Kristallolumineszenz von Kalium-Natriumsulfat

Einleitung

Eine heiße, gesättigte Kalium-Natriumsulfatlösung wird in der Dunkelheit abkühlen gelassen.

Verwendete Chemikalien

Chemikalie
	200 g Kaliumsulfat, K₂SO₄ – 174.26 g/mol CAS-Nr.: 7778-80-5 – EG-Nr.: 231-915-5 WGK 1 Sigma-Aldrich, 204129, SDB vom 17.04.2019
	80 g Natriumsulfat, Na₂SO₄ – 142.04 g/mol Glaubersalz CAS-Nr.: 7757-82-6 – EG-Nr.: 231-820-9 WGK 1 Sigma-Aldrich, 238597, SDB vom 10.06.2019

Chemikalie

200 g Kaliumsulfat, K₂SO₄ – 174.26 g/mol

CAS-Nr.: 7778-80-5 – EG-Nr.: 231-915-5

WGK 1

Sigma-Aldrich, 204129, SDB vom 17.04.2019

80 g Natriumsulfat, Na₂SO₄ – 142.04 g/mol

Glaubersalz

CAS-Nr.: 7757-82-6 – EG-Nr.: 231-820-9

WGK 1

Sigma-Aldrich, 238597, SDB vom 10.06.2019

Verwendete Geräte, Versuchsaufbau

1000-ml-Erlenmeyerkolben, Magnetrührer mit Heizfunktion, Magnetrührfisch

Versuchsdurchführung

200 g Kaliumsulfat und 80 g wasserfreies Natriumsulfat werden unter Rühren und Erwärmen bis zum Sieden in möglichst wenig dest. Wasser vollständig aufgelöst (entspricht ca. 1 Liter). Die heiße Lösung wird abgedeckt in einen abgedunkelten Raum gestellt und bei Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Wenn die Lösung auf eine Temperatur von ca. 60–70 °C abgekühlt ist, erscheinen kleine, bläuliche Lichtblitze in ihr. Diese werden heller und zahlreicher, bis sie bei einer Temperatur von ca. 40 °C wieder abklingen. Die Anzahl und Helligkeit der Blitze kann etwas gesteigert werden, indem das Gefäß bei einer Abkühlung auf 50 °C in ein 20 °C kaltes Wasserbad gestellt wird. Anschließend kann man die überstehende Flüssigkeit abgießen und den Kolben stark hin und herschütteln. Bei jedem Schlag der Kristallmasse an die Kolbenwand ist in Dunkelheit, erneut ein schwaches Leuchten wahrzunehmen. Auch beim Zerdrücken mit einem Glasstab leuchten die Kristalle bläulich.

Sollte ein Glitzern in der heißen Lösung zu sehen sein, sind bereits Kristallkeime vorhanden und das Experiment gelingt nicht.

Reaktionsgleichung

Abb. 1 – bei der Kristallisation von Kalium-Natrium-sulfat tritt eine Kristallolumineszenz auf.

Bei der Kristallisation des Kalium-Natriumsulfat-Doppelsalzes ist Kristallolumineszenz sichtbar. Die entstehenden Kristalle sind tribolumineszent. Kristallolumineszenz ist die Emission von Licht beim Kristallisieren aus Lösungen. Nur sehr wenige Stoffe zeigen diese Lumineszenz. Dazu gehören auch Arsentrioxid und viele Erdalkalihalogenate, wie z. B. Bariumbromat. Die Ursachen sind nur wenig erforscht. Praktische Anwendungen dieses Phänomens gibt es bisher nicht.

Quellenangaben

[1]

Pok. Kristallolumineszenz von Kaliumnatriumsulfat. illumina-chemie.de, 2016. http://illumina-chemie.de/kristallolumineszenz-von-kaliumnatriumsulfat-t4331.html [10.09.2016] mit freundlicher Genehmigung von Pok.

[2]

O. M. Olgin. Luminous Solutions. In: Experiments Without Explosions, Mir Publishers: Moskau, 1988, 230. https://ia600203.us.archive.org/26/items/ExperimentsWithoutExplosions/Experiments-without-explosions.pdf [19.08.2013]

[3]

H. Rose. Ueber Lichterscheinungen bei der Krystallbildung. In: Pharmaceutisches Central-Blatt Band 12, Leopold Voss: Leipzig, 1841, 661–665. https://opacplus.bsb-muenchen.de/Vta2/bsb10072173/bsb:5836527?page=665 [10.09.2016]

[4]

A. I. Voloshin, V. A. Antipin und V. P. Kazakov. Time Distribution of Groups of Crystalloluminescence Photons upon Crystallization of 2 K₂SO₄ · Na₂SO₄ Binary Salt from Aqueous Solutions. High Energy Chem. 1994, 28 (3), 208–210.

[5]

T. A. Ring. Nano-sized cluster nucleation. Adv. Colloid Interface Sci. 2007, 91 (3), 473–499. DOI: 10.1016/S0001-8686(00)00073-7

[6]

E. Bandrowski. Über die Lichterscheinungen während der Krystallisation. In: Bulletin international de l'Académie des sciences de Cracovie. Comptes rendus (Anzeiger der Akademie der Wissenschaften in Krakau), Hrsg. Polska Akademia Umiejętności, Imprimerie de l'Université: Cracovie, 1895, 75–78. https://www.biodiversitylibrary.org/item/47278 [10.09.2016]

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