Mirabilite: Difference between revisions

From Saltwiki
Jump to navigation Jump to search
No edit summary
Line 1: Line 1:
<bibimport/>
<bibimport/>
<br> English version by Christa Gerdwilker
{{Infobox_Salt
{{Infobox_Salt
|Footnote            = <ref>http://webmineral.com/data/Mirabilite.shtml  viewed on 29/07/2010</ref><ref>http://www.mindat.org/min-2725.html  viewed on 29/07/2010</ref>
|Footnote            = <ref>http://webmineral.com/data/Mirabilite.shtml  accessed 29/07/2010</ref><ref>http://www.mindat.org/min-2725.html  accessed 29/07/2010</ref>
|photo                = [[File:HJS_Na2SO4-slides-110703-10x-1.jpg|300px]]
|photo                = [[File:HJS_Na2SO4-slides-110703-10x-1.jpg|300px]]
|mineralogical_Name  = Mirabilite
|mineralogical_Name  = Mirabilite
|chemical_Name        = Sodiumsulfate decahydrate
|chemical_Name        = Sodium sulfate decahydrate
|Trivial_Name        = Glauber salt, Reussin, Sulphate of Soda
|Trivial_Name        = Glauber salt, Reussin, Sulphate of Soda
|chemical_Formula      = Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>•10H<sub>2</sub>O
|chemical_Formula      = Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>•10H<sub>2</sub>O
|Hydratforms          = Sodiumsulphate heptahydrate Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>•7H<sub>2</sub>O
|Hydratforms          = Sodium sulphate heptahydrate Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>•7H<sub>2</sub>O
|Crystal_System      = monoclinic
|Crystal_System      = monoclinic
|Crystal_Structure    =
|Crystal_Structure    =
Line 26: Line 28:
|Phase_Transition    =
|Phase_Transition    =
|chemBehavior        =
|chemBehavior        =
|Comments            = soluble in water and glycerin,<br> not soluble in pure alcohol<br> easily loses some water, converts to thenardite at 32°C<br>anormal blue or brown interference colours
|Comments            = soluble in water and glycerin,<br> not soluble in pure alcohol<br> easily loses some water, converts to thenardite at 32°C<br>abnormal blue or brown interference colors
}}
}}


Line 35: Line 37:
<br>  
<br>  


== Vorkommen von Mirabilit ==
== Occurrence ==


siehe [[Natriumsulfat]]
see [[sodium sulfate]]


== Angaben zu Herkunft und Bildung von Mirabilit an Baudenkmalen  ==
== The origins and formation of halite on monuments ==


siehe [[Natriumsulfat]]
see [[Sodium sulfate]]
-->
-->
== Solubility properties  ==
== Solubility properties  ==
[[file:Loeslichkeit Mirabilit .JPG|thumb|400px|left|'''Figure1''': Solubility of thenardite and mirabilite compared with other salts[after <bib id=Stark.etal:1996/>].]]
[[file:Loeslichkeit Mirabilit .JPG|thumb|400px|left|'''Figure1''': Solubility of thenardite and mirabilite in comparison to other salts[after <bib id=Stark.etal:1996/>].]]
<br clear=all>
<br clear=all>
<!--
<!--
siehe [[Natriumsulfat]]
see [[Sodium sulfate]]


<br clear=all>
<br clear=all>


== Hygroskopizität ==
== Hygroscopicity ==


[[Datei:Deliqueszenz Mirabilit, Thenardit .JPG|thumb|400px|right|'''Abbildung 2''': Deliqueszenzpunkte der Reinsalze Thenardit und Mirabilit <bib id=Arnold.etal:1991/>]]
[[Datei:Deliqueszenz Mirabilit, Thenardit .JPG|thumb|400px|right|'''Figure 2''': Deliquescence points of the pure salts thenardite and mirabilite <bib id=Arnold.etal:1991/>]]


In Abbildung 2 ist der Temperatureinfluss auf die Deliqueszenzpunkte von Thenardit und Mirabilit verdeutlicht. Auffällig sind hierbei die gegenläufigen Kurvengänge.  
Figure 2 illustrates the influence of temperature on the deliquescence points of thenardite and mirabilite. Note the opposing curves of the graphs.  


