Test

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Nils Mainusch
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Test
Mineralogische Salzbezeichnung	Nitrokalit, Niter, Kalisalpeter
Chemische Bezeichnung	Kaliumnitrat
Trivialname	Salpeter, Kali-Salpeter, Kehrsalpeter, Konversionssalpeter
Chemische Formel	KNO3
Hydratformen	keine
Kristallsystem	orthorhombisch
Deliqueszenzfeuchte 20°C	93,7%
Löslichkeit(g/l) bei 20°C	315 g/l
Dichte (g/cm³)	2,109 g/cm3
Molares Volumen	48,04 cm3/mol
Molare Masse	101,11 g/mol
Transparenz	durchsichtig bis undurchsichtig
Spaltbarkeit	vollkommen
Kristallhabitus	rhombenförmig
Zwillingsbildung
Phasenübergang
Chemisches Verhalten	in Wasser leicht löslich
Bemerkungen
Kristalloptik
Brechungsindices	nx = 1,335 ny = 1,505 nz = 1,506
Doppelbrechung	Δ = 0,171
Optische Orientierung	zweiachsig negativ
Pleochroismus
Dispersion
Verwendete Literatur
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Analytischer Nachweis

Mikroskopie

Laboruntersuchung: Bei langsamer Rekristallisation eines überwiegend aus Kaliumnitrat bestehenden Präparates werden tafelig-flache, rhombenförmige Kristalle und lattige oder stäbchenförmige Partikel ausgefällt. Insbesondere zu Beginn der Rekristallisation von Kaliumnitrat aus wässerigen Lösungen wie auch aus Lösungen mit geringem Fremdionenanteil, lässt sich eine charakteristische Bildung rhombenförmiger Kristalle beobachten, die am Lösungstropfenrand entstehen. Unter starkem Einfluss von Fremdionen (bei hoher Fremdionenkonzentration im Ausgangsmaterial) können die oben beschriebenen morphologischen Charakteristika nahezu wegfallen, und es treten unspezifischere Kristallformen des Kaliumnitrates auf. Der pH-Wert von überwiegend kaliumnitrathaltigen Präparaten liegt im neutralen Bereich, die Hygroskopizität ist gering.[Mainusch:2001]Titel: Erstellung einer Materialsammlung zur qualitativen Bestimmung bauschädlicher Salze für Fachleute der Restaurierung
Autor / Verfasser: Mainusch, Nils

Brechungsindizes:    n_x = 1,335; n_y =1.505; n_z =1.506
Doppelbrechung:      Δ = max. 0,171
Kristallklasse:            orthorhombisch

Polarisationsmikroskopische Untersuchung

Die Zuweisung der Brechungsindizes von Kaliumnitrat erfolgt entsprechend der Immersionsmethode, wobei die Einbettung in Standard-Immersionsöl mit dem Brechungsindex n_D=1,518 bereits alle notwendigen Beobachtungen ermöglicht. Aufgrund der hohen maximalen Doppelbrechung zeigt Kaliumnitrat lebhafte Interferenzfarben. Zur korrekten Zuweisung der höchsten Interferenzfarbe empfiehlt es sich, den Rot I -Kompensator zu benutzen.
Die Auslöschung ist parallel oder symmetrisch. Im Regelfall tritt beim Einschwenken in die Normalstellung an elongierten Kristallen eine gut beobachtbare parallele Auslöschung auf. Symmetrische Auslöschung kann an rhombenförmigen Partikeln beobachtet werden.
Die Abbildungen weiter unten veranschaulichen einen Spezialfall im Auslöschungsverhalten an elongierten Kristallen. Was zunächst als eine schiefe Auslöschung gedeutet werden kann, erweist sich bei detaillierter Betrachtung der Einzelkristalle und der Klärung der tatsächlich vorliegenden Symmetrieebenen als parallele und symmetrische Auslöschung.

