Eine "dumme" Frage zur Wässerung der Stufen

[carsten slotta]

Ja, und genau wegen dieser Verunreinigungen aus der Stufe, oder schon mal benutzter Säure (!) immer schön wässern. Also nicht erst trocknen lassen und dann schauen, wie man den "Kram" der sich vielleicht gebildet hat wieder wegbekommt....

[harzgeist]

Ja, und genau wegen dieser Verunreinigungen aus der Stufe, oder schon mal benutzter Säure (!) immer schön wässern. Also nicht erst trocknen lassen und dann schauen, wie man den "Kram" der sich vielleicht gebildet hat wieder wegbekommt....

Wässern ist natürlich wichtig und notwendig, nützt allerdings wenig, wenn man -auch über einen langen Zeitraum- "nur" wässert, ohne die Stufe zwischen zu trocknen.
Der "Kram" ist nämlich schon da und "bildet" sich nicht erst nach dem Trocknen. Er wird nur während der Trocknung mit dem in den Poren verborgenem Wasser zur Oberfläche transportiert und sichtbar.
Es ist also wechselseitiges Wässern und Trocknen angesagt. Und selbst dann kann können die Reaktionsprodukte nicht vollständig entfernt, sondern mit jedem Schritt nur verringert werden.
Ein abschließendes "Neutralisationsbad" der trockenen Stufe überführt die verbleibenden Reaktionsprodukte in für die Stufe "unschädliche" und unlösliche Substanzen, welche dann in den Poren verbleiben und weder das Aussehen noch die Haltbarkeit der Stufe beinträchtigen.

Vor allem Erzmineralien mögen Salzsäure gar nicht gern! Wenn überhaupt, würde ich die bloß stark verdünnt verwenden, oder besser gleich mit einer weit weniger aggressiven Säure arbeiten, z.B. Ameisen-, Zitronen- oder Phosphorsäure. Geht zwar länger, ist aber wesentlich schonender.

Diese Aussage ist so -für mein Empfinden- zu pauschal.
Wie immer im Leben, sollte man wissen, WAS man macht, bevor man es tut. Das ist auch bei der Mineralreinigung so. Die Methode "Versuch und Irrtum" bringt naturgemäß Überraschungen mit sich.
Von ALLEN auf der Stufe vorhandenen Mineralen und welche davon erhalten oder beseitigt werden sollen und welche Beeinträchtigungen gegebenenfalls in kauf genommen werden können, hängt die Wahl der geeigneten Mittels ab, bzw ob überhaupt eine chemische Behandlung erfolgen kann.
Salzsäure, z.B., lässt blei- und silberhaltige Sulfide und Sulfosalze matt werden, wogegen Pyrit, Chalkopyrit, und die meisten Arsenide nicht beeinträchtigt werden.
Zitronensäure und Phosphorsäure bilden mit  Calcit schwerlösliche Verbindungen. Die meisten Sekundärminerale vertragen überhaupt keine Säuren...

Wenn man dies beachtet, dann sind die entstehenden Reaktionsprodukte auch nicht ganz so unüberschaubar, wie von Andreas dargestellt. Aber: ein Vorversuch mit weniger wertvollem Material ist IMMER angebracht!

Thomas

[Andreas Schmid]

Thomas in vielem pflichte ich dir bei. Allerdings sind die Nebenprodukte wirklich unüberschaubar. ABER man sieht sie gsd nicht immer. Und das ist genau das Problem. Die die man sieht sind in der Regel störend. Und man fragt sich wieso passiert das. Und da wird es wirklich kompliziert. DENN man muss jetzt nicht nur wissen ob und welche NP entstehen sondern auch wie sie aussehen. ;-)

[carsten slotta]

Hallo Thomas,

das mit dem abwechselnden Trocknen und Wässern hab ich so noch nie gehört; das ist mir neu. Bin davon ausgegangen, dass ein regelmäßiges Austauschen des Wassers reichen sollte und so durch Diffusion mehr oder weniger alles raus kommt. Ist das mit dem Trocknen und Wässern irgendwo nachzulesen / belegt?