In Anwesenheit von Fremdionen (bei Salzgemischen) verändern sich die Parameter der Gleichgewichtsfeuchte und der notwendigen Temperatur- und Feuchtebedingungen für Umkristallisationen zudem deutlich. Als orientierende Daten sind in Tabelle 1 experimentell erfasste Werte der Gleichgewichtsfeuchte in unterschiedlichen Salzgemischen wiedergegeben. Es zeigt sich, dass alle Werte der Gleichgewichtsfeuchte unter denen des Reinsalzes Mirabilit liegen.  
The presence of other ions (in salt mixtures) can significantly alter the equilibrium humidity parameters, i.e. the temperature and humidity conditions which initiate phase changes. Table 1 lists the experimentally determined equilibrium humidity of different salt mixtures. This shows that the equilibrium humidity of pure mirabilite is higher than that of the other salts.  


<br clear="all">  
<br clear="all">  
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable sortable"
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable sortable"
|+''Tabelle 1: Angaben der Gleichgewichtsfeuchten über gesättigten Mischlösungen (Mischungsverhältnis: Gesättigte Lsg.A/ gesättigte Lsg.B =1:1) <bib id="Vogt.etal:1993"/>.''                   
|+''Table1: Equilibrium humidity data of saturated salt mixture solutions (mixing ratio: Saturated solution A/saturated solution = 1:1) <bib id="Vogt.etal:1993"/>.''                   
|-
|-
|bgcolor = "#F0F0F0"|  
|bgcolor = "#F0F0F0"|  
Line 74: Line 76:
|}
|}
<br clear="all">  
<br clear="all">  
'''Feuchtesorption '''  
'''Hygroscopicity '''  


Als weitere Angabe zur Abschätzung der Hygroskopizität von Natriumsulfaten sind in der nachstehenden Tabelle Werte für das Sorptionsverhalten des Reinsalzes und des Gemisches mit Halit bei unterschiedlichen relativen Feuchten wiedergegeben:
To assess the hygroscopicity of sodium sulfates, the table below compares the moisture sorption of  pure sodium sulphate and sodium sulphate-halite mixture at different relative humidity (RH) levels.


<br clear="all">  
<br clear="all">  
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable sortable"
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="52%" align="left" class="wikitable sortable"
|+''Tabelle 2: Feuchtsorption in M.% nach 56 Tagen Lagerung von Natriumsulfat <bib id=Vogt.etal:1993/>''  
|+''Table 2: Moisture sorption in M.% after 56 days storage of sodium sulphate <bib id=Vogt.etal:1993/>''  
|-
|-
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''Lagerungsfeuchte'''  
|bgcolor = "#F0F0F0"| '''storage relative RH'''  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''87% r.F.'''  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''87% RH.'''  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''81% r.F.'''  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''81% RH'''  
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''79% r.F.'''
|bgcolor = "#F0F0F0" align=center| '''79% RH'''
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"| '''Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>'''  
|bgcolor = "#F7F7F7"| '''Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>'''  
Line 92: Line 94:
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 0
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 0
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"| '''Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>+NaCl'''<br>(1:1 molare Mischung)  
|bgcolor = "#F7F7F7"| '''Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>+NaCl'''<br>(1:1 molar mixture)  
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 157  
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 157  
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 32  
|bgcolor = "#FFFFEO" align=center| 32  
Line 99: Line 101:
<br clear="all">
<br clear="all">


== Kristallisationsdruck  ==
== Crystallization pressure ==


Bei der Kristallisation aus wäßriger Lösung läßt sich für Mirabilit ein Kristallisationsdruck von 7,2-8,3 N/mm<sup>2</sup> angeben.
The crystallization of mirabilite from aqueous solution results in a crystallization pressure of 7.2-8.3 N/mm<sup>2</sup>.


