Schnelltests zur Mineralbestimmung im Gelände und im Labor
V/S/Ü 24310 Wintersemester 2002/2003
Prof. Dr. W. Franke
6 x Freitags 13:15 - 16:30 Beginn 25. 10. 2002
Geocampus Lankwitz, Haus C , Grosser Seminarraum
Skripte steht als Diskette zur Verfügung, bzw. auf Anforderung per
e-mail:
wafranke@chemie.fu-berlin.de
Durch Schmelz- und Glüh-Reaktionen bei hohen Temperaturen
lassen sich in Mineralen eine Reihe von Elementen nachweisen. Zur Erzeugung
der Temperatur dient eine sogenannte Lötrohrflamme. Dabei wird mit einem
Rohr mit feiner Öffnung ein Luftstrahl durch die Flamme einer Öl-
oder Paraffin-Lampe geblasen. Je nach Haltung des Lötrohrs ( blow pipe)
kann dabei eine Oxidationsflamme (Mit Luftüberschuss) oder Reduktionsflamme
(Mit CO-Überschuss) erzeugt werden. – Lötrohrprobierkunde
- Blow pipe analysis
Erste schriftliche Erwähnung des Lötrohrs ca. 1670; die Erfindung
ist aber mit Sicherheit sehr viel älter. Einige prähistorische Goldarbeiten
aus Südamerika sind ohne Verwendung einer kleinen, heissen Stichflamme
kaum zu fertigen, Erwähnung von Blasebälgen bereits in der
Bibel.
Diese qualitativen chemischen Analyseverfahren wurden im 18. Jahrhundert
insbesondere in Schweden (Cronstedt, Bergman, Gahn, Berzelius) laufend
verbessert und ausgebaut; dies hat die Entwicklung der Chemie zur Naturwissenschaft
entscheidend beeinflusst. Im 19. Jahrhundert wurde das Verfahren von
Harkort, Brush, von Kobell, Plattner und Bunsen weiterentwickelt. In der zweiten
Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden verstärkt nasschemische Verfahren
hinzugefügt. Etwa um 1900 konnten gut geschulte und geübte Geologen
und Chemiker mit diesen Methoden in kurzer Zeit ( 0,2 – 2 Stunden) eine komplette
qualitative Analyse eines Minerals oder Hüttenprodukts erstellen. Benötigt
wurden dabei Mineralmengen zwischen 0,1 und etwa 50 mg, es handelt sich also
um eine Halbmikroanalyse! - Insbesondere die Bestimmung von Gold
und Silber wurde auch quantitativ mit hoher Genauigkeit ausgeführt.
- Anfang des 20. Jahrhunderts wurde die Methode durch viele nasschemische
Tüpfelreaktionen ergänzt.( Feigl) Þ Spot tests
Ab etwa 1960 wurde die Methode kaum noch im Studium behandelt; seit
dieser Zeit stehen an den Hochschulen moderne physikalische Messverfahren
zur Verfügung, die eine qualitative chemische Multielement-Analyse sehr
schnell und sicher erledigen. (Rö.-Fluoreszenzanalyse, wellenlängendispersiv
(RFA) bzw. energiedispersiv (EDAX) als Zusatz zu einem Rasterelektronenmikroskop),
später ICP-Spektrometer. - Eine Bestimmung welches Mineral vorliegt,
kann über die d-Werte und zugehörigen Intensitäten mit einem
Rö.-Diffraktometer erfolgen. (Siehe hierzu den folgenden Abschnitt in
Kleindruck.) Allerdings sind alle genannten Geräte sehr teuer (Je nach
Ausstattung etwa 100.000 Euro und mehr!); vernünftige Ergebnisse werden
nur von geschultem und eingearbeitetem Personal erzielt. Für Wartung
und Betrieb sind pro Jahr mindestens etwa 3 bis 5 % der Investitionssumme
zu veranschlagen. Die Geräte sind überdies stationär, tragbare
Geräte kommen gerade jetzt auf den Markt, sie decken aber nicht das ganze
Elementspektrum ab und sind ebenfalls extrem teuer.
In vielen Arbeitsgruppen haben Studenten im Rahmen von Diplomarbeiten
oder Dissertationen leider nur sehr beschränkten Zugang zu solchen Analysen.
- Prospektionsfirmen haben meist keine eigenen Geräte und lassen solche
Analysen von entsprechenden Laboratorien erledigen, sie haben pro Analyse
etwa Summen zwischen 30,- und 500,- € zu zahlen.
Kenntnisse in der alten Lötrohranalyse können Studierenden
der Geologie deshalb sowohl im Rahmen von Studienabschlussarbeiten, als auch
bei einer möglichen zukünftigen Prospektionstätigkeit von Nutzen
sein.
Das Blasen in das Lötrohr erfolgt mit der Wangenmuskulatur,
nicht mit der Lunge! Blasen Sie ihre Backen auf (Pausbacke) und atmen sie
dann mit aufgeblasenen Backen weiter regelmässig ein und aus, dies schafft
praktisch jeder Mensch. Schwieriger wird es mit an die Lippen gepressten Mundstück
auf diese Weise einen konstanten Luftstrom über mehrere Minuten aufrecht
zu erhalten.
Bequemer wird der Luftstrom durch eine handelsübliche Aquarienpumpe
erzeugt, falls 220 V Wechselstrom zur Verfügung stehen. Gute Lötrohre
haben eine Platinspitze (bzw. Edelstahl) mit einer lichten Öffnung von
0,4 – 0,7 mm Durchmesser. Als Flamme kommt in Betracht eine Spirituslampe,
die mit einem Gemisch von 4 Teilen Brennspiritus mit 1 Teil Benzin gefüllt
ist oder besser eine Paraffinlampe mit einem flachen Docht. Statt eines Lötrohrs
kann eine dickere Kanüle einer Einmalspritze benutzt werden.
Falls man sich auf die Erzeugung einer Oxidationsflamme beschränkt,
kann man ein in Baumärkten erhältliches kleines Butangasgebläse
benutzen. (Preise von 6 bis 80,-€) - Wir benutzen im Rahmen des Seminars solch
ein Gerät. – Zusätzlich zu den obligaten Hilfsmitteln, nämlich
Hammer, Lupe, Strichtafel, Magnet und Ritzstahl werden einige Chemikalien
und Gerätschaften benötigt. (Liste siehe Seite 15)
Die zu testende Substanz muss meist sehr fein gepulvert werden. Grobzerkleinerung
mit Hammer auf Stahlunterlage ( Um das Wegspringen von Substanz zu vermeiden
in dünne Plastikfolie oder Papier wickeln) – Feinzerkleinerung im kleinen
Achatmörser, Stahlmörser oder Porzellanmörser – Ausschütten
auf Glanzpapier ( Illustrierte!), klopfen und mit kleinem Pinsel sammeln und
sortieren. Sehr oft kann genug Substanz mit einer Nagelfeile oder Diamantfeile
gewonnen werden.
Leicht durchzuführen sind insbesondere:
- Erhitzen im einseitig geschlossenem Glasrohr
- Erhitzen im offenen Glasrohr ( Röstrohr ): Es lassen
sich so recht sicher in Sulfiden
- nachweisen : As, Sb, S, Hg, Bi, Se und Te.
- Phosphorsalzperle
- Boraxperle
- Erhitzen auf Kohle (mit und ohne Soda-Zusatz)
- Nachweis von Phosphor mit Magnesium
Seit dem 18. Jahrhundert werden traditionell in der Erdkruste
und in Meteoriten vorkommende feste, kristallisierte Verbindungen mit einem
eigenen Namen versehen. Über die Anerkennung als neues Mineral entscheidet
die "Commission on New Minerals and Mineral Names" der International Mineralogical
Association ( IMA ). - Gegenwärtig sind etwa 3600 Minerale bekannt,
bzw. anerkannt. Eine Liste der anerkannten Minerale wird herausgegeben
von "The Mineralogical Record" POB 35565 Tuscon, AZ 85740 USA, bearbeitet
von Michael Fleischer unter dem Namen "Glossary of Mineral Species", Preis
ca. 25 US $. Letzte Auflage 1992
Nur eine begrenzte Anzahl von Mineralen, etwa 200, lassen sich
allein aufgrund äußerer Kennzeichen mit einiger Sicherheit bestimmen,
jedenfalls sofern man einen im Rahmen des Studiums vertretbaren Lernaufwand
zugrunde legt. ( Äußere Kennzeichen sind Farbe, Form, Spaltbarkeit
Härte, Strichfarbe, Glanz, Verhalten gegenüber Magneten, eventuell
auffallend niedrige oder hohe Dichte ).
In Zweifelsfällen müssen physikalische und/oder chemische Untersuchungen
gemacht werden. Voraussetzung für alle weiteren Bestimmungen ist in jedem
Fall, daß Sie einigermaßen sicher sind, das zu bestimmende Mineral
isoliert zu haben, d. h. es sollte sich nicht um ein Gemisch von mehreren
Mineralen handeln !
Schnell und preiswert ist dann die Bestimmung der Licht / Doppelbrechung,
falls das Mineral durchsichtig ist. Die Methode haben Sie in "Polarisationsmikroskopie
I" erlernt.
Geeignetes Nachschlagwerk : W.E. Tröger "Optische Bestimmung der gesteinsbildenden
Minerale"
Teil 1 Bestimmungstabellen Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart
1982. (Siehe FB-Bibliothek)
Noch einfacher ist die Bestimmung mit dem Edelsteinrefraktometer, es muss
aber mind. 1 Quadratmillimeter einer glatten Fläche vorhanden sein.
In den meisten Fällen sollten Sie bei Ihrem jetzigen Kenntnisstand
in der Lage sein festzustellen, zu welcher Gruppe von Mineralen das zu bestimmende
Stück zählt.
( Sulfide - Karbonate - Silikate - Oxide/Hydroxide - Phosphate - Sulfate
usw. ).
Die Dichte kann bei Mineralkörnern relativ einfach nach der Schwimm
/ Sink - Methode bestimmt werden, falls die Dichte niedriger als 2,9 liegt,
und ein kleines Pyknometer und eine Waage zur Verfügung steht.( Na-polywolframatlsg.
