrequentementeassociados.Asfamliasomaisfrequentemente de carter geolgico. Em minrio deCu, normalmente haver Ag e Au.9. Por que a caracterstica de preponderncia de constituintes aninicos produzpropriedadesgeolgicasdefinidas,enquantoasassociaescatinicassouniversais e no distintivas?Resposta:Osnionsrestringemtantoasespciesdemineraisproporcionandoummonomineralidadeecomissomaioresteoresdoprodutodevidoexigirummeiomaisespecificoassuascondiesdeformao.Enquanto que os ctions fornecem propriedades aos minerais de maneira que elesocupem os mais variados contextos geolgicos, pois tendem a se dispersar por ummaterialproporcionandobaixosteoresdoprodutoemgrandesquantidadesdematerial.10. De que maneira um mineral pode ter este e no aquele mineral como vizinho,tomando-se por base os nmeros de coordenao das duas espcies minerais?Justifique.Resposta:A combinao de espcies diferentes de minerais depende do raio inico doselementos constituintes, alm de suas respectivas cargas e do ambiente de presso etemperatura. Tambm iroseassociar devidoproximidadedesuas caractersticasfsicas, qumicas e doambiente geolgico inseridos.11. De que maneira a alterao de um mineral ir interferir no clculo da suacomposioqumica(considerarapenasaalteraodiretamenteassociadaCristalizao Fracionada = Alterao Hidrotermal)?Resposta:Oclculodacomposioqumicabaseia-se,principalmente,nospesosatmicosdoselementosconstituintes destesminerais. Aalteraohidrotermalumprocesso de alterao metassomtica, no qual a H20, combinada em maior ou menorquantidadecom outros componentes qumicos comooCO2, F,etc,atua comofluidofortementeaquecidoesobaltapresso,frequentementenoestadosupercrtico,provocando a hidratao e/ou lixiviao de minerais silicticos, oxidao de sulfetos,aporte de ctions metlicos, entre outros processos, em uma dinmica que vai dependerdas condies termodinmicas e geoqumicas das rochas e do fludo envolvidos. Naesteira das alteraes hidrotermais e de processos associados de lixiviao, transporte edeposio de metais e outros elementos qumicos, ocorre alterao da percentagemdos elementos qumicos presentes no mineral, podendo assim interferir no clculoda suacomposio qumica