Rutiel

Het mineraal rutiel is een titanium-oxide met de chemische formule TiO2. Het is de meest algemene vorm van titanium-oxide. Er komen nog twee andere vormen van TiO2 voor: anataas en brookiet.

Rutiel komt in een grote verscheidenheid van metamorfe en stollingsgesteenten voor, doorgaans in kleine hoeveelheden. Rutiel is een belangrijk ertsmineraal voor titanium (Ti). Het komt in winbare hoeveelheden voor in sommige zware-mineraal zanden.

Rutiel wordt gebruikt bij las-elektrodes. De ommanteling van een lasbaget kan een hoeveelheid rutiel bevatten.

Categorieën: Mineraal | Oxide | Verbinding van titaan

Ruimtegroep

In de wiskunde en de kristallografie is een ruimtegroep een groep van symmetrie-operatoren die de ruimte vult. Ruimtegroepen bestaan uit een combinatie van translatiesymmetrie en rotatiesymmetrie.

Er zijn precies 230 verschillende 3-dimensionale ruimtegroepen. Zie voor een verdere uitleg van de symmetrie van ruimtegroepen het artikel kristalstructuur.

Er zijn precies 17 verschillende 2-dimensionale ruimtegroepen. Dit worden behangpatroongroepen genoemd.

Een patroon die slechts translaties in één dimensie (richting) bevat, heet een strookpatroon. Er zijn exact 7 strookpatroongroepen.

Een patroon zonder translatie (alleen rotatie en eventueel spiegeling) wordt een rozet genoemd

Anataas

Het mineraal anataas is een van de drie polymorfen van titanium-oxide (TiO2). De andere polymorfen zijn brookiet en rutiel. Het heeft een tetragonale kristalstructuur en wordt vooral toegepast in zonnecellen, lithium-ion batterijen, elektrochrome vensters en sensoren. Het is een halfgeleider met een bandafstand van 3.2eV.Anataas was vroeger bekend onder de naam octaëdriet, heeft dezelfde scheikundige eigenschappen als rutiel en kristalliseert in hetzelfde systeem, maar het heeft een lagere dichtheid (3,90), is gelig, bruin of zwart van kleur en heeft een duidelijke piramidale of dubbelpiramidale kristalvorm. De glans is metalig of glansachtig bij de doorschijnende variëteit.

Evenals Rutiel wordt anataas hofdzakelijk gevonden in metamorf gesteente in de Alpen, de Dauphiné in Frankrijk en in het Binnadal en op de St. Gotthard in Zwitserland. In de Verenigde Staten wordt het gevonden bij Somerville (Massachussetts) en Magnet Cove (Arkansas).

Categorieën: Mineraal | Oxide | Verbinding van titaan

Brookiet

Het mineraal brookiet is een titanium-oxide met de chemische formule TiO2.

Het kristalstelsel van brookiet is orthorhombisch. Het is een oranje tot bruin mineraal met een hardheid van 5,5 tot 6 en een gemiddelde dichtheid van 4,11. Het is niet radioactief.

Het is genoemd naar Henry James Brooke (1771-1857), een Engelse mineraloog.

Brookiet wordt onder andere gevonden in Hot Springs, Arkansas, VS. Andere TiO2-mineralen zijn rutiel en anataas.

Categorieën: Mineraal | Oxide

Titanium

Titanium, of titaan, is een scheikundig element met symbool Ti en atoomnummer 22. Het is een grijs metallisch overgangsmetaal, het behoort met Zirconium (Zr), Hafnium (Hf) en Rutherfordium (Rf) tot de titaangroep.

In 1791 ontdekte Rev. William Gregor een nog onbekend element in het mineraal ilmeniet. In 1795 herontdekte Martin Heinrich Klaproth het element, ditmaal in rulieterts en noemde het titanium naar de titanen uit de Griekse mythologie. Omdat het metaal bij hoge temperaturen makkelijk reageert met zuurstof en koolstof, is het moeilijk om zuiver titanium te produceren. In 1922 lukte het A.E. van Arkel om zuiver metallisch titaan te bereiden (jodideproces).

Titanium wordt hoofdzakelijk (ongeveer 95%) gebruikt in de vorm van titaniumdioxide (TiO2); een intens wit pigment (titaanwit) in verf, papier en kunststoffen. Verf met titaniumdioxide reflecteert infrarood licht zeer goed, waardoor het veel wordt gebruikt in de astronomie.

