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Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales - (11)
  
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 04:04    Título del mensaje: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales - (11)  

Hace mucho que no escribo una "pequeña guía" en FMF y hace ya largo tiempo que me pidieron algo así. Últimamente, por razones obvias, he recibido muchas preguntas y me he dado cuenta de que mucha gente no tienen nada claro cómo se analizan los minerales. Así que voy a proponer esta pequeña guía, como una introducción a las diversas técnicas que existen, centrándome en las mas usuales en este campo.

Para los que saben ya algo o mucho sobre el tema, no voy a entrar en profundidades técnicas y voy a simplificar al máximo, con los riesgos que ello tiene. Entiendo que escribo para la gente que no tiene nada claro, no para los que saben.

LA ESPECTROSCOPÍA

Actualmente, la mayoría (si no todas) las técnicas de análisis de minerales son técnicas espectroscópicas. En líneas generales un "espectro" es una distribución de energía de una radiación (como la luz).
Es muy fácil entender qué es un espectro: pensad en nuestros ojos. Los ojos son un espectrógrafo natural: pueden distinguir colores. Lo que nosotros vemos como colores, en realidad son diferentes energías de la radiación luminosa. Cuando vemos un arco iris, en realidad nuestro cerebro está creando un espectro de luz.
Si fabricamos instrumentos que reconozcan "colores" (es decir, energías) de diferentes tipos de radiaciones (desde ondas de radio hasta radiaciones ionizantes, partículas cargadas, etc), estos instrumentos son los espectrómetros (también espectrógrafos o espectoscopios. Hay quien diferencia estos términos o los considera sinónimos. Yo tiendo a usarlos indistintamente).

Imaginad que tenéis una caja llena de pelotas de tenis. Lanzáis una pelota contra un aparato que mida la energía del impacto y anotáis la medida en un papel. Luego lanzáis otra, y otra. Ahora le pedís a un amigo con mas o menos fuerza que vosotros que lance unas cuantas y anotáis los resultados. Lo que veréis son dos "picos": las pelotas que lanzasteis vosotros se agrupan en torno a un máximo que promedia la fuerza con la que las lanzasteis. Y las de vuestro amigo, se agrupan en otro "pico".
Así, tendréis un espectro.

El mundo de la espectroscopía nace antes, pero comienza a revolucionar la Ciencia con Gustav Kirchoff (que muchos conocerán mejor por sus leyes sobre la electricidad). Kirchoff se dio cuenta de que un gas muy caliente emite luz de unos "colores" muy concretos que dependen con precisión de la composición del gas.
Rápidamente esto tuvo también aplicación en mineralogía: si calentamos en una llama de gas una pequeña cantidad de una muestra, los elementos, volatilizados, emiten sus "colores" particulares. Por ejemplo, el sodio emite una luz amarilla de una energía muy concreta...y que es la pesadilla de los astrónomos aficionados.

Esto no sólo permitió comenzar a estudiar la composición de minerales de otra forma, sino, mucho mas importante, nos permitió conocer la composición del Sol y ahora, en su versión moderna, nos permite conocer la composición de atmósferas extraterrestres, minerales de Marte, estrellas e incluso la atmósfera de algunos planetas extrasolares.

TÉCNICAS ESPECTROSCÓPICAS

Voy a dividir informalmente las técnicas de análisis de minerales en tres grupos: Técnicas "estructurales", Técnicas "elementales" y Técnicas "exóticas".

Las técnicas estructurales nos aportan información acerca de la estructura cristalina del mineral o los enlaces que forman los átomos de una muestra. También aportan información de composición (al fin y al cabo las estructuras y los enlaces dependen de la composición) pero no directamente.
Las técnicas elementales nos aportan información directa acerca de los elementos que componen una muestra.
Las técnicas que he llamado exóticas, son técnicas que raramente tienen uso a éste nivel y se usan mas en investigación. Describiré algunas para que os suenen.

