PORTFÓLIO Química e Ciência dos Materiais

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UNIVERSIDADE ANHANGUERA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECANICA
PORTFÓLIO Química e Ciência dos Materiais
 Materiais e Tratamentos Térmicos: Exigências dos Materiais Utilizados em Engenharia
Janeiro de 2024
 SUMÁRIO
Introduçao..................................................................................3
Propriedades mecânicas ............................................................4
Objetivo......................................................................................5
O experimento...........................................................................6
Condutividade eletrica...............................................................6 
Condutividade Termica...............................................................8 
Teste de dureza..........................................................................10
Referencia bibliografica..............................................................12
Introduçao
EXIGÊNCIAS DOS MATERIAIS UTILIZADOS EM ENGENHARIA 
Os materiais à disposição dos engenheiros e projetistas são divididos em três grupos principais: materiais metálicos, materiais polímeros e materiais cerâmicos. Os materiais metálicos são caracterizados pelas propriedades como: elevada dureza, alta plasticidade, grande resistência mecânica e alta condutibilidade térmica e elétrica. São substâncias inorgânicas compostas por um ou mais elementos metálicos e podem conter elementos não metálicos. Podemos encontrar materiais metálicos nos mais diversos setores industriais, como: construção civil, indústria automobilística, aeronáutica, eletrônica, biomédica, transportes, utensílios de cozinha etc. Os materiais polímeros diferentemente dos materiais metálicos são maus condutores de eletricidade. Em geral são usados como isolantes elétricos. A resistência e a ductilidade variam muito, além de amolecerem ou se decomporem a baixas temperaturas. Representam um grande número de substâncias, alguns materiais orgânicos de ocorrência natural e outras sintéticas, ou seja, apresentam grande quantidade de átomos carbono em sua composição. Conhecidos como plásticos, podemos citar como exemplo: polietileno, nylon, polietileno tereftalato (PET), entre outros.Os materiais cerâmicos são constituídos por elementos metálicos e não- metálicos e podem ser naturais ou sintéticos preparados à base de óxidos e/ou não óxidos ligados por ligações de caráter misto (iônico-covalente). Subdividem-se em alguns grupos: cerâmicas tradicionais, vidros, abrasivos, cimentos e cerâmicas avançadas.
Em geral, resistem a altas temperaturas, tem alta dureza, frágeis a impactos mecânicos e são bons isolantes térmicos e elétricos. Tomamos como exemplos de materiais cerâmicos: telhas, louças, porcelanas, azulejos, tijolos, entre outros. Mas como podemos conhecer todas essas características e sabermos qual tipo de material garante uma boa qualidade de aplicação no produto final? Para obtermos sucesso em qualquer projeto, precisamos conhecer as propriedades dos materiais. Afinal, quais são estas propriedades e como podemos obter esses dados? Independente da aplicabilidade, os materiais estão sujeitos a qualquer tipo de estímulo gerando assim uma resposta. De acordo com Callister (2016), o tipo e magnitude dessa resposta é uma característica de um material, denominada propriedade. Callister (2016) afirma que as propriedades são divididas em seis categorias: mecânica, elétrica, térmica, magnética, óptica e de deterioração. Neste capítulo estudaremos as propriedades mecânicas, elétricas, térmicas e como estas podem ser obtidas.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
As propriedades mecânicas estão relacionadas com a deformação que o material sofre quando uma força ou carga lhe é aplicada (CALLISTER, 2016). São exemplos de propriedades mecânicas: resistência mecânica (permite que o material seja capaz resistir a esforços como tração e compressão), elasticidade (capacidade do material se deformar quando é aplicada uma carga e retomar a sua estrutura inicial quando o esforço é retirado), plasticidade (capacidade do material se deformar quando é aplicada uma carga e não retornam a sua posição de origem após a remoção desta carga), dureza (medida da resistência de um material sob uma deformação plástica localizada) e fragilidade (baixa resistência aos choques). Dentre os ensaios disponíveis para obtenção das propriedades mecânicas (tração, dureza, compressão e fadiga), os ensaios de dureza são frequentemente usados pelos seguintes motivos: são simples e baratos (não há necessidade de corpo de prova especial), é não destrutivo (o corpo de prova não é deformado, deixando apenas uma marca na peça) além disso, outras propriedades mecânicas podem ser estimadas a partir dos dados de dureza. CALLISTER (2016) apresenta quatro técnicas de ensaios de dureza: Brinell, Microdureza Vickers, Microdureza Knoop, Rockwell e Rockwell Superficial. Os ensaios de dureza Rockwell é o mais utilizado, por dois motivos: simples execução e não exigem quaisquer habilidades especiais. No sistema de dureza Rockwell, a carga é aplicada em duas etapas: pré-carga, a fim de obter um contato firme entre o corpo de prova e o penetrador, e em seguida a carga do ensaio é aplicada. A leitura do grau de dureza é realizada em um mostrador acoplado à máquina de ensaio, Figura 1.
 Figura 1 – Mostrador do grau de dureza. Fonte: Telecurso 2000. 
Ao observarmos a Figura 1, notamos que existem duas escalas (vermelha e preta). A leitura da escala está relacionada com o tipo de penetrador usado. Se usarmos o penetrador cônico de diamante, a leitura deve se na escala externa do mostrador (cor preta), e caso o penetrador for tipo esférico, a leitura deverá ser feita
 Objetivo 
Este experimento demonstra o tratamento térmico em materiais. Iremos medir a dureza de diferentes tipos de materiais (cerâmica, metal e compósito natural). Assim, iremos comparar as propriedades (condutividade térmica, condutividade elétrica, dureza e alongamento) desses materiais.
ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
Os materiais são de importância fundamental na engenharia. O conhecimento dos tipos de materiais e a diferenciação das propriedades têm a finalidade ajudar os profissionais na correta escolha do material para cada aplicação.
 O EXPERIMENTO
Neste experimento, você utilizará dois dos equipamentos utilizados em um laboratório de materiais. São eles: durômetro e equipamento universal para ensaio de tração. No ensaio, você irá medir a corrente dos materiais através de um circuito, obter a temperatura destes por meio de um termômetro, submeter os ao teste de dureza no durômetro e por fim, submetê-los ao ensaio de tração e analisar os resultados.
 SEGURANÇA
Esta prática pode oferecer riscos ao profissional que a executa. Portanto, durante todo o experimento, devem ser usados os seguintes equipamentos de proteção individual (EPIs): jaleco, sapato fechado e óculos de proteção. Tais materiais protegerão o corpo como um todo.
CENÁRIO
O ambiente do experimento é um laboratório de materiais. A prática será realizada em bancadas. Na bancada há: quatro amostras de materiais, sendo um pedaço de azulejo (cerâmica), uma barra de ferro (metal), um pedaço rígido e flexível de polímero e um pedaço de madeira (compósito natural); um durômetro; fios condutores; gerador de ddp (pilha); alicate amperímetro; bico de Bunsen (ou outro dispositivo incendiário); termômetro; equipamento universal para ensaio de tração e um suporte isolante térmico.
 CONDUTIVIDADE ELÉTRICA
É uma medida de quantidade elétrica quando os materiais conseguem transportar neles mesmos, considerando que as amostras apresentadas possuam em especifico o mesmo átomo que carregue a quantidade de carga elétrica.
Durante os testes realizados nesta experiencia, foi utilizado o multímetro para a verificação da tensão elétrica no gerador de DDP, em seguida foi feita a verificação da densidade elétricaatravés do alicate amperímetro que é responsável por realizar a medicação de corrente elétrica nos corpos de prova.
Após essa etapa, o teste realizado quanto a condutividade elétrica foi finalizado.
Logo abaixo como poderá ser visto na figura 1, será demostrado como foi feito o teste nos 4 corpos de prova dos matérias no laboratório virtual. Já os resultados que foram alcançados durante a realização do experimento será mostrado conforme a tabela 1.
