Titel: | Ueber den Angriff des Zinkes und Eisens durch Atmosphärilien; von André Bolzano, Civilingenieur. |
Autor: | André Bolzano |
Fundstelle: | Band 173, Jahrgang 1864, Nr. XXVIII., S. 108 |
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XXVIII.
Ueber den Angriff des Zinkes und Eisens durch
Atmosphärilien; von André Bolzano,
Civilingenieur.
Bolzano, über den Angriff des Zinkes und Eisens durch
Atmosphärilien.
Ein Auftrag an die königl. Baubehörde München I, unter welcher ich mich befand, von
Seite der königl. Regierung von Oberbayern, über die Haltbarkeit der Zinkbedachung
in ihrem Reviere die nöthigen Recherchen zu erheben, veranlaßte mich, gleichzeitig
die Ursachen der Zerstörung des Zinkes und Eisens durch Atmosphärilien einer genauen
Untersuchung zu unterziehen.
Bei einer Reihe deßhalb angestellter Versuche wurden zum Theil von früheren Arbeiten
abweichende Resultate erzielt, deren Mittheilung nicht ohne Nutzen seyn dürfte. Der
Zweck vorliegender Besprechung ist daher, den Einfluß der Atmosphärilien und der
alkalischen Flüssigkeiten auf Zink und Eisen, bezüglich deren Anwendung im Bauwesen
zu studiren. Als Fälle dieser Anwendung sind die Bedachungen und Abtrittsanlagen zu
bezeichnen. Obgleich hierüber schon viel geschrieben und erledigt ist, herrschen
dennoch irrige Ansichten und Vorstellungen hinsichtlich mancher Punkte, so daß deren
Beleuchtung zweckmäßig, sowie zur Completirung, eine Zusammenstellung des Bekannten,
nicht überflüssig erscheinen dürfte.
Da der Erfolg des Angriffes stets eine Blöße des Gegners voraussetzt, so wird es bei
dem vorliegenden Studium das Naturgemäßeste seyn, die vortheilhaften Eigenschaften
der Angreifer und die Schwächen der Angegriffenen kennen zu lernen; dann könnten
sich die Mittel finden, diese Schwächen zu decken.
Auf Seite des Angriffes stehen die Atmosphärilien, als welche die Luft und hierin der
Sauerstoff, die Kohlensäure, das Wasser, das kohlensaure und freie Ammoniak als
thätig zu betrachten sind. Nach Gewittern tritt Ozon und salpetersaures Ammoniak
hinzu.
Ist Holz in Berührung mit Metallflächen, so können die darin schon fertig gebildeten
Pflanzensäuren, oder die bei dessen Zerstörung entstehenden Humussäuren zur Wirkung kommen,
wozu natürlich Feuchtigkeit nöthig ist.
In Abtrittsräumen speciell treten die Ammoniakverbindungen in den Vordergrund, und
kommt Schwefelwasserstoff hinzu.
Auf Seite der angegriffenen Körper stehen: Zink, Gußeisen und Schmiedeeisen.
Da keiner der obigen Angreifer allein zur Wirkung kommt, so muß die Zerstörung durch
dieselben für deren gleichzeitigen Angriff betrachtet werden. Zuerst soll über die
Zerstörung des Eisen- und Zinkbleches gesprochen werden, wobei geeigneten
Ortes darauf aufmerksam gemacht wird, ob die dem freien Angriff der Atmosphärilien
ausgesetzte äußere Dachfläche oder die innere Dachfläche in Betrachtung gezogen
ist.
Bei dem Eisenbleche ist dieser Unterschied von keiner
Bedeutung, da die bekannte Zerstörbarkeit des Eisens durch Atmosphärilien für
dasselbe immer einen Anstrich erfordert, der von Zeit zu Zeit erneuert werden muß.
Bekanntlich haben alkalische Flüssigkeiten auch im concentrirten Zustande beinahe
gar keinen Einfluß auf das Eisenblech. Dahingegen ist der Sauerstoff, bei Gegenwart
von Wasser und Kohlensäure, ein gefährlicher Feind.
Der gebildete Rost (Eisenoxydhydrat) hat die Eigenschaft, zur Weiterbildung desselben
nach dem Inneren des Eisenbleches, auch bei geschützten Oberflächen desselben,
Veranlassung zu geben, und so wie ein krebsartiges Geschwür zu wirken.
