Titel: | Anleitung zur Bestimmung des Kupfers auf nassem Wege; von J. Pelouze. |
Fundstelle: | Band 102, Jahrgang 1846, Nr. IX., S. 37 |
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IX.
Anleitung zur Bestimmung des Kupfers auf nassem
Wege; von J.
Pelouze.
Aus den Annales de Chimie et de Physique, August 1846, S.
393.
Pelouze, Anleitung zur Bestimmung des Kupfers auf nassem
Wege.
Ich will in Folgendem mein neues Verfahren das Kupfer zu bestimmen, welches ich in
einer früheren Abhandlung (polytechn. Journal Bd.
XCIX S. 458) nur kurz angegeben habe, ausführlich auseinandersetzen, auch
einige Abänderungen und mehrere besonders wichtige Anwendungen desselben näher
angeben.
Man erinnert sich, daß dieses Verfahren sich auf die Eigenschaft des Kupfers gründet,
aus seinen ammoniakalischen Auflösungen durch das Schwefelnatrium vor den meisten
andern Metallen niedergeschlagen zu werden, insbesondere vor dem Blei, Zinn, Zink,
Cadmium, Eisen, Antimon, Wismuth und Arsenik.
Da keines dieser Metalle gefärbte Auflösungen gibt, so läßt sich der Zeitpunkt, wo
alles Kupfer niedergeschlagen ist, leicht treffen, weil er durch die Entfärbung der
Flüssigkeiten angezeigt wird.
Nimmt man diese Fällungen bei gewöhnlicher Temperatur vor, so wird die Analyse sehr
schwierig und überdieß nicht genau. Das hydratische Schwefelkupfer sammelt sich
nämlich langsam und verwandelt sich sehr schnell zum Theil in schwefelsaures Salz;
überdieß wird eine kleine Menge der andern Metalle, namentlich Blei, zu gleicher
Zeit mit dem
Schwefelkupfer niedergeschlagen; ein Volum Schwefelnatrium-Auflösung, welches
in der Kälte eine gewisse Menge ammoniakalischer Kupferauflösung vollständig
entfärben kann, reicht nämlich nicht mehr dazu hin, wenn das Kupfer vorher mit Blei
versetzt worden ist. Im letztern Falle behält die ammoniakalische Flüssigkeit eine
sehr deutliche blaue Farbe.
Bringt man hingegen die Flüssigkeiten zum Kochen, so braucht man genau dasselbe Volum
Schwefelnatrium, um dasselbe Gewicht Kupfer niederzuschlagen, letzteres mag allein
oder mit den vorher angegebenen Metallen verunreinigt seyn.
Diese Fällung des Kupfers, worauf sich die neue Analysirmethode gründet, erheischt
einige Erklärungen. Wird sie bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommen, so findet man
im Niederschlag den Schwefel und das Kupfer im Verhältniß gleicher Aequivalente
verbunden. Er ist also das gewöhnliche Schwefelkupfer CuS, welches dem schwarzen
Oxyd CuO und dem Schwefelnatrium NaS entspricht; nur ist es chemisch mit Wasser
verbunden.
Wird dieses gut ausgewaschene Schwefelkupfer mit verdünnten Auflösungen von
salpetersaurem oder schwefelsaurem Kupfer gekocht, so entfärbt es sie. Setzt man zu
diesen Auflösungen vorher Ammoniak, so wird das Kupferoxyd noch viel schneller vom
Schwefelkupfer absorbirt, und wenn die Menge von Ammoniak beträchtlich, das
Kupfersalz in Ueberschuß vorhanden ist und andererseits die Temperatur 60 bis
64° R. nicht überschreitet, so bildet sich ein Oxysulfurid von constanter
Zusammensetzung; es besteht aus 5 CuS, CuO. Daraus folgt, daß unter den angegebenen
Umständen diese Verbindung auf das ammoniakalische salpetersaure und schwefelsaure
Kupfer keine Wirkung hat.
Wird hingegen die Temperatur der Mischung höher getrieben, z.B. auf 72 bis 76 und
80° R., so kann dieses Oxysulfurid neuerdings Kupfer absorbiren, und die
blaue, jetzt viel weniger ammoniakalische Flüssigkeit entfärben; außer einer oder
mehreren Verbindungen von Schwefelkupfer mit Kupferoxyd entsteht dann eine sehr
beträchtliche Menge Kupferoxydul, welches in den Flüssigkeiten aufgelöst bleibt,
ohne sie zu färben, wovon man sich leicht überzeugen kann, entweder mit
Schwefelnatrium, welches darin einen schwarzen Niederschlag hervorbringt, oder indem
man die klare Flüssigkeit abgießt und sie der Luft oder dem Chlor aussetzt, welche
ihre blaue Färbung bewirken.