== Hydratationsverhalten ==
== Hydration behavior ==


siehe [[Natriumsulfat]]
see [[Sodium sulfate]]


== Analytischer Nachweis ==
== Analytical evidence ==


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


'''Laboruntersuchung:'''<br>Durch mikroskopische Beobachtungen des Lösungsverhaltens sind die gute Wasserlöslichkeit und Ethanolunlöslichkeit zu verifizieren. Thenardit und Mirabilit besitzen keine morphologische Charakterisitka, die bei einfachen Rekristallisationsversuchen zur Identifizierung beitragen können. Vielmehr ist eine große Bandbreite unterschiedlichster Erscheinungsformen beobachtbar.<br>  
'''Laboratory analysis:'''<br> Observations of the solubility behavior through the microscope allow the verification of sodium sulfate’s good water solubility and insolubility in ethanol. Thenardite and mirabilite do not have morphological characteristics to aid their identification during simple recrystallization experiments. Instead, a broad range of different forms could be observed.<br>  


'''Brechungsindizes:''' &nbsp;&nbsp; n<sub>x</sub> = 1,395; n<sub>y</sub> =1,396-1,410; n<sub>z</sub> =1,398-1,419<br>'''Doppelbrechung''':&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Δ = 0.04-0,023<br>'''Kristallklass'''e:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; monoklin<br>  
'''Refractive indices:''' &nbsp;&nbsp; n<sub>x</sub> = 1,395; n<sub>y</sub> =1.396-1.410; n<sub>z</sub> =1.398-1.419<br>'''Birefringence''':&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Δ = 0.04-0,023<br>'''Crystal class'''e:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; monocline<br>  


<br>  
<br>  


'''Polarisationsmikroskopische Untersuchung:'''<br>  
'''Under the polarizing microscope:'''<br>  


In Abhängigkeit von den vorliegenden Luftfeuchte- und Temperaturbedingungen verändern Kristalle des Rohprobematerials und des rekristallisierten Präparates ihren Kristallwassergehalt. An trockner Luft (mit r.F. &lt; 80% und Raumtemperatur) verliert Mirabilit sein Kristallwasser und geht in Thenardit über. Dieser Vorgang kann mikroskopisch klar nachvollzogen werden, wenn der Prozeß der Rekristallisation beobachtet wird. Mirabilit weist charakteristische anormale Interferenzfarbe auf, im Zuge des Wasserverlustes und Entstehen von Thenardit schwächen sich die anormalen Interferenzphänomene zunehmend ab.<br><br>'''Verwechslungsmöglichkeiten:'''


Generell ist die Unterscheidung einer bestimmten Anzahl von Sulfaten (die unten aufgelistet sind und wozu Thenardit zählt) ohne mikrochemische Bestimmung der Anionen problematisch, da die Brechungsindizes der Salze dicht beieinander liegen, und alle Salze eine niedrige Doppelbrechung aufweisen. Hilfreich ist die Verwendung eines Immersionsmittels mit einem n<sub>D</sub>-Wert von 1,48. Eine Differenzierung innerhalb dieser Gruppe wird damit möglich. Außerdem können die unten genannten Eigenschaften als Abgrenzungskriterien hinzugezogen werden.
The water of crystallization content of the sample and re-crystallized material depends on the ambivalent RH and temperature levels. In dry air (with 80% RH at room temperature) mirabilite loses its water of crystallization content and changes to thenardite. This process can be observed during recrystallization under the microscope. Mirabilite has characteristic abnormal interference colours which weaken during water loss and the formation of thenardite.<br><br>'''Differentiation from different salts:'''


Eindeutig bestimmbar wird Thenardit durch die Möglichkeit, nach Auflösung des Probematerials im Zuge der Rekristallisation das Phänomen anormaler Interferezfarben beobachten zu können, sprich Mirabilit in der hohen Hydratstufe zu identifizieren, und somit indirekt Thenardit nachzuweisen.  
Generally, the differentiation of certain sulfates (listed below and including thenardite) without the microchemical determination of the anions is problematic as their refractive indices are close to each other and all salts display a slight double refraction. The use of an immersion material with a n<sub>D</sub>-value of 1.48 is helpful and allows the differentiation of salts within this group. Additionally, the properties listed below can also be taken into consideration. Thenardite can be determined indirectly through the observation of mirabilite during the high hydration stages of salt recrystallization.  


