Halit: Unterschied zwischen den Versionen

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Autoren: Hans-Jürgen Schwarz , Nils Mainusch, NN....
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<br>


{| align="right" style="border: 2px solid rgb(224, 224, 224); padding: 5px; width: 380px; background-color: rgb(249, 249, 249);"
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|- bgcolor="#dddddd"
| Mineralogische Salzbezeichnung
| bgcolor="#99ffaa" | Halit
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| Chemische Bezeichnung
| bgcolor="#99ffaa" | Natriumchlorid
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| Trivialname
| bgcolor="#99ffaa" | Kochsalz, Steinsalz
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| Chemische Formel
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| Hydratformen
| bgcolor="#99ffaa" | NaCl•2H<sub>2</sub>O
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| Kristallklasse
| bgcolor="#99ffaa" | kubisch
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| Deliqueszenzfeuchte 20°C
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| Dichte (g/cm³)
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| Molvolumen
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| Molgewicht
| bgcolor="#99ffaa" | 58,44g/mol
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| Transparenz
| bgcolor="#99ffaa" | durchsichtig bis durchscheinend
|- bgcolor="#dddddd"
| Spaltbarkeit
| bgcolor="#99ffaa" | vollkommen
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| Kristallhabitus
| bgcolor="#99ffaa" | kubische (würfelförmige) Kristalle; körnige, massige Aggregate
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| Zwillingsbildung
| bgcolor="#99ffaa" | keine
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| Brechungsindices
| bgcolor="#99ffaa" | n<sub>D</sub>=1,544
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| Doppelbrechung
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| Optische Orientierung
| bgcolor="#99ffaa" | -
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| Pleochroismus
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| Dispersion
| bgcolor="#99ffaa" | -
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| Phasenübergang
| bgcolor="#99ffaa" | -
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| Chemisches Verhalten
| bgcolor="#99ffaa" | leicht wasserlöslich
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| Bemerkungen
| bgcolor="#99ffaa" | -
|}


= <br>Abstract  =
{{Infobox_Salz
|Footnote=<ref>http://webmineral.com/data/Halite.shtml gelesen 28.07.2010</ref><ref>http://www.mindat.org/min-1804.html gelesen 28.07.2010</ref><ref>http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit gelesen 28.07.2010</ref><ref name=hydrohalit>http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Hydrohalit gelesen 28.07.2010</ref>
|bild =[[Image:NaCl 27.4.2006-10x.JPG|300px]]
|mineralogischerName=Halit
|chemischerName =Natriumchlorid
|Trivialname =Kochsalz, Steinsalz
|chemFormel =NaCl
|Hydratformen =Natriumchlorid Dihydrat/Hydrohalit (NaCl•2H<sub>2</sub>O)
|Kristallsystem =kubisch
|Deliqueszenzfeuchte =75,4%
|Löslichkeit=6,135 mol/kg
|Dichte =2,163 g/cm<sup>3</sup>
|Molvolumen =27,02 cm<sup>3</sup>/mol
|Molgewicht =58,44 g/mol
|Transparenz =durchsichtig bis durchscheinend
|Spaltbarkeit =vollkommen
|Kristallhabitus =kubische (würfelförmige) Kristalle; körnige, massige Aggregate
|Zwillingsbildung =keine
|Brechungsindices =n<sub>D</sub>=1,5443
|Doppelbrechung =
|optOrientierung=isotrop
|Pleochroismus =
|Dispersion =
|Phasenübergang =
|chemVerhalten =
|Bemerkungen =leicht wasserlöslich
|Literatur =<bib id="Steiger.etal:2014"/> <bib id="Robie.etal:1978"/> <bib id="Dana:1951"/>
}}
== Abstract  ==
 
== Vorkommen von Halit  ==


= <br>Einleitung  =
Das gemeinhin als Speise- oder Streusalz verwendete Natriumchlorid wird auf dem Wege des bergmännischen Abbaus, der Gewinnung aus Meerwasser oder aus Salzseen nutzbar gemacht.<br>
Der Gehalt an Natriumchlorid in Meerwasser liegt bei etwa 2,7 M.%.<br>


= <br>Allgemeines =
== Angaben zu Herkunft und Bildung von Halit an Baudenkmalen ==


== <br>Vorkommen von Halit ==
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.


