2.10 Arseen plus
Arseen
of arsenicum heeft geen goede naam. Het is bij ons vooral bekend als rattengif. Arseen is een metalloïde, dat tot de zware metalen wordt gerekend. Chemisch gezien is het bijzonder. Ik ken elementen die op 2 manieren in zouten aanwezig zijn (chroom als metaal en als chromaat; zwavel als sulfide en als sulfaat), maar voor zover ik weet is arseen het enige element dat op 3 manieren in zouten aanwezig is:
- als metaal;
- als arsenide;
- als arsenaat.
Metaal
Arseen als metaal zijn we al eerder tegengekomen in de mineralen realgaar (As4S4) en orpiment (As2S3). Daarmee is de familie van de arseensulfides echter nog niet compleet. In totaal zijn er maar liefst 13 eenvoudige arseensulfides, allemaal met mooie warme kleuren.
Afb. 1: Oranjerode realgaar-kristallen op kwarts, afkomstig uit Roemenië.
Hoewel aan het begin van onze jaartelling al bekend was dat arseen zeer giftig is, werd het na de ontdekking van koper-arseniet in de 2e helft van de 18e eeuw veelvuldig gebruikt als kleurstof voor behang. De prachtige groene kleur zorgde in Engeland voor een enorme populariteit van deze muur-bedekking, hetgeen vele doden (vooral kinderen) tot gevolg had. (Bron: Delta, journalistiek platform TU Delft)
Zoveel arseensulfides als er zijn, zo weinig andere zouten zijn er met arseen als kation. Ik heb er tenminste geen kunnen vinden. Merkwaardig...
Afb. 2 (links): Gele uzoniet (As4S5) en een klein beetje oranje alacrániet (As8S9) op matrix, afkomstig uit Roemenië.
Arsenides
Hierbij is een negatief geladen arseen-ion betrokken, op dezelfde manier als in sulfides een negatief geladen zwavel-ion zit. Echt spetterende kleuren hebben de 3 arsenides in onze verzameling niet.
Afb. 3: Nikkelien op matrix uit Canada.
Nikkelien is een nikkelarsenide (NiAs) en wordt ook wel nikkeliet genoemd.
Een andere mineraal heet skutterudiet en is genoemd naar de eerste vindplaats: Skutterud in Noorwegen. De chemische formule is CoAs3, maar wordt ook wel gegeven als (Co,Fe,Ni)As2-3. Blijkbaar zit er vaak ook ijzer en/of nikkel op de plaats van cobalt in het kristalrooster.
Afb. 4: Skutterudiet op matrix.
Het 3e mineraal lijkt chemisch erg op skutterudiet: saffloriet (Co,Ni,Fe)As2.
Eerstgenoemde heeft een kubisch kristalstelsel, saffloriet een orthorombisch. Mindat.org vermeldt dat ijzer en/of nikkel in dit mineraal nodig is voor de stabiliteit van de structuur.
Afb. 5: Donkergrijs saffloriet op matrix uit Duitsland.
Saaie boel, dus maar gauw door naar de 3e categorie.
Arsenaten
Dit is een heel ander verhaal: groepsleden in overvloed en vaak ook nog mooie kleuren. Laten we eens beginnen met adamiet (Zn2(AsO4)(OH).
Afb.6: Witte adamiet-kristallen op limoniet uit Mexico.
Zuivere adamiet is wit, maar vaak zijn er andere kationen naast zink. De kleur is dan geel of groen. Een groene kleur is gewoonlijk afkomstig van koper.
Is er sprake van veel koper, maar nog steeds minder dan zink, dan hebben we het over ‘cuprian adamite’ ofwel koperhoudend adamiet. In een chemische formule wordt dit weergegeven als (Zn,Cu)2(AsO4)(OH).
Afb. 7: Koperhoudend adamiet uit Griekenland.
Afb. 8: Oliveniet op matrix uit Brazilië.
Als alle zink vervangen is door koper, dan heet het oliveniet (Cu2(AsO4)(OH). En als beide metalen aanwezig zijn, maar het koper overheerst dan is er sprake van ‘zinkhoudend oliveniet’. Kortom, er is hier sprake van een ‘solid solution’ (zie ook 1.07).
Interessant daarbij is, dat er nog een speciaal mineraal is met idealiter precies evenveel zink- als koper-ionen, die op een bijzondere manier in de kristal-structuur zijn opgenomen: zinkoliveniet.
Terzijde: substitutie binnen kristallen komt niet alleen voor bij kationen, maar ook bij anionen.
Zo zitten oliveniet en libetheniet (Cu2(PO4)(OH) aan de uiteinden van een solid solution, waarbij tussenliggende mineralen zowel arseen (As) als fosfor (P) bevatten.
Afb. 10: Donkergroene libetheniet op matrix uit Portugal.
Zoals je boven ziet zijn er arsenaten met hydroxyl-ionen (OH-). Dat geldt ook voor het volgende kwintet:
- Austiniet (CaZn(AsO4)(OH))
- Conichalciet (CaCu(AsO4)(OH))
- Cornwalliet (Cu5(AsO4)2(OH)4)
- Karibibiet (Fe3+3(As3+O2)4(As3+2O5)(OH))
- Clinoclaas (Cu3(AsO4)(OH)3.
Afb. 9 (links): Groene zinkoliveniet met witte aragoniet uit Griekenland.
Afb. 11: Groene austiniet op matrix uit Mexico.
Afb. 12: Groene conichalciet op matrix .
Afb. 13: Lichtgroene cornwalliet op matrix uit de VS.
Afb.14: Oranje karibibiet op matrix uit Marokko.