Verwechslungsmöglichkeiten

Kaliumnitrat ist eindeutig identifizierbar. Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Nitrate weisen Brechungsindizes auf, die denen des Kaliumnitrats ähneln, gleichwohl existieren klare Unterscheidungsmerkmale.

Salzphase	Unterscheidungsmerkmale zu Kaliumnitrat
Nitronatrit NaNO3
Nitromagnesit Mg(NO3)2 • 6H2O	schiefe Auslöschung/ hygroskopisch
Nitrocalcit Ca(NO3)2 • 4H20	deutlich niedrigere Doppelbrechung/schiefe Auslöschung/hygroskopisch

Betrachtung von Mischsystemen (nach [Mainusch:2001]Titel: Erstellung einer Materialsammlung zur qualitativen Bestimmung bauschädlicher Salze für Fachleute der Restaurierung
Autor / Verfasser: Mainusch, Nils
)

Im Mischsystem K⁺-NO₃^2-– Ca²⁺-SO₄^2- werden aufgrund des hohen Fremdionenanteils stark verwachsene KNO₃-Kristalle ausgebildet. Die Tendenz, in großteiligen und länglich geformten Partikeln zu kristallisieren, bleibt beim Kaliumnitrat bestehen. Verfolgt man den Prozess der Rekristallisation, so ist die zeitlich frühere Bildung von Gipskristallen klar nachzuvollziehen. Im vorliegenden, komplexen Mischsystem werden neben Kaliumnitrat und Gips als Hauptkomponenten noch andere Salzphasen wie Kaliumsulfat und Kalium-Calcium-Doppelsalze gebildet (Calciumnitrat konnte nicht festgestellt werden). Der Nachweis aller Salzphasen, die in diesem Mischsystem entstehen können, ist mit einigem Aufwand bei der Trennung und Präparation verbunden. Hilfreich ist es, sich bei der Präparation und der Trennung die Unterschiede der Wasser- und Ethanollöslichkeiten der Salze zunutze zu machen.
Bei der Betrachtung des zweiten Mischsystems (K⁺-NO3^2- – Na⁺- Cl^-) zeigt sich, daß der Ausfall von gut ausgebildeten KNO₃-Einzelkristallen kurz vor der Bildung isotroper Halitkristalle einsetzt. Dies entspricht den geringfügigen Löslichkeitsunterschieden der beiden Salze. Als Produkte ist es möglich, Kaliumnitrat und Halit nachzuweisen.

Salze und Salzschäden im Bild

Am Objekt

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  Salzflaum aus Niter zerstört die Oberfläche

Unter dem Polarisationsmikroskop

• KNO3 kristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
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  in einfach polarisiertem Licht

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  unter gekreuzten Polarisatoren

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  unter gekreuzten Polarisatoren und Rot I

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  in einfach polarisiertem Licht

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  unter gekreuzten Polarisatoren

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  unter gekreuzten Polarisatoren und Rot I

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  unter gekreuzten Polarisatoren und Rot I

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  unter gekreuzten Polarisatoren und Rot I

Weblinks

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Literatur

[DAns:1933]	d'Ans, J. (1933): Die Lösungsgleichgewichte der Systeme der Salze ozeanischer Salzablagerungen, Verlagsgesellschaft für Ackerbau, M.B.H. Berlin
[Stark.etal:1996]	Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia (1996): Bauschädliche Salze, Bauhaus-Univ. Weimar
[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.
[Vogt.etal:1993]	Vogt, R.; Goretzki, Lothar (1993): Der Einfluss hygroskopischer Salze auf die Gleichgewichtsfeuchte und Trocknung anorganischer Baustoffe, unveröffentlichter Bericht.
[Winkler:1975]	Winkler, Erhard M. (1975): Stone: Properties, Durability in Man ´s Environment, Springer Verlag, Wien

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

Unter Interferenz versteht man die Überlagerung von Lichtwellen. Dadurch entstehen unterschiedliche Farben, die Interferenzfarben.

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