Thermonatrit: Unterschied zwischen den Versionen
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{| | {{Infobox_Salz | ||
|- | |Footnote=<ref> | ||
http://webmineral.com/data/Thermonatrite.shtml</ref><ref>http://www.mindat.org/min-3938.html</ref><ref>http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Thermonatrit</ref> | |||
|bild = <!--[[Image:"Name der Bilddatei"|300px]] --> | |||
|mineralogischerName=Thermonatrit | |||
|chemischerName =Natriumcarbonathydrat | |||
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|chemFormel =Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>•H<sub>2</sub>O<sub></sub> | |||
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|Kristallsystem =orthorhombisch | |||
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| Trivialname | |Dichte =2,250 g/cm<sup>3</sup> | ||
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|Brechungsindices =n<sub>x</sub> = 1,420<br>n<sub>y</sub>= 1,509<br>n<sub>z</sub> = 1,525 | |||
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | |Doppelbrechung =Δ = 0,105 | ||
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|Literatur=<bib id="Lide:1995"/> | |||
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== Abstract == | |||
== Einleitung == --> | |||
= | == Allgemeines == | ||
Die allgemeinen Angaben zu Umwandlungsreaktionen, Hyradtationsdrücken, Vorkommen sind bei [[Natrit|Natriumcarbonate - Natrit]] zu finden. | |||
= | === Hygroskopizität === | ||
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]]): | |||
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= | |+''Tabelle 1: Deliqueszenzfeuchte von Thermonatrit'' | ||
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|+''Tabelle 2: Deliqueszenzfeuchte von Natrit [nach Arnold/Zehnder, 1991]'' | |||
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== Analytischer Nachweis == | |||
= | |||
= Analytischer Nachweis = | |||
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. | 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<br> == | === Mikroskopie<br> === | ||
'''Laboruntersuchung:'''<br> | '''Laboruntersuchung:'''<br> | ||
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<br> '''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''<br> | <br> '''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''<br> | ||
In Abhängigkeit von den vorliegenden Luftfeuchte- und Temperaturbedingungen verändern Kristalle des Ausgangsprobematerials und des rekristallisierten Präparates ihren Kristallwassergehalt. An | 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.<br>Die Zuweisung der Brechungsindizes von Thermonatrit erfolgt entsprechend der Immersionsmethode. Einzelpartikel, die in Standard-Immersionsöl mit einem Brechungsindex n<sub>D</sub> = 1,518 eingebettet werden, zeigen bei der Rotation in polarisiertem Durchlicht einen starken Wechsel <bib id="Blaeuer-Boehm:1994"/>, 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. <br> 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. | ||
<br>'''Verwechslungsmöglichkeiten:''' | <br> '''Verwechslungsmöglichkeiten:''' | ||
Thermonatrit ist eindeutig zuweisbar, wenn folgende Untersuchungskriterien geklärt sind: | Thermonatrit ist eindeutig zuweisbar, wenn folgende Untersuchungskriterien geklärt sind: | ||
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*gute Wasserlöslichkeit<br> | *gute Wasserlöslichkeit<br> | ||
*charakteristischer Habitus | *charakteristischer Habitus | ||
*alle Brechungsindizes unter | *alle Brechungsindizes unter n<sub>D</sub>=1,53 | ||
*hohe Doppelbrechung | *hohe Doppelbrechung | ||
*parallele/symmetrische Auslöschung<br> | *parallele/symmetrische Auslöschung<br> | ||
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|+''Tabelle 3: Salzphasen, die teils gleiche Eigenschaften aufweisen und möglicherweise zu verwechseln wären'' | |||
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| '''Salzphase''' | |bgcolor = "#F0F0F0"| '''Salzphase''' | ||
| | |bgcolor = "#F0F0F0"| '''Unterscheidungsmerkmale zu Thermonatrit''' | ||
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| Nesquehonit | |bgcolor = "#F7F7F7"| '''Nesquehonit''' MgCO<sub>3</sub> •<sub> </sub>3H<sub>2</sub>O; | ||
| schwer wasserlöslich | |bgcolor = "#FFFFEO"| schwer wasserlöslich / schiefe Auslöschung | ||
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| Lansfordit | |bgcolor = "#F7F7F7"| '''Lansfordit''' MgCO<sub>3</sub> • 5H<sub>2</sub>O | ||
| schwer wasserlöslich | |bgcolor = "#FFFFEO"| schwer wasserlöslich / schiefe Auslöschung / niedrige Doppelbrechung | ||
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| Trona | |bgcolor = "#F7F7F7"| '''Trona''' Na<sub>3</sub>H(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> • 2H<sub>2</sub>O | ||
| zumeist ein beobachtbarer Index > 1,53 | |bgcolor = "#FFFFEO"| zumeist ein beobachtbarer Index > 1,53 / schiefe Auslöschung | ||
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| Pottasche | |bgcolor = "#F7F7F7"| '''Pottasche''' K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> | ||
| | |bgcolor = "#FFFFEO"| zumeist ein beobachtbarer Index > 1,53 / schiefe Auslöschung / stark hygroskopisch | ||
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== Röntgendiffraktometrie == | == Röntgendiffraktometrie == | ||
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== Raman-Stektroskopie == | == Raman-Stektroskopie == | ||
== DTA/TG == | == DTA / TG == | ||
== IR-Spektroskopie == | == IR-Spektroskopie == | ||
= Umgang mit Thermonatritschäden = | == Umgang mit Thermonatritschäden == | ||
= | == Thermonatrit im Bild == | ||
== Am Objekt == | === Am Objekt === | ||
== Unter dem Polarisationsmikrokop == | === Unter dem Polarisationsmikrokop === | ||
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== Unter dem Rasterelektronenmikroskop == | == Unter dem Rasterelektronenmikroskop == | ||
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== Weblinks == | |||
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= Literatur = | |||
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Aktuelle Version vom 12. Mai 2023, 12:39 Uhr
Autoren: Hans-Jürgen Schwarz , Nils Mainusch
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Thermonatrit[1][2][3] | |
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. |
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):
35°C |
71,0% r.F. |
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
[Bearbeiten]
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
, 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
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]
Literatur[Bearbeiten]
[Blaeuer-Boehm:1994] | Bläuer-Böhm, Christine (1994): Salzuntersuchungen an Baudenkmälern. In: Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung, 8 (1), 86-103 | |
[Lide:1995] | Lide D.R. (Hrsg.) Lide D.R. (1995): CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press |