Welches relativ billige Metall ergibt mit Sauerstoff einen teuren Edelstein?

a) Eisen
b) Mangan
c) Aluminium
d) Kupfer

Antwort:

Es ist das Aluminium.

Erklärung:

Aus der Reaktion von zwei Aluminium- mit drei Sauerstoff-Atomen können Rubine und Saphire entstehen – beides Varietäten des Korunds und sehr teure Edelsteine, sofern sie rein und durchsichtig sind sowie durch das Vorhandensein von weiteren eingelagerten Bestandteilen farbig erscheinen. Im Falle des Rubins nimmt Chromit diese Rolle ein – es macht den Stein rot, wobei maximal 0,7 Prozent der Aluminium-Ionen durch dreiwertiges Chrom ersetzt werden. Beim blauen Saphir übernehmen zweiwertige Eisen-Atome diese Aufgabe. Das Kristallgitter der Verbindung ist trigonal, und das Endprodukt wird mit einem Härtegrad 9 nur noch von Diamanten übertroffen.

Barklyite, so der geowissenschaftliche Name des wertvollen Schmuckstücks, finden sich als primäre Minerale in Gesteinen, die durch Druck oder große Hitze aus Vulkangesteinen umgeformt wurden. Rubine können aber auch sekundär in Seifenlagerstätten entdeckt werden, sofern diese in der Nähe von Primärvorkommen liegen. Wichtige Förderländer sind Myanmar, Kambodscha, Thailand, Pakistan, Indien oder Tansania.

Rubine werden heute durch verschiedene Verfahren wie etwa die Hydrothermalsynthese oder die Flammenschmelze ebenso künstlich erzeugt. Durch das Aufschmelzen hochreinen Al2O3-Pulvers unter Beifügung von Chrom lassen sich so die Steine in großer Zahl erzeugen, sie sind dann jedoch wesentlich billiger als die echten Exemplare. Verwendung finden die authentischen und synthetischen Rubine in der Schmuckherstellung, bei der Produktion von Lasern und als Lagerstein in Uhren.

Eisen bindet sich mit Sauerstoff hingegen gerne zum rotbraunen Hämatit, ein Oxid aus zwei Eisen- und drei Sauerstoff-Atomen – das klassische Eisenerz Fe2O3. Es ist ein häufiger Bestandteil von magmatischen Gesteinen, die dann gerne als Erzlagerstätten ausgebeutet werden. Auch in tropischen Roterden – den so genannten Ferrosolen – und im klassischen Rost liegt diese Verbindung vor. Zurzeit muss auch für Hämatit mehr bezahlt werden, denn die weltweite starke Nachfrage nach Eisen und Stahl treibt seinen Preis in die Höhe.

Kuprit heißt das Endprodukt der Kupferoxidation, bei der zwei Kupfer- und ein Sauerstoff-Ion einen Bund eingehen. Kuprit (Cu2O) ist ein wichtiges Kupfererz, dessen kupfrige Bestandteile dunkelrote Kristalle ausbilden. Sind diese transparent, so werden auch sie bisweilen zu Edelsteinen umgearbeitet. Sie entstehen in den Außenbereichen von Kupferlagerstätten, an die Sauerstoff treten kann.

Mangan kann auf vielfältige Weise mit Sauerstoff reagieren – etwa im Boden zu Braunstein, der die Erde mit braun färbt. Begehrter sind hingegen der Pyrolusit, ein Mangandioxid, und Manganit, ein hydratisiertes Manganoxid. Gerade letzterer ist ein gesuchtes Manganerz, das allerdings nur selten in ökonomisch ausbeutbaren Vorkommen auftritt.