Wissenschaftliches zu der Achatgenese

[Steinbeißer]

Na gut Frank , ich geh ja schon in die Knie   

Hab nur mal gelesen das Achat ein Halbmetall ist, muß mal schaun wo.
Ne nix Schulchemie, Hirnschmalz und Kombination 

Aber schön das Du es mal verdeutlicht hast, naja ich hab gefragt und andere gelesen!
Leute Mut zur Lücke, nicht alle Berichte als gegeben hinnehmen, fragen.

Gruß Klaus

[Bernd G]

schaut mal was noch so alles aus sio2 (kieselsäure ) entstehen kann.

http://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,3462.0.html

http://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,3464.0.html

wirft bestimmt wieder neue frageb auf. 

gruß bernd

[Krizu]

Na gut Frank , ich geh ja schon in die Knie   

Ach, bleib leiber oben, lässt sich leichter reden 

Hab nur mal gelesen das Achat ein Halbmetall ist,muß mal schaun wo.
Ne nix Schulchemie,Hirnschmalz und Kombination 

Du hast recht, wenn Du gesagt hättest, dass das Silizium ein Halbmetall ist. Vermutlich hast Du dich da vertan.

Aber mit dem Eisen und den anderen Verbindungen, die färben ist das so eine Geschichte. Da hatte ich hier im Forum auch schon heftig diskutiert.

Eine Verunreinigung durch z.B. Chrom färbt in Konzentrationen im Bereihc ppm (parts per million) oder Tropfen pro Badewanne sichtbar. Das Eisen kann blau-grün oder rot färben. Dabei hängt es nicht nur von der Ladung des Eisens ab. So ist z.B. Fe(II)SO4xH2O grün mit einem Blaustich. Das Fe(II)TiO3 ist schwarz, Fe(III)2O3 ist rot, als Hydroxid braun...

Jetzt kommen die typischen färbenden Verunreinigungen:
V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Nb,Mo - jedes färbt anhängig von der Umgebung der Atome (sogenanntes Kristallfeld) und der Ladungsstufe. Das ist die Spielwiese der Spektroskopiker 

Und wenn jetzt wie beim Achat das Eisen Teil des SiO2-Gitters sein kann, an der Oberfläche der Nanopartikel liegen kann oder mit dem Kristallwasser in der Lösung sitzt, hast Du schon die ganze Farbpallete.

Aebr um das ganze zu toppen:
Der Sillenit (Bi12SiO20) und der Eulitit (Bi4Si3O12) haben die Farbe durch sogenannte "Eigenfehler". Da haben si und Bi einfach die Pätze getauscht und der Kristall wird bräunlich

Kristalle sind neben dem anderen Geschlecht die unverstandene Form der Materie im Weltall!!!

 
Frank

[Ralf]

BAHNHOF !!!!!!

 

Macht aber nix. Würd mich aber freuen, wenn wir die Urfrage nicht vergessen. Wie entsteht Achat eigentlich ??

@ Frank

Ich find´s toll, daß Du uns bei unseren Überlegungen immer wieder mal einfängst.

Noch was zum Thema Farbe. Wenn man zu heiß schleift kommt es vor, das sich Partien im Achat rot oder gelb färben. Und zwar recht tief in den Achat hinein. Irgendwer hat mir mal erklärt das durch die Hitze 2wertiges Eisen zu 3wertigem mutiert. Dadurch die Farbveränderung.
Stimmt das so??

Gruß
Ralf

[Steinbeißer]

@ Frank

nun summt der Kopf,lassen wir das erst mal so stehen,werden sich bestimmt noch Fragen aufwerfen!
Aber danke für deine Erklärungen.

@alle

Wie entsteht er,der Achat.An Frank an zuknüpfen,Kieselsäure mg/l Wasser,jetzt erspare ich mir eine Rechnung und Frage einfach,wieviel Litter Wasser mußen "filtriert"werden um 1qmm³ Achat zu bilden
wobei die Zeit als unendlich zu betrachten ist.

Gruß Klaus

[Bernd G]

@ Klaus
 ZITAT wieviel Litter Wasser mußen "filtriert"werden um 1qmm³ Achat zu bilden

denke das kann man so nicht sagen,kommt drauf an was das wasser löst. da ist ja auch mal mehr und mal weniger an material zum lösen da. also sieplen mehr faktoren eine rolle.
der punkt der sättigung der lösung hingegen dürfte immer gleich sein.

[Krizu]

Noch was zum Thema Farbe. Wenn man zu heiß schleift kommt es vor, das sich Partien im Achat rot oder gelb färben. Und zwar recht tief in den Achat hinein. Irgendwer hat mir mal erklärt das durch die Hitze 2wertiges Eisen zu 3wertigem mutiert. Dadurch die Farbveränderung.
Stimmt das so??

Ja, halte ich für sehr gut möglich. Die Temperaturen beim Schleifen können schon heftig sein! Die gleiche Farbe müsste aber enstehen, wenn due den gleichen Achat in z.B. H2O2 einlegst.

Ich glaube, dass da auch der Unterscheid in unseren Schleifprozessen liegt. Ich musste die Geometrie (Ebenheit + Dicke + Keiligkeit) einhalten und durfte das Material nicht tiefer als etwa 20µm schädigen. Das konnte korrigiert werden. Du brauchst eine glatte, glänzende Fläche.

Daher auch unsere verschiedenen Erfahrungen.

MfG

Frank

[Krizu]

@ Klaus
 ZITAT wieviel Litter Wasser mußen "filtriert"werden um 1qmm³ Achat zu bilden

denke das kann man so nicht sagen,kommt drauf an was das wasser löst. da ist ja auch mal mehr und mal weniger an material zum lösen da. also sieplen mehr faktoren eine rolle.
der punkt der sättigung der lösung hingegen dürfte immer gleich sein.

Ich glaube zu Beginn der Diskussion hatten wir das mal gerechnet.

Aber nochmal die unbeantwortete Frage:
Der Druck in der Blase ist gleich dem Druck im Gestein, oder?
Das Wasser in der Blase hat die gleiche Zusammensetzung wie das Kapillarwasser?

Warum fällt das SiO2 in der Blase aus und nciht in den Kapillaren

Was bewirkt die Übersättigung? Die üblichen Verdächtigen wie Druck + Temperatur fallen aus!

MfG

Frank

[Uwe Kolitsch]

@Frank: Zu deiner Frage wg. Opal-CT: Tridymit und Cristobalit können auch metastabil bei niedrigen Temperaturen entstehen (stabilisierende Verunreinigungen wie Alkali- und Erdalkali-Ionen helfen dabei).

[Bernd G]

Hallo, hier mal eine antwort von einem guten Bekannten . Muß noch nachfragen ob eine Namensnennung erwünscht ist .

Zitat



Kieselsäure hat die Formel Si(OH)4. Durch Dehydration
(Wasserabspaltung) geht Kieselsäure in Polykieselsäuren über: Aus
zwei Si(OH)4-Molekülen bildet sich zunächst unter Abspaltung eines
Wassermoleküls ein Si2O(OH)6-Molekül. Unter immer weiterer
Wasserabspaltung kondensiert die Kieselsäure so zu Polykieselsäuren,
die lange Ketten und vernetzte Gerüste mit einem Molekülskelett aus
SiO-Elementen bilden an denen OH-Gruppen (= Hydroxylgruppen) gebunden
sind. Die Polykieselsäuren haben mit zunehmender Kettenlänge
abnehmende Wasserlöslichkeit. Sie scheiden sich  zunächst als
geleeartige Substanz aus der wäßrigen Kieselsäurelösung ab. Dieser
Gelee geht unter weiterer Wasserabspaltung allmählich in feste
Substanz über. Selbst die feste Substanz enthält noch jede Menge
Hydroxylgruppen. Erst nach langen Alterungsprozessen in der Kälte,
schneller in der Wärme, geht die festgewordene Gelsubstanz in
mikrokristalline Kieselminerale, wie z. B. Chalcedon über. Flint aus
der Kreideformation ist 100 Millionen Jahre alt und enthält noch
einen erheblichen Hydroxylgruppenanteil. Beim Erhitzen von Flint
kommt es zur vollkommenen Dehydratation, bei der sich die
Hydroxylgruppen unter Wasserabspaltung in Si-O-Si-Gruppen umwandeln.
Nach meiner Überzeugung entstehen gelförmige bzw. amorphe (=
nicht-kristalline) Kieselmineralisationen immer dann, wenn sich die
Kieselmineralisation aus stark übersättigter Lösung bildet.