Ueber die Art der Wirkung können verschiedene Anschauungen aufgestellt werden.
In dem Eisenoxydhydrat = Fe²O³ + (HO) = Fe²O² + +
(HO) kann das letzte mit bezeichnete Atom Sauerstoff als in erregtem
Zustande betrachtet werden, wobei es die Fähigkeit hat, Eisen in Eisenoxydul
umzuwandeln, welches dann erst mit dem Sauerstoff der Luft zu Oxyd wird, wie sich
auch das durch Eisen reducirte Oxyd wieder in solches umwandelt. Hierdurch kann auch
das rasche Fortschreiten des Rostes erklärt werden, indem ein immer größeres Quantum
Sauerstoff in den erregten Zustand übergeführt und auf diese Weise eine
Communication vom Eisenkerne zu der äußeren Luft hergestellt wird.
2 (Fe²O² + ) + 2Fe + 3O der Luft + (HO) =
3Fe²O³ + (HO).
Sollte auch die Kohlensäure Veranlassung geben zu der Oxydation des Eisens unter
Bildung von kohlensaurem Eisenoxydul, welches dann in Eisenoxydhydrat übergeht, so
könnte hierbei die Frage entstehen, woher der Sauerstoff zur Oxydation des Eisens
kommt.
Die Antwort muß dreifach lauten: 1) aus der Luft; 2) aus dem gebildeten Eisenoxyde
wie oben, während das entstandene Oxydul sich aus dem Sauerstoffe der Luft zu Oxyd
recrutirt und Sauerstoff in den erregten Zustand überführt; 3) aus der Zersetzung
des Wassers.
Es ist eine Thatsache, daß Eisen in ausgekochtem und mit Kohlensäure geschwängertem
Wasser nach längerer Zeit unter Gasentwickelung sich löst. Es entsteht kohlensaures
Eisenoxydul und Wasserstoff.
Fe + HO + 2CO² = H + FeO
(CO²).
Die Ursache der Oxydation sey nun in Wahrheit welche sie wolle, so steht die
Thatsache fest, daß der Sauerstoff der erbittertste Feind des Eisens ist und auf
dessen Abhaltung, wie auch der des Wassers besonders geachtet werden muß. Einen
galvanischen Proceß aus der durch die Oxydation hervorgerufenen größeren
Anreicherung von Kohlenstoff (der höchst wahrscheinlich, da er chemisch gebunden
war, als Kohlenwasserstoff entwich, während der Sauerstoff des zersetzten Wassers
oxydirend wirkte) anzunehmen, würde gewagt seyn, da selbst in dem Falle, daß der
Kohlenstoff zurückbliebe, derselbe von Eisenoxydhydrat umhüllt wäre. Da das
Eisenoxyd nicht die Eigenschaft hat, durch die Atmosphärilien forttransportirt zu
werden, es sey denn durch rein mechanische Gewalt, so bleibt der Angriff auf beiden
Seiten der Dachfläche nahezu gleich, indem das nöthige Wasser an der unteren Seite
der Metallfläche durch das Schwitzen des Metalles geliefert wird. Außerdem können
noch die Säuren aus der Holzverschalung zerstörend wirken. Der Rost bildet also
keine direct schützende, sondern eine fressende Decke.
Das Zinkblech verhält sich specifisch verschieden von dem
Eisenbleche. Der Hauptunterschied besteht in der Angriffsfähigkeit durch
ammoniakalische Flüssigkeiten. Es ist bekannt, daß Zinkoxyd von kohlensaurem
Ammoniak mit der größten Leichtigkeit aufgelöst wird, und wird diese Eigenschaft
auch vielfach bei der Analyse der Zinkerze benutzt. Bei Versuchen, in denen ich eine
Lösung von kohlensaurem Ammoniak mit metallischem Zink
zusammenbrachte, beobachtete ich, daß das letztere verhältnißmäßig rasch und zwar
unter Wasserstoffentwickelung in Lösung übergieng. Es scheint, als ob in diesem
Falle die außerordentliche Löslichkeit des Zinkoxydes in kohlensaurem Ammoniak
disponirend auf die Wasserzersetzung behufs der Oxydation des Metalles einwirke.
