Magnesiumsulfat

Aus Salzwiki
Version vom 20. Juni 2016, 13:31 Uhr von Hornemann (Diskussion | Beiträge)
(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Wechseln zu:Navigation, Suche

Autoren: Amelie Stahlbuhk
zurück zu Sulfate

Dieser Artikel wird gerade neu erstellt und ist noch nicht vollständig.



Absract[Bearbeiten]

Die verschiedenen Hydratformen des Magnesiumsulfats sollen vorgestellt werden, sowie ihr Verhalten bezüglich Löslichkeit und Hygroskopizität.

Hydratformen[Bearbeiten]

Es gibt mehrere Hydratformen des Magnesiumsulfats, wobei wasserfreies Magnesiumsulfat nicht in der Natur vorkommt.
Kieserit MgSO4•H2O
Sanderit MgSO4•2H2O
Starkeyit MgSO4•4H2O
Pentahydrit MgSO4•5H2O
Hexahydrit MgSO4•6H2O
Epsomit MgSO4•7H2O
Meridianiit MgSO4•11H2O

Lösungsverhalten[Bearbeiten]

Die Magnesiumsulfathydratformen gehören zu den leichtlöslichen Salzen (s. Tabelle). Mit der hohen Löslichkeit ist auch eine hohe Mobilität in porösen Materialien verbunden.


Tabelle 1: Löslichkeiten in mol/kg verschiedener Magnesiumsulfathydratformen bei 20°C [nach [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, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
Link zu Google Scholar
].
Hydratform Löslichkeit [mol/kg] bei 20°C
Kieserit 5,60
Starkeyit 5,04
Pentahydrit 4,40
Hexahydrit 3,61
Epsomit 2,84


Das Löslichkeitsdiagramm des MgSO4-H2O-Systems enthält aufgrund der verschiedenen Hydratstufen, mit sowohl stabilen als auch mit metastabilen Gleichgewichten, mehr Inhalte als jene von Salzen mit weniger oder keinen Hydratstufen. Die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit führt dazu, dass mit Temperaturänderungen gegebenenfalls die Hydratation oder die Dehydratation einer betrachteten Phase einhergeht.


Abbildung 1: Löslichkeiten im System MgSO4-H2O in Abhängigkeit der Temperatur. Aufgetragen ist die Molalität m [n(MgSO4•xH2O)•kg(H2O)-1] gegen die Temperatur, wobei die Gleichgewichte der verschiedenen Hydratformen durch unterschiedliche Farben der Kurven gekennzeichnet sind. Gestrichelte Kurven markieren metastabile Gleichgewichte. Neben den Löslichkeiten sind ebenfalls Gefrier- und Siedepunkte angegeben. Nach [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, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
Link zu Google Scholar
.


Hygroskopizität[Bearbeiten]

Je nach Temperatur oder relativer Luftfeuchte kann es bei Änderungen dieser Variablen im System MgSO4-H2O zur Hydratation oder zur Dehydratation beziehungsweise zur Deliqueszenz oder Kristallisation kommen. Bei einer Temperatur von 20 °C ist Epsomit unterhalb seiner Deliqueszenzfeuchte von 91,3 % die vorliegende kristalline Phase. Ab einer relativen Luftfeuchte von etwa 47 % kommt es zur Dehydratation des Salzes zu nierdrigeren Hydratstufen, wie es die Kurven der Gleichgewichtskurven in Abbildung 2 zeigen.


Tabelle 2: Deliqueszenz- und Gleichgewichtsfeuchten bei 20 °C [nach [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, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
Link zu Google Scholar
].
Betrachtete Phasenübergänge Deliqueszenz-/Gleichgewichtsfeuchte bei 20°C
Epsomit-Lösung 91,3 %
Epsomit-Hexahydrit 46,6 %
Epsomit-Kieserit 46,7 %
Hexahydrit-Starkeyit 39,1 %



Abbildung 2: Deliqueszenzverhalten des Systems MgSO4-H2O in Abhängingkeit der Temperatur. Aufgetragen ist die Wasseraktivität aw gegen die Temperatur. Gleichgewichtsfeuchten und Deliqueszenzfeuchten der verschiedenen Phasen sind durch unterschiedliche Farben gekennzeichnet. Gestrichelte Kurven markieren metastabile Gleichgewichte. Nach [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, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
Link zu Google Scholar
.


Im Temperaturbereich von -10 bis 100 °C liegen die Deliqueszenzfeuchten der je nach Temperatur vorliegenden Hydratstufen stets oberhalb von 80 % r.F., so dass sie eine geringe Hygroskopizität aufweisen.


Weblinks[Bearbeiten]

<references/>

Literatur[Bearbeiten]

[Mainusch:2001]Mainusch, Nils (2001): Erstellung einer Materialsammlung zur qualitativen Bestimmung bauschädlicher Salze für Fachleute der Restaurierung, Diplomarbeit, HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen, file:Diplomarbeit Nils Mainusch.pdfLink zu Google ScholarLink zum Volltext
[Stark.etal:1996] Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia (1996): Bauschädliche Salze, Bauhaus-Univ. WeimarLink zu Google Scholar
[Steiger.etal:2011a]Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy (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. Geochimica et Cosmochimica Act, 75 (12), 3600-3626, 10.1016/j.gca.2011.03.038,Link zu Google Scholar

Als Phase wird ein stofflicher Zustand bezeichnet, der in sich, makroskopisch betrachtet, homogen ist.

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

Bezeichnet für ein Salz den Grenzwert, oberhalb dessen dieses Luftfeuchte aufnimmt, bis es sich darin vollständig löst.

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

Wassergehalt, der sich in einem Material nach Lagerung bei konstanten Bedingungen ergibt (relative Luftfeuchte, Temperatur).

relative Luftfeuche

Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen (vormals Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen)