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
1,8-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.

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. Der Hauptbestandteil von Rubin und Saphir ist Aluminiumoxid. Dessen Brechungsindex $n=1{,}76$ nahe an dem von Diiodmethan mit $n=1{,}74$. Dadurch verschwinden die Konturen dieser Steine nach dem Eintauchen fast vollständig. Schmucksteine aus anderem Material bleiben nach dem Eintauchen in dieselbe Flüssigkeit dagegen gut erkennbar.

Smaragde haben einen Brechungsindex von $n=1{,}57$. Sie können mittels N-Methylanilin identifiziert werden.

Dieses Verfahren funktioniert besonders gut mit geschliffenen Schmucksteinen. Denn nach dem Eintauchen verschwinden bei ihnen die Reflexe an den Facetten des Schliffs.

Doppelbrechung

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

Literatur

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

Weblinks

• Bestimmung der Lichtbrechung