Aus diesen verschiedenen Versuchen geht hervor daß, wenn das Kupfer mit den Metallen
legirt ist, womit es gewöhnlich vorkommt, man bei seiner Bestimmung nach der neuen
Methode weder eine sehr niedrige, noch eine sehr hohe Temperatur anwenden darf. Glücklicherweise ist die Sache leicht: das
Oxysulfurid 5 CuS, CuO bildet sich schon gegen 40–48° R. und erst über
64 oder 68° R. hinaus fangt es an auf die ammoniakalischen Kupfersalze zu
wirken; nun ist es sehr leicht, letztere Gränze nicht zu überschreiten; es ist
sogar, um sie zu erreichen, ein lange dauerndes Sieden der ammoniakalischen
Flüssigkeit erforderlich, und durch Zusetzen einer neuen Quantität Ammoniak kann man
jederzeit die Temperatur herabbringen, wenn man zufällig den Versuch zu lange
fortgesetzt haben sollte.
Das Oxysulfurid 5 CuS, CuO ist eine ganz bestimmte Verbindung; denn außer einer
sorgfältig angestellten Analyse habe ich mich überzeugt, daß 1 Gramm Kupfer zu
seiner Fällung von 48 bis zu 64° R. Temperatur dieselbe Menge Schwefelnatrium
erfordertDrückt man die Menge Schwefelnatrium, welche zwischen 48 und 64° R.
Temperatur ein gewisses Gewicht Kupfer niederschlagen kann, durch 5 aus, so
muß man davon 6 anwenden, wenn man bei der gewöhnlichen Temperatur operirt;
daraus scheint hervorzugehen, daß sich 5 Aequivalente Schwefelkupfer mit 1
Aequivalent Kupferoxyd verbinden, man Mag direct eine Kupferauflösung bei
60° R. mit Schwefelnatrium versetzen, oder, nachdem man das
Schwefelkupfer, CuS, in der Kälte niedergeschlagen hat, diesen Niederschlag
mit einem Ueberschuß von Kupfersalz erhitzen.; bei 68 und 72° R. ist, wenn das Kochen nicht sehr lange Zeit
unterhalten wurde, noch ziemlich dasselbe Volum davon erforderlich; nur wenn das
Sieden sehr lange andauerte, braucht man zur Fällung des Kupfers etwas weniger
Schwefelnatrium. Da sich jedoch das Oxysulfurid 5 CuS, CuO bei 60° R. sehr
schnell bildet, so glaube ich, daß es besser ist, die Flüssigkeit so nahe als
möglich auf diesem Temperaturgrad zu erhalten, und ich habe mich überzeugt, daß dieß
sehr leicht ist. Ich schlage also vor, die Analysen bei einer 60° R. wenig
überschreitenden Temperatur zu beendigen. Bei einiger Uebung erreicht man diese
leicht ohne Anwendung des Thermometers.
Ich gehe nun auf die Einzelnheiten des Verfahrens über.
Bereitung des Schwefelnatriums.
Das einfachste und bequemste Verfahren hiezu besteht darin, einen Strom
Schwefelwasserstoff in eine Auflösung von ätzendem Natron zu leiten, welche
36° an Baumé's Aräometer zeigt. Um den Schwefelwasserstoff zu
erhalten, kann man entweder Schwefelantimon mit concentrirter Salzsäure oder
Schwefeleisen mit verdünnter Schwefelsäure behandeln; ich wende aber vorzugsweise
schwefelsauren Baryt oder Strontian an, welche durch Glühen mit Kohle in Sulfurid
verwandelt worden sind. Man bringt dieses Sulfurid in Stücken von der Größe einer Haselnuß in eine
tubulirte Flasche von 2 bis 3 Liter Hohlraum und behandelt es bei gewöhnlicher
Temperatur mit käuflicher Salzsäure, welche mit ihrem doppelten Volum Wasser
verdünnt wurde. Das sich reichlich entwickelnde Gas leitet man mittelst einer Röhre
von großem Durchmesser in die Aetznatronlauge. Es wird vollständig absorbirt, so
rasch auch die Entbindung seyn mag. Nach einigen Stunden findet man in der Flasche,
worin dieses Gas absorbirt worden ist, eine reichliche Krystallisation von
Schwefelnatrium, wovon ein Theil schwach gelb gefärbt, der andere viel
beträchtlichere aber vollkommen farblos ist. Wenn die Entwickelung von
Schwefelwasserstoffgas seit einiger Zeit aufgehört hat, gießt man die Flüssigkeit
von den Krystallen ab und wascht letztere zwei- bis dreimal in kleinen
Quantitäten kalten Wassers ab, um sie von der Aetzlauge zu reinigen, womit sie noch
getränkt sind. Man läßt sie noch einige Augenblicke abtropfen und verwendet sie dann
zur Bereitung eines Vorraths Normalflüssigkeit.
