Goethiet

Het mineraal goethiet of limoniet is een ijzer- en zuurstofhoudend hydroxide met de chemische formule Fe3+O.OH.

Het heeft een hardheid van 5 tot 5,5 op de hardheidsschaal van Mohs. De dichtheid is 3,3 tot 4,3 en het mineraal is niet radioactief.

Het mineraal werd in 1806 geïdentificeerd en is genoemd naar de Duitse schrijver Johann Wolfgang von Goethe die zich ook voor mineralogie interesseerde.

Het is een veel voorkomend ijzererts, dat over de hele wereld voorkomt door verwering van andere ijzerhoudende mineralen als magnetiet en pyriet. In Europa komt het onder meer voor in Elzas-Lotharingen (Frankrijk), Westfalen (Duitsland) en Bohemen (Tsjechië). Het wordt ook gebruikt als kleipigment; in de grotschilderingen van Lascaux in Frankrijk is goethiet als pigment aangetroffen. Limoniet, de onvolkomen gekristalliseerde variant van goethiet, is een bestanddeel van het gesteente umber.

In 2004 werd het mineraal ook op de planeet Mars geïdentificeerd door de robot "Spirit" van de NASA. Dit zou erop wijzen dat er in het verleden water aanwezig was op Mars, want goethiet wordt enkel gevormd in aanwezigheid van water.

Habitus

Habitus betekent verschijningsvorm. Het wordt als technische term in verschillende vakgebieden gebruikt.

Afhankelijk van welke richtingen van een kristal het snelste groeien wordt de uiterlijke vorm van het macroscopische kristal uiteindelijk bepaald. Deze vorm heet de habitus van het kristal. Het zijn de kristalvlakken die het langzaamste groeien, die aan het oppervlak overblijven; de andere vlakken "groeien eruit".

De kinetiek van de kristalgroei hangt sterk van uitwendige factoren af, bijvoorbeeld de aan- of afwezigheid van verontreinigingen in de oplossing of de smelt waaruit het kristal groeit, de temperatuur en de druk. Een mineraal kan dus best op de ene vindplaats met de ene habitus (bijvoorbeeld een kubus) en op de andere met een andere (bijvoorbeeld een octaëder) gevonden worden. De inwendige structuur is dan echter nog steeds hetzelfde.

De hoeken die de kristalvlakken met elkaar maken liggen vast door de kristalstructuur, dat wil zeggen de inwendige symmetrie. Een bepaald mineraal kan dus maar één bepaald stel hoeken vertonen.

Categorie: Materiaalkunde

Hematiet

Hematiet (van Grieks: αιμία, haima, bloed) is een mineraal dat voornamelijk bestaat uit ferri-oxidekristallen (ijzer(III)oxide, Fe2O3), een van de ijzeroxides. Het komt naast andere variëteiten voor als het rode bloedsteen en het grijszwarte tot zwarte ijzerglans en ijzerglimmer. Het mineraal heeft een hardheid tussen 5 en 6.

De zgn. streep, of streepkleur, de kleur die het mineraal afgeeft bij wrijven over een ongeglazuurd porseleinen schaaltje, is meestal een karakteristiek bloedrood - het mineraal ontleent daaraan z'n naam. Het mineraal kan sporen magnesium, mangaan en titaan bevatten.

Hematiet komt zowel voor als gangmineraal als in sedimentaire lagen. Het is vaak de oorzaak van roodkleuring van veel gesteenten.

Samen met hematiet komen vaak andere ijzerertsen voor zoals magnetiet, martiet, limoniet en ijzerspaat. Als magnetiet door geologische processen is omgezet in hematiet, dan noemen we dit mineraal Martiet. Martiet is dus hematiet, pseudomorf naar Magnetiet.

Het mineraal komt wereldwijd voor, in Europa in Duitsland onder andere in het gebied van de Lahn waar 's werelds grootste concentratie van ijzerertsen is, in de Eifel, de Harz en in het Thüringerwoud. Verder in Engeland in Cumberland en North-Lancashire, in België in Vezin en Namen, op het Italiaanse eiland Elba en in Spanje. In Afrika is Algerije een noemenswaardige producent en in de Verenigde Staten van Amerika wordt het gevonden bij het Upper Lake en bij de Missouri. Meer dan de helft van de wereldproductie komt tegenwoordig uit China, Brazilië en Australië.

