Titel: | Ueber die Entglasung des Glases; von Prof. J. Pelouze. |
Fundstelle: | Band 137, Jahrgang 1855, Nr. XLIX., S. 182 |
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XLIX.
Ueber die Entglasung des Glases; von Prof. J. Pelouze.
Aus den Comptes
rendus, Juni 1855, Nr. 26.
Pelouze, über die Entglasung des Glases.
Das Glas verliert seine Durchsichtigkeit, wenn man es nach dem Schmelzen sehr langsam
erkalten läßt, oder wenn man es einer andauernden Erweichung unterzieht. Es
verwandelt sich in eine fast ganz undurchsichtige Masse, welche man Reaumur'sches
Porzellan genannt hat.
Die Entglasung des Glases muß man schon in sehr früher Zeit gekannt haben, weil man
in den Häfen welche man auf den Glashütten aus den alten unbrauchbaren Oefen
herauszieht, fast immer entglastes Glas vorfindet. Eine so große Masse von thonigem
Mauerwerk muß nothwendig sehr langsam erkalten, daher sich der in den Häfen
verbliebene Glasrückstand stets in einem für die Entglasung günstigen Zustande
befindet.
Eine Masse Glas, welche in einem Glashafen geschmolzen und im Ofen selbst einer sehr
langsamen Erkaltung überlassen wurde, überzieht sich auf der Oberfläche mit einer
mehr oder weniger dicken und undurchsichtigen Kruste, wogegen man in den in der
Mitte der Masse befindlichen Theilen Gruppen von nadelförmigen Krystallen sieht, die
von einem gemeinschaftlichen Centrum ausgehen und in einer durchsichtigen Masse
suspendirte Kugeln oder Warzen bilden.
Reaumur, welcher sich viel mit der Entglasung
beschäftigte, bemühte sich besonders Methoden aufzufinden, wodurch dieselbe
vollständig hervorgebracht werden kann. Er gab folgendes Verfahren an:
„Man bringt in sehr große Tiegel, z.B. die Kapseln der
Fayence-Fabrikanten, die Glasartikel welche man in Porzellan verwandeln
will. Man füllt die Artikel und alle leeren Räume zwischen denselben mit einem
Pulver an, bestehend in einem Gemenge von feinem weißen Sand und Gyps. Dieses
Pulver muß die Artikel allenthalben berühren und fest anliegen, d.h. letztere
dürfen sich nicht unmittelbar berühren und eben so wenig die Wände des Tiegels.
Nachdem das Pulver gut eingedrückt worden ist, versieht man den Tiegel mit
seinem Deckel, lutirt ihn und bringt ihn an eine Stelle wo das Feuer stark
wirkt. Wenn man die Kapsel herausnimmt und öffnet (Reaumur sagt nicht nach wie viel Zeit), wird man die darin enthaltenen
Gegenstände in ein schönes weißes Porzellan verwandelt finden.“
Wie man sieht, war Reaumur's Verfahren nicht so einfach,
wie das Eingangs erwähnte. Er mußte nothwendig besondere Vorkehrungen treffen, um
den zu entglasenden Gegenständen ihre Gestalt zu bewahren. Er betrachtete den
gebrannten Gyps als eine der geeignetsten Substanzen um das Glas in ein weißes
Porzellan zu verwandeln; dem Sande schrieb er dieselbe Eigenschaft zu, und in
erhöhtem Grade einem aus sehr weißem Lande und Gyps gemengten Pulver.
Reaumur glaubte, daß die technischen Künste die
Entglasung, welche ihnen ein neues Porzellan liefert, bald zu ihrem Vortheil
ausbeuten würden. Die ersten Arbeiten dieses berühmten Physikers sind vom Jahre
1727, die letzten vom J. 1739. Seitdem hat man mehrmals versucht das Reaumur'sche
Porzellan in der Industrie einzuführen; man hat daraus Flaschen, Bodenplatten für
Zimmer, Mörser zum Zerreiben von Farben, Schalen und Röhren für gewisse chemische
Operationen gemacht. Besonders beschäftigte sich d'Arcet
mit dieser Frage.