Hiezu wiegt man beiläufig 135 bis 140 Gramme ab und löst sie in so viel Wasser auf,
daß die Mischung beiläufig 1 Liter einnimmt. Man kann mehrere Liter Flüssigkeit aus
einmal bereiten. Die anfangs gefärbte und trübe Auflösung läßt man ruhig stehen; sie
setzt nach zwei bis drei Tagen, bisweilen auch in viel kürzerer Zeit, eine kleine
Menge eines schwarzen Pulvers ab, welches fast gänzlich aus Schwefelblei
besteht.Es ist sehr wahrscheinlich, daß in den Bleikammern und bleiernen Pfannen der
Schwefelsäure-Fabriken die Schwefelsäure bleihaltig wird, wodurch
Bleioxyd in das Glaubersalz und folglich in die Soda kommt. Ich habe in den
Seifensiederlaugen immer Bleioxyd gefunden.
Sie wird vollkommen farblos und man kann sie mittelst eines Hebers leicht von dem
Niederschlag abziehen. Um ihren Concentrations-Grad zu erfahren, macht man
zuerst eine Probe mit 1 Gramm reinen Kupfers. Diesen löst man nämlich in 5 bis 6
Kubikcentimetern käuflicher Salpetersäure auf, versetzt die Auflösung mit 40 bis 50
Grammen Ammoniak, bringt die Flüssigkeit zum Kochen und gießt allmählich die
Schwefelnatrium-Auflösung aus einem Maaßgläschen (burette) hinein. Von dieser Auflösung müssen zwischen 29 und 31
Kubikcentimeter erforderlich seyn, um 1 Gramm Kupfer niederzuschlagen. Diese Stärke
erhält sie nach der angegebenen Bereitungsweise, gewöhnlich muß man sie aber noch
mit ein wenig destillirtem Wasser versetzen; die erste Probe zeigt annähernd an, wie
viel man ihr Wasser zusetzen muß, und durch eine sorgfältige Analyse erfährt man nachher den
genauen Gehalt der Auflösung.
Die auf angegebene Weise bereitete Schwefelnatrium-Auflösung bleibt Monate
lang farblos, sogar in Gefäßen, welche noch Luft enthalten. Sie trübt sich kaum
durch die Sauren. Auch dürfte sie in vielen Fällen als Reagens dem
schwefelwasserstoffsauren Ammoniak vorzuziehen seyn.
Prüfung des reinen Kupfers.
Man findet im Handel häufig reines Kupfer, welches auf galvanoplastischem Wege
gewonnen wurde, auf welchem man sich dasselbe auch selbst bereiten kann. Das in
dünnen Blechen vorkommende raffinirte Schweizer-Kupfer ist ebenfalls rein
genug, um zur Bestimmung des Gehalts der Schwefelnatrium-Auflösung verwendet
werden zu können.
Das Kupfer muß, um als rein betrachtet werden zu können, folgende Eigenschaften
besitzen:
Es löst sich in Salpetersäure ohne die geringste Spur eines Rückstandes auf, und
seine Auflösung wird durch Ammoniak nicht getrübt. Ferner muß das damit bereitete
und ausgewaschene Oxysulfurid 5 CuS' CuO, bei 60° R. auf eine kleine Menge
ammoniakalischen salpetersauren Kupfers ohne Wirkung bleiben. Die salpetersaure
Auflösung des Kupfers darf weder durch Salzsäure noch durch Schwefelsäure getrübt
werden.
Wenn das Kupfer diese Eigenschaften zeigt, kann man es zu unserm Zweck als
hinreichend rein betrachten. Solches Kupfer könnte allerdings etwas Sauerstoff
enthalten, weßhalb das galvanoplastische Kupfer den Vorzug verdient. Jedenfalls ist
es nöthig, ein auf dem Wege der Schmelzung erhaltenes Kupfer mit galvanoplastischem
Kupfer zu vergleichen und sich zu überzeugen, daß jedes zu seiner Fällung die
gleiche Menge Schwefelnatrium erfordert. Diese Methode ist so genau, daß sie die im
Handel vorkommenden Kupfersorten miteinander zu vergleichen gestattet. Diejenigen,
welche beim Auflösen in Salpetersäure den geringsten Rückstand hinterlassen, oder
deren Auflösung mit Ammoniak einen Niederschlag gibt, erfordern gewöhnlich weniger
Sulfurid, als die reinem Sorten. Der Rückstand nach dem Auflösen in Salpetersäure
ist gewöhnlich Zinn oder Antimon und der Niederschlag, welchen man mit Ammoniak
erhält, meistens Eisen oder Blei.