Während eine reine Ammoniakflüssigkeit auf Zink nur sehr langsam einwirkt, überdeckt
sich dasselbe in mäßig concentrirter Lösung von kohlensaurem Ammoniak sofort mit Gasblasen,
und die, wenn auch nicht stürmische, einer Gährung ähnliche Wasserstoffentwickelung
hält lange Zeit an, so daß man mit Leichtigkeit größere Mengen dieses Gases, behufs
der weiteren Untersuchung, aufzusammeln im Stande war.
Die Versuche wurden mit Ammoniak, doppelt-kohlensaurem und neutralem
kohlensaurem Ammoniak gemacht. Das letztere war durch Mischen von titrirten Lösungen
der beiden ersten erhalten. Die ammoniakalische Lösung zeigte die geringste, die
Lösung von doppelt-kohlensaurem Ammoniak die größte Angriffsfähigkeit, das
letztere wahrscheinlich, weil sich direct das Doppelsalz von kohlensaurem Zinkoxyd
und kohlensaurem Ammoniak bilden konnte. Dieses Salz schied sich auch in Krystallen
aus, welche durch Wasser in kohlensaures Ammoniak und kohlensaures Zinkoxyd, das
sich ausschied, zerlegt wurden. Die letztere Erscheinung wurde von Favre beobachtet, die der Wasserstoffentwickelung von Runge angedeutet.
Um einige Anhaltspunkte über den Grad des Angriffes auf Zink durch
Ammoniakverbindungen zu geben, folgen die Resultate zweier Versuche.
1 Blech von 32 Quadrat-Centimet. Oberfläche und 6,475 Grm. Gewicht verlor in
einer Lösung von doppelt-kohlensaurem Ammoniak in 24 Stunden 0,104 Grm., was
1,58 Proc. entspricht.
1 Blech von 30,4 Quadrat-Centimet. Oberfläche und 6,096 Grm. Gewicht verlor
unter gleichen Umständen 0,088 Grm. = 1,28 Proc.
Wenn auch die im Regenwasser wirkende Lösung von Ammoniaksalzen sehr verdünnt ist, so
ist doch hiermit der Beweis geliefert, daß das Ammoniak als direct zerstörendes
Agens gegen das Zinkblech nicht über Bord geworfen werden kann.
Die fernere Eigenschaft dieser Lösung, das Zinkoxyd und kohlensaure Zinkoxyd
aufzunehmen, macht die Meinung, in der Oxydkruste eine schützende Decke zu finden,
zu nichte.
Die interessanten Untersuchungen von H. Rose zeigten, daß
das Verhältniß von Zinkoxydhydrat zu kohlensaurem Zinkoxyd und Wasser, je nach der
Temperatur, der Concentration und dem Vorherrschen irgend einer der aufeinander
wirkenden Flüssigkeiten, der alkalischen Lösung und derjenigen des Metallsalzes,
variiren.
Prof. Pettenkofer fand die Zusammensetzung einer
Zinkkruste auf der äußeren Dachfläche zu 5 ZnO, CO² + 8 HO.
Bei der Wirkung der ammoniakalischen Lösung auf diese Krusten und das Metall, dürfte
es als Zufall zu betrachten seyn, wenn man wieder die gleiche Zusammensetzung
erhält; es möchte vielmehr den Arbeiten
Rose's zufolge, sowie der Unbeständigkeit der gebildeten
Masse wegen zu behaupten seyn: irgend eine gefundene stöchiometrische
Zusammensetzung ist nur für den Moment der Untersuchung gültig.
Das aus einer Lösung von kohlensaurem Ammoniak durch hineingebrachtes metallisches
Zink entwickelte Gas verbrannte angezündet ohne Lebhaftigkeit und mit äußerst
schwach leuchtender Flamme, sich hierdurch schon mehr oder weniger als
Wasserstoffgas verrathend.
Um die Natur desselben und den Grad seiner Reinheit weiter zu constatiren, wurde das
bei der Zersetzung entwickelte Gas über Quecksilber aufgefangen. Das
Entbindungsgefäß wurde dabei mit der Lösung von kohlensaurem Ammoniak völlig
angefüllt und nun erst das eng gewählte Entbildungsrohr mit seinem Korke angefügt,
so daß die Flüssigkeit durch dieses ausdringen mußte. Es war auf solche Weise das
Gas leicht völlig luftfrei aufzufangen. Das so aufgefangene Gas wurde durch mit
Schwefelsäure getränkte Kohkskugeln von Ammoniak und dann mit Kalikugeln von
Kohlensäure befreit.
