Twardość Mohsa
Także: Skala Mohsa, Twardość rysowa, Twardość mineralogiczna
Twardość Mohsa to bezwymiarowy wskaźnik w skali od 1 do 10, opisujący odporność minerału na zarysowanie przez twardszy materiał.
Twardość Mohsa (nazywana też skalą Mohsa lub twardością rysową) została opracowana w 1812 roku przez niemieckiego mineraloga Friedricha Mohsa i do dziś pozostaje najpowszechniejszą jakościową miarą twardości na zarysowanie minerałów i metali. Zasada jest niezwykle prosta: materiał o wyższej twardości Mohsa rysuje materiał o niższej - a nie odwrotnie. Dzięki temu skala doskonale nadaje się jako szybkie narzędzie orientacyjne przy sprawdzaniu autentyczności monet oraz w naukach o surowcach.
Skala Mohsa w skrócie
Skala sięga od 1 (talk, najmiększy minerał) do 10 (diament, najtwardszy materiał naturalny). Jest ona nieliniowa - odstępy między stopniami są różne, dlatego interpolacja arytmetyczna jest niedopuszczalna.
| Stopień | Minerał wzorcowy | Porównanie codzienne |
|---|---|---|
| 1 | Talk | Rozcieralny paznokciem |
| 2 | Gips | Rysowany paznokciem |
| 3 | Kalcyt | Rysowany monetą miedzianą |
| 4 | Fluoryt | Rysowany nożem (łatwo) |
| 5 | Apatyt | Rysowany nożem (trudno) |
| 6 | Skaleń | Rysowany pilnikiem stalowym |
| 7 | Kwarc | Rysuje szkło |
| 8 | Topaz | Rysuje kwarc |
| 9 | Korund (szafir/rubin) | Rysuje topaz |
| 10 | Diament | Rysuje wszystko |
Metale szlachetne na skali Mohsa
Metale szlachetne, z twardością Mohsa między 2,5 a 4,75, są stosunkowo miękkie, co uzasadnia ich charakterystyczną odkształcalność (ciągliwość), ale wyjaśnia również ich podatność na zarysowania:
| Metal | Twardość Mohsa (ok.) |
|---|---|
| Złoto (999) | 2,5 |
| Srebro (999) | 2,5-3,0 |
| Platyna | 3,5-4,5 |
| Pallad | 4,75 |
| Wolfram | 7,5 |
Niska twardość Mohsa czystego złota i czystego srebra jest ważnym powodem, dla którego metale te są łączone w stopy z miedzią lub innymi metalami przy produkcji monet i biżuterii: stop wyraźnie podnosi twardość, nie naruszając istotnie właściwości metalu szlachetnego.
Znaczenie dla sprawdzania autentyczności
Twardość Mohsa to pomocna, ale niewystarczająca cecha autentyczności. Wolfram (twardość Mohsa 7,5) jest wprawdzie znacznie twardszy niż złoto, lecz stosuje się go jako rdzeń w fałszywych sztabkach, ponieważ jego gęstość (19,25 g/cm³) jest niemal identyczna z gęstością złota (19,32 g/cm³). Fałszerstwa wolframowego nie da się zatem wykryć pewnie ani samą twardością rysową, ani samym ważeniem - dopiero połączenie pomiaru gęstości, ultradźwięków i fluorescencji rentgenowskiej daje pewność.
Dla prostych kontroli monet w codzienności obowiązuje zasada: prawdziwa moneta złota łatwo rysuje się stalowym nożem (twardość Mohsa ~5,5) - czego oczywiście nie należy na niej sprawdzać. Sprawdzanie autentyczności monet oraz kontrola masy monety oferują bezpieczniejsze, nieniszczące alternatywy.
Zasada pomiaru
Twardosc A > twardosc B → A rysuje B, B nie rysuje A
Twardosc A = twardosc B → oba rysuja sie wzajemnie
Pomiar polega na ręcznym dociskaniu materiału badawczego do próbki. Następnie sprawdza się, czy powstała prawdziwa rysa, czy jedynie starcie miększego próbnika.
Krótko
Twardość Mohsa porządkuje materiały według twardości rysowej w skali od 1 do 10 i pomaga odróżnić metale szlachetne od podróbek lub partnerów stopowych - dla wiarygodnej wyceny na podstawie ceny złota lub kontroli autentyczności należy ją zawsze łączyć z innymi cechami fizycznymi, takimi jak gęstość i temperatura topnienia.