Mit der Salzsäure ist das so eine Sache... die ist halt sehr aggressiv / reaktiv, was z.B. dazu führen kann, dass der Zerfall von Pyrit erheblich beschleunigt wird durch die Bildung von Schwefelsäure in den Stücken. Auch Arsenide wie Skutterudit und Safflorit würde ich nie mit HCL behandeln. Diese werden stumpf und rissig. Ansonsten hast du völlig recht; nur aus Versuch wird man klug!

Grüße

[Andreas Schmid]

Ja, und genau wegen dieser Verunreinigungen aus der Stufe, oder schon mal benutzter Säure (!) immer schön wässern. Also nicht erst trocknen lassen und dann schauen, wie man den "Kram" der sich vielleicht gebildet hat wieder wegbekommt....

Ich habe das so nicht geschrieben. Was ich meinte war bevor man eine chemische behandlung einleitet sollte man wissen was man tut. Dann gibts auch keinen kram um den man sich kümmern muss. 😉

[harzgeist]

Hallo Carsten,

Die Methode des wechselseitigen Wässern/Trocknens kannst du nachlesen bei Duthaler/Weiß, Minerale reinigen und aufbewahren.

Nur mit Diffusion geht das zwar im Prinzip zwar auch, würde aber wohl fast "geologische Zeiträume" beanspruchen. Das ist auch einleuchtend, wenn man bedenkt, dass die "Proren" (also Korngrenzen oder Risse) quasi Sackgassen sind, mit wenigen Mikrometern Breite aber im Verhältnis erheblicher Tiefe. Die Kapillarwirkung tut ein übriges, die Flüssigkeit dort fest zu halten. Ein Austausch findet deshalb kaum statt.

Die von dir angesprochene Aggressivität der Salzsäure gegenüber z.B. Pyrit ist nicht auf die Säure selbst zurückzuführen sondern auf die Reaktionsprodukte. Läge es an der Salzsäure selbst, würde die zerstörerische Wirkung sofort einsetzen und nicht schleichend den Zerfall beschleunigen. Wie Andreas schon schrieb, die Säure selbst ist flüchtig.
Als Reaktionsprodukte treten hauptsächlich Calciumchlorid und Eisenchlorid auf. Während das letztere die bekannte Gelbfärbung verursacht, ist das erstere eines der von Andreas erwähnten "unsichtaren" Reaktionsprodukte, deren Anwesenheit oft gar nicht bemerkt wird. Beide haben die unangenehme Eigenschaft, hygoskopisch zu sein. Eisenchlorid bindet darüber hinaus noch HCl infolge Komplexbildung. Verbleiben auch nur geringe Reste in der Stufe, wird dadurch verhindert, dass sie jemals(!) ganz trocken werden kann.
Alkalien, wie Soda oder Ammoniak wandeln diese Rückstände in harmlose wasseunlösliche, nicht hygroskopische Stoffe um. Dabei hat Ammoniak den großen Vorteil, dass es sehr mobil ist und ein Überschuss sich von selbst verflüchtight.

Thomas

[Brodi69]

Sehr interessant was ihr hier alles auch noch sehr schön erklärt, allerbesten Dank. Insbesondere das Thema Eisenchlorit erklärt mir nun auch Chemisch, weshalb viele Kollegen immer wieder über gelbfärbungen berichteten.

Wenn ihr hier schon so schön mitschreibt, habe ich noch die Frage zum Natriumdithyanit. Nach der Formel des Altlas 33g Natriumdithyanit/28g Na-Bicarbonat/59g Na-citrat löst sich bekanntlich das Eisenoxid am besten. Trotz Wässerung vorher und nachher passiert es mir gelegentlich, dass auch "rostige" Ausblühungen aufgrund dieser Behandlung v.a. in grösseren porösen Matrixgesteinen entstehen.

Nach dem Vorgesagten und meiner Unkenntnis will ich ja nun nicht einfach experimentieren. Daher meine konkrete Frage, ob hier auch Ammoniak oder Soda eine Option wären?

