Eisenhydroxide
Physik
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Definition
Ein Hydroxid ist eine chemische Verbindung, die mindestens eine Hydroxid‑Gruppe (OH⁻) enthält. In Lösungen liegt OH⁻ als Anion vor, in Feststoffen bindet es an ein Metall‑Kation (z. B. Fe³⁺ oder Fe²⁺). Eisenhydroxide sind typische Bestandteile von Eisenrost.
Beispiele
Chemisch
- Eisen(II)-hydroxid Fe(OH)₂ – gelblich‑weiß bis grünlich, an Luft sehr unbeständig und oxidiert schnell zu Eisen(III)-hydroxid, kommt in der Natur nicht als beständiges Mineral vor.
- Eisen(III)-hydroxid Fe(OH)₃ (oft als Fe₂O₃·3 H₂O) – dunkelbraun bis braunrot, nicht wasserlöslich, in Säuren löslich; frisch gefällt sehr voluminös
- Eisen(III)-oxidhydroxid FeO(OH), mineralogisch auch Limonit (siehe unten), Hauptbestandteil von Rost und Ocker; je nach Kristallform gelb‑braun (Akaganeit), rötlich‑braun (Lepidokrokit) oder braun (Goethit)
Mineralogisch
- Limonit, auch Brauneisenerz genannt ist ein Gemenge verschiedener Mineralien, überwiegend aus Goethit, nierige Erscheinungsform heißt auch brauner Glaskopf, Brauneisenoolith besteht aus rogenartigen Limonitkügelchen, Bohnerz sind bohnengroße Limonitkonkretionen in Kalkgestein, Raseneisenerz sind unförmige oft zellige Limonitmassen mit Pflanzenumkrustungen, See-Erz sind Limonitausscheidungen in flachen Seen, ähnlich dem Raseneisenerz, und Okcer ist eine gelbbraune Limonitmasse mit verschiedenen Beimengungen.[1, Seite 106]
- Goethit, Hauptbestandteil von Limonit, chemisch FeOOH und damit auch Eisen(III)-oxidhydroxid FeO(OH) (siehe oben), kann schwarz, braun oder gelblich sein, hat eine Mohshärte von 5 bis 5,5 und eine Dichte von 3,8 bis 4,3, kann durchscheinend bis undurchsichtig sein, hat einen Diamant- oder Seidenglanz oder ist matt, kristallisiert rhombisch. Die Kristalle sind klein und prismatisch. Es gibt auch strahlige Aggregate oder Erscheinungen derb, dicht und pulvrig. Nadeleisenerz ist ein Synonym für Goethit oder der Name für ein sogenanntes aufgewachsenes Erz. Als Samtblende bezeichnet man kugelige Aggregate mit kurzen Nadeln aus Goehtit.[1, Seite 106]
Entstehung
Eisenhydroxide entstehen nicht direkt aus purem Eisen (Fe⁰): metallischer Eisen‑Staub kann zwar in Kontakt mit Luft/Wasser rosten, doch in der Natur sind meist Mineral‑Verwitterungsprozesse wichtiger.
- Aus Hämatit (Fe₂O₃): Hämatit wird durch Wasseraufnahme und Hydrolyse zu Fe(OH)₃ und seltener zu FeO(OH) umgewandelt.
- Auch aus Magnetit (Fe₃O₄): Beim Verwittern oxidiert Magnetit (gemischte Fe²⁺/Fe³⁺‑Verbindung) zu überwiegend Fe³⁺‑Hydroxiden wie Fe(OH)₃ und FeO(OH).
Kurz: Nahezu alle Eisen‑Minerale (einschließlich Hämatit und Magnetit) können unter Witterungseinfluss zu den verschiedenen Eisenhydroxiden umgewandelt werden.