Titel: | Ueber die Fällung der Metalle durch andere Metalle; von Hrn. Becquerel. |
Fundstelle: | Band 92, Jahrgang 1844, Nr. LII., S. 184 |
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LII.
Ueber die Faͤllung der Metalle durch
andere Metalle; von Hrn. Becquerel.
Aus den Comptes rendus, Maͤrz 1844, Nr.
12.
Becquerel, über die Fällung der Metalle durch andere
Metalle.
Erstes Capitel.
Allgemeine
Betrachtungen.
In meinen beiden früheren Abhandlungen (polytechn. Journal Bd. LXXXIX S. 432 und Bd. XCI S. 462) suchte ich die
allgemeinen Grundsäze zu entwikeln, nach welchen man dahin gelangt, daß sich
Oxyde elektrochemisch in mehr oder weniger dünnen Schichten auf Metalle
ablagern, woraus dann den Newton'schen dünnen
Plättchen entsprechende Farben hervorgehen; auch suchte ich alle darauf
bezüglichen technischen Punkte zu lösen, damit die Industrie sich dieser neuen
Art zu färben sogleich und ohne Schwierigkeit bedienen könne; ich gab außerdem
noch einen Firniß an, durch welchen die erzeugten Farben vor jeder Veränderung
geschüzt werden, mit Ausnahme des Blau der ersten und zweiten Ordnung. Eine
einzige Schwierigkeit trat noch in den Weg, nämlich beim Färben großer
Kupferflächen; ich habe aber seitdem gefunden, daß sie leicht beseitigt wird,
wenn man sich eines Apparats bedient, bei welchem die Anzahl der Paare und
Ausdehnung der Flächen jedes Elements in Verhältniß stehen mit der Größe der zu
färbenden Flächen. Sobald ich den mir vorgesezten Zwek erreicht hatte, suchte
ich dieselbe Frage hinsichtlich der Ablagerung aller Metalle auf verschiedene
Metalle zu lösen, wobei ich ein allgemeines, leicht ausführbares Princip
befolgte. Am besten schien sich mir hiezu das Eintauchen bei hoher Temperatur in
eine neutrale Lösung eines Doppelchlorids von Metall und Alkali zu eignen, wobei
ich manchmal noch die galvanische Wirkung zu Hülfe nahm. In der Abhandlung,
welche ich der Akademie hiemit vorlege, sind die allgemeinen Resultate enthalten, zu
welchen ich bei Untersuchung des Gegenstandes aus dem rein wissenschaftlichen Gesichtspunkt gelangt bin, indem ich die Behandlung
desselben in technischer Beziehung mir für ein
anderesmal verspare.
Die Fällung der Metalle aus ihrer respectiven Lösung durch andere, leichter
oxydirbare Metalle wird schon seit den ältesten Zeiten technisch benuzt. Ich
will die Sache aus dem allgemeinsten Gesichtspunkt betrachten und auf die
Ursachen der Fällung der Metalle zurükzuführen versuchen.
Die Beziehungen zwischen den Verwandtschaften und den elektrischen Kräften sind
jezt so sicher festgestellt, daß wir in vielen Fällen mittelst elektrischer
Kräfte Verwandtschaften hervorzurufen vermögen, welche ohne sie nicht
aufgetreten wären. Ehe ich aber näher in diese Materie eingehe, will ich kurz
den Gebrauch andeuten, welchen die Alten von den Metallniederschlägen
machten.
Seit vielen Jahrhunderten schon kennt man die Vergoldung der Metalle; die in den
ägyptischen Gräbern gefundenen Statuetten und Bronzen (Medaillen) geben davon
den Beweis. Daß wir in andern, vom Klima minder begünstigten Gegenden nur sehr
wenig vergoldete Statuen antreffen, ist dem mehr oder weniger schnellen
Verderben in Folge der Berührung des Goldes mit dem Bronze zuzuschreiben. In
einer viel spätern Zeit, zu der des römischen Reichs wurden Münzen von Eisen und
Kupfer geschlagen und mit Silber überzogen. Wie Plinius berichtet, wurde das Kupfer mittelst Queksilber vergoldet; das
Kupfer wurde ferner verzinnt und versilbert, um es vor jedem Verderben zu
bewahren, welche Erfindung dieser Naturforscher den Galliern zuschreibt, die
einen so ausgedehnten Gebrauch von ihr gemacht haben sollen, daß die Bituriger
ihre Wägen, Sänften und andere Gegenstände des täglichen Gebrauchs versilberten.
Das Kupfer zu versilbern war allerdings ein Leichtes; anders verhält es sich
aber mit dem Eisen, welches eine doppelte Operation erheischt. Zozimus, ein profaner Schriftsteller des 5ten
Jahrhunderts, erwähnt der Fällung des Kupfers auf das Eisen, bei welchem Proceß
das Kupfer mit seinem metallischen Ansehen wieder zum Vorschein kommt. Tausend
Jahre darauf lehrt uns Paracelsus, daß man, um eine
Silberlösung zu zersezen, nur eine Kupferplatte hineinzutauchen brauche, auf
welche sich dann das metallische Silber abseze. Bernhard von Pallissy bemerkt in seinem Traité des métaux et de l'alchimie, daß es gelungen sey
das Eisen zu vergolden und zu versilbern durch Eintauchen in eine sehr klare
Lösung, deren Zusammensezung er nicht angibt; eine Eisenplatte nahm, je nach der
Natur der Lösung, sogleich das Ansehen von Gold oder Silber an. Boyle endlich berichtet daß, um Eisen mittelst
Goldamalgams zu vergolden, dieses Metall in eine warme Kupfervitriollösung
getaucht werden müsse; das niedergeschlagene Kupfer diene sodann zur Fixirung
des Goldes mittelst Queksilbers; auch könne man Kupfer und Messing mittelst
Chlorsilbers versilbern.
Ohne in eine historische Untersuchung alles dessen einzugehen, was seit dem
Beginn der neuern Chemie hinsichtlich des Ueberziehens von Metallen mit anderen
Metallen geschehen ist, bemerke ich bloß daß die Anwendung der Elektricität
hiebei eine neue Epoche begründet. Hrn. Elkington
verdanken wir die Entdekung, daß Lösungen goldsaurer Alkalien hineingetauchte
gut abgebrannte kupferne Gegenstände in der Siedehize vergolden; auch war er es,
welcher entdekte, daß dieselben Lösungen, und überhaupt die alkalischen
Goldlösungen zur galvanischen Vergoldung die geeignetsten seyen. Erst später
bediente sich Hr. v. Ruolz dieser Lösungen und
anderer ähnlicher. In der ausschließlichen Anwendung
alkalischer Lösungen besteht das Grundprincip der galvanischen Vergoldung und
Versilberung, welche heutzutage die Industrie so sehr beschäftigen. Bis zu einem
gewissen Punkt sieht man wohl ein, woher die Eigenschaften der alkalischen
Lösungen rühren mögen. Als Hr. Payen beobachtete, daß
Eisen, in Aezkalilösung von gewisser Stärke getaucht, vor Rost geschüzt
wird,Polytechn. Journal Bd. XLVI S.
267. glaubte man anfangs daß dieß daher rühre, daß die Lösung nicht genug
Luft enthält, um das Metall oxydiren zu können. Als aber dieser Chemiker zeigte,
daß die schüzende Flüssigkeit eben so viel Luft enthalte, als eine andere, in
welcher das Eisen sich schnell oxydirt, mußte man zugeben, daß das Alkali unter
diesen Umständen einen Einfluß übe, der von seinem Contact mit dem Eisen
herrühre.
Als man die beim Contact der Lösung und des Eisens erzeugten elektrischen
Wirkungen untersuchte, fand man, daß eine äußerst langsame chemische Thätigkeit
besonderer Art stattfinde, indem die zwei vorhandenen Körper sich nur dann
elektrisch laden, wenn die Kette einige Augenblike offen geblieben ist. Das Kali
verhindert also durch seine Berührung mit dem Eisen, daß lezteres sich auf
Kosten des Sauerstoffs der in der Flüssigkeit enthaltenen Luft oxydirt.
