Bischofit: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Infobox_Salz
|Footnote=<ref> http://webmineral.com/data/Bischofite.shtml  gesehen 29.07.2010</ref><ref> http://www.mindat.org/min-681.html  gesehen 29.07.2010</ref><ref> http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Bischofit gesehen 29.07.2010</ref>
|bild = <!--[[Image:"Name der Bilddatei"|300px]] -->
|mineralogischerName=Bischofit
|chemischerName =Magnesiumchlorid Hexahydrat
|Trivialname =
|chemFormel =MgCl<sub>2</sub>•6H<sub>2</sub>O
|Hydratformen =
|Kristallsystem =monoklin
|Deliqueszenzfeuchte =33,1%
|Löslichkeit=5,75 mol/kg
|Dichte =1,57 g/cm<sup>3</sup>
|Molvolumen =129,6 cm<sup>3</sup>/mol
|Molgewicht = 203,30 g/mol
|Transparenz =
|Spaltbarkeit =keine
|Kristallhabitus =
|Zwillingsbildung =
|Brechungsindices = n<sub>x</sub> =1,495<br> n<sub>y</sub> = 1,509<br> n<sub>z</sub> = 1,528
|Doppelbrechung =Δ = 0,003
|optOrientierung=positiv
|Pleochroismus =
|Dispersion =79°
|Phasenübergang =
|chemVerhalten =
|Bemerkungen =zersetzt sich bei 116-118°C<br>hygroskopisch bis zerfließend
|Literatur=<bib id="Steiger.etal:2014"/> <bib id="Broul.etal:1981"/> <bib id="Dana:1951"/> <bib id="Steiger.etal:2011a"/>
}}
<!--
==Abstract  ==
 


{| align="right" style="border: 2px solid rgb(224, 224, 224); padding: 5px; width: 380px; background-color: rgb(249, 249, 249);"
|-
| bgcolor="#cccccc" align="center" colspan="2" | '''{{#if: {{{minsalzbez|}}}|{{{minsalzbez}}}|{{PAGENAME}}}}'''
|- bgcolor="#dddddd"
| align="center" colspan="2" | [[Image:{{{bild}}}|300px]]
|- bgcolor="#dddddd"
| Mineralogische Salzbezeichnung
| bgcolor="#99ffaa" | Halit
|- bgcolor="#dddddd"
| Chemische Bezeichnung
| bgcolor="#99ffaa" | Natriumchlorid
|- bgcolor="#dddddd"
| Trivialname
| bgcolor="#99ffaa" | Kochsalz, Steinsalz
|- bgcolor="#dddddd"
| Chemische Formel
| bgcolor="#99ffaa" | NaCl
|- bgcolor="#dddddd"
| Hydratformen
| bgcolor="#99ffaa" | NaCl•2H<sub>2</sub>O
|- bgcolor="#dddddd"
| Kristallklasse
| bgcolor="#99ffaa" | kubisch
|- bgcolor="#dddddd"
| Deliqueszenzfeuchte 20°C
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Dichte (g/cm³)
| bgcolor="#99ffaa" | 2,16g/cm<sup>3</sup>
|- bgcolor="#dddddd"
| Molvolumen
| bgcolor="#99ffaa" | 27,02cm<sup>3</sup>/mol
|- bgcolor="#dddddd"
| Molgewicht
| bgcolor="#99ffaa" | 58,44g/mol
|- bgcolor="#dddddd"
| Transparenz
| bgcolor="#99ffaa" | durchsichtig bis durchscheinend
|- bgcolor="#dddddd"
| Spaltbarkeit
| bgcolor="#99ffaa" | vollkommen
|- bgcolor="#dddddd"
| Kristallhabitus
| bgcolor="#99ffaa" | kubische (würfelförmige) Kristalle; körnige, massige Aggregate
|- bgcolor="#dddddd"
| Zwillingsbildung
| bgcolor="#99ffaa" | keine
|- bgcolor="#dddddd"
| Brechungsindices
| bgcolor="#99ffaa" | n<sub>D</sub>=1,544
|- bgcolor="#dddddd"
| Doppelbrechung
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Optische Orientierung
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Pleochroismus
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Dispersion
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Phasenübergang
| bgcolor="#99ffaa" | -
|- bgcolor="#dddddd"
| Chemisches Verhalten
| bgcolor="#99ffaa" | leicht wasserlöslich
|- bgcolor="#dddddd"
| Bemerkungen
| bgcolor="#99ffaa" | -
|}