TECNICAS ESTRUCTURALES

- Difracción de Rayos X (XRD)

Esta técnica, de la que este año (el año internacional de la cristalografía) se está hablando mucho, es quizá una de las técnicas de análisis mas poderosas que tenemos. Su aplicación nació con la Mineralogía, pero ahora es una herramienta fundamental en, por ejemplo, investigación biomédica, ya que es esencial en la resolución de estructuras macromoleculares, como proteínas.
Cada estructura, ya sea mineral o cualquier tipo de cristal, tiene un espectro de difracción característico. Conceptualmente, el instrumento es muy sencillo: consta de un goniómetro, una fuente de rayos X y un detector. La muestra se ilumina con rayos X y el detector va contando los rayos que difracta la muestra según el ángulo. Una muestra amorfa, por ejemplo, no difracta nada, y el detector no detecta nada al irse moviendo. Como veis, formalmente no es un espectro (distribución de energías), sino un gráfico con la medida de las interferencias constructivas de rayos X, según el ángulo de observación del detector, llamado "2 theta". Esto es la Ley de Bragg.

El concepto es tan simple que cualquiera puede construir un difractómetro. Yo mismo estoy montando uno para uso didáctico. La clave es la resolución, de la que hablaremos al final. Pero mas o menos eso debió pensar von Laue, que realizó los primeros experimentos de difracción de rayos X en 1912 y obtuvo el primer difractograma: el difractograma de una esfalerita.
Las posibilidades de la difracción de rayos X son enormes. En términos prácticos, la mas común es la difracción de polvo: la muestra se pulveriza hasta formar una harina muy fina. También se usa la difracción de monocristal, aunque nosotros la que mas usamos es la de polvo.
Desventajas: es una técnica destructiva y, usualmente, requiere una cantidad considerable de muestra, aunque ahora hay instrumentos que realizan la difracción con cantidades ínfimas.

- Espectroscopías vibracionales

Se basan en la interacción de los movimientos de vibración o rotación de los enlaces de moléculas o de la vibración de redes cristalinas con la luz. Hay dos grandes tipos:

Espectroscopía infrarroja:

Cada vez tiene un uso mas limitado en mineralogía, pero es muy importante en otros campos. No me voy a meter con ella.

Espectroscopía Raman:

Esta técnica es cada vez mas poderosa y encuentra mas aplicaciones. Ya es casi fundamental en mineralogía. Se basa en el "efecto Raman", cuyo nombre se debe a Sir Chandrasekhara Venkata Raman (1888-1970), un físico experimental indio que, junto con su estudiante Kariamanickam Khrisnan, descubrió este efecto en los años 1920. La combinación de las frecuencias de vibración de la estructura y los enlaces del mineral con la frecuencia de excitación de la luz, da lugar a lo que se denomina "dispersión Raman". De modo muy sencillo, la absorción de luz por parte de un enlace, da lugar a la desaparición del fotón de luz incidente y la emisión de un nuevo fotón de diferente energía. Esto se llama dispersión inelástica. Bueno, voy a parar de meterme en profundidades.

El espectro Raman de un cristal o de una molécula es específico de esa estructura concreta, ya que depende de su composición y su estructura cristalina. El espectro Raman aporta mucha informacion en ambos aspectos, pero no entrega la composición elemental. Es importante aclarar esto, ya que mucha gente no lo tiene nada claro.

Aunque Raman empezó a desarrollar sus espectrómetros en los años 20, se encontraba con una buena dificultad: la fuente de luz debe ser muy potente para poder producir un efecto Raman medible. Asi que hasta que no se hizo práctico el uso del láser, no tuvo lugar el primer renacimiento de la técnica. Con la aparición de los láseres de diodo potentes y las cámaras CCD, tuvo lugar el segundo renacimiento, que estamos viendo en los últimos años. Técnicamente, se ilumina la muestra con un láser potente y un CCD detecta las bandas de dispersión Raman, que aparecen en desplazamientos bien definidos respecto de la energía del láser de excitación.

La ventaja de la espectroscopía Raman es que es no destructiva y no requiere preparación de la muestra, es rápida y certera y permite realizar análisis a un coste muy bajo por análisis. Las desventajas son que no vale para todo: los metales no se pueden analizar con Raman, los minerales muy metálicos, los de color negro y los que tienen mucha fluorescencia se analizan con dificultad. Además, la interpretación correcta de los espectros Raman suele ser compleja.
Ahora hay instrumentos Raman muy asequibles, pero su utilidad en análisis de minerales es muy limitada: esto se debe a la resolución, de la que hablaremos al final.

