Phasenbildungen im System Soda - Kalk

Abstract

Das bekannte System Soda-Kalk wurde überprüft, um die in der Literatur offengebliebenen Fragen und Vermutungen: 1. Modifikationsänderungen von Soda und Doppelcarbonat, 2. Bildung von Verbindungen der ungefähren Zusammensetzung 9 Na2CO3 ∙ CaCO3 und Na2Ca2(CO3)3 und 3. Mischkristallbildung zu klären. Hierzu wurden Hochtemperatur-Röntgen- und DTA-Untersuchungen unter CO2-Atmosphäre sowie Röntgen-Einkristalluntersuchungen durchgeführt. Soda tritt in drei Modifikationen auf, wobei die Tief- und Mitteltemperaturmodifikation pseudohexagonal und die Hochtemperaturmodifikation hexagonal ist. Das Doppelcarbonat bildet drei hexagonale Modifikationen. Die aus der Natur bekannte Verbindung Na2Ca2 (CO3)3 („Shortit") konnte unter normalen CO2-Drucken (1 atm) nicht synthetisiert werden. Ebenso wurde die in der Literatur vermutete Verbindung der ungefähren Zusammensetzung 9 Na2CO3 ∙ CaCO3 nicht erhalten. Vielmehr kristallisieren in diesem Gebiet des Systems bei höheren Temperaturen Mischkristalle, wobei die hexagonale Hochtemperaturmodifikation der Soda (SH) bis zu 27 Mol-% CaCO3 lösen kann. Die Bildungstemperatur der Mischkristallphase ist gegenüber SH wesentlich erniedrigt und die Schmelztemperatur erhöht, d. h. SH wird durch den Einbau von CaCO3 in sein Gitter beträchtlich stabilisiert.