Bis jetzt hat die Erfahrung Reaumur's Hoffnungen nicht
realisirt. Zwei Umstände machen die technische, d.h. ökonomische Darstellung
façonnirter Gegenstände aus entglastem Glase sehr schwierig; erstens und
hauptsächlich die Nothwendigkeit, diese Gegenstände einer andauernden Erweichung zu
unterziehen, wobei sie ihre Form leicht verlieren; zweitens die lange Dauer der
Operation, welche einen sehr bedeutenden Aufwand von Brennmaterial und Handarbeit
erheischt.
Ich will jedoch nicht sagen, daß man von dem Reaumur'schen Porzellan niemals wichtige
Anwendungen machen wird; im Gegentheil glaube ich, daß es schon jetzt möglich wäre,
sehr große Platten von entglastem Glase zu fabriciren, welche das schöne Porzellan
nachahmen und es mit Vortheil in gewissen Fällen ersetzen können. Diese Platten,
obgleich sehr hart, lassen sich wie Spiegelglas poliren, und ich lege davon einige
schöne Proben der Akademie vor.
Die chemischen Erscheinungen der Entglasung scheinen noch nicht gründlich studirt
worden zu seyn. Im J. 1830 machte jedoch Hr. Dumas
vergleichende Analysen von einem krystallisirten Glase und von einem amorphen und
durchsichtigen Glase aus demselben Glashafen; nach deren Resultat betrachtete er
ersteres als eine bestimmte chemische Verbindung, welche mehr Kieselerde und weniger
Alkali enthält als das zweite und folglich strengflüssiger ist. Nach Hrn. Dumas ist also die Entglasung eine Krystallisation des
Glases in Folge der Bildung bestimmter Verbindungen, welche bei der zur Zeit der
Entglasung stattfindenden Temperatur unschmelzbar sind. Diese relative
Unschmelzbarkeit wird nach ihm entweder durch Verflüchtigung der alkalischen Basis
herbeigeführt, oder durch bloße Vertheilung der Bestandtheile des Glases, wo dann die Alkalien in den
Theil übergehen, welcher den glasigen Zustand beibehält.
Einige Chemiker, an ihrer Spitze Berzelius, haben jedoch
eine andere Meinung aufgestellt, welcher die Glasfabrikanten im Allgemeinen
beistimmen, daß nämlich das Reaumur'sche Porzellan nichts anderes als eine
krystallisirte glasige Masse ist.
Die Thatsachen, welche ich im Folgenden mittheile, bekräftigen letztere Ansicht, und
scheinen zu beweisen, daß das krystallisirte Glas, womit Hr. Dumas seine Versuche anstellte, sich unter ganz ausnahmsweisen Umständen
bildete.
Das Glas erleidet beim Entglasen weder in seiner Natur noch im Verhältniß seiner
Bestandtheile eine Veränderung. Die von einander isolirten Krystalle, welche in
einer Masse durchsichtigen Glases in Form von Kugeln zusammen gruppirt vorkommen,
unterscheiden sich von letzterer hinsichtlich ihrer Zusammensetzung nicht. Dieß geht
aus den zahlreichen Analysen hervor, welche ich seit einigen Jahren von dem
krystallisirten und dem durchsichtigen Glase gemacht habe. Ich brauche kaum zu
bemerken, daß die vergleichenden Analysen nur für das Glas von demselben
Schmelzproceß Geltung haben, weil die Zusammensetzung des Glases nicht nur in den
verschiedenen Glashütten, sondern sogar in derselben Fabrik beständig wechselt.
Die chemische Analyse wird hier durch eine nicht weniger sichere physikalische
Beobachtung bekräftigt. Wenn in einer Masse langsam erkalteten Glases eine
Veränderung der Zusammensetzung erfolgen würde, so müßten Blasen, Streifen etc.
entstehen, als Anzeichen eingetretener Ungleichartigkeit, während die nicht
modificirten Theile vollkommen glänzend, durchsichtig und homogen bleiben.
Der einfachste und entscheidendste Versuch, um zu beweisen daß die Entglasung
lediglich in einer physischen Veränderung des Glases besteht, ist folgender: man
bestimmt von Glastafeln, welche sich auf der Sohle eines Kühlofens befinden,
fortwährend ihr Gewicht, bis die Entglasung vollständig eingetreten ist, was
meistens in 24, höchstens in 48 Stunden der Fall ist; man findet dann, daß ihr
Gewicht constant dasselbe bleibt, und wenn man eine gute Sorte weißen Glases
anwandte, so ist es ganz unmöglich etwas anderes als Krystalle in der entglasten
Masse zu erkennen.
Diese Krystalle geben, durch das Schmelzen, ein durchsichtiges Glas, welches genau
dieselbe Zusammensetzung wie das ursprüngliche hat. Auf eine gußeiserne Platte
gegossen und dann in Gestalt eines Spiegelstücks gewalzt, kann dieses Glas durch
eine andauernde Erweichung wiederholt entglast werden. Ich habe dieses Schmelzen und
Krystallisiren zum drittenmal wiederholt, ohne daß die Zusammensetzung des
undurchsichtigen oder durchsichtigen Glases die geringste Veränderung erlitt. Bei
der zweiten und dritten Entglasung ändert sich das Gewicht der Glasplatten ebenfalls
nicht im geringsten. Diese Versuche wurden von mir in der Spiegelfabrik zu
Saint-Gobain öfters wiederholt.
Die einfachste und leichteste Methode das entglaste Glas zu bereiten besteht darin,
eine Scheibe Fensterglas oder besser ein Stück Spiegelglas einem andauernden
Erweichen zu unterziehen. Nach der Natur des Glases und der angewandten Temperatur
ist die Entglasung zwischen 24 und 48 Sunden vollständig bewerkstelligt. Die
Glastafel gleicht nun einem Stück Porzellan, wovon man sie aber leicht
unterscheidet, wenn man sie zerbricht. Man sieht nun, daß sie aus zarten, parallel
und dicht aneinander liegenden, undurchsichtigen Nadeln besteht, welche senkrecht
zur Oberfläche des Glases sind. Zieht man die Glastafel aus dem Kühlofen bevor die
Entglasung vollständig bewirkt ist, so bemerkt man stets, daß die Krystallisation an
den Oberflächen beginnt und sich langsam bis in die Mitte fortsetzt, so daß man noch
ein Blatt durchsichtigen Glases im Innern der Tafel vorfindet. Eine Linie, welche
gewöhnlich sehr sichtbar ist, bezeichnet den Vereinigungspunkt der Krystalle selbst
in den vollständig entglasten Proben; längs dieser Linie bemerkt man bisweilen
krystallinische Kerne. In einigen seltenen Fällen verschwindet die faserige Tortur
und das entglaste Glas Besitzt mehr oder weniger den Bruch und das Ansehen eines
schönen weißen Marmors, bisweilen verschwinden auch die Krystalle und werden durch
eine Substanz ersetzt, welche man für Email halten könnte. Wenn man das Fensterglas
und besonders das Flaschenglas in großen Massen in Häfen entglast, so bilden sie
bisweilen grünlichgelbe Nadeln, welche manchmal klein und kurz, manchmal hingegen
einen Centimeter lang sind, einander stark anhaften, in allen Richtungen
verschlungen sind und leere Räume zwischen sich lassen, daher sie einigermaßen
Schwefelkrystallisationen gleichen.
Das entglaste Glas ist etwas weniger dicht als das durchsichtige Glas; seine Härte
ist beträchtlich, denn es ritzt letzteres leicht und gibt Funken am Stahl. Es ist
zwar spröde, aber viel weniger als das gewöhnliche Glas; es ist ein schlechter
Wärmeleiter. Eine Platte von entglastem Glase leitet die Reibungselektricität sehr
merklich; sie Besitzt diese Eigenschaft beiläufig in demselben Grade wie der Marmor,
und in viel auffallenderem Grade als das gewöhnliche Glas und das Porzellan; das
entglaste Glas könnte daher nicht als isolirender Körper angewandt werden.