Magnetiet

Het mineraal magnetiet is een oxide van ijzer met valenties 2+ en 3+. De chemische formule luidt Fe3+2Fe2+O4.

Magnetiet is een grijszwart sterk natuurlijk magnetisch mineraal met een gemiddelde dichtheid van 5,15. De hardheid is 5,5 tot 6,5. Het mineraal is niet radioactief.

Het mineraal is genoemd naar Magnes, een Kretenzische schaapherder die het mineraal op de berg Ida vond. Hij merkte dat de spijkers in zijn schoenen en de ijzeren kop van zijn staf door het gesteente waar het mineraal inzat aangetrokken werden.

Al in de Oudheid ontdekte men dat magnetietkristallen elkaar afhankelijk van de oriëntatie aantrekken of afstoten. Dit natuurkundige verschijnsel wordt magnetisme genoemd. Magnetiet is, evenals magnesium genoemd naar Magnesia, een gebied in Thessalië in het oude Griekenland.

Magnetiet komt algemeen voor, voornamelijk in stollings- en metamorfe gesteenten. Ook kan magnetiet door biologische activiteit ontstaan.

Radioactiviteit

Radioactiviteit, ook wel activiteit genoemd, is een natuurkundig fenomeen: bepaalde isotopen zijn instabiel en veranderen (desintegreren) spontaan in een andere atoomsoort. Dit noemt men radioactief verval.

Bij dit proces zenden ze straling uit. Na de desintegratie is de atoomkern veranderd van samenstelling, met name in de aantallen protonen en neutronen. Zo ontstaat een atoom van een andere atoomsoort, hetzij een andere isotoop van hetzelfde element, hetzij een ander element.

In sommige situaties is het desintegratieproduct, ook wel het dochternuclide genoemd, zelf ook weer instabiel. Het proces gaat door totdat de ontstane atoomkern in een stabiele vorm is geraakt. Men spreekt dan van een vervalketen.

Aan de ontdekking van en het onderzoek van radioactiviteit hebben veel mensen hun naam verbonden. Enkele van de voornaamste zijn:

Radioactiviteit wordt uitgedrukt in becquerel (Bq). Als er van een stof 1 atoom per seconde vervalt (desintegreert) is die stof een radioactieve bron (stralingsbron) met een sterkte van 1 becquerel.

Zuurstof

Zuurstof is een scheikundig element met symbool O en atoomnummer 8. Het is een kleurloos niet-metaal.

Zuurstof werd in 1771 door de Zweedse apotheker Karl Wilhelm Scheele ontdekt, maar de herontdekking door Joseph Priestley maakte het pas in wijdere kring bekend. Men begreep al gauw dat dit gas, hoewel het maar een vijfde van de lucht van onze planeet uitmaakt, verbranding mogelijk maakt alsmede het ademen van mens en dier (en plant gedurende de duisternis). Het was Antoine Lavoisier die het zijn wetenschappelijke naam oxygenium (zuurvormer) gegeven heeft omdat men aanvankelijk dacht dat het element een onontbeerlijk bestanddeel van een zuur was. Hoewel oxides van vele elementen inderdaad zuurvormend zijn, is het omgekeerde niet waar: om een zuur te vormen is zuurstof niet noodzakelijk.

Zuurstof in zuivere vorm wordt veel toegepast in lasapparatuur en in de medische wereld voor mensen met ademhalingsproblemen. Ook in de luchtvaart en bij het duiken is het niet meer weg te denken. De vloeibare vorm vindt toepassing in de ruimtevaart en bij echte grootverbuikers. Als chemische grondstof is het ook bijzonder belangrijk, bijvoorbeeld voor de gecontroleerde oxidatie van ethyleen naar ethyleenoxide (over een zilverkatalysator). Dit industriële proces levert een belangrijke grondstof voor de polymeerindustrie

Op zeeniveau ofwel bij 1 bar krijgen wij in de lucht, die voor 21% uit zuurstof bestaat, een hoeveelheid zuurstof aangeboden met een partiele druk van 0,21 (1 bar * 21/100). Hiermee kan ons lichaam goed uit de voeten. Zodra wij de bergen in gaan, zal de luchtdruk iets dalen en krijgen wij dus ook minder partiële zuurstof druk.

