Stinkspat

Erster Nachweis für elementare Fluor in der Natur

Fluor Stinkspat Flussspat

Bislang nahm man an, dass das extrem reaktionsfreudige Element Fluor in nicht frei in der Natur vorkommt. Forscher haben jetzt jedoch im sogenannten Stinkspat, einen Fluorit-Mineral, kleine Mengen elementares Fluor nachweisen können.

München (Deutschland). Bisher nahmen Wissenschaftler an, dass das extrem reaktionsfreudige chemische Element Fluor in freier Natur nicht in reiner Form existiert – jedoch schon als Verbindung in Form von Fluorit, sogenannten Flussspat. Ungebundene Fluoratome hingegen schloss man kategorisch aus.

Durch ein spezielles Verfahren gelang es jedoch Jörn Schmedt auf der Günne und seinen Kollegen von der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) erstmalig elementares Fluor innerhalb eines Minerals nachzuweisen. Wie die Wissenschaftler im Fachmagazin Angewandte Chemie berichten, entsteht das Fluor durch winzige Uraneinschlüsse, deren Strahlung das Fluorit-Mineral nach und nach zersetzt. Diese Tatsache erklärt auch, warum Stinkspat so aggressiv riecht, wenn man es zerbricht.

Achtung: Fluor!

Das Element Fluor ist das reaktivste aller chemischen Elemente und muss daher mit äußerster Vorsicht gehandhabt werden. „Selbst herkömmliche Laborglasgeräte werden durch Fluor zerstört und Ziegelsteine beginnen zu brennen, wenn sie mit Fluorgas in Kontakt kommen“, erklären die Wissenschaftler. Aufgrund dieser extremen Reaktionsfähigkeit gingen Chemiker bisher davon aus, dass Fluor in der Natur nicht vorkommen kann – ein Irrtum wie sich nun herausstellte.

Ein Stinkspat, auch bekannt als Flussspat, stellte Chemiker fast 200 Jahre lang vor ein Rätsel: Das Mineral gibt beim Zerkleinern einen unangenehmen und stechenden Geruch frei. Welcher Stoff dafür verantwortlich ist, blieb lange Zeit ein Geheimnis. Erst jetzt ist es Schmedt auf der Günne und seinem Team gelungen, das Geheimnis zu lüften. Im Stinkspat ist elementares Fluor enthalten, welches beim Entweichen für den beißenden Geruch verantwortlich ist.

Moderne Technik für den Nachweis

Die Wissenschaftler nutzen für ihren Nachweis des Fluors die Kernmagnetresonanz-Spektroskopie. Dabei wurde das Mineral starken, wechselnden Magnetfeldern ausgesetzt, welche wiederum die Atome im Inneren des Minerals zum Schwingen brachte. Da Magnetfelder Atome und Moleküle unterschiedliche beeinflussen, konnten die Wissenschaftler sich bestimmen, um welche Atome es sich handelte.

„Es ist verwunderlich, dass Chemiker so lange an der Existenz von elementaren Fluor im Stinkspat zweifelten“, sagen die Wissenschaftler. Im Normalfall würden Fluor und Kalzium sofort miteinander reagieren und zu Flussspat werden. Im Fall von Stinkspat jedoch liegen besondere Umstände vor, wie die Wissenschaftler erklären: „Das elementare Fluor entsteht durch feine Uraneinschlüsse im Mineral, welche durch ihre konstante Strahlung Fluorit in Kalzium und Fluor aufspalten. Das Fluor liegt dann, durch das Fluorit vom Kalzium getrennt, in winzigen Einschlüssen vor und bleibt dort in elementarer Form erhalten.“

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