Omdat het metaal sterk, licht en erg corrosiebestendig is, en bovendien bestand tegen extreme temperatuursschommelingen, worden titaniumlegeringen veel toegepast bij de constructie van vliegtuigen en raketten. Andere toepassingen van titanium zijn:

Verder wordt titanium soms gebruikt als constructiemateriaal om zeewater via destillatie om te zetten in drinkwater.

Niobium

Niobium is een scheikundig element met symbool Nb en atoomnummer 41. Het is een glanzend grijs/blauwachtig overgangsmetaal.

Niobium is in 1801 ontdekt door de Engelse chemicus Charles Hatchett tijdens het onderzoeken van het mineraal columbiet dat hem door de gouverneur van Connecticut was toegestuurd. Het metaal is voor het eerst geïsoleerd door Christian Blomstrand in 1864 door niobiumchloride te verhitten in een atmosfeer van waterstof.

De belangrijkste toepassing van niobium vindt plaats in de productie van sommige roestvrij staalsoorten. Daarnaast wordt niobium op kleine schaal gebruikt voor andere toepassingen:

Verder vindt niobium toepassing in supergeleiders.

Chemisch gezien vertoont niobium zeer veel overeenkomsten met tantalium; een element dat in het periodiek systeem direct onder niobium staat. Van alle supergeleidende elementen wordt niobium bij de hoogste temperatuur (9,3 K) supergeleidend.

Tantaal

Tantalium of Tantaal is een scheikundig element met symbool Ta en atoomnummer 73. Het is een grijsblauw overgangsmetaal.

Tantalium is in 1802 in Zweden ontdekt door Anders Ekeberg en in 1820 voor het eerst geïsoleerd door Jöns Jacob Berzelius. Veel chemici in die tijd dachten dat tantalium een niobium isotoop was, maar in 1866 kwam daar verandering in toen aangetoond werd dat tantalium- en niobiumzuren verschillende verbindingen waren.

In het begin van de 20e eeuw werd onzuiver tantalium gebruikt als gloeidraad in lampen. Later werd dat vervangen door wolfraam.

De naam Tantalium is afkomstig van het Griekse Tantalos dat een mythisch karakter is.

In poedervorm wordt tantalium veelvuldig gebruikt bij de productie van elektronische componenten, voor condensatoren. Andere toepassingen van tantalium zijn:

Zand

Zand is ongeconsolideerd (los), korrelig materiaal en één van de meest voorkomende natuurlijke stoffen op aarde. Zand bestaat uit zeer kleine stukjes steen, zandkorrels, die in grootte variëren tussen 0,06 en 2 millimeter. Als de korrels nog kleiner zijn heet de grondsoort klei; bij grotere steentjes spreekt men van grind.

Soms bevat zand andere stoffen, bijvoorbeeld stukjes schelp, of vulkanische steen.

Zand komt meestal voor als sediment, hetgeen wil zeggen dat het zand is vervoerd door water of wind. Zo zijn van zand duinen, stranden, woestijnen en rivieren ontstaan. De korrels zijn vaak afbraakmateriaal van gesteenten, maar kunnen ook van organische afkomst zijn.

Zand is bijna overal te vinden. Het vormt duinen en stranden langs de kust. Maar zand komt ook voor langs en in rivieren en stroompjes, in en om meren, in grotten, mijnen en zandafgravingen, op bergwanden en heuvels, bij gletsjers, in de woestijn en als sediment in de zeeën. Er bestaan heel veel verschillende soorten zand, ieder met een eigen geologische samenstelling en unieke eigenschappen. Bepaalde soorten zand zijn alleen in de tropen te vinden, anderen in de nabijheid van vulkanisme. Vaak kun je aan zand zien waar het vandaan komt, want de herkomst bepaalt de kleur en samenstelling. De mate van afronding, sortering en korrelgrootte zeggen iets over de weg die het zand heeft afgelegd.

Er is grote overeenkomst in de eigenschappen van zand langs de gehele Nederlandse kust. Dat komt onder andere omdat de Nederlandse Noordzeekust één rechte, uniforme strook is zonder baaien, klippen of schiereilanden. Langs de gehele zuidelijke Nederlandse kust heeft het zand een lichtbruine tot vaalgele kleur. Ten noorden van Wijk aan Zee is het kustzand veel witter. Volgens de boswachters van het Schoorlse Duin is dat te verklaren uit het feit dat het 'zuidelijke' zand werd aangevoerd uit de Rijn en geoxideerd ijzer bevat, en dat het 'noordelijke' zand werd aangevoerd uit de kalkrijkere Elbe.