Bestimmung des Gehalts der Flüssigkeit.
Man wiegt sorgfältig 1 Gramm Kupfer ab, welches man in einen Kolben von beiläufig 2
Deciliter Hohlraum bringt; man gießt dann mittelst einer Pipette 5 bis 6
Kubikcentimeter Salpetersäure hinein; das Metall löst sich schnell auf, man verjagt
die röthlichen Dämpfe durch ein gelindes Kochen der Auflösung, läßt den Kolben
erkalten und gießt 50 Kubikcentimeter AmmoniakEs ist durchaus nöthig die Salpetersäure und das Ammoniak, welche man zu den
Kupferproben anwenden will, vorher auf ihre Reinheit zu prüfen. Dazu
vermischt man sie in demselben Verhältniß, wie man sie zu den Kupferproben
verwendet, also z.B. 6 Kubikcentimeter Säure mit 50 Kubikzentimetern
Ammoniak. Die Mischung muß vollkommen farblos
bleiben. Man setzt ihr dann einige Tropfen Schwefelnatrium zu, welche sie
weder trüben noch färben dürfen.Die Salpetersäure darf man nicht mit Kork in Berührung bringen, wobei sie
sich bekanntlich gelb färben würde.Wenn eine Kupferlegirung mit gehörig reinen Reagentien probirt wurde, ist die
Flüssigkeit über dem Niederschlag vollkommen farblos. hinein.
Man stellt nun den Kolben auf einen metallenen Träger und bringt die blaue
Flüssigkeit, welche er enthält, in gelindes Kochen durch Erhitzen mittelst einer
Weingeistlampe, deren Docht sehr dünn und sehr kurz seyn muß. Sobald sich das Kochen
einstellt, was gewöhnlich gegen 40° R. der Fall ist, gießt man die
Schwefelnatrium-Auflösung tropfenweise in den Kolben, indem man das Sieden
unterhält.
Während des Versuchs trennt sich fast immer so viel Flüssigkeit vom Niederschlag, daß
man an ihrer blauen Farbe erkennen kann, ob man noch Schwefelnatrium zusehen darf;
wenn sich diese Farbe nicht mehr zeigt, unterbricht man einen Augenblick das Sieden
und wascht den leeren Hals des Kolbens mit einem Spritzfläschchen, welches mit
Ammoniak gefüllt ist. Nach höchstens einer halben Minute klärt sich die Flüssigkeit
hinreichend, um ihre Farbe sehen zu können; man bringt sie dann wieder zum Sieden
und setzt, immer tropfenweise, eine um so größere Menge Schwefelnatrium zu, je
dunkler ihre Farbe war; bei einiger Uebung kann man den erforderlichen Zusatz sehr
annähernd beurtheilen. Nach diesem neuen Kochen wascht man wieder den Hals des
Kolbens mit dem Spritzfläschchen ab, wartet wie das erstemal, bis sich die
Flüssigkeit geklärt hat und fährt fort Schwefelnatrium zuzusetzen, aber um so
vorsichtiger, je mehr man sich dem Punkt der Entfärbung nähert. Man muß den Versuch
in der Art beendigen, daß man einen, höchstens zwei Tropfen Sulfurid auf einmal
zusetzt.
Die Temperatur darf am Ende des Versuches nicht über 64° R. betragen, und es
ist auch nicht schwer, diese Gränze einzuhalten; denn um sie zu erreichen, ist eine
sehr lange Zeit erforderlich, weil das Ammoniak, indem es in gasförmigen Zustand
übergeht, sehr viel Wärme absorbirt. Beobachtet man die Vorsicht, einen sehr kleinen
Docht anzuwenden, wie ich es vorschrieb, so kann das Kochen über 20 Minuten
andauern, ohne daß die Temperatur die angegebenen Gränzen, nämlich 60 bis 64°
R. überschreitet. Meine Versuche dauern immer zwischen 8 und 15 Minuten von dem
Augenblick an, wo die blaue ammoniakalische Flüssigkeit ins Kochen kam.
Um so gut als möglich den Punkt der Entfärbung des ammoniakalischen Kupfersalzes
beurtheilen zu können, ist es zweckmäßig, immer so ziemlich mit derselben Menge
Flüssigkeit zu operiren; man muß sich daher gewöhnen, immer so ziemlich dieselbe
Menge Ammoniak beim Auswaschen anzuwenden, was leicht ist, da das Spritzfläschchen
nur einen sehr schwachen Strahl geben darf; gewöhnlich reichen 10 bis 12 Gramme
Ammoniak hiezu hin.