= <br>Abstract  =


= <br>Einleitung  =
= <br>Einleitung  =


= <br>Allgemeines  =


== <br>Vorkommen von Halit  ==


Das gemeinhin als Speise- oder Streusalz verwendete Natriumchlorid wird auf dem Wege des bergmännischen Abbaus, der Gewinnung aus Meerwasser oder aus Salzseen nutzbar gemacht.<br>Der Gehalt an Natriumchlorid in Meerwasser liegt bei etwa 2,7 M.%.<br><br>


== <br>Angaben zu Herkunft und Bildung von Halit an Baudenkmalen ==
== <br>Vorkommen von Bischofit ==


Durch den Eintrag von Materialien, die lösliche Natriumverbindungen enthalten, kann im mineralischen System eines Baudenkmals Natriumchlorid als Ausblühsalze entstehen. Anzuführen ist der hohe Gehalt von Natriumionen in Zementen. Der Eintrag von Natrium– und Chloridionen kann ferner durch belastetes Grund- und Oberflächenwasser erfolgen. Eine Fülle von Reinigungsmaterialien (wie Salzsäure, Abbeizprodukte) und v.a. früher verwendeten Restaurierungsmaterialien<br>(wie Wasserglas) können Natrium – und Chloridionen in Baudenkmäler eintragen. Häufige Quelle für Halit ist ferner Streusalz, welches überwiegend aus Natriumchlorid besteht, und salzhaltiges Meerwasser bei Objekten in Küstennähe.<br>  
<br>  


= <br>Angaben zum Schadenspotential und zur Verwitterungsaktivität von Halit =
== <br>Angaben zu Herkunft und Bildung von Bischofit an Baudenkmalen  ==
 
= <br>Angaben zum Schadenspotential und zur Verwitterungsaktivität von Bischofit =


== <br>Lösungsverhalten  ==
== <br>Lösungsverhalten  ==


Das in Norddeutschland häufig auftretende Halit zählt mit einer Löslichkeit von 358 g/l (20°C) zur Gruppe der leichtlöslichen und somit leicht mobilisierbaren Salzen. Die Löslichkeit verändert sich bei variierender Temperatur im Bereich 10-30°C vergleichsweise wenig.
<br> (vgl.Tabelle [[Hygroskopizität der Salze und Gleichgewichtsfeuchte]])
-->


{| width="200" cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
== Lösungsverhalten  ==
|-
Die Löslichkeit von Magnesiumchlorid in Wasser im Temperaturbereich von -40 bis 80 °C ist in Abbildung 1 gezeigt. Die Löslichkeit von Bischofit bei 20 °C beträgt 5,75 mol/kg.
| &nbsp;10°C
| &nbsp;20°C
| &nbsp;40°C
|-
| &nbsp;356,5g/l
| &nbsp;358,8g/l
| &nbsp;364,2g/l
|}


&nbsp; <br><br>Tabelle 1 – Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur [nach Stark/Stürmer 1996 &lt;bibref&gt;Stark.etal:1996&lt;/bibref&gt; und J. D’Ans,<br>1933] <br>  
<br clear=all>


<br> (vgl.Tabelle [[Hygroskopizität der Salze und Gleichgewichtsfeuchte]])
[[Image:MgCl2 L.jpg|thumb|left|500px|Abbildung 1:Löslichkeit von Magnesiumchlorid in Wasser. Aufgetragen ist die Molalität ''m'' [n(MgCl<sub>2</sub>)•kg(H<sub>2</sub>O)<sup>-1</sup>] gegen die Temperatur.]] <br clear=all>


