LXXII. Galvanisches Verfahren zum Probiren der Kupfererze; von Hrn. Byers. Aus dem Mechanics' Magazine, 1841, No. 911. Byer's galvanisches Verfahren zum Probiren der Kupfererze. Verfahren. Ein bestimmtes Gewicht Erz (wie zum Probiren auf trokenem Wege vorbereitet) wird in einer Säure (am besten Königswasser) aufgelöst und fast zur Trokniß abgedampft, hierauf wieder in Wasser aufgelöst, filtrirt und dann wie die Kupferauflösung behandelt, wovon unten das Nähere folgt. Ich habe das Kupfer sowohl auf Kupfer als auf Gold und Platin niedergeschlagen und verschiedene Formen bei lezteren Metallen angenommen, besonders die Schnekenlinie, finde jedoch Cylinder, weil sie sich leicht reinigen lassen, am geeignetsten. Nach meinem Verfahren habe ich bereits über hundert Kupferproben gemacht, ohne daß mir je eine fehlschlug; nur wenn man keine vollständige Auflösung des Kupfers bewerkstelligt oder das Erz vor der elektrochemischen Einwirkung nicht gehörig behandelt hat, kann man ein fehlerhaftes Resultat erhalten. Um sich von der Genauigkeit dieser schönen Probirmethode zu überzeugen, löse man 250 Gran krystallisirten Kupfervitriol, welcher 64 Gran reines Kupfer enthält, vollkommen auf, verseze die Flüssigkeit mit zwei oder drei Tropfen einer Säure und bringe sie in ein unglasirtes irdenes Töpfchen, welches drei Unzen Wasser fassen kann; dieses Töpfchen stelle man in ein anderes, etwas weiteres und glasirtes, welches eine schwache Auflösung von Salzsäure enthält; hierauf führe man einen kupfernen Cylinder (dessen Gewicht genau bekannt und an welchen ein Draht gelöthet ist) in die Kupferauflösung und einen eisernen Cylinder (woran auf ähnliche Art ein Draht befestigt ist) in das Gefäß mit verdünnter Säure; die Enden der Drähte werden sodann mit salpetersaurem Queksilber amalgamirt und in einer Queksilber enthaltenden Schale miteinander verbunden. Sobald die Kette geschlossen ist, beginnt die Operation (was man an einem schwachen zischenden Geräusch erkennt) und hört nicht eher auf, als bis alles Kupfer auf den kupfernen Cylinder niedergeschlagen ist, was in 10 bis 12 Stunden bewerkstelligt ist, hierauf nimmt man den Cylinder heraus, taucht ihn in Wasser, troknet und wiegt ihn; seine Gewichtszunahme entspricht dem Kupfergehalt der angewandten Auflösung. Daß die Operation beendigt ist, erkennt man auf folgende Art: man nimmt einen Tropfen aus der Auflösung, bringt ihn auf reines Gold oder Platin und berührt ihn mit einem Zinkstängelchen; wenn sich kein Kupfer auf das Gold niederschlägt, ist keines mehr in der Flüssigkeit enthalten. Auf diese Art läßt sich also der Kupfergehalt eines Erzes sehr genau bestimmen, während man bei der Probe auf trokenem Wege leicht einen Verlust von 1/2 bis 3/4 Proc. erleiden kann. Bemerkungen über dieses Probirverfahren von Hrn. Martyn Roberts. Ich sehe mich durch Hrn. Byers' Aufsaz veranlaßt zu erklären, daß ich ihm nicht nur die erste Idee zu der galvanischen Kupferprobe gab, sondern ihm auch diese Methode vollständig erklärte und ihm sogar meinen eigenen Apparat zur Ausführung derselben überließ; ich habe ihm überdieß mehrere Details mitgetheilt, welche zum Gelingen dieses Probirverfahrens nothwendig sind, die er aber in seinem Aufsaz verschwieg. Da der Gegenstand von praktischer Wichtigkeit ist, so will ich mich für Techniker ausführlicher darüber verbreiten und zuerst den Grund auseinandersezen, weßhalb das Kupfer auf die angegebene Weise abgeschieden wird. Wenn man zwei Metalle, wovon das eine oxydirbarer ist als das andere, miteinander verbindet, entweder unmittelbar durch Berührung, oder mittelbar durch Dazwischenkunft eines Drahts, und sie dann in eine angesäuerte Flüssigkeit (z.B. verdünnte Schwefelsäure) taucht, so erhält man ein galvanisches Paar, worauf die verdünnte Säure wirkt; das Wasser der Flüssigkeit wird zersezt, sein Sauerstoff verbindet sich mit dem oxydirbarsten Metall (dem positiven Pol), während sein Wasserstoff sich an der Oberfläche des anderen Metalles (dem negativen Pol) entwikelt. Kupfer und Zink sind zwei solche Metalle; das Zink wird von Säuren leichter angegriffen als Kupfer, oxydirt sich schneller und ist in obigem Falle der positive Pol; die Kupferplatte bildet in Verbindung mit dem Zink den negativen Pol und ihre Anziehung zur Säure wird durch ihre Berührung mit dem Zink fast ganz aufgehoben, so daß sie gegen Oxydation geschüzt ist. Wenn man nun anstatt verdünnter Säure als Erregungsflüssigkeit eine Metallauflösung (z.B. schwefelsaures Kupfer) anwendet, so wird die Zinkplatte des galvanischen Paars – welche eine größere Verwandtschaft zur Schwefelsäure des Kupfervitriols hat, als das Kupfer zu der Säure, worin