Auf diese Weise bleibt im Kolben ein Gesammtvolum von beiläufig 100 Kubikcentimetern,
nämlich:
salpetersaures Kupfer
8 Kubikcentimeter
Ammoniak
50 „
Sulfurid
30 „
Auswaschen
12 „
Diese Regel gilt auch bei allen andern Kupferproben.
Probe einer Legirung.
Bei der Analyse einer Legirung können zwei Fälle vorkommen: man kennt ihren Gehalt
annähernd, oder dieser Gehalt ist unbekannt.
Im ersten Fall nimmt man so viel Legirung als beiläufig 1 Gramm Kupfer enthält; ist
sie z.B. eine Medaille, deren Gehalt beiläufig 950/1000 ist, so nimmt man davon
1,050 Gr.; ist sie Kanonenmetall, dessen Gehalt sehr nahe 900/1000 ist, so wiegt man
davon 1,100 Gr. ab.
Im zweiten Fall macht man vorher eine Probe mit einem Gramm der Legirung, welche
ihren Gehalt annähernd ergibt.
Es ist also immer leicht die Analyse mit einer solchen Menge Legirung vorzunehmen,
als beiläufig 1 Gramm Kupfer entspricht, und dieß ist nöthig, um ein möglichst
genaues Resultat zu erzielen.
Nachdem man den Gehalt der Probeflüssigkeit auf vorher angegebene Weise mit der
größten Sorgfalt bestimmt hat, wiegt man die Legirung ab und behandelt sie mit
Salpetersäure in einem Kolben von 200 Kubikcentimeter Hohlraum. Der unauflösliche
Rückstand, wenn ein solcher vorhanden ist, besteht aus Zinn oder Antimon; wenn
dieser Rückstand beträchtlich ist, muß man in den Kolben einige Tropfen Salzsäure
gießen, um das Zinn oder Antimon aufzulösen, und sich dadurch zu überzeugen, daß die
Legirung gänzlich angegriffen wurde. Ueberdieß muß man in diesem Falle der Legirung
Blei zusetzen.
Dieser Zusatz von Blei hat zum Zweck, das Zinnoxyd (die Zinnsäure) schneller
niederzuschlagen, welche, indem sie sonst sehr lange suspendirt bliebe, das Ende der
Analyse unsicher machen würde. Anstatt das Blei im metallischen Zustande abzuwiegen
und es aufzulösen, ist es besser eine schon fertige Auflösung desselben von
bekanntem Gehalt vorräthig zu haben. Man löst 10 Gramme Blei in 30 bis 40
Kubikcentimetern Salpetersäure auf und setzt dieser Auflösung so viel Wasser zu, daß
die Mischung 1 Deciliter einnimmt. 1 Kubikcentimeter dieser Auflösung entspricht 1
Decigramm metallischen Bleies. In den sehr seltenen Fällen, wo die Legirung sehr
viel Zinn enthält, würde 1 Decigramm Blei nicht hinreichen, was man durch eine
vorherige Probe sehr schnell erfährt: man würde dann etwas mehr salpetersaures Blei
zusetzen.
Nachdem man so die Legirung angegriffen hat, wartet man bis die Flüssigkeit erkaltet
ist und versetzt sie dann mit 50 Kubikcentimetern Ammoniak. Man bringt die
ammoniakalische Flüssigkeit zum Kochen und gießt tropfenweise die Probeflüssigkeit (Schwefelnatrium) hinein.
Während des größten Theils der Analyse braucht man nicht zu warten, bis die
Flüssigkeit klar geworden ist, weil man ihre blaue Farbe während des Kochens leicht
erkennt. Nach und nach wird diese Farbe aber weniger bemerklich; man muß das Kochen
unterbrechen, mit dem Spritzfläschchen waschen, die Flüssigkeit sich absetzen
lassen, ihre Färbung beobachten und nur mit der größten Vorsicht das Schwefelnatrium
hineingießen. Bei einiger Uebung kann man nach der mehr oder weniger dunklen Farbe
der Flüssigkeit leicht beurtheilen, wie viel man Tropfen zusetzen muß.
Wenn man annehmen kann, daß die Entfärbung zuletzt durch 1 oder 2 Tropfen Sulfurid
vollständig bewirkt ist, liest man auf dem Maaßgläschen die Anzahl der angewandten
Kubikcentimeter ab (zur Vorsicht muß man einige Augenblicke vorher verstreichen
lassen, damit die
Probeflüssigkeit, welche sich an den Wänden angehängt hat, herabgelaufen ist).
