ISSN:
1434-4475
Keywords:
Keywords. Bassanite; Crystal structure; Sodium pentasalt; Calcium sulfate hemihydrate; Thermal analysis.
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung. Ein metastabiles natriumhaltiges Calciumsulfathemihydrat ((6−x) CaSO4ċxNa2SO4ċ3H2O, 0 ≤ x ≤ 1) tritt als intermediäre Phase in den Systemen Na2SO4-CaSO4-H2O, NaCl-Na2SO4-CaSO4-H2O und NaCl-CaSO4-H2O auf. Die Phase mit dem höchsten Natriumionengehalt entspricht dem sogenannten Natriumpentasalz (Na2SO4ċ5CaSO4ċ3H2O). Die Röntgenstrukturanalyse, welche an einem Einkristall mit Pentasalz-Zusammensetzung durchgeführt wurde, ergab eine Überstruktur des reinen Hemihydrats (CaSO4ċ0.5H2O), wobei ein Ca2+-Ion statistisch durch zwei Na+-Ionen ersetzt ist. Die Ca2+-Substitution erfolgt nur in einer der drei CaSO4-Ketten, welche eine nahezu dreizählige Achse entlang der c-Achse bilden. Ein Ca2+-Ion wird durch ein Na+-Ion ersetzt, das zweite Na+-Ion ist in unmittelbarer Nähe zum ersten in den Wasserkanälen eingelagert. Das Hydrat kristallisiert in der monoklinen Raumgruppe C121 (Nr.5) mit den Gitterparametern a=24.178(11), b=13.805(2), c=12.7074(12) Å, β=90.089(12)°. Die Dehydratationstemperatur variiert mit dem Na+-Gehalt. Je größer dieser ist, um so stärker wird der Austritt der H2O-Moleküle blockiert und zu höheren Temperaturen verschoben. Ein weiterer Unterschied im thermischen Verhalten wurde bei gleichem Na+-Gehalt für unterschiedliche Kristallitgrößen gefunden. Bei kleinen Kristallgrößen (Nadellänge 〈 20 μm) beginnt die Entwässerung früher im Vergleich zu größeren Kristallen (Nadellänge 〉 50 μm). Ein exothermer Effekt im Anschluß an die Dehydratation wird nur für kleine Kristalle beobachtet und deutet auf eine abweichende Entwässerungskinetik in Abhänigkeit von der Kristallitgröße hin.
Notes:
Summary. A metastable sodium-containing hemihydrate ((6-x)CaSO4ċxNa2SO4ċ3H2O, 0 ≤ x ≤ 1) limited by the pentasalt composition Na2SO4ċ5CaSO4ċ3H2O occurs as an intermediate solid phase in the systems Na2SO4-CaSO4-H2O, NaCl-Na2SO4-CaSO4-H2O, and NaCl-CaSO4-H2O. X-Ray structure determination of a crystal with pentasalt composition results in a super-structure of the pure hemihydrate (CaSO4ċ0.5H2O), in which one Ca2+ion is statistically replaced by two Na+ ions. One Na+ cation is situated in a Ca2+ position in only one of the three chains of CaSO4 forming an axis of nearly three fold symmetry along the c-axis. The second Na+ is located in the water channel neighbouring to the first Na+. The hydrate crystallized in a monoclinic space group C121 (No. 5) with a=24.1781(11), b=13.805(2), c=12.7074(12) Å, β=90.089(12)°. The dehydration temperature of the hydrates depends on their Na+ ion content. A high Na+ content (in water channels) blocks the water escape strongly, and the dehydration temperature increases. Thermal behaviour is also effected by the crystal sizes. The thermograms of small crystals as opposed to large ones show a exothermic effect adjoining the endothermic dehydration. This may be indicative for a change in the dehydration mechanism upon crystal size.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/PL00010180
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