).
Sind mindestens 0,1 cm3 des reinen Minerals vorhanden, so kann die Dichte
bestimmt werden, falls ein Pyknometer und eine Waage mit 1 mg Ablesung zur
Verfügung steht und die Substanz nicht wasserlöslich oder porös
ist.
Eindeutig kann jedes Mineral aufgrund seines Rö.-Pulverdiagramms identifiziert
werden. Das Rö.-Pulverdiagramm ist eine nach Größe geordnete
Statistik der Netzebenenabstände ( d-Werte ). Jedem d-Wert ist dabei
eine relative Intensität zugeordnet.
Der d-Wert, also die Lage des Schwerpunktes des Peaks, hängt nur von
der Gitterkonstanten aO , bO , cO , den Winkeln *, * und * und vom Millerschen
Index hkl der jeweiligen Netzebene ab. Ob ein d-Wert überhaupt auftritt,
wird durch die Symmetrie des Gitters bestimmt.
Die relative Intensität ist dagegen von vielen Faktoren abhängig.
( Streuvermögen der Gitterbausteine in der Netzebene, Aufnahmebedingungen
usw. ). Insbesondere werden die Intensitäten durch Vorzugsorientierungen
der Kristalle im Pulver stark beeinflußt !
Hieraus folgt : Bei der Identifikation von Mineralen anhand von Rö.-Pulverdiagrammen
kommt es vor allem auf die Linienlage an, die Intensitäten spielen nur
größenordnungsmäßig eine Rolle.
Die d-Werte und Intensitäten von etwa 2700 Mineralen sind im
"Mineral Powder Diffraction File - Data Book" zusammengefaßt, herausgegeben
vom International Centre for Diffraction Data, 1601 Park Lane, Swarthmore,
PA 19081, USA.
Es gibt auch ein Search Manual, geordnet nach chemischer Zusammensetzung,
bzw. nach den Linien mit der stärksten Intensität.
Die Bücher werden ca. alle 5 Jahre ergänzt und sind sehr teuer
( ca. 1200,-US$ ), es gibt den File auch auf Datenträgern für PC-Anwendung.
Beachten Sie bitte :
1. Es ist sehr wichtig, daß das Präparat möglichst nur ein
Mineral enthält, schließlich wissen Sie sonst nicht welche Linie
zu welchem Mineral gehört. ( Ausnahme : Das zweite Mineral ist genau
bekannt, z.B. Quarz, dann beachten Sie nur die Linien, die nicht dem Quarz
zugeordnet werden können ).
2. Zahlreiche Minerale sind Mischkristalle ( Feldspäte, Pyroxene, Amphibole
), hier können die Reflexe in Abhängigkeit von der Zusammensetzung
etwas ihre Lage ändern.
3. Es ist sehr schwierig ein Mineral anhand des Rö.-Diagramms zu bestimmen,
falls sonst überhaupt nichts über die Substanz bekannt ist. In diesen
Fällen müssen Sie wenigstens eine qualitative chemische Analyse
vornehmen. - Am einfachsten ist eine entsprechende Analyse per Rö.-Fluoreszenz-Analyse.
( RFA, bzw. EDAX ). Dabei ist zu beachten, daß meist die Elemente
mit Ordnungszahlen unter 11 ( Na ) nicht erfaßt werden. ( D.h. Li,
Be, B, C, N und F ! ). Hinweise auf die Zusammensetzung erhalten Sie auch
durch die hier behandelten Schnelltests!
Als Normalfall gilt : Das Mineral wird isoliert, die Bestimmung anhand äußerer
Kennzeichen und Eigenschaften, wie Farbe, Glanz, Spaltbarkeit, Dichte, Strichfarbe,
Härte, Morphologie, Löslichkeit, Ätzverhalten u.a. erlaubt
jedoch keine eindeutige Zuordnung, sondern es verbleiben auch nach qualitativer
Analyse mehrere Möglichkeiten. In diesem Fall ist es sinnvoll zur Entscheidung
ein Rö.-Pulverdiagramm anzufertigen.
Beachten Sie in Hinblick auf spätere Berufstätigkeit die zu zahlenden
Preise bei kommerziellen Labors:
Rö.-Pulverdiagramm mit Auswertung ab ca. 100,- Euro.
Qualitative Analyse mit RFA oder EDAX ab ca. 50,-Euro
Meurig P. Jones „Applied Mineralogy - A quantitave approach“ Graham&Trotman
1987
ISBN 0 86010 511 3 - (Mit guten Übersichtstabellen der häufigsten
200 Minerale)
Zum Überblick welche Minerale es gibt, ist in deutscher Sprache immer
noch am besten geeignet „Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie“ Ferdinand Enke
Verlag Stuttgart 16. Auflage 1980 (leider nicht mehr im Handel)
Erhitzen im einseitig geschlossenen Rohr
Wenig Substanz wird fein gepulvert in einem sehr
kleinen Reagenzglas oder einseitig zugeschmolzenem Glasrohr erhitzt. Zuerst
vorsichtig erhitzen, dann stärker; Das Rohr etwas neigen (30° – 40°
) um Rücklauf von Kondensat zu vermeiden. (Rohr oben mit hölzerner
Wäscheklammer halten, eventuell Wattebausch oben einsetzen)
- Wasserabgabe bei kristallwasserhaltigen Substanzen oder
Zeolithen. – Tonminerale geben Zwischenschichtwasser bei niederenTemperaturen
ab, OH-Gruppen werden erst bei 800° - 900°C zersetzt! (Zeolithe sind
nicht mit Stahl ritzbar!)
- Dekrepitieren (Knistern): Zerplatzen von fluid-inclusions,
zuweilen bei Fluorit, Schwerspat, Calcit.
- Sublimat : heiss: braun-gelb, kalt gelb: Schwefel /
schwarz-glänzend + ev.graue Kristalle
Þ Arsen / Ist S+As vorhanden, so entsteht
ein gelblichrotes Sublimat / S+Sb ergibt ein
braun-rotes Sublimat. – Sublimate enstehen
hier nur, wenn pro zweiwertiges Kation zwei
Atome S, As, bzw. Sb vorliegen (z.B. Rotgültigerz,
Bournonit, Enargit)
Durch nasses pH-Papier , bzw. Braunsteinpapier auf SO2 prüfen!
(Braunsteinpapier erhält man durch Tränken von weissem Filterpapier
mit Kaliumpermanganatlösung und anschliessendem Trocknen.- Notfalls wiederholen
um deutlich durch MnO2 gefärbtes Papier zu erhalten.- Im nassen Zustand
wird das Papier durch SO2 entfärbt, da das Mn(IV)-Oxid zu Mn(II)sulfat
reduziert wird)
Erhitzung im offenen Rohr (Röstrohr) Wichtigste Prüfung bei
Sulfidmineralen!
Als Röstrohr wird ein Glasrohr von mind. 12
cm Länge mit einem Innendurchmesser von 6 - 9 mm benutzt, zweckmäßigerweise
wird das Rohr bei etwa 1/3 der Länge um etwa 30° abgebogen. Eine
geringe Menge der Substanz wird grobgepulvert und im Knick deponiert. Es wird
zuerst schwach, dann stärker erhitzt. (Wenn keine Reaktion erfolgt Þ
mit feingepulvertem Mineral wiederholen.)
Sulfide werden zu SO2 und Oxiden oxydiert, das SO2 erkennt man am Geruch
und an der Verfärbung von nassem pH-Papier, bzw. der Entfärbung
von nassem Braunsteinpapier im Rohr. Reagenzpapierstreifen nass machen und
halb oben einschieben, andere Hälfte nach unten umknicken. Es dürfen
keine Wassertropfen ins Rohr laufen, sonst springt das Glas beim Erhitzen!)
Arsenide ergeben ein sich rings im Rohr absetzendes weisses Sublimat , das
sich durch Erwärmen des Rohrs an dieser Stelle weitertreiben läßt.
Vorsicht: As2O3 ist sehr giftig!!
Antimonhaltige Sulfide ergeben einen weissen Rauch, der sich aber meist
weiter im Rohr hinzieht und sich vorwiegend unten absetzt. Erklärung:
Sb2O3 ist flüchtig und kann mit der
Flamme weitergetrieben werden, weitere Erhitzung führt aber stets zur
Weiteroxydation zu Sb2O4, dies ist nicht mehr flüchtig und erscheint
im heißen Zustand als gelblichweiß.
Bei Anwesenheit von Bi (Wismut ) kann ein sehr geringes weisses Sublimat
von Wismutsulfat auftreten, schmilzt beim weiteren Erhitzen zu braunen Tröpfchen,
die nach Erkalten gelb erscheinen. Kein sicherer Nachweis!
Bei zu starkem Erhitzen von Sulfiden, die viel Pb enthalten, kann ein geringes
weisses Sublimat von PbSO4 auftreten, meist sitzt dann um die Probe herum
gelbes geschmolzenes PbO. Kein sicherer Nachweis!
Hg-Gehalt ergibt graue Quecksilbertröpfchen oder einen Metallspiegel
Tellur gibt ein weisses Sublimat von TeO2 , das beim Erhitzen nicht flüchtig
ist, sondern zu Tropfen schmilzt.
Se-Gehalte erkennt man an einem Geruch nach fauligem Rettich.(Giftig)
Viele Nebengruppenelemente können an der Färbung
der Phosphorsalzperle, bzw. Boraxperle erkannt werden. Die Phosphorsalzperle
erfordert etwas mehr Substanz zur Färbung als die Boraxperle. – Borax
löst auch Silikate zu einem klaren Glas auf, dagegen werden Silikate
durch das Natriummetaphosphat zwar zersetzt, die Kieselsäure wird aber
nicht gelöst; mit der Lupe kann man dann ungelöste Kieselsäure
als sogenanntes Kieselsäureskelett erkennen.
Dies dient als Nachweis für Silikate. Dabei ist jedoch auf folgendes
zu achten: Falls man die Perle mehrmals abkühlen lässt und dann
wieder erhitzt, kann es bei viel gelöster Probesubstanz zur Kristallisation
von gebildeten Phosphaten kommen, auch dann erscheint die Perle trüb!