Indem mich Berufsgeschäfte an der Fortsetzung dieser Arbeit gerade hinderten, hatte
der nunmehr verstorbene Dr. Habersang von Meiningen die Freundlichkeit gehabt, sich der Ausführung der
für die völlige Aufklärung der Natur des Gases erforderlichen gasometrischen Analyse
zu unterziehen. Wir erhielten dabei folgende Resultate.
Das auf die oben bemerkte Weise vorbereitete Gas wurde nach Bunsen's Methode (Gasometrische Methoden, Braunschweig 1857) nach dem
Zulassen einer entsprechenden Luftmenge im Eudiometer verpufft und ergab sich
hierbei nahezu als reines Wasserstoffgas.
Es lieferte nämlich das Gas in verschiedenen Operationen folgende Werthe.
Versuch Nr. I, gemeinschaftlich mit Dr. Habersang ausgeführt.
Textabbildung Bd. 173, S. 111
Volumen der Correctionstabelle
feucht; Barometerstand; Negativer Druck; Druckhöhe für die Tension des
Wasserdampfes; Temperatur bei der Beobachtung.;Volumen trocken bei 1 Met. Druck,
Verwendetes Gasvolumen; Gasvol. nach Zulassen der Luft; Gasvolum. nach der
Detonation
Die Werthe der letzten Columne sind nach der bekannten Bunsen'schen Formel
Textabbildung Bd. 173, S. 112
abgeleitet, worin m, der Fehler
des Meniscus, für das benutzte Eudiometer = 1,2 Millimeter betrug.
Von der bei der Verpuffung erhaltenen Contraction entsprechen zwei Drittel dem
vorhandenen Wasserstoffgase, da ja bei der Verbrennung zu Wasser je 2 Volume
Wasserstoff 1 Volum Sauerstoff mit condensiren.
Die Contraction betrug in diesem Versuche 44,78 entsprechend 29,853 Volumen
Wasserstoffgas, welche in dem anfänglichen Gasvolumen = 30,036 enthalten waren.
Hiernach enthielten 100 Volumina des von der Einwirkung des kohlensauren Ammoniaks
auf metallisches Zink resultirenden Gases 99,39 Procent Wasserstoffgas. Die geringe
Abweichung liegt noch größtentheils innerhalb der Grenzen der Beobachtungsfehler, so
daß man sagen darf, das der Untersuchung unterworfene Gas war reiner
Wasserstoff.
Versuch Nr. II, von Dr. Habersang ausgeführt.
Die früheren Bezeichnungen sollen der Kürze halber hier angewendet werden.
v
b
b͵
b͵͵
t
v₁
V
89,162
0,711
0,3627
0,0119
14° C.
28,916
V͵
325,18
0,711
0,1260
0,0119
14° C.
178,007
V͵͵
273,32
0,711
0,1771
0,0119
14° C.
136,314
Das gibt Contraction = 41,693 Volumen, oder Wasserstoffgas in 100 Volumen Gas =
96,12.
Versuch Nr. III, von Dr. Habersang ausgeführt.
v
b
b͵
b͵͵
t
v
V
86,85
0,712
0,370
0,01269
15° C.
28,238
V͵
334,08
0,712
0,121
0,01353
16° C.
185,754
V͵͵
282,65
0,712
0,172
0,01269
15° C.
144,307
Das gibt Contraction = 41,447 Volumina, oder Wasserstoff in 100 Volumen Gas =
97,83.
Also auch in diesen beiden Operationen war das entwickelte Gas nahezu reiner
Wasserstoff, was hiermit als definitive Entscheidung angesehen werden kann.
Für die Untersuchung der Zersetzungsproducte aus dem Zinkblech durch Atmosphärilien
wurde zerfressenes und unzerfressenes Blech von der Dachung des physiologischen
Institutes zu München verwendet.
Mein verehrter Vorstand, der k. Baubeamte Hr. Beyschlag,
stellte mir dasselbe zur Verfügung, wofür ich demselben zu besonderem Danke
verpflichtet bin.