TÉCNICAS "ELEMENTALES"

Son técnicas que nos aportan información directa acerca de los elementos que componen un mineral. Veamos las más comunes

- Técnicas basadas en la emisión de Rayos X

Estas técnicas consisten en excitar la muestra de modo que los elementos que las contienen emitan rayos X característicos. El espectro de estos rayos X característicos nos dice qué elementos contiene la muestra.

SEM-EDS

Es decir, microscopía de barrido-espectroscopía de energía dispersiva. Es una técnica muy poderosa aquí, ya que permite al mismo tiempo obtener imágenes de alta resolución y obtener la composición elemental de puntos muy pequeños, con lo que no hay cristal que se resista, por "micro" que sea. La EDS viene como un "efecto secundario" del propio sistema de obtención de imagenes del microscopio: la muestra se ilumina con un chorro de electrones. Los electrones, al chocar con la muestra, provocan la emisión de rayos X característicos. Como suelo explicar con frecuencia, los rayos X y los rayos gamma son la misma cosa. La diferencia es que los rayos X son un fenómeno "electrónico" y los gamma un fenómeno "nuclear". Si somos capaces de hacer que una radiación excitante (como un rayo de electrones) provoque "saltos" en los electrones de los átomos de la muestra, estos saltos llevarán aparejada la emisión de rayos X de energías muy bien definidas.

La SEM-EDS tiene la ventaja de que, con instrumentos modernos y un buen analista, proporciona resultados cuantitativos muy precisos y no requiere preparación de la muestra en general. La desventaja es que la muestra tiene que ser estable al vacío, no es muy sensible, por lo que solo detecta los elementos principales (suele detectar elementos hasta el 0.1%, pero por debajo del 1% no es muy fina) y los análisis no son rápidos. Otra desventaja importante es que no ve nada por debajo de carbono, aunque los equipos modernos llegan a ver el boro si está en cantidad apreciable.

EMPA

Es decir, microsonda electrónica. Esta técnica es fundamental en la mineralogía "científica" y se usa algo menos a nivel identificativo. Tiene mucha relación con la técnica anterior: un haz de electrones incide sobre un área muy pequeña de la muestra. Esto provoca la emisión de rayos X característicos de los elementos que componen la muestra. Estos rayos X se suelen estudiar de dos modos: EDS, como en el caso anterior, en el que el detector recoge todos los rayos y crea un espectro, o también en WDS, o espectroscopía de dispersión de longitud de onda, por medio de la cual el detector "sintoniza" longitudes de onda de rayos X determinadas.

La ventaja de ésta técnica es que nos permite obtener análisis elementales muy precisos, con mayores sensibilidades que SEM-EDS y mejores a nivel cuantitativo. Su desventaja es que no se usa con ejemplares que no se puedan "tocar": normalmente hay que preparar una "probeta" con la muestra.

XRF y APXS

O fluorescencia de rayos X. Como en el caso de la fluorescencia a la que estamos habituados, la muestra se ilumina con rayos X de determinada energía. Los elementos absorben los rayos X y emiten rayos X característicos que permiten conocer los elementos que componen el mineral.

Una técnica relacionada es la APXS, en la que la muestra, en lugar de con rayos X, se ilumina con rayos alfa. Esto tiene varias ventajas: mayor eficiencia de producción de rayos X característicos, mayor versatilidad de diseño y menor coste por análisis. Además, es una técnica muy útil para análisis de metales.

Una de las principales desventajas de éstas técnicas es que no son muy útiles en "micros", ya que la radiación de excitación suele formar abanicos, aunque con el uso de colimadores se pueden determinar áreas pequeñas. Otra desventaja importante es que no suelen detectar elementos por debajo de sodio.

En general, estas técnicas "elementales" dan un espectro en el que cada pico se corresponde con un elemento químico, a diferencia de las otras técnicas.