Bedenkt man nun, daß die alkalischen Metalllösungen zur elektrochemischen
Vergoldung oder zu jener durch bloßes Eintauchen so geeignet sind, während
gewisse nicht alkalisch Lösungen unter gleichen Umständen keine anhaftenden
Ablagerungen von
Gold, Silber oder Kupfer auf den hineingetauchten Metallen hervorzubringen
vermögen, so muß man es wahrscheinlich finden, daß die alkalischen Lösungen,
indem sie weniger lebhaft auf die Metalle einwirken, den Molecülen gestatten,
sich nach den Gesezen der Krystallisation zu lagern, oder doch wenigstens in
Zusammenhang unter sich zu treten.
Dieß ist der große Vortheil, welchen die alkalischen Lösungen gewähren; man muß
aber auch zugeben, daß sie den vorgesezten Zwek nicht immer erfüllen, wie z.B.
die Platinlösung, denn von diesem Metall konnte man bisher auf Kupfer nur eine
äußerst dünne Schicht ablagern und ohne daß die darauffolgenden Ablagerungen
anhaften. Aus diesem Grunde sind verplaninte Gegenstände in der Industrie noch
nicht eingeführt.
Dieß sind die Betrachtungen, welche ich vorausschiken zu müssen glaubte vor
Mittheilung der Resultate meiner Versuche über Fällung der Metalle aus neutralen
Lösungen durch andere Metalle, sowohl mit als ohne Adhärenz, indem ich die
Beihülfe der chemischen Action der Elektricität anwandte oder nicht.
Von der Fällung einiger bisher für nicht reducirbar
gehaltenen Metalle aus ihren Lösungen mittelst des Zinks.
Das Verfahren, gewisse aufgelöste Metalle sogleich in metallischen Zustand
zurükzuführen, ist schon längst bekannt; man braucht dazu nur ein Metall,
welches leichter oxydirbar ist, als das aufgelöste, in die Lösung zu tauchen. So
kann eine Lösung von Kupfer, Gold, Silber etc. zersezt werden durch Zink, Eisen
etc. Die auf der Oberfläche des fällenden Metalls gebildete Ablagerung ist bald
pulverig, bald mehr oder weniger anhaftend, je nach der Dichtigkeit der Lösung,
der Temperatur und anderen Umständen, unter welchen der Contact mit dem
fällenden Metall den ersten Rang einnimmt, indem durch denselben ein volta'sches
Paar entsteht, dessen Wirkung oft determinirend ist; man hat davon ein Beispiel
an der Verzinnung der messingenen Steknadeln, welche, in ein geeignetes Zinnbad
gebracht, sich erst dann mit einer Schicht des lezteren Metalls überziehen, wenn
sie mit einem Stük Zinn in Berührung gebracht sind.
Alle Erscheinungen dieser Art rühren theils von den Verwandtschaften, theils von
den daraus hervorgehenden elektrochemischen Wirkungen her. Dieses Zusammenwirken
der Verwandtschaft und der Elektricität muß sonach bei Untersuchungen über die
unmittelbare Reduction der Metalle immer im Auge gehalten werden.
Die neuen Thatsachen, welche ich im Folgenden mittheile, werden die Richtigkeit
meiner Bemerkungen in dieser Hinsicht darthun.
Ich will Thenard's Tabelle über die Reduction der
Salzlösungen durch die Metalle vorangehen lassen.
Salze,
deren Loͤsungen
von den Metallen
nicht reducirt
werden.
Salze,
deren Loͤsungen von
gewissen
Metallen reducirt
werden.Wenn die Reduction gut vor sich gehen soll, muß das neugebildete
Salz auflöslich seyn.
Salze der
beiden
ersten Ordnungen.
Mangansalze.
Zinnsalze.
Zinksalze.
Arseniksalze.
Eisensalze.
Antimonsalze.
Kobaltsalze.
Wismuthsalze.
Rikelsalze.
Bleisalze.
Chromsalze.
Kupfersalze.Das essigsaure Kupfer wird vom Blei reducirt.
Titansalze.
Tellursalze.
Uransalze.
Cersalze.
SalpetersaureQueksilbersalze.
Vom Zink, Eisen und
allen vorausgehenden reducirt.Vom Eisen, Zink
und vielleicht dem Mangan reduc.
Silbersalze.Das salpetersaure Silber wird vom Kobalt reducirt.
Palladiumsalze.Rhodiumsalze.Platinsalze.Goldsalze.Osmiumsalze.Iridiumsalze.
Vom Eisen, Zink, Mangan, Kobalt
u. allen dem Silber vorausgehenden reducirt.
Die in dieser Tabelle angegebenen Niederschläge sind bald pulverförmig, bald aus
mehr oder weniger zusammenhängenden Theilchen gebildet, bald hängen sie dem
fällenden Metalle an. Die Ursachen dieser verschiedenen Molecularzustände liegen
in allerlei Umständen, die zum Theil schon bekannt sind, zum Theil aber unten
von mir angegeben werden. Die bisher in Gestalt eines schwarzen Pulvers
erhaltenen Metalle sind das Antimon, Arsenik, Osmium, Palladium, Rhodium und
Iridium; die andern bilden mehr oder weniger zusammenhängende Theilchen und
besizen größtentheils Metallglanz, so unter andern das Blei, Queksilber, Kupfer
und Silber. Man wird sehen, wie diese Metalle in sehr dünnen Schichten, mit
Metallglanz, durch bloßes Eintauchen in ein Metallbad erhalten werden
können.
Wirft man einen Blik auf vorstehende Tabelle, so findet man in der ersten Columne
die Salze des Mangans, Zinks, Eisens, Kobalts, Nikels, Chroms, Titans, Urans und
Cers als von den Metallen nicht reducirbar. Woraus wurde dieser Schluß gezogen?
Man operirte immer, namentlich hinsichtlich des Kobalts, Nikels und Eisens,
unter Umständen, wo die Reaction des oxydirbarern Metalles auf die eben
angeführten Salze zu schwach war, als daß die Reduction hätte eintreten können.
Ganz das Gegentheil wäre aber erfolgt, wenn man die Kraft dieser Reaction durch
Wärme erhöht hätte. Folgende Thatsachen beweisen dieß, während sie zugleich der
Chemie neue analytische Hülfsmittel, vielleicht auch der Metallurgie und Technik
Methoden darbieten, welche ihnen von Nuzen werden können.
Um zu zeigen, wie ich zur fraglichen Reduction geführt wurde, muß ich die
Beziehung auseinandersezen, welche zwischen den elektrischen Kräften, mit deren
Beihülfe die meisten der genannten Salze zersezt werden können, und den
Verwandtschaften, vermöge welcher derselbe Zwek erreicht wird, statt findet.
Ich zeigte vor mehreren Jahren,Polytechnisches Journal Bd. LXXXIV S.