Figura 1 – Demonstra como foi realizado a medição de condutividade elétrica nos corpos de prova.
Tabela 1- Resultados observados após o teste de condutividade elétrica nas amostras dos matérias.
Como observado acima, esses foram os procedimentos utilizados nos corpos de prova e os resultados adquiridos durante o teste.
Pode-se notar que a condutividade normalmente vai variar para os diferentes estados sólidos da matéria entre alta, baixa e isolante. Nos compostos sólidos como a madeira, cerâmica ou polímero ela é tão baixa que eles podem ser considerados isolantes, já os metais como o ferro possuem bons condutores elétricos.
 CONDUTIVIDADE TÉRMICA
A condução térmica é a transmissão de calor através de um material.
Como podemos saber quais os materiais terão a melhor condutividade térmica?
Para descobrir isso, eles devem ter as mesmas dimensões e devemos aquece-los na mesma fonte de calor e com a mesma intensidade, além disso precisaremos de um indicador para nos
mostrar quando a amostra do material alcançou a determinada temperatura, para isso utilizaremos um termômetro.
Para adquirir essas respostas foi realizado um experimento em 4 corpos de prova, sendo que, dois deles a madeira e o polímero não foram testados devido a degradação dos mesmos se fossem elevados em altas temperaturas. Quanto aos corpos de prova o ferro e a cerâmica tendo o mesmo dímetro e comprimento, foram levados para ensaio de condutividade térmica. Ambos foram movidos para a garra, foi aberto a válvula de gás e acendido o bico de Bunsen que é uma fonte de calor de pequeno porte com uma chama ajustável, após o aquecimento de ambos foram observadas as temperaturas dos materiais tanto da extremidade aquecida como da extremidade oposta.
Após essas etapas, o teste realizado quanto a condutividade térmica foi finalizada.
Logo abaixo na figura 2, será demostrado como foi feito os testes nos 2 corpos de prova, quanto aos resultados que foram obtidos será mostrado conforme a tabela 2.
Figura 2- Mostra como foi realizado os testes de condutividade térmica em dois corpos de prova.
Na tabela 2- Observa-se os resultados obtidos durante a medição da temperatura em ambas as extremidades dos corpos de prova. 
Os matérias foram aquecidos durante 60 segundos marcados no cronômetro, durante essa escala de tempo foi possível notar que ambas as extremidades das amostras há uma diferença quando ao aquecimento. Na amostra do ferro há uma diferença de 9°C quando foi medido a extremidade aquecida da extremidade oposta. Já na amostra da cerâmica a diferença da extremidade aquecida para extremidade oposta é de 72 °C, neste experimento foi visto que a cerâmica esquentou mais rápido do que o ferro.
 TESTE DE DUREZA
As durezas são medidas relativas de um material para o outro, devido a isso deve-se ter cuidado ao comparar valores determinados em testes realizados por diferentes técnicas. Os testes de dureza são simples e baratos, não sendo destrutivos e normalmente podendo estimar algumas propriedades dos materiais a partir da dureza como também pode ser capaz de estimar qual a capacidade de um material resistir a perfuração ou a deformação referente a outro.
Os dados do teste de dureza foram obtidos através do durômetro portátil que foi responsável pela medição.
Os 4 corpos de prova foram selecionados separadamente e movidos para a posição de medição que foi registrada no display e em seguida o durômetro foi devolvido para a bancada. Na figura 3 será mostrado como foi feito o teste. Quanto aos resultados obtidos das amostras será mostrado na tabela 3.
Baixado por Elpidio Pinheiro (elpidiolp@gmail.com)
Na tabela 3- Observa-se os resultados obtidos durante a medição. No teste de dureza realizado nas amostras é possível observar que o ferro possui maior resistência quando comparado a cerâmica e que o polímero é mais resistente que a madeira.
Na tabela 3- Observa-se os resultados obtidos durante a medição.
No teste de dureza realizado nas amostras é possível observar que o ferro possui maior resistência quando comparado a cerâmica e que o polímero é mais resistente que a madeira.
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CALLISTER, Jr., W.D. Ciência e engenharia de materiais: Uma introdução – Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2016. 9. Ed
GOTO, Hudson; RIBEIRO, João Paulo Caixeta; CENTOFANTE, Roberta. Materiais da Construção. Porto Alegre: SAGAH EDUCAÇÃO S.A, 2018. 303 p. ISBN 978-85-9502-772- 5.
Telecurso 2000 profissionalizante. Ensaios de materiais. São Paulo 1997. Aula 12. Disponível	em:
http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/EngMec_NOTURNO/TM336/dureza%20rockwell.p df. Acesso 04/09/2021.
Polímeros	condutores.	Disponível	em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc11/v11a03.pdf. Acesso 16/09/2021.
UNIVERSIDADE ANHANGUERA – POLO LENÇOIS PAULISTA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECANICA
PORTFÓLIO Química e Ciência dos Materiais
 Reações Químicas Metalográficas
ALUNO : ELPIDIO JOSE PINHEIRO 
Lençois Paulista , Sao Paulo 
Janeiro de 2024
 SUMÁRIO
Introduçao..................................................................................15
Objetivo......................................................................................17
O experimento...........................................................................18
Referencia bibliografica..............................................................22
INTRODUÇAO
REAÇÕES QUÍMICAS METALOGRÁFICAS
A Metalografia é ramo da ciência que estuda a microestrutura dos metais e suas ligas. É importante notar que diversas propriedades físicas e mecânicas das ligas metálicas são diretamente relacionadas às suas microestruturas e aos microconstituintes presentes nas ligas. Desta forma, é possível se prever o comportamento de uma determinada peça metálica, a partir do conhecimento das microestruturas presentes naquela peça. Diferentes técnicas metalográficas permitem a observação e determinação da estrutura química e atômica das amostras, identificando fases e microconstituintes estruturais, a distribuição espacial dos grãos, além de inclusões, impurezas e defeitos. Em comum, estas técnicas envolvem a preparação das superfícies das peças, seguida de um ataque químico e posterior visualização destas superfícies a olho nu ou com aumento de até 10 vezes (Macroscopia), ou através de microscópio (Microscopia). O ataque químico é uma etapa fundamental no estudo metalográfico. Este ataque promove o contraste entre os diversos componentes na superfície da amostra, revelando assim sua microestrutura. Diversos reagentes podem ser utilizados neste processo, dependendo dos materiais e das microestruturas que se deseja estudar. Do ponto de vista químico, observa-se que estes reagentes promovem a corrosão localizada de alguns componentes químicos existentes no material da amostra. Para que seja possível um estudo microestrutural da superfície de um material deve ser sujeito a uma técnica de contraste (Químico, ótico ou mecânico) que proporcionará sua visualização. Ataques químicos são utilizados para criar um contraste na superfície da amostra, utilizando reagentes que corroem de maneira localizada alguns constituintes presentes no material. A escolha do reagente é importância para uma correta análise das características do material. Existe a possibilidade de combinações que podem ser realizadas com estes reagentes com o objetivo da análise, cada um deles podem ou não criar contrates preferenciais em uma determinadaestrutura. 
Como exemplos de reagente químicos utilizados em ataques metalográficos, podemos citar o Nital, Água Régia e Cloreto de Ferro II, entre outros. Nital é uma solução de ácido nítrico e álcool, normalmente utilizada para revelar a microestrutura de aços carbono (ligas de Ferro e Carbono). A água régia é uma mistura de ácido clorídrico com ácido nítrico concentrados, normalmente utilizada no ataque a aços inoxidáveis e de alta liga (ligas de ferro com carbono e demais elementos como cromo e molibdênio). Já o cloreto de ferro III, ou cloreto férrico, é uma substância formada por ferro e cloro (FeCl3) e utilizada no ataque a amostras de cobre e suas ligas. Como visto, é comum utilizar diferentes reagentes para diferentes materiais. 
A Figura 1 ilustra uma liga metálica (aço 1020), após ter sido submetida a todas etapas metalográficas (lixamento, polimento, ataque químico e análise pelo microscópio). 
 
