Titel: | Ueber den Ultramarin; von B. Unger in Hannover. |
Autor: | B. Unger |
Fundstelle: | Band 212, Jahrgang 1874, Nr. XXXVI., S. 224 |
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XXXVI.
Ueber den Ultramarin; von B. Unger in Hannover.
Unger, über den Ultramarin.
Die vorliegende Arbeit knüpft an die in den Berichten der deutschen chemischen
Gesellschaft und daraus in Dingler's polytechn. Journal
1873, Bd. CCVI S. 371 gegebene Mittheilung über denselben Gegenstand an. Das zur
Verarbeitung dienende Material hat sich seitdem wesentlich vermehrt. Ich hielt es
für nöthig, in Folge von Erfahrungen, welche ich inzwischen machte, neue und
genauere Bestimmungen an die Stelle älterer treten zu lassen. Neue Beobachtungen
kamen hinzu und die Versuchsnummern, deren bei meiner ersten Mittheilung 71 waren,
sind seitdem auf 339 gestiegen; ich werde sie, soviel ihrer vorkommen, in Klammern
beifügen, und es mag sich aus ihrer Zeitfolge eins oder das andere erklären.
Vor einem Jahre war der Stand der Sache folgender. Ich gab an im Ultramarin eine
bestimmte Quantität Stickstoff nachgewiesen zu haben. Hr. Professor Rammelsberg – welchem ich mich für die
ausgezeichnete Freundlichkeit, mit der er meine Angaben verfolgte, auf Zweifelhaftes
aufmerksam machte und für den Zusammenhang wichtige Fragen aufwarf, höchst dankbar
verpflichtet fühle – theilte mir mit, daß sowohl er als auch Hr. Morgan in GießenVergl. Dingler's polytechn. Journal 1873, Bd.
CCVII S. 216. auf dem von mir angegebenem Wege kein Stickgas bekommen hätten. Mit diesem
Irrthum dürften meine Folgerungen zum Schlusse bezüglich der Constitution des
Ultramarins ebenfalls hinfällig werden. Als ich darauf meinen Versuch wiederholte,
bekam ich ebenfalls kein Stickgas und beschloß, die Antwort später auf anderem Wege
zu suchen.
Ich beginne mit der Zusammensetzung des UltramarinsIn Uebereinstimmung mit den Fabrikanten sage ich der Ultramarin, von lapis oder besser color
ultramarinus
„schöner als das blaue Meer“., wende mich dann zu seiner Bildungsweise und füge zum Schlusse einiges über
seine Färbung bei.
Eine Anzahl Belege sind am Ende notirt; sie würden, an ihrer Stelle eingeschaltet,
den allzu oft unterbrochenen Faden wohl gar verwirrt haben. Auf die Belegnummern ist
besonders verwiesen, wodurch sie von den Versuchsnummern deutlich unterschieden
sind.
I. Die Zusammensetzung.
Ein schöner tief gefärbter Ultramarin aus einer Fabrik wurde geschlämmt und geglüht,
wobei ein wenig freier Schwefel, welchen man auch auf der Oberfläche liegen sehen
konnte, fortging. Wurde dieser durch Schwefelkohlenstoff entfernt, so behielt der
Ultramarin seine schöne röthlichblaue Farbe; nach dem Glühen hatte er jedoch diesen
Stich verloren und war etwas dunkler oder schwärzlicher geworden, ohne daß eine
Gewichtsänderung eintrat.
Bestände der Ultramarin aus Natron, Thonerde und Kieselsäure, so hätte die Analyse
(vergl. Beleg I S. 236) ergeben:
Na₂O
18,72
Al₂O₃
25,34
SiO₂
42,59
S
10,94
Fe₂O₃
0,62
BaSO₄
1,61
–––––
99,82
d.h. der Schwefel wäre im freien Zustande vorhanden. Dieses
ist aber nicht möglich, denn Schwefelkohlenstoff zog ihn nicht aus und Rothgluth
entfernte ihn nicht.
Es ist nun von besonderer Wichtigkeit die verschiedenen Möglichkeiten in's Auge zu
fassen, wie der Schwefel im Ultramarin gebunden sein könnte, und wir müssen
deshalb bei diesem Punkte länger verweilen.
