Tip van de maand

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

tip 16: microchemie deel 7: calciet of aragoniet, herziene versie (2022)

een tip van Paul Mestrom


In 2016 was er een discussie binnen de MKA over stukken van Agrigento, Sardinië, Italië. Het ging om zwavel op … wit spul.
Het etiket vermeldde aragoniet, maar bij mijn weten zat de zwavel van die vindplaats altijd op calciet. Zo had ik het in elk geval geleerd en stond het ook op het etiket van het mooie specimen (7 cm groot) in mijn collectie:



Tijd dus om maar weer eens in de chemie te duiken.
Calciet en aragoniet zijn beide calciumcarbonaat: CaCO₃. Het verschil zit in de kristalstructuur: calciet is trigonaal, aragoniet orthorhombisch.
Als er duidelijke kristallen aanwezig zijn, is het verschil dus goed te zien. Helaas is dat vaak niet het geval.
De eerste test die dan voor de hand ligt is de zoutzuurtest. Als de structuur van de twee mineralen verschillend is, zou je ook een verschil in reactie kunnen verwachten. Helaas: beide mineralen bruisen en het verschil is meestal niet te zien.

De volgende twee testen leveren wel een bruikbaar resultaat op.

1. de Meigen-test: mineraal-poeder met cobaltchloride

Deze test gebruik ik zelf regelmatig. Hij is eenvoudig en werkt snel en goed.

• Maal het poeder van het te onderzoeken mineraal fijn in een vijzel
• Doe het poeder in een reageerbuisje
• Voeg een oplossing van cobaltchloride toe
• Kook het mengsel kort (een minuutje). Doe dit voorzichtig om kookvertraging (waarbij de hele vloeistof in een keer met kracht uit je buis kan spuiten!) te voorkomen!

Aragoniet kleurt lila, calciet blijft wit of kleurt heel lichtjes (bij veel cobaltchloride).
De foto hierboven toont twee buisjes aragoniet-poeder met CoCl₂-oplossing. De voorste buis is niet gekookt, de achterste wel.

Om de gevoeligheid va de test te verhogen kan er nog een vervolg aan gegeven worden:

• Giet de vloeistof van het poeder
• Voeg wat water toe, schud goed, laat het poeder bezinken en giet de vloeistof weer af
• Voeg een oplossing van ammoniumsulfide toe

Bij aragoniet kleurt het oppervlak nu zwart door het ontstaan van cobaltsulfide.

Een paar opmerkingen bij deze test:

• De lila-kleuring treedt op bij alle carbonaten uit de aragoniet-reeks, dus ook bij strontianiet, witheriet en cerussiet
• De mineralen uit de calciet-reeks (bv magnesiet, sideriet en rhodochrosiet) gedragen zich als calciet
• Zinkhoudende mineralen (smithsoniet!) kleuren groen
• om de verschillen goed te leren kennen is het verstandig eerst te testen met bekende mineralen!
• Kalk-fossielen (met name foraminiferen) kunnen foute resultaten opleveren
• Nadeel van deze test: er is relatief veel materiaal nodig.

2. de Feigl-test: mineraal-poeder met mangaansulfaat en zilvernitraat

Deze test (meestal beschreven met zilversulfaat) zou, volgens de literatuur gevoeliger en betrouwbaarder moeten zijn. Mijn eerste ervaringen (met zilversulfaat dus) konden dat niet bevestigen. Er bestaan verschillende varianten van deze test.
Na veel experimenteren heb ik inmiddels een werkwijze gevonden die snel werkt en met kleine hoeveelheden gedaan kan worden.
Reagentia:

• Oplossing MnSO₄ 6 tot 10%
• Oplossing AgNO₃ 6% (zilvernitraat in plaats van zilversulfaat!)

Werkwijze:

• Breng van beide oplossingen een druppel op een microscopeerglaasje.
• Meng de druppels.
• Leg een korrel van het te onderzoeken mineraal daarnaast.
• Schuif de korrel van het mineraal in de oplossing.
• Zorg dat het mineraal goed in de vloeistof zit.
• Verhit voorzichtig, eventueel tot alle vloeistof verdampt is.

Waarneming:

• Bij aragoniet kleurt de korrel grijs tot zwart (zie foto hieronder).
• Bij calciet blijft de korrel kleurloos.

1,7 mm aragoniet-fragment na de reactie in ingedampte oplossing.

Opmerkingen:

• Meer nog dan bij veel andere tests is het belangrijk te experimenteren met bekend materiaal om de werkwijze in de vingers te krijgen.
• Ook andere carbonaten vertonen deze reactie, elk met verschillende snelheid. Volgens de literatuur van snel naar langzaam geordend: aragoniet, strontianiet, witheriet, smithsoniet, cerussiet, dolomiet, calciet, sideriet, magnesiet.
• Foutieve resultaten kunnen ontstaan als het poeder te fijn gemalen is of als er ook organisch materiaal aanwezig is.
• Zilvernitraat is niet onschuldig! Een spatje oplossing in je oog kan blijvende schade opleveren. Op je hand levert de oplossing een prachtig zwart op, dat met zeep niet af te wassen is. Op den duur (een week) slijt het gelukkig wel weg 🤪:
  
  
  

Bronnen:

• Over deze analyses is ook een discussie te vinden op mindat:
  https://www.mindat.org/mesg-100-179708.html
• De test staat ook beschreven in: Fritz feigl: Spot tests in inorganic analysis, Elsevier Science, Amsterdam, 1972 (pagina 542)

De chemie achter deze reactie:
Zilvernitraat en mangaansulfaat kunnen met elkaar reageren: Mn²⁺ + 2 Ag⁺ + 4 OH^- → MnO₂ + 2 Ag + 2 H₂0 Het OH^- wordt in de klassieke werkwijze al vooraf in een zeer geringe hoeveelheid toegevoegd. Het carbonaat-ion levert extra OH^-, wat zorgt voor een snelle reactie. Aragoniet levert gemakkelijker OH^- dan calciet, zodat de reactie bij aragoniet sneller verloopt. Door het OH^- niet al vooraf toe te voegen, verloopt de reactie alleen als het aragoniet voldoende OH^- levert. Dat gebeurt door te verwarmen.

Tot slot en ten overvloede nog de gebruikelijke waarschuwingen:

• Neem de nodige veiligheidsmaatregelen!
• Zeker bij het verwarmen je veiligheidsbril niet vergeten!
• Gebruik eerst bekend materiaal om de test beter te leren kennen en onder de knie te krijgen
  

PS
Het onderzochte “witte spul” was inderdaad calciet!