Man glaubte bisher, daß das entglaste Glas fast unschmelzbar geworden ist, daß daher
aus diesem Material bestehende Röhren sich bei hohen Temperaturen fast wie die
Porzellanröhren verhalten würden. Ich weiß nicht, was diesen Irrthum veranlaßte; das
krystallisirte Glas schmilzt nämlich fast eben so leicht wie das amorphe, aus
welchem es entstand.
Alles im Handel vorkommende Spiegel-, Fenster- und Flaschenglas läßt
sich entglasen. Selbst das Krystallglas (obgleich Reaumur
das Gegentheil behauptet) macht keine Ausnahme; es entglast sich, ohne daß das darin
enthaltene Bleioxyd sich abscheidet; es erhält dann das Ansehen des Porzellans, aber
sein Bruch ist glatt, homogen und zeigt keine faserige Textur. Ich habe schon
gesagt, daß letztere Veränderung sich bisweilen bei dem gewöhnlichen Glase mit
Natron und Kalk als Base einstellt.
Das Glas, welches wie das böhmische, Kali zur Base hat, entglast sich viel
schwieriger als das Natronglas. Ich konnte das Boronsilicat von Kali und Kalk 96
Stunden lang in dem heißesten Theil eines Streckofens lassen, ohne daß es sich
entglaste, obgleich die Temperatur hoch genug war, um dieses Glas zu erweichen.
Unter denselben Umständen gab das Boronsilicat von Kali und Zink einige Anzeichen
der Entglasung.
Von allen Silicaten ist das dreifach-kieselsaure Natron NaO
(SiO³)³ dasjenige, welches sich am leichtesten entglast. Ich sah
bisweilen kleine Glashäfen, welche mit einer verworrenen Krystallisation dieses
Glases ganz angefüllt waren, ohne daß man dieselbe hervorzurufen suchte. Eine
durchsichtige Masse von dreifach-kieselsaurem Natron erhält durch das
Erhitzen, bei einer viel niedrigeren Temperatur, als zur Entglasung erforderlich
ist, ein eigenthümliches opalähnliches Ansehen.
Die Entglasung scheint viel leichter stattzufinden, wenn man dem teigigen Glas
unschmelzbare oder schwierig schmelzbare Körper, wie Herdasche Sand etc.,
einverleibt; merkwürdigerweise bewirkt dieses auch das in feines Pulver verwandelte
Glas selbst, oder das Gemenge der Materialien womit man es darstellt. Dieß beweist
folgender Versuch, welcher mit wenigstens 100 Kil. Glas angestellt wurde. Man ließ
in einem Ofen zwei, zur Hälfte mit geschmolzenem Glas gefüllte Häfen, und hörte auf,
diesen Ofen zu heizen: nachdem die Masse teigig geworden war, setzte man in einem
der Häfen eine sehr kleine Quantität Glassaß zu; als dann
der Ofen langsam und von selbst erkaltet war, zog man die zwei Häfen heraus.
Derjenige, in welchen nichts zugesetzt wurde, enthielt ein durchsichtiges Glas,
welches kaum einen Anfang von Verglasung erlitten hatte, während das Glas im andern
Hafen fast ganz undurchsichtig und in seiner ganzen Masse mit krystallinischen
Kernen erfüllt war.
Ein Zusatz von 1 bis 2 Procent Sand reicht hin, um dieselbe Veränderung in einer
Glasmasse hervorzurufen, vorausgesetzt daß deren Temperatur nicht zu hoch ist.
– Der Quarz behält seine Durchsichtigkeit, wenn man ihn der Hitze aussetzt,
welche die Entglasung des Glases bewirkt. Um die Erscheinung der Entglasung
hervorzubringen, scheint eine Hitze erforderlich zu seyn, welche hinreicht um die
angewandte Substanz zu erweichen – eine Bedingung, die für den Quarz nicht
gegeben ist.
Außer den erwähnten Glassorten habe ich folgende gefärbte Gläser entglast:
das mit Kobalt blau gefärbte Glas,
das mit Chrom grün gefärbte Glas,
das mit Kupfer blau gefärbte Glas,
das mit Kohle gelb gefärbte Glas,
das mit Eisen schwarz gefärbte Glas.
Diese verschiedenen Gläser scheinen sich nicht anders als das weiße Glas zu
verhalten.