== <br>Hygroskopizität ==
==Hygroskopizität==


Die Gleichgewichtsfeuchte von Halit liegt mit einem Werte von ca. 75% in einem Bereich, der bei nordeuropäischen Klimaverhältnissen häufig durchlaufen wird. Temperaturschwankungen beeinflussen den Deliqueszenzpunkt von Halit wenig, was unten im Vergleich mit Kaliumnitrat und Natrit veranschaulicht wird.&nbsp;
Das Phasendiagramm des Systems MgCl<sub>2</sub>-H<sub>2</sub>O ist in Abbildung 2 gezeigt. Neben Bischofit gibt es in dem betrachteten Temperaturbereich von -40 bis 80 °C noch zwei weitere stabile Hydratstufen. Das Octa- und das Dodecahydrat sind bei niedrigen Temperaturen relevant.<br clear=all>


Diagramm 3 – Einfluß der Temperatur auf den Deliqueszenzpunkt von Halit. [nach J. D’Ans 1933].
[[Image:D MgCl2 d.jpg|thumb|right|500px|Abbildung 2: Phasendiagramm des Systems MgCl<sub>2</sub>-H<sub>2</sub>O im Temperaturbereich von -40 bis 80 °C. Aufgetragen ist die Wasseraktivität ''a<sub>w</sub>'' gegen die Temperatur.]]
<br clear=all>


<br>
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable"
 
|+''Tabelle 1: Deliqueszenzfeuchte von Bischofit in Temperaturabhängigkeit nach <bib id="Steiger.etal:2014"/>''                  
'''Feuchtesorption:'''<br>Theoretischen Berechnungen zufolge kann 1g NaCl 4,3g Feuchtigkeit aufnehmen. Nachstehend ist die Feuchtesorption bei variierenden relativen Feuchten wiedergegeben:
|-
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 0°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 10°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 20°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 30°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 40°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 50°C
|-
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 34,1%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 33,7%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 33,1%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 32,4%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 31,5%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 30,5%r.F.
|}
<br clear=all>


<br>Feuchtsorption in M.% nach 56 Tagen<br>Lagerung bei:<br>Lagerungsfeuchte<br>Salzphase 87% r.F. 81% r.F. 79% r.F.<br>NaCl 153 22 7<br>Tabelle 2 - Sorptionsverhalten von Natriumchlorid [alle Angaben nach Vogt/Goretzki 1993].<br>
<!--
'''Feuchtesorption:'''<br>
(vgl. Tabelle [[Gleichgewichtsfeuchte in Abhängigkeit von Temperatur]])


== <br>Kristallisationsdruck  ==
== <br>Kristallisationsdruck  ==
Bei der Kristallisation aus wässeriger Lösung läßt sich für Halit ein Kristallisationsdruck von 55,4-65,4 N/mm<sup>2</sup> angeben (zum Vergleich die berechneten Angaben der Werteskala anderer bauschädlichen Salze: 7,2-65,4 N/mm<sup>2</sup>). Zu berücksichtigen sind hierbei die vorliegenden Temperatur- und Konzentrationsverhältnisse, so daß die Zahlenwerte nur einen Hinweis auf ein reelles Schadenspotential in puncto Kristallisationsdruck des Salzes geben können.Im Vergleich zu anderen Salzphasen ist der Kristallisationsdruck extrem hoch [nach Winkler, 1975].


== <br>Hydratationsverhalten  ==
== <br>Hydratationsverhalten  ==
Unter normalen Bedingungen existiert nur die hydratwasserfreie Form des Salzes. Lediglich beim Ausfall aus einer gesättigten, wässerigen Natriumchloridlösung und einer Temperatur von unter 0,15 °C bildet sich als Bodensatz das Dihydrat [Gmelin].


== <br>Hydratationsdruck  ==
== <br>Hydratationsdruck  ==
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= <br>Analytischer Nachweis  =
= <br>Analytischer Nachweis  =
<br> <br><br>


== <br>Mikroskopie<br>  ==
== <br>Mikroskopie<br>  ==
Zeile 141: Zeile 105:
'''Laboruntersuchung:''' <br>  
'''Laboruntersuchung:''' <br>  


Natriumchloridkristalle sind mit großer Zuverlässigkeit anhand morphologischer Merkmale zu identifizieren. Einzelpartikel sind zumeist in Rechteck- oder in Würfelform ausgebildet und weisen somit deutlich rechte Winkel im Kristallbau auf.<br>  
'''Brechungsindex:'''&nbsp; n<sub>D</sub> = <br>'''Kristallklasse:'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <br>  


'''Brechungsindex:'''&nbsp; n<sub>D</sub> = 1,544<br>'''Kristallklasse:'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; kubisch<br>
'''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:''' <br> <br> '''Verwechslungsmöglichkeiten:'''<br>  
 
'''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''  
 
Natriumchlorid zählt wie Kaliumchlorid zu den wenigen bauschädlichen Salzen des kubischen Kristallsystems. Der Kristall zeigt aufgrund seines isotropen inneren Aufbaus keine Eigenschaften der Doppelbrechung.
 
