Para otimizar o aproveitamento dos recursos minerais da Terra, é importante aprimorar os estudos da geoquímica, e assim compreender as riquezas minerais da Terra. Com isso, algumas ferramentas vêm sendo utilizadas com intuito de fornecer alta qualidade e precisão, em escalas atômicas, das propriedades dos minerais. Dentre eles podemos destacar a Difração de Raio X (DRX) e a Fluorescência de Raio X (FRX). No texto de hoje, apresentaremos as técnicas de DRX e FRX, assim como, as diferenças entre eles.
O que é geoquímica?
A geoquímica desempenha um papel considerável no estudo da química do planeta, seja na superfície ou no interior dele. As análise geoquímicas envolvem reações químicas entre elementos, sua distribuição, localização e a abundância de alguns. Essas observações tornam-se possíveis devido às investigações químicas das características de alguns elementos, que são possíveis por meio do DRX e FRX, por exemplo.
O que são raios X?
As ondas eletromagnéticas se enquadram dentro de um espectro subdividido de acordo com seu comprimento de onda ou frequência. Os raios X, por sua vez, ocupam uma porção reduzida desse espectro e seu comprimento de onda varia de 100Å e 0,02Å. Para análise de minerais é utilizado raios X de comprimento de onda, de aproximadamente 1Å.
A colisão entre os elétrons e os átomos dos elementos geram dois tipos de espectros: raios X contínuos (perda gradual de energia dos elétrons devido às colisões) e raios X característicos (os elétrons são capazes de deslocar os elétrons contidos no átomo para camadas mais internas do alvo).
DRX
A análise por difratometria de raios X (DRX) consiste em uma técnica semi-quantitativa de identificação de minerais, em que a amostra é incidida por raios X característicos e contínuos. Esse processo ocorre a partir da análise dos feixes de raios X difratados, que são medidos por meio de detectores de área em difratômetros. A partir da análise dos resultados ocorre algumas associações que auxiliam na identificação mineral em questão.
A análise baseia-se na leitura dos ângulos e intensidades registradas no difratômetro, e utilizando-se da Lei de Bragg, calcula-se as distâncias entre os picos presentes no difratograma. Com isso, pode-se calcular a intensidade relativa dos feixes difratados e estabelecer uma associação com os índices de Miller, determinando assim, a estrutura cristalina do mineral.
FRX
A análise por fluorescência de raios X (FRX) é uma técnica quantitativa, largamente utilizada para identificação de elementos químicos (Z>10) presentes, além de estabelecer a concentração, por proporção, dos elementos presentes. O FRX é muito utilizado para identificação dos teores dos óxidos que constituem a rocha e elementos mais raros.
Uma amostra pulverizada é bombardeada por um curto intervalo de tempo com raios X policromáticos, aos quais são absorvidos. A partir disso, ocorre o deslocamento dos elétrons nas camadas, de forma que raios X característicos são gerados. As linhas espectrais identificadas no FRX são específicas de cada elemento químico, e por isso é possível qualificar e quantificar a composição química de determinada amostra.
Principais diferenças entre DRX e FRX
Comparando os dois métodos de investigação utilizados pela geoquímica é possível observar que o DRX está voltado para a identificação da estrutura cristalina de um mineral, ou seja, a localização e a distância entre os átomos que compõem o mineral. Enquanto, o FRX se preocupa em informar quais elementos estão contidos em uma amostra e em qual proporção eles ocorrem.
DRX e FRX na Minas Jr.
A análise química é muito importante na prospecção mineral, sendo essencial para caracterização das amostras, através da identificação, quantificação, e por vezes, a determinação da sua estrutura cristalina. A Minas Jr. oferece os serviços de análise química por DRX e FRX, realizados em parceria com o Laboratório de Caracterização de Minérios da UFMG e a Geosol, respectivamente.
Autora: Nathália Bueno
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