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Nombre de la roca, mineral o piedra
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Cuarzo
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Tipo básico
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Endógeno y metamórfico
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Grupo
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Silicatos
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Sistema Cristalino
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Cristaliza en sistema hexagonal
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Composición química
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Dióxido de silicio o sílice SiO2
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Formación
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Se forma con el agua que se encuentra dentro de
la superficie.
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Estructura
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Cristalina
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Dureza
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7
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Textura
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Dura y cristalina
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Densidad
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2,65
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Color
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Transparente, rosa, amarillo, castaño y violeta
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Brillo
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Vítreo, en algunos especímenes, y graso en otros.
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Propiedades
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Silicio y oxígeno le dan la propiedad de ser la
piedra del poder; algunos variedades permiten y/o ayudan a superar las crisis
nerviosas. Tiene el poder curativo.
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Usos
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Como gemas, ornamentos y amuletos.
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Peso molecular:
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60.1 uma
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Punto
de fusión:
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1986K (1713 °C)
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Punto
de ebullición:
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2503 K (2230°C)
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Origen:
Se cristaliza directamente del magma a partir del estado
magmático hasta el hidrotermal de baja temperatura; está presente por
igual en las rocas plutónicas (granitos, granodioritas, tonalitas)
como en las hipoabisales (pórfidos, pegmatitas), hidrotermal, el Cuarzo es el
mineral de filones más propagado.
El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en
estado libre, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de
silicatos complejos. Los minerales que contienen silicio constituyen cerca del
40% de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90% de los minerales que
forman rocas volcánicas, metamórficas y sedimentarias. El mineral cuarzo, sus variedades (cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas
del silicio existentes en la naturaleza. Entre las primeras abunda en granitos,
riolitas, pegmatitas, etc.
Fórmula:
SiO2
Es SiO2
pura con 46.7% de Si y 53.3% de O. El cuarzo presenta dos formas
cuarzo α estable hasta 573º y cuarzo β por encima de la misma. Es insoluble en
los ácidos a excepción del ácido fluorhídrico y bórax fundido en el que se
descompone produciendo vapores de tetrafluoruro de silicio gaseoso.
Etimología:
Deriva del alemán "Quarz" antigua
denominación de este mineral.
Termoluminoso: Capacidad de emitir luz cuando es calentado
es de una estructura cristalina.
Densidad: Tiene 2.65 g/cm3 cuarzo
(α) y 2.53 g/cm3 cuarzo (β)
Peso
molecular: 60.1 uma
Punto de
fusión: 1986K (1713 °C)
Punto
de ebullición: 2503 K (2230°C)
Exfoliación: El
cuarzo presenta una ausencia de exfoliación, tiene fractura en forma amorfa.
Brillo: Graso
y oleoso en los planos fracturados, vítreo en los planos del prisma.
Dureza: La
dureza del cuarzo la podemos clasificar según la escala de Mohs en el 7
que es lo suficiente para rayar un vidrio.
Formación
de cuarzo:
El Cuarzo es estable en un campo de temperatura y presión muy amplio,
que incluye las condiciones de P y T de casi toda la corteza terrestre y de
partes del manto superior.
Se forma bajo condiciones magmáticas, sedimentarias, metamórficas. En la serie de BOWEN que clasifica según la diferenciación magmática por cristalización; se forma tarde a temperaturas relativamente bajas después de la cristalización de las plagioclasas y del feldespato potásico y antes de la cristalización de las zeolitas (silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales de malla ancha, con cavidades grandes o canales, en que se ubican los iones de radio grande como Na+, Ca2+, K+, Ba2+ y moléculas de H2O, uso como cambiador de cationes).
Se forma bajo condiciones magmáticas, sedimentarias, metamórficas. En la serie de BOWEN que clasifica según la diferenciación magmática por cristalización; se forma tarde a temperaturas relativamente bajas después de la cristalización de las plagioclasas y del feldespato potásico y antes de la cristalización de las zeolitas (silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales de malla ancha, con cavidades grandes o canales, en que se ubican los iones de radio grande como Na+, Ca2+, K+, Ba2+ y moléculas de H2O, uso como cambiador de cationes).
Propiedades
externas del cuarzo son:
El Cuarzo
es duro, ligero, carece de exfoliación pero con una neta fractura concoidea y
una discreta divisibilidad según las caras del romboedro.