Dasselbe war vorzüglich auf der unteren Seite, wo es sein Auflager auf der
Verschalung hatte, oxydirt und war die Kruste so stark, daß dieselbe bei einiger
Vorsicht, ohne eine Vermengung mit Zinktheilchen befürchten zu müssen, an vielen
Stellen abgelöst werden konnte. Dieselbe wurde der Analyse unterzogen.
Der Zweck der Analyse war einerseits, über die Anreicherung des Bleies im
zerfressenen Zinkblech Untersuchungen anzustellen, andererseits zu versuchen, ob
eine äquivalente Zusammensetzung des Niederschlages zu finden wäre. Der Einwand, daß
der abgenommene Theil der Kruste allein nicht zu einer bestimmten Zusammensetzung
führen könne, muß als ungerechtfertigt erscheinen; denn wenn überhaupt nicht die
ganze Masse für die verschiedenen Zeitperioden durchgängig ihre Zusammensetzung
ändert, kann nur von den Resultaten einer Mengung verschiedener Verbindungen die
Rede seyn.
Die Anreicherung des Bleies.
Da kohlensaures Bleioxyd, auf Zinkblech mit verdünnten Ammoniaklösungen befeuchtet,
einen Flecken von reducirtem Blei hinterließ, so war zu schließen, daß das meiste
vorhandene Blei im Zinkblech concentrirt werde, und nur ein geringer Theil in die
Kruste übergehe.
Es wurden daher zerfressenes und unzerfressenes Zinkblech von dem physiologischen
Institute, welches vorher von seiner Oxydkruste mittelst kohlensaurem Ammoniak
befreit war, auf ihren Bleigehalt untersucht. Zur Anreicherung des Bleies wurde der
größte Theil des Zinkes mit verdünnter Schwefelsäure gelöst, der durch Decantiren
ausgewaschene Rückstand dann erst völlig mit stärkerer Säure zerlegt und das Blei
als schwefelsaures Bleioxyd bestimmt.
Ich will hier die Bemerkung einschalten, daß 1,3 Proc. Bleigehalt die Grenze für die
Möglichkeit gibt, das Zink zu walzen. Bei den neuen Schmelzöfen wird auf sinnreiche
Weise, da Zink und Blei keine Verbindung eingehen, das letztere vermöge des höheren
specifischen Gewichtes in einem Sumpfe abgeschieden.
Die jetzigen Zinkbleche haben daher, trotzdem daß Erze, wie Blende und Galmei, die
mit Blei brechen, verhüttet werden, einen geringeren Bleigehalt als die
früheren.
15 Grm. unzersetztes Blech gaben 0,1284 Grm. schwefelsaures Bleioxyd = 0,0926 Grm.
Blei = 0,617 Proc. Blei.
9 Grm. zerfressenes Blech gaben 0,2146 Grm. schwefelsaures Bleioxyd = 0,156 Grm. Blei
= 1,733 Proc., also beinahe die dreifache Menge.
Eine weitere Untersuchung mußte zeigen, wie viel kohlensaures Bleioxyd in der
oxydirten Kruste sich befindet, um daraus den Schluß ziehen zu können, ob die
Gegenwart des Zinkes die Oxydation des Bleies verhindert.
Es wurde zu diesem Behufe der Bleigehalt aus dem Rückstande der Substanz, welche zu
der Kohlensäureprobe verwendet war, bestimmt.
2,087 Grm. Kruste gaben 0,0024 Grm. schwefelsaures Bleioxyd, was 0,00164 Grm. Blei =
0,0789 Proc. Blei entspricht.
Für die spätere Zusammenstellung sey beigefügt, daß 0,0789 Proc. Blei = 0,085 Proc.
Bleioxyd = 0,0956 Proc. kohlensaures Bleioxyd ist.
Die Vergleichung der Bleigehalte des ursprünglichen Zinkbleches, des zerfressenen
Zinkbleches und der Oxydationskruste gestattet den Schluß, daß das metallische Zink
reservirend und anreichernd auf das vorhandene Blei wirkt, was auch naturgemäß
erscheint.
Bleigehalte.
Zinkblech.
Zinkblech, zerfressen.
Zinkkruste.
0,617 Proc.
1,733 Proc.
0,00164 Proc.
37
:
1056,7
:
1
Die Verhältnißzahlen werden diese Thatsache noch mehr in die Augen springend
machen.
