Bieberit

Bieberit
Datei:Bieberite, Bismuth-466347.jpg Derbes Aggregat aus grauem Bismut, überwachsen mit einem dünnen Film aus rosa Bieberit aus Bad Schlema, Erzgebirgskreis, Sachsen (Größe: 4,4 cm × 2,7 cm)
Allgemeines und Klassifikation
IMA-Symbol	Bie<ref name="Warr" />
Andere Namen	Kobaltvitriol<ref name="Rösler" /> Roter Vitriol<ref name="Gmelin1982-32" /> Schwefelsaurer Kobalt<ref name="Kopp-1807-104-105" /> Rhodhalose<ref name="Gmelin1982-32" />
Chemische Formel	Co[SO4]·7H2O<ref name="StrunzNickel" /><ref name="IMA-Liste" />
Mineralklasse (und ggf. Abteilung)	Sulfate (Selenate, Tellurate, Chromate, Molybdate und Wolframate)
System-Nummer nach Strunz (8. Aufl.) Lapis-Systematik (nach Strunz und Weiß) Strunz (9. Aufl.) Dana	VI/C.03c VI/C.06-030<ref name="Lapis" /> 7.CB.35 29.06.10.04
Ähnliche Minerale	Erythrin
Kristallographische Daten
Kristallsystem	monoklin
Kristallklasse; Symbol	monoklin-prismatisch; 2/m<ref name="Webmineral" />
Raumgruppe	P21/c (Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14<ref name="StrunzNickel" />
Gitterparameter	a = 14,04 Å; b = 6,50 Å; c = 10,92 Å β = 105,3°<ref name="StrunzNickel" />
Formeleinheiten	Z = 4<ref name="StrunzNickel" />
Physikalische Eigenschaften
Mohshärte	2
Dichte (g/cm3)	gemessen: 1,96; berechnet: 1,942<ref name="Handbookofmineralogy" />
Spaltbarkeit	vollkommen nach {001}, deutlich nach {110}<ref name="Handbookofmineralogy" />
Farbe	rosarot bis fleischrot; im Durchlicht, hellrosarot bis farblos<ref name="Handbookofmineralogy" />
Strichfarbe	weiß
Transparenz	durchscheinend
Glanz	Glasglanz
Kristalloptik
Brechungsindizes	nα 1,477<ref name="Mindat" /> nβ 1,483<ref name="Mindat" /> nγ 1,489<ref name="Mindat" />
Doppelbrechung	δ 0,012<ref name="Mindat" />
Optischer Charakter	zweiachsig negativ
Achsenwinkel	2V = 88° (gemessen und berechnet)<ref name="Mindat" />
Weitere Eigenschaften
Chemisches Verhalten	wasserlöslich, dehydratisiert leicht zu Moorhouseit

Bieberit, unter anderem auch als Kobaltvitriol, Roter Vitriol und Rhodhalose bekannt, ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Sulfate (und Verwandte, siehe Klassifikation)“ mit der chemischen Zusammensetzung Co[SO₄]·7H₂O<ref name="StrunzNickel" /> und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Cobalt(II)-sulfat, genauer dessen Heptahydrat.

Bieberit kristallisiert im monoklinen Kristallsystem, entwickelt jedoch nur winzige Kristalle und findet sich meist in Form von Stalaktiten oder krustiger Überzüge auf anderen Mineralen. Das im Allgemeinen durchscheinende Mineral ist von rosaroter bis fleischroter Farbe, hinterlässt aber auf der Strichtafel einen weißen Strich. Im Durchlicht erscheint es eher hellrosarot bis nahezu farblos. Die Oberflächen der Kristalle weisen einen glasähnlichen Glanz auf.

Etymologie und Geschichte

Die erste gesicherte Entdeckung für natürlich entstandenen Kobaltvitriol wurde 1807 für das Bergbaugebiet um Bieber im hessischen Main-Kinzig-Kreis dokumentiert.