Das Verhältniß von Natrium: Schwefel: Sauerstoff des Natrons ist = 8 : 9 : 8.
Zweierlei Annahmen sind vielleicht nicht sofort von der Hand zu weisen; die erste,
es könnte sich um die Verbindungen 7 Na₂S und Na₂S₂O₈
handeln, von denen jedoch nur die eine, d. i. Na₂S, bekannt ist, während wir
die andere als überdithionsaures Natron zu bezeichnen hätten; die zweite Annahme
würde sein, es fände sich das Aluminium im Ultramarin nicht als Thonerde vor sondern
als Aluminiumoxydul. Dadurch bekäme man noch 4,5 Proc. Sauerstoff zur Verfügung oder
nahezu eben soviel, als im Natron enthalten ist, und aus dem Sauerstoffverhältniß
könnte man nahezu die Formel Na₂SO₂ ableiten; das wäre
unterschwefligsaures Natron mit doppeltem Natrongehalt, welches – wie ich
glaube – auch nicht beobachtet ist. Die etwaige Säure müßte man doch wohl an
Natron und nicht an Thonerde oder Aluminiumoxydul gebunden annehmen, da die viel
stärkere Basis im Glühen die Säure gewiß an sich gerissen hätte.
Folgende Reactionen schließen jedoch die Möglichkeit dieser Annahmen aus.
Schwefelnatrium und schwefelnatriumhaltige Verbindungen sind überhaupt wenig
beständig und werden schon durch den atmosphärischen Sauerstoff oxydirt; so wird
eine der verhältnißmäßig stärksten Verbindungen, die von Schwefelnatrium mit
fünfach-Schwefelantimon – das Schlippe'sche
Salz – selbst im wasserfreien Zustande durch den Sauerstoff der Luft allmälig
verändert. Beim Ultramarin findet so etwas nicht statt; er ist im Gegentheil sehr
beständig, wovon allerdings seine leichte Zersetzbarkeit durch verdünnte Säuren eine
Ausnahme bildet, während er mit concentrirten Säuren z.B. mit englischer
Schwefelsäure oder syrupdicker Phosphorsäure bei gewöhnlicher Temperatur ganz sein
Ansehen behält. Er erträgt, wenn er durch Waschen von Alkalisalzen befreit ist, eine
starke und anhaltende Glühhitze bei Luftzutritt ohne Veränderung, und man muß ihn
z.B. behufs Bestimmung seines Schwefelgehaltes mit dem Gemisch von Salpeter und
kaustischem Alkali längere Zeit schmelzen, um alles Blau völlig zu zerstören. Sein
Verhalten gegen Salpeter allein verdient alle Beachtung; glüht man ein inniges
Gemenge von Ultramarin mit dem halben Gewichte an Natronsalpeter, so wird dadurch
einiges Blau zerstört; glüht man ihn aber mit dem Drittel seines Gewichtes
Natronsalpeter, so findet man ihn freilich grünlich geworden, aber ohne daß er an
Intensität der Farbe verloren hätte. Laugt man dann mit Wasser aus, so färbt sich
das Filtrat nicht, wenn man es mit Eisenvitriol und Schwefelsäure behandelt zum Beweise, daß der Salpeter
gänzlich zerstört wurde (171).
Auffallend widerstandsfähig erweist sich Ultramarin gegen chlorsaures Kali; mit dem
gleichen Gewichte geglüht, bleibt er scheinbar ganz unverändert; doch fand es sich
bei einer Bestimmung, daß 1/13 vom Schwefelgehalte schwefelsaures Alkali gebildet
hatte (86). Am sonderbarsten ist die Erscheinung, daß, wenn man gleiche Gewichte von
Ultramarin, chlorsaurem Kali und kohlensaurem Natron mengt und glüht, eine
hepathische Masse von der rothen Farbe des Kolkothars resultirt. (Vergl. Beleg II,
S. 238.) Offenbar verliert hier zuerst das chlorsaure Kali seinen Sauerstoff,
welcher gasförmig entweicht und dann erst wirkt bei lebhafterer Rothgluth die Soda
auf dieselbe Weise ein, wie sie es für sich allein gethan haben würde. Als mit
gewogenem Material operirt wurde, fanden sich im Glühproducte 69,5 Proc. vom
Schwefelgehalt des Ultramarins in Schwefelnatrium verwandelt. Darf man nun wohl
annehmen, daß dies in Wasser jetzt leichtlösliche Salz vorher in unlöslicher Form
zugegen gewesen wäre?
