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.

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.

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.

Magnetisme

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.

Verantwoordelijk voor het magnetisme van magnetiet is het aanwezige ijzer. Veel ijzerlegeringen vertonen magnetisme. Naast ijzer vertonen ook nikkel en kobalt magnetische eigenschappen.

Voorwerpen die dit verschijnsel sterk vertonen noemt men magneten. Er zijn natuurlijke en kunstmatige magneten (bijvoorbeeld Alnico,Fernico, ferrieten). Alle magneten hebben twee polen die noordpool en zuidpool worden genoemd. De noordpool van een magneet stoot de noordpool van een andere magneet af, en trekt de zuidpool van een andere magneet aan. Twee zuidpolen stoten elkaar ook af. Omdat ook de aarde een magneetveld heeft, met z'n zuidpool vlak bij de noordpool en z'n noordpool vlakbij de zuidpool, zal een vrij ronddraaiende magneet altijd de noord-zuidrichting aannemen. De benamingen van de polen van een magneet zijn hiervan afgeleid. Overigens wordt gemakshalve, maar wel enigszins verwarrend, de zuidpool van de "aardemagneet" de magnetische noordpool genoemd en de noordpool van de "aardemagneet" de magnetische zuidpool.

Een verwant verschijnsel is elektromagnetisme, magnetisme dat ontstaat door een elektrische stroom.

Bij nadere beschouwing blijkt het magnetisme in van nature magnetische of magnetiseerbare materialen, net als elektromagnetisme, ook veroorzaakt te worden door bewegende elektrische lading. James Maxwell heeft, voortbouwend op onderzoek van o.a. Michael Faraday al in de negentiende eeuw een zeer elegante wiskundige formulering gegeven van elektriciteit en magnetisme die door Heaviside werd bijgeschaafd tot slechts vier differentiaalvergelijkingen, de vergelijkingen van Maxwell waarmee alle macroscopische elektrische en magnetische verschijnselen zijn te beschrijven.