Het element zuurstof komt voor als een twee-atomig gas, O2, dat 20% van de atmosfeer van de aarde vormt. Ook de drie-atomige vorm O3 (ozon) komt in de natuur voor, vooral in de hogere luchtlagen waar het onder invloed van het stralingsbombardement waaraan de aarde blootgesteld is, gevormd wordt. Door luchtverontreiniging kan het ook aan de grond voorkomen.

Hydroxide

R-zinnen: 35S-zinnen: 1/2-26-37/39-45

Waar mogelijk zijn SI-eenheden gebruikt. Tenzij anders vermeld zijn standaard omstandigheden gebruikt (298,15K of 25°C, 1 bar)

Natriumhydroxide (caustische soda), formule NaOH, is een witte, hygroscopische stof met een smeltpunt van 319 °C en een dichtheid van 2,13 g/cm3. De stof lost onder grote warmteontwikkeling in water op tot natronloog. Het is een sterke base en verdringt zwakkere basen uit hun zouten.

Natriumhydroxide reageert met kooldioxide uit de lucht tot natriumcarbonaat en moet daarom in een afgesloten verpakking worden bewaard.

Alle methoden hebben met elkaar gemeen dat er bijkomende reinigings- en concentratiestappen moeten worden doorlopen om watervrij natriumhydroxide te verkrijgen.

Johann Wolfgang von Goethe

Johann Wolfgang von Goethe (Frankfurt am Main, 28 augustus 1749 – Weimar, 22 maart 1832) was een Duits schrijver, wetenschapper, filosoof, natuuronderzoeker en staatsman. Goethe was de schrijver van onder meer Faust en Zur Farbenlehre.

Goethe werd geboren in Frankfurt am Main, Duitsland. Zijn vader was een man van hoge status en rijkdom en hij zag persoonlijk toe op het vroege onderwijs van zijn zoon. De jonge Goethe studeerde rechten aan de universiteiten van Leipzig en Straatsburg. In 1772 ging hij werken aan het hoogste gerechtshof in Wetzlar. Na een ongelukkige liefdesrelatie met Charlotte Buff verhuisde Goethe op uitnodiging van Karel August, hertog van Saksen-Weimar-Eisenach, in 1775 naar Weimar.

Daar trad hij in staatsdienst van de hertog en hij werd o.a. belast met talloze politieke taken, het beheer van de financiën en de weg- en mijnbouw, het krijgswezen en later het beheer van het hoftheater. In het kader van zijn pogingen om de mijnen in het Thüringer Woud opnieuw leven in te blazen, verhevigde zich Goethes interesse in en onderzoek naar geologie en mineralogie en de natuurwetenschappen in het algemeen (het mineraal goethiet is naar hem vernoemd). Bij de bestudering van menselijke schedels ontdekte hij het tussenkaaksbeen, een bij de mens vergroeid stuk bot dat voordien alleen bij dieren was aangetroffen. Met deze ontdekking inspireerde hij later onder andere Charles Darwin. Toch ligt Goethes verdienste voor de natuurwetenschappen niet zozeer bij de onderzoeken die hij heeft uitgevoerd, maar veeleer bij de methode die hij bij deze onderzoeken hanteerde. In 1782 werd hij in de adelstand verheven.

In 1786 vertrok Goethe heimelijk naar Italië om de druk van de zaken te ontlopen en wellicht ook om zijn innige relatie met hofdame Charlotte von Stein iets te laten bekoelen. Zijn reis naar Italië kan worden opgevat in de traditie van kunstreizen (zg. Grand Tours) in die tijd. Goethe overwoog om schilder te worden, maar hij stapte later toch van dat plan af. Zijn oberservaties van de Italiaanse kleurenpracht mondden later uit in zijn kleurenleer, die aanmerkelijk afwijkt van die van Isaac Newton. Ook kwam Goethe in Italië op het spoor van de oerplant. Hij ontdekte dat deze oerplant, waarvan alle plantensoorten kunnen worden afgeleid, niet als organisme in de natuur terug te vinden zou zijn, maar dat het als geestelijk model of concept moest worden opgevat.