Ausserdem kann bei Zeolithen und Gruppensilikaten das SiO2 so fein verteilt
sein, dass es auch mit Lupe nicht erkennbar ist!
Früher wurde die Perle in einer Öse am Platindraht
geschmolzen, wenn man dann die Färbung im reduzierten Zustand prüfen
wollte, musste man die Perle vom Draht entfernen und auf Kohle weiterarbeiten,
um eine Beschädigung des Platindrahts durch Legierung mit entstehenden
Metallen (Cu, Ni) zu vermeiden. Billiger sind sogenannte Magnesiastäbchen
die heute aus einem Gemisch aus Hoch-Cordierit und Spinell bestehen.
Man taucht ein Magnesiastäbchen in NaNH4HPO4
oder in NaPO3-Pulver und schmilzt zu einer klaren Perle in der Flamme auf.
Durch Berührung der sehr fein gepulverten, zu analysierenden Substanz
mit der erkalteten Perle wird etwas hängenbleiben, es wird erneut aufgeschmolzen
und die Färbung (heiß und kalt zuweilen unterschiedlich) registriert.
Sulfide müssen zuerst völlig durch Erhitzen unter Luftzutritt
in Oxyde umgewandelt werden!!
(Abrösten auf der Magnesiarinne – Die erhaltenen Oxide müssen
matt aussehen – Manche As-haltigen Sulfide lassen sich nur schwer abrösten,
da sie schmelzen. Die Abröstung wird erleichtert durch Mischung des Minerals
mit Graphit. – Cu-haltigen Sulfiden kann man nach Vorglühen etwas Ammoniumkarbonat
zusetzen, beim nochmaligen Glühen verflüchtigt sich Schwefel als
Ammoniumsulfat. – Vorsicht beim Abrösten da die entstehenden Gase giftig
sind!! – Abzug oder im Freien arbeiten.)
Element Farbe heiß
Farbe kalt
Ti gelblich
farblos-gelblich
V dunkelgelb
gelb
Cr rötlich
smaragd-grün
Mn amethystfarben
dito
Fe gelbrot
farblos-grünlichgelb
Co blau
blau
Ni rötlichbraun
rötlichgelb
Cu grün
himmelblau
Mo gelbgrün
farblos-gelbgrün
W gelb
farblos-gelb
Dies sind die Farben der Phosphorsalzperle in der oxydierenden Flamme. Gut
nachzuweisen sind insbesondere Co, Cu und Cr. Liegen mehrere färbende
Elemente nebeneinander vor, so sind die Färbungen oft nicht mehr typisch.
Borax ist Natriumtetraborat Na4B2O7, die Boraxperle wird
ganz analog hergestellt, einige Färbungen sind anders als bei der Phosphatperle.
Ein Überblick auch zu der Färbung im reduzierten Zustand gibt die
Tabelle nach Plattner. (Wird im Seminar verteilt)
Kommt viel Ni neben Co vor, so ist die Perle rotbraun. Wenn man eine Boraxperle
neu auf Kohle erzeugt und etwas Zinn zusetzt, wird das Ni reduziert und die
blaue Co-Färbung wird sichtbar.
Schmelzung auf Kohle mit Soda, bzw. Soda + Kaliumoxalat
Auf der Holzkohle wird eine flache Vertiefung eingeschabt.
Die Probesubstanz wird mit etwa der doppelten Menge wasserfreier Soda oder
dem Gemisch Soda/Kaliumoxalat gemischt, angefeuchtet und mit dem Spatel in
die Vertiefung gedrückt. Nun wird langsam möglichst mit der Reduktionsflamme
erhitzt. ( Sodaschmelze allein wird von der Kohle aufgesogen. – Durch die
Soda wird die Reduktion durch die Kohle ermöglicht; ein wirksameres
Reduktionsmittel ist das Kaliumoxalat – Insbesondere Zinnoxid kann nur mit
Kaliumoxalat zu metallischem Zinn reduziert werden. - )
1. Nur Metall, kein Beschlag:
Graue, magnetische Metallflitter: Fe, Ni, Co
Graues Metall, unmagnetisch: W
Dehnbare Metallkörner: Au, Ag, Sn ( Zinn ergibt nach längerem
Erhitzen einen weissen, dicht um das Korn sitzenden Beschlag. – Ag erzeugt
in der Oxidationsflamme einen dunkelroten Beschlag von Silberoxid, der auf
Kohle meist nicht sichtbar ist; er färbt aber u.U. einen vorhandenen
weissen Beschlag von z.B. ZnO rot!)
2. Metall und Beschlag:
Weisse, spröde Metallkugel und weisser Beschlag: Sb
Rötlichweisses, sprödes Metall und zitronengelber Beschlag, der
die Flamme nicht blau färbt: Bi ( wird mit einem Gemisch von KJ+S erhitzt
rot, da sich Wismutjodid bildet)
Graue duktile Metallkugeln und gelber Beschlag, der die Flamme blau färbt:
Pb
Graue Metallflitter, unmagnetisch und ein weisser Beschlag, der beim Berühren
mit einer reduzierenden Flamme blau wird: Mo
Weisse, duktile Metallkugeln, ein Beschlag erscheint erst nach längerer
Erhitzung mit der Oxidationsflamme: Sn (Sublimat nicht flüchtig!)
3. Nur Beschlag, kein Metall:
Beschlag ist weiss, nicht flüchtig, in der Wärme gelb: Zn (Beschlag
wird mit Kobaltnitratlösung
betupft nach dem Glühen grün: Rinmanns Grün)
Beschlag ist braun mit gelbem Rand: Cd (Irisierende Farben = Pfauenauge)
Beschlag ist grau-weiss, sehr flüchtig, Geruch nach Knoblauch: As
( Se erzeugt grauen, flüchtigen Beschlag mit rotem Rand und Geruch
nach faulendem Rettich – Te einen weissen, flüchtigen Beschlag mit rotbrauner
bis graubrauner Kante.)
Selektiver Nachweis von Phosphor. (In Phosphaten)
In einem engen, einseitig geschlossenem Glasrohr wird ein kleiner
Streifen von metallischem Magnesium mit wenig Substanz plaziert. Die Stelle
wird stark erhitzt bis das Mg verbrennt. Dann wird das Glas zerdrückt
und mit einem Tropfen Wasser versetzt. Es tritt ein knoblauchartiger Geruch
(Karbidgeruch.) auf. In der Hitze reagiert PO4 mit dem Mg zu Mg3P2 Magnesiumphosphid,
dies reagiert mit Wasser zu PH3 - Phosphorwasserstoff. Sehr giftig.
Selektiver Nachweis von Chrom, bzw. Mangan mit Soda-Salpeter-Schmelze
Die Substanz wird mit etwa der 6fachen Menge eines Gemischs aus etwa gleichen
Teilen von wasserfreier Soda und Kalisalpeter auf einer Magnesiarinne geschmolzen.
(Achtung: Niemals Sulfide mit Salpeter schmelzen, Gefahr der Verpuffung
oder Explosion!)
Cr . Es bilden sich gelbe Chromate (+ Wasser+Säure+PerboratÞgeht
über blau in grün über)
Mn: Es bilden sich grüne Manganate (MnVI-Verbindung)
( Löst sich in Wasser mit
grüner Farbe, mit Essig angesäuert wird die Lösung rot wegen
Permanganatbildung,
es bildet sich ein Braunsteinniederschlag, dann entfärbt sich die Lösung
unter
weiterer Braunsteinbildung.)
Beide Nachweise sind sehr empfindlich!
Selektiver Nachweis von Schwefel in Sulfaten (Heparprobe)
Ein Teil Substanz wird mit drei Teilen Soda und etwas Holzkohlepulver gemischt,
angefeuchtet und auf Holzkohle möglichst mit reduzierender Flamme geschmolzen.
Bei Anwesenheit von S bildet sich Natriumsulfid, das die Masse gelb färbt;
mit etwas Wasser auf ein blankes Silberblech oder eine blanke Silbermünze
gebracht Þ schwarzer Belag von Silbersulfid.
Flammenfärbung
Eine Färbung der nichtleuchtenden Famme (Oxidationsflamme)
ergeben alle Alkalimetalle, sowie die Chloride von Ca, Sr, Ba, aber auch Kupferchlorid
(azurblau), Kupferoxid (grün), Bor (grün), Molybdänoxide (gelblich-grün),
Arsen (fahlblau), Antimon (fahlgrün), Blei (blau), Phosphorsäure
färbt fahl-blaugrün. Bleiphosphate ergeben auf Kohle eine blaue
Flamme mit grünem Rand.
Ausführung: ( Flammenfärbung immer im abgeschatteten Raum beobachten!)
Fein gepulverte Substanz auf Uhrglas mit etwas HCl versetzen,
Magnesiastäbchen eintauchen und Glühen. (Magnesiastäbchen vorher
ausglühen bis keine Gelbfärbung durch Natrium mehr eintritt!)
- Es kann auch die gröber gepulverte Substanz oder
Splitter davon auf der Magnesiarinne mit conc. Schwefelsäure befeuchtet
werden, dann Glühen.
Rote Flamme: Li (karminrot), Sr (purpurrot), Ca (gelblichrot)
Violette Flamme : K, (Die Flammenfärbung von Rubidium und Cäsium
ist ganz ähnlich, Unterscheidung nur mit Spektroskop möglich!)
Blaue Flamme: Kupferchlorid, Arsen, Selen und Blei.
Grüne Flamme: Ba ( grün mit Stich ins Gelbe), B - aber auch
CuO, Molybdän, Antimon, Phosphorsäure und das sehr seltene Thallium
Billigspektroskope bestehen nur aus der fotografischen Replikation eines
Strichgitters plus Schlitz in einer Pappröhre! (Wards Natural Science
New York/USA customerservice@wardsci.com)
Selektiver Nachweis von Bor durch Flammenfärbung
- Die Substanz wird mit KHSO4 im Reagenzglas geschmolzen. Nach dem Abkühlen
wird mit etwas conc. Schwefelsäure (oder KHSO4+ einige Tropfen
Wasser) und Methanol versetzt, erhitzen und die Dämpfe entzünden.
