Tip van de maand

nuttige wenken en praktische tips voor de mineralenverzamelaar
voor vragen of suggesties, email tips@minerant.org

Tip 71: microchemie deel 6, aanvulling: fosfaat-analyse bij ludlamiet: Fe²⁺₃(PO₄)₂ ·4H₂O

een tip van Paul Mestrom
Foto: 8 mm ludlamiet-kristal, Trepča, Kosovo.
Als het te onderzoeken materiaal ook een reductor bevat, zoals Fe²⁺, kan die reductor zorgen voor een blauwe kleur.
Onderstaand verhaal maakt duidelijk hoe en waarom dat bij mij een keer gebeurde.

Recent (februari 2022) onderzocht ik een specimen met o.a. een groen mineraal. Wat dat was, wilde ik achterhalen.
In eerste instantie dacht ik aan fluoriet en apatiet.
Meting van de hardheid (groter dan 3, kleiner dan 4) maakte duidelijk dat het geen apatiet (hardheid 5) kon zijn.
De polariatiemicroscoop maakt snel duidelijk dat het niet om een kubisch mineraal kon gaan, dus geen fluoriet.
In zoutzuur loste het mineraal aardig op, maar zonder gasontwikkeling. Een carbonaat was dus ook uitgesloten.
Zo kwam ik terecht bij de optie fosfaat.
Dat was zeer wel denkbaar, gezien de aanwezigheid van vivianiet op het specimen.
Aan de onderkant van het specimen zat nog een bruinachtig mineraal met een verdacht veel op calciet lijkende splijting. Met zoutzuur reageerde dit pas na verhitting. Calciet was dat dus niet. De test met KSCN (zie tip 6, microchemie deel 2) toonde ijzer aan.
Zo kwam het ijzerhoudende fosfaat ludlamiet in beeld.
De kleur klopte prima met wat ik van dit mineraal kende.
De test op ijzer was positief, maar niet erg overtuigend. Niet gek, want die test reageert op Fe³⁺! Het in ludlamiet aanwezige Fe²⁺ wordt in oplossing vrij gemakkelijk ten dele omgezet in Fe³⁺, zodat ijzer toch aangetoond wordt.
De volgende stap was dus een poging het fosfaat aan te tonen. Dat leverde een verrassing op: blauwkleuring! Pas heel langzaam ontstond de verwachte gele kleur.
Bij een tweede poging ontstond de gele kleur meteen als verwacht.
De conclusie dat het om ludlamiet ging lag nu wel heel erg voor de hand.
Ter controle werd ook onderzoek gedaan naar de brekingsindex en de dichtheid.
De brekinsindex volgens mindat: nα = 1.650 - 1.653 nβ = 1.669 - 1.675 nγ = 1.688 - 1.697
Meting leverde op hoger dan 1,64 en kleiner dan 1,71.
Meting van de dichtheid leverde 3,1 g/cm³ als resultaat (mindat: 3,12 – 3,19 )
Wat mij betreft was de conclusie dus: LUDLAMIET.

Wat overbleef was de vraag waar de blauwe kleur vandaan kwam bij mijn eerste poging het fosfaat aan te tonen. Een uurtje zoeken in mijn boeken leverde een acceptabele verklaring op. Het molybdaat-ion kan na reactie met het fosfaat, reageren als oxidator:
(PMo⁶⁺₁₂O ₄₀)^3-+ 4 e^- ⇄ (PMo⁵⁺4Mo⁶⁺₈O₄₀)^7-
Dat laatste ion zorgt voor de blauwe kleur.
Die elektronen kunnen geleverd worden door het ijzer-ion in ludlamiet:
Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^-
Is er voldoende salpeterzuur, dan zal dit als oxidator reageren, zodat er geen blauwe kleur ontstaat.
Aangezien de vorming van de blauwe kleur een evenwichtsreactie is, kan die kleur ook weer verdwijnen. Dat gebeurde bij mij ook inderdaad. Logische verklaring: bij de toevoeging van vast ammoniummolybdaat is er plaatselijk veel molybdaat en relatief weinig salpeterzuur aanwezig. Dan ontstaat de blauwe kleur. Als salpeterzuur langzaam bij het molybdeenblauw komt, verdwijnt die kleur weer en ontstaat de verwachte gele kleur.
Voorwaarde is natuurlijk wel dat er voldoende salpeterzuur aanwezig is.