Das gemeinhin als Speise- oder Streusalz verwendete Natriumchlorid wird auf dem Wege des bergmännischen Abbaus, der Gewinnung aus Meerwasser oder aus Salzseen nutzbar gemacht.<br>Der Gehalt an Natriumchlorid in Meerwasser liegt bei etwa 2,7 M.%.<br><br>


== <br>Angaben zu Herkunft und Bildung von Halit an Baudenkmalen ==
== Lösungsverhalten ==


Durch den Eintrag von Materialien, die lösliche Natriumverbindungen enthalten, kann im mineralischen System eines Baudenkmals Natriumchlorid als Ausblühsalze 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<br>(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.<br>
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.  


= <br>Angaben zum Schadenspotential und zur Verwitterungsaktivität von Halit  =
[[Image:L NaCl.jpg|thumb|left|800px|Abbildung 1:Löslichkeit von Natriumchlorid in Wasser. Aufgetragen ist die Molalität ''m'' [n(NaCl)•kg(H<sub>2</sub>O)<sup>-1</sup>] gegen die Temperatur.]]


== <br>Lösungsverhalten  ==
<br clear="all">
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable"
|+''Tabelle 1: Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur nach <bib id="Steiger.etal:2008c"/>. ''                   
|-
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''Temperatur'''
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''10°C'''
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''20°C'''
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|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''40°C'''
|-
|bgcolor = "#F7F7F7" | Löslichkeit [mol/kg]
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 6,11
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 6,13
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 6,17
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 6,22
|}
<br clear=all>


Das in Norddeutschland 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.
== Hygroskopizität  ==


{| width="200" cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
[[Image:D NaCl d.jpg|thumb|left|800px|Abbildung 2: Deliqueszenzverhalten von Natriumchlorid in Abhängigkeit der Temperatur. Aufgetragen ist die Wasseraktivität ''a<sub>w</sub>'' gegen die Temperatur.]]
<br clear=all>
 
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]].
 
<br clear=all>
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable"
|+''Tabelle 2: Deliqueszenzfeuchte von Natriumchlorid in Temperaturabhängigkeit nach <bib id="Steiger.etal:2014"/>''                   
|-
|-
| &nbsp;10°C  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 0°C
| &nbsp;20°C  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 10°C  
| &nbsp;40°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 20°C  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 30°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 40°C
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| 50°C
|-
|-
| &nbsp;356,5g/l
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 75,9%r.F.
| &nbsp;358,8g/l
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 75,6%r.F.
| &nbsp;364,2g/l
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 75,4%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 75,2%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 75,0%r.F.
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 74,8%r.F.
|}
|}
<br clear=all>


&nbsp; <br><br>Tabelle 1 – Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur [nach Stark/Stürmer 1996 &lt;bibref&gt;Stark.etal:1996&lt;/bibref&gt; und J. D’Ans,<br>1933] <br>


<br> (vgl.Tabelle [[Hygroskopizität der Salze und Gleichgewichtsfeuchte]])
<br> '''Feuchtesorption:'''<br>Theoretischen Berechnungen zufolge kann 1g NaCl 4,3g Feuchtigkeit aufnehmen. Nachstehend ist die Feuchtesorption bei variierenden relativen Feuchten wiedergegeben:


== <br>Hygroskopizität  ==


Die Gleichgewichtsfeuchte von Halit liegt mit einem Werte 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.&nbsp;
<br clear="all">
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable sortable"
|+''Tabelle 3:Feuchtesorption in M% nach 56 Tagen nach <bib id="Vogt.etal:1993"/> ''                   
|-
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''Lagerungsfeuchte/Salzphase'''
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''NaCl'''
|-
|bgcolor = "#F7F7F7" | '''87% r.F.'''
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 153
|-
|bgcolor = "#F7F7F7" | '''81% r.F.'''
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 22
|-
|bgcolor = "#F7F7F7" | '''79% r.F.'''
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 7
|}
<br clear=all>


Diagramm 3 – Einfluß der Temperatur auf den Deliqueszenzpunkt von Halit. [nach J. D’Ans 1933].
== Kristallisationsdruck  ==


== <br>Kristallisationsdruck ==
Bei der Kristallisation aus wässeriger Lösung lässt sich für Halit ein Kristallisationsdruck von 55,4-65,4 N/mm<sup>2</sup> <bib id="Winkler:1975" /> angeben (zum Vergleich die berechneten Angaben der Werteskala anderer bauschädlichen Salze: 7,2-65,4 N/mm<sup>2</sup>). 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.


Bei der Kristallisation aus wässeriger Lösung läßt sich für Halit ein Kristallisationsdruck von 55,4-65,4 N/mm<sup>2</sup> angeben (zum Vergleich die berechneten Angaben der Werteskala anderer bauschädlichen Salze: 7,2-65,4 N/mm<sup>2</sup>). 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 [nach Winkler, 1975].
== Hydratationsverhalten  ==


== <br>Hydratationsverhalten  ==
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
<ref name=hydrohalit>http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Hydrohalit gelesen 28.07.2010</ref>.