Grüessli
Christian

[harzgeist]

Hallo Christian,

Die von dir beschriebene Erscheinung habe ich noch nicht beobachten können, obwohl ich sehr viel mit Natriumdithionit (so heißt das Zeug richtig) arbeite. Dabei sollten eigentlich keine Produkte entstehen, die nachträglich an die Oberfläche wandern und dort Verfärbungen hervorrufen.
Es sei denn, sie waren schon vorher vorhanden, etwa durch eine vorhergehende Behandlung mit Salzsäure und konnten vom Dithionit nicht erreicht werden, weil du die Stufe vorher gewässert hast.
Bei Dithionit würde ich auf das vorherige Wässern ganz verzichten, im Gegensatz zu Salzsäure.
Es kann bei falscher Anwendung (zu lange, zu heiß, falsche Zusammensetung) auch zu einer Schwarzfärbung auf der Stufe kommen, die an der Luft oxydiert und dann braun wird. Dann muss man nur eine Weile warten bis zur vollständigen Oxydation und den Vorgang wiederholen (die Stufe bis dahin am besten im freien in feuchter Umgebung lagern).
Die günstigste Temperatur für das Dithionit-Bad ist übrigens bei ca. 40°. Darüber steigt das Risiko einer Schwarzfärbung und unter 20° passiert (fast) nichts.

Eine nachträgliche Behandlung mit Soda oder Ammoniak bringt nichts, da die Lösung bereits im alkalischen Bereich eingestellt ist. Anders herum macht eine Behandlung mit Dithionit ein Bad in Soda oder Ammoniak nach den Säuern überflüssig.

Übrigens
Aus der Originalveröffentlichung dieser Methode geht hervor, dass die angegebenen Mengen sich auf eine MAXIMAL - Konzentration beziehen und man diese nur dann braucht, wenn sehr viel Rost zu lösen ist. Meist benötigt man ohnehin (des Gefäßes wegen) eine größere Menge Flüssigkeit um die Stufe zu bedecken. Die Lösung kann dann bis zum 5-fachen (wenn ich mich richtig erinnere) verdünnt werden. Als Faustregel gilt, dass 2g Natriumdithionit etwa 1g Rost lösen können.

Besser die Stufe in ein reichlich bemessenes Gefäß mit schwacher Lösung legen als in ein knapp ausreichendes mit kontentrierter Lösiung. "Viel hilft viel" gilt hier NICHT  !!!

Zum einen ist eine weniger konzentrierte Lösung weniger "heikel" und zum andern ist dadurch weniger Aufwand beim anschließenden Wässern nötig.

Ich hoffe, diese allgemeinen Hinweise haben dir trotzdem weiter geholfen.

Thomas

[Axinit]

Servus,

nun muss ich mich doch noch zu der zuletzt von Christian gestellten Frage aeussern.

Es kann tatsaechlich vorkommen, dass nach einer  sorgfaeltig durchgefuehrten Reinigung (keine Vorbehandlung mit HCl)  mit Na-dithionit, gefolgt von ausgiebigem Waessern, sich die gereinigten Stufen beim Trocknen gelblich verfaerben.

Das Phaenomaen tritt ausschliesslich bei relativ poroesen (meist metamorph ueberpraegten, alpinen) Matrices auf (siehe den Beitrag von Christian alias Brodi69) und laesst sich kaum vermeiden.

Nach vielen Dutzend erfolgreichen Ansaetzen mit gepufferter Na-dithionit-Loesung schliesse ich einen Verfahrensfehler aus.

Ein derartiges Verhalten laesst sich meist (einfach) erklaeren, Abhilfe, d.h. eine Entfernung des "Gelbstichs" ist  durch "Maskieren" moeglich.

Ich hoffe, hier einen Beitrag verfasst zu haben, der  dem Fragesteller vielleicht weiterhilft - eine Diskussion ueber physiko-chemische Zusammenhaenge oder "Rezepte" koennen wir gerne per PM oder bei einem Raclette fuehren  .

GA

Harald

[helgesteen]

Hallo zusammen,

die Diskussion ist sehr interessant, vielleicht kann ich auch noch ein paar Beobachtungen dazu beitragen.

