Immersionsmethode (Mineralogie)


Immersionsmethode (Mineralogie)

Bei der Immersionsmethode (von lateinisch immergere = eintauchen, versenken) werden durchscheinende Gegenstände in Flüssigkeiten getaucht, um den Brechungsindex der Gegenstände zu bestimmen oder abzuschätzen.

Vorgehen

Flüssigkeiten mit verschiedenen Brechungsindizes (Auswahl)
Flüssigkeit Material
(Beispiel)
Brechungs-
index n
Chloroform Opal 1,45
Cineol Kieselglas 1,46
Tetrachlorethan Moldavit 1,49
Benzol / Toluol Lapislazuli 1,50
Trimethylenbromid Petalit 1,51
Chlorbenzen Mondstein 1,52
1,2-Dibromethan Feldspat 1,53
2-Nitrotoluol Amethyst 1,54
Xylidin Skapolith 1,56
N-Methylanilin Smaragd 1,57
Bromoform Beryll 1,60
Chinolin Topas 1,62
Polychlorierte Naphthaline Türkis 1,63
Diiodmethan Rubin / Saphir 1,74
Diiodmethan, gesättigt mit Schwefel Benitoit 1,78
Weißer Phosphor-Schwefel-Diiodmethan-Gemisch (Gewichte 8:1:1) Titanit 2,06

Ein Gegenstand mit unbekanntem Brechungsindex kann mithilfe der Immersion in verschiedene Flüssigkeiten mit bekanntem Brechungsindex getaucht werden. Stimmen die Brechungsindizes von Gegenstand und Flüssigkeit überein, verschwinden die Konturen des eingetauchten Gegenstands, da die Lichtstrahlen an den Grenzflächen nicht mehr gebrochen werden.

Sind Facetten und Kanten sichtbar, kann der tatsächliche Brechungsindex des Materials wie folgt abgeschätzt werden:

Kontur und Kanten Brechungsindex
in Bezug auf
die Flüssigkeit
Weiße Kontur / schwarze Kanten kleiner
Verwischte Kontur und Kanten gleich
Schwarze Kontur / weiße Kanten größer

Je breiter die Kontur ist, desto größer ist die Abweichung zwischen den Brechungsindizes von Gegenstand und Flüssigkeit.[1]

Einsatzgebiete

Identifikation von Schmucksteinen

Das Verfahren kann mit bestimmten Schwerflüssigkeiten eingesetzt werden, um Schmucksteine zu identifizieren.

Dabei können zum Beispiel Rubine oder Saphire in Diiodmethan getaucht werden. Da die Brechzahl $ n $ von Aluminiumoxid, dem Hauptbestandteil dieser Mineralien, von ungefähr 1,76 fast identisch ist mit der von Diiodmethan ($ n = 1{,}74 $), verschwinden die Konturen dieser Steine nach dem Eintauchen fast vollständig. Schmucksteine mit anderer Brechzahl oder Imitate bleiben nach dem Eintauchen in dieselbe Flüssigkeit jedoch gut erkennbar.

Bei Smaragden (Brechzahl ≈ 1,57) kommt als entsprechende Vergleichsflüssigkeit zum Beispiel N-Methylanilin in Frage.

Dieses Verfahren funktioniert besonders gut mit geschliffenen Schmucksteinen, da deren Konturen besonders klar und deren Facetten besonders scharf begrenzt sind und deren Verschwinden daher umso deutlicher zu erkennen ist.

Doppelbrechung

Doppelbrechende Gegenstände können ebenfalls identifiziert werden, da sich die sichtbaren Kanten des jeweiligen Gegenstands beim Drehen in der Flüssigkeit verändern.

Literatur

  • Handbook of Chemistry and Physics, Liquids for Index by Immersion Method

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Walter Schumann, Edelsteine und Schmucksteine, Kapitel Lichtbrechung, BLV Verlagsgesellschaft, München, 1984