Salze und Salzgemische: Unterschied zwischen den Versionen
Zur Navigation springen
Zur Suche springen
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
Keine Bearbeitungszusammenfassung |
||
| Zeile 8: | Zeile 8: | ||
==Abstract== | ==Abstract== | ||
Grundlegende Eigenschaften von Salzen und Salzgemischen werden zusammen mit Erläuterungen zu Phasen- und Löslichkeitsdiagrammen beschrieben. Dabei soll eine Einschränkung auf Salze erfolgen, die im Bereich der Salzkristallisation auf Objekten des Kulturguts Relevanz haben. | Grundlegende Eigenschaften von Salzen und Salzgemischen werden zusammen mit Erläuterungen zu Phasen- und Löslichkeitsdiagrammen beschrieben. Dabei soll eine Einschränkung auf Salze erfolgen, die im Bereich der Salzkristallisation auf Objekten des Kulturguts Relevanz haben. | ||
<!-- | |||
==Salze im Bereich Kulturgut== | ==Salze im Bereich Kulturgut== | ||
Salze sind ionische Verbindungen, die aus positiv geladenen (Kationen) und negativ geladenen Ionen (Anionen) aufgebaut sind. Kationen und Anionen können ein- oder mehrfach positiv beziehungsweise negativ geladen sein, in einem Salz müssen diese Ladungen jedoch ausgeglichen sein. Für die im Kulturgut aus porösen, anorganischen Materialien auftretenden Salze sind die Kationen des Natrium, Kaliums, Magnesiums und des Calciums am häufigsten vertreten. Die gängigsten Anionen sind Chlorid, Sulfat, Nitrat und Carbonat. In Abhängigkeit der Umgebungsfaktoren, Eintragungsquellen und Restaurierungsgeschichte der Objekte können auch weitere Ionen vorkommen, beispielsweise Barium oder Ammonium. Zudem kann beispielsweise Acetat im Falle von in Holzschaukästen oder schränken gelagerten Objekten in Verbindung mit einem entsprechenden Kation in Ausblühungen vorkommen, da Essigsäure vom Holz emittiert wird. Bei Objekten aus metallischen Materialien können zusätzliche Kationen eine Rolle spielen . In der folgenden Betrachtung werden diese Fälle zunächst nicht weiter behandelt, sondern ein Fokus auf die am häufigsten auf mineralischen Materialien vorkommenden Salze gelegt. | Salze sind ionische Verbindungen, die aus positiv geladenen (Kationen) und negativ geladenen Ionen (Anionen) aufgebaut sind. Kationen und Anionen können ein- oder mehrfach positiv beziehungsweise negativ geladen sein, in einem Salz müssen diese Ladungen jedoch ausgeglichen sein. Für die im Kulturgut aus porösen, anorganischen Materialien auftretenden Salze sind die Kationen des Natrium, Kaliums, Magnesiums und des Calciums am häufigsten vertreten. Die gängigsten Anionen sind Chlorid, Sulfat, Nitrat und Carbonat. In Abhängigkeit der Umgebungsfaktoren, Eintragungsquellen und Restaurierungsgeschichte der Objekte können auch weitere Ionen vorkommen, beispielsweise Barium oder Ammonium. Zudem kann beispielsweise Acetat im Falle von in Holzschaukästen oder schränken gelagerten Objekten in Verbindung mit einem entsprechenden Kation in Ausblühungen vorkommen, da Essigsäure vom Holz emittiert wird. Bei Objekten aus metallischen Materialien können zusätzliche Kationen eine Rolle spielen . In der folgenden Betrachtung werden diese Fälle zunächst nicht weiter behandelt, sondern ein Fokus auf die am häufigsten auf mineralischen Materialien vorkommenden Salze gelegt. | ||
| Zeile 115: | Zeile 114: | ||
Als Anwendungsbeispiel soll eine Lösungszusammensetzung von Punkt A betrachtet werden. Dieser liegt im Stabilitätsfeld von Glaserit (NaK<sub>3</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>), so dass diese Phase bei Eindunstung der Lösung und Unterschreitung der Sättigungsfeuchte zuerst auskristallisieren würde. Durch die Kristallisation verändert sich bei voranschreitender Verdunstung die Lösungszusammensetzung, wobei die beteiligten Ionen proportional zu ihrem Vorkommen im auskristallisierenden Salz der Lösung entzogen werden. Dies erfolgt entlang der Linie A-B. An Punkt B liegt auch Sättigung in Bezug auf Thenardit vor, so dass die beiden Salze gemeinsam auskristallisieren. Durch weitere Kristallisation der beiden Phasen verändert sich die Lösungszusammensetzung weiter, und zwar entlang der Linie B-C. An