UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
FACULDADE DE GEOLOGIA
MINERALOGIA I
ATIVIDADE 2 – Química mineral
Quarto período/2021
Prof. Marcio D. Santos
Alunos: Lady Laura Pantoja P. de Carvalho - 201810840044
Wendell da Silva Gomes – 201710840071
1- Calcular o número de coordenação total do oxigênio (NCO) no mineral hipotético X2Y3O6, a
partir de seus números de coordenações parciais (NC O/X e NCO/Y), sabendo-se que os
números de coordenação dos elementos X (NC X) e Y (NCY) são, respectivamente, 6 e 4.
Utilizando o conceito de valência eletrostática (Ve), caracterize quimicamente este mineral
(óxido duplo, oxissal ou mineral polimerizado), sabendo-se que a valência do elemento Y é
+2.
𝑋2 𝑦3 𝑂6
X(N𝐶𝑥 ) = 6
Y(N𝐶𝑦 ) = 4
𝑌 = +2
N𝐶𝑂 = N𝐶𝑋 + N𝐶𝑌
N𝐶𝑂 = 2 + 2
N𝐶𝑂 = 4
2
Vy = =
4
Mineral caracterizado como óxido duplo
1
2
+2 +3
2- Sabendo-se que no óxido hipotético A B 2O4, um dos cátions trivalentes (B+3) é substituído
por um tetravalente (C+4), acoplado com omissão do mesmo cátion trivalente, estabeleça a
fórmula geral para os minerais da série formada pela substituição acoplada referida,
denominando de x a quantidade do cátion tetravalente que substitui o cátion trivalente.
Determine a fórmula de um termo intermediário da série com 30 % de cátion tetravalente (C+4).
𝐴+2 𝐵2+3 𝑂4
3𝑥 = 0,3
𝐴+2 𝐵 +3 (𝐵 +3 1 − 𝑥 − 𝑥3 𝐶𝑥+4 )𝑂4
𝑥 = 0,3/3
+3
+4 )
𝐴+2 (𝐵1−𝑥−3𝑥
𝐶3𝑥
𝑂4
𝑥 = 0,1
+3
+4 )
𝐴+2 (𝐵1−4𝑥
𝐶3𝑥
→ Fórmula Geral
Substituindo o valor de x, temos:
+4
)
𝐴+2 (𝐵 +3 1 − (4.0,1)𝐶(3.0,1)
+3
+4
+2
𝐴 (𝐵0,5 𝐶0,3 ) → Fórmula específica
1
+2
+3
3- Sabendo-se que a densidade na série contínua hipotética (A,B) C 2O4 varia linearmente de
+2
+3
+2
+3
5,9 no termo extremo A C 2O4 à 7,5 no termo extremo B C 2O4, conforme o gráfico abaixo
de variação da densidade (d) com a composição química dos minerais desta série, calcule
graficamente e matematicamente (através da equação da reta) a densidade do mineral A 75B25
e determine a fórmula mínima do mineral desta série cuja densidade é 7,1 e plote sua
composição no gráfico de variação da densidade (abaixo). Explique a variação da densidade
nos minerais desta série, considerando a variação composicional dos minerais da série e os
valores relativos dos pesos atômicos dos elementos A e B.
R=
•
Densidade do mineral A75B25:
Equação da reta: b=5,9 ; a=7,5-5,9=1,6.
d=1,6%B+5,9, logo: d=1,6.(25/100)+5,9=6,3.
Assim, a densidade do mineral A75B25 é 6,3.
•
Fórmula mínima do mineral desta série cuja densidade é 7,1:
7,1=1,6%B+5,9, logo: %B=0,75.
Assim, a fórmula mínima do mineral é (B0,75A0,25)+2C 2+3O4
•
Plote a composição do mineral obtido no gráfico de variação da densidade:
2
B
A
•
Explique a variação da densidade nos minerais desta série, considerando a
variação composicional dos minerais da série e os valores relativos dos pesos
atômicos dos elementos A e B:
O gráfico mostra que a densidade na série (A,B)+2C2+3O4 varia continuamente e linearmente,
acompanhando a substituição iônica simples entre A+2 e B+2. A densidade aumenta de AC2O 4
para BC 2O4 por causa provável de um maior peso atômico de B em relação ao A.
4- Obter a fórmula mínima do mineral abaixo, da classe dos sulfatos, a partir de sua análise
química, sabendo-se que o Mg e Fe+2 (na chave) então se substituindo ionicamente. Pesquise
a fórmula mínima obtida para determinar o nome do mineral.
%Peso
Rec/100
P.M.
K2O
15,38
15,50
94,1960
0,1645
1,0
CaO
18,14
18,28
56,0794
0,3260
2,0
MgO
5,29
5,33
40,3044
0,1322
FeO
2,36
2,38
71,8464
0,0331
SO3
52,19
52,58
80,0582
0,6568
4,0
H2O
5,89
99,25
5,93
18,0152
0,3292
2,0
Total
100,00
Prop. Mol.
0,1653
Rel. Mol.
1,0
0,80
0,20
2+
K2O.2CaO.(Mg,Fe )O.4SO3.2H2O com 18(O) e 4(H)
K2Ca2(Mg0,8Fe+20,2)(SO 4)4 → cátions + radical sulfato com 16 (O), faltando 2 (O) e 4 (H) → o
que é satisfeito com 2H 2O.
Fórmula mínima: K2Ca2(Mg0,8Fe+20,2)(SO4) 4.2H 2O Polihalita.
3
5- Obter a fórmula mínima de uma granada abaixo, da classe dos silicatos, a partir de sua análise
química, com base em 12 oxigênios. Explique como a neutralidade elétrica no mineral foi
mantida com a substituição iônica, entre Ca+2 e Na+ acoplada com a substituição entre Fe+3
e Ti+4.
% Peso Rec/100
P.M.
Prop. Mol Prop. O
SiO2
36,53
36,56
60,0843 0,6085
1,2170
TiO2
9,67
9,68
79,8660 0,1212
0,2424
Fe2O3 22,67
22,69
159,6922 0,1421
0,4263
CaO 27,29
27,31
56,0794 0,4870
0,4870
Na2O
3,75
61,9789 0,0605
0,0605
3,75
Total 99,91
100,00
Prop O(t)=2,4332
Nº Cátions
N O
6,00
Si+4 3,00
Ti+4 0,59
0,30
1,19
2
2,10
Fe+3 1,4
0,70
+2
Ca 2,4
0,80
2,40
3
0,30
Na+ 0,6
0,20
O = 12 12/2,4332=4,9318 razão
Obs. Consulte sobre os pesos atômicos em fontes adequadas ou na internet, ou sobre os pesos
moleculares na apostila.
Fórmula mínima: (Ca0,8Na0,20) 3(Fe+30,70Ti0,30) 2Si3O 12 Andradita.
A substituição de Ca+2 por Na+ (com perda da carga positiva) é compensada pela
substituição de Fe+3 por Ti+4 (com ganho de carga positiva), em outra posição estrutural, essa
compensação de cargas para mantém a neutralidade elétrica.
4