Sylvin: Unterschied zwischen den Versionen

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Autoren: Hans-Jürgen [[Benutzer:Hschwarz|Schwarz]], Nils Mainusch, NN....
 
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== <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  ==
 
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>Angaben zum Schadenspotential und zur Verwitterungsaktivität von Halit  =
 
== <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.
 
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&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> (vgl.Tabelle [[Hygroskopizität der Salze und Gleichgewichtsfeuchte]])
 
== <br>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;
 
Diagramm 3 – Einfluß der Temperatur auf den Deliqueszenzpunkt von Halit. [nach J. D’Ans 1933].
 
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'''Feuchtesorption:'''<br>Theoretischen Berechnungen zufolge kann 1g NaCl 4,3g Feuchtigkeit aufnehmen. Nachstehend ist die Feuchtesorption bei variierenden relativen Feuchten wiedergegeben:
 
<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>
 
== <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  ==
 
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  ==
 
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= <br>Analytischer Nachweis  =
 
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== <br>Mikroskopie<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> = 1,544<br>'''Kristallklasse:'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; kubisch<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.
 
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| &nbsp;Brechungsindex unter 1,518.
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== <br>Röntgendiffraktometrie  ==
 
== <br>Raman-Stektroskopie  ==
 
== DTA / TG  ==
 
== <br>IR-Spektroskopie  ==
 
= <br>Umgang mit Halitschäden  =
 
= <br>Salze und Salzschäden im Bild  =
 
== <br>Am Objekt  ==
 
== <br>Unter dem Polarisationsmikrokop  ==
 
<br>
 
== Unter dem Rasterelektronenmikroskop  ==
 
= <br>Weblinks  =
 
<br>http://webmineral.com/data/Halite.shtml
 
http://www.mindat.org/min-1804.html<br>
 
http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit<br>
 
= <br>Literatur  =
 
&lt;bibreferences/&gt;
 
[[Category:Vorlagen]] [[Category:Halit]][[Category:Silvin]]

Version vom 10. Oktober 2009, 11:00 Uhr

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Nils Mainusch, NN....

Sylvin
[[Image:{{{bild}}}|300px]]
Mineralogische Salzbezeichnung Halit
Chemische Bezeichnung Natriumchlorid
Trivialname Kochsalz, Steinsalz
Chemische Formel NaCl
Hydratformen NaCl•2H2O
Kristallklasse kubisch
Deliqueszenzfeuchte 20°C -
Dichte (g/cm³) 2,16g/cm3
Molvolumen 27,02cm3/mol
Molgewicht 58,44g/mol
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Spaltbarkeit vollkommen
Kristallhabitus kubische (würfelförmige) Kristalle; körnige, massige Aggregate
Zwillingsbildung keine
Brechungsindices nD=1,544
Doppelbrechung -
Optische Orientierung -
Pleochroismus -
Dispersion -
Phasenübergang -
Chemisches Verhalten leicht wasserlöslich
Bemerkungen -


Abstract[Bearbeiten]


Einleitung[Bearbeiten]


Allgemeines[Bearbeiten]


Vorkommen von Halit[Bearbeiten]

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


Angaben zu Herkunft und Bildung von Halit an Baudenkmalen[Bearbeiten]

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
(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.


Angaben zum Schadenspotential und zur Verwitterungsaktivität von Halit[Bearbeiten]


Lösungsverhalten[Bearbeiten]

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.

 10°C  20°C  40°C
 356,5g/l  358,8g/l  364,2g/l

 

Tabelle 1 – Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur [nach Stark/Stürmer 1996 <bibref>Stark.etal:1996</bibref> und J. D’Ans,
1933]


(vgl.Tabelle Hygroskopizität der Salze und Gleichgewichtsfeuchte)


Hygroskopizität[Bearbeiten]

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. 

Diagramm 3 – Einfluß der Temperatur auf den Deliqueszenzpunkt von Halit. [nach J. D’Ans 1933].


Feuchtesorption:
Theoretischen Berechnungen zufolge kann 1g NaCl 4,3g Feuchtigkeit aufnehmen. Nachstehend ist die Feuchtesorption bei variierenden relativen Feuchten wiedergegeben:


Feuchtsorption in M.% nach 56 Tagen
Lagerung bei:
Lagerungsfeuchte
Salzphase 87% r.F. 81% r.F. 79% r.F.
NaCl 153 22 7
Tabelle 2 - Sorptionsverhalten von Natriumchlorid [alle Angaben nach Vogt/Goretzki 1993].


Kristallisationsdruck[Bearbeiten]

Bei der Kristallisation aus wässeriger Lösung läßt sich für Halit ein Kristallisationsdruck von 55,4-65,4 N/mm2 angeben (zum Vergleich die berechneten Angaben der Werteskala anderer bauschädlichen Salze: 7,2-65,4 N/mm2). 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].


Hydratationsverhalten[Bearbeiten]

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].


Hydratationsdruck[Bearbeiten]


Umwandlungsreaktionen[Bearbeiten]


Analytischer Nachweis[Bearbeiten]





Mikroskopie
[Bearbeiten]

Laboruntersuchung:

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.

Brechungsindex:  nD = 1,544
Kristallklasse:       kubisch

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 nD =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.


Verwechslungsmöglichkeiten:

Die Gruppe der isotropen bauschädlichen Salze beschränkt sich auf Halit, Sylvin und Fluorit; alle diese Phasen können problemlos voneinander unterschieden werden.


Salzphase  Unterscheidungsmerkmale zu Calcit
Sylvin, KCl  Brechungsindex unter 1,518.
Fluorit, CaF2  Brechungsindex unter 1,518, kaum wasserlöslich.



Röntgendiffraktometrie[Bearbeiten]


Raman-Stektroskopie[Bearbeiten]

DTA / TG[Bearbeiten]


IR-Spektroskopie[Bearbeiten]


Umgang mit Halitschäden[Bearbeiten]


Salze und Salzschäden im Bild[Bearbeiten]


Am Objekt[Bearbeiten]


Unter dem Polarisationsmikrokop[Bearbeiten]


Unter dem Rasterelektronenmikroskop[Bearbeiten]


Weblinks[Bearbeiten]


http://webmineral.com/data/Halite.shtml

http://www.mindat.org/min-1804.html

http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit


Literatur[Bearbeiten]

<bibreferences/>

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

Wasserglas ist eine klare Lösung von Natrium- oder Kaliumsilikaten in Wasser.

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

relative Luftfeuche

Differential-Thermoanalyse, eine Methode zur Charakterisierung von Materialien anhand von Reaktionswärmen

Thermogravimetrie

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