EC Eisenocker am heiligen Brunnen
Hier an den Koordinaten befindet ihr euch an der noch gut erhaltenen Einfassung des einstigen Brunnens am Mühlengraben. Er wurde im Jahre 1520 entdeckt und mit einer Mauer 1550 eingefasst.
Mitte des 18.Jahrhunderts empfahl der bekannte Quedlinburger Arzt Dr. Eisfeld das Wasser des Gesundbrunnens zum Gebrauch, bald aber wieder verlor der Brunnen seine Anziehungskraft. Auch heilig gesprochen wurde er nie, aber was gibt es hier sonst zu sehen????
Die Zusammensetzung des Quellwassers ist nicht belegt, aber am Ausfluss der Quelle und am Delta des Eintritts des Wassers in den Mühlgraben fällt eine deutliche Ockerfärbung auf. Ein Hinweis auf eisenhaltiges Grundwasser.
Die obersten 16 km der festen Erdkruste bestehen nachweisbar aus ca. 5% Eisen, der Anteil des Eisens auf dem gesamten Planeten wird auf 37% geschätzt. Dies nimmt man aufgrund der untersuchten Meteoriten an, von denen über die Hälfte aus Eisen bestehen und somit eine ähnliche Differentiation durchlaufen haben.
Was wir übers Eisen wissen
Eisen ist ein chem. Element mit dem Elementsymbol Fe, es zählt zu den Übergangsmetallen. Es sieht metallisch glänzend aus, mit einem gräulichen Farbton. Härte nach Mohs: 4-5. Man unterscheidet grob zwischen Meteorischem Eisen und Terrestrischen Eisen.
Meteorisches Eisen: Kommt auf der ganzen Welt vor, von kosmischem Staub bis mehrere Tonnen Gewicht und gilt als Hinweis, dass das Innere der Himmelskörper unseres Sonnensystems im wesentlichen aus Eisen besteht. Es hat einen spezifischen Nickelgehalt von 5-18%.
Terrestrisches Eisen: Kommt sehr selten vor. Natürlich gewachsene Kristalle sind nicht bekannt, eher fand man derbe, körnige, schuppige, klumpige oder tropfenförmige Eisenstücke vor. Es ist chemisch relativ rein (max. 2% Nickel, 0,3% Kobalt, 0,4% Kupfer, 0,1% Platin und Kohlenstoff.Bei der Entstehung von terrestrischem Eisen laufen Prozesse ab, die mit denen in einem Hochofen bei der Eisengewinnung vergleichbar sind. So kommt Eisen besonders in Basalten vor, wo die Reduktion von Eisen durch Kohle stattfindet.Bei Kassel wurden im Basalt Brocken von bis zu 5 kg gefunden. Der größte Klumpen stammt von der Insel Disco (Grönland) und wog 25 t.
Aber Eisen kommt auch in Wasser gelöst vor …...
…...so liegt der Eisengehalt im Meerwasser bei etwa 1-3 ppb (parts per billion), variiert jedoch sehr stark. Im Atlantik ist der Eisengehalt höher als im Pazifik und Flusswasser enthält im Allgemeinen 0,5-1 ppm (parts per million).
Außerdem ist Eisen Bestandteil vieler organischer und anorganischer Chelate (Komplexverbindungen), die in den meisten Fällen gut löslich sind.
Wer sich seine Eisennägel zu Hause mal anschaut, der stellt fest, dass sich Eisen weder in purem Wasser, noch an trockener Luft deutlich verändert. Ist der Nagel aber feuchter Luft = Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff ausgesetzt, so beginnt er zu rosten = er oxidiert. Die silbrige Farbe verändert sich in braunrot = hydriertes Oxid.
Die entstandene Rostschicht schützt das Eisen nicht vor einer weiteren Reaktion, sie löst sich und das Eisen oxidiert noch mehr.
Im Wasser gelöste Elektrolyte beschleunigen die Reaktion und in Regionen mit Meeresnähe spielen Salzteilchen eine wichtige Rolle. Eisen(III)hydroxid fällt auch häufig in natürlichen Gewässern aus.
Aber wie kommt es dahin?