Bei Anwesenheit von Bor bildet sich Borsäuretrimethylester, der bei der
Verbrennung die Flamme grün färbt.
- Mineralpulver mit CaF2 + NH4HSO4 mischen und auf dem Rand einer Magnesiarinne
vorsichtig an die Flamme bringen. Es entsteht BF3, das die Flamme nur kurz
grün färbt.
Selektiver Nachweis von Zinnstein in Schlämmrückständen
von Seifen
Die Probe wird auf ein Zinkblech gebracht, mit Filterpapier von überschüssigem
Wasser befreit und einige Tropfen verdünnte HCl zugesetzt.- Zinnstein
wird reduziert, die Körner überziehen sich mit grauweissem Zinn.
(Lupe)
(Prospektionsfirmen benutzen hierfür ca. 9 mm dicke flache Schalen
aus gegossenem Zink mit ca. 40 mm Durchmesser.)
Eine erst Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelte Methode ist die
Ammoniumhypophosphit-Schmelze (NH4H2PO2). Praktisch handelt
es sich um einen reduzierenden Phosphorsäureaufschluss.
Es werden ca. 50 mg sehr fein gepulverte Substanz
mit etwa 1 g Ammoniumhypophosphit gemischt und in einer kleinen Porzellanschale
aufgeschmolzen bis sich eine klare Schmelze gebildet hat. Achtung: Dabei treten
dicke, weisse Dämpfe von Phosphorpentoxid und u.U. auch Phosphorwasserstoff
auf - Sehr giftig und ätzend.- Unbedingt unter Abzug oder im Freien arbeiten
(Windrichtung beachten!)
Die Schmelze ist wasserlöslich, eventuell tritt ein weisser Bodenkörper
auf.
1. Die heisse Schmelze ist blau: Co / W / Ti
- Schmelze wird beim Abkühlen rosa : Co
- Nach dem Abkühlen etwas Wasser auf die kalte Schmelze
geben, es tritt eine violette Farbe auf : W
- Die Schmelze wird bei Wasserzusatz blass-rosa , mit
Wasserstoffsuperoxid orange-rote
- Färbung des Wassers: Ti
2. Die abgekühlte Schmelze ist grün: V/ Cr /
U
- Vanadium färbt die heisse Schmelze rötlich,
beim Abkühlen geht die Farbe über gelblich in grün über.
Eine dünne Schicht Wasser auf der Schmelze wird ebenfalls blass-grün,
auf Zusatz von Wasserstoffsuperoxid tritt eine blasse rosa Färbung auf.
- + Wasser und Ammoniumcarbonat (basische Reaktion), dann
plus Wasserstoffsuperoxid Þ gelb-orange Färbung : Uran
- Das grünliche Wasser auf der Schmelze bleibt auch
auf Zusatz von Wasserstoffsuperoxid
- Grün: Chrom
3. Die Schmelze ist rötlich-braun: Mo (Funktioniert
nicht mit Molybdänglanz!)
4. Die Schmelze ist farblos: Mn / Nb
- Etwas concentrierte Salpetersäure zusetzen, verkochen
Þ violett: Mangan
- Weisser Bodenkörper : Etwas conc. HCl zusetzen,
+ Zinnfolie, Kochen Þ Blaufärbung : Niob (Zusammen mit Niob kommt
meist Tantal vor!)
Tellur wird zu winzigen metallischen Kügelchen reduziert, nach 2 –
3 Minuten schmelzen treten weinrote Aureolen um die Kügelchen auf.
Auf Wasserzusatz wird die Farbe schwarz.
Dunkle Färbungen in schwarz bis braun werden auch verursacht durch
As, Sb, Bi, Sn, Pb, Se, Cu und Ag!
Wenn man Sulfide mit Zink + HCl kocht entsteht stets
etwas Schwefelwasserstoff der feuchtes Bleiazetatpapier schwärzt.
= Test auf Sulfide
Nachweis von Fluor
Substanz mit Phosphorsalz mischen und in einem neuen Reagenzglas schmelzen,
schräghalten, Watte im oberen Drittel wegen Wasserabgabe. Das Glas wird
angeätzt, im oberen Teil wird amorphes SiO2 ausgeschieden. Am besten
zu erkennen nach dem Ausspülen mit Wasser. Reagenzglas verwerfen.-
Andere Möglichkeit: 0,5 ml conc. Schwefelsäure + sehr wenig
Kaliumchromat in einem neuen Reagenzglas zum Sieden erhitzen, das Destillat
läuft gleichmässig zurück! Nach Zusatz
einer Spur einer F-haltigen Substanz laufen nur Tropfen zurück!
Nachweis von Si: Erhitzen von Substanz + Fluorit (5:1) + conc Schwefelsäure
im Tablettenrohr aus Kunststoff auf dem Wasserbad. Loch im Deckel mit nassem
schwarzen Stoff abdecken. 3 SiF4 + 2 H2O = SiO2 + 2 H2SiF6 . Die ausgeschiedene
Kieselsäure färbt den Stoff weiss! Test versagt bei hohen
Gehalten an Bor + wenn zuviel Fluorit benutzt wird, es bildet sich dann
nur Fluoborsäure, bzw. Fluokieselsäure!
Nachweis von Cl: Erhitzen mit KHSO4 im Reagenzglas, es entweicht
HCl = Mit NH4OH
entstehen weisse Nebel. Filterpapierstreifen mit Ammoniaklösung tränken
und oben über die Öffnung halten. - Test versagt bei AgCl.
- Bromide ,bzw. Jodide bilden unter diesen Bedingungen elementares Brom, bzw.
Jod.
Nachweis von Ti: Pulver mit sechsfacher Menge von Soda auf
Kohle schmelzen, dann in conc. HCl lösen. Kochen, filtern, Filtrat mit
wenig Sn oder Zn kochen: Eine Violettfärbung zeigt Ti an, am besten zu
sehen nach dem Abkühlen.(Probe muss mindestens 3% TiO2 haben!)
- Probenpulver mit KHSO4 schmelzen, in kaltem Wasser lösen, etwas NaNH4HPO4
zusetzen, dann Wasserstoffsuperoxid. Gelbfärbung zeigt Ti an.- Bei Gegenwart
von V wird die Lösung rot. Bei Zusatz von NaF verschwindet die Gelbfärbung
des Ti, die rote Farbe der V-Verbindung bleibt.
Nachweis von Uran
Boraxperlen, die U enthalten leuchten im UV-Licht intensiv
grün. Noch empfindlicher sind NaF-Perlen, die im UV-Licht gelb-grün
aufleuchten. Allerdings müssen NaF-Perlen am Pt-Draht erzeugt werden.
UV-Quelle : Geldscheinprüfer
Fast alle Uranminerale, die sechswertiges Uran als Uranylion
UO22+ enthalten, sind in 10% Ammoniumcarbonatlösung unter Gelbfärbung
löslich. Minerale mit vierwertigem U (Pechblende, Uranitit, Coffinit,
Brannerit) lösen sich langsam in einem Gemisch von Wasserstoffsuperoxid
+ Ammoniumcarbonat.
Nachweis von Vanadium
Alle Vanadate lösen sich in heisser conc. HCl. Dabei
entsteht Chlor nach der Gleichung
V2O5 +6 HCl = 2 VOCl3 +3 H2O + Cl2 Das Chlor erzeugt eine Blaufärbung
auf einem feuchten Kaliumjodid-Stärke-Papier, das über das Reagenzglas
gehalten wird. Die Lösung färbt sich hellblau und wird beim Verdünnen
mit Wasser grün.
Nachweis von Wolfram
Scheelit CaWO4 und Stolzit PbWO4 lösen sich in conc.
HCl, es bildet sich ein gelber Niederschlag von WO3. Es wird etwas Zinn zugefügt
und erneut gekocht Þ Blaufärbung.
Beim weiteren Kochen tritt manchmal eine braune Färbung auf. -
Zum Nachweis in Wolframit oder Columbiten und Tantaliten
muss das Pulver mit KOH auf einem Teelöffel aus Edelstahl geschmolzen
werden (404°C). Vorsicht-Schutzbrille tragen- Erst nach völliger
Abkühlung in einigen Tropfen Wasser lösen. Einen Tropfen dieser
Lösung auf Filterpapier geben, Papier umdrehen und 1 Tropfen conc. HCl
auftropfen, dann einen Tropfen salzsaurer Zinnchloridlösung Þ Blaufärbung
Nachweis von Ni
Pulver mit NH4Cl/NH4NO3 ( 1 : 2,5) in kleinem Reagenzglas
schmelzen, nach Abkühlung
in etwas verdünntem NH4OH lösen. Einen Tropfen dieser Lösung
auf Dimethylglyoxim-Papier geben. In eine Lösung von Ammoniumcarbonat
eintauchen. Rotfärbung.
Unlösliche Sulfate z.B. Baryt oder Coelestin gehen beim Schmelzen mit
Soda in die Karbonate und Natriumsulfat über BaSO4 + Na2CO3 = BaCO3
+ Na2SO4
Mit Wasser das Natriumsulfat lösen, filtrieren, + HCl + Bariumchlorid=
weisser Niederschlag zeigt Sulfat an. / Den ausgewaschenen Rückstand
in HCl lösen, Flammenfärbung testen.
Fast alle Cu-Minerale, mit Ausnahme der Sulfide, Cu-Oxide und Cu-Metall,
lösen sich in einer Ammoniumcarbonatlösung + NH4OH mehr oder weniger
schnell auf, die Lösung wird dabei dunkelblau.
CO3 Karbonate schäumen beim Behandeln mit heisser HCl, ein Tropfen
von Ca(OH)2 -Lösung wird weiss-trüb. An Glasstab über Reagenzglas
halten.