Auf dem anderen Weg der Kieselmineralisation aus nur schwach
übersättigten Lösungen bildet sich direkt aus der kieselsäurehaltigen
Lösung das vollkommen dehydratisierte Kieselmineral Quarz. Dies ist
insbesondere der Fall in den mit Wasser oder wasserhaltigen
Hochdruckfluiden erfüllten Zerrklüften, die sich bei der
Gebirgsbildung bilden. Dabei wachsen die an der ursprünglichen
Gesteinsoberfläche enthaltenen großen Quarzkörner, weil große
monokristalline Quarzkristalle mit einer wäßrigen Kieselsäurelösung
im Gleichgewicht stehen, die eine geringere Kieselsäurekonzentration
enthält; wohingegen kleine monokristalline Quarzkristalle mit einer
wäßrigen Kieselsäurelösung im Gleichgewicht stehen, die eine höhere
Kieselsäurekonzentration enthält. Dies hat zur Folge, daß die großen
Kristalle beständig unter weiterem Wachstum, der für sie
übersättigten Lösung Kieselsäure entziehen, während die kleinen
Kristalle sich auflösen, da die Lösung für sie auf Grund der Wirkung
der großen Kristalle beständig untersättigt wird. Das Wachstum der
großen Quarze geht so lange weiter, bis keine kleinen Quarzkörner
mehr übrig sind. Bei unendlich lang ausgedehntem
Mineralisationsprozeß bliebe am Ende nur ein einziger
Riesenquarzkristall übrig. Die Kieselmineralisation in Zerrklüften
ist daher auch absolut frei von mikrokristallinen oder gar
gelförmigen Mineralisaten, da diese ja mit einer wesentlich
konzentrierteren Kieselsäurekonzentration in der umgebenden wäßrigen
Lösung im Gleichgewicht stehen. Diese Mineralisate wären vollkommen
aufgelöst worden zugunsten des Quarzkristallwachstums bevor auch nur
ein Quarzkriställchen von der Auflösung betroffen worden wäre.

Im Achat und auch in den Usinger Gangmineralisationen finden wir
vielfach alle Kieselmineralisationstypen nebeneinander: Quarz,
Chalcedon und gelförmigen Kiesel. Dies zeigt, daß die Übersättigung
der Lösung während des Mineralisationsprozesses starken Schwankungen
unterworfen war. Während hoher Kieselsäureübersättigungsphasen
bildete sich Gel, während geringer Übersättigung konnte
Quarzmineralisation einsetzen.

Nach meiner Überzeugung, die durch eine Reihe von eigenen und anderen
Untersuchungen gestützt wird, wird die Kieselmineralisation auch von
der  Wirkung reduzierender und oxidierender Verhältnisse
(Redox-Milieu) beeinflußt. Die durch Redox-Milieubedingungen
ausgeschiedenen Kieselminerale haben überwiegend mikrokristallinen
oder gelförmigen Habitus: Unter reduzierenden Bedingungen im
sulfatreduzierenden bis methanogenen Milieu liegt Huminsäure als
1,2-Hydrochinon vor, das mit Kieselsäure einen stabilen Komplex
bilden kann. Gelangt dieser im Wasser gelöste
Kieselsäure-Huminsäurekomplex in sulfatoxidierendes bis
Eisen(II)-oxidierendes Milieu wird er zum 1,2-Chinon oxidiert. Dabei
wird die Kieselsäure freigesetzt. In dem Fall, daß die wäßrige
Lösung, in der dies abläuft, mit Kieselsäure gesättigt ist, fällt die
aus der oxidierten Huminsäure freigesetzte Kieselsäure aus. Typische
Kieselmineralisationen, die auf diese Weise entstanden sind oder
entstanden sein können sind: Flint, Tertiärquarzite, Achat,
gebänderte Kiesel-Eisenformationen, Kieselholz, Jaspis, kieseliger
Roteisenstein, Kieselschiefer.

[Steinbeißer]

Heidernei,das muß ich mir erst mal richtig verinnerlichen.
Ist ja ein Brocken den Du da geschrieben hast.
Eine WE Beschäftigung

Gruß Klaus

[Bernd G]

stammt nicht von mir !!!
ist vom besitzer des geogarten münzenberg , da der herr oeste chemiker ist und auch gute kenntnisse über die mineralogie besitzt hatte ich ihn gebeten da mal was zu schreiben.


http://www.mineralienatlas.de/forum/index.php/topic,2293.0.html

[Steinbeißer]

So nun habe ich die Ausführung bestimmt 5 mal gelesen 
Dauert eben was bis alter Mann das nachvollziehen kann.