Se
conocen también otras formas polimorfas del Cuarzo, como por ejemplo de
cristobalita α y β (respectivamente tetragonal y cúbica), la
tridimita (hexagonal) y una forma cúbica extraordinariamente rara
(melanoflogita) propia de los yacimientos de azufre sicilianos y de las fisuras
de las rocas.
Modificaciones
del cuarzo:
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Modificaciones de SiO2
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Sistema cristalino
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Densidad en g/cm3
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Condiciones de formación
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Cuarzo
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trigonal
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2,65
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T <
573ºC
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Cuarzo
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hexagonal
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2,53
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T >
573ºC
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Tridimita
|
monoclínico
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2,27
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Tridimita
|
hexagonal
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2,26
|
T >
870ºC
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Cristobalita
|
tetragonal
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2,32
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Cristobalita
|
cúbico
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2,20
|
T >
1470ºC
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Coesita
|
monoclínico
|
3,01
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P >
20kbar
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Stishovita
|
tetragonal
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4,35
|
P >
80kbar
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Lechatelierita
vidrio natural de sílice
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amorfo
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2,20
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relámpagos
incidentesen arena de puro cuarzo, impactos de meteoritos
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Ópalo
(SiO2 ´ aq)
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amorfo
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2,1 - 2,2
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Variedades de cuarzo: Atendiendo a la diferencia de color se dan las
siguientes variedades del cuarzo:
Variedades macrocristalinas:
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Cristal de roca transparente.
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Cuarzo lechoso blanco opaco.
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Amatista transparente violeta.
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Cuarzo rosado rosa, rojo o rosáceo.
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Citrino o Falso topacio amarillo
transparente.
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Cuarzo ahumado gris o negro.
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Cuarzo falso zafiro azul.
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Jacinto de Compostela rojo opaco.
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Variedades criptocristalinas o Calcedonias:
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Agata con bandas paralelas a los bordes de colores
vistosos.
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Ónice con las bandas alternantes de colores claros y
oscuros.
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Jaspe opaca de colores vistosos.
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Sílex opaca de colores claros y oscuros.
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Xilópalo madera silicificada.
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Heliotropo verde con manchas amarillas
también llamado Jaspe sanguíneo.
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Amatista de color
púrpura o violeta causado por contenido en Fe3+.
ElCitrin varia
en color de amarillo a anaranjado a anaranjado-café y se forma por el
calentamiento de amatista o es decir de cuarzo con contenido en Fe3+.
Algunos cuarzos coloridos se forman por radiación o en consecuencia de los dos
efectos radiación y calentamiento y a estas variaciones también se llama
citrin.
Cuarzo ahumado se forma exponiendo cuarzo natural con contenido en la radiación natural.
Cuarzo rosado mazico de diques contiene Mn y Ti,
que podrían causar su color.
Cuarzo azul o celeste debe
su color a inclusiones diminutos.
Crisoprasa de
color verde debe su color al contenido en Ni, es de estructura fibrosa o
microgranular.
Jaspe de
color café, café-amarillo o ocre-amarillo o de color rojo : Jaspe de color rojo
debe su color a microcristales de hematita, jaspe de color amarillo o
ocre-amarillo debe su color al contenido en goethita.
Chert es jaspe
con poco contenido en sustancias, que pigmentan el mineral, es de color
gris-blanco, gris-amarillo, café, rojo-café a blanco.
Prasolita es una variedad verde de cuarzo menos
común, que se forma por el calentamiento de amatista a Ts entre 300° y
600°C.
El color se produce por la sustitución de Si por un otro ion, por ejemplo Fe3+,
por la presencia de un otro componente en intersticios entre Si y O o por la
exposición del cuarzo a radiación o a calor.
Otras variedades de cuarzo son cuarzo rosado, azul,
crysoprasa, jaspe y otras. Estas son mezclas de cuarzo y otras fases.
Otras variedades de
cuarzo son plasma, prase, heliotrope, ágata (fibrosa), calcedonia (fibrosa),
ópalo de sílice amorfo.
Yacimientos
del cuarzo:
El cuarzo es el mineral más abundante en la corteza terrestre, uno de los que en
mayor proporción contribuyen a su composición. Son más raras algunas de las
variedades muy apreciadas en joyería
y ornamentación, o los cristales de gran calidad y pureza que se requieren para
aplicaciones ópticas y otros usos industriales. Los yacimientos brasileños son de los más explotados mundialmente, en especial, los de
cristal de roca del estado de Minas Gerais, y los de amatistas y ágatas en Río Grande do Sul.