Eine Methode die vorwiegend in der ersten Hälfte
des 20. Jahrhunderts im chemischen Labor mit Hilfe des Bunsenbrenners praktiziert
wurde ist das Kohlesodastäbchen:
(War praktisch als Ersatz der Erhitzung auf Kohle mit Soda vor dem Lötrohr
gedacht)
Ein Holzstäbchen (Schaschlikstäbchen oder Zahnstocher) wird mit
geschmolzener Kristallsoda Na2CO3 10 H2O überzogen. Der vordere Teil
des Stäbchens wird in der Oxidationsflamme verkohlt. Eine sehr geringe
Menge der Probe (ca. 1 mg) wird mit der gleichen Menge geschmolzener Soda
zu einer Paste verrührt und an das verkohlte Ende gebracht. Nun erhitzt
man in der Reduktionsflamme so lange bis Schmelze eintritt. Dann wird das
Stäbchen schnell aus der Flamme gezogen, das verkohlte Ende abgebrochen,
im Mörser zerrieben und mit wenig Wasser versetzt. Das Natriumcarbonat
löst sich, die Kohle kann weggeschlämmt werden, es bleiben gebildete
Metalle zurück.
- Magnetische Flitter : Fe, Ni, Co
- Weiches Korn : Pb , Sn , Ag
- Sprödes Korn : Bi , Sb
- Rote Metallflitter : Cu
- Braunes schweres Pulver (Mn3O4) : Mn
- Graugrüne Masse (Cr2O3) : Cr
- Die Reaktionen auf Mn und Cr sind nicht gut zu
erkennen! Anschliessend Soda/Salpeter-Schmelze!
Zur Charakterisierung magnetischer Flitter können diese auf einen Streifen
Filterpapier gebracht werden, dann mit einem Tropfen conc. Salpetersäure
gelöst werden. Mit einem Tropfen HCl Þ braun (Fe) , grün
(Ni), blau (Co) – Weitere Identifizierung : + Ammoniak + Dimethylglyoxim (Tschugaeffs
Ni-Reagenz) Þ Rotfärbung.
Prüfung mit Kobaltsolution
Kobaltsolution ist eine 5 – 10% Lösung von Kobaltnitrat. – Sie kennen
das Reagenz, bei der Meigenschen Probe wird Calciumkarbonat damit gekocht;
Aragonit färbt sich rosa, Calcit bleibt weiss.
In der klassischen Lötrohrprobierkunde wurde es benutzt, um weisse
Oxide näher zu charakterisieren. Die Anwendung ist etwas problematisch:
Zuviel Kobaltlösung ergibt schwarzes CoO, eine zu geringe Menge Lösung
ergibt zu blasse Farben, eine zu niedrige Temperatur beim Durchglühen
erzeugt nur eine graue Färbung.
Die weisse Substanz muss extrem fein gepulvert sein, sie wird feucht als
dünner Film auf die Kohle gestrichen, getrocknet, dann vom Rand her mit
einem Tropfen der Kobaltlösung benetzt. Nach dem Trocknen gut durchglühen
, die Farbe erst nach dem völligen Erkalten bei Tageslicht beurteilen!
Weisse Beschläge auf Kohle (ZnO oder SnO2) können sofort behandelt
werden. – Karbonate können auch als kleines Stück auf Kohle behandelt
werden, erst stark erhitzen, um CO2 ganz oder teilweise zu vertreiben. Lösung
erst nach Abkühlen zusetzen. Dann erneut stark glühen.
ZnO ergibt eine gelblich-grüne Färbung (Rinmanns Grün)
SnO2 ergibt eine blaugrüne Färbung.
Al-Oxide, bzw. –Hydroxide ergeben eine mattblaue Färbung (Thénards
Blau)
MgO wird fleischrot, bei Gegenwart von Phosphat oder Arsenat violett.
Kieselsäure (etwa Kieselsinter) führt bei sehr starkem Glühen
zu einem blauen Glas!
Bariumoxid wird braunrot, SrO und CaO dagegen werden grau. – Titanoxid
(Rutil) gibt eine gelbgrüne Farbe,
und Zirkonoxid (Baddeleyit) ein schmutziges violett.
Die zu prüfende Substanz muss im gepulvertem Zustand weiss, allenfalls
schwach gelblich sein!
Es kann auch eine Lösung, die keine färbenden Kationen enthält,
geprüft werden: Filtrierpapier tränken, trocknen, Co-Lösung
auftropfen, verbrennen. Zn-Gehalte geben eine grüne Asche.
(Wegen der vielen Fehlermöglichkeiten wurden diese Prüfungen auf
Al, bzw. Zn früher von Chemiestudenten als Thénards Bluff und
Reinfalls Grün bezeichnet.)
Prüfung auf Schmelzbarkeit
Gute Lehrbücher der Mineralogie enthalten auch Angaben
zur leichten oder schwierigen Schmelzbarkeit des Minerals. Bis zu Temperaturen
von etwa 1200°C kann die Prüfung auf Kohle oder der Magnesiarinne
vorgenommen werden. Ursprünglich prüfte man einen sehr kleinen,
scharfkantigen Splitter, der mit einer Pinzette mit Platinspitzen gehalten
wurde, mit der Spitze der Oxydationsflamme. Nur Sulfide wurden auf einer Unterlage
geprüft. Eine Skala wurde durch v. Kobell eingeführt. 1. Antimonit
schmilzt schon an der Kerzenflamme oder Streichholz 2. Natrolith schmilzt
leicht vorm Lötrohr 3. Almandin schmilzt gerade noch vorm Lötrohr
und 4. Aktinolith die Kanten lassen sich leicht vorm Lötrohr rundschmelzen
.Bis Grad 3 lässt sich die Probe auch auf Kohle oder der Magnesiarinne
ausführen. Der Test bis Grad 3 lässt sich auch mit einer Edelstahlpinzette
ausführen und kann insbesondere bei Sulfiden und Silikaten hilfreich
bei der Bestimmung sein.
Alte Methode zur näheren Charakterisierung von Metalloxiden
Metalloxide setzen sich mit Natriumthiosulfat (Fixiersalz)
beim Schmelzen im geschlossenen Rohr (Reagenzglas) zu Metallsulfiden um. Ein
geringer Zusatz von Oxalsäure beschleunigt den Eintritt der Reaktion.
Manchmal treten auch Sublimate auf.
Beim Erhitzen entsteht wegen des Kristallwassergehalts viel Wasser:
Rohr schräg halten und Wasser durch Wattebausch aufsaugen!
Beurteilt wird die Färbung des entstandenen Sulfids:
Weiss: Zn / Rot: Sb /
Gelb: Cd (warm rot), As / Grün: Mn,
Cr / Braun: Mo und Sn
Bei Gegenwart von Fe, Ni, Co, Cu, Pb oder Bi tritt Schwarzfärbung ein,
die alle anderen Farben überdeckt.!!
Bemerkungen zum Thema Gold
Gold gehört zu den seltensten Elementen, der mittlere Au-Gehalt
der Erdkrustengesteine liegt bei 5 ppb. – „Gute“Erze enthalten bis 10 ppm!
(Z.B. Witwatersrand/RSA) Goldnutzung seit ca. 10.000 Jahren. Bislang geförderte
Gesamtmenge wird auf ca. 114.000 t geschätzt. – Derzeit werden pro Jahr
ca. 1000 t gefördert, davon gehen ca. 10% in die Elektronikindustrie,
mit steigender Tendenz. Als Ersatzmaterial kommt nur Palladium in Betracht.
- Weitere Nutzung in der Dentaltechnik, über 70% geht in die Schmuckherstellung,
bzw. dienen als Wertanlage.
- Dichte 19,32. – (Nur Osmium hat eine höhere Dichte)
- Schmelzpunkt 1063°C
Vorkommen: Fast ausschliesslich
als Element, es gibt einige Telluride ohne praktische Bedeutung. Wesentlich
sind drei Typen: 1. In Sulfidmineralen (Pyrit, Kupferkies, Arsenkies)
2. Goldquarzgänge in der Ganggefolgschaft saurer Plutonite und 3. Seifen
(Aus der Verwitterung von 1+2 entstanden)
Gewinnung: Durch Waschen der Seifen, bzw. der extrem fein zerkleinerten
Quarze, dabei Schwierigkeiten die Korngrössen im mittleren und unteren
silt-Bereich zu erfassen. Bis Ende des 19. Jahrhunderts wurde versucht
aus der Feintrübe (slime) das Gold durch Amalgamieren zu entfernen,
dabei wurde das Hg aus dem Amalgam später abdestilliert und so
rezykliert. Seit Mitte der 90er Jahre des 19. Jahrhunderts wird hierfür
die Cyanidlaugung angewendet; Verbrauch ca. 150 g NaCN pro Tonne Gestein
beim klassischen Verfahren. Es gibt zahlreiche moderne Varianten der Cyanidlaugerei,
idealerweise sollte in den Ablaugen das Cyanid über das Cyanat
bis zum Karbonat oxydiert werden. Dies ist möglich, oft sparen aber
die Konzerne bei den Investitions- und Betriebskosten!! - Bei
der Aufarbeitung von Kiesabbränden wird manchmal auch die selektive
Auflösung von Au mit Chlorwasser eingesetzt, dabei werden Fe-oxide nicht
angegriffen.
Speziell in Südamerika und auf den Phillippinen gibt es in grossem
Umfang wilden Bergbau auf Au in Seifen.
Dabei wird der gewonnene Goldstaub meist vor dem Verkauf mit Hg amalgamiert
und dann mit der Lötlampe das Hg vertrieben, um so prüffähige
Nuggets zu erzeugen. Auf diese Weise werden weltweit ca. 500 t Hg pro
a
freigesetzt.!! Der Quecksilberdampf wird im Boden und in Gewässern
in erheblichen Umfang in noch giftigere
quecksilberorganische Verbindungen umgesetzt ( Dimethylquecksilber) – Anreicherung
in der Nahrungskette besonders in Fischen und Schalentieren!!
Elementares Gold enthält oft einige Prozent Silber und Spuren von anderen
Metallen. Erkennung des Goldgehalts an der Farbe eines Strichs auf einer schwarzen
Unterlage (Probierstein: Basalt oder schwarzer Kieselschiefer) im Farbvergleich
mit Legierungen bekannten Gehalts.
