Thermonatrit

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Autoren: Hans-Jürgen Schwarz , Nils Mainusch
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Thermonatrit<ref>

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Mineralogische Salzbezeichnung Thermonatrit
Chemische Bezeichnung Natriumcarbonathydrat
Trivialname Natriumcarbonat
Chemische Formel Na2CO3•H2O
Hydratformen Natrit (Na2CO3)
Natriumcarbonatheptahydrat (Na2CO3•7H2O)
Natriumcarbonatdecahydrat - Natron(Na2CO3•10H2O)
Kristallsystem orthorhombisch
Deliqueszenzfeuchte 20°C 71% (35°C)
Löslichkeit(g/l) bei 20°C 330 g/l
Dichte (g/cm³) 2,250 g/cm3
Molares Volumen 55,11 cm3/mol
Molare Masse 124,00 g/mol
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Spaltbarkeit undeutlich
Kristallhabitus
Zwillingsbildung
Phasenübergang
Chemisches Verhalten
Bemerkungen in wässriger Lösung alkalisch,
pH ≈ 12
Kristalloptik
Brechungsindices nx = 1,420
ny= 1,509
nz = 1,525
Doppelbrechung Δ = 0,105
Optische Orientierung zweiachsig negativ
Pleochroismus
Dispersion
Verwendete Literatur
[Lide:1995]Titel: CRC Handbook of Chemistry and Physics
Autor / Verfasser: Lide D.R.
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Allgemeines[Bearbeiten]

Die allgemeinen Angaben zu Umwandlungsreaktionen, Hyradtationsdrücken, Vorkommen sind bei Natriumcarbonate - Natrit zu finden.


Hygroskopizität[Bearbeiten]

Die Abschätzung der Hygroskopizität von in situ vorliegenden Natriumcarbonaten ist schwierig, da die Lage des Sorptionspunktes und des Sättigungswertes unter dem Einfluss von lokalen Begebenheiten (Fremdionen, vorliegende Hydratstufen, Temperaturverhältnisse) sehr stark variiert. Nachstehend finden sich Angaben der Deliqueszenzfeuchte von Thermonatrit und Natrit in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur (vgl. Tabelle Gleichgewichtsfeuchte in Abhängigkeit von Temperatur):

Tabelle 1: Deliqueszenzfeuchte von Thermonatrit
35°C
71,0% r.F.


Tabelle 2: Deliqueszenzfeuchte von Natrit [nach Arnold/Zehnder, 1991]
15°C 20°C 25°C 30°C
96,5% r.F. 97,9% r.F. 88,2% r.F. 83,2% r.F.


Analytischer Nachweis[Bearbeiten]

Die Identifikation von Thermonatrit und Natrit kann vor Ort durch einfache Lösungsversuche und die pH-Wertmessung beginnen: Nach Bläuer Böhm ist Natrit das einzige bisher bekannte Ausblühsalz, welches mit einem pH-Wert deutlich über 8 sowohl alkalisch ist als auch die Eigenschaft aufweist, sich bei leichter Erwärmung im eigenen Kristallwasser zu lösen. Analog weist am Objekt vorliegendes Thermonatrit einen deutlich im alkalischen Bereich liegenden pH-Wert auf. Das Lösungsverhalten in Wasser ist gut. In wasserfreiem Ethanol ist Thermonatrit nicht löslich.

Mikroskopie
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Laboruntersuchung:

Durch mikroskopische Beobachtungen des Lösungsverhaltens sind die gute Wasserlöslichkeit und Ethanolunlöslichkeit zu überprüfen. Thermonatrit und Natrit
besitzen eine deutliche Tendenz zur Ausbildung nadeliger und/oder dendritischer Kristallformen bei der Rekristallisation. Sofern Gips im Probematerial vorliegt, kommt es zum raschen Ausfall von Calciumcarbonat, was sich in Form eines weißlichen Niederschlages darstellt.


Brechungsindizes:  nx = 1.420;  ny = 1.509; nz = 1,525;
Doppelbrechung:    Δ  = max. 0,105
Kristallklasse:          orthorhombisch


Polarisationsmikroskopische Untersuchung:

In Abhängigkeit von den vorliegenden Luftfeuchte- und Temperaturbedingungen verändern Kristalle des Ausgangsprobematerials und des rekristallisierten Präparates ihren Kristallwassergehalt. An trockener Luft (mit r.F. < ca. 60%) wird nach kurzer Zeit vorwiegend Thermonatrit vorliegen.
Die Zuweisung der Brechungsindizes von Thermonatrit erfolgt entsprechend der Immersionsmethode. Einzelpartikel, die in Standard-Immersionsöl mit einem Brechungsindex nD = 1,518 eingebettet werden, zeigen bei der Rotation in polarisiertem Durchlicht einen starken Wechsel [Blaeuer-Boehm:1994]Titel: Salzuntersuchungen an Baudenkmälern
Autor / Verfasser: Bläuer-Böhm, Christine
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, a.a.O., S. 86 ff. im Relief. Aufgrund der hohen Doppelbrechung weisen Thermonatritkristalle lebhafte Interferenzfarben auf. Hierin liegt ein klares Unterscheidungsmerkmal zu Natrit, welches eine deutlich geringe maximale Doppelbrechung besitzt.
Thermonatrit wird in das System der orthorhombischen Kristalle eingeordnet. Damit verbunden ist das Auftreten paralleler und/oder symmetrischer Auslöschung. Voluminösere Kristallnadeln löschen in der Regel vollständig aus. Die Auslöschung tritt "scharf" ein.


Verwechslungsmöglichkeiten:

Thermonatrit ist eindeutig zuweisbar, wenn folgende Untersuchungskriterien geklärt sind:

  • hoher pH-Wert
  • gute Wasserlöslichkeit
  • charakteristischer Habitus
  • alle Brechungsindizes unter nD=1,53
  • hohe Doppelbrechung
  • parallele/symmetrische Auslöschung
Tabelle 3: Salzphasen, die teils gleiche Eigenschaften aufweisen und möglicherweise zu verwechseln wären
Salzphase Unterscheidungsmerkmale zu Thermonatrit
Nesquehonit MgCO3  3H2O; schwer wasserlöslich / schiefe Auslöschung
Lansfordit MgCO3 • 5H2O schwer wasserlöslich / schiefe Auslöschung / niedrige Doppelbrechung
Trona Na3H(CO3)2 • 2H2O zumeist ein beobachtbarer Index > 1,53 / schiefe Auslöschung
Pottasche K2CO3 zumeist ein beobachtbarer Index > 1,53 / schiefe Auslöschung / stark hygroskopisch


Weblinks[Bearbeiten]

<references/>

Literatur[Bearbeiten]

[Blaeuer-Boehm:1994]Bläuer-Böhm, Christine (1994): Salzuntersuchungen an Baudenkmälern. Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung, 8 (1), 86-103Link zu Google Scholar
[Lide:1995]Lide D.R. (Hrsg.) Lide D.R. (1995): CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC PressLink zu Google Scholar

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.

relative Luftfeuche