Eine zuvor nahe der ehemals zu Ungarn gehörenden Stadt Špania Dolina (deutsch: Herrengrund) bekannt gewordene Entdeckung von Kobaltvitriol wurde von mehreren Mineralogen wie Kirwan, Widenmann, Brochant und Haüy bezweifelt, weil schwefelsaurer Kobalt von allen schwefelsauren metallischen Salzen das bei weitem seltenste war und sich daher aufgrund der geringen Anzahl und Größe der Proben nur schwer analysieren ließ. Demzufolge ergaben sich zum Teil auch widersprüchliche Resultate bei den Analyseversuchen.<ref name="Kopp-1807-104-105" />

Die Erstbeschreibung erfolgte 1807 und etwas detaillierter 1808 durch Johann Heinrich Kopp, der das Mineral in Anlehnung an dessen chemische Zusammensetzung als Kobaltvitriol bezeichnete, wobei Vitriol ein Trivialname für alle kristallwasserhaltigen Sulfate von zweiwertigen Metallen ist. Kopp berichtet, dass die äußeren Kennzeichen allerdings bereits 1800 anhand der Proben aus Herrengrund durch Dietrich Ludwig Gustav Karsten in seinen Mineralogischen Tabellen wie folgt zusammengefasst wurden:<ref name="Kopp-1807-107" />

„Es hat eine rosenrothe Farbe; tropfsteinartige Gestalt; gekörnte Oberfläche; ist außen wenig glänzend; innen glänzend oder starkglänzend, von Glasglanz; im Bruche (nach einer Richtung) gerade-blättrig; halbdurchsichtig; gibt einen weissen Strich; ist weich; ungemein milde; leicht und hat einen nicht sehr auffallenden styptischen Geschmack. [Anmerkung: styptisch steht veraltet für adstringierend von griechisch styptikos oder styphein]“

Ergänzend gibt Kopp 1808 nach umfangreichen Analysen die Zusammensetzung mit 28,71 % Kobaltoxyd (CoO), 19,74 % Schwefelsäure sowie 41,55 % Wasser (H₂O)<ref name="Kopp-1808-162" />, die der aktuell definierten Zusammensetzung (26,66 % CoO; 28,48 % SO₃; 44,86 % H₂O<ref name="Webmineral" />) bereits recht nah kommt. Die äußere Beschreibung des Minerals ergänzt er wie folgt<ref name="Kopp-1808-158" />:

„Die Gestalt [ist] zackig, tropfsteinartig und ästig; auf der Oberfläche erscheint er dann rauh und der Länge nach gefurcht; auch kommt er als krustenförmiger oder dünner Ueberzug und angeflogen, so wie schaum- und hefenartig vor [...]“

Seinen bis heute gültigen Namen nach seiner Typlokalität erhielt das Mineral 1845 durch Wilhelm von Haidinger.<ref name="Haidinger" />

Da der Bieberit bereits lange vor der Gründung der International Mineralogical Association (IMA) bekannt und als eigenständige Mineralart anerkannt war, wurde dies von ihrer Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification (CNMNC) übernommen und bezeichnet den Bieberit als sogenanntes „grandfathered“ (G) Mineral.<ref name="IMA-Liste" /> Die ebenfalls von der IMA/CNMNC anerkannte Kurzbezeichnung (auch Mineral-Symbol) lautet „Bie“.<ref name="Warr" />

Ein Aufbewahrungsort für das Typmaterial des Minerals ist nicht dokumentiert.<ref name="IMA-Typmaterialkatalog" />

Klassifikation

In der veralteten 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Bieberit zur Mineralklasse der „Sulfate, Chromate, Molybdate, Wolframate (einschließlich Selenate und Tellurate)“ und dort zur Abteilung „Wasserhaltige Sulfate, ohne fremde Anionen“, wo er zusammen mit Boothit, Mallardit, Melanterit und Zinkmelanterit (auch Sommairit) die „Melanterit-Reihe“ mit der System-Nr. VI/C.03c bildete.

Im zuletzt 2018 überarbeiteten und aktualisierten Lapis-Mineralienverzeichnis nach Stefan Weiß, das sich aus Rücksicht auf private Sammler und institutionelle Sammlungen noch nach dieser alten Form der Systematik von Karl Hugo Strunz richtet, erhielt das Mineral die System- und Mineral-Nr. VI/C.06-30. In der „Lapis-Systematik“ entspricht dies ebenfalls der Abteilung „Wasserhaltige Sulfate, ohne fremde Anionen“, wo Bieberit zusammen mit Alpersit, Bieberit, Boothit, Mallardit, Melanterit und Zinkmelanterit die „Melanteritgruppe“ mit der System-Nr. VI/C.06 bildet.<ref name="Lapis" />

Auch die von der International Mineralogical Association (IMA) zuletzt 2009 aktualisierte<ref name="IMA-Liste-2009" /> 9. Auflage der Strunz’schen Mineralsystematik ordnet den Bieberit in die Abteilung der „Sulfate (Selenate usw.) ohne zusätzliche Anionen, mit H₂O“ ein. Diese ist allerdings weiter unterteilt nach der relativen Größe der beteiligten Kationen, so dass das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit ausschließlich mittelgroßen Kationen“ zu finden ist, wo es ebenfalls zusammen mit Alpersit, Boothit, Mallardit, Melanterit und Zinkmelanterit die „Melanteritgruppe“ mit der System-Nr. 7.CB.35 bildet.

Die vorwiegend im englischen Sprachraum gebräuchliche Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Bieberit in die Klasse der „Sulfate, Chromate und Molybdate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltige Säuren und Sulfate“ ein. Hier ist er ebenfalls in der „Melanteritgruppe (Heptahydrate, monoklin: P2₁/c)“ mit der System-Nr. 29.06.10 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Säuren und Sulfate mit AXO₄ × x(H₂O)“ zu finden.

Chemismus

Die theoretische Zusammensetzung von Bieberit Co[SO₄]·7H₂O besteht zu 20,96 % aus Cobalt (Co), 11,41 % Schwefel (S), 62,61 % Sauerstoff (O) und 5,02 % Wasserstoff (H).<ref name="Webmineral" /> In natürlichem Bieberit kann allerdings ein Teil des Cobalts durch Magnesium (Mg) bis zu einem Verhältnis von Co : Mg = 2,8 : 1 ersetzt sein.<ref name="NewDana" />

Kristallstruktur

Bieberit kristallisiert monoklin in der Raumgruppe P2₁/c (Raumgruppen-Nr. 14)Vorlage:Raumgruppe/14 mit den Gitterparametern a = 14,04 Å; b = 6,50 Å; c = 10,92 Å und β = 105,3° sowie 4 Formeleinheiten pro Elementarzelle.<ref name="StrunzNickel" />

Eigenschaften

Bieberit löst sich in Wasser vollkommen und färbt dabei die Lösung rosarot. An der Luft<ref name="Handbookofmineralogy" /> sowie bei Erwärmung auf über 40,7 °C<ref name="Gmelin1982-32" /> geht Bieberit durch Dehydratisierung in das Hexahydrat Moorhouseit über.

Bildung und Fundorte

Bieberit bildet sich sekundär durch Oxidation aus cobalthaltigen Sulfiden und Arseniden. Als Begleitminerale treten unter anderem Erythrin, Annabergit, Pharmakolith, Cobaltit und Linneit auf.

Als seltene Mineralbildung konnte Bieberit nur an wenigen Orten nachgewiesen werden, wobei weltweit bisher rund 60 Fundorte dokumentiert sind (Stand 2023).<ref name="Fundorte" /> Aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber Wasser ist Bieberit zudem nur selten auf Halden zu finden. Hinzu kommt, dass er dem in Vergesellschaftung auftretenden Erythrin farblich sehr ähnlich sieht. Viele der in Mineral-Sammlungen als „Bieberite“ gekennzeichnete Stufen erwiesen sich daher bei genauerer Analyse als Erythrin.<ref name="spessartit.de" />

Neben seiner Typlokalität Bieber in Hessen fand sich das Mineral in Deutschland noch in mehreren Gruben in Nordrhein-Westfalen wie unter anderem der Grube Wilder Mann bei Müsen, im Eisenzecher Zug bei Eiserfeld, der Eisenerzgrube Storch & Schöneberg bei Gosenbach, im Erztagebau Maubacher Bleiberg im Kreis Düren, am Mechernicher Bleiberg und im Tagebau Kalenberg bei Mechernich, den Gruben Heidberg und Wildberg bei Eckenhagen und der Grube Versöhnung bei Altenrath (Troisdorf). Daneben konnte Bieberit noch in der Grube Eupel bei Niederhövels in Rheinland-Pfalz, auf der Abrahamhalde am Schacht 139 bei Lauta und im Grubenrevier Schneeberg in Sachsen sowie im Großtagebau Kamsdorf und am Roten Berg in Thüringen gefunden werden.

