Zinn-Modifikationen

[openpit]

Hallo,

ich habe kürzlich ein Stück mit reinem Zinn, sehr wahrscheinlich natürlichen Ursprungs, beobachtet. Dieses war jedoch nicht in Form eines klassischen Nuggets, sondern lag als blättriges Aggregat vor. Dies bringe ich mit einer vollkommenen Spaltbarkeit in Verbindung, wobei laut Atlas ged. Zinn nur eine undeutliche besitzen sollte.
Jedoch zeigt Zinn eine Polymorphie (bzw. Allotropie), wobei die Übergangstemperatur von α-Zinn (kubisch) nach β-Zinn (tetragonal, entspricht dem natürlich vorkommendem) bei rund 13°C liegt. Personen die mit Zinn arbeiten (Orgelbauer, Zinnsoldatensammler...) kennen dieses Problem („Zinnpest“) sicherlich.

Meine Frage:
Ist α-Zinn bisher nicht in der Natur beobachtet/beschrieben worden?
Sieht dieses so ähnlich wie das unten gezeigte aus? Auf einem bekannten Videoportal befinden sich einige Videos zur Umwandlung („tin pest“).
Nach meinem bisherigem Verständnis sollte die α-Modifikation eigentlich recht häufig auftreten, da der Übergang irreversibel ist, lediglich durch Aufschmelzung und anschließender Kristallisation bildet sich wieder β-Zinn.

Im Folgenden eine Aufnahme (BSE) des betreffenden Stückes.

Glück Auf!
Micha

[Axinit]

Servus,

die Umwandlung von beta-Sn in alpha-Zinn ist bei "normalen Temperaturen" (O Grad C < T < 13 Grad C) "unendlich langsam", auch bei - 30 Grad C erfolgt (nach meiner eigenen Erfahrung) innerhalb von Tagen keine Reaktion. Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit ist bei - 48 Grad C erreicht; die Umwandlungszeit betraegt dann nur noch wenige Stunden.

Die Kinetik des Umwandlunsprozess haengt zudem stark von der Anwesenheit von Verunreinigungen, d. h. z. B. anderer Metalle ab.

Warum glaubst Du, dass Dein Zinn natuerlichen Ursprungs ist ? alpha-Zinn wird ueblicherweise als (mikrokristallines) Pulver, nicht als blaettriges Aggregat beschrieben. Mir war die Existenz von elementarem Zinn (im Gegensatz zu Blei) als Mineral in der Natur bisher nicht bekannt, aber ich lasse mich gerne eines Besseren belehren.

Sollte Dein Zinn wirklich ein natuerlich vorkommendes Mineral sein, waeren die o.g. Umwandlungsgeschwindigkeiten innerhalb geologischer Zeitfenster durchaus denkbar und moeglich, da alpha-Sn das thermodynamisch stabilere Allotrop ist.

GA

Harald

[openpit]

Hallo Harald,

vielen Dank für Deine Ausführungen. Dies entspricht etwa meinem bisherigem Kenntnisstand.
Die "Mikrokristallinität" sehe ich auch als Problem, jedoch habe ich noch keine Mikroskopaufnahme des α-Zinn gesehen.
Ich nehme eine natürliche Enstehung an, da das Stück teilweise ein Eisensulfid (Pyrit) trägt. Bei dem Stück selbst soll es nach meinem Informationen um kleine Splitter einer größeren Stufe handeln, die jedoch nicht gezielt von der Stufe präpariert wurden.
Bisher kann ich auch ein Hineindrücken der Pyrite in das vermutlich duktile Material nicht ausschließen.
Zum Röntgen habe ich leider zu wenig, bzw. sehe ich mich bei der Menge als zu ungeschickt/unerfahren an.

Glück Auf!
Micha

[Axinit]

Servus Micha,

es gibt tatsaechlich gediegenes Zinn  in der Natur - "again what learned" um es mit Loddar's Worten zu sagen  .

M. E. schliesst Dein Photo das Vorliegen einer "pulverfoermigen" Phase aus.

Vielleicht hilft der Artikel im Anhang weiter. Ansonsten, vielleicht waere eine Messung der elektrischen Leitfaehigkeit moeglich ? Nur zwei feine Draehtchen, Stromquelle und einfaches digitales Messgeraet ? Es waere vielleicht einen Versuch wert - mit ruhigen Haenden und einem guten Stereomikroskop ... .

Wenn Du Zugang zu einem Pulverdiffraktometer hast, sollte eine Identifizierung der vorliegenden Sn-Modifikation auch mit einer minimalen Probenmenge moeglich sein.

GA

Harald

[Uwe Kolitsch]

"Bei dem Stück selbst soll es nach meinem Informationen um kleine Splitter einer größeren Stufe handeln, die jedoch nicht gezielt von der Stufe präpariert wurden."

Ist der Fundort bekannt?

[openpit]

Hallo Harald,

eben der Begriff pulverförmig ist schwierig, da er keine Korngröße beinhaltet. Wie am Maßstab erkennbar ist das Aggregat kleiner als 1 mm.
Danke für den Artikel, wobei dieser mir wenig hilft. Er dient eher der Erkennung von Zinn, welches jedoch zweifelsohne vorliegt. Daher bin ich mir auch im unklaren, ob eine Leitfähigkeitsbestimmung hilfreich ist, es sei denn die Widerstände in der α und der β-Modifikation unterscheiden sich signifikant (vielleicht ist α-Zinn auch anisotrop bezüglich der Leitfähigkeit?).
Trotzdem danke für die Idee.

@ Uwe: Den mir mitgeteilten Fundort schicke ich per PM.

Danke und Glück Auf!
Micha

[Axinit]

Servus,

Mikrokristallines Pulver heisst fuer mich ueblicherweise 1 Mikrometer < Korngroesse < 10 Mikrometer, wobei die Partikel ohne Orientierung vorliegen. Eine Korngroesse im mm-Bereich ist fuer mich kein "Pulver" mehr.

Der Artikel beantwortet Deine Fragestellung sicher nicht, aber zeigt, dass gediegenes Zinn tatsaechlich in der Natur vorkommt. Dies ist vermutlich kein Allgemeinwissen - auch mindat haelt sich hier bedeckt  .

Eine sichere Unterscheidung welche Sn-Modifikation vorliegt, kann Dir nur eine Bestimmung der Gitterkonstanten liefern. Die elektrischen Leitfaehigkeiten oder auch Dichten beider Modifikationen sollten sich hinreichend unterscheiden, um als Kriterium zu dienen. Die tatsaechliche Durchfuehrung dieser Messungen ist sicher nicht einfach.

Wenn Du eine belastbare Aussage erhalten willst, wirst Du Dir Muehe geben muessen.

Halte uns auf dem Laufenden

Harald

[Axinit]

Servus,

anbei noch einige Literaturangaben zum Thema "Zinnpest". Die aelteren Arbeiten aus den 30er Jahren sind vermutlich interessanter.

Viel Spass beim Lesen

Harald

[Axinit]

Nochmal Referenzen ...

[openpit]

Hallo Harald,

danke für die Mühe, ich werde bei Gelegenheit mal in den angegebenen Referenzen suchen.

Glück Auf!
Micha