Interessant dürfte auch der Bleigehalt der äußeren Kruste, welche nicht rein abgelöst
werden konnte, seyn. Zum Lösen des kohlensauren Bleioxydes könnte weinsaures
Ammoniak dienen, und müßte das Blech, dessen innere Seite gereinigt ist, in eine
solche Lösung gelegt werden.
Zur Vervollständigung der Analyse der Kruste folgen noch die Bestimmungen des Zinkes,
der Unreinigkeiten, des Wassers und der Kohlensäure.
Bestimmung des Zinkes und der
Unreinigkeiten.
Zu diesem Behufe wurden 1,082 Grm. Substanz verwendet. Dieselbe wurde zur Lösung des
Zinkoxydes und kohlensauren Zinkoxydes mit kohlensaurem Ammoniak behandelt und die
Lösung von dem Rückstande abfiltrirt, eingedampft und der nun vorsichtig getrocknete
Rückstand von Ammoniak- und Zinksalzen im Platintiegel heftig geglüht und
dann gewogen. Derselbe zeigt das Zinkoxyd an.
Der Rückstand wog 0,9304 Grm. = 85,98 Proc. Zinkoxyd.
Der Rückstand auf dem Filter konnte kohlensaures Bleioxyd, metallisches Zink und
Unreinigkeiten enthalten. Wird von denselben der früher bestimmte Theil von
kohlensaurem Bleioxyd abgezogen, so ist nur noch die Menge des metallischen Zinkes
zu bestimmen, um die Quantität der Unreinigkeiten zu kennen.
Um die Zinkmenge nachzuweisen, wurde in einer Röhre über Quecksilber in einem
Schälchen die Zersetzung des Zinkes mit verdünnter Schwefelsäure vorgenommen. Das
entwickelte, gehörig gereinigte und reducirte Volum Wasserstoff entsprach nicht
einem Milligramm Zink, welche Menge außer Acht gelassen werden kann.
2,078 Grm. Substanz entsprechen 0,041 Grm. Rückstand = 3,881 Procent.
3,881 Proc. Rückstand – 0,0956 Proc. kohlensaures Bleioxyd geben 3,7854 Proc.
Unreinigkeiten.
Kohlensäurebestimmung.
Es wurden zwei Bestimmungen mit dem Will'schen Apparate
gemacht.
Nr. 1.
2,078 Grm. Substanz ergaben 0,159 Grm. Kohlensäure = 7,69 Procent.
Nr. 2.
1,8715 Grm. Substanz ergaben 0,152 Grm. Kohlensäure = 8,116 Procent.
Das Mittel aus beiden Analysen ist = (7,69 + 8,116)/2 = 8,038 Proc. Kohlensäure.
Wasserbestimmung.
Dieselbe wurde im Oelbade und mit Anwendung eines Aspirators ausgeführt. Die mittelst
Leitung durch concentrirte Schwefelsäure getrocknete und über die auf 110° C.
erwärmte Substanz geführte Luft strich durch ein Chlorcalciumrohr, durch dessen
Gewichtszunahme der Wassergehalt der Substanz direct bestimmt wurde. Aus dem
Gewichtsverluste des Rohres mit der Substanz konnte dann ersehen werden, ob außer
Wasser noch andere Theile, als Kohlensäure oder Ammoniak etc. entwichen.
Es wurden zwei Versuche gemacht.
Nr. 1.
1,909
Grm. Substanz verloren 0,037 Grm., wovon 0,028 Grm.der
Gewichtszunahme des Chlorcalciumrohres entsprechen.
0,037
– 0,028 = 0,009.
0,009
= 0,471 Proc. Kohlensäure, wie später gezeigt wird.
0,028
= 1,466 Proc. Wasser.
Nr. 2.
1,744
Grm. Substanz erlitten 0,036 Grm. Verlust, wovon 0,025Grm. die
Gewichtszunahme des Chlorcalciumrohresausmachen.
0,036
– 0,025 = 0,011 Kohlensäure.
0,011
= 0,56 Proc. Kohlensäure.
0,025
= 1,434 Proc. Wasser.
Die Mittel aus beiden Versuchen sind:
(0,471 + 0,56)/2 = 0,516 Proc. Kohlensäure und
(1,466 + 1,434)/2 = 1,45 Proc. Wasser.
Um Ammoniak in der Oxydkruste nachzuweisen, wurden zwei Versuche gemacht.