En España, la provincia con mayor número de yacimientos es
Segovia, en donde destaca Industrias del Cuarzo S.A. empresa perteneciente al Grupo multinacional francés Saint Gobain que extrae en Burgomillodo, municipio de Carrascal del Río.
Una variedad muy particular la constituye la valentinesita, mineral de hierro
compuesto por la combinación de magnetita y cuarzo, definida en 1978.
Los métodos físicos de purificación del silicio metalúrgico:
Estos métodos se basan en la
mayor solubilidad de las impurezas en el
silicio líquido, de forma que éste se concentra en las últimas zonas
solidificadas. El primer método, usado de forma limitada para construir
componentes de radar durante la Segunda Guerra Mundial, consiste en moler el silicio de forma que las impurezas se acumulen en
las superficies de los granos; disolviendo éstos parcialmente con ácido se obtenía un polvo más puro. La fusión por zonas, el primer
método usado a escala industrial, consiste en fundir un extremo de la barra de
silicio y trasladar lentamente el foco de calor a lo largo de la barra de modo
que el silicio va solidificando con una pureza mayor al arrastrar la zona
fundida gran parte de las impurezas. El proceso puede repetirse las veces que
sea necesario hasta lograr la pureza deseada bastando entonces cortar el
extremo final en el que se han acumulado las impurezas.
Los métodos químicos de purificación del silicio metalúrgico:
Los métodos químicos, usados
actualmente, actúan sobre un compuesto de silicio que sea más fácil de
purificar descomponiéndolo tras la purificación para obtener el silicio. Los
compuestos comúnmente usados son el triclorosilano (HSiCl3), el
tetracloruro de silicio (SiCl4) y el silano (SiH4).
·
En el proceso Siemens, las barras de silicio de alta pureza se exponen a 1150 °C al
triclorosilano, gas que se descompone depositando silicio adicional en la barra
según la siguiente reacción:
2 HSiCl3 → Si + 2 HCl + SiCl4
El
silicio producido por éste y otros métodos similares se denomina silicio policristalino y
típicamente tiene una fracción de impurezas de 0,001 ppm o menor.
·
El método Dupont consiste en hacer reaccionar tetracloruro de silicio a 950 °C
con vapores de cinc muy puros:
SiCl4 + 2 Zn → Si + 2 ZnCl2
Este método está plagado de
dificultades (el cloruro de cinc, sub producto de la reacción, solidifica y
obstruye las líneas), por lo que eventualmente se ha abandonado en favor del
proceso Siemens.
Una vez obtenido el silicio
ultrapuro es necesario obtener un monocristal,
para lo que se utiliza el proceso Czochralski.
Usos:
El silicio es un elemento vital en
numerosas industrias. El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento
portland. Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo
tipo de dispositivos semiconductores.
Los cristales en la antigüedad:
En la antigüedad, los cristales como el cuarzo
fueron usados por los egipcios, fenicios, celtas, indios chamanes, entre otros.
Se pensaba que el cuarzo tenían efectos poderosos para corregir los patrones de
energía normal que puede ser la causa de molestias o enfermedades. Los
cristales de cuarzo actúan como transformadores y amplificadores de energía
equilibrando y re-energitizando los sistemas biológicos desde su nivel general,
por medio de vibraciones oscilantes. Se ha llegado a la conclusión de que la mayoría
de las enfermedades son psicosomáticas. El ser humano no es sólo un cuerpo o un
órgano o una mente. Debe ser tratado como un ser completo, holísticamente
(viene del griego "holo"), que quiere decir "todo". El
utilizar el poder de la mente es lo que logra el cambio. En toda curación, con
el fin de mantener al paciente relajado, es recomendable darle dos cuarzos, uno
en cada mano en la misma posición que el sanador (mano derecha, punta hacia
afuera, mano izquierda, punta hacia adentro).
Bibliografia
·
http:/ / nlm. nih. gov/ cgi/ mesh/ 2006/
MB_cgi?rn=1& term=7631-86-9
·
http:/ / www. cdc. gov/ niosh/ npg/ npgd0553. Html
·
Wikimedia
Commons alberga contenido multimedia sobre Óxido de silicio (IV).
Commons
·
Quartz SiO2 piezoelectric properties (http:/ /
piezomaterials. com/ Quartz-SiO2. htm)
·
Silica (SiO2) and Water (http:/ / water-chemistry.
blogspot. com/ 2008/ 08/ silica-sio2. html)
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