<br clear="all">  
<br clear="all">  
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="100%" align="left" class="wikitable"
{|border="2" cellspacing="0" cellpadding="4" width="100%" align="left" class="wikitable"
|+''Tabelle 3: Unterscheidungsmerkmale zu Thenardit und Mirabilit''                   
|+''Table 3: Differing characteristics of thenardite and mirabilite''                   
|-
|-
|bgcolor = "#F0F0F0"|'''Salzphase'''
|bgcolor = "#F0F0F0"|'''Salt phase'''
|bgcolor = "#F0F0F0"|'''Unterscheidungsmerkmale'''
|bgcolor = "#F0F0F0"|'''Characteristics'''
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Boussingaultit''' (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>Mg(SO)<sub>4</sub> • 6H<sub>2</sub>0
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Boussingaultite''' (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>Mg(SO)<sub>4</sub> • 6H<sub>2</sub>0
|bgcolor = "#FFFFEO"| keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung
|bgcolor = "#FFFFEO"| no abnormal interference colors/oblique extinction
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Pikromerit''' K<sub>2</sub>Mg(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> • 6H<sub>2</sub>0  
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Picromerite''' K<sub>2</sub>Mg(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> • 6H<sub>2</sub>0  
|bgcolor = "#FFFFEO"|keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung
|bgcolor = "#FFFFEO"| no abnormal interference colors/oblique extinction
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Bloedit''' Na<sub>2</sub>Mg(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> • 6H<sub>2</sub>0   
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Bloedite''' Na<sub>2</sub>Mg(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> • 6H<sub>2</sub>0   
|bgcolor = "#FFFFEO"|alle Indizes &gt;1,48 / keine anormalen Interferenzfarben / schiefe Auslöschung / optisch negativ orientiert
|bgcolor = "#FFFFEO"|all indices &gt;1.48 / no abnormal interference colors/oblique extinction / negative optical orientation
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Glaserit''' K<sub>3</sub>Na(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>   
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Glaserite''' K<sub>3</sub>Na(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>   
|bgcolor = "#FFFFEO"|alle Indizes &gt;1,48 / keine anormalen Interferenzfarben/schiefe Auslöschung
|bgcolor = "#FFFFEO"| all indices &gt;1.48 / no abnormal interference colors/oblique extinction
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Arkanit''' K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>  
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Arcanite''' K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>  
|bgcolor = "#FFFFEO"|alle Indizes &gt;1,48 / keine anormalen Interferenzfarben
|bgcolor = "#FFFFEO"| all indices &gt;1.48 / no abnormal interference colors
|-
|-
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Magnesiumformiat''' Mg(HCO<sub>2</sub>)<sub>2</sub> • 2H<sub>2</sub>O  
|bgcolor = "#F7F7F7"|'''Magnesium formate''' Mg(HCO<sub>2</sub>)<sub>2</sub> • 2H<sub>2</sub>O  
|bgcolor = "#FFFFEO"|vergleichsweise hohe Doppelbrechung / keine anormalen Interfernzfarben / schiefe Auslöschung
|bgcolor = "#FFFFEO"|relatively high birefringence/ no abnormal interference colors/oblique extinction
|}
|}
<br>  
<br>  


'''Betrachtung von Mischsystemen:'''  
'''Mixtures:'''  


Mischsystem Na<sup>+</sup>– Ca<sup>2+</sup>– SO<sub>4</sub> <sup>2-</sup>: Der Ausfall von Gips erfolgt im Zuge der Rekristallisation entsprechend der geringeren Löslichkeit desselben zuerst. Der charakteristische nadelige Habitus von einzelnen Gipskristallen wie auch von Aggregaten bleibt bestehen. Der Ausfall von Natriumsulfat erfolgt später, das eigentliche Kristallwachstum vollzieht sich merklich schneller. Die Morphologie ist unspezifisch.  
Mixed systems Na<sup>+</sup>– Ca<sup>2+</sup>– SO<sub>4</sub> <sup>2-</sup>: Due to its poorer solubility, gypsum precipitates first during re-crystallization. The characteristic needle shapes of the individual gypsum crystals as well as those of the aggregates remain. The precipitation of sodium sulfate occurs later, the crystal growth is noticeably faster, the morphology is non-specific.  