- Técnicas basadas en otros principios

ICP-MS

o Espectroscopía de masas con plasma de acoplamiento inductivo. Yo he usado esta técnica en varias ocasiones, aunque no es muy conocida por aquí. Es otra técnica muy poderosa, ya que permite obtener un análisis cuantitativo completo de la muestra, incluyendo los elementos traza. Así, es muy útil por ejemplo, para determinar el contenido en tierras raras en una fluorita...
Esta técnica se usa cada vez mas con minerales gracias a la "ablación láser": un láser potente incide sobre el mineral y vaporiza sus elementos. Una corriente de argon arrastra el material vaporizado hasta una antorcha de plasma, donde se ioniza. Los iones se distribuyen según su masa, obteniendose la composición. Además de información elemental, la técnica puede proporcionar información isotópica, que tiene mucho interés científico.

Espectroscopía de absorción atómica

Esta técnica es todo un clásico. La muestra se disuelve en un ácido y se vaporiza en un quemador con una llama. Una lámpara ilumina la llama y un detector mide las longitudes de onda de luz absorbidas por la llama, que dependen de los elementos de la muestra vaporizada. Esta técnica se ha usado mucho, aunque a nosotros nos interesa menos porque es destructiva y además requiere cierta preparación de la muestra.


TÉCNICAS "EXÓTICAS"

- Espectroscopía Mössbauer

Esta técnica, aunque poco conocida por el público, ha sido muy importante en geoquímica y mineralogía. Se ha usado por ejemplo en la caracterización de rocas lunares y en Marte. Se basa en el efecto Mössbauer, descubierto por el físico del mismo nombre en 1957. Este efecto, complejo para contar aquí, se basa en la absorción y emisión resonante de rayos gamma por parte de núcleos atómicos. Una aplicación muy importante, por ejemplo, es la determinación de Fe(II) y Fe(III) en minerales.

- XPS

O espectroscopía fotoelectrónica de rayos X. Esta técnica tampoco es muy conocida, sin embargo es una técnica analítica muy potente que poco a poco irá encontrando mas aplicaciones. Tiene la ventaja de que, a diferencia de SEM-EDS o XRF, permite el análisis cualitativo y cuantitativo preciso de todos los elementos, excepto hidrógeno. LA técnica se basa en la iluminación de la superficie del mineral con rayos X. Esto da lugar a la emisión de electrones por efecto fotoeléctrico. Estos electrones emitidos tienen energías muy bien definidas, llamadas "energías de ligadura". Tan definidas que un átomo de un mismo elemento, pero en diferente estado de oxidación, tiene un "desplazamiento" en su energía de ligadura que puede ser medido.
Por ejemplo, imaginemos que analizamos un óxido de hierro. La técnica no sólo nos dice que contiene O y Fe, sino que nos dice exactamente en que estado están los átomos de hierro, identificando claramente el óxido de que se trata.

- ANN

Análisis por activación neutrónica. Esta técnica permite obtener análisis cuantitativo muy preciso de la muestra, incluyendo componentes que están en traza. Se basa en la irradiación de la muestra con neutrones térmicos. Los átomos de la muestra los capturan, transformándose en isótopos radiactivos. La emisión de rayos gamma por estos nuevos isótopos formados permite la identificación de los elementos de la muestra. Esta técnica, aunque muy útil, tiene un pequeño problema: no es fácil obtener una fuente de neutrones eficaz. Por ello, se realizan en reactores nucleares y hay otras fuentes. Pero...aunque parezca mentira, no es fácil de conseguir el material, pero el principio físico es tan simple que puede hacerse de modo "casero" con bastante facilidad.

Hay muchas mas técnicas de análisis en nuestro arsenal, pero creo que todas estas son las mas conocidas e usuales.

En resumen, las técnicas de análisis mas típicas con las que os vais a encontrar son:

identificación estructural

XRD
Raman

Análisis elemental

SEM-EDS
XRF y APXS (yo)

y, raramente, vereis EMPA e ICP-MS, que también ofrecen análisis elemental. Muy raro será que os encontreis otras técnicas.
Conviene tener mas o menos claro ésta cuestion. Por ejemplo, se puede identificar una fase mineral sin necesidad de tener su composición elemental (caso de Raman). Se puede identificar a través de su composición elemental también. Y en ocasiones la composición elemental por si misma no permite obtener una identificación, siendo necesaria una técnica "estructural". Creo que este punto en concreto conviene tenerlo claro, ya que hay muchas dudas al respecto. Tened en cuenta que una especie mineral es el resultado de su composición y de su estructura.

