Top 10 Hardste mineralen op aarde

Materialen die over elkaar wrijven, veroorzaken krassen – vaak tot onze grote ergernis. Krassen maken en de hardheid van materialen hebben veel met elkaar te maken. Om ‘hardheid’ op de een of andere manier wetenschappelijk te definiëren, onderzochten wetenschappers welk materiaal krassen maakt in een ander materiaal. De stof die krassen kan maken in alle andere stoffen, is de hardste stof op aarde. Het was Friedrich Mohs die zich in het begon van de 19de eeuw bezighield met het maken van krassen. Niet uit vandalisme, maar voor een zuiver wetenschappelijk doel: om materialen in te delen volgens hardheid.


Talk, de zachtste stof


Didier Descouens /wikicommons

Iedereen kent talkpoeder, het poeder dat op de huid wordt aangebracht om irritatie te voorkomen – denk maar aan babybilletjes. Men maakt talkpoeder van de stof talk, een mineraal dat magnesium en silicium bevat. Talk behoort tot de zachtste stoffen op aarde. Je kunt er heel gemakkelijk krassen in maken. Omwille van die eigenschap wordt talk veel gebruikt door beeldhouwers. Volgens de hardheidsschaal van Mohs bezit talk een hardheidswaarde van 1.

Het bouwmateriaal gips

Velen onder ons liepen wel eens rond met een gipsverband aan een arm of een been. Landbouwers gebruiken gips als meststof. In de bouwsector gebruikt men veelvuldig gipsplaten. Gips bestaat voornamelijk uit calciumsulfaat. Het materiaal komt op aarde veel voor, voornamelijk in de Verenigde Staten, India en Brazilië. Onbemande ruimtetuigen ontdekten zelfs gipsduinen in het noorden van de planeet Mars. Gips is een zacht materiaal, waarin je met je vingernagel krassen kunt maken. De stof scoort een hardheid van 2 op de schaal van Mohs.


Het doorzichtige calciet


Siim Sepp/wikicommons

Een trapje hoger in de hardheidsschaal van Mohs vinden we calciet, ook wel kalkspaat genoemd. Calciet bestaat voornamelijk uit calciumcarbonaat en komt vooral in afzettingsgesteenten voor. Het is een van de meest voorkomende natuurlijke mineralen. De bodem van de beroemde Snowy River Cave in de Amerikaanse staat New Mexico is vrijwel volledig bedekt met wit calciet. In zijn zuivere kristallijne vorm is calciet doorzichtig. Transparant calciet gebruikte men vroeger om lenzen en lichtfilters te maken. Calciet bezit een hardheid van 3 en kan met een mes gesneden worden.

Fluoriet voor sieraden


Didier Descouens/wikicommons

De kleur van fluoriet is afhankelijk van de onzuiverheden die het bevat. Deze kleur kan zowel blauw, groen, geel als rood zijn. Men past het kleurrijke fluoriet vaak toe in sieraden. De zuivere vorm van fluoriet is echter kleurloos en doorzichtig. Deze transparante vorm wordt veel gebruikt voor de vervaardiging van optische lenzen. Fluoriet bezit een middelmatige hardheid: het materiaal staat op de vierde plaats in de hardheidsschaal van Mohs. De stof kan met een mes bekrast worden.


Apatiet: een misleidend mineraal


Didier Descouens/wikicommons

In de Griekse mythologie was Apate de godin van de misleiding of het bedrog. Apatiet is een groep van mineralen, waarvan de kristalstructuur erg lijkt op deze van andere mineralen. De chemische eigenschappen van apatiet zijn echter totaal anders. Vandaar dat apatiet ‘misleidend’ was voor wetenschappers. Apatiet bevat naast calcium en fosfor ook vaak chloor en fluor. Uit apatiet wint men fosfor. De stof wordt veel als meststof gebruikt. Apatiet scoort een hardheid van 5 op de schaal van Mohs.

Orthoklaas, een vorm van veldspaat


Didier Descouens/wikicommons

Orthoklaas dankt zijn naam aan het feit dat het mineraal kan gespleten worden in een mooi recht vlak. Orthoklaas behoort tot een groep van mineralen die silicium en aluminium bevatten, de zogenaamde veldspaten. Het mineraal komt veel voor in stollingsgesteenten. Het is doorzichtig tot doorschijnend en kan kleurloos, wit, roze, groenig of grijsgeel zijn. Men past orthoklaas toe als basisgrondstof voor de productie van glas en porselein. De hardheid bedraagt 6. Je hebt al een flinke stalen vijl nodig om krassen op orthoklaas aan te brengen.


Kwarts, een van de meest voorkomende mineralen


Didier Descouens/wikicommons

Kwarts bestaat uit siliciumdioxide. Maar liefst 12% van het volume van de aardkorst bestaat uit kwarts. Van kwarts maakt men kwartsglas, een glassoort die weerstaat aan hoge temperaturen en ultraviolet licht doorlaat. Het materiaal is bovendien de voornaamste bron van silicium, een element dat in de elektronica-industrie massaal toepassing vindt. Kwarts bezit een hardheid van 7 op de schaal van Mohs. Met een stukje kwarts maak je krassen in bijvoorbeeld staal, koper en gewoon glas.

Topaas, een veel gebruikte edelsteen


Parent Géry/wikicommons

Op de achtste plaats in de hardheidsschaal van Mohs treffen we de edelsteen topaas aan. Net als kwarts bevat topaas siliciumdioxide, maar ook de elementen aluminium en fluor. De edelsteen komt voor in de vorm van een prisma of een piramide. Zuiver topaas is kleurloos en transparant. Door onzuiverheden in het kristal kan topaas echter allerlei kleuren aannemen: blauw, roze, bruin en geel. De edelsteen vindt veel toepassing in sieraden. Topaas is een hard materiaal, waarmee men kwarts kan bekrassen.

Korund, ook bekend als robijn of saffier


Ra’ike /wikicommons

Het mineraal korund bestaat uit de kristallijne vorm van aluminiumoxide. Net zoals topaas is de zuivere vorm van korund kleurloos en doorzichtig. Als korund onzuiverheden bevat, kan het voorkomen in allerlei kleuren. Korund met een rode kleur noemt men robijn, terwijl de blauwe vorm saffier wordt genoemd. Zowel robijn als saffier komen voor in allerlei sieraden. Wegens de grote hardheid van korund (hardheid 9 op de schaal van Mohs) gebruikt men het mineraal ook als slijpmiddel.

Diamant, het hardste natuurlijke mineraal op aarde

Diamant is het hardste natuurlijke mineraal dat op onze planeet voorkomt. Geen enkel ander natuurlijk materiaal kan krassen in diamant veroorzaken. Om diamant te slijpen of te bewerken moet men daarom gereedschappen gebruiken die zelf diamant bevatten. Diamant is een transparant kristal dat is opgebouwd uit koolstofatomen. Naast de voor de hand liggende toepassing in juwelen, gebruikt men diamant ook in de industrie (voor snijmachines, boorgereedschap, polijsten, draadtrekken enzovoorts). Toch zijn er stoffen die nog harder zijn dan diamant. Deze moeten ofwel synthetisch vervaardigd worden, ofwel zijn het stoffen die zich alleen vormen in heel extreme omstandigheden. Voorbeelden zijn stoffen als Wurtzite boornitride, geaggregeerde koolstof nanobuisjes en lonsdaliet.