Mikrokristalle von Mineralwasser in Russland

reblaus · Mai 04, 2011, 20:55:47 NACHMITTAGS

Hallo Detlef -

natürlich ist ein sauberer Eiskristall - auch wenn er aus einer gefrierenden Salzlösung stammt - reines Wasser. Oberflächeneis auf dem Meer wäre hier ein gutes Beispiel, Eisberge aber eher nicht - da handelt es sich ja um Gletschereis vom Festland!

Griffelspitzende Grüße

Rolf

Detlef Kramer · Mai 04, 2011, 22:05:28 NACHMITTAGS

Hallo lieber Rolf,

ich habe geschrieben

ZitatDeshalb sind die Eisberge am Nordpol gefrorenes Süsswasser

. Könne wir uns darauf verständigen, dass das Eis am Nordpol kein Landeis ist? Ich erinnere mich, dass da schon U-Boote drunter durch gefahren sind

. Vielleicht ist in dem Fall der Begriff "Eisberg" nicht ganz korrekt $:-\$

Herzliche Grüße

Detlef

Hyperion · Mai 04, 2011, 22:09:54 NACHMITTAGS

Hmmm...

meine Chemievorlesungen sind schon etwas her, aber kann Wasser denn keine Eutektika bilden, evtl mit irgendwelchen Salzen?

(Das ist keine rethorische Frage, es interessiert mich wirklich!)

treinisch · Mai 05, 2011, 19:12:59 NACHMITTAGS

Zitat von: Hyperion in Mai 04, 2011, 22:09:54 NACHMITTAGS
meine Chemievorlesungen sind schon etwas her, aber kann Wasser denn keine Eutektika bilden, evtl mit irgendwelchen Salzen?

Hallo Hyperion,

da vermutest Du richtig!
Deswegen kann man Eis/NaCl ja auch so prima als Kältemischung verwenden.
Der eutektische Punkt liegt glaube ich etwa bei 1/5 NaCl/Wasser und logischerweise
irgendwo bei -20° (logisch wg. der Kältemischung, die um die -20° ,,bringt").

Selbstverständlich ist das Eis, das sich bildet fast nie salzfrei und das Salz auch nicht wasserfrei.
Wenn man aber von Anfang an recht wenig Salz drin hat und die Kristallisation fast bei 0° erfolgt,
dann ist schon sehr sehr wenig Salz im Eis.

Viele liebe Grüße

Timm

Winfried Todt · Mai 06, 2011, 02:55:11 VORMITTAG

Hallo Anatoly,
kristallisiert das Wasser "A" immer nach dem gleichen Muster?
Kannst Du Wasser "A" von Wasser "B" und "C" anhand der Kristallisation unterscheiden, oder sind die Einflussfaktoren (wie Luftdruck, Temperatur, Anzahl der Kristallisationskeime [zum Beispiel Staub], . . .) zu groß?
Herzliche Grüße
Winfried

PS.: Leider habe ich noch nicht die technische Ausrüstung um Deine Versuche nachzuvollziehen.

olaf.med · Mai 06, 2011, 11:03:34 VORMITTAG

Hallo Hyperion,

Zitat...aber kann Wasser denn keine Eutektika bilden, evtl mit irgendwelchen Salzen?

wie in jedem Mehrstoffsystem ohne Mischbarkeit der Endglieder gibt es natürlich auch im Zweistoffsystem H₂O-NaCl ein Eutektikum. Dies nutz man nicht nur für Kältemischungen, wie Timm ja schon erläutert hat, sondern in riesigem Maßstab, indem man winters all unsere Straßen einsalzt. Am eutektischen Punt kristallisieren aber beide Substanzen in diskreten Einzelkristallen, also nicht als Mischung. Man hat also bei niederen Temperaturen reine Eis- und reine Kochsalz-Kristalle nebeneinander vorliegen. Rolf hat also voöllig recht wenn er schreibt:

Zitatnatürlich ist ein sauberer Eiskristall - auch wenn er aus einer gefrierenden Salzlösung stammt - reines Wasser

- natürlich mit Ausnahme des letzten Wortes, da muß es "Eis", oder allgemein H₂O, statt "Wasser" heißen - Wasser ist immer flüssig

Herzliche Grüße, Olaf

treinisch · Mai 06, 2011, 12:12:23 NACHMITTAGS

Zitat von: olaf.med in Mai 06, 2011, 11:03:34 VORMITTAG
Man hat also bei niederen Temperaturen reine Eis- und reine Kochsalz-Kristalle nebeneinander vorliegen. Rolf hat also voöllig recht wenn er schreibt:

Hallo Olaf,

du bist der Praktiker. ,,Rein" ist bei Kochsalz / Wasser Gemischen natürlich eine Falle. Normalerweise würden man natürlich
NaCl • 2 H₂O als rein bezeichnen. Im Falle von Eis / Salz Gemischen ist das aber doch riskant! Die feste salzreiche
Phase ist doch das Dihydrat :-)

Viele liebe Grüße
Timm

olaf.med · Mai 06, 2011, 12:42:39 NACHMITTAGS

Danke Timm,

ich hatte keine Ahnung von der Existenz des NaCl-Dihydrats - Asche auf mein Haupt

! Das macht das System natürlich etwas komplexer, ändert aber wohl nichts an der Tatsache, daß das Eis NaCl-frei ist.

