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Version vom 17. März 2015, 13:35 Uhr
Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Nils Mainusch
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| Halit[1][2][3][4] | |
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| 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 | 6,135 mol/kg |
| 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=1,5443 |
| Doppelbrechung | |
| Optische Orientierung | isotrop |
| Pleochroismus | |
| Dispersion | |
| Verwendete Literatur | |
| [Steiger.etal:2014]Titel: Weathering and Deterioration Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Charola A. Elena; Sterflinger, Katja  [Robie.etal:1978]Titel: Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar pressure and higher temperaturesAutor / Verfasser: Robie R.A., Hemingway B.S.; Fisher J.A. [Dana:1951]Titel: Dana's System of MineralogyAutor / Verfasser: Dana J.D.
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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 6.13 mol/kg (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.
| Temperatur | 10°C | 20°C | 30°C | 40°C |
| Löslichkeit [mol/kg] | 6,11 | 6,13 | 6,17 | 6,22 |
Hygroskopizität[Bearbeiten]
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, anders als bei beispielsweise Niter oder Nitronatrit.
| 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:
| 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. 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.
| 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]
Halit Kruste auf einer Ziegeloberfläche
Halit Whisker
Unter dem Polarisationsmikrokop[Bearbeiten]
- Auskristallisat aus wässrigen Proben auf Objektträger
Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid und Calciumsulfat in realer Probe, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Natriumchlorid und Calciumsulfat in realer Probe, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
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Weblinks[Bearbeiten]
- ↑ http://webmineral.com/data/Halite.shtml gelesen 28.07.2010
- ↑ http://www.mindat.org/min-1804.html gelesen 28.07.2010
- ↑ http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit gelesen 28.07.2010
- ↑ 4,0 4,1 http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Hydrohalit gelesen 28.07.2010
Literatur[Bearbeiten]
| [Dana:1951] | Dana E.S. (Hrsg.) Dana J.D. (1951): Dana's System of Mineralogy, 7, Wiley & Sons | |
| [Robie.etal:1978] | Robie R.A., Hemingway B.S.; Fisher J.A. (1978): Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar pressure and higher temperatures. In: U.S. Geol. Surv. Bull, 1452 () | |
| [Steiger.etal:2008c] | Steiger, Michael; Kiekbusch, Jana; Nicolai, Andreas (2008): An improved model incorporating Pitzer's equations for calculation of thermodynamic properties of pore solutions implemented into an efficient program code. In: Construction and Building Materials, 22 (8), 1841-1850, Webadresse, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.04.020 | |
| [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. | |
| [Vogt.etal:1993] | Vogt, R.; Goretzki, Lothar (1993): Der Einfluss hygroskopischer Salze auf die Gleichgewichtsfeuchte und Trocknung anorganischer Baustoffe, unveröffentlichter Bericht. | |
| [Winkler:1975] | Winkler, Erhard M. (1975): Stone: Properties, Durability in Man ´s Environment, Springer Verlag, Wien | |
Weitere Literatur
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| [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), 1535-1542 | |
| [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), 1117-1118 | |
| [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/jz500090x | |
| [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/je7001495 | |
| [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.19781410309 | |
| [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)90018-9 | |
| [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), Webadresse | |
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| [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.2005.10.008 | |
| [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), 33-48 |  |
| [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.2010.06.010 | |
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| [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), 1153-7 | |
| [Zelingher:1975] | Zelingher, N. (1975): A new method of growing NaCl and KCl whiskers. In: Acta Crystallogr., A 31 Suppl., (), 211 | |