La RESOLUCIÓN

La resolución, es decir, la capacidad del instrumento para distinguir finamente entre dos elementos o señales, es un factor esencial en la utilidad de un instrumento. Por ejemplo, un equipo Raman útil en identificación mineral, debe tener una resolución mínima de 2-3 cm-1 e ideal de 1 cm-1. Un equipo portatil con una resolución de 10 cm-1 o más, da lugar a problemas.
El desarrollo de la instrumentación analítica implica una reducción del coste asociado al incremento de resolución. A mas resolución, mayor precio, en general dependiente: multiplicar la resolución por diez implica multiplicar por diez el precio. Hay otros factores importantes, pero para que os hagais una idea, la resolución suele marcar la diferencia entre un instrumento profesional y uno didáctico, por ejemplo.

Espero que esta pequeña guía resulte orientativa y sea comprensible. La iré modificando para corregir errores y aclarar cosas.



2014-03-12 16.07.50.jpg
 Descripción:
Un equipo de SEM-EDS típico. Bastante antiguo, pero funcional. Con la "cubanización" que estamos viviendo en España, conviene estirar la vida útil de los instrumentos hasta límites insospechados.
 Visto:  18550 veces

2014-03-12 16.07.50.jpg



oro ().jpg
 Descripción:
Un espectro EDS típico, en este caso de una aleación de oro. EDS nos proporciona información elemental.
 Visto:  18634 veces

oro ().jpg



2014-03-12 17.42.39.jpg
 Descripción:
Un difractómetro de rayos X. Tiene el goniómetro, un emisor de rayos X y un detector, uno a la izquierda y el otro a la derecha.
 Visto:  18545 veces

2014-03-12 17.42.39.jpg



drx pirrotita.jpg
 Descripción:
un espectro de difracción de rayos X típico, en este caso de una pirrotita
 Visto:  18549 veces

drx pirrotita.jpg



raman.jpg
 Descripción:
Un típico espectro Raman
 Visto:  18611 veces

raman.jpg



raman_with_his_spectrograph.gif
 Descripción:
Raman con uno de sus primeros espectrómetros, en los años 20. Como el mismo dijo, para hacer ciencia solo hace falta trabajo duro y pensamiento independiente. Sus primeros aparatos eran caseros y de bajo coste, pero eficaces.
 Visto:  18525 veces

raman_with_his_spectrograph.gif



my apxs.jpg
 Descripción:
Modelo "mark I" de espectrómetro APXS, usado sobre todo para divulgación.
 Visto:  18546 veces

my apxs.jpg



experimental spectrometer.jpg
 Descripción:
Mi siguiente desarrollo, "mark II", APXS y XRF combinados en un diseño para análisis de minerales.
 Visto:  18556 veces

experimental spectrometer.jpg



apxs.jpg
 Descripción:
Espectro APXS a alta resolución. Como veis, en este caso también tenemos información de la composición elemental.
 Visto:  18571 veces

apxs.jpg


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yowanni
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MensajePublicado: 13 Mar 2014 08:37    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Muy interesante Cesar :-)
_________________
Jonathan
-----------------------------------
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MensajePublicado: 13 Mar 2014 08:46    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

yowanni escribió:
Muy interesante Cesar :-)

Más que eso: ¡magistral! (as usual ;-)

Este hilo va directo a: "Apuntes de Ciencia y Minerales" (Este Foro se ha creado para impulsar y promover todas las iniciativas relacionadas con la investigación científica de los minerales y quiere ser una especie de sección VIP de FMF en donde se irán poniendo aquellos temas que destaquen por su calidad y profundidad científica)
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Egor Gavrilenko




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 09:38    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Muy buen resumen, enhorabuena!
_________________
Egor Gavrilenko
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mmarte




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 10:14    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Muy interesante guía para los no iniciados y también para refrescar conceptos a los más expertos. Gracias César.

Sólo quiero hacer un comentario y dos cuestiones que me surgen.