17. wie mittelst eines einfachen elektrochemischen Apparats, in welchem die
Elektricität entweder durch die bloße Oxydation des Zinks, oder durch das
wechselseitige Aufeinanderwirken zweier verschiedener, durch eine Zwischenwand
(Diaphragma) getrennter Lösungen erzeugt wird, alle Salze zersezt werden können,
so daß man die Metalle in metallischem Zustande, entweder in Krystallen, als
Schüppchen, oder in Pulverform erhält. Man könnte daher durch bloße Oxydation
des Zinks genug Elektricität entwikeln, damit dieselbe, in einen Strom
umgewandelt, hinreichend kräftig wäre, um die Zersezung der Metallsalze und
Reduction der Oxyde zu bewirken. Nun führen aber die geringsten fremdartigen
Körper, metallische und nichtmetallische, sofern sie nur Leiter sind, wenn sie
der Zinkoberfläche anhängen, diese Umwandlung herbei. Dasselbe findet statt,
wenn das Zink nicht rein ist. So wird bekanntlich ein Stük käufliches Zink,
welches mehrere fremde Bestandtheile enthält, von Säuren stärker angegriffen,
als anderes chemischreines. Im erstern Fall findet man mittelst des
Multiplicators und zweier mit ihm in Verbindung stehender Platinspizen, welche
man auf der Oberfläche des in angesäuertes Wasser getauchten Zinks herumführt,
daß diese Oberfläche nach allen Richtungen von einer Menge elektrischer Ströme
durchzogen wird, was nur in dem Maaße stattfinden kann, als sich auf der
Oberfläche des Zinks fremdartige Körper, Legirungen oder andere Elektricitäts-Leiter
befinden. Dieß ist das einfache Princip, von welchem ich bei den Untersuchungen
ausging, deren Resultate ich hiemit vorlege. Das Zink muß daher natürlich als
fällender Körper angewandt werden, weil dieß das vorzugsweise Elektricität
erzeugende Metall ist.
Was geht vor, wenn man ein gut (mit Säure) gereinigtes Stük Zink bei gewöhnlicher
Temperatur in die Lösung eines Metallsalzes taucht? Das Zink, es mag nun das
Salz zersezen oder nicht, reagirt vor allem auf das Wasser, oxydirt sich auf
Kosten seines Sauerstoffs und der Wasserstoff wird frei. Es entsteht dadurch
eine Elektricitätsentwiklung, in deren Folge das Metall negative und die
Flüssigkeit positive Elektricität annimmt; allein mit Hülfe der Theilchen der
Legirung oder anderer fremdartigen leitenden Körper bilden diese beiden
Elektricitäten einen Strom, dessen Wirkung das Metall oder wenigstens die nicht
von fremdartigen Körpern bedekten Theilchen desselben oxydirbarer macht, wodurch
die Oxydation neue Kraft erhält, während der Wasserstoff die Reduction der in
der Lösung enthaltenen Metalloxyde erleichtert; kommen nun zu dieser
elektrochemischen Wirkung, oder vielmehr dieser Menge elektrochemischer
Wirkungen, noch die Verwandtschaften des Sauerstoffs und der Säure, oder der
sich als solche verhaltenden Körper hinzu, welche für das Zink stärker sind als
für das aufgelöste Metall, und außerdem die Einwirkung der Wärme, welche bis
jezt vernachlässigt wurde, so sind alle die Bildung von Metallablagerungen
begünstigenden Umstände vereinigt. Bei erhöhter Wärme geht die Oxydation stärker
vor sich, weil die Flüssigkeit ein besserer Leiter der Elektricität wird und die
zersezende Einwirkung des Stroms, indem er intensiver wird, auch zunimmt. Man
darf daher nie vergessen, daß die Fällung der Metalle mittelst eines in ihre
Lösung getauchten leichter oxydirbaren Metalls eine theils chemische, theils
elektrochemische Erscheinung ist.
Dieß sind die Betrachtungen, welche mich zur Reduction mehrerer bisher als nicht
reducirbar betrachteten Lösungen mittelst des Zinks, so wie zur Fällung beinahe
aller nicht alkalischen Metalle auf andere Metalle und zwar mit Adhärenz
führten.
Hr. Capitaine zeigte schon (Annales de Chimie et de Physique 3me Serie
t. II. p. 126) daß, wenn man ein Stük Zink
in eine möglichst neutrale Auflösung von Eisenchlorür taucht, das Zink in kurzer
Zeit magnetisch wird und daß, wenn man den Proceß bei gewöhnlicher Temperatur
lang genug fortdauern läßt, es sich mit einer warzenartigen Masse von Eisen
bedekt, welches Zink mit sich zog; dabei entbinden sich Wasserstoffblasen. Um
zinkfreies Eisen zu erhalten, löthete er eine Zinkplatte an eine gut gereinigte
Kupferplatte; leztere überzog sich, wenn man sie eintauchte, mit einer Eisenschicht, welche
sich leicht ablöste. Das Eisen war von bläulich weißer Farbe, welche, vorzüglich
an der am Kupfer anliegenden Fläche, Metallglanz hatte. Dieser Versuch läuft auf
denselben hinaus, wodurch ich das Eisen reducirte und im nämlichen Zustande
erhielt, nämlich in Gestalt von Krystallen, Warzen oder Plättchen. Der
Unterschied besteht nur darin, daß bei meiner Methode das
Kupfer-Zink-Paar durch seine beiden freien Enden mittelst eines
porösen Diaphragma's von Thon getrennt wird, welches die Eisenlösung von dem
salzhaltigen Wasser, worein das Zink taucht, trennt. Diese Anordnung ist
vortheilhafter als die des Hrn. Capitaine, weil man
dabei nicht zu befürchten hat, daß das Eisen, indem es sich auf das Kupfer
absezt, sich mit dem Zink legirt, welches sich auflöst, während das Eisensalz
zersezt wird; man erhält daher vollkommen reines Eisen.
Der Capitaine'sche Versuch beweist immerhin, daß durch
eine in Eisenchlorürlösung bei gewöhnlicher Temperatur getauchte Zinkplatte
jenes Salz mit der Zeit zersezt und das Eisen in metallischem Zustand erhalten
werde. Aber auch jede andere Eisenlösung, worin sich das Metall im Oxydulzustand
befindet, wird vom Zink eben so zersezt, wenn man nur bei gehöriger Temperatur
operirt.
Ich fand bei meinen Versuchen über die elektrochemische Behandlung der Metalle,
daß wenn man die Temperatur des salzhaltigen Wassers möglichst steigerte, auf
50–80° C., der elektrische Strom eine Intensität erlangt, welche
die bei gewöhnlicher Temperatur noch nicht überwundenen Verwandtschaften
besiegt. Diese Zunahme der elektrochemischen Action konnte zweien Ursachen
zugeschrieben werden, erstens einer stärkern Reaction der Lösung auf das Zink,
zweitens einer bessern Leitungsfähigkeit der Lösung; denn bekanntlich werden die
Flüssigkeiten, im Gegensaz zu den festen Körpern, je mehr sie erwärmt werden,
desto bessere Leiter, wahrscheinlich weil die Wärme, indem sie die Kraft, mit
welcher ihre Molecüle zusammenhängen, vermindert, dem Strome lebhafter
einzuwirken gestattet. In den folgenden Versuchen benuzte ich diesen Einfluß der
Wärme, um die unmittelbare Zersezung einiger Metallsalze zu erzielen, bei
welchem dieß bisher nicht gelang.
Ich wähle als Beispiel die Kobalt- und Nikelchloride, indem der Erfolg
derselbe ist, wie bei den andern Salzen dieser Metalle.
Man löst einige Gramme Kobaltchlorid in Wasser auf, erhizt zum Sieben und wirft
ganz reines Zink in Staubform (wie man es durch Pulvern des gehörig erhizten
Metalls oder durch elektrochemische Zersezung eines Zinksalzes erhält), in
Ueberschuß hinein; es findet sogleich ein sehr lebhaftes Aufbrausen statt: in
Folge der Einwirkung des Zinks auf das Wasser und das Chlorid entwikelt sich Wasserstoff; die Farbe
des Zinks verändert sich bald und geht vom Grauen ins Schwarze über. Ein paar
Minuten darauf nimmt man die vollkommen entfärbte Flüssigkeit vom Feuer, sammelt
den Metallstaub, wascht ihn aus, troknet ihn und fährt mit dem Ende einer
Magnetstange darüber; der Staub wird sogleich davon angezogen und bleibt daran
hängen. Das Chlorid wurde demnach zersezt und das Kobalt in metallischen Zustand
zurükgeführt. Ist das Zink in Form von Feilspänen, so überziehen sich seine
Theilchen mit Kobalt und wirken individuell auf die Magnetnadel; ist es ein sehr
feiner Staub, so überziehen sich die Theilchen ebenfalls mit Kobalt. Um nun das
Zink zu entfernen, behandelt man das Metallpulver mit Essigsäure, welche mit
ihrem zwei- bis dreifachen Volum Wasser verdünnt ist, bei gewöhnlicher
Temperatur; denn von verdünnter Schwefelsäure würde das Kobalt wegen seiner
starken Zertheilung angegriffen, wie die entstehende rothe Färbung der Lösung
anzeigt. Das Kobalt bildet sodann ein sehr fein zertheiltes schwarzes Pulver,
welches sehr schwer Metallglanz annimmt, besonders wenn das Zink nicht rein ist.
