Eisensilicate

Als Eisensilicate (auch Eisensilikate) werden verschiedene chemische Verbindungen des Eisens mit Stoffen aus der Gruppe der Silicate bezeichnet.

Darstellung und Vorkommen

Eisen(II)-silicate entstehen durch Verschmelzen von Eisen(II)-oxid mit Quarz. Sie sind in der Natur weit verbreitet und kommen in reiner Form als Fayalit Fe₂SiO₄ und dessen Hochdruck-Modifikation Ahrensit sowie als Mischmineral[1] Ferrosilit Fe²⁺(Fe²⁺,Mg)[Si₂O₆] oder Grunerit (Fe²⁺,Mg)₇[OH|Si₄O₁₁]₂ vor.

Daneben treten vielfach isomorphe Gemische mit Silicaten anderer Metalle wie beispielsweise Olivin (Mg,Fe)₂SiO₄ und Hedenbergit (CaFe)(Si₂O₆) auf. Eisen(III)-silicate finden sich in der Natur nur in Form von Doppelsilicaten, beispielsweise als Akmit NaFe[Si₂O₆] und Andradit Ca₃Fe₂[SiO₄]₃.[2] Fe₂SiO₄ besitzt eine orthorhombische Kristallstruktur vom Olivintyp mit der Raumgruppe Pbnm (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/62.3. Bei hohen Drücken und Temperaturen geht diese in eine kubische Kristallstruktur über. FeSiO₃ kommt in mehreren Kristallstrukturen vor, die entweder eine monokline Kristallstruktur mit der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 oder eine orthorhombische Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pbca (Raumgruppen-Nr. 61)Vorlage:Raumgruppe/61 besitzen. Beide Verbindungen bilden bei sehr hohen Drücken und Temperaturen weitere Kristallstrukturen aus.[3][4][5]

Ebenfalls bekannt ist eine in der Natur nicht vorkommende Verbindung mit der Formel Fe₅(SiO₄)₃.[3]

Zu beachten ist, dass die bei der pyrotechnischen Kupferverhüttung entstehende Schlacke aus Imagegründen auch als Eisensilicatgestein oder Eisensilicatschlacke bezeichnet wird, obwohl diese zum Teil auch Kupfer- und Bleiverbindungen enthalten.[6][7]

Eigenschaften

Ferrosilit

Eisensilicate

Name

Eisen(II)-orthosilicat

Eisen(II)-metasilicat

Andere Namen

Ferroorthosilicat

Ferrometasilicat
Ferrosilit

Summenformel

Fe₂SiO₄

FeSiO₃

13478-48-3

203,77 g·mol⁻¹

131,93 g·mol⁻¹

Aggregatzustand

fest

Kurzbeschreibung

brauner Feststoff[8]

1217 °C[3]

4,34 g·cm⁻³[9]

keine Einstufung verfügbar

H- und P-Sätze

siehe oben

Einzelnachweise

D. H. Lindsley, B. T.C. Davis,I. D. Macgregor: Ferrosilite (FeSiO₃): Synthesis at High Pressures and Temperatures. In: Science. Band 144, 1964, S. 73–74, doi:10.1126/science.144.3614.73, bibcode:1964Sci...144...73L.
Spektrum Akademischer Verlag, Lexikon der Chemie: Eisensilicate, abgerufen am 17. November 2017
I. Yu. Tonkov: High PSurendra K. Saxena,Nilanjan Chatterjee,Yingwei Fei,Guoyin Shenressure Phase Transformations: A Handbook. Band 2. CRC Press, 1992, ISBN 978-2-88124-759-0, S. 401 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
S. Mitra: High Pressure Geochemistry & Mineral Physics. S. 574 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Thermodynamic Data on Oxides and Silicates: An Assessed Data Set Based on Thermochemistry and High Pressure Phase Equilibrium. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-78332-6, S. 64 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Hans Martens, Daniel Goldmann: Recyclingtechnik: Fachbuch für Lehre und Praxis. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-02786-5, S. 118 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
Reza Khorasani: Langzeitverhalten von Eisensilikat-Gestein, Bundesanstalt für Gewässerkunde Veranstaltungen 5/2008, S. 80.
William M. Haynes (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition. CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4987-5429-3 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
R. Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker: Band 3: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58842-6, S. 460 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

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[Lindsley-et-al-1] D. H. Lindsley, B. T.C. Davis,I. D. Macgregor: Ferrosilite (FeSiO₃): Synthesis at High Pressures and Temperatures. In: Science. Band 144, 1964, S. 73–74, doi:10.1126/science.144.3614.73, bibcode:1964Sci...144...73L.

[Spektrum-2] Spektrum Akademischer Verlag, Lexikon der Chemie: Eisensilicate, abgerufen am 17. November 2017

[HPPT-3] I. Yu. Tonkov: High PSurendra K. Saxena,Nilanjan Chatterjee,Yingwei Fei,Guoyin Shenressure Phase Transformations: A Handbook. Band 2. CRC Press, 1992, ISBN 978-2-88124-759-0, S. 401 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Mitra-4] S. Mitra: High Pressure Geochemistry & Mineral Physics. S. 574 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[ThermodynamicData-5] Thermodynamic Data on Oxides and Silicates: An Assessed Data Set Based on Thermochemistry and High Pressure Phase Equilibrium. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-3-642-78332-6, S. 64 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[MartensGoldmann-6] Hans Martens, Daniel Goldmann: Recyclingtechnik: Fachbuch für Lehre und Praxis. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-02786-5, S. 118 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Khorasani2008-7] Reza Khorasani: Langzeitverhalten von Eisensilikat-Gestein, Bundesanstalt für Gewässerkunde Veranstaltungen 5/2008, S. 80.

[Haynes-8] William M. Haynes (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics, 97th Edition. CRC Press, 2016, ISBN 978-1-4987-5429-3 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Blachnik-9] R. Blachnik (Hrsg.): Taschenbuch für Chemiker und Physiker: Band 3: Elemente, anorganische Verbindungen und Materialien, Minerale. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-58842-6, S. 460 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).