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Negativkristall

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berthold:
Hallo Amir,


--- Zitat ---dass sich bei sinkender Temperatur (und damit sinkendem Druck) ein neues Gleichgewicht einstellen müsste.
--- Ende Zitat ---

wenn ich von von sinkender Temperatur ausgehe: Da Lösungen allgemein bei höheren Termperaturen mehr lösen können komme ich mit sinkenden Temperaturen einfach nicht zu einer Auflösung.

Gruß
Berthold

aca:
Hallo Berthold,

naja, ich dachte daran, dass, so wie Du schreibst, bei unterschiedlichen Temperaturen/Drücken verschiedene Trachten bzw. Formen stabil sind und deshalb bei Temperatur- und Druckänderungen etwas "umgelagert" wird und sich neue Formen ausbilden. Neue Substanz kann natürlich im Einschluss nur noch so viel angelagert werden, wie zum Zeitpunkt der Versiegelung in der Lösung vorhanden war (wenn man mal davon ausgeht, dass der Einschluss dicht ist, was oft genug nicht der Fall sein soll).
Wachstum und Lösung beruhen ja (wenigstens bei Silikaten) anscheinend auf den gleichen Gesetzen und unterliegen anscheinend der gleichen Kinetik.

P.M. Dove, N. Han, J.J. De Yoreo
Mechanisms of classical crystal growth theory explain quartz and silicate dissolution behavior
Proc. Nat. Acad. Sci., Vol.102, 15357-15362, 2005

Da Fluorit, was die chemische Bindung betrifft, eher einfacher gestrickt ist als Silikate, träfe das hier noch eher zu. Wenn ich einen Kristall ins Wasser lege, wird dort immer etwas weggelöst und an anderer Stelle wird Substanz angelagert, ein Kristall ist nichts statisches, sondern hat eine dynamische Oberfläche, auf der sich Auflösungs- und Wachstumsprozesse je nach Umgebungsbedingungen mehr oder weniger im Gleichgewicht befinden.
Bei Zimmertemperatur ist alles natürlich blödsinnig langsam.
Wenn ich richtig gerechnet habe, dauert es z.B. 244 Millionen Jahre bis sich 1 g Fluorit aufgelöst hat, wenn davon jede Sekunde netto 1 Million CaF2 "Moleküle" in Lösung gehen.

Eigentlich müsste man so erwarten, dass sich nur eine bestimmte Form ausbildet, z.B. Würfel, aber anscheinend gibt es als "Gegengewicht" die Oberflächenspannung und die damit verbundene Tendenz, die Oberfläche/Phasengrenze zu verkleinern.
Vielleicht sind die Unterschiede in der "Stabilität" der diversen Kristallflächen von Fluorit, Calcit, Pyrit, Anatas etc. relativ gering, so dass sich deshalb so viele Formen finden lassen. Der Energiegewinn einer Würfel-Tracht gegenüber dem Oktaeder wäre dann gering im Vergleich zum Energiegewinn, der sich durch eine Verkleinerung der Oberfläche (Kugelform) erreichen liesse.
Da das Wachstumstempo eine wesentlichen Einfluss auf Tracht und Habitus hat und in dem Einschluss wesentlich niedriger ist (bzw. später gegen netto null geht), ist dieser Unterschied vielleicht schon ausreichend, um in den Einschlüssen andere Formen zu beobachten als auf den äusseren Flächen.

Ist aber alles "armchair philosophy"   ;D

Gruss
Amir

berthold:
Hallo Amir,

interessante Überlegungen, aber einige Grundannahmen sind nicht abgesichert.


--- Zitat ---Wachstum und Lösung beruhen ja (wenigstens bei Silikaten) anscheinend auf den gleichen Gesetzen und unterliegen anscheinend der gleichen Kinetik.
--- Ende Zitat ---

das glaube ich schon mal nicht. Lösungsformen sind z.B. beim Fluorit erstens selten ausgewogen und zweitens in aller Regel mit hoch indizierten Flächen versehen. Beispielsweise ist mir kein Fall eines von durch Lösung enstandenen Hexaeders bekannt. Aber 731 oder 830 Flächen schon. Und die Lösung sucht auch nicht immer die Kugelform (siehe z.B. Elmwood-Zapfen).

Gruß
Berthold

Krizu:
Hallo Berthold,

soll ich Dir die Seiten aus dem Kleber senden?

MfG

Frank

aca:
Hallo Berthold,

ich kann mir auch nicht vorstellen, dass ein Würfel als "Lösungsform" auftreten kann.
Muss ja auch nicht, selbst wenn die gleichen Mechanismen zugrundeliegen:
schnelles Anlösen -> gerundete Formen
schnelles Wachstum -> Skeletformen
In beiden Fällen wächst/schrumpft der Kristall am schnellsten an den thermodynamisch ungünstigen Kanten.

Und das oben zitierte Paper zielt in die gleiche Richtung.
Lösung und Wachstum werden durch die gleichen Fehlstellen im Gitter gefördert, und die Art/Reihenfolge, wie die Bausteine in das Gitter eingesetzt werden, ist die gleiche wie bei der Lösung, nur umgekehrt.

Das ist natürlich im Labor gemacht worden, und wenn in der Natur der Kristall bei 200 Grad wächst und später bei 150Grad gelöst wird, dann muss sich mehr als nur die Temperatur geändert haben und man kann nicht erwarten, dass beides genauso abläuft.

Bei den hoch indizierten Flächen bei Lösung muss ich sagen, das ist ein interessanter Punkt.
Diese treten auch beim Quarz (sorry, nur da kenne ich mich etwas aus) nie bei schnellem Wachstum auf, und nur bei ausgesucht langsamen Wachstum gibt es komplizierte Trachten. Und es stimmt, bei manchen angelösten Kristallen macht man Formen aus, die man sonst nie sieht. Dummerweise gibt es bei solchen Kristallen oft mehrere Lösungs und Wachstumsperioden, was sehr seltsame Trachten hervorbringt.

In jedem Fall ist die Situation in so einer Blase anders als draussen, schon weil Dinge wie Diffusionsgeschwindigkeit und Nachschub an Material keine Rolle spielen.

Hmm, Elmwood-Zapfen, kannte ich nicht, schrill... (habe ich grade auf einer Weidener Webseite gefunden  ;D )

Gruss
Amir

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