Periklas

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Periklas
Periclase - Ronneburg, Thuringia1.jpg
Weißer bis hellgrüner Periklas mit schwarzem Srebrodolskit aus Ronneburg (Thüringen) (Bildbreite 5 mm)
Andere Namen
Chemische Formel

MgO

Mineralklasse Oxide und Hydroxide
4.AB.25 (8. Auflage: IV/A.04) nach Strunz
04.02.01.01 nach Dana
Kristallsystem kubisch
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin kubisch-hexakisoktaedrisch; m3m
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225)
Farbe bräunlichgelb, farblos, grün, grauweiß, gelb
Strichfarbe weiß
Mohshärte 5,5
Dichte (g/cm3) 3,55 bis 3,57
Glanz Glasglanz
Transparenz transparent
Spaltbarkeit entlang {001} perfekt, entlang {111} gut
Habitus
Kristalloptik
Brechungsindex 1,735 bis 1,745

Periklas, auch als Periklasit und chemisch als Magnesiumoxid (Magnesia) bekannt, ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der chemischen Zusammensetzung MgO und bildet kleine oktaedrische, seltener auch kuboktaedrische oder dodekaedrische Kristalle von weißer, durch Einschlüsse auch grüner oder schwarzer Farbe.

Besondere Eigenschaften[Bearbeiten]

Gepulvert ist Periklas in Wasser löslich, dabei entsteht in alkalischer Reaktion Magnesiumhydroxid.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Das Mineral wurde erstmals 1840 von Arcangelo Scacchi am Monte Somma in der Nähe des Vesuvs in Italien entdeckt. Es erhielt seinen Namen nach dem griechischen περικλάω (aufbrechen) wegen seiner perfekt kubischen Spaltung.

Klassifikation[Bearbeiten]

In der Systematik nach Strunz wird Periklas zu den Oxiden mit einem Verhältnis von Metall zu Sauerstoff von 2:1 oder 1:1 gezählt. Nach der 8. Auflage bildet dabei zusammen mit Calciumoxid, Monteponit, Bunsenit, Murdochit, Manganosit und Wüstit eine Gruppe. In der 9. Auflage bildet es mit den gleichen Mineralen außer dem Murdochit eine Untergruppe der Oxide mit einem Verhältnis von Metall zu Sauerstoff von 1:1 und kleinen bis mittelgroßen Kationen (Periklasgruppe).

In der Systematik nach Dana bildet es mit Calciumoxid, Monteponit, Bunsenit, Maganosit, Wüstit und Hongquiit die Periklasgruppe, eine Untergruppe der einfachen Oxide mit einer Kationenladung von 2+.[1]

Modifikationen und Varietäten[Bearbeiten]

Mit Ferroperiklas, (Mg,Fe)O, ist eine eisenhaltige Varietät des Periklases bekannt.[2] Künstlicher Periklas wird auch als Lavernit bezeichnet.[3]

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Grüner Nickel-haltiger Periklas mit schwarzem Srebrodolskit aus Ronneburg, Thüringen (Bildbreite 1,5 mm)

Periklas bildet sich durch Metamorphose unter hohen Temperaturen aus magnesiumhaltigen Dolomit und Kalkstein. Es ist je nach Fundort vergesellschaftet mit Forsterit und Magnesit, Brucit, Hydromagnesit und Ellestadit beziehungsweise Fluorellestadit, Kalk, Magnesioferrit, Hämatit, Srebrodolskit und Anhydrit.

Neben der Typlokalität fand man Periklas unter anderem in Predazzo in Italien, Carlingford in Irland, Broadford und Camas Mòr in Schottland, León in Spanien, dem Mayener Bellerberg in der Eifel (Deutschland), Nordmark und Långban in Schweden, Kopeisk in Russland, Crestmore, Tompstone und Gabbs in den Vereinigten Staaten, Oka in Kanada sowie Cowell in Australien.