Figura 1 – Análise metalográfica de uma liga aço 1020 (as regiões escuras indicam a presença de carbono, enquanto as mais claras são ricas em ferro). 
 OBJETIVO
Este experimento explora a técnica de metalografia sob a ótica das reações químicas que ocorrem durante o processo de ataque químico às amostras de materiais.
Ao final deste experimento, iremos evidenciar:
Descrever o processo de ensaio metalográfico;
indicar reagentes químicos apropriados ao ensaio metalográfico;
descrever as reações químicas que ocorrem durante o ataque químico num ensaio metalográfico;
identificar as microestruturas de materiais metálicos como aço, cobre e latão.
 ONDE UTILIZAR ESSES CONCEITOS?
A metalografia é uma técnica muito utilizada nas áreas de engenharia mecânica e materiais. A técnica permite a identificação dos componentes microestuturais existentes em diversos materiais metálicos. Como parte essencial do ensaio, um ataque químico deve ser realizado de modo a promover a corrosão localizada na superfície da amostra e revelar sua microestrutura, para posterior análise no microscópio. Desta forma, o conhecimento acerca das reações químicas que ocorrem no processo, facilitam a compreensão e a utilização desta importante técnica de ensaio de materiais.
 O EXPERIMENTO
Neste experimento você encontrará diversas amostras, já preparadas, de materiais metálicos. Estas amostras devem ser atacadas com os reagentes apropriados de modo a propiciar a corrosão localizada na superfície das amostras para posterior visualização e identificação no microscópio.
4. SEGURANÇA
Nesta prática serão utlizados luva, jaleco e máscara.
5. CENÁRIO
No experimento você utilizará um microscópio metalográfico, além de diversas amostras de metais e reagentes químicos.
 Amostra de aço 1020 durante a analise em microscópio
Observa-se que o aço 1020 contém 0,2% de carbono e que em sua microestrutura há a perlita (suas propriedades são intermediarias com a cementita dependendo do tamanho das partículas) disposta em uma matriz ferritíca (possui baixa dureza e baixa resistência a tração) e a cementita (responsável pela menor ductilidade e elevada resistência e dureza nos aços de alto carbono).
 Amostra de aço 1045 durante a analise em microscópio 
 