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 [Gmelin].
<!--
=== Hydratationsdruck  ===


== <br>Hydratationsdruck ==
=== Umwandlungsreaktionen ===


== <br>Umwandlungsreaktionen ==
== <br>Analytischer Nachweis ==


= <br>Analytischer Nachweis  =
-->


<br> <br><br>
== Mikroskopie ==


== <br>Mikroskopie  ==
===  Laboruntersuchung  ===
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.<br>  


Brechungsindex von Halit: n<sub>D</sub> = 1,544<br>Kristallklasse: kubisch  
'''Brechungsindex:'''&nbsp; n<sub>D</sub> = 1,544<br>'''Kristallklasse:'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; kubisch<br>


Natriumchlorid zählt wie Kaliumchlorid zu den wenigen bauschädlichen Salzen des kubischen Kristallsystems. Der Kristall zeigt aufgrund seines isotropen inneren Aufbaus keine Eigenschaften der Doppelbrechung.<br>
'''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''


Natriumchloridkristalle sind mit großer Zuverlässigkeit anhand morphologischer Merkmale zu identifizieren. Einzelpartikel sind zumeist in Rechteck- oder in Würfelform ausgebildet und weisen somit deutlich rechte Winkel im Kristallbau auf. <br>
Natriumchlorid zählt wie Kaliumchlorid zu den wenigen bauschädlichen Salzen des kubischen Kristallsystems. Der Kristall zeigt aufgrund seines isotropen inneren Aufbaus keine Eigenschaften der Doppelbrechung.  


<br>'''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''
Die Zuweisung des Brechungsindex erfolgt entsprechend der Immersionsmethode in Standart- Immersionsöl mit einem Brechungsindex n<sub>D</sub> =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.


Die Zuweisung des Brechungsindex erfolt entsprechend der Immersionsmethode in Standart- Immersionsöl mit einem Brechungsindex n<sub>D</sub> =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.
<br> '''Verwechslungsmöglichkeiten:'''<br>  


'''Verwechslungsmöglichkeiten:'''<br>
Die Gruppe der isotropen bauschädlichen Salze beschränkt sich auf Halit, Sylvin und Fluorit; alle diese Phasen können problemlos voneinander unterschieden werden.


Die Gruppe der isotropen bauschädlichen Salze beschränkt sich auf Halit, Sylvin und Fluorit; alle diese Phasen können problemlos voneinander unterschieden werden.
<br clear="all">


<br>


{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" style="width: 498px; height: 85px;"
{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1" style="width: 498px; height: 85px;"
|+''Tabelle 4:Unterscheidungsmerkmale zu anderen Chloriden''
|-
|-
| '''Salzphase'''  
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''Salzphase'''  
| <font color="#818181">&nbsp;'''Unterscheidungsmerkmale zu Calcit'''</font>
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''Unterscheidungsmerkmale'''
|-
|-
| Sylvin, KCl  
|bgcolor = "#F7F7F7"| [[Sylvin]] KCl  
| &nbsp;Brechungsindex unter 1,518.
|bgcolor = "#FFFFEO"| Brechungsindex unter 1,518.
|-
|-
| Fluorit, CaF<sub>2</sub>  
|bgcolor = "#F7F7F7"| [[Fluorit]] CaF<sub>2</sub>  
| &nbsp;Brechungsindex unter 1,518, kaum wasserlöslich.
|bgcolor = "#FFFFEO"| Brechungsindex unter 1,518, kaum wasserlöslich.
|}
|}


<br>  
<!--
 
=== <br>Röntgendiffraktometrie  ===
 
=== <br>Raman-Stektroskopie  ==
 
=== DTA / TG  ===
 
=== <br>IR-Spektroskopie  ===
 
== <br>Umgang mit Halitschäden  ==
 
-->


== <br>Röntgendiffraktometrie ==
== Salze und Salzschäden im Bild ==


== <br>Raman-Stektroskopie ==
=== Am Objekt ===


== <br>DTA/TG  ==
<gallery caption="" widths="200px" heights="150px" perrow="3">


== <br>IR-Spektroskopie  ==
Image:Strahlsund_Kochsalz-Kruste.jpg|Halit Kruste auf einer Ziegeloberfläche
Image:Strahlsund_Kochsalz-Whisker.jpg|Halit Whisker
</gallery>  


