Test: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Salzwiki
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung
Keine Bearbeitungszusammenfassung
 
Zeile 225: Zeile 225:
<bibprint filter=" title:%NaCl%"/>
<bibprint filter=" title:%NaCl%"/>


[[Category:Halit]] [[Category:Mainusch,Nils]][[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-MSteiger]] [[Category:Review]] [[Category:Chlorid]] [[Category:Salz]][[Category:Liste]]
[[Category:Halit]] [[Category:Mainusch,Nils]][[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-MSteiger]] [[Category:Review]] [[Category:Salz]][[Category:Liste]]

Aktuelle Version vom 17. November 2022, 14:47 Uhr

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Nils Mainusch
zurück zu Chloride


Test[1][2][3][4]
NaCl 27.4.2006-10x.JPG
Mineralogische Salzbezeichnung Halit
Chemische Bezeichnung Natriumchlorid
Trivialname Kochsalz, Steinsalz
Chemische Formel NaCl
Hydratformen Natriumchlorid Dihydrat/Hydrohalit (NaCl•2H2O)
Kristallsystem kubisch
Deliqueszenzfeuchte 20°C 75,4%
Löslichkeit(g/l) bei 20°C 358 g/l
Dichte (g/cm³) 2,163 g/cm3
Molares Volumen 27,02 cm3/mol
Molare Masse 58,44 g/mol
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Spaltbarkeit vollkommen
Kristallhabitus kubische (würfelförmige) Kristalle; körnige, massige Aggregate
Zwillingsbildung keine
Phasenübergang
Chemisches Verhalten
Bemerkungen leicht wasserlöslich
Kristalloptik
Brechungsindices nD=1,544
Doppelbrechung
Optische Orientierung isotrop
Pleochroismus
Dispersion
Verwendete Literatur
[Steiger.etal:2014]Titel: Weathering and Deterioration
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Charola A. Elena; Sterflinger, Katja
Link zu Google Scholar


Abstract[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 Ausblühsalz 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.


Lösungsverhalten[Bearbeiten]

Der 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.

Abbildung 1:Phasendiagramm von Halit. Grafik: Michael Steiger


Tabelle 1: Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur nach [Stark.etal:1996]Titel: Bauschädliche Salze
Autor / Verfasser: Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia
Link zu Google Scholar
und [DAns:1933]Titel: Die Lösungsgleichgewichte der Systeme der Salze ozeanischer Salzablagerungen
Autor / Verfasser: d'Ans, J.
Link zu Google Scholar
Temperatur 10°C 20°C 40°C
Löslichkeit [g/l] 356,5 358,8 364,2


Hygroskopizität[Bearbeiten]

Abbildung 3: Das System NaCl/H2O im Temperaturbereich von -20°C bis 80°C. Grafik: Michael Steiger

Die Deliqueszenzfeuchte von Halit liegt mit einem Wert 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.


Tabelle 2: Deliqueszenzfeuchte von Natriumchlorid 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
75,9%r.F. 75,6%r.F. 75,4%r.F. 75,2%r.F. 75,0%r.F. 74,8%r.F.




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



Tabelle 3:Feuchtesorption in M% nach 56 Tagen nach [Vogt.etal:1993]Titel: Der Einfluss hygroskopischer Salze auf die Gleichgewichtsfeuchte und Trocknung anorganischer Baustoffe
Autor / Verfasser: Vogt, R.; Goretzki, Lothar
Link zu Google Scholar
Lagerungsfeuchte/Salzphase NaCl
87% r.F. 153
81% r.F. 22
79% r.F. 7


Kristallisationsdruck[Bearbeiten]

Bei der Kristallisation aus wässeriger Lösung lässt sich für Halit ein Kristallisationsdruck von 55,4-65,4 N/mm2 [Winkler:1975]Titel: Stone: Properties, Durability in Man ´s Environment
Autor / Verfasser: Winkler, Erhard M.
Link zu Google Scholar
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.

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 Hydrohalit [4].


Mikroskopie[Bearbeiten]

Laboruntersuchung[Bearbeiten]

Natriumchloridkristalle sind mit großer Zuverlässigkeit anhand morphologischer Merkmale zu identifizieren. Einzelpartikel sind zumeist in Rechteck- oder in Würfelform/Oktaederform 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 erfolgt 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.



