Geology Reference
In-Depth Information
Kasten 2.1
Die Berechnung einer Mineralformel aus einer
chemischen Analyse
Die Berechnung einer Mineralformel aus
einer chemischen Analyse soll anhand der
folgenden Granatanalyse gezeigt werden.
Wir erinnern uns, dass Granat die allge-
meine Formel
(Ca, Fe
2+
,Mg,Mn)
3
(Al, Fe
3+
)
2
Si
3
O
12
hat:
A.
Gew.-%
Oxid
B.
Mol-
gewicht
Oxid
(g/mol)
1.
Molanteil
Oxid
(= A./B.)
2a.
Molanteil
Element
(= 1. ·
stöchiom.
Koeffizient)
2b.
Positive
Ladungen
(= 2a. ·
Kationen-
ladung)
3.
Oxidionen
(= 2b./2)
4.
Formel (= Molanteil
Element · (Zahl der Sau-
erstoffe pro Formelein-
heit)/(Gesamtzahl der
Oxidionen aus 3.))
SiO
2
37,30
60,09
0,621
0,621
2,484
1,242
3,00
Al
2
O
3
21,10
101,96
0,207
0,414
1,242
0,621
2,00
FeO
29,90
71,85
0,416
0,416
0,832
0,416
2,01
MnO
1,14
70,94
0,016
0,016
0,032
0,016
0,08
MgO
0,90
40,31
0,022
0,022
0,044
0,022
0,11
CaO
9,02
56,08
0,161
0,161
0,322
0,161
0,79
Gesamt
99,36
2,478
8,00
1. Man teilt die Gewichtsprozentangaben
durch das Molgewicht der Oxide, um die
Molanteile der Oxide zu erhalten.
2. Durch Multiplikation mit der Zahl der
Atome pro Oxidformel (für Mg z.B. eins,
für Al zwei) erhält man die Molanteile der
Elemente, durch Multiplikation mit den je-
weiligen Ladungen die Anzahl positiver La-
dungen.
3. Man berechnet die Zahl der zweifach nega-
tiv geladenen Oxidionen, die nötig sind,
um die unter 2. berechneten positiven La-
dungen auszugleichen. Im Falle von Halo-
geniden oder Sulfiden wählt man statt der
Oxidionen einfach negativ geladene Halo-
genid- oder zweifach negativ geladene Sul-
fidionen.
4. Man teilt die Anzahl der tatsächlich in
einer Granatstruktur vorhandenen Sauer-
stoffatome (12) durch die errechnete Ge-
samtzahl der unter 3. ausgerechneten Sau-
erstoffatome (in diesem Beispiel 2,478)
und multipliziert jeden der unter 2. aus-
gerechneten Molanteile der Elemente mit
diesem Wert 12/2,478 = 4,843. Daraus re-
sultiert eine korrekte Summenformel
Fe
2.01
Ca
0.78
Mg
0.11
Mn
0.09
Al
2
Si
3
O
12
. Als t
kann man überprüfen, ob die Zahl der Kat-
ionen, in diesem Fall 8, mit der Summe der
Zahlen übereinstimmt, die bei diesem letz-
tenRechenschritt erhaltenwerden.
5. Fakultativ kannman dann noch die errech-
neten Kationenmengen auf die in der
Struktur vorhandenen Gitterplätze (siehe
Abschnitt 2.3.3) verteilen.
6. Das führt dann zur Berechnungder Anteile
der Endgliedkomponenten, die meist als
Molenbruch angegeben werden. In unse-
rem Fall stehen die Endglieder Almandin,
Pyrop, Spessartin und Grossular zur Verfü-
gung, auf die entsprechend der Fe-, Mg-,
Mn- und Ca-Ionenmengen folgende Men-
gen entfallen: X
Alm
= 2,01/(2,01 + 0,08+
0,11 + 0,79) = 0,67. Entsprechend sind die
anderen Anteile X
Py
= 0,04, X
Sps
=0,3und
X
Grs
= 0,26. Bei mehr Elementen gibt es
manchmal auch verschiedene Endglied-
komponenten, zwischen denen man wäh-
len kann. Zum Beispiel könnte eventuell
vorhandenes Cr
3+
in ein Fe-Cr-Endglied
oder in ein Mg-Cr-Endglied eingebaut
werden. Hier muss man ein wenig von der
Kristallchemie verstehen, um die richtigen
Endglieder zuwählen.
neralformeln
aus chemischen Analysen ist in
Kasten 2.1 erläutert.
In diesem Zusammenhang sind die Begriffe des
Endglieds
und des
Mischkristalls
wichtig. Ein
Endglied ist eine chemisch reine, meist in der
Natur nicht vorkommende Verbindung, wäh-
rend Mischkristalle Mischungen verschiedener
Endglieder sind.
Mineralreaktionen
werden
meist mit Endgliedern formuliert, da das Rech-
nen mit realen, komplex zusammengesetzten
