Grafito: Propiedades, características y usos

El grafito, es uno de los estados polimórficos en las que se presenta el carbono en la naturaleza, químicamente compuesto solo por este elemento C, a menudo con ciertas impurezas. Se encuentra comunmente en rocas metamórficas, como mármoles, esquistos y gneis. Su uso se concentra en la industria del acero, latón y bronce.

Propiedades y características

Grafito	Propiedades físicas y características
Grupo, clase	Nativo.
Fórmula Química	C.
Composición química	C=100%.
Brillo	Metálico a terroso.
Color	Negro a gris acero.
Raya	Negra.
Tenacidad	Frágil.
Dureza de Mohs	1-2.
Peso específico o densidad	2.2 g/cm3.
Clivaje	Basal perfecto.
Fractura	Escamosa.
Sistema cristalino	Hexagonal.
Forma de presentarse (hábito)	Cristales tabulares de forma hexagonal.
Polimorfo	Diamante.
Origen o ambiente geológico	Ambiente de metamorfismo regional, de contacto que afecta a rocas pelíticas.
Rocas asociadas	Metamórficas (filitas, pizarras, mármoles, esquistos, gneis), ígneas (basaltos y sienitas).
Minerales asociados o paragénesis	Cuarzo, biotita, ortosa, turmalina, moscovita, sericita, clorita.
Uso	Industria del acero, lápices, lubricantes, electrodos

El grafito, un mineral muy conocido por su amplio uso industrial y sus particulares propiedades físicas, incluido su llamativo color negro acerado y su fractura de forma escamosa.

Se origina principalmente en ambientes metamórficos por transformación del carbono orgánico, esta conformado principalmente por C, aunque a menudo contiene ciertas impurezas como óxidos de hierro entre otros elementos.

Posee un brillo metálico que va a terroso, dependiendo del ambiente de metamorfismo del que prevenga, su raya es de color negro.

Su estructura cristalina es hexagonal; dihexagonal bipiramidal, su hábito es de tipo tabular hexagonal con un plano basal muy desarrollado y su clivaje es de forma basal perfecta.

Tiene una dureza muy baja de entre 1-2 en la escala de Mohs, su tenacidad esta caracterizada por escamas finas flexibles y quebradizas, su gravedad específica se encuentra entre los 2.1 y 2.3 g/cm3.

Es común su desarrollo en rocas metamórficas de diferentes ambientes, aunque también se presenta en menor cantidad en rocas ígneas y pegmatitas, esta relacionado principalmente a los mármoles, esquisto, gneis, entre otras rocas.

Se emplea en el desarrollo de materiales para la industria del acero, latón, bronce, también en la fabricación de lápices, lubricantes industriales y piezas de ingeniería.

Propiedades ópticas

Las propiedades ópticas para identificar al grafito son:

1. Forma: Anhedral
2. Pleocroísmo: No
3. Clivaje: Perfecto, en una dirección
4. Índice de refracción: Opaco
5. Color: negro o gris oscuro

En lámina delgada es típico encontrar a este mineral conformando rocas metamórficas de bajo a medio grado de metamorfismo que proceden de un protolito pelítico (filita, pizarra), y conforman el clivaje de crenulación o la foliación de la roca metamórfica.

Origen, formación y ambiente geológico.

El grafito se forma en metamorfismo de contacto, cuando el carbono se somete a calor y presión en zonas de la corteza terrestre o el manto superior, aproximadamente 75000 libras por pulgada cuadrada y temperaturas de entre los 750º celsius, correspondiente a la facie metamórfica granulita.

En metamorfismo regional se produce por la transformación de lutitas y calizas en esquistos y gneis, que contienen pequeñas escamas de grafito.

Aunque es poco frecuente, puede formarse como mineral primario en rocas ígneas y condritas, como basaltos y sienitas, que desarrollan particulas finas principalmente.

Se asocian con minerales como el cuarzo, biotita, ortosa, turmalina, apatito, pirita y esfena.

El grafito sintético

Al ser un compuesto de carbono, la manera más sencilla de obtener grafito sintético es mediante un proceso de “fundición” de materias primas, como el coque de petróleo o el alquitran, a temperaturas de entre 2500 a 3000º celsius. Los compuestos volátiles serán consumidos y las sustancia resultante tendrá una composición del 99% de pureza de carbono, que es muy usada en sectores industriales que requieren grafito sin contaminantes.

Relación entre el Grafito y Diamante

Aunque tienen la misma composición química, se diferencian por ciertos parámetros, uno de ellos es la zona de la corteza donde se originan, mientras los diamantes se forman en el manto superior, el grafito tiene lugar en las zonas corticales, en condiciones de presión y temperatura menor.

La red hexagonal de átomos de grafito tiene un espesor muy bajo y sus enlaces son débiles, lo que provoca que formen láminas muy delgadas que se deslizan y se cortan fácilmente, al contrario los enlaces covalentes del diamante son extremadamente fuertes lo que forma un estructura en red tridimensional que le da una dureza al diamante muy alta.

Por lo tanto el diamante se forma a una presión y temperatura muy superior a la del grafito, que tiende a ser más superficial.

¿Cómo identificar al Grafito?

Se lo reconoce con gran facilidad por su destacable color negro acerado y su brillo metálico-terroso, otro aspecto contrastable de otros minerales es su fracturamiento en escamas finas, flexibles y quebradizas.

Otras propiedades interesantes son su conductividad eléctrica, que aumenta con el calor, convirtiendolo en un semiconductor, también su gran resistencia al calor y su casi inerte relación con otros minerales.

Usos del Grafito

• Puede usarse en la fabricación de crisoles refractarios en la industria del acero, latón y bronce.
• Como lubricante mezclado con aceites.
• Se mezcla con arcilla fina para crear lápices.
• Se usa en la fabricación de pinturas para la protección de hierro y acero.
• Desarrollo de piezas de ingeniería como pistones, juntas, rodamientos, arandelas.
• Moderador en reactores nucleares.