Composizione chimica

La composizione chimica di un minerale è di fondamentale importanza perché le sue proprietà dipendono molto da essa. Tali proprietà, tuttavia, sono determinate non solo dalla composizione chimica ma anche dalla geometria degli atomi e degli ioni costituenti e dalla natura delle forze elettriche che li legano. Quindi, per una comprensione completa dei minerali, bisogna considerare la loro struttura interna, la chimica e i tipi di legame.

Per ottenere la composizione chimica di un minerale si possono utilizzare diverse tecniche analitiche. Le analisi chimiche quantitative utilizzano principalmente i cosiddetti metodi analitici a umido (ad esempio, dissoluzione in acido, test alla fiamma e altre tecniche classiche della chimica da banco che si basano sull’osservazione), in cui il campione di minerale viene prima dissolto. Vari composti vengono poi precipitati dalla soluzione, che vengono pesati per ottenere un’analisi gravimetrica. Sono state introdotte diverse procedure analitiche che forniscono risultati più veloci ma un po’ meno accurati. La maggior parte delle analisi utilizza metodi strumentali come l’emissione ottica, la fluorescenza a raggi X, la spettroscopia di assorbimento atomico e l’analisi con microsonda elettronica. Per questi metodi sono stati documentati intervalli di errore relativamente ben stabiliti e i campioni devono essere preparati in modo specifico per ogni tecnica. Un vantaggio distinto delle procedure analitiche a umido è che permettono di determinare quantitativamente gli stati di ossidazione degli atomi con carica positiva, chiamati cationi (ad esempio, Fe2+ rispetto a Fe3+), e di accertare la quantità di acqua nei minerali idrati. È più difficile fornire questo tipo di informazioni con tecniche strumentali.

Per assicurare un’analisi chimica accurata, il campione selezionato, che potrebbe includere diversi minerali, è spesso fatto in una sezione sottile (una sezione di roccia di meno di 1 mm di spessore cementata per lo studio tra lastre di vetro trasparente). Per ridurre l’effetto delle impurità, viene comunemente impiegata una tecnica strumentale, come l’analisi con microsonda elettronica. Con questo metodo, l’analisi quantitativa in situ può essere eseguita su grani minerali di solo 1 micrometro (10-4 centimetri) di diametro.