Die Zuweisung des Brechungsindex erfolt entsprechend der Immersionsmethode in Standart- Immersionsöl mit einem Brechungsindex n<sub>D</sub> =1,518. Halitkristalle weisen in jeder möglichen Stellung die gleiche optische Dichte auf, wodurch es bei der Durchstrahlung von linear polarisiertem Licht zu keiner Geschwindigkeitsveränderung und Umorientierung der Lichtwellen kommt. Bei der Betrachtung mit gekreuzten Polarisatoren sind die Kristalle somit nicht erkennbar, sie verbleiben (richtungsunabhängig) ausgelöscht.
 
<br> '''Verwechslungsmöglichkeiten:'''<br>
 
Die Gruppe der isotropen bauschädlichen Salze beschränkt sich auf Halit, Sylvin und Fluorit; alle diese Phasen können problemlos voneinander unterschieden werden.
 
<br>  


{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" style="width: 498px; height: 85px;"
{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" style="width: 498px; height: 85px;"
|-
|-
| '''Salzphase'''  
| '''Salzphase'''  
| <font color="#818181">&nbsp;'''Unterscheidungsmerkmale zu Calcit'''</font>
| <font color="#818181">&nbsp;'''Unterscheidungsmerkmale zu'''</font>
|-
|-
| Sylvin, KCl
|  
| &nbsp;Brechungsindex unter 1,518.
|  
|-
|-
| Fluorit, CaF<sub>2</sub>  
| <sub></sub>  
| &nbsp;Brechungsindex unter 1,518, kaum wasserlöslich.
| &nbsp; <br>
|}
|}


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== <br>IR-Spektroskopie  ==
== <br>IR-Spektroskopie  ==


= <br>Umgang mit Halitschäden =
= <br>Umgang mit Bischofitschäden =


= <br>Salze und Salzschäden im Bild  =
= <br>Salze und Salzschäden im Bild  =
Zeile 191: Zeile 143:
== Unter dem Rasterelektronenmikroskop  ==
== Unter dem Rasterelektronenmikroskop  ==


= <br>Weblinks  =
-->
 
== Weblinks  ==


<br>http://webmineral.com/data/Halite.shtml
<references />


http://www.mindat.org/min-1804.html<br>
== Literatur ==


http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit<br>  
<biblist/>


= <br>Literatur  =


&lt;bibreferences/&gt;


[[Category:Vorlagen]] [[Category:Halit]][[Category:Bischofit]]
[[Category:Bischofit]] [[Category:Chlorid]] [[Category:Salz]] [[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-MSteiger]] [[Category:Bearbeitung]]
[[Category:Liste]]

Version vom 21. Dezember 2015, 12:09 Uhr

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz
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Bischofit[1][2][3]
Mineralogische Salzbezeichnung Bischofit
Chemische Bezeichnung Magnesiumchlorid Hexahydrat
Trivialname
Chemische Formel MgCl2•6H2O
Hydratformen
Kristallsystem monoklin
Deliqueszenzfeuchte 20°C 33,1%
Löslichkeit(g/l) bei 20°C 5,75 mol/kg
Dichte (g/cm³) 1,57 g/cm3
Molares Volumen 129,6 cm3/mol
Molare Masse 203,30 g/mol
Transparenz
Spaltbarkeit keine
Kristallhabitus
Zwillingsbildung
Phasenübergang
Chemisches Verhalten
Bemerkungen zersetzt sich bei 116-118°C
hygroskopisch bis zerfließend
Kristalloptik
Brechungsindices nx =1,495
ny = 1,509
nz = 1,528
Doppelbrechung Δ = 0,003
Optische Orientierung positiv
Pleochroismus
Dispersion 79°
Verwendete Literatur
[Steiger.etal:2014]Titel: Weathering and Deterioration
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Charola A. Elena; Sterflinger, Katja
Link zu Google Scholar [Broul.etal:1981]Titel: Solubility in organic two component systems
Autor / Verfasser: Broul M., Nyvlt J.; Soehnel O.
Link zu Google Scholar [Dana:1951]Titel: Dana's System of Mineralogy
Autor / Verfasser: Dana J.D.
Link zu Google Scholar [Steiger.etal:2011a]Titel: Decomposition reactions of magnesium sulfate hydrates and phase equilibria in the MgSO4-H2O and Na+-Mg2+-Cl--SO42--H2O systems with implications for Mars
Autor / Verfasser: Steiger, M.; Linnow, K.; Ehrhardt, D.; Rohde, M.
Link zu Google Scholar