Gruß, Olaf

Ragin · Mai 07, 2011, 22:46:53 NACHMITTAGS

Hallo allerseits,
Ich finde es schon sehr bemerkenswert, zu welchen Diskussionen das gezeigte Bild eines eingetrockneten Mineralwassertropfens doch führen kann.
Schöne Grüße,
Rainer

treinisch · Mai 07, 2011, 22:59:27 NACHMITTAGS

Zitat von: olaf.med in Mai 06, 2011, 12:42:39 NACHMITTAGS
Danke Timm,

ich hatte keine Ahnung von der Existenz des NaCl-Dihydrats - Asche auf mein Haupt ! Das macht das System natürlich etwas komplexer, ändert aber wohl nichts an der Tatsache, daß das Eis NaCl-frei ist.

Hallo Olaf,

ja, ich bin halt Theoretiker, ganz oft fehlen in Phasendiagrammen die Mischphasen, wenn sie extrem arm an ,,Verunreinigungen" sind und die Bereiche im Diagramm entsprechend schmal. Allerdings ist Gleichgewichtseis wohl wirklich rein, eigentlich verrückt, ist aber so.

Vlg

Timm

olaf.med · Mai 08, 2011, 14:37:03 NACHMITTAGS

Hallo Timm,

herzlichen Dank für die Information. Dann muß es aber natürlich im Diagramm des Zweistoffsystems zwei Eutektika geben, eines zwischen NaCl und NaClx2H₂O und eines zwischen NaClx2H₂O und H₂O. Sind die deutlich unterschiedlich?

Beste Grüße,

Olaf

treinisch · Mai 08, 2011, 17:20:53 NACHMITTAGS

Hallo Olaf,

korrigiere mich bitte! Eutektikum ist doch ein ,,Punkt" (wenn man mal nur x und T nimmt) bei dem eine flüssige Phase
im Gleichgewicht mit zwei festen Phasen ist, oder? Im Falle von Eis / Salz wären das ja Lake, Eis und Dihydrat.

Ich verstehe! Du meinst eine Zusammensetzung, wenn man bei der abkühlt, dann würde homogene Lösung im
Gleichgewicht stehen mit NaCl und Dihydrat, richtig? Ich glaube so eine Zusammensetzung gibt es nicht.

Gibt man viel Salz zu Wassser steht Wasser im Gleichgewicht mit NaCl bei 0° wandelt sich das NaCl vollständig in
Dihydrat um. Bleibt dabei Wasser übrig steht Wasser mit Dihydrat im Gleichgewicht, ohne NaCl. Bleibt
kein Wasser übrig, steht NaCl im Gleichgewicht mit Dihydrat.

Bei -20° schließlich würde sich ja, wie du festgestellt hast und wo ich mittlerweile zustimme, eventuell übrig gebliebenes
Wasser schließlich in Eis umwandeln und wir hätten ein Gemisch von Eis und Dihydrat.

Ist doch oft so, dass Umwandlungen fester Phasen so kooperativ sind, dass man sie als senkrechte oder waagerechte Linien
zeichnet, oder?

Viele liebe Grüße
Timm

olaf.med · Mai 09, 2011, 14:46:14 NACHMITTAGS

Lieber Timm,

Du hast völlig recht: am Eutektikum koexisteren zwei Festkörper mit einer Schmelze, die bei weiterer Abkühlung schließlich zur Kristallisation der gleichen Festkörper im eutektischen Verhältnis und einem typischen feinkörnigen Gefüge führt.

In der mir zugänglichen geowissenschaftlichen Literatur habe ich nur einen T-X-Schnitt des H₂O-NaCl Systems gefunden. Ein Bild dieses Systems findest Du hier (aus Klockmann, Lehrbuch der Mineralogie, für unsere Diskussion ist nur der untere Bereich interessant):

Rein theoretisch muß - nach dem wenigen, was ich darüber gelernt habe - ein Zweistoffsystem ohne Mischbarkeit der Endglieder und einer, gleichfalls nicht mischbaren intermediären Phase schematisch so aussehen (die Buchstaben A,B,C und S geben an, welche Phasen in den jeweiligen Feldern koexistieren):

Die Schmelzpunkte der 3 Festkörperphasen sind als blaue Punkte eingetragen. Man sieht sehr schön, daß es auf beiden Seiten der intermediären Phase jeweils ein Eutektikum geben muß (rot eingezeichnet). Ich vermute einmal, daß das Dihydrat allerdings einen so geringen Einfluß hat, daß man es normalerweise einfach unterschlägt.

Das Dihydrat soll sich übrigens nach meinem alten Chemie-Buch (Hollemann-Wiberg, 71.-80. Auflage, 1971) bei +0,15 °C bereits in NaCl + H₂O umwandeln.

Herzliche Grüße,

Olaf