Bemerkungen über vorstehende Abhandlung; von Professor
Dumas.
Die Erscheinung der Entglasung beschäftigte mich schon vor 25 Jahren, und später (im
Jahr 1845) theilte Hr. Leblanc seine Untersuchungen über
diesen Gegenstand der philomatischen Gesellschaft zu Paris mit.
Meine Analysen, sowie diejenigen von Leblanc, ergaben bei
den von uns angewandten Proben, daß die in der Glasmasse entstandenen Krystalle sich
hinsichtlich der Zusammensetzung von der Glasmasse selbst wesentlich
unterscheiden.
Hr. Pelouze betrachtet diese Resultate als zufällige; er
glaubt daß das entglaste Glas und das Glas aus welchem es entstand, dieselbe
Zusammensetzung haben.
Die Annahme, daß eine durchsichtige Glasmasse sich gänzlich, ohne an Gewicht
zuzunehmen oder zu verlieren, in Krystalle verwandeln kann, beweisen die Versuche
von Pelouze klar. Daß aber die Krystalle, welche die
Masse von entglastem Glase bilden, sämmtlich identisch sind, beweisen sie
keineswegs.
Es ist einleuchtend, daß wenn man mit homogenen Körpern operirt, wie Zucker, Schwefel
oder arsenige Säure, dieselben von dem glasigen Zustand in den krystallisirten
Zustand übergehen können, ohne ihre chemische Zusammensetzung zu ändern, nämlich
durch bloße Modifikation der Wärme capacität. Dasselbe kann ohne Zweifel bei einer Glasmasse
geschehen, welche eine bestimmte und mit derjenigen der sich daraus bildenden
Krystalle identische Zusammensetzung hat. Aber die im Handel vorkommenden Glassorten
sind unbestimmte Gemenge von bestimmten Silicaten. Wenn sie krystallisiren, müssen
sich die strengflüssigsten Silicate zuerst absondern; sind die Umstände günstig, so
erfolgt die Krystallisation nach und nach durch die ganze Masse, welche mit einem
Granit verglichen werden kann; die Krystalle, welche sich zuerst bilden, können
nämlich als vorhandene Kerne, die Ablagerung von ganz verschiedenen Krystallen
veranlassen, welche aus Verbindungen bestehen, die außerdem nicht zur
Krystallisation gelangt wären. Sowie in der scheinbar homogenen Glasmasse, woraus
das im Handel vorkommende Glas besteht, verschiedene und bestimmte, aber
zusammengeschmolzene Silicate vorkommen, ebenso können in den faserigen Massen von
entglastem Glase wohl nebeneinander Nadeln von krystallisirten Silicaten existiren,
welche eine bestimmte Zusammensetzung haben und unter einander vollkommen
verschieden sind.
Die Krystalle, welche ich aus einer Masse von entglastem Fensterglase absonderte,
enthielten 68,2 Procent Kieselerde, während der glasige Theil 64,7 Kieselerde
enthielt. Leblanc untersuchte eine Spiegelglasmasse,
wobei er 66,2 Kieselerde in dem durchsichtigen Theil und 69,3 in dem krystallisirten
Theil fand; bei einem entglasten Flaschenglas fand er 57,9 Kieselerde in dem
durchsichtigen Theil und 62,95 in dem krystallisirten Theil. Bei letzterm Glase
enthielt überdieß der glasige Theil 1,57 Eisenoxydul, während in dem krystallisirten
Theil nur unbestimmbare Spuren davon zurückblieben.
Ich betrachte daher die Massen welche Hr. Pelouze erhielt,
bezüglich ihrer Constitution als analog den Massen welche durch ein Gemenge von
mehreren festen Fettsäuren entstanden; durch das Schmelzen liefern sie eine homogene
Flüssigkeit; beim Erstarren bilden sie faserige Massen, worin das Auge nichts
Ungleichartiges unterscheidet, obgleich jede Säure sich von den anderen in
bestimmten Krystallen abgeschieden hat; diese Massen kann man beliebig oft
umschmelzen und wieder erstarren lassen, wobei sich stets dieselben Erscheinungen
wiederholen.