Bei dem ersten Versuche wurde die Substanz in einer Glasröhre erhitzt und die Dämpfe
mit Hämatoxylinpapier auf Ammoniak geprüft, ebenso der condensirte Dampf mit
Platinchlorid auf dieselbe Substanz. Bei beiden Proben zeigte sich viel Ammoniak.
Dasselbe konnte aber von der Zersetzung der früher erwähnten 3,7854 Proc.
Unreinigkeiten herrühren. Deßhalb wurde beim zweiten Versuche kalt operirt. Die
Lösung der Kruste wurde eingedampft und mit einem Ueberschuß von concentrirter
Kalilauge unter einer Glasglocke behandelt. Angefeuchtetes Hämatoxylinpapier zeigte
nur Spuren von Ammoniak an.
Es ist hiermit der Beweis geliefert, daß sich kein fertig gebildetes Ammoniak in der
Oxydkruste befand, der früher beim Trocknen erwähnte Gewichtsverlust also bloß in
Kohlensäure und Wasser besteht.
Zusammenstellung der Resultate.
Unreinigkeiten =
3,785 Proc.
Zinkoxyd, ZnO =
85,980 „
Bleioxyd, PbO =
0,085 „
Kohlensäure, CO² =
8,038 „
Wasser, HO =
1,450 „
––––––––––
99,338 Proc.
Die Versuche, aus ZnO, CO² und HO, auch nachdem sie auf 100 Proc. ergänzt
waren, eine äquivalente Zusammensetzung zu erhalten, führten zu keinem Resultate,
welches Anspruch auf Wahrscheinlichkeit hätte, und wird es deßhalb unterlassen, eine
Formel aufzustellen.
Hinsichtlich der zweiten Frage, die Anwendung des Zinkes und Gußeisens zu Abtrittsanlagen betreffend, ist die Antwort kurz zu
fassen. Gegen Rost und Sauerstoff verhält sich das Gußeisen wie das Schmiedeeisen.
Von ammoniakalischen Flüssigkeiten ist es, wenn auch nicht wie Zink, doch merklich
angreifbar, wie dieß auch die Versuche bewiesen.
Die Ammoniakquelle aus den faulenden Excrementen und besonders dem Urine (Harnstoff)
ist eine ergiebige. Auch tritt Schwefelwasserstoff nicht unbedeutend auf. Aus dem
Früheren wird jetzt der baldige Ruin der Pissoirkessel, indem der faulende Urin
immer Zink auflöst und hinwegführt, erklärlich. Aehnliches tritt auch bei dem Eisen
ein. Bei der gleichzeitigen Gegenwart größerer Kohlensäuremengen bildet sich
kohlensaures Eisenoxydul-Ammoniak, das als solches Eisen hinwegführt und
blanke Stellen für die weitere Oxydation schafft, wenn, wie bei Abtritten, die
gebildete Oxydhaut durch mechanische Abreibung entfernt ist. Für alle Fälle ist
daher ein Anstrich der Eisentheile, und bei Zink eine rasche Abführung des Urines,
wo möglich mit Wasserzugabe, von Vortheil. Die Dunstkamine von Zinkblech werden,
besonders im Innern, am besten ebenfalls einen Anstrich, vielleicht von Theerlack,
erhalten.
Es dürfte zum Schlusse noch gestattet seyn, von den Mitteln, die Metallflächen bei Bedachungen zu schützen, zu sprechen.
Wie aus Früherem hervorgeht, ist die Oberfläche direct zu schützen. Es geschieht dieß
durch einen Ueberzug, welcher beim Eisenblech als Oelfarbenanstrich von kürzerer
Dauer, beim verzinnten, verbleiten Eisenblech (als Zinn und Blei) hingegen von
längerer Dauer ist. Alle diese Ueberzüge leiden an dem Mangel, daß, wenn sie nicht
vollkommen und auf beiden Seiten angebracht sind, sie den Ruin des Metalles, wie bei
dem Roste erklärt wurde, dennoch herbeiführen.
Das Zinkblech wird ohne Ueberzug gebraucht. Die Urtheile über seine Haltbarkeit lauten sehr
verschiedenartig, was wahrscheinlich seinen Grund darin hat, daß die Nebenumstände,
unter denen sich das Dach befand, nicht gehörig berücksichtigt wurden.