Lassen wir das mal,warum andere Wissenschaftler nicht zum gleichen Schluß
gekommen sind,die sich doch bestimmt intensiever mit dem Thema beschäftigt
haben.Oder sie wollten nicht so ausführlich werden.

Damit ist meine Frage "Wo bleibt der Rest(siehe Oben)"schon fast beantwortet.
Also läst sich das Entstehen als ein hydrothermalen Vorgang bezeichnen!
Es kommt auf die Sättigung an ob man es optisch gut oder nicht sehen kann.
Einfluss- und Ausflusskanäle sind demnach eine Nebenerscheinung b.z.w. ein
Nachschubsystem(grob ausgedrückt).Die feine Kristallstruktur ein Filter für die
Ablagerungen (Bandentstehung) je nach Dichte werden unterschiedliche farbgebende
Substanzen mit großerer oder kreinerer Größe aufgehalten oder durchgelassen.
Die Kristalle des Achats liegt dann um den Mittelpunkt bei Bänderung,bei anderen Achaten
in verschiedenen Ebenen.......

Jetzt kommt die Nächste Frage,die Mandelbildung/Ablösung von umgebenden Gestein!

Gruß Klaus

[McSchuerf]

Hallo Bernd,

'... Kieselsäure hat die Formel Si(OH)4.

Diesen Satz halte ich schlichtweg für falsch!

Silizium ist eines der häufigsten Elemente an der Erdoberfläche.
Es kommt vor als kristalliner Quarz, amorpher Flint oder in Form von gesteinsbildenden Silikaten. Die riesigen Sandläger der norddeutschen Tiefebene bestehen praktisch nur aus Siliziumdioxid (SiO2). Das Grundwasser passiert zunächst als Regen- oder Sickerwasser die Bodenschichten und nimmt dabei Kieselsäure auf. Unser Leitungswasser enthält daher etwa 5 bis 20 mg/l Kieselsäure, gerechnet als SiO2.
Füllen wir z.B. unser Aquarium mit Leitungswasser, oder machen wir einen Teilwasserwechsel, so führen wir Kieselsäure zu. Diese besteht im Trinkwasser aus ortho-Kieselsäure mit der Formel H4SiO4. Nur insoweit stimmt die Formel, nämlich als ortho-Kieselsäure, wie gesagt. Diese Säure ist so schwach, daß sie praktisch nicht dissoziiert ist und weder zur Leitfähigkeit noch zur Ionenbilanz beiträgt. Der pH-Wert wird ebenfalls nicht von ihr beeinflußt. Ihre Löslichkeit ist begrenzt. Der Ockerschlamm an Bächen, sowie der Filterschlamm von Aquarien enthält ausgefällte Kieselsäure.
Will damit sagen; dass nur die ortho-Kieselsäure im Wasser die von Deinem Bekannten zitierte chem. Formel beinhaltet; nicht aber die Kieselsäure z.B. in den Sandlägern. ..heißt es ist hier so, wie ich es immer gelernt habe: Kieselsäure = SiO2. Eine andere Formel der Kieselsäure ist mir jedenfalls bisher unbekannt geblieben!

Übrigens, kleine Ergänzung:
Bakterien und höhere Wasserpflanzen nehmen bis zu 1% ihres Trockengewichts an Kieselsäure auf. Ein Teil davon ist wirksam als Phosphorersatz. Die Kieselalgen bilden hochsymmetrische Gerüste verschiedenster Formen aus amorpher Kieselsäure. Nach dem Tod der Alge bleibt das Gerüst erhalten. Es ist praktisch unlöslich. In erdgeschichtlichen Zeiten haben sich aus toten Kieselalgen riesige Läger von Kieselgur gebildet.
Die Gerüstnadeln von Schwämmen bestehen teilweise auch aus Kieselsäure, teilweise aber aus Kalk.

Gruß Peter

[Steinbeißer]

Hallo Peter,

mal einen Versuch in Anlehnung an die Algebra,wird warscheinlich hinken 

H2O+H2o+Si  >  2HSiO4  > auch Si(OH)4 > SiO2 (H2O2) Klammer geht wieder
Verbindungen mit anderen Mölekülen ein.

Ob das stimmt?

Gruß Klaus