Nachweis von Spuren von metallischem Gold in gerösteten Pyrit, bzw.
Schlämmrückständen:
1. Der Pyrit wird auf der Magnesiarinne
oder im Tontiegelchen abgeröstet, mit etwas Ammoniumcarbonat versetzt
und nochmals abgeröstet. Nun wird etwa die fünffache Menge eines
Gemischs aus 1 Teil Ammoniumchlorid und 2,5 Teilen Ammoniumnitrat zugesetzt,
gut vermischt und geschmolzen. Nach dem Abkühlen wird etwas conc. HCl
zugesetzt und ein Tropfen der Lösung auf weisses Filtrierpapier gebracht.
Mit einem Tropfen von Zinn(II)chlorid-Lösung tritt eine rote bis rotviolette
Färbung auf. - Kolloidales Gold – Cassius´scher Goldpurpur.
(Grenzkonzentration 10 ppb, d.h. 1 : 100 Millionen)
(Es kann auch nach der unter 2. beschriebenen Methode gearbeitet werden)
2. In Schlämmrückständen
von Goldseifen aus der Waschschüssel kann metallisches Gold selektiv
durch Chlorwasser gelöst werden. – Man benutzt zweckmässigerweise
ein weithalsiges Glasgefäss dessen Deckel man innen durch geschmolzenes
Kerzenwachs oder Paraffin gegen Korrosion gesichert hat. – Bei kleinen Mengen:
Kleines Becherglas + Uhrglas. - Der Schlämmrückstand wird ins Lösegefäss
übergespült, 10 min sedimentieren lassen, Wasser vorsichtig abgiessen.
Nun wird etwa 2 ml Natriumhypochlorit-Lösung zugesetzt, dann
etwa 6 ml Salzsäure, sofort den Deckel lose auflegen. (Statt NaClO kann
auch Chlorkalk benutzt werden.!)
Achtung, es bildet sich elementares Chlor, sehr ätzend, unbedingt unter
gut ziehendem Abzug oder im Gelände im Freien arbeiten (Windrichtung
beachten!)
Wenn die Gasentwicklung aufgehört hat, bei aufgesetztem Deckel umschwenken
zur Durchmischung, eventuell etwas Wasser zugeben. Nach 10 – 20 min etwas
Flüssigkeit entnehmen, pH-Wert prüfen, muss sauer reagieren. Vorsichtig
kochen bis kein Geruch nach Chlor oder Hypochlorit mehr auftritt!! Auf
Zusatz von Zinn(II)chlorid-Lösung färbt sich die Lösung rot
bis rotviolett, bei geringen Mengen blauviolett.
Natriumhypochloritlösung wird als Bleich-, Reinigungs-
und Desinfektionslösung unter verschiedenen Handelsnamen in Drogerien
angeboten ( Dan Klorix , Biff Schimmelentferner usw.) Achten sie auf
den Warnhinweis auf dem Etikett: Nicht zusammen mit Entkalkern verwenden.
Unter Inhaltstoffe sollte angegeben sein: Natriumhypochlorit, bzw. sodium
hypochlorite. – Statt Salzsäure kann auch verdünnte Schwefelsäure
(Batteriesäure) + etwas Natriumchlorid verwendet werden. – Durch Zusatz
von einer Spur NaBr oder KBr wird die Reaktion beschleunigt, es tritt dann
neben Chlor auch etwas Brom auf.
- Die Reaktion ist sehr empfindlich, die Grenzkonzentration
liegt bei ca. 10 ppb! Technische Salzsäure enthält zuweilen schon
genug Gold. Blindprobe machen! - Der Sand deutscher Flüsse
enthält 1 – 10 ppb Au!!
Treiben von Gold und Silber
Geschmolzenes Blei ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel
für viele Metalle, insbesondere für Au und Ag. Wird eine kleine
Menge der Pb-Legierung (ca. 100 mg) mit einer Oxydationsflamme behandelt,
so oxydiert das Pb zu PbO; das Au, bzw.Ag oder die Au-Ag-Legierung bleibt
als massives Korn zurück. Die Oxydation wird zweckmässigerweise
unterhalb der Schmelztemperatur des Goldes durchgeführt. Wenn alles Pb
oxydiert ist erstarrt das Au, dabei wird die Schmelzwärme frei und das
Goldkorn (Regulus) wird dabei heisser als die Umgebung und leuchtet schwach
auf; dies wird der „Blick“ genannt. - Um das gebildete PbO aufzusaugen,
wird das Treiben auf einer Unterlage von Knochenasche vorgenommen. (Kupelle)
Das Verfahren ist mindestens seit dem Mittelalter bekannt und wurde verwendet
um Ag aus PbS zu gewinnen, bzw. Kupfer und andere Metalle aus Au-Ag-Legierungen
zu entfernen. Die Oxide dieser Metalle gehen dabei ins PbO, die sogenannte
Bleiglätte. Das Verfahren könnte benutzt werden, um Goldstaub in
Goldkörner zu verwandeln; private Goldwäscher benutzen zu diesem
Zweck heute Quecksilber, dies führt immer wieder zur Verseuchung ganzer
Landstriche mit Hg!! Das Blei ist überdies billiger als Quecksilber,
allerdings muss es frei von Zinn sein, Lötzinn würde zwar das Au
lösen, dann aber zu pulverförmigen Zinnoxid verbrennen. Blei aus
alten Bleiakkus ist mindestens weniger geeignet, denn es enthält einige
% Antimon! - Blei/Gold-Legierungen sind in bestimmten Konzentrationsbereichen
extrem spröde, also Vorsicht beim Umsetzen von noch nicht völlig
abgetriebenen Reguli auf eine neue Unterlage von Knochenasche! - Besser sog.
Ansieden: Erhitzen der Bleilegierung mit Borax mit der Oxidationsflamme in
einer Tonschale.
Trennung von Au und Ag
Durch die oben beschriebene Schmelzung mit Blei
und das Treiben des Bleis können Sie Au+Ag von anderen unedleren
Metallen trennen. (Pt-Metalle bleiben dabei beim Au-Ag !) – Zur Abtrennung
des Ag gibt es zwei Methoden:
Bereits im alten Ägypten wurde das Ag durch Schmelzen
unter weitgehendem Luftabschluss mit NaCl in AgCl übergeführt.
Dazu wird die Au-Legierung dünn gehämmert, in einem kleinen
Tontiegel wird eine Schicht von Ziegelmehl (gepulverter Blumentopf!) aufgebracht,
darauf kommt NaCl und das Au-Blech , dann wieder eine Schicht von NaCl + Ziegelmehl,
schliesslich wird mit einer Schicht von feuchtem Ton verschlossen. Nach dem
Trocknen wird stark geglüht. – Nach dem Abkühlen wird das Ganze
zerschlagen, das Gold bleibt zurück. Das gebildete AgCl wird vom Ziegelmehl
aufgesogen. Zur Rückgewinnung des Ag die gesamten Keramikreste
pulvern und mit Natriumthiosulfatlösung behandeln. Filtrieren, waschen,
aus dem Filtrat kann das Ag durch Zn-Blech gefällt werden!
Das Verfahren wird seit Beginn des 19. Jahrhunderts nicht
mehr angewendet. Statt dessen wird die Au/Ag-Legierung mit conc. HNO3 gekocht,
dabei wird nur das Ag gelöst. Diese Scheidungsmethode funktioniert
aber nur, wenn die Legierung stark silberhaltig ist. Man muss daher sicherheitshalber
vor der Scheidung die Goldlegierung mit etwa der 2,5 fachen Menge von reinem
Silber legieren! – Aus der Silbernitratlösung kann das Ag mit Zink ausgefällt
werden.
Gewichtsbestimmung von geschmolzenen Körnern von Au, bzw. Ag.
Bei Körnern bis zu 0,9 mm Durchmesser kann das Gewicht mit hoher Genauigkeit
aus dem Durchmesser bestimmt werden. Hierzu dient das Kornmass nach Plattner,
es besteht aus zwei zueinander geneigten Geraden, die sich bei einer Länge
von 156 mm von ihrem Schnittpunkt auf eine Breite von o,9 mm öffnen.
Die ganze Länge dieses Keils ist in 50 Teile zu je 3,12 mm linear geteilt.
Links steht eine Nummerierung von o bis 50, rechts das Gewicht des Ag-Korns,
das gerade zwischen die Schenkel passt. Bei Gold muss diese Gewichtsangabe
mit dem Faktor 2,136 multipliziert werden. Dieses Kornmass wurde auf Elfenbein
geritzt verwendet, meist genügt aber schon ein gedruckter Massstab. (Die
geringe Abplattung der Körner ist beim Massstab bereits berücksichtigt)
– Messbereich bis zu 3,5 mg Ag, bzw. 7,5 mg Au.
Literatur
Martin Henglein „Lötrohrprobierkunde – Mineraldiagnose mit Lötrohr
u. Tüpfelreaktionen“
Sammlung Göschen – Band 483 (DIN A 6 Gewicht 40g !!) Nur
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Paul Ney "Gesteinsaufbereitung im Labor" Ferdinand Enke Verlag,
Stuttgart 1986 Preis ca.11,- Euro
Detaillierte Angaben zum Treiben von Au und Ag finden sich in
H. Moesta „Erze und Metalle - ihre Kulturgeschichte im Experiment“ Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York 1983
A. Köhler „Das Bestimmen der Minerale“
Springerverlag Wien 1949 (Nur antiquarisch erhältlich)
H. von Philipsborn „Tafeln zum Bestimmen der Minerale nach äußeren
Kennzeichen“
Schweizerbarthsche Verlagsbuchhandlung 1953 (Nur antiquarisch erhältlich)
Karl Friedrich Plattner „Probierkunst mit dem Lötrohre“ bearbeitet
von F. Kolbeck
Verlag Johann Ambrosius Barth/Leipzig 1907 7. Auflage (Kaum noch antiquarisch
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Schoemperlenstr. 1 – 5 / e-mail: Carl.Roth@t-online.de / fax 0721-5606-149
/ Tel 0800/5699 000 oder der
Fa. Dr. F. Krantz , Fraunhoferstr.7 , 53121 Bonn Tel. 228-98865-0 / fax
0228-98865-20+23
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Butangebläse - bzw. Lötrohr ( ev. mit Aquarienpumpe)
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(z. B. Butanmikrohorizontalbrenner GB 2001Roth-Best.Nr. 0386.1
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Magnesiarinnen (Roth-Best.Nr. 6537.1 25 Stück 11,-Euro)
Magnesiastäbchen (Roth-Best.Nr. 6543.1 25 Stück 11,-Euro)
Tonschälchen können aus Töpferton selbst gefertigt werden,
(Über ping pong Ball formen.) 2 Tage an Luft, dann im Backofen oder Trockenschrank
trocknen und schliesslich etwa bis 1000°C erhitzen. – Eventuell können
auch dünnwandige Porzellanscherben einer alten Teetasse oder Untertasse
verwendet werden. – Ausprobieren ob das Material beim Erhitzen springt!
