Mirabilit

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Mirabilit
Mineralogische Salzbezeichnung	Mirabilit
Chemische Bezeichnung	Natriumsulfadecahydrat
Trivialname	Glaubersalz, Reussin, Wundersalz
Chemische Formel	Na2SO4•10H2O
Hydratformen	Natriumsulfatheptahydrat (Na2SO4•7H2O)
Kristallklasse	monoklin
Deliqueszenzfeuchte 20°C	93,6
Dichte (g/cm³)	1,464 g/cm³
Molvolumen	219,8 cm3/mol
Molgewicht	322,21 g/mol
Transparenz	durchsichtig bis undurchsichtig
Spaltbarkeit	vollkommen bis schlecht
Kristallhabitus
Zwillingsbildung
Brechungsindices	nx = 1,395 ny = 1,396-1,410 nz = 1,398-1,419
Doppelbrechung	Δ = 0,04-0,023
Optische Orientierung	negativ
Pleochroismus
Dispersion
Phasenübergang
Chemisches Verhalten
Bemerkungen	löslich in Wasser und Glycerin, in wasserfreiem Ethanol unlöslich

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz , Nils Mainusch, NN....
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Vorkommen von Mirabilit

siehe Natriumsulfat

Angaben zu Herkunft und Bildung von Mirabilit an Baudenkmalen

siehe Natriumsulfat

Lösungsverhalten

Abbildung 1: Darstellung der temperaturabhängigen Veränderung der Löslichkeit von Thenardit und Mirabilit im
Vergleich mit anderen Salzphasen [Angaben nach [Stark.etal:1996]Titel: Bauschädliche Salze
Autor / Verfasser: Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia
].

siehe Natriumsulfat

Hygroskopizität

In Abbildung 1 ist der Temperatureinfluss auf die Deliqueszenzpunkte von Thenardit und Mirabilit verdeutlicht. Auffällig sind hierbei die gegenläufigen Kurvengänge.

In Anwesenheit von Fremdionen (bei Salzgemischen) verändern sich die Parameter der Gleichgewichtsfeuchte und der notwendigen Temperatur- und Feuchtebedingungen für Umkristallisationen zudem deutlich. Als orientierende Daten sind in Tabelle ?? experimentell erfasste Werte der Gleichgewichtsfeuchte in unterschiedlichen Salzgemischen wiedergegeben. Es zeigt sich, dass alle Werte der Gleichgewichtsfeuchte unter denen des Reinsalzes Mirabilit liegen.

Tabelle 1: Angaben der Gleichgewichtsfeuchten über gesättigten Mischlösungen (Mischungsverhältnis: Gesättigte Lsg.A/ gesättigte Lsg.B =1:1) [Vogt.etal:1993]Titel: Der Einfluss hygroskopischer Salze auf die Gleichgewichtsfeuchte und Trocknung anorganischer Baustoffe
Autor / Verfasser: Vogt, R.; Goretzki, Lothar
.

RF %	MgSO4	Ca(NO3)2	KNO3
Na2SO4 • 10H2O	87(21°C)	74 (21°C)	81(21°C)

Feuchtesorption:

Abbildung 2: Deliqueszenzpunkte der Reinsalze Thenardit und Mirabilit [Arnold.etal:1991]Titel: Monitoring Wall Paintings Affected by soluble Salts
Autor / Verfasser: Arnold, Andreas; Zehnder, Konrad

Als weitere Angabe zur Abschätzung der Hygroskopizität von Natriumsulfaten sind in der nachstehenden Tabelle Werte für das Sorptionsverhalten des Reinsalzes und des Gemisches mit Halit bei unterschiedlichen relativen Feuchten wiedergegeben:

Feuchtsorption in M.% nach 56 Tagen Lagerung bei:

Tabelle 2: Sorptionsverhalten von Natriumsulfat [nach Vogt/Goretzki 1993].

Feuchtsorption in M.% nach 56 Tagen Lagerung bei
Lagerungsfeuchte	87% r.F.	81% r.F.	79% r.F.
Na2SO4	79	0	0
Na2SO4+NaCl (1:1 molare Mischung)	157	32	15

Kristallisationsdruck

Bei der Kristallisation aus wäßriger Lösung läßt sich für Mirabilit ein Kristallisationsdruck von 7,2-8,3 N/mm² angeben.