Ferroperiklas ist mit einem Volumenanteil von etwa 20% nach silikatischem Mg-Fe-Perowskit (Mg,Fe)SiO3 die zweitwichtigste Mineralphase des unteren Erdmantels und dort der Hauptspeicher für Eisen; an der 660-km-Diskontinuität findet die Reaktion γ-(Mg,Fe)2[SiO4] ↔ (Mg,Fe)[SiO3] + (Mg,Fe)O statt, durch die γ-Olivin und eine Mischung aus Perowskit und Ferroperiklas ineinander umgewandelt werden. In der Literatur wird diese Mineralphase des unteren Erdmantels oft auch Magnesiowüstit bezeichnet, aber da sie sich dort im magnesiumreichen Teil der Mischungsreihe MgO–FeO befindet, ist die Bezeichnung Ferroperiklas zutreffender.

Verwendung[Bearbeiten]

Bei der technischen Verwendung von Periklas bzw. Magnesia wird in Sintermagnesia und Schmelzmagnesia unterschieden, wobei Sintermagnesia in aller Regel in einem Zweistufenprozess zunächst bei etwa 1100°C im Schachtofen kalziniert und anschließend im Drehrohrofen gesintert wird. Bereits vollständig entsäuerte Magnesia kann dann im Lichtbogenofen geschmolzen werden. Periklas wird rein oder in Verbindung mit anderen feuerfesten Rohstoffen zu Steinen gepresst und in Abhängigkeit von seiner Bindung gebrannt (keramische Bindung) oder getempert (Kohlenstoffbindung). In Verbindung mit Kohlenstoff (Ruß und Graphit) werden Magnesia-Kohlenstoff-Erzeugnisse hergestellt, welche eine wesentliche Bedeutung in der Stahlherstellung haben. Sie sind hoch temperaturbeständig und zeigen eine gute chemische Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Eisenlegierungen und basischen Schlacken und sind heute neben Doloma-Kohlenstoffverbindungen der Stand der Technik in Konvertern und Stahlpfannen.

Zusätzlich besitzen reine Magnesiasteine gute Wärmespeichereigenschaften, so dass sie als Speicherkerne unter anderem in Nachtspeicherheizungen und Elektrokaminen verwendet werden.[4]

Wird Magnesit bei niedrigeren Temperaturen bis etwa 800 °C gebrannt, bleibt ein Teil des Kohlenstoffdioxids (CO2) erhalten. Die so entstandene „kaustische Magnesia“ bleibt reaktionsfähig und wird, mit Füllstoffen vermengt, zu „Sorelzement“ verarbeitet und zur Herstellung von feuerfesten Baumaterialien und Isoliermassen verwendet.[5]

Wegen seiner einfachen Kristallstruktur sind die physikalischen Eigenschaften von Periklas sehr intensiv untersucht worden, so dass er ein beliebtes Testmineral z.B. bei der Entwicklung neuer Techniken in der experimentellen Hochdruckphysik ist. Er dient dort auch oft als Referenzmineral zur Druckbestimmung.

Kristallstruktur[Bearbeiten]

Kristallstruktur von Periklas

Periklas kristallisiert im kubischen Kristallsystem mit der Raumgruppe Fm3m mit dem Gitterparameter a = 4,21 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle (Natriumchloridstruktur). Diese Struktur bleibt bis zu Drücken von mindestens 360 GPa stabil[6].

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Periklas in: Anthony et al.: Handbook of Mineralogy, 1990, 1, 101 (pdf).

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. New Dana Classification of Oxide Minerals
  2. Ferropericlase bei mindat.org (engl.)
  3. Lavernite bei mindat.org
  4. Elektrokamine als Tag oder Nachtstromheizung
  5.  Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogie. Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. 7. vollständige überarbeitete und aktualisierte Auflage. Springer Verlag, Berlin u. a. 2005, ISBN 3-540-23812-3, S. 64.
  6. R. Stewart McWilliams, Dylan K. Spaulding, Jon H. Eggert, Peter M. Celliers, Damien G. Hicks, Raymond F. Smith, Gilbert W. Collins, Raymond Jeanloz: Phase transformations and metallization of magnesium oxide at high pressure and temperature. Science 338, 1330–1333, doi:10.1126/science.1229450