Bei einem Versuche, welchen ich mit 4 Grammen ganz troknen Kobaltchlorids
anstellte, erhielt ich 1,26 Gramme Kobaltpulver; der Theorie nach hätte ich 1,36
Gr. erhalten müssen. Ich muß jedoch bemerken, daß ich beim Auswaschen nicht
vorsichtig genug verfuhr, um den Verlust des in der Flüssigkeit schwebend
enthaltenen Kobalts zu vermeiden; auch hatte die Essigsäure ein wenig davon
aufgelöst. Dasselbe Resultat erhält man mit schwefelsaurem und wahrscheinlich
auch essigsaurem Kobalt. Nimmt man statt Zinkstaubs einen Cylinder von diesem
Metall, so überzieht sich der Rand seiner Basis mit kleinen Kobaltwärzchen,
welche man mit einem scharfen Instrument hinwegnehmen kann; die Oberfläche
selbst verkobaltet sich.
Nikelsalze, auf gleiche Weise behandelt, gaben mir ähnliche Resultate. Das Nikel
wurde eben so leicht in metallischem Zustande als unfühlbares Pulver erhalten,
welches vom Magnete angezogen wurde. Ich wollte sehen, ob dieses Verfahren
dienen könne, um das Kobalt oder das Nikel vom Eisen und andern Metallen, womit
es verbunden vorkommt, zu trennen, und wählte dazu 3 Gramme unreinen
Kobaltoxyds, aus dem kobalthaltigen Manganerz von Nontron dargestellt, welches
Spuren von Manganoxyd und Eisenoxyd enthielt; nachdem dasselbe in Salzsäure
aufgelöst und die überschüssige Säure verdampft war, behandelte ich es wie oben,
mit Zink. Kobalt und Eisen wurden in metallischen Zustand reducirt; hierauf
behandelte ich das metallische Pulver mit verdünnter Essigsäure, welche das
Eisen und das Mangan
auflöste, so daß das Kobalt ziemlich rein zurükblieb, wenn es nicht Spuren von
Kupfer enthielt. Bei einem andern Versuche, wo das Kobalt Arsenik enthielt,
wurde der Metallstaub in die Kugel, welche in der Mitte einer Glasröhre
ausgeblasen war, gebracht; ich erhizte diese Kugel und ließ dabei Wasserstoffgas
hindurchstreichen, um die Oxydation des Kobalts zu verhindern und das Arsenik zu
verflüchtigen; lezteres verdichtete sich an den Wänden der Röhre, so daß das
Kobalt völlig rein war. Bei chemischen Analysen kann man das ebenbeschriebene
Reductionsverfahren benuzen, um Kobalt und Nikel schnell im metallischen Zustand
zu erhalten, indem man sie überdieß von mehreren Metallen trennt, mit welchen
sie in der Natur verbunden vorkommen.
Das Zink kann man leicht wieder gewinnen, wenn es in Form von Feilspänen
angewandt wurde. Sind nämlich diese Feilspäne mit Kobalt oder Nikel überzogen,
so wird die Reductionskraft des Zinks sehr schwach; in diesem Fall decantirt
man, bringt das Zink in einen Agatmörser und reibt es, um die Oberfläche
desselben zu reinigen; mittelst Schlämmens wird dann der Metallstaub entfernt;
man erhält so, nachdem man das Waschwasser absezen ließ, Kobalt- oder
Nikelpulver, welches nur wenig Zink mehr enthält, das durch verdünnte Essigsäure
sich ausziehen läßt. Operirt man mit einem Zinkcylinder, was manchmal besser
ist, so bürstet man von Zeit zu Zeit die eingetauchte Oberfläche ab, um alle
abgelagerte pulverige Substanz zu entfernen. Ist dieß geschehen, so krazt man
die Oberfläche des Zinks stark ab, um alle pulverigen Kobalttheilchen, welche
die Bürste nicht loszumachen vermochte, zu beseitigen. Das Zink muß, wenn der
Versuch gelingen soll, möglichst rein und vorzüglich von Arsenik und Kupfer frei
seyn; enthält es etwas Eisen, so hat dieß nicht viel zu sagen.
Operirt man bei 80° C. oder etwas darunter, so ist der Proceß weniger
stürmisch. Das Kobalt zertheilt sich dann nicht mehr so fein; man erhält auf
diese Weise kleine warzige Haufen, welche unter dem Polirstahl Metallglanz
annehmen.
Es gibt ein sehr einfaches Mittel den sehr feinen Zinkstaub auf eine Metalllösung
reagiren zu machen, so daß die bei der Reaction entwikelte Elektricität kräftig
mitwirkt. Man braucht zu diesem Behuf nur in einem Platingefäß zu operiren, wo
dann das Zink, das Platin und die Auflösung eine galvanische Kette darstellen.
Das Platin, als negativer Pol, befindet sich im günstigsten Zustand, um von den
Chloriden nicht angegriffen zu werden. Dieß wäre nur dann der Fall, wenn man
saure Salze oder Auflösungen in Kali anwenden würde. Außerdem ist ein Verderben
des Platins nicht zu befürchten. Die einzige Schwierigkeit wäre, wenn das abgesezte Metall dem
Platin anhaften würde.
Zweites Capitel.
Von der adhärirenden Ablagerung der
Metalle auf anderen Metallen.
Im vorhergehenden Capitel suchte ich die Eisen-, Kobalt- und
Nikelsalze bei einer dem Siedepunkt nahen Temperatur mittelst Zinks unmittelbar
zu zersezen; ich will nun zeigen, wie man nicht nur diese, sondern mit Ausnahme
von dreien oder vieren, alle nicht alkalischen Metalle durch Eintauchen bei
geeigneter Temperatur in eine möglichst neutrale Metalllösung auf andern
Metallen adhäriren machen kann. Die elektrochemische Vergoldung des Kupfers,
oder diejenige durch Eintauchung wird, wie ich schon bemerkte, mittelst
alkalischer oder wenigstens so reagirender Lösungen bewerkstelligt, jene bei
gewöhnlicher Temperatur, diese beim Siedepunkt. Die Vergoldung anderer Metalle
erfordert, so wie auch die Versilberung, Verkobaltung und Vermietung, ebenfalls
die Anwendung von Doppelcyaniden oder anderen alkalischen Lösungen. Der
alkalische Charakter der bei den neuen Verfahrungsarten anzuwendenden Lösungen
ist daher etwas Ausgemachtes. Ich beabsichtige hier zu zeigen, daß man, die Dike
ausgenommen, welche allein durch die galvanische Säule hervorgebracht werden
kann, durch bloßes Eintauchen in neutrale Lösungen bei einer Temperatur von
60–100° C., je nach den Metallen, denselben Zwek zu erreichen
vermag, wenn man durch Berührung der zu überziehenden Metalle mit Zink bisweilen
etwas nachhilft. Die Adhäsion wird um so stärker, je polirter die Metalle waren;
denn mit matten wird nie diese Dauerhaftigkeit erzielt; ein schön polirter
Gegenstand kommt mit sehr glänzendem Ansehen aus dem Bade. Die Adhäsion der
abgelagerten Metalle wird bei diesem Verfahren so groß, daß mehrere nicht nur
das Poliren mit Leder und Englischroth, sondern auch mit dem Polirstahl
vertragen. Die Metallablagerung gleicht übrigens jener des Goldes beim Vergolden
durch Eintauchung darin, daß sie äußerst dünn ist, was nicht anders seyn kann,
weil die reducirende Kraft des fällenden Metalls aufhört, sobald seine
Oberfläche mit dem gefällten Metall überzogen ist.