Observa-se que o aço 1045 contém 0,4% de carbono e que em sua microestrutura há a perlita disposta em uma matriz ferritíca e a cementita
 Amostra de aço 316 durante a analise em microscópio.
 
Observa-se que o aço 316 é austenítico contendo baixas concentrações de ferrita delta em sua microestrutura.
Na amostra de cobre foi feito o ataque químico durante o tempo recomendado de 15 segundos com cloreto férrico em seguida a higienização, teve o corpo seco no ar quente e foi posicionado no microscópio para analise conforme figura demonstrado na figura.
 Amostra de cobre durante a analise em microscópio.
Observa-se a diferença de cor dada pela direção cristalográfica divergentes entre os grãos de cobre (uma estrutura que apresenta uma boa ductilidade).
Na amostra de bronze foi feito o ataque químico durante o tempo recomendado de 15 segundos com cloreto férrico em seguida a higienização, teve o corpo seco no ar quente e foi posicionado no microscópio para analise conforme demonstrado abaixo.
 Amostra de bronze durante a analise em microscópio.
	
Observa-se que a amostra de bronze possui a composição química 89% de Cu. 10% Sn e 0,3% de P, com estrutura dencrítica (Alfa + Beta) com castanho distribuído em sal matriz.
Na amostra de latão foi feito o ataque químico durante o tempo recomendado de 15 segundos com cloreto férrico em seguida a higienização, teve o corpo seco no ar quente e foi posicionado no microscópio para analise conforme demonstrado na figura abaixo.
 Amostra de latão durante a analise em microscópio.
Observa-se que os grãos apresentam tonalidades diferentes devido a microestrutura cristalina, onde a fase Beta é cúbica de corpo centrado (ccc) e a fase Alfa é cúbica de face centrada (cfc).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
Colpaert, Humbertus. Metalografia dos Produtos Siderúrgicos Comuns, 4ª edição, 2008. 
UNIVERSIDADE ANHANGUERA – POLO LENÇOIS PAULISTA
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECANICA
PORTFÓLIO Química e Ciência dos Materiais
 Identificação de Minerais - Parâmetros Visuais
ALUNO : ELPIDIO JOSE PINHEIRO 
Lençois Paulista , Sao Paulo 
Janeiro de 2024
 SUMÁRIO
Introduçao.................................................................................25
Habito .......................................................................................26
O experimento...........................................................................40
Analizando os resultados............................................................42
Referencia bibliografica..............................................................43
Introduçao
IDENTIFICAÇÃO DE MINERAIS: PARÂMETROS VISUAIS
Todo mineral tem um conjunto específico de propriedades físicas, elétricas, magnéticas e químicas. A determinação das propriedades físicas de um mineral geralmente pode identificá-lo. Embora a análise de algumas dessas propriedades implique o uso de técnicas e equipamentos especializados, as mais comuns (clivagem, fratura, cor, dureza e brilho) podem ser distinguidas por observação direta ou testes simples para determinar características. As propriedades físicas dos minerais exprimem sua composição interna e estrutura. Também podem traduzir as condições em que o mineral foi formado.
 Por meio dessas propriedades, muitas vezes, podemos definir e classificar diferentes minerais ou mesmo um grupo. Podemos distinguir os seguintes conjuntos de propriedades, quando classificamos os minerais (KLEIN, 2008):
 