El comentario:

Para diferenciar de otras técnicas más clásicas (como análisis químicos, por ejemplo) ¿no sería mejor titular "Pequeña guía sobre las técnicas físicas (atómicas o moleculares) de análisis de minerales" o algo parecido? No sé.

Dos cuestiones:

1.- La gente que conozco que trabaja en Física de Estado Sólido con los microscopios electrónicos (tanto de barrido SEM como de transmisión TEM), además del análisis del espectro de rayos X también utilizan la información que dan los patrones de difracción de los electrones. ¿No se utilizan éstos últimos en el análisis de minerales?

2.- Por otro lado, la difracción de neutrones es otra técnica muy habitual para el estudio de materiales con átomos con poca corteza atómica y materiales con algún tipo de propiedad magnética. ¿Se utilizan alguna vez en el análisis de minerales?

Reitero mi enhorabuena.

-- Agus
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 11:18    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Gracias por los comentarios, me alegro de que os haya resultado interesante. Veamos las preguntas

mmarte escribió:
Para diferenciar de otras técnicas más clásicas (como análisis químicos, por ejemplo) ¿no sería mejor titular "Pequeña guía sobre las técnicas físicas (atómicas o moleculares) de análisis de minerales" o algo parecido? No sé.


Actualmente las técnicas clásicas, como los análisis químicos por vía húmeda, o la microscopía química, que se usó muchísimo en análisis de minerales y a mi me encanta, forman parte mas bien de la didáctica y la historia de la Química. Actualmente el "análisis químico" es básicamente un análisis espectroscópico.

mmarte escribió:
1.- La gente que conozco que trabaja en Física de Estado Sólido con los microscopios electrónicos (tanto de barrido SEM como de transmisión TEM), además del análisis del espectro de rayos X también utilizan la información que dan los patrones de difracción de los electrones. ¿No se utilizan éstos últimos en el análisis de minerales?


La difracción de electrones tiene un uso mucho mas limitado y, que yo sepa, apenas se usa en mineralogía, ya que la XRD es mucho mas versátil y útil. Lo primero porque para usarla, la muestra debe ser transparente a electrones, por lo que debe prepararse en láminas muy finas. Se usa sobre todo en TEM. Puede ser muy útil para resolver estructuras cristalinas y se usa en investigación de materiales con frecuencia. Además, hay una práctica muy bonita, que es la difracción de electrones del grafito. Pero esta técnica podría ir en el grupo de exóticas, ya que es raro que la veáis con minerales.

mmarte escribió:
2.- Por otro lado, la difracción de neutrones es otra técnica muy habitual para el estudio de materiales con átomos con poca corteza atómica y materiales con algún tipo de propiedad magnética. ¿Se utilizan alguna vez en el análisis de minerales?


Ahí me has pillado. La difracción de neutrones es una técnica que no conozco y la verdad es que no se si se usa o ha usado alguna vez con minerales.



lauegrama.jpg
 Descripción:
El primer patrón de difracción de rayos X (XRD) de la historia: la esfalerita, analizada por von Laue.
 Visto:  18415 veces

lauegrama.jpg


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Ricard53




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 12:53    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Pues reconozco que después del leer el titulo, la sensación que me ha quedado es como un hoooooo!! de desengaño, el articulo me parece estupendo y nos da una visión de la espectrografía a los neófitos pero a los aficionados digamos de a pie como yo y estoy seguro que muchísimos foreros coincidirán, no tenemos acceso a todo este instrumental de alta tecnología, y al leer el titulo inmediatamente pensé, por fin!! una guía, unas nociones de la analítica que nosotros los no científicos, como he dicho antes lo que los aficionados de a pie tenemos más a nuestro alcance, que es el análisis químico, que creo que también es un campo bastante olvidado en la literatura del ramo digamos entendible para todos los niveles, digamos una guía o pequeña guía, como aquellas ya antiguas guías para torpes famosas.

Esto no quita para felicitar a Cesar por esta nueva pequeña guía que nos ofrece para abrirnos a este campo, el de la analítica espectroscópica, gracias.