Von den metallischen Ablagerungen mit Adhärenz, welche man
durch Eintauchung, ohne Beihülfe metallischen Contacts erhält.
Von der Platinablagerung, Verplatinung.
Bereitung der Flüssigkeit. – Man gießt in
eine möglichst neutrale Chlorplatinauflösung concentrirte Aezkalilösung, um
sie zu zersezen, wascht hierauf den Niederschlag, zuerst mit einer Mischung
von Alkohol und Wasser, dann mit gewöhnlichem Weingeist aus, um den
Alkaliüberschuß zu entfernen, ohne daß sich Doppelchlorid oder ein Gemisch
von Doppelchlorid und platinsaurem Kali auflöst. Man hat nun das Chlorid
vollkommen neutral, denn die Lösung desselben in destillirtem Wasser röchet
die Farbe des durch Säure gerötheten Lakmuspapiers nicht. Diese Lösung, mit
ihrem zwei- bis dreifachen Gewicht Wasser verdünnt, wird auf folgende
Weise zum Verplatinen angewandt. Man erwärmt sie auf höchstens
60–70° C. und taucht dann die vollkommen gereinigten
(abgebrannten) Gegenstände hinein. Diese Gegenstände werden zuerst matt,
nach und nach aber wieder hell glänzend und die Verplatinung ist nun fertig.
Man braucht hiezu höchstens eine Minute. Der Gegenstand wird herausgenommen
und mit Sägespänen abgetroknet. Das abgesezte Platin hat ein silberweißes
glänzendes Ansehen, wenn die Reinigung des Gegenstandes gehörig vorgenommen
war. Bei fortdauerndem Eintauchen würde die Reaction der Lösung durch die
Zwischenräume der Molecüle, obgleich langsam, fortwirken. Die ursprünglich
abgesezte Platinschicht würde sich da und dort losmachen. Bei 100° C.
wäre die Reaction zu stark und die Molecüle würden keinen, oder doch nur
einen losen Zusammenhang bekommen. Unter 60° C. würde die Ablagerung
immer minder cohärent und am Ende pulverig werden. Man muß sich wohl hüten,
den Gegenstand während des Processes mit einem Stükchen Zink zu berühren,
weil er sonst sogleich schwarz würde. Unumgänglich muß die Lösung vollkommen
neutral seyn, denn wenn sie nur ein wenig alkalisch reagirte, würden alle
beschriebenen Erscheinungen nicht eintreten. Ein schwacher Säureüberschuß
hingegen scheint den Erfolg nicht merklich zu beeinträchtigen; nach dem
Reinigen (Abbrennen) müssen die Gegenstände nothwendig mit Sägespänen
abgetroknet werden, und zwar, wie es scheint, aus folgendem Grund. Das
Kupfer, nachdem es mit Säuren abgebrannt wurde, überzieht sich troz des
Abwaschens mit einer äußerst dünnen Oxydschicht; beim Abtroknen mit
Sägespänen wird dieselbe durch die Reibung entfernt und die Platinlösung ist
dann von der besten Einwirkung auf das Kupfer. Auch das Vorhandenseyn von
Kupferoxydul muß
vermieden werden; man entfernt dasselbe mittelst Essigsäure.
Um die Menge des auf einem Quadratdecimeter abgelagerten Platins zu
bestimmen, stellte ich folgende Versuche an.
Erster Versuch. – Ich nahm ein vollkommen
vierekiges Messingblech von 45 Millimeter Seitenlänge; nach dem Verplatinen
wurde es mit verdünnter Salpetersäure in ein Schälchen gebracht, um das
Messing aufzulösen. Auf diese Weise wurde ein äußerst dünnes Platinhäutchen
erhalten, welches getroknet 0,0035 Gramme wog, was 0,0086 Grammen per Quadratdecimeter entspricht.
Zweiter Versuch. – Ein 25 Millimeter
langes und 23 Millimeter breites Kupferblech, gewogen, verplatint, dann
wieder gewogen, ergab einen Gewichtsunterschied von 0,002 Gr.; da das Platin
im stöchiometrischen Verhältniß an die Stelle des Kupfers tritt, so hat man,
wenn man das Gewicht des verlornen Kupfers und des abgelagerten Platins
durch p und p'
ausdrükt,
p' – p = 2
p' : p = 98,84 :
31,71,
da 98,84 und 31,71 die Atomgewichte des Platins und
des Kupfers sind. Aus diesen beiden Gleichungen folgt
p' = 3
Nun ist nach d'Arcet's Versuchen über Vergoldung
mittelst Eintauchung
mit Queksilber.
Mittelst Eintauchung
Maximum der Vergoldung
0,0353
0,421
Minimum der Vergoldung
0,0274
–
Hieraus ergibt sich, daß beim ersten Versuch die Quantität des auf dem
Quadratdecimeter abgelagerten Platins sich zur Quantität des bei dem Minimum
der Vergoldung abgelagerten Goldes verhält = 86 : 274, d.h. daß sich um
dreimal weniger Platin abgesezt hatte, als Gold und doch bildete das Platin
eine gleichförmige und zusammenhängende Schicht, und daß im zweiten Versuch
das Verhältniß ist = 123 : 274, so daß sich nicht ganz halb so viel Platin
als Gold absezte. Ich muß noch bemerken, daß das Blech bei diesem Versuche
mit Sägespänen abgetroknet worden war.
Man kann zwar die Dike der Ablagerung noch vermehren, allein man läuft dabei
Gefahr, die Adhäsion zu vermindern. Auch mache ich noch darauf aufmerksam,
daß die Adhäsion, so wie die Nike der Schicht mit der Beschaffenheit des
Messings wechselt. Es bleibt den Technikern vorbehalten, die Messingarten zu
ermitteln, welche sich zum Verplatinen am besten eignen.
Die galvanische Verplatinung, wie sie v. Ruolz mit
einer alkalischen Platinlösung bewerkstelligt, hat die erforderliche Dike
noch nicht; die Schicht, welche sich zuerst absezt, ist matt und adhärirt;
die folgenden Ablagerungen aber sind pulverig, weil die von ihm angewandte
elektrochemische Wirkung nicht die erforderlichen Bedingungen vereinigt,
damit die Platinmolecüle mit den schon abgelagerten zusammentreten. Da nun
die Platinlösung ihrer Natur nach sehr verdünnt ist, so müßte man einen
Strom von sehr schwacher Intensität anwenden, um das Zusammentreten der
Molecüle zu bewirken, indem ich schon früher nachgewiesen habe daß, je
verdünnter eine Metalllösung ist, desto weniger Intensität auch der Strom
haben soll, damit die Metallmolecüle sich an der negativen Elektrode
anhaftend absezen oder krystallisiren.
Sezt man das verplatinte Kupfer, so wie es aus dem Bade kommt, ohne es
abzutroknen, also noch feucht von der Platinlösung, der Luft aus, so
verändert, es sich sehr rasch und die verplatinten Bleche überziehen sich
mit den glänzendsten blauen und violetten Farben.
