Magnesiumsulfat

Autor: Amelie Stahlbuhk
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Dieser Artikel wird demnächst veröffentlicht.

Abstract

Die verschiedenen hydratisierten Formen von Magnesiumsulfat und das Verhalten hinsichtlich Löslichkeit und Hygroskopizität werden vorgestellt.

Hydratisierte Formen

Kieserit MgSO4-H2O
Sanderit MgSO4-2H2O
Starkeyit MgSO4-4H2O
Pentahydrit MgSO4-5H2O
Hexahydrit MgSO4-6H2O
Epsomit MgSO4-7H2O
Meridianiit MgSO4-11H2O

Löslichkeit

Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, sind die verschiedenen hydratisierten Formen von Magnesiumsulfat leicht lösliche Salze, was zu einer hohen Mobilität der Salze in porösen Materialien führt.

Tabelle 1: Löslichkeiten in mol/kg von verschiedenen hydratisierten Formen von Magnesiumsulfat bei 20°C Titel: Zersetzungsreaktionen von Magnesiumsulfathydraten und Phasengleichgewichte in den Systemen MgSO4-H2O und Na+-Mg2+-Cl–SO42–H2O mit Implikationen für den Mars
Author: Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
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Hydratisierte Form	Löslichkeit bei 20°C
Kieserit	5.60
Starkeyit	5.04
Pentahydrit	4.40
Hexahydrit	3.61
Epsomit	2.84

Durch die verschiedenen hydratisierten Formen von Magnesiumsulfat mit stabilen und metastabilen Gleichgewichten enthält das Löslichkeitsdiagramm des Systems MgSO4-H2O mehr Informationen als Diagramme von Salzen mit weniger oder auch ohne hydratisierte Formen. Bei der Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit ist es möglich, dass Temperaturänderungen mit einer Hydratation oder einer Dehydratation einer betrachteten Phase einhergehen.

Abbildung 1: Löslichkeiten im System MgSO4-H2O und ihre Temperaturabhängigkeit. Die Molalität m ist gegen die Temperatur aufgetragen. Die Gleichgewichte der verschiedenen hydratisierten Formen können durch die unterschiedlichen Farben der Kurven unterschieden werden. Die gepunkteten Linien stellen die metastabilen Gleichgewichte dar. Neben den Löslichkeiten sind auch die Gefrier- und Siedepunkte angegeben. Gemäß Titel: Zersetzungsreaktionen von Magnesiumsulfathydraten und Phasengleichgewichte in den Systemen MgSO4-H2O und Na+-Mg2+-Cl–SO42–H2O mit Implikationen für den Mars
Author: Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
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Hygroskopizität

Im System MgSO4-H2O können Änderungen der Temperatur oder der relativen Luftfeuchtigkeit zu Hydratations-/Dehydratations- oder Deliqueszenz/Kristallisationsprozessen führen. Bei 20 °C ist Epsomit die vorliegende kristalline Phase, wenn die relative Luftfeuchtigkeit unter seiner Zerfließungsfeuchte von 91,3 % liegt. Wenn die relative Luftfeuchtigkeit Werte unter 47 % erreicht, setzt die Dehydratisierung zu niedrigeren Hydratisierungsgraden ein, wie sie in den Kurven der Gleichgewichtsfeuchten in Abbildung 2 dargestellt ist.

Tabelle 2: Deliqueszenz und Gleichgewichtsfeuchten bei 20 °C Titel: Zersetzungsreaktionen von Magnesiumsulfathydraten und Phasengleichgewichte in den Systemen MgSO4-H2O und Na+-Mg2+-Cl–SO42–H2O mit Implikationen für den Mars
Author: Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
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Phasenübergang	Deliqueszenz oder Gleichgewichtsfeuchte bei 20°C
Bittersalzlösung	91,3 %
Bittersalz-Hexahydrit	46.6 %
Epsomit-Kieserit	46.7 %
Hexahydrit-Starkeyit	39.1 %

begleitet von einer Hydratation oder einer Dehydratation einer betrachteten Phase.

Abbildung 2: Deliqueszenzverhalten im System MgSO4-H2O. Die Wasseraktivität aw ist gegen die Temperatur aufgetragen. Unterschiedliche Farben kennzeichnen die Gleichgewichts- und Deliqueszenzfeuchtigkeiten der verschiedenen Phasen des Systems. Die gestrichelten Linien stellen metastabile Gleichgewichte dar. Entsprechend dem Titel: Zersetzungsreaktionen von Magnesiumsulfathydraten und Phasengleichgewichte in den Systemen MgSO4-H2O und Na+-Mg2+-Cl–SO42–H2O mit Implikationen für den Mars
Author: Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy
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Im Temperaturbereich von -10 bis 100 °C liegen die Zerfallsfeuchten der vorliegenden hydratisierten Formen (abhängig von der Temperatur) immer über 80 % r.F., damit gehören die Salze nicht zu den hygroskopischen Salzen.

Weblinks

Literatur

	Mainusch, Nils (2001): Erstellung einer Materialsammlung zur qualitativen Bestimmung bauschädlicher Salze für Fachleute der Restaurierung, Diplomarbeit, HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim/Holzminden/Göttingen, file:Diplomarbeit Nils Mainusch.pdf
	Stark, Jochen; Stürmer, Sylvia (1996): Bauschädliche Salze, Bauhaus-Univ. Weimar
	Steiger, Michael; Linnow, Kirsten; Ehrhardt, Dorothee; Rohde, Mandy (2011): Zersetzungsreaktionen von Magnesiumsulfathydraten und Phasengleichgewichte in den Systemen MgSO4-H2O und Na+-Mg2+-Cl–SO42–H2O mit Implikationen für den Mars. Geochimica et Cosmochimica Act, 75 (12), 3600-3626, 10.1016/j.gca.2011.03.038,