_________________
Ricard Mocholí
Grup Mineralògic Català

El nacimiento de la ciencia fue la muerte de la superstición.
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Alfredo Petrov




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MensajePublicado: 13 Mar 2014 18:25    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Acerca del uso de difracción de neutrones en la mineralogía, un amigo mio recién lo ha usado en los EE.UU. para comprobar que los lindos cristales de oro nativo que provienen de Venezuela son de verdad mono-cristales y no algo sintetizado por echar oro fundido en moldes como algunos habían sospechado (en cual caso hubieran sido polycristalinos). Se indica el uso de neutrones para el estudio del interior del oro porque los rayos-x tienen poco poder penetrante en metales tan densos. Lastimosamente, por la acción de neutrones, el oro se vuelve fuertemente radioactivo durante varios meses, ahora guardado por el gobierno bajo estrictos controles de seguridad hasta que disminuye la radiactividad, así que un buen motivo por NO usar técnicos de difracción de neutrones si no es absolutamente imprescindible.
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 19:23    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Ricard53 escribió:
Pues reconozco que después del leer el titulo, la sensación que me ha quedado es como un hoooooo!! de desengaño, el articulo me parece estupendo y nos da una visión de la espectrografía a los neófitos pero a los aficionados digamos de a pie como yo y estoy seguro que muchísimos foreros coincidirán, no tenemos acceso a todo este instrumental de alta tecnología


Cuanto siento que te haya decepcionado. Lo cierto es que no estoy de acuerdo en una cosa: todos teneis acceso a este instrumental. Tal vez no a "pulsar los botones", pero si a sus resultados, que es lo importante.
Consideraba importante que la gente, el neófito y los aficionados digamos de a pie, por citar tus palabras, entendieran un poco cómo se llevan a cabo los análisis que confirman las especies que se ven por ahí, como se estudian los materiales de los museos, etc. Se me ocurrió redactar esta pequeñísima introducción, debido a muchas preguntas que me hace la gente, para que entiendan que eso de los espectros y que no hace falta necesariamente un análisis de los elementos para identificar un mineral, ya que el mineral es el conjunto de sus elementos y su estructura.

Cita:
al leer el titulo inmediatamente pensé, por fin!! una guía, unas nociones de la analítica que nosotros los no científicos, como he dicho antes lo que los aficionados de a pie tenemos más a nuestro alcance, que es el análisis químico, que creo que también es un campo bastante olvidado en la literatura del ramo digamos entendible para todos los niveles, digamos una guía o pequeña guía, como aquellas ya antiguas guías para torpes famosas.


Pero ya hay mucha bibliografía al respecto!. Yo mismo publiqué una guía de determinaciones químicas clásicas muy accesible para aficionados, dada la pequeña cantidad de productos, el mínimo riesgo y el bajo coste de los materiales que implica. En cosas mas tipo "tubo de ensayo", hay bastantes textos. Los químicos hemos seguido siempre una "biblia" de estas cosas, que es el Burriel, un gran manual con tropecientos ensayos para todos los elementos, que abarcan desde ensayos en un tubo de ensayo, análisis a la gota, separaciones, tubo cerrado y abierto, etc etc. Hay mas manuales de análisis clásico "húmedo", tanto a escala semi-micro (tubo de ensayo y vasitos) como micro (placas de gotas, portas de microscopio...). De todos modos, dos cosas:

- una, precisamente lo que pretendía aclarar era el concepto análisis químico. Ahora un análisis químico no es como en los tiempos de Proust. Lo que yo he contado son análisis químicos.

- como profesional de la química, tengo sentimientos encontrados con este tipo de cosas. Por un lado me encanta que la gente practique y se apasione con la química, se monte su pequeño laboratorio y aprendan un poco de química. Pero muchas veces no se tiene el background suficiente y uno se puede poner en peligro tontamente o bien puede no utilizar adecuadamente los materiales o no saber interpretar adecuadamente lo que ven y al final generar mas confusión, porque un análisis clásico "serio" realmente es muy complejo.