Angenommen, man habe 29,5 Kubikcentimeter davon verbraucht und beim Probiren der
Flüssigkeit (Schwefelnatrium) habe man gefunden, daß davon 30 Kubikcentimeter für 1
Gramm Kupfer erforderlich sind, so würde man sagen: wenn 30 Kubikcentimeter 1000
entsprechen, wie viel entsprechen 29,5 Kubikcentimeter? Dieß ergibt 0,983
Gramme.
Die zum Versuch angewandte Quantität Legirung enthielte also 0,983 Gram. Kupfer;
angenommen sie habe 1,100 betragen, so würde man sagen: wenn 1,100 Legirung 0,983
Gram. Kupfer enthalten, wie viel ist in 1000? Dieß ergibt 0,893. Eine solche
Legirung hätte folglich den Gehalt von 893/1000.
Man begreift, wie wichtig es ist, den Punkt der Entfärbung der Flüssigkeiten nicht zu
überschreiten, weil die Quantität Sulfurid, welche zu dieser Entfärbung verwendet
wurde, die Menge des Kupfers anzeigt. Man muß folglich mit der größten Sorgfalt
diese Entfärbung nach und nach herbeiführen, ohne einen Ueberschuß von
Probeflüssigkeit anzuwenden. Wenn das Kupfer viel Zinn enthält, klären sich die
Flüssigkeiten etwas weniger gut, als wenn es reiner ist; anstatt einiger Secunden
sind 1 oder 2 Minuten erforderlich, damit sich über dem Niederschlag eine so
beträchtliche und so klare Schicht Flüssigkeit sammelt, daß man beurtheilen kann, ob
dieselbe noch gefärbt ist.
Bisweilen hängen sich Spuren von dem Niederschlag an den Wänden des Kolbens an, ohne
daß der Strahl des Spritzfläschchens sie gänzlich lostrennen kann; andererseits kann
auch eine sehr kleine Menge Kupfer in der Flüssigkeit aufgelöst bleiben, ohne sie zu
färben, weil es darin als Oxydul enthalten ist; dieß erklärt uns, warum die
Flüssigkeit bisweilen in ihrem obern Theil schwach blau wird, wenn man sie in
Berührung mit der Luft stehen läßt, während die untern Theile entfärbt bleiben.
In allen Fällen ist die Gränze des Versuchs durch die Entfärbung der untern Schichten
der Flüssigkeit bezeichnet, welche das Auge ohne Anstand von der obern schwach blau
gefärbten Zone unterscheidet.
Ueberdieß ist die Menge des Kupfers, welche in der Flüssigkeit bleibt ohne sie zu
färben, so wie diejenige des Schwefelkupfers welches sich in schwefelsaure Salz
verwandelt, sehr gering, wenn der Versuch mit den angegebenen Vorsichtsmaßregeln
ausgeführt wurde; der kleine Fehler, welcher dadurch entsteht, ist in den für die
Genauigkeit des Verfahrens früher angegebenen Gränzen inbegriffen.
Bei einiger Uebung kann man füglich die Anwendung des Thermometers unterlassen und
braucht eine zeitweise Erhöhung der Temperatur über 60° R. nicht zu fürchten,
wenn man die Vorsicht anwendet, die Flüssigkeit immer stark ammoniakalisch zu
unterhalten. Erst über 68° N. und hauptsächlich bei 72° R. wird die
Absorption des Kupferoxyds durch das Oxysulfurid rasch und beträchtlich.
Der kleine Irrthum, welcher durch die Anwendung einer zu hohen Temperatur entstehen
kann, wird größtentheils compensirt, wenn die Probeflüssigkeit (Schwefelnatrium)
unter analogen Umständen, wie sie bei der Analyse einer Legirung stattfinden, auf
ihre Stärke untersucht worden ist.
Meine ersten Versuche hatte ich auf diese Art angestellt, nämlich ohne die Temperatur
zu messen, und indem ich die Flüssigkeit in ein lebhaftes Kochen brachte, jedoch
einen Ueberschuß von Ammoniak darin unterhielt. Indeß muß man gestehen, daß dieses
Verfahren zu Unrichtigkeiten Veranlassung geben kann, die sich durch Anwendung des
Thermometers vermeiden lassen.Wenn man sich des Thermometers bedient, braucht man ihn nicht beständig in
der Auflösung zu lassen, was sogar störend wäre; es genügt, von Zeit zu Zeit
die Temperatur zu ermitteln und man zieht dann das Thermometer heraus,
nachdem man es mit dem Spritzfläschchen abgewaschen hat.
Prüfung der Kupfererze.
