Poids spécifique ou masse volumique. C’est le rapport entre le poids d’un minéralMinéral Espèce chimique naturelle, se présentant le plus souvent sous forme de cristal solide. et le poids du volume d’eau correspondant à ce même minéral. La température doit être de préférence à 3,98°C, c’est une référence conventionnelle. La densité de l’eau varie en fonction de sa température, une eau chaude augmente de volume par rapport à une eau froide. Le calcul précis de la densité d’un minéral ne peut donc se faire qu’en laboratoire, tout doit être pesé aussi sous vide, afin de réduire au maximum la marge d’erreur qui n’est visible qu’au troisième chiffre après la virgule.
Matériel nécessaire :
- Une balance électronique
- Un bécher à trop plein
- Un petit bécher
- Une potence de laboratoire ou deux objets plus hauts que l’ensemble posés à côté de la balance, qui supporteront une tige portant le plateau et l’échantillon.
- Du fil très fin
- Un petit plateau le plus léger possible et fixé avec le fil
- De l’eau froide (de préférence aux alentours de 4°C., précisément à 3,98°C)
La technique utilisée :
- Peser l’échantillon minéralogique à sec, noter le poids.
- Vérifier que la température de l’eau est assez base, et s’approche au maximum de 4°C.
- Placer le matériel sur la balance, le bécher rempli d’eau froide et le petit bécher.
- Pesez l’ensemble avec et sans le petit plateau, afin d’avoir le poids du plateau.
- Tarer la balance.
- Placer l’échantillon sur le petit plateau et le descendre dans l’eau.
- Attendre la stabilisation du plateau et peser l’échantillon seul.
- Récupérer le volume d’eau déplacé et le mesurer à titre indicatif.
- Noter le poids de l’échantillon seul moins le poids du plateau.
- Diviser le poids du minéral à sec par son poids dans l’eau.
- Nous obtenons sa densité.
Le résultat obtenu ici avec du matériel très simple et une température d’eau approximative, n’est bien sûr pas précis. Mais la démonstration est suffisante pour comprendre le principe et obtenir une densité générale correcte. L’échantillon peut aussi comporter des impuretés plus ou moins lourdes, ce qui est courant en minéralogie, un minéral est rarement pur. L’eau se réchauffe pendant l’expérience classique et le minéral est pesé avec le poids de l’air.
La plupart des minérauxMinéraux Espèces chimiques naturelles, se présentant le plus souvent sous forme de cristaux solides. ont une densité comprise entre 2 et 4, celle de l’eau froide est de 1.
Quelques exemples de densité de minéraux :
Calcite (CaCO3) : 2,7
Barytine (BaSO4) : 4,2 à 4,5
Galène (PbS) : 7,5
Or (Au) : 19
Bitume : 1 à 2
Gypse (CaSO4, 2H20) : 2 à 4
QuartzQuartz Minéral, tectosilicate composé principalement de silice (SiO2). (Si02) : 2 à 4
Photographe : Gérard Brusseaux.
Source : Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP), Sorbonne Université, campus Pierre et Marie Curie, Paris, France.