Recht deutlich kann man amvon Silberultramarin, wovon noch in der Folge die Rede sein wird und welcher
als Ultramarin anzusehen ist, in welchem das Natrium gegen Silber ausgetauscht
wurde, sehen, daß Schwefelnatrium keinen der Bestandtheile ausmacht; denn diese
Verbindung, welche eine grüne Farbe besitzt, wird ebenso leicht durch verdünnte
Säuren zersetzt wie Ultramarin und bildet dann eine durch Schwefelsilber schwarze
Masse. Enthielte der Körper von Anfang an Schwefelsilber als solches, so würde er
vermuthlich nicht grün sondern schwarz sein.
Ist nun, nachdem man nicht länger daran zweifeln kann, daß Schwefelnatrium keinen
Bestandtheil des Ultramarins bildet, die Annahme gerechtfertigt, daß er eine Säure
des Schwefels enthalte? Gewiß nicht; denn diese könnte in dem Falle, wo sie in
einigermaßen nennenswerther Quantität vorkäme, doch nur eine von so überwiegendem
Schwefelgehalte wie die dithionige sein. Wem es aber bekannt ist, mit welcher Gewalt
ein Gemisch von chlorsaurem Kali und unterschwefligsaurem Natron beim Erhitzen
explodirt, der wird es für völlig unmöglich halten, daß eine mäßige Beimengung von
Silicaten die Einwirkung ganz aufheben sollte. Ziehen wir daher das Wahrscheinliche
dem Unwahrscheinlichen vor und sagen: Ultramarin enthält weder
Schwefelnatrium noch eine Sauerstoffsäure des Schwefels. Viel allerdings
hängt von dieser Entscheidung ab; denn es folgt daraus nicht allein der Beweis für
die Gegenwart von Stickstoff im Ultramarin – welcher noch auf einem anderen
Wege dargethan werden soll –, sondern wir lernen, was von großer Wichtigkeit ist,
sein Gewicht im Ultramarin kennen. Ist nämlich der Schwefel weder frei, noch als
Schwefelnatrium, noch als Säure des Schwefels vorhanden, so muß ein Aequivalent
desselben, da Verbindungen von Schwefel mit Oxyden wie Na₂OS, Al₂O₃S, SiO₃S nicht existiren,
etwas anderes als Sauerstoff sein, und da sich die Abwesenheit alle übrigen
Salzbildner experimentell darthun läßt, so kann dieses nur Stickstoff sein oder
auch, die Procente Verlust, welche ausdrücken, wie viel Sauerstoff die der
Schwefelverbindung proportionale Sauerstoffverbindung enthalten würde, sind
Stickstoff.
Ich will nun aber erst zeigen, auf welchem Wege sich der Stickstoff nachweisen läßt.
In Form von Ammoniak bekommt man ihn nicht oder doch nur in Spuren, und in dieser
Beziehung mache ich künftige Bearbeiter auf den Versuch mit chlorsaurem und
kohlensaurem Alkali aufmerksam; denn beim Auflösen der Schmelze war Ammoniak
schwach, aber deutlich zu riechen. Den Stickstoff in Form einer Cyanverbindung oder
einer mit Eisenvitriol Stickoxyd gebenden Verbindung zu erkennen, ist ebenfalls
vergebens versucht. Aber es ließ sich vermuthen, daß das Studium einer sehr präcisen
Reaction auf den ultramaringebenden Körper zum Ziel führen würde. Wird nämlich eine
gewisse Substanz, welche bei geeigneter Behandlung Ultramarin zu liefern im Stande
ist, mit Salmiak erhitzt, so bildet sich mit Sicherheit Ultramarin. Da Salmiak
keinen Sauerstoff enthält, so müßte die Ultramarinbildung entweder auf der
reducirenden Wirkung des Wasserstoffes oder auf der Aufnahme von Stickstoff beruhen.