Ich stellte einige Versuche an, um zu ermitteln, welche Veränderung das
verplatinte Kupfer in kochsalzhaltigem Wasser annimmt, da bekanntlich das
Meerwasser auf das Kupfer rasch einwirkt. Nach kurzer Zeit überzog sich das
verplatinte Kupfer mit einem Kupferoxydchlorid, was eine schwache Einwirkung
des Salzwassers durch die Platinzwischenräume hindurch andeutet. Nach
3–4 Tagen wurden die Stüke wieder herausgenommen und zeigten noch den
Platinglanz. Das Argentan verplatint sich sehr gut und nimmt sogar einen
ziemlich schönen Glanz an. Das Eisen überzieht sich nicht mit Platin, ohne
eine vorläufige Zubereitung. Mit gutem Erfolg wandte ich die Verplatinung
bei den aus galvanoplastischem Wege erhaltenen kupfernen Medaillen und
Basreliefs an, um ihnen durch Ablagerung von Bleisuperoxydschichten auf
ihrer Oberfläche alle möglichen Bronzefarben zu geben und selbst Effecte
hervorzubringen, welche auf jede andere Weise sehr schwer zu erhalten wären.
Diese Art zu bronziren gewährt den Vortheil vor dem gewöhnlichen Verfahren,
daß sich nur eine äußerst dünne Schicht absezt, welche die Feinheit der Züge
der Figuren gar nicht beeinträchtigen kann.
Endlich ist zu bemerken daß, da das verplatinte Kupfer im befeuchteten
Zustande an der Luft sich mit schönen blauen Farben überzieht, welche schon
in den ersten Augenbliken zum Vorschein kommen, wenn man sie der Wirkung
einer Auflösung von Bleioxyd in Aezkali mittelst der galvanischen Säule
aussezt, die unter dem Einfluß der galvanischen Säule erzeugten schönen
Farben, wie ich dieß schon früher bemerkte, wahrscheinlich von der Reaction eines
Platinoxyduls einerseits auf das Bleioxyd, andererseits auf das Kupferoxyd
herrühren.
Ueberzug von Palladium.
Was so eben über die Ablagerung des Platins auf verschiedenen Metallen gesagt
wurde, gilt in allem auch vom Palladium; um nämlich Kupfer mit lezterm zu
überziehen, bereitet man ein neutrales Doppelchlorid von Palladium und
Kalium, welches von jedem Chlorid ein Mischungsgewicht enthält, und verfährt
wie oben angegeben wurde.
Der mit Palladium überzogene Gegenstand erscheint mit dem Aussehen des
Platins, vielleicht etwas weißer, mit in gewissem Grade silberähnlichem
Glanze. Die Quantität des abgelagerten Palladiums ist ziemlich dieselbe wie
die des Platins bei obigen Versuchen. Da dieses Metall zum Sauerstoff eine
sehr geringe Verwandtschaft hat, einen sehr schönen Glanz annimmt und die
Ablagerung davon sehr dünn ist, so könnte es doch manche Verwendung finden
troz seines hohen Preises.
Iridiumüberzug.
Dasselbe Verfahren wie oben. Der Iridiumüberzug ist dem Platinüberzug
hinsichtlich der Quantität des abgesezten Metalls, der Farbe und des Glanzes
ähnlich; lezterer scheint mir aber stahlähnlicher zu seyn.
Rhodiumüberzug.
Das auf Kupfer oder Messing nach obigem Verfahren abgelagerte Rhodium verhält
sich gerade so wie das Platin; die Resultate sind ganz dieselben.
Das Osmium anbelangend, konnte ich mir kein Chlorid dieses Metalls
verschaffen und daher keine Ablagerung desselben auf Kupfer ausführen; der
Analogie nach aber hätte es sich wahrscheinlich wie die andern Metalle
verhalten.
Goldablagerung oder Vergoldung.
Bisher konnte nach dem oben beschriebenen Verfahren bei weitem kein so
schönes Product hervorgebracht werden wie mit dem Platin und den dasselbe
begleitenden Metallen.
Silberablagerung oder Versilberung.
Das Silber läßt sich leicht auf Kupfer und andern Metallen adhärirend
ablagern, indem man das allgemeine Verfahren befolgt. Bekanntlich ist das
Chlorsilber in einer gesättigten Kochsalzauflösung löslich, jedoch nur in
sehr geringer Menge, indem die an Chlor gebundene Quantität Silber nur
17/10000 vom Gewicht des angewandten Kochsalzes bei der Temperatur von
10° C. beträgt. Allein das Lösungsvermögen nimmt mit der Temperatur
zu und ist in der Nähe des Siedepunkts viermal so stark; man weiß auch, daß
wenn man eine Eisen-, Zink- oder Kupferplatte bei gewöhnlicher
Temperatur in mit Chlorsilber gesättigtes Wasser stellt, das Chlorsilber
zersezt wird und das Silber sich in mehr oder weniger zarten, dem Metall
nicht anhaftenden Theilchen absezt. Die Resultate, welche ich auf Kupfer und
andern Metallen erhielt, ließen mich vermuthen, daß es mittelst
hinlänglicher Temperatur und einer mit Chlorsilber und Kochsalz gesättigten
Lösung gelingen würde, das Silber dem Kupfer adhäriren zu machen. Wirklich
erhält man bei ungefähr 70° C. eine matte Versilberung, welche unter
dem Polirinstrument Metallglanz annimmt. Operirt man beim Siedegrad, so
nimmt die Versilberung eine ins Schwarze ziehende Farbe an; man muß sich
daher nothwendig zwischen gewissen Temperaturgränzen halten, welche je nach
der Art der Kupferlegirung verschieden seyn müssen, wenn man eine allen
wünschen entsprechende Versilberung erzielen will. Die Menge des abgesezten
Silbers wurde auf folgende Weise bestimmt: ich nahm eine Kupferplatte von 50
Millimeter Länge und 23 Millimeter Breite, welche ich vor und nach dem
Eintauchen ins Bad wog; der Mehrbetrag des Gewichts war 0,003 Gramme. Da nun
das Silber im stöchiometrischen Verhältniß an die Stelle des Kupfers
getreten ist, so ergibt sich nach dem oben (beim Platin) angegebenen
Rechnungsverfahren, daß die durch Eintauchung bewirkte Versilberung 0,0164
Gramme per Quadratdecimeter beträgt. Das so eben
beschriebene Verfahren, das Resultat der Anwendung eines allgemeinen
Princips, hat entfernte Aehnlichkeit mit dem in manchen Industriezweigen
angewandten, von welchem Hr. Dumas in den Annales de l'Industrie française et
etrangère, t. I. p. 311, eine gute Beschreibung mittheilt,
die wir beifügen: „man seze den Fall, sagt der Verfasser, man habe
1 Unze Silber in Salpetersäure aufgelöst und die Lösung mittelst
Salzsäure oder Kochsalz gefällt, so wascht man das Chlorsilber aus und
vermengt es noch feucht mit 4 Pfd. Kochsalz, 2 Unzen Salmiak, 1/2 Pfd.
Glasgalle, 2 Unzen salpetersaurem Kali, 1 1/2 Quint weißem Arsenik und
1/4 Pfd. Eisenvitriol; ist dieses Gemenge gemacht, so werden die
(messingenen) Gegenstände mit Salpetersäure abgebrannt, welche ziemlich
concentrirt seyn muß; der Gegenstand darf nur einige Augenblike darin
bleiben und wird, sobald er eine recht lebhafte Goldfarbe angenommen,
herausgezogen und mit Wasser abgewaschen. Nachdem das Stük
abgebrannt ist, bringt man eine kleine Portion obigen Gemenges in
siedendes Wasser, worin es sich auflöst; nun legt man den Gegenstand ein
und er überzieht sich plözlich mit einer stark glänzenden Silberschicht
ohne Fleken und krystallinische Unebenheiten. Das Merkwürdigste bei
diesem Verfahren ist die Anwendung des Chlorsilbers; der Salmiak und die
Glasgalle bezweken, das Chlorsilber in Wasser löslich zu machen, indem
sie sich mit demselben verbinden. Würde das Chlorsilber nicht aufgelöst,
so würde sich das Silber auf das Messing in Gestalt eines grauen, ja
schwärzlichen und immer matten Pulvers absezen. Nähme man statt des
Chlorsilbers ein an und für sich auflösliches Salz, z.B. salpetersaures
Silber, so wäre das Resultat ein noch schlechteres.“
Es scheint, nach Dumas, daß der Eisenvitriol,
indem er auf das salpetersaure Kali und das Kochsalz wirkt, ein wenig
Salpetersäure und Salzsäure in Freiheit sezt, die etwas Königswasser
erzeugen, welches das violette Subchlorid, das durch die Wirkung des Lichts
in dem Gemenge bald erzeugt würde, wieder in weißes Chlorid verwandelt. Da
die arsenige Säure zu gleicher Zeit mit dem Chlorsilber reducirt wird, so
sich auf das Messing ein Silbersubarsenid ab. Würde man zu viel Arsenik
zusezen, so würde das Silber die Bleifarbe annehmen.