In vielen Fällen kann man die Kupfererze wie die Legirungen dieses Metalls
analysiren. Man versetzt die Auflösung des Erzes in Königswasser mit überschüssigem
Ammoniak, bringt die Flüssigkeit, ohne sie zu filtriren, ins Kochen und bestimmt
ihren Gehalt an Kupfer durch das Volum des zu ihrer Entfärbung direct angewandten
Sulfurids; so konnte ich oft Kupfererze in Zeit von einer halben Stunde analysiren.
Bisweilen kann man jedoch wegen des sehr beträchtlichen Antheils fremdartiger
Substanzen das Schwefelnatrium nicht unmittelbar anwenden, namentlich wenn die Erze
viel Eisen enthalten. Das durch Ammoniak niedergeschlagene Eisenoxyd sammelt sich
nur langsam und man thut dann besser, es abzufiltriren und die Flüssigkeit mit dem
Waschwasser einzudampfen, um sodann das Kupfer auf die gewöhnliche Weise zu
bestimmen.
Man nimmt hierauf entweder die ganze Menge des aufgelösten Kupfers in Arbeit, oder
kann es auch bequemer finden, eine große Menge Erz in Königswasser aufzulösen und ein bekanntes
Volum der Flüssigkeit zu verarbeiten.
Jedenfalls muß man darauf achten, nie zu verdünnte Auflösungen anzuwenden.
Analyse der Kupfersalze und besonders des
Kupfervitriols.
In der Färberei und anderen Industriezweigen verbraucht man beträchtliche Quantitäten
von verschiedenen Kupfersalzen, besonders schwefelsaurem Kupfer (blauem Vitriol) und
essigsaurem Kupfer (Grünspan). Es ist wichtig den Kupfergehalt dieser Salze,
besonders des Vitriols, genau und schnell bestimmen zu können.
Der blaue Vitriol, wie man ihn beim Feinmachen des Goldes und Silbers in den Münzen
erhält, ist nicht rein, obgleich viel besser als der aus Kupferstein
(Schwefelkupfer) fabricirte. Er enthält immer schwefelsaures Eisenoxydul und
bisweilen schwefelsaures Zink, von welchem er sehr schwer zu befreien ist.
Der aus Kupferstein fabricirte blaue Vitriol enthält bisweilen eine beträchtliche
Menge dieser beiden Salze und außerdem schwefelsaure Bittererde. Ich bekam einmal
einen solchen Kupfervitriol zur Prüfung, welcher beiläufig 25 Proc. von jedem dieser
vier isomorphen schwefelsauren Salze enthielt.
Wenn der Vitriol, wie z.B. der Salzburger, nur einige Procent Kupfer enthält und
hauptsächlich aus schwefelsaurem Eisen besteht, so muß man ihn, nachdem das Eisen
auf das Maximum der Oxydation gebracht ist, mit überschüssigem Ammoniak fällen und
das Kupfer in den filtrirten und gehörig eingeengten Flüssigkeiten bestimmen. In
diesem Fall fällt jedoch immer ein wenig Kupfer mit dem Eisenoxyd nieder, welches
bei der Analyse verloren geht.
Da der Kupfervitriol beiläufig den vierten Theil seines Gewichts Kupfer enthält, so
muß man davon zur Prüfung 4 Gramme nehmen, um annähernd 1 Gramm Metall zu haben; man
löst diese 4 Gramme in ein wenig Wasser auf und kocht die Auflösung mit einigen
Tropfen Salpetersäure, um das Eisen, falls solches vorhanden ist, auf das Maximum
der Oxydation zu bringen.Hat man das Eisen nicht auf das Maximum der Oxydation gebracht, so ist nicht
so viel Schwefelnatrium erforderlich, weil das im Ammoniak aufgelöste
Kupferoxyd durch das Eisenoxydul reducirt wird. Das entstandene Sulfurid ist
dann Halb-Schwefelkupfer Cu²S. Das Eisen ließe sich sogar
annähernd durch die Differenz zweier Versuche bestimmen, einem wobei man das
Eisen auf das Maximum der Oxydation gebracht hat, und einem andern, wobei
man es auf dem Minimum ließ. Man setzt dann 50 Kubikcentimeter Ammoniak zu und verfährt wie bei einer
Legirung.
Braucht man bei einem ersten Versuch, welcher so mit 4 Grammen gemacht wird, viel
weniger Schwefelnatrium als zum Entfärben von 1 Gramm Kupfer nöthig ist, so thut man
gut, eine zweite Probe anzustellen, wozu man von demselben Vitriol so viel nimmt,
als beiläufig 1 Gramm Metall enthält.