Grundsätzlich verwende ich zum Behandeln von Stufen keine Salzsäure mehr. In meiner Sammlerkarriere habe ich schon so viele Stufen damit beschädigt, das sich sie aus dem Mineralienlabor verbannt habe. Wie erwähnt werden viele Sulfide davon matt und rissig (hier kann ich die Aussage von Carsten nur bestätigen), ausserdem machte mir die Gelbfärbung der Matrix durch Eisenchlorid immer wieder massiv Ärger, trotz intensivem Wässern.  Ich verwende zum Entfernen von Karbonaten daher mittlerweile wo immer möglich Amidosulfonsäure, da sie Sulfide weitgehend schont. Kürzlich habe ich haarfeine Bismuthinitnadeln aus derbem Siderit herausgelöst, ohne dass die Nadeln sichtbar angegriffen wurden. Die Stufen werden immer vor- und anschliessend in klarem wasser nachgewässert. Das abwechselnde Wässern und Trocknen hat sich bei mir sehr bewährt. Diese Strategie ist viel effektiver, als nur auf Diffusion zu setzen.

Beim Entfernen von Eisenoxid-Überzügen arbeite ich mit der bereits erwähnten gepufferten Dithionit-Lösung und mit Phosophorsäure, in beiden Fällen ebenfalls auf vorgewässerten Stufen.
Vor einiger Zeit hatte ich eine sehr komplexe Reinigungsarbeit an Stufen mit Quarzmatrix, auf der einzelne völlig limonitisierte Sideritkugeln aufsitzen. Der Siderit ist wiederum von schneeweißem Baryt überzogen. Da sowohl Quarz als auch Baryt im Fundzustand dünne Limonitüberzüge aufwiesen, wollte ich diese entfernen. Dazu wurden die gewässerten Stufen zunächst mit warmer Dithionitlösung behandelt, worauf sie sehr schön sauber waren. Der ex-Siderit wurde vom Dithionit nicht merklich angegriffen. Beim Trocknen zog aber wieder eisenhaltige Lösung aus dem ex-Siderit in die Barytkugeln ein, worauf sie sich beigegelb färbten. Daher habe ich die Stücke nach dem Dithionitbad kurz gewässert und dann gleich für einige Minuten in etwa 20% Phosphorsäure gelegt. Anschließend gut gewässert (idealerweise in destilliertem Wasser, um die Bildung von Calciumposphat zu verhindern) und möglichst schnell getrocknet (z.B. auf einem Heizkörper). Damit konnte ich die Gelbfärbung des Baryts komplett verhindern.
Meine Theorie war, dass etwaige "mobile" Eisenionen aus dem Siderit durch die Phosphorsäure komplexiert werden und entweder beim Wässern ausgewaschen oder als farblose Komplexe im Baryt eingelagert werden. Die Stufen sind nun fast 10 Jahre in der Sammlung und zeigten in dieser Zeit keinerlei Veränderung.
Ich vermute dass auch bei der erwähnten Gelbfärbung nach Dithionitbehandlung größere Limonitaggregate in der porösen Gesteinsmatrix sitzen (z.B. limonitisierter Pyrit), die beim Trocknen zur Oberfläche hin "ausbluten".

Viele Grüße,
Helge       

[cmd.powell]

