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Salzkristall-Pyramide

Begonnen von Nochnmikroskop, November 11, 2022, 20:24:33 NACHMITTAGS

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Nochnmikroskop

Hallo zusammen,
nachdem ich schon einige Salzkristalle hier und im Internet gesehen habe die sich als Pyramide darstellten, habe ich auch  einmal versucht eine einzelne "Pyramide" herzustellen.

Einigen Salzkörner mit heißem Wasser vermischt und langsam trocknen lassen, mehr brauchte es nicht. Man kann sehr schön die Kristalle wachsen sehen, meist am Rand, wo dann aber keine ganzen Pyramiden wachsen.

Beim Stacken fiel auf, das die Pyramide nicht gleichmäßig entsteht. So habe ich eine 3D Ansicht angefügt, wo das gut sichtbar wird.

In der Übersicht kann man erkennen, das am Rand der kleinen Salzpfütze die meisten Strukturen entstanden sind.

Die "goldene" und "silberne" Pyramide entsteht durch gerichtetes Koaxiallicht. Dieses kann aus 4 unterschiedlichen Sektoren die Probe von oben belichten, dabei entstanden in diesem Fall die silberne und goldene (Farbe verstärkt) Einfärbung.

LG Frank
Meistens Auflicht, alle Themenbereiche
Zeiss Axiolab, Keyence VHX, Olympus SZX16, Canon EOS 700D, Panasonic G9, Touptek u.a.

olaf.med

Hallo Frank,

sind das denn wirklich Pyramiden und nicht "quadratische Eierbecher", also Negativformen? Solche Skelettkristalle sind bei Kochsalz sehr gewöhnlich und im "fleur de sel" findet man sie massenhaft.

Herzliche Grüße, Olaf
Gerne per Du!

Vorstellung: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4757.0

... und hier der Link zu meinen Beschreibungen historischer mineralogischer Apparaturen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=34049.0

Nochnmikroskop

Hallo Olaf,
der optische Eindruck stellt sich m.M.n. als Pyramide dar, wenn man senkrecht darauf schaut. Es ist die typische Kristallform beim Kochsalz, da hast Du natürlich recht, nix besonderes und auch schon zig mal gezeigt.

Wenn man der Entstehung zuschaut, sieht es schon so aus, als würden kleine Ägypter nach und nach die Stufen der "Pyramide" bauen.  ;D
Ein Ei würde dennoch recht wackelig drauf stehen.  8)

Anlage Bild der Kristallisation am Rand der Salzlösung.

LG Frank
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olaf.med

Hallo Frank,

der optische Eindruck mag eine Pyramide vortäuschen, tatsächlich sind die Dinger allerdings in der Mitte dünner als am Rand. Das liegt in der Matur des Kristallisationsvorgangs. Bei einer dünnen Lösungsschicht kann nur am Rand Material angelagert werden und in die Mitte kommt keine "Nährlösung".

Herzliche Grüße, Olaf
Gerne per Du!

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witweb

Hi,

@Frank – Deine Versuche - ganz nach meinem Geschmack!  ;)
Interessante Aufnahmen und das von einem Allerweltsstoff. Vielleicht kannst du noch eine andere 3D-Aufnahme machen bzw. Rendern, wo Pyramide oder Eierbecher eindeutig zu erkennen sind? Aber das könntest du an deinem Mikroskop sicher auch messen.

@Olaf – Was du schreibst - ,,Bei einer dünnen Lösungsschicht kann nur am Rand Material angelagert werden und in die Mitte kommt keine "Nährlösung" - leuchtet sofort ein.
Du schreibst etwas von "fleur de sel". Sind denn bei den vielen, teils exotischen Salzsorten, die es so gibt, andere Formen zu erwarten, als beim normalen Kochsalz?