Der Weg des Eisens ins Wasser
Fallen die Niederschläge direkt in Gewässer, schließt sich der Wasserkreislauf. Treffen sie jedoch auf die Erdoberfläche, so gelangen sie über durchlässige Schichten in den Untergrund und somit ins Grundwasser. Somit sind die zu Tage tretenden Wässer ursprüngliches Niederschlagswasser, welches nach meist langen Fließwegen in Quellen aufsteigt oder aus Brunnen gewonnen wird.
Beim Eindringen in die Tiefe erfolgt etwa alle 33 m eine Erwärmung des Wassers um 1°C. Durchfließt das Wasser auf diesem Weg unlösliche Gesteinsschichten, so würde es mit einem geringen Mineralgehalt, aber erwärmt (Therme) austreten. Nimmt das Wasser aber auf seinem Weg durch den Untergrund Kohlendioxid (CO2) auf , so ändern sich die Löslichkeitsverhältnisse. Es kommt zu einer Zunahme des Mineralgehaltes des Wassers.
Auf dem häufig sehr langen Fließweg des Wassers, können unter geänderten Milieubedingungen sekundäre Umsetzungen wie Ionenaustausch, Ausfällung und Wiederauflösung stattfinden. Hiervon betroffen sind neben den Hauptbestandteilen vor allem die natürlichen Spurenelemente wie Eisen, Mangan und Arsen.
Elementares Eisen ist in Wasser nahezu unlöslich und auch zahlreiche Eisenverbindungen habe diese Eigenschaft und trotzdem werden Eisenionen im Wasser nachgewiesen. Das Grundwasser ist häufig sauerstoffarm und hat reduzierende Eigenschaften, so kommt es zum Herauslösen von Eisen und anderen Stoffen aus den Erdschichten.....sofern diese dort enthalten sind. Es bilden sich Hydrogencarbonate, welche gut wasserlöslich und farblos sind.
Eisenhydrogencarbonate sind in Mineralwässern, aber auch in Stahlwässern enthalten. Bei Kontakt mit Sauerstoff = Austritt an Erdoberfläche, oxidieren diese gelösten Verbindungen wieder zu einer wasserunlöslichen Form. Es erfolgt zunächst eine braun gelbliche Trübung bis bräunliche Flockung und spätere Abscheidung von Ockerschlamm bis hin zu Brauneisenstein.
Hier vor Ort ist eine deutliche Ablagerung von Ockerschlamm zu sehen, sie zieht sich deltaförmig ins überfließende Gewässer hinein.
Quellen: UniTübingen „Der Aufbau der Erde“; Wikipedia; Lexikon der Geowissenschaften; ;http://geomuseum.tu-clausthal.de/minerale.php?section=21100&level=10&name=Eisen&details=on;http://www.baederkalender.de/broschuere/11/Einfuehrung-in-Chemie-und-Charakteristik-der-Heilwaesser-und-Peloide;www.lenntech.de/pse/wasser/eisen/eisen-und-wasser.htm
Nun zu den Aufgaben um diesen Earthcache zu lösen:
1. Beschreibt das im Übertrittsdelta liegende Sediment des Mühlbaches!
2. Schätzt die ungefähre Größe des Deltas in cm!
3. Füllt jeweils etwas Wasser (ca. 100-200 ml sollten reichen) am Überlauf und am WP1/Start in ein durchsichtiges transportables Gefäß!
Beschreibt das Wasser in beiden Gefäßen am Entnahmetag hinsichtlich Färbung/Trübung!
Und nun kommt die Hausaufgabe: Lasst die Gefäße ein paar Tage geöffnet stehen. Was passiert mit den Proben??Was habt ihr mit diesem Versuch nachgewiesen?
Sendet eure Antworten an gcdiehenne@gmail.com oder direkt über mein Profil, damit ist die Logerlaubnis erteilt. Sollte etwas nicht stimmen, werde ich mich bei euch melden. Fotos vom Versuchsaufbau zu Hause sind gerne gesehen, aber keine Logbedingung!
Nun viel Spaß bei meinem EC und genießt die kleine Wanderung entlang des Mühlgrabens ;)
>Die Henne<