Tabelle 4:Unterscheidungsmerkmale zu anderen Chloriden
Salzphase Unterscheidungsmerkmale
Sylvin KCl Brechungsindex unter 1,518.
Fluorit CaF2 Brechungsindex unter 1,518, kaum wasserlöslich.


Salze und Salzschäden im Bild[Bearbeiten]

Am Objekt[Bearbeiten]

Unter dem Polarisationsmikrokop[Bearbeiten]


Weblinks[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

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

Weitere Literatur

[Biscontin.etal:1988]Biscontin, G.; Driussi, G.; Masin, A.; Zendri, E. (1988): Study on stones artificially salted with MgSO4•7H2O and NaCl and treated with siliconic resin. In: Ciabach, J. (Hrsg.): Proceedings of the 6th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone,Nicholas Copernicus University 194-206.Link zu Google Scholar
[Brown.etal:2000]Brown, P. W.; Badger, S. (2000): The distributions of bound sulfates and chlorides in concrete subjected to mixed NaCl, MgSO4, Na2SO4 attack. In: Cem. Concr. Res., 30 (10), 1535-1542Link zu Google Scholar
[Brown.etal:2001]Brown, P. W.; Badger, S. (2001): Reply to the discussion by William G. Hime and Stella L. Marusin of the paper "The distribution of bound sulfates and chlorides in concrete to mixed NaCl, MgSO4, Na2SO4 attack". In: Cem. Concr. Res., 31 (7), 1117-1118Link zu Google Scholar
[Desarnaud.etal:2014a]Desarnaud, J.; Derluyn, H.; Carmeliet, J.; Bonn, D.; Shahidzadeh, N. (2014): Metastability limit for the nucleation of NaCl crystals in confinement,. In: Journal of Physical Chemistry Letters, 5 (5), 890-895, https://doi.org/10.1021/jz500090xLink zu Google Scholar
[Dorn.etal:2007]Dorn, Joachim; Steiger, Michael (2007): Measurement and Calculation of Solubilities in the Ternary System NaCH3COO + NaCl + H2O from 278 K to 323 K. In: Journal of Chemical and Engineering Data, 5 (52), 1784-1790, 10.1021/je7001495Link zu Google Scholar
[Friedel:1978]Friedel, B. (1978): Gipslöslichkeiten in wässerigen Systemen mit NaCl, MgCl2, Na2SO4 und MgSO4. In: Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde, 141 (3), 337-346, 10.1002/jpln.19781410309Link zu Google Scholar
[Glasner.etal:1974]Glasner, A.; Zidon, M. (1974): The crystallization of NaCl in the presence of (Fe(CN)6)4- ions. In: Journal of Crystal Growth, 21 (2), 294-304, 10.1016/0022-0248(74)90018-9Link zu Google Scholar
[Godts.etal:2021a]Godts, S.; Orr, S.A.; Desarnaud, J.; Steiger, M.; Wilhelm, K.; De Clercq, H.; Cnudde, V.; De Kock, T. (2021): NaCl-related weathering of stone: the importance of kinetics and salt mixtures in environmental risk assessment. In: Heritage Science, 9 (44), WebadresseLink zu Google Scholar
[Granneman.etal:2019]Granneman, S.J.C.; Lubelli, B.; van Hees, R.P.J. (2019): Effect of mixed in crystallization modifiers on the resistance of lime mortar against NaCl and Na2SO4 crystallization. In: Construction and Building Materials , 194 (), 62-70, WebadresseLink zu Google Scholar
[Knox.etal:1975]Knox, R.; Shlichta, P. (1975): Growth band studies of halite (NaCl) crystallization in brine ponds and saline evaporite deposits. In:: ACCG III, 3rd amer. Conf. Crystal Growth,, 139-140.Link zu Google Scholar
[Linnow.etal:2007c]Linnow, Kirsten; Juling, Herbert; Steiger, Michael (2007): Investigation of NaCl deliquescence in porous substrates using RH-XRD. In: Environmental Geology, 52 (2), 317-327, 10.1007/s00254-006-0590-9Link zu Google Scholar
[Lubelli.etal:2006]Lubelli, B.; van Hees, R.P.J.; Huinik, H.P.; Groot, C.J.W.P. (2006): Irreversible dilation of NaCl contaminated lime -cement mortar due to crystallization cycles. In: Cement and Concrete Research, 36 (4), 678-687, https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2005.10.008Link zu Google Scholar