 Propriedades baseadas na interação da luz
Mostram como o mineral se relaciona com a luz, isto é, como pode refleti-la, refratá-la, espalhá-la, transmiti-la ou absorvê-la. Exemplos: brilho, cor, traço. 
 Propriedades mecânicas
 Refletem a intensidade das forças internas que unem os átomos. Exemplos: clivagem, fratura e partição. Quando o mineral é sujeito a uma força, fica em estado de tensão, submetendo sua estrutura a uma deformação. Caso essa deformação ultrapasse a capacidade de resistência do mineral, ocorre a ruptura. Como os minerais têm pontos de ruptura e estruturas variadas, apresentam propriedades mecânicas diferentes.
 Propriedades relacionadas à massa
 Refletem as características dos minerais, de acordo com a densidade que têm. A densidade de um mineral é a relação entre seu peso e o peso de um volume igual de águaa 4 oC. Essas propriedades são muito utilizadas para fazer a separação de minérios e ganga com densidades diferentes. 
 Propriedades elétricas
Podem ser divididas em duas classes: piezoeletricidade, que é a capacidade que o mineral tem de adquirir carga elétrica quando sofre uma pressão dirigida; e piroeletricidade, que é a capacidade que o mineral tem de adquirir carga elétrica quando é aquecido. O mineral também pode emitir luz, propriedade chamada genericamente de luminescência. Particularmente, sob diferentes condições, chama-se: 
Fluorescência: quando o mineral emite luz no espectro visível, depois de ser exposto a luz ultravioleta (UV), cessando a emissão quando termina a excitação pela luz UV; 
Fosforescência: quando o mineral continua a emitir luz após cessar a incidência da luz UV sobre ele; 
 Triboluminescência: quando o mineral emite luz ao ser esmagado (caso da fluorita e da lepidolita);
Termoluminescência: quando os minerais emitem luz visível ao serem aquecidos abaixo do vermelho (caso da fluorita, em sua variedade clorofana). 
Os elétrons externos dos átomos desses minerais, quando excitados pela luz UV, sobem 
para níveis de energia superiores, mas caem imediatamente para níveis inferiores, emitindo fótons que compõem a luz visível. Outras propriedades para diagnosticar os minerais, diferentes das anteriormente citadas: magnetismo, radioatividade, solubilidade em ácidos, fusibilidade.
HÁBITO
 É a forma externa que o mineral apresenta, resultado da arrumação de suas partículas. O hábito pode ocorrer em formas geométricas regulares, referidas como cristalinas, de que são exemplos as granadas, que cristalizam na forma de dodecaedro (Figura 1a). Normalmente, está presente em uma grande variedade de agregados de forma não perfeita, como o gesso e a aragonita. Os minerais podem crescer sem nenhum obstáculo ou interferência de outros minerais, delimitados por faces cristalinas perfeitas, sendo chamados de euédricos. Se, nesse crescimento, houver interferência de outros minerais ou alterações das condições ambientais, os minerais podem não formar cristais perfeitos, sendo chamados de subédricos. Se o mineral não tiver faces cristalinas, é chamado de anédrico. Ainda podemos apresentar a seguinte classificação
 Os minerais euédricos podem ser divididos em: 
cúbicos: quando têm a forma de um cubo, como a halita; 
octaédricos: quando têm a forma de um octaedro, como o diamante; 
piramidais: quando apresentam a ponta de uma pirâmide, como o zircão; 
romboédricos: quando apresentam a forma de um cubo torto, como a calcita; 
prismáticos: quando têm a forma de um prisma, como o quartzo; 
 tabulares: quando têm a forma de tábuas ou colunas, como a cianita.
 Os minerais anédricos podem ser divididos em:
 maciços granulares: quando têm a forma de um corpo com grãos embutidos; 
 maciços compactos: quando têm a forma de um corpo sem forma e sem grãos;
 capilares ou filiformes: quando têm a forma de fios de cabelo, como o asbesto;
 aciculares: quando têm a forma de agulhas, como o rutilo; 
 laminares: quando têm a forma de lâminas, como as micas. 
Também podemos classificar os sistemas cristalinos, com base nos ângulos formados por seus eixos, em:
· Triclínicos:
Figura 1 – Triclínicos. Fonte: Klein et al. (2008).
· Monoclínicos:
Figura 2 – Monoclínicos. Fonte: Klein et al. (2008).
· Ortorrômbicos:
Figura 3 – Ortorrômbicos. Fonte: Klein et al. (2008).
· Tetragonais:
Figura 4 – Tetragonais. Fonte: Klein et al. (2008).
· Hexagonais (subdivisões: hexagonais e romboédricos):
Figura 5 — Hexagonais. Fonte: Klein et al. (2008).
· Isométricos:
Figura 6 – Isométricos Fonte: Klein et al. (2008).
Os cristais ou agregados de cristais podem ser chamados, de acordo com sua aparência ou morfologia (KLEIN, 2008), de:
· maciços: quando não têm faces cristalinas (goethita);
· granulares: quando apresentam grãos de 2-10mm, aproximadamente iguais;
· compactos: quando os grãos são tão finos que não se veem a olho nu
(caulinita);
· lamelares: quando o mineral é formado por folhas (grafita, molibdenita);
· micáceos: quando o mineral se separa em placas finas (cianita);
· laminares: quando o mineral tem cristais achatados e alongados (cianita);
· fibrosos: quando o mineral é formado por fibras ou grãos muito finos
(crisotilo);
· aciculares: quando o mineral tem a forma de agulhas (silimanita);
