Kalium-astrakanit

Leonit hat einen bitteren Geschmack. Wenn Leonit auf Elemente analysiert wird, ist es normalerweise mit Natrium- und Chloridionen kontaminiert, da es häufig zusammen mit Natriumchlorid vorkommt.

Ab 1897 untersuchte Jacobus Henricus van 't Hoff, wie sich verschiedene Salze bilden, wenn Meerwasser unter unterschiedlichen Bedingungen verdunstet. Sein Ziel war es, herauszufinden, wie Salzablagerungen entstehen. Seine Forschung bildete die Grundlage für die Studien der Bedingungen, unter denen Leonit entsteht. Leonit kann sich bilden, wenn eine Wasserlösung aus Kaliumsulfat und Magnesiumsulfat in einem Temperaturbereich von 320–350 K (47–77 °C) konzentriert wird. Oberhalb dieses Temperaturbereichs bildet sich Langbeinit (K2Mg2(SO4)3). Unterhalb von 320 K (47 °C) kristallisiert Picromerit (K2Mg(SO4)2·6H2O). Für Lösungen mit mehr als 90 % MgSO4-Anteil kristallisiert bevorzugt Hexahydrit (MgSO4·6H2O), und unter 60 % bildet sich Arcanit (K2SO4). In Mischungen aus Kaliumchlorid, Kaliumsulfat, Magnesiumchlorid und Magnesiumsulfat bei 35 °C in Wasser kann Leonit in einem bestimmten Zusammensetzungsbereich auskristallisieren. Das Diagramm des Systems bildet Grenzen von Leonit mit Kaliumchlorid, Kaliumsulfat und Picromerit. Mit zunehmendem Magnesiumgehalt existiert ein Vierpunkt mit Kainit. In natriumchloridgesättigter Sole kann Leonit aus Magnesium- und Kaliumsulfatmischungen bei Temperaturen von bis zu 25 °C abgeschieden werden. Die 25 °C-Isotherme des Systems hat Leonit umgeben von Sylvin, Picromerit, Astrakanit, Epsomit und Kainit. Durch Meeresverdunstung gebildete, natriumchloridgesättigte Sole enthält jedoch nicht genug Kalium, um auf diese Weise Leonit abzuscheiden. Leonit wird in Solarzellen am Großen Salzsee ausgefällt. Wenn Picromerit auf Temperaturen zwischen 85 und 128 °C erhitzt wird, gibt es Dampf ab und bildet Leonit: K2Mg(SO4)2·6H2O(s) → K2Mg(SO4)2·4H2O(s) + 2H2O(g).

In der Mineralfamilie des Leonits enthält das Gitter Sulfat-Tetraeder, ein zweiwertiges Element in einer oktaedrischen Position, das von Sauerstoff umgeben ist, sowie Wasser und einwertiges Metall (Kalium), die diese anderen Komponenten zusammenbinden. Eine Sulfatgruppe ist bei Raumtemperatur ungeordnet. Das ungeordnete Sulfat wird fixiert, wenn die Temperatur sinkt. Auch die Kristallform ändert sich bei niedrigeren Temperaturen, sodass bei niedrigeren Temperaturen zwei weitere kristalline Formen von Leonit existieren. Das zweiwertige Metallkation (Magnesium) ist in Sauerstoff-Oktaeder eingebettet, vier davon vom Wasser am Äquator und zwei von Sulfationen an den entgegengesetzten Polen. Im Kristall gibt es zwei verschiedene oktaedrische Umgebungen. Jedes dieser Oktaeder ist durch Kaliumionen und Wasserstoffbrücken miteinander verbunden.