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Mohshärte - Die Härte von Mineralien



Es gibt sehr weiche Minerale wie Talk, die mit dem Fingernagel geritzt werden können. Es gibt aber auch Minerale von mittlere Härte und es gibt sehr harte Minerale wie Diamanten, das härteste aller bekannten Minerale. Der Grund für die unterschiedlichen Härten: der Aufbau des Kristallgitters.



Inhaltsverzeichnis Mohshärte


Die Härte von Mineralien

Schon Jahre bevor der Mineraloge Friedrich Mohs 1822 die nach ihm benannte Mohshärte einführte, machten sich andere Mineralogen Gedanken über die Einteilung der Mineralien nach ihrer Härte.

Im Jahr 1800 unterschied der Mineraloge Johann Georg Lenz (1748 bis 1832) die Härte von Minerlaien bzw. durites in hart (durum), halbhart (semidurum) und weich (molle).
Als Werkzeuge zur Prüfung der Härte verwendete er Stahl, ein Messer und den Fingernagel, wobei sein Kollege Richard Kirwan (1733 bis 1812) 1796 festhielt, dass die Intensität des Widerstands mit dem jeweiligen Werkzeug abhängig von der Härte unterschiedlich ausfällt.
Harte Mineralien schlagen Lenz und Kirwan zufolge Funken, wenn diese mit Stahl geritzt werden, genau wie harte Mineralien Glas zerkratzen können. Halbharte Mineralien lassen sich mit dem Messer kaum oder stärker „schälen“, sind gleichzeitig aber so hart, dass mit dem Fingernagel keine Spuren auf der Oberfläche hinterlassen werden können. Lediglich weiche Mineralien können mit dem Fingernagel zerkratzt werden.

Tatsächlich ist die Angabe der Härte von Mineralien mit dieser Methode nur relativ, wie auch schon Johann Friedrich Hausmann (1782 bis 1859) 1809 wusste, denn der „Steinschleifer bestimmt ihren ungefähren Grad nach dem mehr oder weniger großen Widerstande, welchen das Mineral beym Schleifen und Polieren wahrnehmen läßt“.

1817 ergänzte der Mineraloge Carl Cäsar von Leonhard (1779 bis 1862) diese Einteilung um zwei weitere Abstufungen, namentlich fügte er „zerreibliche Fossilien“, bei denen der „Fingerdruck genügt, um den Stein zu zerstören“ wie bspw. Kaolin, sowie „sehr weiche Mineralien“ hinzu, die sich mit dem „Messer leicht schaben lassen“ wie Kreide, Meerschaum, Speckstein und Gips. Sehr weiche Mineralien lassen sich laut Max Bauer bereits anhand der Haptik erkennen, diesen „fühlen sich eigentümlich fettig an“.


Ein Geologe und die Härte von Mineralen

Der heute in der Mineralogie gängige Begriff Mohshärte (englisch: hardness, Mohs scale) wurde nach dem Geologen Friedrich Mohs (1773 bis 1839) benannt. Anhand der Skala der Mohs´schen Härte werden alle Minerale in zehn verschiedene Härtegrade eingeteilt, die den Widerstand des Mineral beim Ritzen mit scharfkantigen Gegenständen angeben.

1822 veröffentlichte Friedrich Mohs in seinem Werk „Grundriß der Mineralogie“ im Kapitel „Die Härte. Grade der Härte und das Verfahren, sie zu bestimmen“ seine Ordnung der Mineralien nach der Härte.

In Experimenten hatte Mohs festgestellt, dass sich Mineralien in zehn Härtegrade unterscheiden lassen, wobei die Mineralien vom Härtegrad 1 aufsteigend bis zur 10 immer härter werden. Mineralien, die zwischen zwei Graden lagen, versah er mit halben Zahlen, bspw. 2,5, während die Mohshärte 0 Flüssigkeiten seinen Vorstellungen nach Flüssigkeiten entspricht: „Das Null in dieser Skala ist die Flüssigkeit“ (Mohs, 1822).
Allerdings gilt zu beachten, dass die einzelnen Härtegrade nicht „gleichweit von einander abstehen. Diamant ist vom Korund viel weiter entfernt als dieser vom Topas“ (Bauer, 1896).

Dem vorangegangen waren die Überlegungen des Mineralogen René-Just Haüy, den von Leonhard 1817 zitiert. Haüy ordnete die Mineralien nach der relavitven Härte und unterschied vier Stufen der Härte: Mineralien, die „Quarz ritzen“, die von „Quarz geritzt“ werden, die „späthigen Kalkstein ritzen“ und „Substanzen, von denen der späthige Kalkstein nicht geritzt wird“.