= <br>Umgang mit Halitschäden =
=== Unter dem Polarisationsmikrokop ===


= <br>Salze und Salzschäden im Bild  =
<gallery caption="Auskristallisat aus wässrigen Proben auf Objektträger" widths="200px" heights="150px" perrow="3">


== <br>Am Objekt  ==
Image:NaCl 27.4.2006-10x (1).JPG|Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl 27.4.2006-10x (2).JPG|Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl 27.4.2006-10x (5).JPG|Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl 27.4.2006-10x (6).JPG|Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl 27.4.2006-10x.JPG|Natriumchlorid, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl+CaSO4 reale Probe 01.JPG|Natriumchlorid und Calciumsulfat in realer Probe, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger
Image:NaCl+CaSO4 reale Probe 02.JPG|Natriumchlorid und Calciumsulfat in realer Probe, auskristallisiert aus wässriger Lösung auf einem Objektträger


== <br>Unter dem Polarisationsmikrokop  ==
</gallery>  


<br>
<!--
=== Unter dem Rasterelektronenmikroskop  ===


== Unter dem Rasterelektronenmikroskop  ==
-->


= <br>Weblinks  =
== Weblinks  ==


<br>http://webmineral.com/data/Halite.shtml
<references/>


http://www.mindat.org/min-1804.html<br>
== Literatur  ==


http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit<br>  
<!-- System NaCl-H2O wurde von BRAITSCH (1962) und FRENZEL (1980) -->


= <br>Literatur  =
<biblist/>  


&lt;bibreferences/&gt;
'''Weitere Literatur'''
<!--
<bibprint filter=" title:%NaCl%"/>
-->
[[Category:Halit]] [[Category:Mainusch,Nils]][[Category:Schwarz,Hans-Jürgen]] [[Category:R-MSteiger]] [[Category:Review]] [[Category:Chlorid]] [[Category:Salz]][[Category:Liste]]

Aktuelle Version vom 6. März 2024, 08:04 Uhr

Autoren: Hans-Jürgen Schwarz, Nils Mainusch
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Halit[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 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
Link zu Google Scholar [Robie.etal:1978]Titel: Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar pressure and higher temperatures
Autor / Verfasser: Robie R.A., Hemingway B.S.; Fisher J.A.
Link zu Google Scholar [Dana:1951]Titel: Dana's System of Mineralogy
Autor / Verfasser: Dana J.D.
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 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.

Abbildung 1:Löslichkeit von Natriumchlorid in Wasser. Aufgetragen ist die Molalität m [n(NaCl)•kg(H2O)-1] gegen die Temperatur.


Tabelle 1: Löslichkeit von Halit in Abhängigkeit zur Temperatur nach [Steiger.etal:2008c]Titel: An improved model incorporating Pitzer's equations for calculation of thermodynamic properties of pore solutions implemented into an efficient program code
Autor / Verfasser: Steiger, Michael; Kiekbusch, Jana; Nicolai, Andreas
Link zu Google Scholar.
Temperatur 10°C 20°C 30°C 40°C
Löslichkeit [mol/kg] 6,11 6,13 6,17 6,22


Hygroskopizität[Bearbeiten]

Abbildung 2: Deliqueszenzverhalten von Natriumchlorid in Abhängigkeit der Temperatur. Aufgetragen ist die Wasseraktivität aw gegen die Temperatur.


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.


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]

  • Halit Kruste auf einer Ziegeloberfläche

    Halit Kruste auf einer Ziegeloberfläche

  • Halit Whisker

    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, 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

  • 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


Weblinks[Bearbeiten]

  1. ↑ http://webmineral.com/data/Halite.shtml gelesen 28.07.2010
  2. ↑ http://www.mindat.org/min-1804.html gelesen 28.07.2010
  3. ↑ http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Halit gelesen 28.07.2010
  4. ↑ 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 & SonsLink zu Google Scholar
[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 ()Link zu Google Scholar
[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.2007.04.020Link 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

Die Deliqueszenzfeuchte beschreibt die Höhe der relativen Luftfeuchte, oberhalb der z. B. ein Salz Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und in Lösung geht.

Wasserglas ist eine klare Lösung von Natrium- oder Kaliumsilikaten in Wasser.

Konzentrationsangabe, bei der die Stoffmenge des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel angegeben wird. Die Einheit ist mol•kg-1.

relative Luftfeuche

Wassergehalt, der sich in einem Material nach Lagerung bei konstanten Bedingungen ergibt (relative Luftfeuchte, Temperatur).

Haarkristalle: wenige µm dicke, bis cm - lange, stengelige, oft auch gebogene Kristalle

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