Vergleicht man dieses Verfahren mit dem meinigen, so findet man wesentliche
Verschiedenheiten; ich operire mit einer gesättigten Auflösung von
Chlorsilber und Kochsalz bei einer ziemlich fixen Temperatur, während man
nach dem von Dumas beschriebenen Verfahren eine kleine Menge des
Doppelsalzes von Chlorsilber und Chlornatrium in siedendem Wasser aufgelöst
anwendet. Nur ist bei beiden Methoden Wärme erforderlich; ferner ist meine
Lösung neutral, die andere alkalisch.
Kupfer-Ablagerung.
Die adhärirende Ablagerung des Kupfers auf mehreren Metallen mittelst einer
Auflösung seines Doppelchlorids hat gar keine Schwierigkeit. Uebrigens ist
bekannt, daß man das Eisen, um es zu verkupfern, nur gehörig gereinigt
einige Augenblike in eine concentrirte Kupfervitriollösung, oder längere
Zeit in eine verdünnte Lösung zu tauchen braucht. Um den Kupferabsaz auf
wenig oxydirbaren Metallen zu erhalten, muß man den in die Auflösung des
Doppelchlorids bei gehöriger Temperatur getauchten Gegenstand mit einem
ebenfalls in die Lösung getauchten Stük Zink berühren.
Von den adhärirenden Ablagerungen der Metalle, welche
mittelst des Contacts von Zink hervorgebracht werden.
Ablagerung von Antimon.
Das Kupfer überzieht sich sehr leicht mit Antimon, wenn man die Auflösung des
Doppechlorids bei einer Temperatur von 70 bis 80° C. anwendet. Das
abgesezte Metall hat ein violettgraues Ansehen.
Ablagerung von Wismuth.
Das Wismuth sezt sich äußerst leicht auf Kupferplatten ab, jedoch nur beim
Contact mit Zink. Die Ablagerung ist von weißer, etwas ins Gelbliche
ziehender Farbe; sie ist matt und nimmt nur mittelst der Bürste und
Englischroth Glanz an.
Ablagerung von Zinn oder Verzinnung.
Kupfer und Eisen verzinnen sich leicht mittelst des Doppelchlorids von Zinn
und Natrium bei 70° C.; der Zinkcontact ist aber unerläßlich.
Ist die Zinnschicht einmal auf das Kupfer abgelagert, so sezt sich, wenn der
Zinkcontact fortdauert, wohl noch Zinn ab, es haftet aber nicht mehr an; die
später sich absezenden Molecüle können also mit den schon abgelagerten nicht
mehr in Zusammenhang treten. Die so erhaltene Verzinnung ist befriedigend
und in verschiedenen Fällen anwendbar.
Ablagerung von Blei oder Verbleiung.
Die Verbleiung des Eisens kann direct bewerkstelligt werden durch Eintauchen
einer frisch mit Säure gereinigten Platte dieses Metalls in eine Lösung von
essigsaurem Blei; um aber die Ablagerung auf Kupfer mittelst der
Doppelchloridlösung zu erhalten, muß man sich des Zinkcontacts bedienen,
weil das Kupfer die Bleisalze nicht zu zersezen vermag. Obwohl sich aber
Blei auf dem Kupfer ablagert, welches auf die Doppelchloridlösung gar nicht
wirkt, so kann man dennoch die elektronegativen Metalle, mit Beihülfe des
Zinkcontacts, nicht mit Blei überziehen. Auf dieses merkwürdige Verhalten
komme ich am Ende dieser Abhandlung zurük. Das abgesezte Blei hat nicht die
gewöhnliche grauliche Farbe, sondern eine weißliche.
Ablagerung von Nikel und Kobalt, oder Vernikelung und
Verkobaltung.
Die im Anfange dieser Abhandlung angeführten Versuche zeigen schon, daß diese
beiden Metalle sich auf das Kupfer und sogar auf das Eisen leicht absezen
müssen, indem sie dem Zink bei Zersezung ihrer Salze mit Beihülfe der Wärme
adhäriren. Das bloße Eintauchen von Kupfer in Kobalt- oder
Nikel-Doppelchlorid genügt schon, um diese beiden Metalle zu
reduciren; allein die abgesezte Metallschicht hat wenig Adhärenz. Beim
Contact mit einem Stük Zink wird das abgelagerte Metall aber glänzend und
sehr adhärirend; die Schicht haftet fest genug, um das Poliren sowohl mit
Leder und Englischroth, als mit dem Polirstahl zu vertragen.
Der Glanz gleicht beinahe dem des Silbers. Nikel und Kobalt sind der Farbe
nach schwer zu unterscheiden. Die damit überzogenen Gegenstände wirken nicht
auf die Magnetnadel. Dieß kann nur zwei Ursachen haben; entweder ist das
abgesezte Metall in zu dünner Schicht, um auf die Magnetnadel wirken zu
können, oder es bildet mit dem Kupfer eine Legirung, worin die physischen
Eigenschaften des abgelagerten Metalls modificirt sind. Ein Beweis, daß die
Schicht sich in einem besondern Zustand befindet, ist, daß obwohl ihre
Theilchen in Folge ihrer Einwirkung auf das Kupfer mit einander
zusammenhingen, doch die bei Anwendung des bloßen Zink-Contacts sich
absondernden Molecüle kein Aggregat mehr bilden können. Das Zink darf nur an
einigen Punkten den Gegenstand berühren, denn wenn die Berührungsfläche groß
ist, wird er schwarz, besonders in der Nähe der Berührungsfläche. Aus diesem
Grunde muß die unmittelbare Berührung mit Zink vermieden werden, was dadurch
geschieht, daß man es mit dem Kupfer vermittelst eines Kupferdrahts in
Verbindung sezt.
Will man directen Contact anwenden, so muß die Rükseite der zu überziehenden
Fläche berührt werden. Ich sagte, daß die Metallschicht nicht auf die
Magnetnadel wirke; jedoch kann der abgelagerten Metallschicht eine
hinlängliche Dike gegeben werden, damit diese Reaction deutlich eintritt.
Ich komme darauf zurük, wann ich zeigen werde, wie weit man sich auf 60 bis
80° C. erwärmter Auflösungen von Doppelchlorid bedienen kann, um die
Dike der Ablagerung zu erhöhen.
Auch ist noch zu bemerken, daß sowohl beim Nikel als beim Kobalt der Erfolg
der Ablagerung verschieden ist je nach der Beschaffenheit des Messings; es
gibt solches, welches den schönsten Ueberzug annimmt, während anderes
durchaus widersteht, und zwar sind dieß jene Sorten, die mehr Zink
enthalten. Bei dem Rothkupfer gelingt die Operation immer. Wenn sich das
Kupfer nicht gleichmäßig überzieht, was von unvollkommener Reinigung
desselben herrührt, müssen alle diese Theile mit einer Zinkspize oder einem
zu Draht
ausgezogenen Stük Zink berührt werden; die Ablagerung wird hiedurch
gleichförmig. Bei Kobalt und Nikel muß die Temperatur dem Siedegrade nahe
seyn.
Eisen-Ablagerung.