Mischsystem Na<sup>+</sup>– SO<sub>4</sub> <sup>2-</sup>– Cl<sup>-</sup>: Der Ausfall der beiden Partikelsorten beginnt etwa zeitgleich. Halit mit charakteristischer Morphologie, Natriumsulfat in extrem variierender Gestalt.  
Mixed system Na<sup>+</sup>– SO<sub>4</sub> <sup>2-</sup>– Cl<sup>-</sup>: The precipitation of both types of particles begins approx. simultaneously. Halite has a characteristic morphology whereas sodium sulfate occurs in extremely varying forms.  
-->
-->
<!--
<!--
== Röntgendiffraktometrie  ==
== X-ray diffraction ==


== Raman-Stektroskopie ==
== Raman-Spectroscopy ==


== DTA / TG  ==
== DTA / TG  ==


== IR-Spektroskopie ==
== IR-Spectroscopy ==


= Umgang mit Mirabilitschäden =
= Dealing with mirabilite damage =


-->
-->
<!--
<!--
== Salze und Salzschäden im Bild ==
== Images of salts and salt decay ==


=== Am Objekt ===
=== In situ ===
-->
-->
=== Under the polarising microscope  ===
=== Under the polarizing microscope  ===


<gallery caption="Sodium sulfate crytallisation between two glas slides" widths="200px" heights="150px" perrow="3">
<gallery caption="Sodium sulfate crystallization between two glass slides" widths="200px" heights="150px" perrow="3">


  image:HJS_Na2SO4-slides-1-110603.jpg|Photo taken with crossed polarisers and red I  
  image:HJS_Na2SO4-slides-1-110603.jpg|Photo taken through crossed polars and red I  
  image:HJS_Na2SO4-slides-110703-10x-2.jpg|Photo taken with crossed polarisers
  image:HJS_Na2SO4-slides-110703-10x-2.jpg|Photo taken through crossed polars
</gallery>
</gallery>
<!--
<!--
=== Unter dem Rasterelektronenmikroskop ===
=== Through the Scanning Electron Microscope ===


<gallery perrow="4" heights="200px" widths="180px" caption="">
<gallery perrow="4" heights="200px" widths="180px" caption="">
Line 198: Line 199:




[[Category:Mirabilite]][[Category:Sulphate]][[Category:Salt]][[Category:InProgress]][[Category:Sulfate]]
[[Category:Mirabilite]][[Category:Sulfate]][[Category:Salt]][[Category:InProgress]][[Category:Sulfate]]

Revision as of 12:57, 16 February 2012

<bibimport/>
English version by Christa Gerdwilker

Mirabilite[1][2]
HJS Na2SO4-slides-110703-10x-1.jpg
Mineralogical name Mirabilite
Chemical name Sodium sulfate decahydrate
Trivial name Glauber salt, Reussin, Sulphate of Soda
Chemical formula Na2SO4•10H2O
Other forms Sodium sulphate heptahydrate Na2SO4•7H2O
Crystal system monoclinic
Crystal structure
Deliquescence humidity 20°C 93.6% (20°C), 90% (23°C), 87% (25°C)
Solubility (g/l) at 20°C 900 g/l
Density (g/cm³) 1.464 g/cm³
Molar volume 219.8 cm3/mol
Molar weight 322.21 g/mol
Transparency transparent to opaque
Cleavage perfect
Crystal habit
Twinning
Phase transition
Chemical behavior
Comments soluble in water and glycerin,
not soluble in pure alcohol
easily loses some water, converts to thenardite at 32°C
abnormal blue or brown interference colors
Crystal Optics
Refractive Indices nx = 1.395
ny = 1.396-1.410
nz = 1.398-1.419
Birefringence Δ = 0.04-0.023
Optical Orientation negative
Pleochroism
Dispersion
Used Literature
{{{Literature}}}


back to Sulfate

Solubility properties[edit]

Figure1: Solubility of thenardite and mirabilite in comparison to other salts[after [Stark.etal:1996]Title: Bauschädliche Salze
Author: Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia
Link to Google Scholar
].


Under the polarizing microscope[edit]

Weblinks
[edit]

Literatur[edit]

[Filter missing]