es aufgelöst ist – diese Säure anziehen und sich mit ihr verbinden, während das freigewordene Kupfer auf den negativen Pol (in diesem Falle eine Kupferplatte) niedergeschlagen wird; zum negativen Pol kann man aber jedes Metall nehmen, welches eine geringere Anziehung zum Sauerstoff hat als das Zink, z.B. Eisen, Gold, Silber, Platin etc., und es ist ein Axiom in der Lehre von der Elektricität, daß wenn man auf eine Metallauflösung durch Galvanismus einwirkt, die Säure sich an den positiven und die Basis an den negativen Pol begibt. Nun entsteht aber die Frage, welches Metall man bei einem galvanischen Paar zum Probiren von Erzen als oxydirbare Platte oder positiven Pol anwenden muß. Wenn ein Erz in einer Säure aufgelöst worden ist, so kann die Auflösung nicht bloß ein Metall, sondern deren mehrere enthalten. Bei den meisten Kupfererzen wird sich z.B. außer Kupfer auch Eisen auflösen, und wenn man also das Princip meines Verfahrens nicht vollkommen versteht, so kann man oft in Fehler verfallen. Würde man z.B. Zink als positive Platte anwenden, so müßten auf den negativen Pol alle Metalle niedergeschlagen werden, welche eine geringere Verwandtschaft zum Sauerstoff haben als Zink, und da unter diese auch das Eisen gehört, so würde auch Eisen auf den negativen Pol niedergeschlagen, so daß man den Kupfergehalt des Erzes nicht erfahren könnte. Bei allen Proben muß man also zum positiven Pol dasjenige Metall wählen, welches in der Verwandtschaft zum Sauerstoff zunächst auf das Metall folgt, welches man auf die negative Platte niederzuschlagen wünscht, und wenn man sich an diese Regel hält, so kann man nacheinander alle in der Erzauflösung enthaltenen Metalle entdeken. Ich will dieß durch ein Beispiel erläutern. Es sey ein Erz aufgelöst worden, worin man Eisen, Kupfer und Silber vermuthet. Diese Metalle folgen sich hinsichtlich ihrer Verwandtschaft zum Sauerstoff in der Ordnung wie sie aufgeführt wurden und das Eisen hat die größte. Um den Silbergehalt des Erzes zu bestimmen, wähle ich eine Silber- und eine Kupferplatte als galvanisches Paar – so daß Silber der negative und Kupfer der positive Pol ist – und tauche es in eine abgemessene Quantität der Erzauflösung. Um den Kupfergehalt zu erfahren, nehme ich eine andere abgemessene Portion der Auflösung und tauche ein galvanisches Paar aus Kupfer und Eisen bestehend hinein, wobei Kupfer den negativen und Eisen den positiven Pol bildet; auf das Eisen, welches in der Verwandtschaft zum Sauerstoff zunächst nach dem Kupfer kommt, schlägt sich also das in der Flüssigkeit enthaltene Kupfer nieder. Um zu ermitteln, wie viel Eisen in dem Erz enthalten ist, nehme ich eine andere Portion der Erzlösung und tauche ein galvanisches Paar aus Eisen und Zink hinein (Zink hat nämlich eine größere Verwandtschaft zur Säure und zum Sauerstoff als Eisen), so daß sich das aufgelöste Eisen auf den negativen Pol niederschlägt. Anstatt eines unglasirten irdenen Töpfchens oder einer Abtheilung zwischen den Platten des galvanischen Paars, wie Hr. Byers vorschlägt, ziehe ich es vor, eine Blase anzuwenden; in einigen Fällen könnte sich nämlich das niedergeschlagene Metall in den Poren des Thons ablagern, was bei dem Gewebe der Blase niemals zu befürchten ist. Auch pflege ich die Drähte nicht in Queksilber miteinander zu verbinden, sondern verfahre, wenn z.B. Kupfer niedergeschlagen werden soll, überhaupt folgendermaßen: Ich biege ein dünnes Kupferblech in Form eines Cylinders, welcher 2 oder 3 Zoll lang ist, 1 oder 2 Zoll im Durchmesser hat und an beiden Enden offen ist; nahe an einem Ende desselben mache ich in das Blech ein kleines Loch; hierauf verschaffe ich mir einen kleineren Cylinder aus Eisenblech, löthe an ein Ende desselben einen Kupferdraht, welcher 12–18 Zoll lang ist und drüke oder schraube das freie Ende desselben in das Loch des Kupfercylinders. Nachdem ich das Erz mittelst Erwärmen aufgelöst und die Flüssigkeit filtrirt habe, gieße ich sie in einen Krug aus Steingut; hierauf steke ich den positiven Cylinder in eine kleine Blase und übergieße ihn darin mit so viel verdünnter Schwefelsäure oder Salzsäure, daß er davon bedekt ist; nachdem ich sodann den Kupfercylinder vorher abgewogen habe, schraube oder befestige ich das freie Ende des an den eisernen Cylinder gelötheten Drahtes in das kleine Loch im kupfernen Cylinder; nun bringe ich die Blase nebst dem eisernen Cylinder in den kupfernen Cylinder und tauche beide in das Gefäß, welches die Erzauflösung enthält; nachdem die Wirkung aufgehört hat, schraube ich den kupfernen Cylinder ab, wasche, trokne und wiege ihn; seine Gewichtszunahme entspricht dem Kupfergehalt des Erzes.