diesem Punkt ist auch Sättigung in Bezug auf Darapskit (Na<sub>3</sub>NO<sub>3</sub>SO<sub>4</sub>∙H<sub>2</sub>O) erreicht. Da es sich bei dem Punkt jedoch um einen invarianten Punkt handelt, liegen nur dort die drei Phasen gemeinsam vor. Beim weiteren Eindunsten der Lösung muss Thenardit sich auflösen, da sein Stabilitätsfeld beim Verlauf entlang C-D verlassen wird. Endpunkt der Kristallisation ist der invariante Punkt D <bib id="Steiger:2009a"/><bib id="Steiger.etal:2008c"/>. | Als Anwendungsbeispiel soll eine Lösungszusammensetzung von Punkt A betrachtet werden. Dieser liegt im Stabilitätsfeld von Glaserit (NaK<sub>3</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>), so dass diese Phase bei Eindunstung der Lösung und Unterschreitung der Sättigungsfeuchte zuerst auskristallisieren würde. Durch die Kristallisation verändert sich bei voranschreitender Verdunstung die Lösungszusammensetzung, wobei die beteiligten Ionen proportional zu ihrem Vorkommen im auskristallisierenden Salz der Lösung entzogen werden. Dies erfolgt entlang der Linie A-B. An Punkt B liegt auch Sättigung in Bezug auf Thenardit vor, so dass die beiden Salze gemeinsam auskristallisieren. Durch weitere Kristallisation der beiden Phasen verändert sich die Lösungszusammensetzung weiter, und zwar entlang der Linie B-C. An diesem Punkt ist auch Sättigung in Bezug auf Darapskit (Na<sub>3</sub>NO<sub>3</sub>SO<sub>4</sub>∙H<sub>2</sub>O) erreicht. Da es sich bei dem Punkt jedoch um einen invarianten Punkt handelt, liegen nur dort die drei Phasen gemeinsam vor. Beim weiteren Eindunsten der Lösung muss Thenardit sich auflösen, da sein Stabilitätsfeld beim Verlauf entlang C-D verlassen wird. Endpunkt der Kristallisation ist der invariante Punkt D <bib id="Steiger:2009a"/><bib id="Steiger.etal:2008c"/>. | ||
Abbildung | [[File:Na-K-SO4-NO3 mix.jpg|400px|thumb|left|'''Abbildung 10''': Löslichkeiten bei 25 °C im System Na<sup>+</sup>-K<sup>+</sup>-NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>-H<sub>2</sub>O. Aufgetragen ist der auf die Ladungsäquivalente bezogene Stoffemengenanteil <i>x</i><sub>eq</sub> von NO<sub>3</sub><sup>-</sup> gegen den von K<sup>+</sup> <bib id="Steiger:2009a"/>, berechnet nach <bib id="Steiger:2008c"/>.]] | ||
<br clear=all> | |||
Aussagekraft haben diese Phasendiagramme neben der Ableitung von Kristallisationsabfolgen aber noch in anderer Hinsicht. Die Größe der Stabilitätsfelder verschiedener Phasen geben Hinweise darüber, wie wahrscheinlich es ist, dass diese Phase aus dem Gemisch auskristallisiert. Je größer das Feld, desto mehr Zusammensetzungen können zur Phasenbildung führen. Außerdem ist es wichtig ableiten zu können, welche Phasen des Gemischs gemeinsam vorliegen können. Nur aneinander grenzende oder durch invariante Punkt verbundene Phasen können gemeinsam auftreten. Somit wäre es in dem besprochenen Beispiel nicht möglich, Mirabilit zusammen mit Kaliumnitrat oder Kaliumsulfat zu identifizieren. | Aussagekraft haben diese Phasendiagramme neben der Ableitung von Kristallisationsabfolgen aber noch in anderer Hinsicht. Die Größe der Stabilitätsfelder verschiedener Phasen geben Hinweise darüber, wie wahrscheinlich es ist, dass diese Phase aus dem Gemisch auskristallisiert. Je größer das Feld, desto mehr Zusammensetzungen können zur Phasenbildung führen. Außerdem ist es wichtig ableiten zu können, welche Phasen des Gemischs gemeinsam vorliegen können. Nur aneinander grenzende oder durch invariante Punkt verbundene Phasen können gemeinsam auftreten. Somit wäre es in dem besprochenen Beispiel nicht möglich, Mirabilit zusammen mit Kaliumnitrat oder Kaliumsulfat zu identifizieren. | ||
Version vom 8. März 2019, 11:50 Uhr
Autor: Amelie Stahlbuhk
zurück zu SalzWiki:Portal
| Dieser Artikel wird gerade neu erstellt und ist noch nicht vollständig. |
Abstract
Grundlegende Eigenschaften von Salzen und Salzgemischen werden zusammen mit Erläuterungen zu Phasen- und Löslichkeitsdiagrammen beschrieben. Dabei soll eine Einschränkung auf Salze erfolgen, die im Bereich der Salzkristallisation auf Objekten des Kulturguts Relevanz haben.