In Österreich kennt man das Mineral von einigen Schlackenfundstellen bei Kolm-Saigurn im Gebiet von Alteck und Hoher Sonnblick (Goldberggruppe) sowie aus dem heutigen Schaubergwerk Leogang im Leoganger Ortsteil Schwarzleo in Salzburg und von einer Abraumhalde der Grube Teichen (Langteichengraben) nahe der Gemeinde Kalwang in der Steiermark.

Der bisher einzige bekannte Fundort in der Schweiz ist ein Pegmatit-Ausbiss im Valle del Molino bei Claro TI im Kanton Tessin.

Weitere Fundorte liegen unter anderem in Chile, der Demokratischen Republik Kongo, Frankreich, Griechenland, Italien, Japan, Portugal, Russland, Simbabwe, der Slowakei, Spanien, Tschechien und den Vereinigten Staaten von Amerika.<ref name="Fundorte" />

Siehe auch

• Liste der Minerale

Literatur

• J. H. Kopp: Ueber den zu Bieber im Hanauischen einbrechenden Kobaltvitriol und das ihn begleitende Arsenikoxyd. In: Carl Caesar Leonhard (Hrsg.): Taschenbuch für die gesammte Mineralogie. 1. Jahrgang. Johann Christian Hermann, Frankfurt am Main 1807, S. 104–119 (online verfügbar bei archive.org – Internet Archive). 
• J. H. Kopp: Chemische Untersuchung zweier neuen Mineralien von Bieber im Hanauischen. a. Kobaltvitriol. In: Adolph Ferdinand Gehlen (Hrsg.): Journal für die Chemie, Physik und Mineralogie. Band 6. Verlag der Realschulbuchhandlung, Berlin 1808, S. 157 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 7. April 2018]). 
• Thomas Kellersohn, Robert G. Delaplane, Ivar Olovsson: Disorder of a trigonally planar coordinated water molecule in cobalt sulfate heptahydrate, CoSO₄·7D₂O (bieberite). In: Zeitschrift für Naturforschung. 46B, 4. Juni 1991, S. 1635–1640, doi:10.1515/znb-1991-1209 (Online [PDF; 5,3 MB; abgerufen am 14. Januar 2023]). 
• I-Ming Chou, Robert Seal II: Acquisition and Evaluation of Thermodynamic Data for Bieberite-Moorhouseite Equilibria at 0.1 MPa. In: American Mineralogist. Band 90, 2005, S. 912–917 (unl.edu [PDF; 222 kB; abgerufen am 14. Januar 2023]). 
• Günther J. Redhammer, Lisa Koll, Manfred Bernroider, Gerold Tippelt, Georg Amthauer, Georg Roth: Co²⁺-Cu²⁺ substitution in bieberite solid-solution series, (Co_1-xCu_x)SO₄·7H₂O, 0.00 ≤ x ≤ 0.46: Synthesis, single-crystal structure analysis, and optical spectroscopy. In: American Mineralogist. Band 92, 2007, S. 532–545 (rruff.info [PDF; 799 kB; abgerufen am 14. Januar 2023]). 

Weblinks

Commons: Bieberite – Sammlung von Bildern

• Bieberit. In: Mineralienatlas Lexikon. Geolitho Stiftung; abgerufen am 14. Januar 2023 
• Bieberite search results. In: rruff.info. Database of Raman spectroscopy, X-ray diffraction and chemistry of minerals (RRUFF); abgerufen am 14. Januar 2023 (). 
• American-Mineralogist-Crystal-Structure-Database – Bieberite. In: rruff.geo.arizona.edu. Abgerufen am 14. Januar 2023 (). 

