Hydrotalkit
# Hydrotalkit

Hydrotalkit (Internationaler Freiname: Hydrotalcit), früher auch Völknerit, ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“ mit der chemischen Zusammensetzung $Mg_6Al_2[(OH)_{16}|CO_3]·4H_2O$ und damit chemisch gesehen ein wasserhaltiges Magnesium-Aluminium-Carbonat mit zusätzlichen Hydroxidionen.

Hydrotalkit kristallisiert im trigonalen Kristallsystem und entwickelt meist durchsichtige, hypidiomorphe bis idiomorphe, tafelige Kristalle bis etwa 4 mm Größe mit seiden- bis wachsglänzenden Kristallflächen. Auch blättrige bis faserige Mineral-Aggregate werden gefunden.

## Etymologie und Geschichte

Erstmals gefunden wurde Hydrotalkit 1842 in der „Solvverkets Pyrit Mine“ bei Snarum in der norwegischen Kommune Modum und beschrieben durch Carl Christian Hochstetter, der das Mineral nach seinem talkartigen Aussehen und seinem Wassergehalt (altgriechisch ὕδωρ hýdor, „Wasser“) benannte.

Die Stoffgruppe der Hydrotalkite beinhaltet neben den natürlichen auch die synthetischen Varietäten des basischen Doppelsalzes Hydrotalkit. Die ersten umfassenden Arbeiten zu dieser Mineralgruppe leisteten Frondel (1941) mit seiner Klassifizierung der Pyroaurit- und der Sjögrenit-Gruppe, sowie Feitknecht und Gerber (1942) mit ihrer Arbeit über Magnesium-Aluminium-Doppelhydroxid.

## Klassifikation

In der mittlerweile veralteten, aber immer noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Hydrotalkit noch zur gemeinsamen Mineralklasse der „Carbonate, Nitrate und Borate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Carbonate mit fremden Anionen“, wo er als namensgebendes Mineral die „Hydrotalkitgruppe“ mit den weiteren Mitgliedern Comblainit, Desautelsit, Pyroaurit, Reevesit, Sergeevit, Stichtit und Takovit bildete.

Seit der vollständigen Überarbeitung der Strunz'schen Mineralsystematik in der 9. Auflage (2001) ist die Mineralklasse der Carbonate (und Verwandte) neu aufgeteilt und die Borate bilden eine eigene Klasse. Der Hydrotalkit ist daher jetzt in der Mineralklasse der „Carbonate und Nitrate“ und dort in der Abteilung der „Carbonate mit zusätzlichen Anionen; mit $H_2O“$ zu finden. Diese ist allerdings inzwischen präziser unterteilt nach der Größe der beteiligten Kationen und das Mineral entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit mittelgroßen Kationen“ einsortiert. Die dort nach wie vor existente „Hydrotalkitgruppe“ wurde um den Sergeevit reduziert und erhielt die System-Nr. 5.DA.50.

In der im englischen Sprachraum gebräuchlichen Systematik der Minerale nach Dana bilden die Carbonate, Nitrate und Borate wie in der veralteten Strunz'schen Systematik eine gemeinsame Mineralklasse. Der Hydrotalkit ist dort allerdings in der Abteilung der „Carbonate mit Hydroxyl oder Halogen“ zu finden, wo er zusammen mit dem Sjögrenit insgesamt drei Gruppen bildet. Hydrotalkit findet sich seinem Kristallsystem entsprechend zusammen mit Stichtit, Pyroaurit und Desautelsit in der rhomboedrisch (rhombohedral) orientierten „Hydrotalcit-Untergruppe“ mit der System-Nr. 16b.06.02.

Die Vertreter der Gruppe unterscheiden sich teilweise nur durch unterschiedliche Stapelfolgen der Oktaederschichten voneinander. Daraus ergibt sich entweder ein hexagonales (2H) oder ein rhomboedrisches (3R) Kristallgitter.

## Kristallstruktur

Hydrotalkit kristallisiert trigonal in der Raumgruppe R3m (Raumgruppen-Nr. 166)Vorlage:Raumgruppe/166 mit den Gitterparametern a = 3,05 Å und c = 22,81 Å sowie 3/8 Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Neben den natürlichen Vertretern der Hydrotalkit-Familie, die als Zwischenschichtanionen ausschließlich $CO_3^{2−}-Anionen$ und OH-Gruppen enthalten, lassen sich synthetisch auch Hydrotalkite mit anderen Zwischenschichtanionen darstellen. So beschreibt Allmann (1968) einen leicht verzerrten $Ca_2Al(OH)_6½SO_4·3H_2O-Hydrotalkit.$ Ein Mg/Zn-Misch-Hydrotalkit mit Sulfat-Anionen wurde von Kooli, Kosuge, Hibino und Tsunashima (1993) synthetisiert. Ebenfalls von Kooli, Kosuge und Tsunashima (1995a) wurden auch Hydrotalkite mit gemischter $Me^{3+}-Position$ synthetisiert und untersucht $(Ni-Al/Cr-CO_3$ und $Ni-Al/Fe-CO_3).$ Gerade die Ni-Hydrotalkite sind Gegenstand der Forschung [z. B. Faure, Borthomieu, Delmas (1991), Clause, M.Gazzano, Trifiro, Vaccari, ZatorskiI (1991), Ehlsissen, Delahaye-Vidal, Genin, Figlarz, Willmann (1993)], vor allem wegen ihrer Bedeutung als Elektrodenmaterial in modernen Energiespeicherzellen.

## Eigenschaften

Hydrotalkit besitzt die Fähigkeit, durch graduelle Abgabe von Aluminiumhydroxid Säuren zu binden und findet deshalb vielfältigen Einsatz in der Industrie und als Arzneimittel.

## Modifikationen und Varietäten

Die Verbindung $Mg_6Al_2[(OH)_{16}|CO_3]·4H_2O$ ist dimorph und kann in der Natur neben dem trigonalen Hydrotalkit auch als hexagonal kristallisierender Manasseit auftreten.

## Bildung und Fundorte

Hydrotalkit bildet sich vorwiegend hydrothermal durch sekundäre Zersetzung von Serpentinit. Begleitminerale sind neben Serpentinit unter anderem noch Manasseit, Dolomit und Hämatit.

Weltweit konnte Hydrotalkit bisher (Stand: 2010) an rund 60 Fundorten nachgewiesen werden, so unter anderem in Australien, Deutschland, Frankreich, Griechenland, Israel, Italien, Kanada, Norwegen, Österreich, Polen, Rumänien, Russland, Schweden, Südafrika, Tadschikistan, Tschechien, Türkei, Ungarn, im Vereinigten Königreich (Großbritannien) und in den Vereinigten Staaten von Amerika (USA).

## Verwendung

Hydrotalkit wird hauptsächlich in der Medizin als Antazidum bei Übersäuerung des Magens (Hyperazidität) zur Neutralisierung der Magensäure verwendet. Bekannte Handelsnamen sind unter anderem $Talcid^®$ (Bayer AG, Wiechert 1976) oder $Altacit^®$ (Roussel Lab., Playle 1974)

In der angewandten Chemie dient Hydrotalkit als Katalysator, um diverse organische Verbindungen herzustellen oder auch, um organische Lösungen oder schwermetallhaltige Abfälle zu binden.

Synthetisch hergestellte Hydrotalkite werden auch als Stabilisatoren in der PVC-Produktion eingesetzt. Dabei reagieren sie mit dem bei der Alterung von PVC entstehenden HCl.