[Lubelli.etal:2006a]Lubelli, B.; van Hees, R.P.J.; Huinink, H.P. (2006): Effect of NaCl on the hydric and hygric dilation behaviour of lime-cement mortar. In: HERON, 51 (1), 33-48Link zu Google ScholarLink zum Volltext
[Lubelli.etal:2010a]Lubelli, B.; nijland, T.G.; Van Hees, R.P.J.; Hacquebord, A. (2010): “Effect of mixed in crystallization inhibitor on resistance of lime-cement mortar against NaCl crystallization. In: Construction and Building Materials, 24 (12), 2466-2472, Webadresse, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.010Link zu Google Scholar
[Marliacy.etal:2000]Marliacy, P.; Solimando, R.; Bouroukba, M.; Schuffenecker, L. (2000): Thermodynamics of crystallization of sodium sulfate decahydrate in H2O-NaCl-Na2SO4: application to Na2SO4.cntdot.10H2O-based latent heat storage materials. In: Thermochim. Acta, 344 (1), 85-94Link zu Google Scholar
[Monnin:1990]Monnin, C. (1990): The influence of pressure on the activity coefficients of the solutes and on the solubility of minerals in the system Na-Ca-Cl-SO4-H2O to 200°C and 1 kbar, and to high NaCl concentration. In: Geochimica et Cosmochimica Acta, 54 (12), 3265-3282, 10.1016/0016-7037(90)90284-RLink zu Google Scholar
[Moropoulou.etal:1992]Moropoulou, Antonia; Theoulakis, Panagiotis (1992): Conditions causing destructive NaCl crystallization into the porous sandstone, building material of the medieval city of Rhodes. In: Decrouez, Danielle; Chamay, Jacques; Zezza, Fulvio (Hrsg.): The conservation of monuments in the Mediterranean Basin: proceedings of the 2nd international symposium, Musee d'Art et d'Histoire-Geneve; Museum d'Histoire Naturelle, 493-499.Link zu Google Scholar
[Ottosen.etal:2017]Ottosen, Lisbeth M.; Andersson, Lovisa C. H. (2017): Electrode placement during electro-desalination of NaCl contaminated sandstone – simulating treatment of carved stones. In: Laue, Steffen (Hrsg.): Proceedings of SWBSS 2017. Fourth International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures, University of Applied Sciences Potsdam, Germany, 20-22 September 2017,Verlag der Fachhochschule Potsdam 150-157, 10.5165/hawk-hhg/332.Link zu Google ScholarLink zum Volltext
[Pitzer:1986]Pitzer, K. S. (1986): Thermodynamics of NaCl in steam. In: Geochemica et Cosmochimica Acta, 50 (7), 1445-1454Link zu Google Scholar
[Platford:1975]Platford, R. F. (1975): Thermodynamics of the system H2O-NaCl-MgCl2-Na2SO4-MgSO4 at 25 degrees C. In: Mar. Chem., 3 (4), 261-270Link zu Google Scholar
[Potter.etal:1978]Potter, R. W. I.; Clynne, M. A. (1978): Solubility of high soluble salts in aqueous media; Part 1, NaCl, KCl, CaCl2, Na2SO4, and K2SO4 solubilities to 100 degrees C. In: Journal of Research of the U. S. Geological Survey, 6 (6), 701-705Link zu Google Scholar
[Ptacek.etal:1992]Ptacek, C. J.; Reardon, E. J. (1992): Solubility of siderite (FeCO3) in concentrated NaCl and Na2SO4 solutions at 25 degrees C. In: Kharaka, Yousif K.; Maest, Ann S. (Hrsg.): Proceedings of the 7th international symposium on water-rock interaction, 181-184.Link zu Google Scholar
[Rodriguez-Navarro.etal:2002]Rodriguez-Navarro, Carlos; Linares-Fernandez, Lucia; Doehne, Eric; Sebastian, Eduardo (2002): Effects of ferrocyanide ions on NaCl crystallization in porous stone. In: Journal of Crystal Growth, 243 (3), 503-516, WebadresseLink zu Google Scholar
[Sarada.etal:1990]Sarada, S.; Ananthaswamy, J. (1990): Thermodynamic Properties of Electrolyte Solutions: Emf Study of the System NaCl-Na2SO4-H20 at 25, 35 and 45 ÄC. In: Journal Chem. Soc. Faraday Trans., 86 (1), 81-84Link zu Google Scholar