Nach dem was oben von den oxydirbaren Metallen hinsichtlich ihrer Fällung mit
Adhäsion gesagt wurde, ist vorauszusezen, daß das Eisen sich auf gleiche
Weise verhalten, d.h. sich auf Kupfer, wahrscheinlich auch auf andere
Metalle, durch die Berührung mit Zink niederschlagen müsse. Das Experiment
hat dieß auch vollkommen bestätigt. Das abgelagerte Eisen hat ganz die dem
Eisen eigenthümliche Farbe.
Von der Anwendung mehr oder weniger intensiver Ströme, um
die Fällung verschiedener Metalle zu bewirken.
Wir haben gesehen, daß die Zersezung der Doppelchloride durch Eintauchung, bei
gehöriger Temperatur, mit adhärirender Ablagerung des Metalls auf zweierlei
Weise geschehen kann, entweder durch bloßes Eintauchen der zu überziehenden
Metallplatte in eine Lösung von neutralem Doppelchlorid bei einer Temperatur
zwischen 60 und 100° C., oder, wenn lezteres nicht hinlänglich oxydirbar
ist, um die Lösung zersezen zu können, mit Beihülfe des Zink-Contacts. Es
ist einleuchtend, daß wenn man die Wirkung eines aus mehreren Paaren bestehenden
elektrochemischen Apparats anwenden will, um dem Metallabsaze Dike zu geben, der
Erfolg in diesen beiden Fällen verschieden seyn wird. Im ersten Falle kann es
geschehen, und wirklich ist dieß am häufigsten der Fall, daß das als negative
Elektrode dienende Metall durch die Wirkung des Stroms nicht hinreichend
elektronegativ gemacht wird, damit die Lösung auf es nicht wirkt. In diesem
Falle überwindet der entstehende Gegenstrom den Strom der Säule, und man erhält
ziemlich denselben Erfolg, als wenn das fällende Metall in der Lösung geblieben
wäre. Dieß geschieht bei dem Kupfer mit der Lösung des Doppelchlorids von Platin
und Kalium, ferner den Lösungen des Palladiums, Rhodiums, Iridiums und mehrerer
anderer Metalle. Anders ist es im zweiten Fall, weil das als negative Elektrode
dienende Metall von der Lösung nicht angegriffen wird und sich durch den bloßen
Zink-Contact mit einer Metallschicht bedekt; es folgt daraus a fortiori daß, wenn man statt des aus diesem
Contact hervorgehenden Stromes die Wirkung mehrerer Paare anwendet, die
Ablagerung nothwendig diker werden muß. Man sieht dieß bei den Lösungen von
Kobalt, Nikel, Antimon in Bezug auf Kupfer und andere Metalle, worauf sich die
aufgelösten Metalle durch die bloße Berührung mit Zink fest anhängen. Ich sezte eine
Kupferplatte von 17,150 Grammen Gewicht, 50 Millimeter Länge und 20 Millimeter
Breite mit dem negativen Pol eines galvanischen Apparats in Verbindung, welcher
aus sechs Paaren bestand und durch mit Schwefelsäure schwach angesäuertes Wasser
wirkte, und tauchte sie so in eine verdünnte Lösung des Doppelchlorids von Nikel
und Natrium, ähnlich der obigen. Diese Kette wurde mit einem mit dem positiven
Pol communicirenden Platindraht geschlossen. Nach 5 Minuten wurde die Platte aus
der Lösung genommen, abgewaschen, getroknet und gewogen; sie hatte um 3
Milligramme an Gewicht zugenommen. Die Platte wirkte alsdann auf die
Magnetnadel; noch 5 Minuten der Wirkung ausgesezt, hatte sie wieder um 4
Milligramme zugenommen, im Ganzen also in 10 Minuten um 7 Milligramme. Diese 7
Milligramme waren auf einer Oberfläche von 2300 Quadratmillimetern vertheilt,
d.h. es waren ungefähr 3 Centigramme Nikel auf dem Quadratdecimeter. Die
Kobaltsalze lieferten ähnliche Resultate.
Mit Kupfer, welches bekanntlich das Chlorsilber mit Adhäsion der Metallschicht
zersezt, stellte ich einen zweiten Versuch an. Eine 50 Millimeter lange und 23
Millimeter breite Platte nahm unter dem Einfluß des galvanischen Stroms 0,004
Gramme auf, was ungefähr 0,016 Grammen per
Quadratdecimeter entspricht.
Mit einer Losung des Doppelchlorids von Zinn und Natrium wurde auf einer
Kupferfläche von 2300 Quadratmillimetern eine Gewichtszunahme von 8 Milligrammen
in 10 Minuten erhalten, was per Quadratdecimeter
0,0328 Gramme Zinn ausmacht.
Das Eisen überzieht sich in eben so viel Zeit nur mit 0,025 Gr. Zinn.
Schluß.
Bei dem eben beschriebenen Verfahren sind drei Hauptsachen zu betrachten: die
Zusammensezung der Flüssigkeit, welche ein Alkalichlorid und ein
Metallchlorid zu gleichen Aequivalenten enthält, die Temperatur der Lösung,
die Adhäsion des gefällten Metalls, welche jedoch nicht mehr stattfindet,
wann die Schicht schon eine gewisse Dike hat, selbst wenn man die durch
Berührung der Gegenstände mit Zink entstehende galvanische Wirkung zu Hülfe
nimmt. Wie kömmt es aber, daß ein Doppelsalz leichter zersezt wird und zwar
mit Anhaftung des abgelagerten Metalls, als ein einfaches Metallsalz? Um
diese Frage zu beantworten, muß man davon ausgehen, daß das Chlormetall,
wenn es mit dem Alkalichlorid verbunden ist, schon einen Theil seiner
Verwandtschaften verloren hat, woraus folgt daß, da seine Wirkung auf das
fällende Metall minder stark ist, die Molecüle des gefällten Metalls nicht
mehr so stürmisch niederfallen, als hätte man es mit der einfachen Lösung zu
thun. Ueberdieß erhöhen die Alkalichloride noch die Leitungsfähigkeit der
Metalllösungen (für die Elektricität), was ebenfalls dazu beiträgt, die
elektrochemischen Wirkungen zu verstärken.
Die Wirkung der Wärme wurde schon am Anfange dieser Abhandlung untersucht; es
braucht also hier das Gesagte nur noch einmal zusammengefaßt zu werden.
Die erhöhte Wärme vermehrt die Leitungsfähigkeit und unterstüzt die
Zersezung, indem sie die Körper ausdehnt und es den abgelagerten Molecülen
möglich macht, in die Molecular-Zwischenräume etwas tiefer
einzudringen.
Die Ursachen des Anhaftens sind unter diesen Umständen dieselben, welche die
Verbindung des fällenden Metalls mit dem gefällten Metall bestimmen; die
eigene Kraft der Molecüle des gefällten Metalls, sich zu aggregiren, trägt
nichts dazu bei, denn Molecüle welche, wenn die Oberfläche einmal überzogen
ist, neu ankommen, können sich unter einander nicht verbinden.
Ich schließe diese Abhandlung mit dem Bemerken, daß alle darin niedergelegten
Thatsachen auf einem einfachen Verfahren beruhen, nämlich der Anwendung
vollkommen neutraler Doppelchloride von Metall und Alkali bei einer
Temperatur zwischen 60 und 100° C. Dieses Verfahren gestattet
mannichfaltige Anwendungen, indem es sich beinahe auf alle Salze der nicht
alkalischen Metalle erstrekt. Konnte ich auch nicht das alle diese
Erscheinungen verbindende Gesez ermitteln, so gab ich doch das allgemeine
Princip an, worauf es beruht.
Die Wirkung auf alle Metalle unter denselben Umständen durch die Lösungen des
Titans, Chroms und Urans, so wie die Bildung von Legirungen mit und ohne
Einfluß des metallischen Contacts, werde ich in einer besondern Abhandlung
auseinandersezen.