Anwendung des neuen Verfahrens um sehr kleine Mengen
fremdartiger Metalle, besonders Zink, im Kupfer zu bestimmen.
Wir haben gesehen, daß das Kupfer durch Schwefelnatrium aus seinen Auflösungen vor
dem Blei, Antimon, Zink, Cadmium, Eisen, Wismuth und Arsenik niedergeschlagen wird;
andererseits haben wir gesehen, daß das Schwefelnatrium das ammoniakalische
salpetersaure Kupfer rasch entfärbt, wobei Schwefelkupfer entsteht. Ich habe diese
Eigenschaft benützt, um im metallischen Kupfer, den Kupferlegirungen und
Kupfersalzen, insbesondere dem blauen Vitriol, unendlich kleine Mengen von Zink
auszumitteln.
Ich löste 10 Gramme Kupfer und 5 Milligramme Zink in Salpetersäure auf. Die
Flüssigkeit mit Ammoniak übersättigt, wurde kochend durch einen schwachen Ueberschuß
von Schwefelnatrium gefällt. Der aus Kupfer-Oxysulfurid 5 CuS, CuO und
Schwefelzink bestehende Niederschlag wurde von der über ihm stehenden Flüssigkeit
getrennt und einen Augenblick mit Ammoniak und einigen Centigrammen salpetersauren
Kupfers erhitzt. Das Schwefelzink löste sich wieder in der Flüssigkeit auf und
letztere wurde in einen kleinen Kolben abgegossen, worin man alles Kupfer in der
Wärme durch Schwefelnatrium-Auflösung niederschlug. Nach der Entfärbung der
Flüssigkeit entstand durch Schwefelnatrium ein vollkommen weißer Niederschlag von
Schwefelzink, welchen man leicht auf einem Filter sammeln konnte. Man begreift, daß
wenn man gleich anfangs zu viel Schwefelnatrium zugesetzt und folglich das Zink zu
gleicher Zeit mit den letzten Milligrammen Kupfer niedergeschlagen hätte, es dessen
ungeachtet leicht wäre, das Zink wieder aufzufinden, ohne einen neuen Versuch
anzustellen; man brauchte nur eine sehr geringe Menge ammoniakalisches Kupfer in den
Kolben zu geben, um das Zink wieder aufzulösen und die Flüssigkeit durch
Schwefelnatrium in der
Art zu entfärben, daß man zuletzt den charakteristischen weißen Niederschlag von
Schwefelzink erhält.
Wenn der Zinkgehalt einer Kupferlegirung auf 5 oder 6 Tausendstel steigt, erkennt man
seine Gegenwart leicht durch den weißen Niederschlag, welchen Schwefelnatrium
hervorbringt sobald die Flüssigkeit entfärbt ist.
Das Oxysulfurid des Kupfers 5 CuS, CuO wirkt, wenn es rein ist, durchaus nicht auf
eine Auflösung von ammoniakalischem Kupfer, vorausgesetzt, daß die Temperatur
60° R. nicht überschreitet; wenn dieses Oxysulfurid aber mit den Sulfuriden
von Zink, Cadmium, Antimon, Blei, Wismuth etc. vermengt ist, wirkt es auf das
Kupferfalz und entfärbt es; diese Entfärbung dient als nützlicher Fingerzeig für die
Gegenwart eines fremden Metalls in dem zu untersuchenden Kupfer.
Ich betrachte es überhaupt als einen Hauptbeweis der Reinheit des Kupfers, daß sein
Oxysulfurid nicht auf das ammoniakalische salpetersaure Kupfer wirkt. Will man
jedoch diese Eigenschaft benutzen, um zu ermitteln, ob ein Kupfer unrein ist, so muß
man das Oxysulfurid immer mit einem schwachen Ueberschuß von Schwefelnatrium
herstellen, weil die außer dem Kupfer vorhandenen Metalle erst zuletzt
niedergeschlagen werden.
Man behauptet, daß ein Zinkgehalt die Güte der Bronze beeinträchtigt, indem er die
Absonderung der zinnreicheren Legirung in der Seele der Kanonen veranlaßt. Wie es
sich auch damit verhalten mag, so kann man in der Folge im Kanonenmetall sehr leicht
äußerst geringe Mengen Zink, z.B. ein halbes Tausendstel seines Gewichts nachweisen;
man benutzt hiezu das so eben angegebene Verfahren, nachdem man das Kanonenmetall in
Salpetersäure aufgelöst und das Zinnoxyd abfiltrirt hat.
(Der Verfasser theilt schließlich die Resultate zahlreicher Analysen von kupfernen
und bronzenen Münzen und Medaillen aus alter und neuer Zeit mit.)