Lösungsverhalten[Bearbeiten]

Die Löslichkeit von Magnesiumchlorid in Wasser im Temperaturbereich von -40 bis 80 °C ist in Abbildung 1 gezeigt. Die Löslichkeit von Bischofit bei 20 °C beträgt 5,75 mol/kg.


Abbildung 1:Löslichkeit von Magnesiumchlorid in Wasser. Aufgetragen ist die Molalität m [n(MgCl2)•kg(H2O)-1] gegen die Temperatur.


Hygroskopizität[Bearbeiten]

Das Phasendiagramm des Systems MgCl2-H2O ist in Abbildung 2 gezeigt. Neben Bischofit gibt es in dem betrachteten Temperaturbereich von -40 bis 80 °C noch zwei weitere stabile Hydratstufen. Das Octa- und das Dodecahydrat sind bei niedrigen Temperaturen relevant.

Abbildung 2: Phasendiagramm des Systems MgCl2-H2O im Temperaturbereich von -40 bis 80 °C. Aufgetragen ist die Wasseraktivität aw gegen die Temperatur.


Tabelle 1: Deliqueszenzfeuchte von Bischofit in Temperaturabhängigkeit nach [Steiger.etal:2014]Titel: Weathering and Deterioration
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Charola A. Elena; Sterflinger, Katja
Link zu Google Scholar
0°C 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C
34,1%r.F. 33,7%r.F. 33,1%r.F. 32,4%r.F. 31,5%r.F. 30,5%r.F.



Weblinks[Bearbeiten]

  1. ↑ http://webmineral.com/data/Bischofite.shtml gesehen 29.07.2010
  2. ↑ http://www.mindat.org/min-681.html gesehen 29.07.2010
  3. ↑ http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Bischofit gesehen 29.07.2010

Literatur[Bearbeiten]

[Broul.etal:1981]Elsevier (Hrsg.) Broul M., Nyvlt J.; Soehnel O. (1981): Solubility in organic two component systems, ElsevierLink zu Google Scholar
[Dana:1951]Dana E.S. (Hrsg.) Dana J.D. (1951): Dana's System of Mineralogy, 7, Wiley & SonsLink zu Google Scholar
[Steiger.etal:2011a]Steiger, M.; Linnow, K.; Ehrhardt, D.; Rohde, M. (2011): Decomposition reactions of magnesium sulfate hydrates and phase equilibria in the MgSO4-H2O and Na+-Mg2+-Cl--SO42--H2O systems with implications for Mars. In: Geochimica et Cosmochimica Act, 75 (12), 3600-3626, https://doi.org/10.1016/j.gca.2011.03.038Link zu Google Scholar
[Steiger.etal:2014]Steiger, Michael; Charola A. Elena; Sterflinger, Katja (2014): Weathering and Deterioration. In: Siegesmund S.; Snethlage R. (Hrsg.): Stone in Architecture, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 223-316, Webadresse, https://doi.org/10.1007/978-3-642-45155-3_4.Link zu Google Scholar

Die Deliqueszenzfeuchte beschreibt die Höhe der relativen Luftfeuchte, oberhalb der z. B. ein Salz Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und in Lösung geht.

Konzentrationsangabe, bei der die Stoffmenge des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel angegeben wird. Die Einheit ist mol•kg-1.

relative Luftfeuche

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