Spitze Pinzette + normale Pinzette, möglichst Edelstahl - Kleine
Schere – etwas Schleifpapier (fein + mittel, am besten Nassschleifpapier)
– Holzwäscheklammer – Spatel - Nagelfeile
Sehr kleine Reagenzgläser – 2-3 mittelgrosse Reagenzgläser mit
Korkstopfen
passende Glasröhren (möglichst fertig zugeschnitten für Röstrohre,
geschlossene Rohre, Phosphorteströhrchen + Ampullenschneider)
Einige dünne Glasröhren, ev. zur Spitze ausgezogen, zum tropfenweise
dosieren.
Glanzpapier von Postkartengrösse, Illustriertenpapier reicht,
dünne Plastik- oder Haushaltfolie, Etiketten,
Tesafilm, etwas Alufolie, Teelicht.
Kleiner Glastrichter ( oder Plastik) + weisses Filtrierpapier –
Zur Gewinnung von feinem Mineralstaub ist eine Diamantfeile sehr gut geeignet
(Krantz-Best.Nr. W 54 - Preis 11,-Euro!) aber eine gute Nagelfeile mit Saphir
tut es auch!
Holzkohle (Rechteckige Stücke , mindestens 30 x 40 mm, mind . 15 mm
dick. (Krantz-Best.Nr. I/270 –10 Stück 110x45x15 mm ca. 15,-
Euro)
– Kann auch durch Einkneten von Holzkohlepulver in dicken Stärkekleister,
einstreichen in Pappformen oder Freihand formen und trocknen hergestellt werden.
– Hilfsweise kann eine selbst hergestellte kleine Platte aus Gips benutzt
werden, vor Gebrauch mit Kerzenflamme mit Russ überziehen
- In diesem Fall muss die Substanz
im Gemisch mit Holzkohlepulver eingesetzt werden!
Stabmagnet, 45 mm lang ,6 mm Durchm., spitz (Krantz-Best.Nr. I/240 ca. 5,-
Euro)
Stahlmörser ( z.B. 15 mm Pistill, 250 g Gewicht – Krantz-Best.Nr.
I/260 ca. 70,- Euro – Billiger und sehr viel leichter ist ein Selbstbau aus
gehärteten Stahlstangen mit Führungshülse!! = DIN 9845
Führungshülse + DIN 9861 Schneidstempel
Kleiner Porzellanmörser mit Pistill (40 mm Durchmesser Gr. ooo
z.B. Roth-Best.Nr. 1566.1 +1569.1-ca. 11,-Euro) – Ein kleiner Achatmörser
ist besser, kostet aber ca. 50,- bis 70,- Euro!
2 kleine Bechergläser, Uhrglas. – Ag-Blech oder Silbermünze
Chemikalien
( Meist wird pro Test nur etwa eine Messerspitze Substanz benötigt,
schleppen Sie nicht unnötig viel Substanz mit; meist genügen 4
- 6 ml Substanz.)
Feste Substanzen
NaPO3 oder Phosphorsalz (NaNH4PO4) -
Borax (wasserfrei) - Soda(trocken)
Neutrales Kaliumoxalat - KHSO4
- Magnesium (als Band) - Zinn (möglichst
Folie)
Soda/Kalisalpeter ( 5:3) - SnCl2 - Na-Perborat
( statt Wasserstoffsuperoxid) - Zn-Blech
Ammoniumcarbonat - NH4NO3/NH4Cl (2,5:1) -
Ammoniumhypophosphit - Watte
- pH-Papier - KJ/Stärke-Papier - Bleiazetatpapier - KOH -
Braunsteinpapier - Natriumthiosulfat - Dimethylglyoxim
- Kobaltnitrat - Chlorkalk
Flüssigkeiten
Salzsäure ( conc. HCl ist ca. 30% = 10 normal) (Zur Karbonatprüfung
wird 10% HCl empfohlen)
Schwefelsäure conc. und verdünnt
Salpetersäure conc. - Verd. NH4OH -
H2O2 ca. 10% ( oder eine Lösung von Perborat/ hilfsweise ein Krümel
einer Tablette Kukident in wenig Wasser lösen.)
Methanol - Essigsäure - Brennspiritus
- Kobaltnitratlösung - Destilliertes Wasser
Achtung: Vorsicht bei der Aufbewahrung und insbesondere beim Transport
von Flüssigkeiten! Niemals Behälter benutzen, die für Getränke
benutzt werden (Colaflaschen usw.)!!
Konzentrierte Schwefelsäure, conc. Salpetersäure und conc. Salzsäure
sollten möglichst nur in Glasflaschen mit eingeschliffenem Glasstöpsel
und stationär benutzt werden.. Bei allen anderen Flüssigkeiten kleine
Plastikflaschen mit Schraubverschluss (ca. 30 ml) verwenden, vorher mit Wasser
auf Dichtigkeit prüfen!- Gut geeignet, aber teuer sind die für
10% HCl bestimmten Salzsäurefläschchen der Fa. Krantz (Krantz-Best.Nr.
I/222 a 1,50 Euro) - Zum Transport, z.B. im Auto sollten die auf Dichtigkeit
geprüften Fläschchen in einen Plastikbeutel gewickelt werden, mit
Tesa sichern, dann in eine kleine Blechbüchse mit Absorbermaterial einpacken.
( Kieselgel oder Windel mit Superabsorber, z.B. Pampers)
Die Transportbestimmungen verbieten das Mitführen von ätzenden
Flüssigkeiten in Bus, Bahn oder Flugzeug. Beachten Sie das insbesondere
bei Flugreisen, bei Kontrollen können Sie erheblichen Ärger bekommen.
–
Ausweg:
Auch in „fernen“ Ländern bekommen Sie an fast jeder Tankstelle destilliertes
Wasser und Batteriesäure, d.h. eine ca. 3,7 molare Schwefelsäure
(30%). Durch vorsichtiges Eindampfen im Reagenzglas unter ständigen
Schütteln lässt sich eine conc. Schwefelsäure gewinnen ; aufhören
wenn weisse Dämpfe auftreten.
Durch Auflösen von 4,3 g Natriumchlorid in 10 ml Batteriesäure
+ 10 ml Wasser erhalten Sie eine 4 normale HCl (15%), die für fast alle
Zwecke wie conc. HCl verwendet werden kann. (Vor der Reise an einem Reagenzglas
durch einen Filzstiftstrich 10 ml markieren)
Ebenso erhalten Sie durch Auflösen von 6,1 g Ammoniumnitrat in 10 ml
Batteriesäure eine etwa 7 normale Salpetersäure.
Ammoniakwasser NH4OH erhalten Sie durch Auflösen von 2 g NH4Cl und
1,4 g NaOH in 10 ml Wasser. (Substanzen vor der Reise abwiegen und einzeln
in Plastik verschweisst mitnehmen!)
Zur Prüfung von Karbonaten ist auch eine Lösung von Citronensäure
in gewöhnlichem Wasser hinreichend!
Hinweise zur Arbeitssicherheit
Die beschriebenen Tests sind chemische Reaktionen, dabei können giftige
Gase oder Dämpfe
entstehen ( Schwefeldioxid, As2O3, Hg, P2O5, PH3 u.a.). Sorgen Sie also
dafür, dass diese Dämpfe abziehen können, ohne das Sie etwas
davon einatmen! Bei Beachtung dieser Massnahme besteht keine Gefahr, da es
sich um eine Mikromethode handelt, also nur extrem geringe Mengen giftiger
Stoffe entstehen.
Besondere Vorsicht beim Schmelzen von Nitraten (Salpeter, Ammoniumnitrat),
bzw. Perborat oder Na2O2. Diese Substanzen sind Oxidationsmittel, beim Zusammenschmelzen
mit einem Reduktionsmittel, etwa Sulfiden, Kohle oder Kaliumoxalat, tritt
spätestens nach Bildung der Schmelze eine explosionsartige Verbrennung
auf! -
Bei einem Test, den Sie nicht bereits oft ausgeführt haben, sollten
Sie zum Schutz eine Brille tragen ! – Flüssigkeiten auf der Haut sofort
mit viel Wasser abspülen!
Falls ihr Arbeitstisch schützenswert ist, sollten Sie als Unterlage
ein Blech oder eine Lage Papier+Alufolie benutzen!
Wenn eine Reaktion nicht funktioniert, gibt es mehrere Fehlermöglichkeiten:
- Die Substanz war nicht fein genug gepulvert.
- Substanz und Reagenz waren nicht gut genug gemischt.(Aufschluss
unvollständig!)
- Die Temperatur war zu niedrig, bzw. die Schmelzdauer
zu kurz.
Tüpfelanalyse
Hierbei wird der zu untersuchende Stoff in eine lösliche
Form gebracht (Aufschluss), der Lösung wird eine meist organische Chemikalie
zugesetzt, die eine typische Färbung hervorruft. Da leider viele der
benutzten org. Chemikalien mit mehreren Kationen Farbkomplexe bilden, müssen
oft noch zur Ausfällung oder Komplexierung störender Ionen ein oder
mehrere andere Stoffe zugesetzt werden. Will man alle nachzuweisenden
Elemente erfassen, so müssen zusätzlich zu den bislang beschriebenen
Chemikalien insgesamt etwa 40 andere Chemikalien vorrätig sein!