Na een verblijf van enkele maanden in Rome reisde Goethe door naar Napels, waar hij de Vesuvius bestudeerde, en Sicilië. In 1788 werd hij door de hertog teruggeroepen naar Weimar omdat hij steun nodig had bij militaire aangelegenheden. Hij nam deel aan de oorlogen tegen Frankrijk.

Pyriet

Het mineraal pyriet is een ijzer-sulfide en heeft de samenstelling FeS2. Het mineraal is een belangrijk ijzer- en zwavelerts. Het vormt vaak goed gevormde kristallen in de vorm van een kubus met karakteristieke striaties en met een goudachtige glans. Het wordt wel 'gekkengoud' ('fool's gold') genoemd omdat het soms voor goud aangezien werd. Omdat het in ruime mate voorkomt kan dit de illusie van grote rijkdom wekken. Het wordt gevonden samen met andere sulfidische mineralen, maar ook met oxiden, in kwartsaders, in afzettingsgesteenten in koolbedden en als vervangingsmineraal in fossielen. Pyriet is een toeslagproduct in de staalproductie

Pyriet is een disulfide met zwavelparen (S2)2- en Fe2+ ionen in een oktaëdrische omringing in een t2g6 lage spin toestand. Ten gevolge van het feit dat beide ionen een gesloten configuratie bezitten is het een halfgeleider.

Bij de verwering van pyriet ontstaan ijzerhydroxiden, waarbij ook zwavelzuur vrijkomt. Dit zuur kan dan reacties aangaan met andere mineralen en daardoor leiden tot de vorming van bijvoorbeeld gips, aluniet en jaroniet.

Een belangrijke vindplaats van pyriet is het eiland Elba.

De naam pyriet is zeer oud, afgeleid van het oude Indo-europese woord pyr (vuur, vgl. bijv. pyrotechnicus voor vuurwerkkunstenaar of Engels: pyre=brandstapel), omdat men vonken kon maken door pyriet tegen vuursteen of ijzer aan te slaan. Vandaag de dag verstaan we onder vuursteen iets heel anders (een bepaalde vorm van SiO2).

NASA

De National Aeronautics and Space Administration, afgekort tot NASA, is een federale organisatie in de Verenigde Staten, die verantwoordelijk is voor het Amerikaanse ruimtevaartprogramma. NASA voert ook onderzoek uit, en coördineert onderzoek op het gebied van luchtvaart- en ruimtevaarttechniek.

De voorganger van NASA was het National Advisory Committee on Aeronautics (NACA). Deze werd opgericht op 3 maart 1915 om onderzoek en ontwikkelingen op het gebied van luchtvaart te bevorderen. Op 1 oktober 1958 vormde president Dwight D. Eisenhower de NACA tot NASA, en werden enkele onderzoeksinstituten daar aan toegevoegd: het Langley Aeronautical Laboratory, het Ames Aeronautical Laboratory, het Lewis Flight Propulsion Laboratory, en twee testfaciliteiten. NASA werd verantwoordelijk gesteld voor het ruimtevaartprogramma, dat daarvoor verdeeld was over elkaar beconcurrerende legeronderdelen.

Al gauw werd NASA uitgebreid met nog een aantal bestaande onderzoeksinstituten, onder andere de ruimtevaartafdeling van het Naval Research Laboratory in Maryland, het Jet Propulsion Laboratory dat werd bestuurd door het California Institute of Technology, en bovendien de Army Ballistic Missile Agency in Huntsville (Alabama) waar het team van Wernher von Braun werkte aan de ontwikkelingen van grote raketten.

NASA werd opgericht in een periode dat de Koude Oorlog in volle gang was. Deze werd gevoerd onder andere op het gebied van de ruimtevaart, wat zich uitte in een soort wedloop (de space race). De Sovjet-Unie lanceerde de eerste kunstmanen in een baan om de aarde, de Spoetnik I op 4 oktober 1957 en enkele weken later op 3 november de Spoetnik 2 met aan boord het hondje Laika. Dit voedde de angst onder de Amerikanen die vermoedden dat de Sovjet-Unie technisch superieur werd, of zelfs al was. Hun schrikbeeld was een Sovjet-Unie die met haar raketten de wereld in haar greep nam, en de wereldmacht over zou nemen.

Het was de taak van NASA om de wereld te laten zien dat de Verenigde Staten de Sovjet-Unie kon evenaren, en zelfs tot meer in staat was.