Afb. 15: Donkerblauwe clinoclaas op matrix uit Duitsland.
Afb. 16: Ook hier zou clinoclaas op zitten, verder lijkt het me vooral een combinatie van azuriet en malachiet. Afkomstig uit Slowakije.
En arsenaten met kristalwater:
- Annabergiet (Ni3(AsO4)2·8H2O)
- Scorodiet (Fe3+(AsO4)·2H2O)
- Erythriet (Co3(AsO4)2·8H2O)
- Roseliet (Ca2Co2+(AsO4)2·2H2O)
- β-Roseliet (Ca2Co2+(AsO4)2·2H2O)
Afb. 17: Groene annabergiet op matrix uit Griekenland. Genoemd naar de plaats Annaberg in Duitsland, een van de eerste vindplaatsen.
Afb. 18: Groen-bruine scorodiet in een druze uit Duitsland.
Afb. 18: Erythriet (ook wel 'kobaltbloem' genoemd) uit Australië.
Afb. 19: Roseliet uit Marokko.
Wat zijn die cobalt-arsenaten toch prachtig!
Zoals te verwachten zijn er ook arsenaten met hydroxyl-groepen én kristalwater. We hebben 3 exemplaren in ons bezit.
Afb. 21: Bariofarmacosideriet (gelig) op matrix uit Duitsland.
Vanwege de aanwezigheid van barium (Ba) is bariofarmacosideriet (Ba0.5Fe3+4(AsO4)3(OH)4·5H2O) een bijzonder geval van farmacosideriet.
Afb. 20 (links): β-Roseliet in een druze uit Marokko. Je had natuurlijk al gezien dat dit een dimorf is van roseliet.
Verder hebben we stukjes zálesíïet en ceruleiet. De wel erg ingewikkelde chemische formules heb ik maar weggelaten. Volstaat hier te zeggen dat het allebei koperzouten zijn. De volledige formules kun je uiteraard vinden op Mindat.org.
Afb. 22: Lichtgroene zálesíïet op matrix uit Griekenland.
Afb. 23: Hemelsblauwe ceruleiet op matrix uit Chili.
Bestaan er dan ook nog arsenaten zonder hydroxyl-ionen en kristalwater? Jazeker, maar die bevatten dan een halogeen- of een extra zuurstof-ion.
Afb. 24: Tilasiet (CaMg(AsO4)F) op matrix. De rozerode kleur van dit exemplaar is kenmerkend voor de vindplaats: de Långbanmijn in Värmland, Zweden.
Afb. 25: Geel-groene mimetiet of mimetesiet (Pb5(AsO4)3Cl) op matrix uit Mexico.
Afb. 26: Kleurloze svabiet (Ca5(AsO4)3F) op matrix uit Zweden.
De variaties in de natuur zijn schier onuitputtelijk, want tenslotte hebben we dan ook nog een arsenaat met zowel 2 extra zuurstof-ionen als kristalwater: arseniosideriet (Ca2Fe3+3(AsO4)3O2·3H2O).
Afb. 27: Groene arseniosideriet op matrix uit Duitsland.
De plus
Volgens Nickel-Strunz 10e editie horen vanadaten, molybdaten, chromaten en wolframaten tot dezelfde groep als de arsenaten. Omdat we er te weinig hebben voor een eigen pagina volgen ze hieronder.
Vanadaten
Afb. 28: Vanadiniet uit Marokko.
Vanadiniet kwamen we al tegen 1.04. De foto aldaar met de honingraat-kristallen is een deelvergroting van het stuk hierboven.
Afb. 29: Roodbruine vanadiniet-kristallen op zwarte hematiet en witte bariet.
Afb. 30: Vanadiniet op matrix uit Marokko.
Onze vanadaten lijken chemisch behoorlijk op elkaar. Met vanadiniet (Pb5(VO4)3Cl) als uitgangspunt heeft in endlichiet een deel van de vanadium plaatsgemaakt voor arseen: (Pb5[(V,As)O4]3Cl). En dus is er weer sprake van een 'solid solution', waarbij het hier gaat het om de substitutie van kationen.
Afb. 31: Bepoederde endlichiet op matrix uit Marokko
Afb. 32: Endlichiet uit de VS.
In descloïziet ((Pb,Zn)2(VO4)(OH)) is ten opzichte van vanadiniet een deel van het lood vervangen door zink en het Cl-ion door een OH-ion.
Afb. 33: Descloïziet uit Mexico.
Molybdaten
Deze zijn behoorlijk zeldzaam. De bekendste is Wulfeniet (PbMo4).
Afb. 34: Oranje-bruine wulfeniet uit Mexico.
Afb. 35: Groenige wulfeniet-kristallen op matrix.
Chromaten
zijn ook behoorlijk zeldzaam. Crocoïet is de bekendste. De mooiste exemplaren hebben prachtige rode tot rood-oranje kristallen. Veel crocoïet komt van het eiland Tasmanië, dat bij Australië hoort.
Het is overigens erg giftig spul. Zie de formule: het gaat hier om het beruchte 'chroom 6'.
Afb. 36: Crocoïet (PbCr6+O4) op matrix uit Australië.
Wolframaten
Naast het trio ferberiet, wolframiet en hübneriet, dat in 1.07 aan bod kwam, hebben we nog slechts één wolframaat. Maar wel een hele mooie.
Scheeliet (CaWO4) is genoemd naar de 18e eeuwse Zweedse experimenteel chemicus Carl Wilhelm Scheele.
Afb. 37: Mooi groot scheeliet-kristal met wat beril op een matrix van muscoviet uit China.