Bild 1: Minerale der Mohshärte von 1 bis 5: Selenit, Muskovit, Calcit, Fluorit und Türkis

Mohshärte - Mittel zur Bestimmung

Die Härte von Mineralien ist neben der Farbe, dem Glanz, der Transparenz, Dichte, Strichfarbe, Bruch und Spaltbarkeit sowie Zusammensetzung eines der wichtigsten Merkale, das zur Bestimmung eines Minerals herangezogen wird.


Die 10 Härtegrade von Mineralen

Das Mineral mit der geringsten Härte ist der Mohs´schen Härteskala zufolge mit einer Mohshärte von 1 Talk. Mit einer Härte von 10 sind Diamanten die härtesten Minerale der Erde.


Die Minerale der Härte von 10 nach 1 absteigend können stets das vorhergehende, weichere Mineral ritzen - jedoch nicht umgekehrt. Das heißt: ein Diamant kann Kratzer auf der Oberfläche von Talk hinterlassen, aber Talk kann keine Spuren auf Diamantkristallen einkratzen.
Die Ursache für unterschiedlichen Härtegrade von Mineralen ist der innere Aufbau der Minerale, das Kristallgitter, der mit steigender Mohshärte zunimmt.


Bild 2: Minerale der Härte 6 bis 9,5: Pyrit, Bergkristall, Topas, Korund und Moissanit

Weiche, harte und sehr harte Minerale

In Anlehnung an die Mohsskala werden Minerale der Härte nach folgendermaßen eingetuft:

Analog und auf Mohs aufbauend die Einteilung von Ferdinand Senft (Mineraloge und Geologe; 1808 bis 1893):

Bestimmung der Härte

Für den Nachweis der Härte werden Härtebestimmungskästen bzw. eine Mohsskala verwendet, die mit den jeweiligen der Härte entsprechenden Vergleichsmineralen, sog. Referenzmineralien ausgestattet sind.

Mit den Vergleichsstücken werden die zu testenden Minerale auf ihre Härte überprüft werden.
Dabei wird mit dem Referenzmineral mit höchsten Mohshärte begonnen. Solange das Vergleichsmineral in der Lage ist, einen Kratzer auf dem zu untersuchenden Mineral zu hinterlassen, ist es härter. Es wird solange probiert bzw. die Skala hinuntergegangen, bis das Untersuchungsmineral auf dem Referenzmineral Spuren hinterlässt, ergo: härter ist.
Das heißt: die Mineralien werden miteinander verglichen, die „gegenseitige Härte“ (Hausmann, 1809) getestet und „unterschieden, welche der beiden Substanzen härter ist, oder ob beide denselben Härtegrad besitzen“ (Haidinger, 1829).


Tabelle 1: Die 10 Härtegrade und Referenzmineralien nach Mohs
MohshärteReferenzmineralAnmerkung
1prismatischer Kalkglimmer = Margarit, tatsächliche Mohshärte 4
2prismatisches Gyps-Haloid = Gips
3rhomboedrisches Kalk-Haloid = Calcit
4octaedrisches Flußhaloid= Fluorit
5rhomboedrisches Fluß-Haloid/Spargelstein = Apatit
6prismatischer Feld-Spath Feldspat
7rhomboedrischer Quarz Quarz
8prismatischer Topas Topas
9rhomboedrischer KorundKorund
10octaedrischer Demant Diamant


Als Schnelltest eignen sich aber auch Gegenstände aus dem Alltag.
So sind beispielsweise weiche Minerale (Talk - 1, Gipsspat - 2) mit dem Fingernagel ritzbar.
Mittelharte Minerale (Calcit - 3, Fluorit - 4, Apatit - 5) sind der Härte nach aufsteigend schwerer mit einem Messer ritzbar.
Minerale mit einer Härte von 6 (Orthoklas) lassen sich von Stahlfeilen ritzen, die Härte 7 (Quarz) ritzt Fensterglas.
Bei harten Mineralen bieten sich Vergleichsmineralien zur Bestimmung an. Topas mit einer Härte von 8 ritzt Quarz problemlos, Korund (Härte 9) ritzt wiederum Topas.
Der Diamant mit einer Härte von 10 hingegen ist nicht ritzbar.