Ich werde nun anführen, was hier vorläufig von dem ultramaringebenden Körper zu
sagen ist, und wie er erhalten wird. Hauptsächlich sind mir zwei Wege zu seiner
Darstellung bekannt. Entweder glüht man gewisse Gewichtsmengen von Natron, Thonerde
und Kieselsäure mit unterschwefligsaurem Natron, wäscht aus, trocknet und bekommt
ihn dann mit vielem nicht zur Sache gehörigem Silicate gemengt; oder man schmilzt
ein Gemisch von käuflichem Ultramarin mit demselben Natronsalze bei möglichstem
Ausschluß der Luft in starker Glühhitze; durch Auslaugen der Masse und Trocknen
erhält man dann ein durch ein wenig Eisenoxyd kaum gefärbtes Pulver, welches durch
Erhitzen mit Salmiak wieder so tief blau gefärbt wird, wie der angewandte
Ultramarin.Ritter's weißer Ultramarin (durch Glühen von
Thon, Glaubersalz und Kohle, Waschen und Trocknen) enthält ein wenig von
demselben ultramaringedenden Körper, welcher in der Folge Körper B genannt ist. Zweifellos hat der Salmiak die Bildung des blauen Körpers aus einem
ungefärbten bewirkt.
Durch den Versuch (vergl. Beleg III, S. 238) wurde also gefunden, daß Chlor und
Stickstoff gebunden werden, während 3/4 vom Wasserstoff Wasser geben und 1/4
gasförmig fortgeht.
Bei genauerer Betrachtung unterscheiden wir – auch im geglühten Ultramarin
– schon meist mit bloßen Augen ein Gemenge von blauen und weißen Theilchen,
so daß das weiße nicht Schwefel sein kann. Der Versuch, beide mechanisch zu trennen,
würde wohl nutzlos sein; denn ihr specifisches Gewicht scheint fast gleich zu sein.
Da ich sie nun oftmals zu nennen habe, so wird es am einfachsten sein, schon jetzt
den blauen Körper mit dem Namen zu bezeichnen, welchen ich ihm in der Folge geben
würde, nämlich als ultramarinsaures Natron, und den weißen Körper als das Silicat
oder die Silicate. Die Betrachtung beider Körper muß Hand in Hand gehen; denn die
Unwahrscheinlichkeit der Zusammensetzung des einen würde die Unwahrscheinlichkeit
des anderen bedingen.
Ultramarin wird bekanntlich dadurch erzeugt, daß wesentlich Soda, Kaolin und Schwefel
zusammen geglüht werden. Schwefel liefert beim Glühen mit Soda ein Hepar, von dessen
näheren Bestandtheilen später bei Betrachtung der Bildungsweise von Ultramarin
ausführlicher die Rede sein soll. Auf Kaolin wirkt Schwefel für sich nicht ein,
sondern läßt sich unverändert davon abdestilliren. Aber auf Kaolin wirkt Soda für
sich und, wenn die Umwandlung in ultramarinsaures Natron nicht vollständig wäre, so
müßten sich neben ihm Producte der Umsetzung beider Materialien vorfinden. Gesetzt
der Kaolin wäre rein, so entspricht er der Formel H₂Al₂
(SiO₂)₂ oder Al₂O₄, 2SiO₂, HO. Glüht man solchen Kaolin mit überschüssiger Soda
(Beleg IV S. 240), so gibt die ausgetriebene Kohlensäure die Menge von Natron an,
welche sich mit ihm verband. Dabei treiben 100 Theile Kaolin leicht etwa 45 Th.
Kohlensäure aus, aber bei sortgesetztem stundenlangem Glühen entwickeln sich noch
lange kleinere Mengen derselben.