Viele Grüße

Michael
Leitz Orthoplan
Zeiss Standard 18 mit Fluoreszenz-Auflichtkondensor IV FL
Lomo Biolam, Motic SMZ-168
Canon EOS 750D
https://mikrokristalle.net
https://www.youtube.com/@Mikrokristalle

olaf.med

Lieber Michael,

dass es beim fleur de sel und ähnlichen Produkten so viele Skelettbildungen in der von Frank beschriebenen Art gibt liegt an der Art der Kristallisation. Diese erfolgt in flachen Salzpfannen und das Salz schwimmt an der Oberfläche. Durch die Verdunstung an der Oberfläche steigt am Rand des Kristalls die Salzkonzentration und dort wächst er schnell. Oberhalb ist nur Luft, also kein Nährstoffangebot, unterhalb ist weniger konzentrierte Lösung, also geringeres Wachstum.

Herzliche Grüße, Olaf
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witweb

Lieber Olaf,

danke, eigentlich logisch. Wenn man die verschiedenen Salze auf einem OT eintrocknen lässt, passiert sicher das das Gleiche, unabhängig von der Herkunft des Salzes und etwaiger Beimengungen.
Das heißt aber, wenn man "richtig" Pyramiden haben will, muss man anders vorgehen, also, z.B. eine gesättigte Salzlösung eindampfen?

Herzliche Grüße

Michael
Leitz Orthoplan
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knipser009

Hallo

Kristallisiert NaCl nicht in schönen Würfelchen, dh. kubisch?
Viele Grüße aus dem SaarPfalzKreis

Wolfgang
gerne per "Du"

Nochnmikroskop

Zitat von: olaf.med in November 12, 2022, 10:08:14 VORMITTAG
Bei einer dünnen Lösungsschicht kann nur am Rand Material angelagert werden und in die Mitte kommt keine "Nährlösung".


Hallo Olaf,
die genauen Zusammenhänge scheinen mir nicht ganz so einleuchtend, zumindest wenn ich der Kristallisation so zusehe. Leider war es mir heute Morgen nicht möglich ein Gif vom Video zu erstellen, hole ich nach. Da meine ich erkannt zu haben, das sich die Nährlösung, also die Salzlake, zum Kristall hinzieht und weiter verbraucht wird. Andererseits kann man nicht wirklich erkennen, warum mittig nicht auch noch etwas schnelleres Wachstum erfolgt. Das mag an der geringen Höhe der kleinen Salzpfütze gelegen haben, oder eben wie Du ausführtest, grundsätzlich so zu sein.

Prinzipiell war meine 3D Ansicht auch so ähnlich zu interpretieren, = mittig weniger hoch, ich hänge nochmal eine Messung an.

LG Frank
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Nochnmikroskop

Zitat von: witweb in November 12, 2022, 11:27:20 VORMITTAG
Vielleicht kannst du noch eine andere 3D-Aufnahme machen bzw. Rendern, wo Pyramide oder Eierbecher eindeutig zu erkennen sind? Aber das könntest du an deinem Mikroskop sicher auch messen.

Hallo Michael,
ich habe noch eine 3D-Aufnahme mit farblicher Darstellung der Höhen angefertigt. Die Messung habe ich eben schon angefügt.

Grüße vom Frank
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olaf.med

#10
Hallo Frank, Michael und Wolfgang,

ja, NaCl ist natürlich kubisch und die ideale Kristallform ist der Würfel. Der kann aber nur entstehen, wenn der Materialanbau von allen Seiten gleichmäßig erfolgt. Ist das nicht der Fall entstehen verzerrte Kristalle oder Skelettwachstum.

Die Bildung der schwimmenden Salz"becher" sieht man unmittelbar an der Graphik: An der Oberfläche des Wassertropfens verdunstet Wasser (blaue Pfeile) und dabei erhöht sich die Salzkonzentration. Dadurch wächst der Kristall am Rand (grüne Pfeile). Dabei wird er schwerer und sinkt nach dem Archimedesschen Prinzip ab wie ein Schiff wenn es beladen wird.