Hydratationsverhalten

siehe Natriumsulfat

Analytischer Nachweis

Mikroskopie

Laboruntersuchung:
Durch mikroskopische Beobachtungen des Lösungsverhaltens sind die gute Wasserlöslichkeit und Ethanolunlöslichkeit zu verifizieren. Thenardit und Mirabilit besitzen keine morphologische Charakterisitka, die bei einfachen Rekristallisationsversuchen zur Identifizierung beitragen können. Vielmehr ist eine große Bandbreite unterschiedlichster Erscheinungsformen beobachtbar.

Brechungsindizes:    n_x = 1,395; n_y =1,396-1,410; n_z =1,398-1,419
Doppelbrechung:      Δ = 0.04-0,023
Kristallklasse:            monoklin

Polarisationsmikroskopische Untersuchung:

In Abhängigkeit von den vorliegenden Luftfeuchte- und Temperaturbedingungen verändern Kristalle des Rohprobematerials und des rekristallisierten Präparates ihren Kristallwassergehalt. An trockner Luft (mit r.F. < 80% und Raumtemperatur) verliert Mirabilit sein Kristallwasser und geht in Thenardit über. Dieser Vorgang kann mikroskopisch klar nachvollzogen werden, wenn der Prozeß der Rekristallisation beobachtet wird. Mirabilit weist charakteristische anormale Interferenzfarbe auf, im Zuge des Wasserverlustes und Entstehen von Thenardit schwächen sich die anormalen Interferenzphänomene zunehmend ab.

Verwechslungsmöglichkeiten:

Generell ist die Unterscheidung einer bestimmten Anzahl von Sulfaten (die unten aufgelistet sind und wozu Thenardit zählt) ohne mikrochemische Bestimmung der Anionen problematisch, da die Brechungsindizes der Salze dicht beieinander liegen, und alle Salze eine niedrige Doppelbrechung aufweisen. Hilfreich ist die Verwendung eines Immersionsmittels mit einem n_D-Wert von 1,48. Eine Differenzierung innerhalb dieser Gruppe wird damit möglich. Außerdem können die unten genannten Eigenschaften als Abgrenzungskriterien hinzugezogen werden.

Eindeutig bestimmbar wird Thenardit durch die Möglichkeit, nach Auflösung des Probematerials im Zuge der Rekristallisation das Phänomen anormaler Interferezfarben beobachten zu können, sprich Mirabilit in der hohen Hydratstufe zu identifizieren, und somit indirekt Thenardit nachzuweisen.

Salzphase	Unterscheidungsmerkmale zu Thenardit und Mirabilit
Boussingaultit, (NH4)2Mg(SO)4 • 6H20	keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung
Pikromerit, K2Mg(SO4)2 • 6H20	keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung
Bloedit, Na2Mg(SO4)2 • 6H20	alle Indizes >1,48 / keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung / optisch negativ orientiert.
Glaserit, K3Na(SO4)2	alle Indizes >1,48 / keine anormalen Interferenzfarben/schiefe Auslöschung
Arkanit, K2SO4	alle Indizes >1,48 / keine anormalen Interferenzfarben
Magnesiumformiat, Mg(HCO2)2 • 2H2O	vergleichsweise hohe Doppelbrechung / keine anormalen Interfernzfarben / schiefe Auslöschung

Betrachtung von Mischsystemen:

Mischsystem Na⁺– Ca²⁺– SO₄ ^2-: Der Ausfall von Gips erfolgt im Zuge der Rekristallisation entsprechend der geringeren Löslichkeit desselben zuerst. Der charakteristische nadelige Habitus von einzelnen Gipskristallen wie auch von Aggregaten bleibt bestehen. Der Ausfall von Natriumsulfat erfolgt später, das eigentliche Kristallwachstum vollzieht sich merklich schneller. Die Morphologie ist unspezifisch.

Mischsystem Na⁺– SO₄ ^2-– Cl^-: Der Ausfall der beiden Partikelsorten beginnt etwa zeitgleich. Halit mit charakteristischer Morphologie, Natriumsulfat in extrem variierender Gestalt.

Salze und Salzschäden im Bild

Unter dem Polarisationsmikrokop

• Natriumsulfatktistakkisation/Mirabilit ziwschen zwei Objektträgern
• 

  aufgenommen mit gekreuzten Polarisatoren und Rot I

• 

  aufgenommen mit gekreuzten Polarisatoren

Literatur

[Filter fehlt]

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

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

Negativ geladene Ionen