DENSIDADE RELATIVA

DENSIDADE RELATIVA

1ª Parte – Conceito e Determinação pelo Método Hidrostático Entre os diversos meios de identificação de gemas soltas, sejam brutas ou lapidadas, a determinação da densidade relativa pode ser considerada o mais útil, além de não requerer métodos de ensaio destrutivos e dispensar o uso de instrumentos ópticos dispendiosos. Esta propriedade física, também conhecida como peso específico(*), pode ser definida como o valor numérico que exprime a relação entre o peso de um determinado volume de uma substância qualquer (em nosso caso uma gema) e o peso de igual volume de água. O peso específico é expresso em g/cm3 e, para se obter resultados precisos, adotou-se como padrão a água pura, destilada, à temperatura de 4oC, ponto crítico na qual ela é mais densa. Na prática gemológica diária, utiliza-se água corrente, eventualmente fervida, à temperatura ambiente. Assim sendo, quando se diz, por exemplo, que o peso específico de um diamante é 3,52 g/cm3, isto significa que ele pesa 3,52 vezes mais que um volume igual de água. Nos minerais, o peso específico depende basicamente de dois fatores: o(s) tipo(s) de átomo(s) presente(s) e a maneira como eles estão arranjados entre si na estrutura cristalina. Deste modo, quanto mais estreitamente unidos e mais fortes as ligações entre eles, maior será a densidade relativa do mineral. A influência do arranjo dos átomos sobre o peso específico está bem ilustrada no caso dos minerais polimorfos, isto é, aqueles que possuem a mesma composição química, mas diferem quanto às demais propriedades. O exemplo mais notório pode ser constatado ao compararmos as densidades relativas do diamante e da grafita, ambos constituídos unicamente de carbono. Por ter os átomos arranjados de forma mais compacta e unidos por ligações mais fortes, o diamante apresenta uma peso específico (3,52 g/cm3) muito superior ao da grafita (2,20 g/cm3). A densidade relativa é constante para cada substância pura, porém as substituições isomórficas ou a presença de impurezas, inclusões e/ou defeitos na estrutura cristalina podem fazê-la variar, ligeiramente, dentro de certos limites. Existem diversos métodos de determinação do peso específico, sendo que, em gemologia, dois mostraram-se úteis: o método hidrostático, que abordaremos neste artigo e o método dos líquidos densos, a respeito do qual discorreremos no próximo mês. O processo para obtenção da densidade relativa pelo método hidrostático fundamenta-se no princípio estabelecido por volta de 250 a.C. pelo matemático grego Arquimedes, segundo o qual qualquer corpo submerso em um líquido recebe um empuxo igual ao peso do volume do líquido deslocado. O procedimento consiste em efetuar, inicialmente, a pesagem da gema no ar, do modo corriqueiro, preferencialmente em uma balança analítica digital, com a qual se obtém resultados bastante precisos. Posteriormente, faz-se uma adaptação simples para transformá-la em hidrostática ou utiliza-se um acessório fornecido pelo próprio fabricante da balança para esta finalidade e efetua-se a pesagem da gema submersa em um béquer com água até aproximadamente ¾ de sua capacidade. Depois de obtido o peso da gema na água, determina-se o peso específico mediante um cálculo simples: Recomenda-se, como medida de precaução, efetuar várias medições e tomar o valor médio delas, não levando em consideração aquelas que se desviem muito das demais. Como a tensão superficial da água é alta, é conveniente colocar-se uma gota de detergente líquido para reduzi-la e evitar a formação de bolhas de ar, o que certamente influenciaria a exatidão dos resultados, ou bem empregar líquidos de menor tensão superficial, tais como tolueno, álcool, tetracloreto ou dibrometo de etileno. Neste caso, a fórmula de cálculo deve ser corrigida, multiplicando-se o resultado pela densidade do líquido empregado, conforme descrito a seguir: Apesar de sua comprovada utilidade e acuidade, quando efetuada com os devidos cuidados, a determinação do peso específico também apresenta alguns inconvenientes, tais como a impossibilidade de obtê-la em gemas montadas; a dificuldade de aplicá-la a gemas porosas, como são os casos da opala e da turquesa, devido à absorção da água pela gema; e a pouca confiabilidade dos resultados, quando se lida com exemplares demasiadamente pequenos. * Os termos peso específico e densidade relativa (ou simplesmente densidade) são geralmente empregados indistintamente; no entanto, segundo alguns autores, o peso específico deveria estar sempre acompanhado das unidades, como por exemplo, grama por centímetro cúbico (g/cm3), enquanto a densidade relativa dispensaria o uso delas.