No obstante, si alguien se anima a llevar el timón de un trabajo, titulado por ejemplo "Manual de determinaciones semimicro y microquímicas para el mineralogista" o "Determinaciones químicas clásicas para el coleccionista de minerales", algo así, centrado en pruebas útiles realizadas con minerales, con fotos de los colorines que salen (algo que se echa en falta a veces) y que sea mas visual y accesible al aficionado de "a pie", yo estaría encantado de echar una mano, contribuir, publicarla o lo que haga falta. Creo que quedaría bonito. Buenas ideas no faltan, lo que faltan son apoyos, manos y dedos para trabajar y teclear.

Ricard53 escribió:
...Esto no quita para felicitar a Cesar por esta nueva pequeña guía que nos ofrece para abrirnos a este campo, el de la analítica espectroscópica, gracias.


Se agradece, pero no merece felicitación. Vista además la falta de preguntas al respecto, imagino que habrá quedado una guía muy poco práctica. O aburrida. O muy bien explicada, quien sabe..:))



precipitado cobre tiocianato.jpg
 Descripción:
Un ejemplo de a lo que podría referise Ricard: aspecto de un ensayo de cobre con tiocianato.
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precipitado cobre tiocianato.jpg


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MensajePublicado: 21 Mar 2014 19:50    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Cesar M. Salvan escribió:
...No obstante, si alguien se anima a llevar el timón de un trabajo, titulado por ejemplo "Manual de determinaciones semimicro y microquímicas para el mineralogista" o "Determinaciones químicas clásicas para el coleccionista de minerales", algo así, centrado en pruebas útiles realizadas con minerales, con fotos de los colorines que salen (algo que se echa en falta a veces) y que sea mas visual y accesible al aficionado de "a pie", yo estaría encantado de echar una mano, contribuir, publicarla o lo que haga falta. Creo que quedaría bonito. Buenas ideas no faltan, lo que faltan son apoyos, manos y dedos para trabajar y teclear...

Recogiendo la idea de César, recordar que pese a que ha dejado de ser accesible (la web del autor parece tener problemas) sigue existiendo el muy útil trabajo de Pedro Prado Herrero "Limpieza de Minerales" (ver: Bocamina + libro Pedro Prado = gran pérdida - Una solución por favor) que si volviese a ser accesible "oficialmente" podría ser una buena base para elaborar algo como lo que César propone.

Vamos a ver si conseguimos coordinar algo con este tema porque desde luego parece imprescindible aclarar algunos conceptos antes que alguien se haga daño o algún buen mineral se destruya ;-)
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 20:03    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Foro FMF escribió:
Vamos a ver si conseguimos coordinar algo con este tema porque desde luego parece imprescindible aclarar algunos conceptos antes que alguien se haga daño o algún buen mineral se destruya ;-)

Cierto, se me olvidaba ese detalle: ahora, y en eso ponía acento yo, las técnicas de análisis mas usuales con las que nos vamos a encontrar a este nivel son no-destructivas. Es decir, no hace falta machacar, torturar, amputar o chamuscar ningún ejemplar. Es una preocupación habitual de quien necesita soporte analítico.
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Jose F. Castro Medina




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 22:28    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Buenas noches César, pues eso está muy bien saberlo, que no se destruye la muestra, pues a lo mejor muchos coleccionistas y buscadores solo tienen una muestra de lo que no saben qué es y ni la mandan a analizar ni le hacen ninguna prueba por miedo a perderla.
Un saludo

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María Jesús M.




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 22:55    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

Hola César, el resumen sobre las técnicas analíticas que nos has proporcionado me parece perfecto.

Pero…¿puedes decirnos qué técnicas usas en los análisis que ofreces a los usuarios del foro?.

Buen fin de semana
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Cesar M. Salvan




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 23:17    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales  

María Jesús M. escribió:
Pero… ¿puedes decirnos que técnicas usas en los análisis que ofreces a los usuarios del foro?.

Buen fin de semana


Bueno, FMF no admite mensajes de tipo comercial y en este caso, aunque sea discutible cuan "comercial" es la cosa, lo es. Información de ese tipo mejor vía email o consultar en la página web.
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María Jesús M.




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MensajePublicado: 21 Mar 2014 23:34    Título del mensaje: Re: Pequeña guía sobre las técnicas de análisis de minerales - (11)  

OK
Nos vemos en MP, mis disculpas.
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