· radiados: quando o mineral tem cristais aciculares irradiando a partir de um ponto (wavellita, goethita);
· dendríticos: quando o mineral exibe um padrão ramificado (óxidos de manganês);
· bandeados: quando o agregado de minerais mostra bandeamentos finos e grosseiramente paralelos (malaquita bandeada);
· concêntricos: quando o mineral tem bandas ou faixas arranjadas em torno de um centro (ágata);
· brotoides: quando o mineral se apresenta como um cacho de uvas
(calcedônia);
· globulares: quando o mineral apresenta pequenas esferas ou globos em sua superfície (smithsonita);
· estalactíticos: formados por pequenas estalactites, que podem ter formas cônicas ou cilíndricas (calcita cavernícola);
· geodos: uma cavidade de rocha forrada de matéria mineral;
· oolíticos: quando o mineral é formado por pequenos corpos arredondados, parecendo ovas de peixe (hematita);
· pisolíticos: quando o mineral é formado por grãos do tamanho de ervilhas
(bauxita).
 BRILHO
O termo "brilho" é usado para descrever a aparência geral da superfície do mineral à luz refletida. Em outras palavras, é a quantidade de luz refletida. É uma propriedade baseada na interação com a luz. Geralmente, podemos dividir os minerais em grupos:
· Brilho metálico.
· Brilho submetálico: definido como sendo o brilho intermediário.
· Brilho não metálico: em minerais com brilho não metálico (ou transparentes), o brilho pode ser descrito como:
· vítreo: quando o mineral tem reflexo semelhante ao de vidro, como o quartzo:
Figura 7 – Quartzo. Fonte: Shutterstock.
· resinoso: quando o mineral tem o aspecto da resina, como a blenda:
Figura 8 – Blenda. Fonte: Wikipédia.
· nacarado: quando o mineral apresenta o aspecto de nácar ou pérolas, como o talco:
Figura 9 – Talco. Fonte: Shutterstock.
· oleoso: quando o mineral tem o aspecto que parece o de estar coberto por uma fina camada de óleo, como a malaquita:
Figura 10 – Malaquita. Fonte: Shutterstock.
· adamantino: quando o mineral apresenta um reflexo forte e brilhante. Esse brilho depende do índice de refração, a razão entre a velocidade de propagação da luz no vazio e a velocidade da luz no mineral. É o caso do diamante:
Figura 11 – Diamante. Fonte: Shutterstock.
· sedoso: quando o mineral tem o aspecto da seda, como a serpentina:
Figura 12 – Serpentina. Fonte: Shutterstock.
· mate: quando o mineral tem um brilho muito fraco, como a pirolusita:
Figura 13 – Pirolusita. Fonte: Shutterstock.
 BIRREFRINGÊNCIA
É uma propriedade óptica do mineral que consiste em apresentar vários índices de refração em diferentes direções de propagação da luz. Quando um raio polarizado atravessa um mineral anisotrópico, sofre dupla refração, com o aparecimento de dois raios, com velocidades inversamente proporcionais ao índice de refração. A birrefringência é a diferença dos valores máximo (VL) e mínimo (VR) dos índices de refração. A espessura do meio (e) influencia a birrefringência, cujo valor é dado pela expressão:
B = e (VL- VR)
A birrefringência acontece em minerais com forte anisotropia direcional. A calcita, em sua variedade espato, da Islândia, é um exemplo. Alguns cristais com estruturas cristalinas não cúbicas têm tendência a ser birrefringentes. Em meios isotrópicos, B = 0, porque há um único índice de refração.
 COR
A cor é um atributo que depende do espectro recebido e refletido pela estrutura mineral, sendo fácil de avaliar. Depende muito da composição química. Para alguns minerais, pode ser uma característica diagnóstica, isto é, para distinguir de outros mineraiscom a mesma cor, também chamados de idiocromáticos, como é o caso dos não metálicos, como o enxofre (amarelo), a malaquita (verde) e a azurita (azul), entre outros, e dos com brilho metálico, em que a cor varia pouco e, desde que a superfície de observação seja recente, é diagnóstica. Contudo, isso nem sempre acontece, pois a cor pode variar de acordo com:
· a superfície (intemperismo) exposta;
· as mudanças na composição do mesmo mineral (principalmente os descritos como solução sólida);
· a presença de impurezas em sua estrutura.
Existem minerais que não apresentam sempre a mesma cor, sendo chamados de alocromáticos. É o caso do quartzo e do feldspato, que podem ter várias cores, de acordo com sua mineralização. Para esses, a cor não é uma propriedade de diagnóstico.
 TRAÇO
É a cor do pó fino que um mineral deixa quando risca uma superfície de porcelana. Essa propriedade ajuda na identificação de minerais que apresentam cor igual ou semelhante, mas traço diferente. A pirita é um exemplo, pois tem cor amarelo-dourada, mas traço preto, em comparação com o ouro, que tem cor e traço amarelo-dourados. É uma propriedade muito utilizada para identificar minerais metálicos, como a magnetita (traço preto) ou a hematita (traço avermelhado, semelhante a ferrugem). Normalmente, o traço é muito útil para identificar minerais metálicos, porque costumam tê-lo com uma cor característica. Essa propriedade tem como limitante a dureza da placa de porcelana, não podendo ser avaliada em materiais mais duros (dureza até 6,5).
Figura 14 – Exemplo de Minerais com Traços de Cores Distintas. Fonte: USP [s. d.].
 