[Shen.etal:2020]Shen, Y.; Linnow, K.; Steiger, M. (2020): Crystallization Behavior and Damage Potential of Na2SO4-NaCl Mixtures in Porous Building Materials. In: Crystal Growth & Design, 20 (9), 5974-5985, https://doi.org/10.1021/acs.cgd.0c00671Link zu Google Scholar
[Shichiri.etal:1965]Shichiri, T.; Kato, N. (1965): The growth and dissolution of NaCl whiskers in aqueous solution. In: Acta Metallurg., 13 (), 785-795Link zu Google Scholar
[Shichiri.etal:1967]Shichiri, T.; Kinoshita, H.; Kato, N. (1967): Regrowth of NaCl and KCl whiskers in aqueous solution. In: Peiser, H.S. (Hrsg.): Crystal Growth, , 385-388.Link zu Google Scholar
[Shichiri.etal:1968]Shichiri, T.; Kato, N. (1968): Regrowth of NaCl whiskers from pure and poisoned solutions. In: Journal of Crystal Growth, 3/4 (), 384-390, WebadresseLink zu Google Scholar
[Simon:1981]Simon, B. (1981): Dissolution rates of NaCl and KCl in auqeous solution. In: Journal of Crystal Growth, 52 (2), 789-794, WebadresseLink zu Google Scholar
[Simon:1983] (1983): Influence of the direction of the solution flow on the morphology of NaClO3 crystals. In: Journal of Crystal Growth, 61 (1), 167-169, WebadresseLink zu Google Scholar
[Sonnleitner:2011]Sonnleitner,Tobias (2011): Symmetrien und Manipulation des Ladungszustands von Molekülen auf NaCl-Filmen, Webadresse.Link zu Google Scholar
[Talreja-Muthreja.etal:2022]Talreja-Muthreja, T.; Linnow, K.; Enke, D.; Steiger, M. (2022): Deliquescence of NaCl Confined in Nanoporous Silica. In: Langmuir, 38 (36), 10963-10974, https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.2c01309Link zu Google Scholar
[Taye.etal:2022]Taye, B.; Viles, H.; Zhang, H. (2022): Influence of salt (NaCl) on hydric and hygric dilatation of clay-rich rocks. In: Journal of Cultural Heritage, 58 (), 137-145, WebadresseLink zu Google Scholar
[Tishchenko.etal:1992]Tishchenko, Pavel Ya.; Bychkov, Alexander S.; Hravéczy-Páll, Andrea; Tóth, Klára; Pungor, Ernoe (1992): Activity Coefficients for the System NaCl + Na2SO4 + H2O at Various Temperatures. Application of Pitzer's Equations. In: Journal of Solution Chemistry, 21 (3), 261-274Link zu Google Scholar
[Vazquez.etal:2014]Vázquez, P.; Thomachot-Schneider, C.; Mouhoubi, K.; Gommeaux, M.; Fronteau, G.; Barbin, V.; Bodnar, J.L. (2014): Study of NaCl crystallization using Infrared Thermography. In: Hilde De Clercq (Hrsg.): Proceedings of SWBSS 2014 3rd International Conference on Salt Weathering of Buildings and Stone Sculptures,KIK-IRPA, Royal Institute for Cultural Heritage Brussels 289-303, 10.5165/hawk-hhg/274.Link zu Google ScholarLink zum Volltext
[Wolf.etal:1992]Wolf, Manfred; Rohde, Harald (1992): Solubility of calcite in mixed aqueous solutions of NaCl and KCl at 25 degrees C and CO2 partial pressures of about 1 kPa. In: Proceedings of the 7th international symposium on water rock interaction, 7 (), 195Link zu Google Scholar
[Yellin.etal:1985]Yellin, N.; Zelingher, N.; Ben-Dor, L. (1985): Whiskers growth by means of cellulose acetate membranes: NaCl and KCl. In: Journal of Crystal Growth, 71 (2), 427-432, WebadresseLink zu Google Scholar
[Zdanovskii.etal:1991]Zdanovskii, A. B.; Frolovskii, E. E. (1991): Equations for calculating the solubility of mirabilite in the aqueoussodium chloride-magnesium sulfate (2NaCl + MgSO4 = Na2SO4 + MgCl2) system at 0-25.degree. In: Zh. Prikl. Khim. (Leningrad), 64 (6), 1153-7Link zu Google Scholar
[Zelingher:1975]Zelingher, N. (1975): A new method of growing NaCl and KCl whiskers. In: Acta Crystallogr., A 31 Suppl., (), 211Link zu Google Scholar