(Davon etwa 20 organische Farbstoffe, die meist als sehr verdünnte Lösungen
angewandt werden.)
Einen Überblick über diese Methode samt zugehörigen „Rezepten“
gibt das auf Seite 12 dieser Skripte zitierte Buch von H. Pape. Das Buch enthält
auch einen Bestimmungsschlüssel für Erze.
Die dort beschriebenen Aufschlüsse auf der Tüpfelplatte fordern
oft ein Aufschmelzen auf der Platte, dies führt oft zum Springen der
Platte. Besser ist der Aufschluss auf dem Porzellanscherben, dem Tonschälchen
oder der Magnesiarinne durchzuführen!
In der Regel wird nur etwa 0,1 – 1 mg Untersuchungssubstanz benötigt.
Die Tüpfelmethode kann trotz der beschriebenen Umstände in speziellen
Fällen sehr nützlich sein; nämlich dann, wenn Sie im Rahmen
einer Arbeit oder eines Geländeaufenthalts immer wieder sicher ein oder
mehrere Elemente nachzuweisen haben.
Vorteile der spot tests : Es werden nur ein oder wenige Tropfen der Analysenlösung
benötigt! = Stark vereinfachte Methoden der Filtration! (Nähere
Erklärungen im Seminar)
Kommerzielle Schnelltests -
Teststäbchen
Auf der Basis von Farbreaktionen bei Normaltemperatur
bietet die Industrie heute eine Reihe von fest auf Papierstreifen aufgebrachten
Reagentien zum Nachweis von bestimmten Ionen in wässrigen Lösungen
an. Die meisten Tests dieser Art funktionieren halbquantitativ, d.h. es wird
angezeigt, dass ein bestimmter Konzentrationsbereich des nachzuweisenden Stoffs
vorliegt. – Die erfassten Konzentrationsbereiche liegen meist im Bereich von
1 bis 500 ppm . – Die Methode ist bequem und meist hinreichend zur Untersuchung
von Grundwasser, Vorflutern, technischen Abwässern, Galvanikbädern,
u.ä. - Der Preis pro Stäbchen liegt bei 0,2 bis 0,40 €, allerdings
werden nur Packungen á 100 Stück abgegeben.
Quantitative Schnellanalyse
Für genauere Analysen bietet die Industrie Test-Kits auf Basis kolorimetrischer
Bestimmungen an. Dabei wird das Wasser oder eine Aufschlusslösung mit
einem fertig dosierten Reagenz gemischt und die Farbtiefe der Lösung
mit einer gedruckten Farbskala verglichen. Andere Verfahren arbeiten mit einem
tragbaren, batteriebetriebenen Photometer.
Der Preis pro Analyse liegt bei 0,30 bis ca. 0,80 €; die Farbskala
kostet einmalig pro Element ca. 30,- €. Für das tragbare Photometer einschl.
PC-Adapter zum Übertragen der Daten auf ein Laptop müssen ca. 700,-
€ investiert werden.
Der wichtigste Anbieter in der EU ist die Firma Merck Eurolab GmbH, Postfach,
D-64261 Darmstadt – e-mail : info@merckeurolab.de bzw. hotline@merckeurolab.de
- fax 06151-722000
bzw. 06151-3333 - Tel 06151-723000 Bei vernünftig formulierter
Anfrage erhalten Sie hier kostenlos Prospektmaterial und aktuelle Preislisten.
Hinweise zur vernünftigen Benutzung von Schnelltests und Vorproben
Wer die vorstehend besprochenen Reaktionen ohne Nachdenken auf beliebige
Minerale oder gar Mineral- bzw. Stoffgemische anwendet, wird nicht viel
Erfolg dabei haben. Sie sollten, insbesondere unter den Bedingungen der Prospektion
im Gelände, zuerst alle Erkenntnisse auswerten, die Sie aufgrund des
in „Allgemeine und Spezielle Mineralogie I“ erworbenen Wissens gewinnen können.
Insbesondere sollten Sie wissen, ob es sich um ein isoliertes Mineral oder
ein Mineralgemisch handelt. In der Regel ergeben sich daraus Vermutungen
auf darin möglicherweise enthaltene Elemente. Zuerst sollten Sie dann
gezielt diese Vermutungen durch entsprechende Tests überprüfen.
Oft genügt ein Aufschluss des Minerals, also eine Überführung
in eine lösliche Verbindung; anschliessend kann das Element durch Reagenzzusatz
und Farbreaktion nachgewiesen werden.
Aufschlussmethoden:
-Schmelzen mit Ammoniumnitrat/Ammoniumchlorid bei ca. 140 –
200°C (Sogenanntes
festes Königswasser) / Überführung in Chloride, bzw.
Nitrate.
-Schmelzen mit KHSO4 bei ca. 210 – 300°C / Überführung in
die Sulfate
-Schmelzen mit Ammoniumhypophosphit (Reduzierender Aufschluss bei
130 – 300°C)
Überführung in Phosphate
- Manche Stoffe, insbesondere Silikate und einige Oxide,
müssen zuerst mit Soda ( bei ca. 850 – 900°C ) oder mit Borax ( 750
– 800° C ) aufgeschmolzen werden. Anschliessend wird diese Schmelze in
Säure gelöst.
Schmelzen mit NaOH/KOH auf einem Teelöffel aus Edelstahl (170 - 322°C)
. Überführung in
Alkali-Silikate, -aluminate.
Einige Stoffe lassen sich so nicht lösen, z. B. Niob + Tantaloxid,
aber isolieren. ( Bei Nb, Ta z.B. dann Prüfung mit Sn+HCl !) Auch
Zinnstein SnO2 löst sich so kaum, kann aber durch Reduktion auf Kohle
mit
K-oxalat leicht identifiziert werden.
Phosphate sind fast immer ritzbar, da die Härte nur bei sehr wenigen
Vertretern 5,5 übersteigt. /Wichtige Ausnahmen sind Amblygonit Li,Na
Al(OH,F)PO4 mit H=6, Türkis und Blauspat/
Phosphate sind in heisser conc. Schwefelsäure löslich, sofern
nicht Ba, bzw. Sr oder Pb enthalten sind! Nur einige Vertreter lösen
sich in HCl, siehe Ramdohr.
(HINWEIS zur Prospektion: Stahlnadeln mit Härte 6 und ca 5,5
besorgen und in Korken gesteckt mitnehmen! Vorher an bekannten Mineralen
probieren.)
Nb + Ta-Erze in Pegmatiten sind meist schwarz bis grauschwarz, meist
mit bräunlichem Strich, frische xx haben meist H=6, Glieder mit U,Th,SEE
etwa 5.- Neben Nb, Ta und Fe meist Mn, oft Ti, manche Minerale mit viel Y
oder Ce, Ca. - Nicht mit Hämatit verwechseln! - Zahlreiche Mineralnamen,
siehe Ramdohr.
Diese u.a. Minerale finden sich auch abgerollt in Schwermetallseifen, oft
zusammen mit Zinnstein. Dort auch einige Ta-reiche, hellere Minerale,
die teils Sb, bzw. Bi enthalten, teils Al +/- Na,K führen
Gut in heisser conc. Schwefelsäure löslich sind nur die Minerale
mit viel Y, SEE, Ca oder U! – Alle Nb/Ta-Minerale reagieren mit KHSO4-Schmelze,
dann mit verd. Säure auskochen, Nb+Ta bleiben als helle Oxide zurück.
Bemerkungen zum Thema Prospektion (M. Boikat SS 2000 )
Firmen : Juniors finanzieren sich aus Wagniskapital, kleine Firmen ,mehrere
Hundert Firmen!, oft von kurzer Lebensdauer, bevorzugen bekannte Rohstoffe
wie Gold, Diamanten oder Stoffe die im Moment knapp sind als Ziel, fast immer
nur Prospektion, dann Verkauf an grössere Firmen, die sogenannten Seniors
Seniors haben eine ausreichende Kapitaldecke, besitzen produzierende Minen
mit laufenden Einkünften (cash flow), sind oft über Beteiligungen
miteinander wirtschaftlich verbunden, operieren aber selbständig. Systematische
und besser vorbereitete u. geophysikalisch unterstützte Prospektion,
langfristigere Planung, aber geringere Risikobereitschaft. International nur
etwa ein Dutzend Firmen, am bekanntesten De Beers und Rio Tinto. Firmensitze
sind meist konzentriert in Toronto, Vancouver, Denver, Perth oder London.
(Dort auch die meisten Juniors.)
Es gibt noch einige Bergbaukonzerne, die vorwiegend regional tätig
und mehrheitlich in Staatsbesitz sind, bzw. waren.
Voraussetzung für eine Bewerbung sind gute Englischkenntnisse und möglichst
eine weitere verbreitete Fremdsprache, (Französisch, Spanisch, Portugiesisch,
Russisch) – Einstellungen bei seniors praktisch nur über Empfehlungen,
bei juniors sehr viel einfacher, aber am besten über persönliche
Vorstellung.
Einstellung erfolgt bei juniors fast immer nur für eine (klimaabhängige)
Saison, ohne soziale Absicherung wie Kranken-, bzw. Renten-Versicherung.
Nur grosse Firmen sind in der Lage einen Tiefbau oder grossen Tagebau samt
Aufbereitungsanlage zu erstellen, diese Anlage muss dann aber für ca.
20 Jahre produzieren.
Folgerung: Seniors sind an kleinen Lagerstätten wie z.B. vielen
Pegmatiten nicht interessiert!
Literatur: Lagerstättenkundliches Wörterbuchder deutschen
Sprache
(Englisch, Französisch, Italienisch,Russisch,Spanisch)
GDMB – Bundesanstalt f. Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover
ISBN 3-9805924—0
Anthony M. Evans „ Introduction to Mineral Exploration“ 1995
Blackwell science , ISBN 0-632-02427-5
Petrascheck Lagerstättenlehre Schweizerbarthsche Verlagsbuchhandlung
ISBN 3510651502
Feigl F. Spot tests Elsevier Publishing Company 1954