Шкала Мооса - набор эталонных минералов из 10 шт. с инструментом

Твёрдость минерала - это сопротивление, оказываемое кристаллом царапающему, сверлящему, шлифующему или давящему предмету. На преодоление этого сопротивления должна быть затрачена определенная работа, которая может быть принята за меру твёрдости. В минералогии твёрдость минерала определяется по 10-бальной шкале, предложенной австрийским химиком и минералогом Фридихом Моосом в 1811г.

По шкале Мооса можно предположить к какому классу скорее всего относится минерал, например:

1. Самородные элементы не считая алмаза, обычно мягкие. Вместе с тем платина (4 – 4,5 по шкале Мооса) и железо (4,5  по шкале Мооса) достаточно твёрдые; еще большей твёрдостью (6 – 7   по шкале Мооса) обладает иридосмин. Соединения тяжелых металлов (серебра, меди, свинца, висмута и ртути) являются мягкими (твердость меньше 4).
2. Сульфиды, сульфосоли и им подобные соединения: большинство сульфидов и сульфосолей мягкие, хотя допустим у пирита твердость 6 – 6.5  по шкале Мооса.
3. Галоидные соединения (Галогениды) мягкие - менее 4  по шкале Мооса.
4. Кислородные соли (оксисоли): карбонаты и сульфаты обычно мягкие  - менее 4  по шкале Мооса. Фосфаты обладают средним (5  по шкале Мооса) значением твёрдости. Безводные силикаты чаще всего твёрдые, а водные силикаты (слюды, цеолиты) - мягкие.
5. Оксиды и гидроксиды: оксиды, как правило, твёрдые (более 5 по шкале Мооса), а гидроксиды относительно мягкие.

Взаимосвязь между твёрдостью и структурой минералов:

1. Твёрдость тем больше, чем меньше размеры атомов или ионов.
2. Твёрдость увеличивается с увеличением валентности или заряда катионов, входящих в данный минерал.
3. Твёрдость возрастает с увеличением плотности упаковки.
4. Большое значение на твёрдость оказывает степень координации атомов в соединениях. В окислах и силикатах наибольшая твёрдость принадлежит соединениям тех катионов, для которых отношение радиуса катиона к радиусу аниона отвечает нижнему пределу устойчивости координационного числа.
5. Присутствие в соединении гидроксильных ионов воды несколько понижает твёрдость.

Зависимость твёрдости минералов от их структуры (закономерность):

1. Твёрдость изменяется обратно пропорцонально межатомным расстояниям, а именно расстоянием между катионом и анионом.
2. Твёрдость изменяется прямо пропорционально плотности химических связей.

Имеются и некоторые второстепенные закономерности, например, чем ниже твёрдость, тем ниже точка плавления. За некоторым исключением, та из двух полиморфных модификаций, которая образовалась при более высоком давлении, плотнее и твёрже, чем низкотемпературная модификация.

Кроме того, твёрдость повышается с понижением температуры; так, твёрдость льда приближается к 6 по шкале Мооса при температуре -40º по Цельсию. Известны также некоторые аномалии в изменении твёрдости, в частности, её значения для промежуточных членов некоторых рядов твёрдых растворов могут быть несколько выше, чем твёрдость обоих конечных членов таких рядов.

Шкала Мооса - набор из 9 шт. эталонных минералов - предназначен для определения относительной твёрдости минералогических материалов методом царапания. В качестве эталонов используются 9 минералов, расположенных в порядке возрастающей твёрдости:

В наборе присутствует лупа, металлический гвоздь, тестовая пластина для царапания из стекла, металла, меди, а также баночка для кислоты (пустая). Шкалу Мооса применяют для грубой сравнительной оценки твёрдости материалов по системе мягче-твёрже. Испытываемый материал либо не царапается эталонным минералом и тогда его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталонным минералом и тогда его твёрдость ниже твёрдости  эталонного минерала. Шкала Мооса информируют только об относительной твёрдости минералов. Например, корунд (9) в 2 раза твёрже топаза (8), но при этом почти в 4 раза менее твёрдый, чем алмаз (10). Благодаря шкале Мооса можно определить твердость минерала методом царапания, так как в этой шкале каждый последующий минерал своим острым концом царапает предыдущий.    

Для определения твёрдости необходимо выбрать чистую ровную поверхность. Царапину следует проводить короткими осторожными движениями, чтобы не испортить образец. Если  под воздействием острого края эталонного минерала на контролируемой поверхности остаются царапина или углубление - это означает что испытуемый минерал поддается пластической деформации под воздействием эталонного минерала. В случае когда испытуемый образец близок по твёрдости к эталонному минералу оставленный след необходимо слегка протереть и рассмотреть под лупой чтобы удостовериться что на контролируемом образце остаётся именно царапина (углубление), а не пыль, образовавшаяся в результате процарапывания минерала.

Твёрдость минерала не всегда постоянна для каждой из его сторон, что является производным от кристаллической структуры минерала - в некоторый направлениях срезать слой кристаллической решётки легче, чем в других, например, твёрдость дистена вдоль удлиненной грани равна 4, а перпендикулярно к ней —6.  

Чтобы определить твёрдость минерала, представляющего собой порошкообразный или землистый агрегат, необходимо потереть этим порошком эталонный минерал. Если последний покроется царапинами, то твёрдость эталона меньше, чем исследуемого образца. 

Комплект поставки:

• Пластиковый футляр и картонная коробка - 1 шт.
• В наборе присутствует лупа, металлический гвоздь, тестовая пластина для царапания из стекла, металла, меди, а также баночка для кислоты (пустая).

Минералы - всего 10 шт.:

1. Тальк
2. Гипс
3. Кальцит
4. Флюорит
5. Апатит
6. Ортоклаз
7. Кварц
8. Топаз
9. Корунд
10. Алмаз (искусственный)