Ursachen für die Härte von Mineralen

Die Härte von Mineralen kann bei innerhalb einiger Minerale variieren. Der Grund dafür sind unterschiedliche Widerstände in verschiedenen Richtungen. Ein Beispiel für ein Mineral, das gleichzeitig zwei unterschiedliche Härtegrade aufweist, ist Disthen. Es können aber auch auf und in Mineralen andere, härtere Minerale als Einschluss eingewachsen sein, die zu verschiedenen Härten innerhalb eines Minerals führen. Und auch die Aggregate können die Mohshärte beeinflussen, wobei z.B. massige Minerale härter sind als Minerale mit nadeligem, filigranem Habitus.



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Tabelle 2: Die Mohshärte verschiedener Minerale
MohshärteMineral
1 Realgar, Selenit, Talk, Auripigment
2 Silber, Schwefel, Antimonit, Boulangerit, Galenit, Halit, Krokoit, Muskovit, Creaseyit
3 Gold, Zinkblende, Calcit, Rhodochrosit, Bariumpharmakosiderit, Skorodit, Wulfenit, Pyromorphit, Roselith, Vauquelinit
4 Kinoit, Fluorit, Aragonit, Siderit, Azurit, Malachit, Coronadit, Stilbit, Okenit, Purpurit
5 Eudialyt, Brewsterit, Magnetit, Opal, Smithsonit, Türkis, Lapislazuli, Natrolith, Aktinolith, Hemimorphit
6 Pyrit, Markasit, Hämatit, Achat, Rhodonit, Sodalith, Prehnit, Orthoklas
7 Kassiterit, Bergkristall, Cordierit, Amethyst, Tigerauge, Zirkon, Olivin, Almandin, Turmalin, Rosenquarz, Tansanit
8 Beryll, Smaragd, Topas, Pyknit
9 Korund - Rubin und Saphir
9,5 Moissanit
10 Diamant


Allerdings muss man beachten, dass die Mohshärte lediglich relative Aussagen erlaubt, also zeigt, welches Mineral ein anderes ritzt. Zudem besteht die Gefahr der Verletzung von Mineralen, da die Härteprüfung möglichst an frischen Kristallflächen vorgenommen werden sollte.
Eine Alternative hinsichtlich der Genauigkeit bietet die Knoop-Skala, die Aussagen über die Härte zulässt, indem ein Mineral dem Druck eines definierten Bleigewichtes ausgesetzt und zusammengedrückt wird.


Auch interessant:
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Quellen:
⇒ Kirwan, R. (1796): Der Zusammenhang. IN: Anfangsgründe der Mineralogie: Erden und Steine
⇒ Lenz, J. G. (1800): Die Härte. IN: System der äußeren Kennzeichen der Mineralien
⇒ Hausmann, J. F. (1809): Entwurf eines Systems der unorganisirten Naturkörper
⇒ Leonhard, C. C. v. (1817): Äußere Kennzeichen. Die Härte. IN: Systematisch-tabellarische Uebersicht und Charakteristik der Mineralkörper
⇒ Mohs, F. (1822): Grundriss der Mineralogie. Erster Teil. Terminologie, Systematik, Nomenklatur, Charakteristik
⇒ Haidinger, W. (1829): Von der Härte. IN: Anfangsgründe der Mineralogie: zum Gebrauche bei Vorlesungen
⇒ Senft, F. 1868): Die krystallinischen Felsgemengtheile nach ihren mineralischen Eigenschaften, chemischen Bestandtheilen, Abarten, Umwandlungen, Associationen und Felsbildungsweisen
⇒ Bauer, M. (1896): Edelsteinkunde
⇒ Booth, B. (1999): Steine und Mineralien. Könemann Verlag Köln
⇒ Pellant, C. (1994): Steine und Minerale. Ravensburger Naturführer. Ravensburger Buchverlag Otto Maier GmbH
⇒ Bauer, J.; Tvrz, F. (1993): Der Kosmos-Mineralienführer. Mineralien Gesteine Edelsteine. Ein Bestimmungsbuch mit 576 Farbfotos. Gondrom Verlag GmbH Bindlach
⇒ Medenbach, O.; Sussieck-Fornefeld, C.; Steinbach, G. (1996): Steinbachs Naturführer Mineralien. 223 Artbeschreibungen, 362 Farbfotos, 250 Zeichnungen und 30 Seiten Bestimmungstabellen. Mosaik Verlag München
⇒ Schumann, W. (1992): Edelsteine und Schmucksteine: alle Edel- und Schmucksteine der Welt; 1500 Einzelstücke. BLV Bestimmungsbuch, BLV Verlagsgesellschaft mbH München
⇒ Schumann, W. (1991): Mineralien Gesteine – Merkmale, Vorkommen und Verwendung. BLV Naturführer. BLV Verlagsgesellschaft mbH München

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Letzte Aktualisierung: 8. Februar 2024




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