Als solche Nebenumstände kommen in Frage:
Ist die Localität oder das Gebäude, welche mit Zink abgedeckt sind, ein Herd für
Säure- oder Ammoniakentwickelung, oder befindet sich ein solcher Herd in der
Nähe?
Ist die Bedachungsmethode mehr oder weniger geeignet, Schwitzwasser zu erhalten und
so ein Stocken und Säurebildung im Holze zu erzeugen, und läßt sie die Bewegung der
Dachfläche zu?
Ist das Zink nicht mit Eisentheilen in Berührung, wo es zuerst der Zerstörung
unterliegt?
Ist die Löthung an den Verschneidungen etc. gut ausgeführt?
Ist die Qualität des Zinkes eine gute, so daß bei der Bearbeitung desselben möglichst
wenig Risse und Sprünge entstehen?
Ist das angewendete Blech nicht von zu schwacher Nummer, so daß beim Begehen des
Daches und bei Hagel, besonders wenn die Verschalung keine vollkommene ist, Löcher
entstehen können?
Die mitgetheilte Beobachtung über die Bleianreicherung dürfte vielleicht ein
Fingerzeig für ein Schutzmittel der Zinkbleche seyn.
Eine galvanische Verbleiung des Zinkes könnte von Vortheil seyn. Die Art und Weise
dieser Verbleiung muß so beschaffen seyn, daß das Blei langsam niedergeschlagen
wird, fest an dem Bleche haftet und sich nicht abblättert.
Den genauen Weg zur Herstellung derselben anzugeben, ist mir jetzt unmöglich, da
meine Berufsgeschäfte mir noch nicht die Zeit zu solchen Versuchen übrig ließen.
Gleichzeitig muß das so verbleite Blech auf die Angriffsfähigkeit von
ammoniakalischem Wasser, das zugleich mit Kohlensäure geschwängert ist, untersucht
werden, was einem verstärkten Angriffe der Atmosphärilien gleich kommt.
Wie schon bemerkt, bildet Blei als Oxyd eine Decke, welche von Atmosphärilien nicht
angegriffen wird und daher bleibend wirkt; dennoch wird ein gut galvanisch
verbleites Zink widerstandsfähiger und billiger seyn, als ein mit Bleiweiß
angestrichenes.
Die Schreibtinte für Zinkbleche, eine Lösung von salpetersaurem Kupferoxyd, und
Kupferchlorid, dürfte ebenfalls eine schützende Decke von reducirtem Kupfer
bilden.
Kupfer bildet mit der Zeit ein basisch-kohlensaures Oxydsalz von constanter
Zusammensetzung (Malachit), welches eine dichtere Kruste als die Zinkoxydkruste
ergibt. Obwohl Ammoniaklösungen durch diese Kruste lösen, so ist doch das Kupfer
gegen die Einwirkung des Sauerstoffes bedeutend widerstandsfähiger als das Zink.
Im Interesse der Bauchtechnik glaube ich obige Umstände erwähnen zu müssen, um
vielleicht Veranlassung zu einer besseren Erhaltung der sonst so entsprechenden und
von der Zinkgesellschaft Vieille Montagne so gut
cultivirten Zinkbedachung zu geben.
Für Kirchen und monumentale Gebäude jedoch sollte man nur Kupfer und Bleibedachung
anwenden, da bei längerer Dauer die Unterhaltungskosten geringer sind, und erstere
natürlich ein Hauptmoment bildet.
Der Vorschlag, die untere Seite möglichst frei zu legen, um das Schwitzwasser von der
Einwirkung auf das Holz auszuschließen, sowie dessen rasche Verdampfung zu
ermöglichen, dürfte für Wellenblech ausführbar seyn. Bei Dächern mit flachen Blechen
jedoch ist es für das Begehen des Daches, sowie in Gegenden, wo häufig Hagelwetter
stattfindet, gewiß ungünstig, die ganze Verschalung zu vermeiden, und dürfte ein
Bleiüberzug die früher erwähnten Umstände für die Zerstörung des Zinkes
beseitigen.
Schließlich fühle ich mich verpflichtet, Hrn. Dr. Reischauer, welcher mir in gewohnter Bereitwilligkeit
sein Laboratorium für die Durchführung der sämmtlichen aufgeführten analytischen
Belege zur Verfügung stellte, meinen Dank abzustatten.
München, im Juni 1864.