Moin

Noch zum Thema Salzsäure und "hinterlässt keine Spuren": Das kann ich so auch nicht stehen lassen, selbst für den Fall, das man absolut reine Salzsäure verwendet und den äußerst theoretischen Fall, das es keinerlei Reaktionsprodukte gibt. Ich habe vor etlichen Jahren bei eBay einige recht ansehnliche Neptunit/Benitoit-Stufen ergattern können, ohne Privatinsolvenz anmelden zu müssen. Allerdings waren mir die Natrolithreste auf den Stufen doch (wahrscheinlich aufgrund der Lagerung) zu sehr verschmutzt, schön weiß wollte ich sie haben. Also habe ich im berühmten Duthaler nachgeschaut, wie die vor Ort diese Stufen präparieren und habe das nochmal gemacht: Zunächst die Stufe in relativ konz. Salzsäure (ab 20%) einlegen, dabei wir der Natrolith zersetzt und die Neptunite/Benitoite kommen langsam zum Vorschein. Nach einiger Zeit (ein paar Stunden) habe ich das dann abgebrochen, etwas Natrolith sollte ja auch noch zwecks Kontrastes auf der Stufe verbleiben. Nun sehen die Stufen zwar in der Salzsäure schön sauber aus, aber wenn man die rausholt sieht man, das sich der Natrolith in einen milchigweißen Glibber (großvolumiges Kieselsäuregel) verwandelt hat. Um Glibber runter zu bekommen, wird die Stufe in ca. 10%iger Natronlauge bei 80°C einige Stunden "gekocht", danach ist das Kieselsäuregel als Natriumsilikate in Lösung gegangen. Bei mir hatte das ungefähr 8 - 12 Stunden gedauert. Also: In relativ konz. Salzsäure geätzt, dann kurz gewässert und danach 8 - 12 Stunden in heißer Natronlauge, danach noch keine Ahnung mehr wie lange gewässert, um die Natronlauge runter zu bekommen. Ich hätte jeder Wette angenommen, das nach der Prozedur alle Salzsäure neutralisiert gewesen wäre. Pustekuchen! Nachdem die Stufe ein paar Jahre in meiner Vitrine lag - dummerweise in der Nähe des Türscharniers - ist eben jenes Scharnier mit einer typischen rotbraunen Eisenoxid/chloridkruste überzogen. Da es das einzige Scharnier in diesem Zustand in der Vitrine ist kommt als Quelle der korrosiven Dämpfe nur die Neptunit-/Benitoitstufe in Frage. Seit dem weiß ich, wie Mobil Salzsäure bzw. Chlorwasserstoff ist und wie schwierig es ist, diesen aus einer - zugegeben recht porösen - Stufe zu bekommen. Einzig Ammoniak scheint mir ähnlich mobil zu sein wie der Chlorwasserstoff.

Zum Thema Gelbfärbung und abwechselndes Wässern/Trocknen: Diesen Effekt kenne ich auch nur zu gut. Ich hatte mal das Problem, einige Pegmatitstufen mit schönen Feldspat und Quarzkristallen von recht dicken Eisenoxidkrusten befreien zu müssen. Die Eisenoxidkruste habe ich mit Salzsäure (24%ig) recht gut und auch vergleichsweise schnell runter bekommen. Nur das Wässer wurde zum Drama: Nach ein paar Tagen war die Stufe zwar sauber und das Wasser neutral, nach dem Trocknen war aber jeder noch so feine Riss oder Spalt mit einem feinen gelben Belag umsäumt - sehr unästhetisch. Ich weiß nicht mehr, wie oft ich die Stufe nachgesäuert (mit sehr verdünnter Salzsäure) und gewässert habe, die gelben Säume kamen immer wieder. Abhilfe hat dann einlegen in Oxalsäure und 4 Wochen in Urlaub fahren gebracht. Seit dem sind die Stufen ok und haben keine Säume mehr.

Bei Pyrit hatte ich ein ähnliches Problem: Nach der Behandlung mit Dithionit kam immer wieder eine deutliche Rostfarbe hervor, hervorgerufen durch das Trocknen und den Kontakt mit Luftsauerstoff. Was tun? Im Dithionit ist der "Flugrost" sofort weg, kommt aber nach dem Trocken wieder und wie soll das gehen, wässern ohne Wasser. Antwort: Mit Isopropanol! Die Stufe nach der Dithonitbehandlung und kurzem Wässern mit deionisiertem Wasser in reichlich Isopropanol legen. Der Isopropanol entzieht nun der Stufe das Wasser und somit kann sich auch kein Flugrost mehr bilden. Man muss natürlich ausreichend Isopropanol verwenden, mindestens soviel, das die Stufe vollständig darin untertaucht. Das Isopropanol kann man danach z.B. mit wasserfreiem (!!) Magnesiumsulfat (gibt es bei eBay) wieder trocknen. Es versteht sich hoffentlich von selbst, das man beim Hantieren mit Isopropanol in einem gut gelüfteten Raum oder draußen arbeitet und nicht raucht.