 DUREZA
É a resistência oposta por um mineral ao ser riscado em superfícies polidas, isto é, a resistência que a superfície lisa do mineral oferece ao risco ou abrasão. A dureza depende das forças de união entre os átomos na estrutura interna do mineral. Seu comportamento depende do tipo de ligação (metálica, iônica ou covalente) e da direção ou face em que o mineral é riscado (a dureza é uma propriedade vetorial, direcionada) (SCHUMANN, 1985).
Para determinar a dureza, usa-se a escala relativa de dureza, criada pelo mineralogista F. Mohs em 1824, conhecida como escala de dureza de Mohs. Ela agrupa dez minerais comuns como padrão de dureza, ordenados da seguinte forma:
1. Talco
2. Gesso laminar
3. Calcita
4. Fluorita
5. Apatita
6. Ortoclase
7. Quartzo
8. Topázio
9. Corindo
10. Diamante
A dureza de um mineral é determinada comparando-se a maior ou menor dificuldade em ser riscado por outros minerais, pela unha, por um alfinete, canivete ou lima. Escolha uma ponta aguda do mineral que quer examinar e, percorrendo a escala de Mohs por ordem descendente, procure o mineral que seja riscado por ela. Por exemplo, um mineral que não risca o topázio, mas risca o quartzo, tem dureza entre 8 e 7. A unha risca o talco e tem dificuldade em riscar o gesso; o alfinete risca a calcita, mas não a fluorita; o canivete risca dificilmente a apatita, e não risca a ortoclase; o vidro risca a apatita e é riscado pela ortoclase, ou seja, tem dureza próxima do grau 5,5.
Já a lima risca a ortoclase, mas dificilmente riscará o quartzo.
Genericamente, pode-se dizer que (KLEIN, 2008):
· muitos dos minerais hidratados são moles, como a grafita (D 5,5).
 DIAFANEIDADE
É a capacidade, maior ou menor, que um mineral tem em transmitir luz. Os minerais, quando iluminados, absorvem uma parte da luz e refletem o restante. A diafaneidade depende da quantidade de inclusões fluidas e sólidas, fraturação, fissuras, saturação de cor ou efeitos ópticos, podendo variar dentro da mesma espécie de minerais. Podemos classificar os minerais, quanto a sua diafaneidade, em:
· transparentes: minerais que absorvem o mínimo de luz; o contorno de um objeto visto através deles é perfeitamente distinto. Exemplos: quartzo hialino, diamante, topázio;
· translúcidos: minerais que absorvem parte da luz, transmitida difusamente; a luz chega a atravessar o mineral, mas não é possível visualizar os objetos através dele. Exemplos: ágata, barita;
· opacos: minerais que têm alta absorção de luz; esta, portanto, não os atravessa, mesmo em suas bordas mais delgadas. Exemplos: hematita, pirita, galena.
 CLIVAGEM
É a tendência que um mineral tem de se romper ao longo de alguns planos paralelos, isto é, quando se aplica uma força adequada ao mineral, este se rompe em planos definidos. Isso acontece porque as ligações atômicas da estrutura não são iguais em todas as direções e, desse modo, o mineral irá se romper preferencialmente segundo os planos com ligações mais fracas. Um exemplo é a estrutura laminar das micas ou da grafita. Para descrevermos a clivagem, devemos identificar as direções de clivagem (de 1 a 6). A clivagem é sempre concordante com a simetria de uma forma cristalina. Essa nomenclatura usa os índices de Miller. A clivagem pode ser catalogada, de acordo com o número de direções e a orientação de seus planos, como:
· perfeita: quando um mineral se fratura facilmente, de acordo com os planos de clivagem, e a superfície é plana e reflete a luz, como acontece nas micas;
· boa: quando um mineral se fratura e as superfícies de clivagem têm algumas irregularidades;
· regular: quando se encontra entre a boa e a má;
· má: quando dificilmente acontece ou acontece com muitas irregularidades na superfície;
· não presente.
Figura 15 – Clivagem em relação a suas formas: (a) cúbica – 3 direções de clivagem paralelas às faces do cubo; (b) octaédrica – 4 direções; (c) romboedecaédrica – 6 direções; (d) romboédrica – 3 direções; (e) prismática – 2 direções; (f) pinacoidal – 1 direção. Fonte: Klein et al. (2008).
 PARTIÇÃO
É semelhante à clivagem, e ocorre da mesma forma e pelos mesmos motivos, isto é, em planos de menor resistência estrutural, quando os minerais sujeitos a tensão ou pressão se rompem. Mas, geralmente, não tem superfícies suaves, porque resultam de defeitos, segregações, geminações ou exsoluções ocorridas durante e/ou após a formação do mineral. Os geminados (especialmente na geminação polissintética) podem se separar facilmente ao longo dos planos de composição. A partição diferencia-se da clivagem porque não está presente em todos os cristais de uma mesma espécie, enquanto, se um mineral tem clivagem, cada espécime sua a exibirá (SCHUMANN, 1985).
 MAGNETISMO
Não existem muitos minerais magnéticos e, por isso, essa propriedade, para alguns, é considerada como diagnóstica. Podemos dividir os minerais, quanto a essa propriedade, em:
· diamagnéticos: minerais que não têm atração pelo campo magnético;
· paramagnéticos: minerais atraídos pelo campo magnético, enquanto estiver presente;
· ferromagnéticos: minerais mais ativos, do ponto de vista magnético.
Esses minerais são usados em geologia para determinar a evolução do campo magnético terrestre ao longo da evolução da Terra, porque se orientam em função deste quando de sua formação. Essa propriedade também é usada na indústria mineira, para separar minerais durante os processos de refinamento. A magnetita é um exemplo de mineral fortemente magnético, enquanto a pirrotita é fracamente magnética. Outros, como manganês, níquel e titânio, são minerais de alto teor, que podem ser magnetizados após o aquecimento.
· A explicação do magnetismo dos minerais encontra-se no spin dos elétrons de seus átomos.
 SOLUBILIDADE EM ÁCIDOS
Existem minerais que reagem com o ácido hidroclorídrico em solução. Essa reação confirma a presença de minerais carbonatados. No caso da calcita, a reação é:
CaCO3+ 2H+ Ca+2 + CO2 (gás) + H2O
A dissolução da calcita provoca efervescência e libera dióxido de carbono. Além da calcita, existem outros minerais que têm a mesma reação, como a aragonita, a witherita e os carbonatos de Cu. Outros carbonatos, como a dolomita ou a magnesita, mostram efervescência com o HCl quente.
 FRATURA
A fratura pode ser entendida como a forma como um mineral se rompe, quando isso não se produz ao longo de planos de fraqueza estrutural (clivagem e partição). Os termos mais comuns para designar o tipo de fratura são:
· conchoidal ou concoide: quando se assemelha ao formato de uma concha;
· fibrosa ou estilhaçada: resulta em peças que parecem fibras ou estilhaços;
· serrilhada: produz uma aresta recortada e afiada;
· desigual ou irregular: produz superfícies rugosas e irregulares.
 TENACIDADE
É a resistência proporcionada pelo mineral quando ele se deforma (rompido, esmagado, curvado ou rasgado), sua coesão. Vários termos são usados para descrever as diferentes espécies de tenacidades dos minerais (LEINZ, 1978):
· Quebradiço: quando pulveriza ou se rompe facilmente, como a calcita.
· Maleabilidade: quando o mineral pode ser transformado em lâminas delgadas por percussão, como o ouro ou o cobre.
· Sectilidade: quando o mineral pode ser cortado em aparas delgadas com um canivete, como o ouro e a prata.
· Flexibilidade: quando o mineral pode ser curvado e não retoma sua forma anterior, como a clorita e o talco.
· Elasticidade: quando o mineral pode ser curvado e retoma sua forma anterior, como a muscovita.
· Ductilidade: quando o mineral pode ser estirado em fios, como o ouro.
· Tenacidade: quando o mineral pode apresentar resistência para ser fragmentado, como o quartzo.
· Fragilidade: quando se pode quebrar facilmente o mineral com o martelo e os pedaços saltam para os lados, como o enxofre.
Friabilidade: quando se pode quebrar facilmente o mineral com o martelo e os pedaços ficam no lugar, como a bauxita.
 OUTRAS PROPRIEDADES
· Existem outras propriedades que podem ser usadas para identificar minerais, como: radioatividade (monazita); fusibilidade usando a escala de Von Kobell; flexibilidade (cobre, prata); elasticidade (mica); sabor (halita, calcita); odor (enxofre); tato; etc. Portanto, podemos inferir que os minerais também podem ser classificados de acordo com suas propriedades físicas ou físico-químicas. Normalmente, essas propriedades refletem sua estrutura cristalina. Por meio delas, muitas vezes, podemos definir e classificar diferentes minerais ou grupos de minerais.
 O experimento 
MATERIAIS NECESSÁRIOS 
 