Herzliche Grüße,

Olaf
Gerne per Du!

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Nochnmikroskop

Hallo Olaf,

danke für Deine anschauliche Grafik und die Erklärung.

Auf dem Deckglas mit geringer "Wassertiefe" verhält sich das anders?

Ich habe das Wachstum über 30s im Video aufgezeichnet, leider kann ich nur eine passend große Gif erzeugen, wenn ich nur alle 10 Videobilder verarbeite.
Wie man trotzdem gut erkennen kann, scheint sich der Kristall zum Weiterwachsen Salzwasser anzuziehen.
Es ist aber nicht die Stelle, wo sich diese "Eierbecherpyramide" eingestellt hat. Die Eierbecherpyramide wurde glaube ich nicht am Rand erzeugt, sondern etwas weiter zur Mitte hin, wo ringsum weiteres Wasser herangezogen werden konnte, bei geringer Wassertiefe. Vgl. Übersichtsfoto.

LG Frank
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witweb

Hallo zusammen,

das ist ja alles sehr interessant. Danke Frank und Olaf für die Bilder, den Videoclip und die Grafiken. Wieder was gelernt!

Liebe Grüße

Michael

Leitz Orthoplan
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Nochnmikroskop

Hallo Salzfreunde,
ich habe noch einen zweiten Test begonnen.

Diesmal habe ich einen Objektträger mit mittiger Vertiefung verwendet.
Salzlösung: 5 ml destilliertes Wasser mit 0,50g Kochsalz -> kurz aufkochen lassen, Salz aufgerührt, dann im Gefäß abkühlen lassen.
Anschl. auf den Objektträger über der Vertiefung reichlich aufgetragen, bis über den Rand hinweg.

Dann habe ich alle 20s eine Übersichtsfoto im Koaxiallicht gemacht.

Nach 68 Aufnahmen (23 Minuten) entstanden die ersten Ansätze von Kristallen.
Nach 227 Aufnahmen war keine weitere Bewegung der Kristallisation mehr sichtbar, die Salzlösung war komplett trocken.

Feststellung --> Einschätzung:
1. Erst verdunstet das Salzwasser, bis nur noch etwas in der Vertiefung bleibt --> logisch, flachster Bereich zuerst
2. Dann bilden sich unten und links kleinste Kristalle entlang des Randes der Salzpfütze --> Zufall?
3. Das verbleibende Salzwasser zieht sich links, oben und unten zu immer stärker werdenden Kristallen --> warum? Ist die Salzkonzentration am Rand am höchsten, größere Kristalle ziehen mehr an? Wahrscheinlich.
4. Die größten Kristalle bilden sich immer um den Rand der Vertiefung, ziehen sich aber auch darüber --> warum breiten sich die Kristalle auf dem flachen Bereich des Objektträgers aus, obwohl vorher dort kein Salz war?
5. Die mittig erwarteten "Pyramiden" bildeten sich erst kurz vor dem Salzwasserentzug, sind auch kleiner, als am Rand --> ??

Nach Olafs Skizze, hätte ich die größten Kristalle ca. in der Mitte, an der tiefsten Stelle erwartet. Alles Zufall??

Jetzt sind die Physiker gefragt.

Bild 1: Übersicht über den Verlauf der Kristallisation
GIF: Ablauf anhand eines Ausschnitts oben links

LG Frank
Meistens Auflicht, alle Themenbereiche
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Heiko

4. Die größten Kristalle bilden sich immer um den Rand der Vertiefung, ziehen sich aber auch darüber --> warum breiten sich die Kristalle auf dem flachen Bereich des Objektträgers aus, obwohl vorher dort kein Salz war?

Hallo Frank,
ich danke da an eine Dochtwirkung - sich bildende Kristalle ziehen die Lösung mit über den ursprünglichen Rand.
Gruß, Heiko