Einzelnachweise

<references> <ref name="Fundorte"> Fundortliste für Bieberit beim Mineralienatlas (deutsch) und bei Mindat (englisch), abgerufen am 14. Januar 2023. </ref> <ref name="Handbookofmineralogy"> Bieberite. In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America. 2001 (handbookofmineralogy.org [PDF; 52 kB; abgerufen am 14. Januar 2023]).  </ref> <ref name="Gmelin1982-32"> R. J. Meyer: Kobalt (Co. Teil A1. Element). In: Deutsche Chemische Gesellschaft (Hrsg.): Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie. 8., völlig neu bearbeitete Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg 1969, ISBN 978-3-662-11856-6, S. 32–33 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche – Erstausgabe: 1932).  </ref> <ref name="Haidinger"> Wilhelm von Haidinger: Erste Klasse: Akrogenide. IV. Ordnung. Salze. VII. Vitriolsalz. Bieberit. In: Handbuch der Bestimmenden Mineralogie. Braumüller und Seidel, Wien 1845, S. 489 (Nr. 16) (rruff.info [PDF; 332 kB; abgerufen am 14. Januar 2023]).  </ref> <ref name="IMA-Liste"> Malcolm Back, Cristian Biagioni, William D. Birch, Michel Blondieau, Hans-Peter Boja und andere: The New IMA List of Minerals – A Work in Progress – Updated: November 2024. (PDF; 3,1 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Marco Pasero, November 2024, abgerufen am 14. November 2024 ().  </ref> <ref name="IMA-Liste-2009"> Ernest H. Nickel, Monte C. Nichols: IMA/CNMNC List of Minerals 2009. (PDF; 1,9 MB) In: cnmnc.units.it. IMA/CNMNC, Januar 2009, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 29. Juli 2024; abgerufen am 30. Juli 2024 ().  </ref> <ref name="IMA-Typmaterialkatalog"> Catalogue of Type Mineral Specimens – B. (PDF 373 kB) Commission on Museums (IMA), 9. Februar 2021, abgerufen am 14. November 2024 (Gesamtkatalog der IMA).  </ref> <ref name="Kopp-1807-104-105"> J. H. Kopp: Ueber den zu Bieber im Hanauischen einbrechenden Kobaltvitriol und das ihn begleitende Arsenikoxyd. In: Carl Caesar Leonhard (Hrsg.): Taschenbuch für die gesammte Mineralogie. 1. Jahrgang. Johann Christian Hermann, Frankfurt am Main 1807, S. 104–105 (online verfügbar bei archive.org – Internet Archive).  </ref> <ref name="Kopp-1807-107"> J. H. Kopp: Ueber den zu Bieber im Hanauischen einbrechenden Kobaltvitriol und das ihn begleitende Arsenikoxyd. In: Carl Caesar Leonhard (Hrsg.): Taschenbuch für die gesammte Mineralogie. 1. Jahrgang. Johann Christian Hermann, Frankfurt am Main 1807, S. 107 (online verfügbar bei archive.org – Internet Archive).  </ref> <ref name="Kopp-1808-158"> J. H. Kopp: Chemische Untersuchung zweier neuen Mineralien von Bieber im Hanauischen. a. Kobaltvitriol. In: Adolph Ferdinand Gehlen (Hrsg.): Journal für die Chemie, Physik und Mineralogie. Band 6. Verlag der Realschulbuchhandlung, Berlin 1808, S. 158 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 7. April 2018]).  </ref> <ref name="Kopp-1808-162"> J. H. Kopp: Chemische Untersuchung zweier neuen Mineralien von Bieber im Hanauischen. a. Kobaltvitriol. In: Adolph Ferdinand Gehlen (Hrsg.): Journal für die Chemie, Physik und Mineralogie. Band 6. Verlag der Realschulbuchhandlung, Berlin 1808, S. 162 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 7. April 2018]).  </ref> <ref name="Lapis"> </ref> <ref name="Mindat"> Bieberite. In: mindat.org. Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 14. Januar 2023 ().  </ref> <ref name="NewDana"> Richard V. Gaines, H. Catherine W. Skinner, Eugene E. Foord, Brian Mason, Abraham Rosenzweig: Dana’s New Mineralogy. 8. Auflage. John Wiley & Sons, New York (u. a.) 1997, ISBN 0-471-19310-0, S. 612.  </ref> <ref name="Rösler"> Hans Jürgen Rösler: Lehrbuch der Mineralogie. 4. durchgesehene und erweiterte Auflage. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie (VEB), Leipzig 1987, ISBN 3-342-00288-3, S. 682.  </ref> <ref name="spessartit.de"> Joachim Lorenz: Der historischen Bergbau auf die hydrothermalen Co-Ni-Bi-Gänge, den Kupferschiefer des Zechsteins und die karbonatischen bis oxidischen Fe-Mn-Vererzungen von Bieber im Spessart. In: spessartit.de. Abgerufen am 9. April 2018.  </ref> <ref name="StrunzNickel"> </ref> <ref name="Warr"> </ref> <ref name="Webmineral"> David Barthelmy: Bieberite Mineral Data. In: webmineral.com. Abgerufen am 14. Januar 2023 ().  </ref> </references>