· Hematita; 
· Calcita; 
· Ga
· Magnetita;
 • Placas de porcelana; 
• Imã. 
PROCEDIMENTOS 
 
1. SEGURANÇA DO EXPERIMENTO 
 
Coloque os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. 
 
2. EXAMINANDO AS CARACTERÍSTICAS VISUAIS DOS MINERAIS 
 
Inspecione as amostras dos minerais, identificando o hábito, a cor e o brilho de cada um deles. 
 
 3. ANALISANDO A COR DO TRAÇO 
 
Passe cada um dos minerais sobre uma placa de porcelana, identificando a coloração do traço obtido. 
 
4. VERIFICANDO O MAGNETISMO 
 Pegue o imã, aproxime-o de cada elemento e verifique a reação de cada um deles. 
 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
 Preencha a tabela abaixo de acordo com o que foi observado na avaliação das características físicas dos minerais: 
	 
	Cor 
	Hábito 
	Brilho 
	Cor do traço 
	Mineral 1 
	 Cinza escuro
	Hexagonal
	metalico 
	Marron tijolo 
	Mineral 2 
	Branco 
	Cúbico 
	Opaco 
	Incolor a esbranquiçada 
	Mineral 3 
	Cinza 
	Octaédrico
	Metálico Fosco
	Preto 
	Mineral 4 
	 Cinza Metalico
	Cúbico 
	Metálico
	 Cinza-Escuro
Tabela 1 – Características Físicas dos Minerais 
 Preencha a tabela abaixo de acordo com o que foi observado na avaliação da cor do traço dos minerais: 
	 
	Cor do traço 
	Mineral 1 
	Marron tijolo 
	Mineral 2 
	Incolor a esbranquiçada 
	Mineral 3 
	Preto 
	Mineral 4 
	Cinza-Escuro 
Tabela 2 – Cor do Traço dos Minerais 
1. Preencha a tabela abaixo de acordo com o que foi observado na avaliação da propriedade magnética dos minerais: 
	 
	Magnetismo 
	Mineral 1 
	Nao magnetico
	Mineral 2 
	Nao magnetico 
	Mineral 3 
	Magnetico 
	Mineral 4 
	 Nao magnetico 
Tabela 3 – Propriedades Magnéticas dos Minerais 
 
2. Observe a tabela abaixo que apresenta as características físicas, de cor de traço e magnéticas dos minerais. 
Atenção: A ordem apresentada no experimento dos minerais, não necessariamente corresponde a ordem apresentada na tabela. 
 
	 
	Cor 
	Hábito 
	Brilho 
	Cor Do Traço 
	Magnetismo 
	Hematita 
	Cinza Escuro 
	Hexagonal 
	Metálico 
	Marrom Tijolo 
	Não 
	Magnetita 
	Cinza 
Metálico, 
Prata, 
	Octaédrico 
	Metálico 
Fosco 
	Preto 
	Sim 
	Calcita 
	Branco 
	Cúbico 
	Opaco 
	Incolor a Esbranquiçada; 
	Não 
	Galena 
	Cinza Metálico 
	Cúbico 
	Metálico 
	Cinza-Escuro 
	Não 
Tabela 4 - Resultados 
 	 
Identifique cada um dos minerais de acordo com a ordem observada no experimento
	Mineral 1 
	Hematita
	Mineral 2 
	Calcita 
	Mineral 3 
	 Magnetita
	Mineral 4 
	Galena
Tabela 5 – Identificação dos Minerais 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DANA, H. Manual de mineralogia. São Paulo: Livro Técnico e Científico, 1983.
KLEIN, C. et al. Manual de ciência dos minerais. 23. ed. [S. I.]: John Wiley & Sons, 2008.
LEINZ, V. Guia para determinação de minerais. São Paulo: Nacional, 1978.
LEINZ, V.; AMARAL, S. E. Geologia geral. 9. ed. São Paulo: Nacional, 1985.
SCHUMANN, W. Rochas e minerais. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1985.
USP. Propriedade e identificação de minerais. Instituto de Geociências USP, [s. d.]. Disponível em: https://didatico.igc.usp.br/minerais/identificacao-de-minerais/. Acesso em: 3 maio 2021.
YAKUSHOVA, A. F. Geology with the elements of geomorphology. Moscow, URSS: MIR, 1986.
 
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