Man erkennt daraus, daß sich gewisse Verbindungen rasch bilden, welche sich unter
langsamer Aufnahme von mehr Natron weiter verändern. Hat sich bei andauerndem Glühen
nahezu Na₂Al₂O₂ + 2 NaSiO₃ gebildet und man laugt
aus-, so findet man, daß das Unlösliche aus der bekannten Verbindung
Na₂Al₂ (SiO₂)₂Nephelin (Al₂O₂, SiO₂ + NaO,
SiO₂) der Mineralogen, bei welchem ein geringer Theil
Natrium durch Kalium ersetzt ist. besteht, während höchst basische Salze in Lösung gingen. Würde man die
bekannte Verbindung mit Schwefel mischen und in geeigneter Weise glühen, so daß
Ultramarin daraus
entstände, so würde eine Analyse des Glühproductes wieder die relativen
Gewichtsmengen der bekannten Verbindung ausweisen. Dies ist mit dem Lasurstein der
Fall, woraus der natürliche Ultramarin dargestellt wird; die Mineralogen zählen
deshalb den Lasurstein zur Gruppe der Silicate von der Formel jener bekannten
Verbindung. Gesetzt der Fabrikant nähme zu seiner Beschickung die bekannte
Verbindung und fügte außerdem noch Soda hinzu, so würde der Chemiker in dem
gewaschenen Ultramarin doch wieder das relative Verhältniß wie in der bekannten
Verbindung finden, denn diese bleibt ja bei Behandlung mit Wasser zurück; doch
wohlverstanden nur bezüglich des Silicates, welches der Verwandlung in
ultramarinsaures Natron entging. Daß sich unter diesen Verhältnissen in der That
Ultramarin bildet, obschon der Fabrikant andere anwendet, werden wir in der Folge
sehen. Die Analyse von Ultramarin betreffend, ergab der Versuch (Beleg I S.
336):
Ultramaringefunden
=
ultramarins.
NatronAl₂SiS₂N₂O₄Na₂(NaO, Al₂SiS₂NO₃)
+
NephelinNa₂Al₂Si₂O₈
+
Rest (nahezu)Na₂O . 6 SiO₂
+
VerunreinigungFe₂O₃ +
BaSO₄
Na
13,89
7,86
3,48
2,55
Al
13,51
9,37
4,14
Si
20,61
5,13
4,53
10,95
S
10,94
10,94
Fe₂O₃
0,62
N
4,79
BaSO₄
1,61
O 10,94
9,67
12,57
Verlust
38,82
2,23
2,23
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
=
49,03
+
21,82
+
26,07
+
2,23.
Bei Formulirung des ultramarinsauren Natrons bin ich folgenden Betrachtungen
gefolgt:
1) Daß der gesammte Schwefel zu ihm und nicht zu den Silicaten gehört, ist
selbstverständlich; daß ein Theil davon nicht etwa basisch schwefelsaure Thonerde
erzeugt habe, läßt sich beim Kochen mit Sodalösung nachweisen, welche dabei
schwefelsäurefrei bleibt.
2) Ist der Schwefel weder als Schwefelnatrium noch als Salz einer Säure des Schwefels
vorhanden – eine Annahme, die wohl kaum bestritten werden kann, so muß eine
äquivalente Menge von Stickstoff zugegen sein; denn wenn der Verlust von 38,82 Proc.
nur Sauerstoff wäre, so hätten wir gerade auf Natron, Thonerde und Kieselsäure, und
der Schwefel wäre frei. Oder mit anderen Worten, wenn die 10,94 Procent Schwefel
z.B. mit 6,24 Proc. Aluminium zu Al₂S₃ verbunden wären, so würden 5,47
Proc. Sauerstoff, welche nöthig sind, um mit demselben Aluminium Thonerde zu geben,
in Wirklichkeit nicht existiren; da sie aber in dem Verluste von 38,82 Proc. mit
inbegriffen sind, so muß dieser Theil des Verlustes sich auf einen anderen nicht mit
bestimmten Körper beziehen, welcher nicht Sauerstoff ist und bei Abwesenheit aller
übrigen in Betracht kommenden Elemente Stickstoff sein muß. Es sind aber den 10,94
Proc. Schwefel 4,79 Proc. Stickstoff analog (oder den 5,47 Proc. Sauerstoff
entsprechend); wir nehmen deshalb diese für das ultramarinsaure Natron in
Anspruch.
3) Für den Schwefel sind keine 2 Atome Aluminium vorhanden, daran würden 5,23 Proc.
Aluminium fehlen. Die Annahme von 1 Atom ist nicht willkürlich, da wir den
einfachsten Verhältnissen den Vorzug geben müssen, so lange nicht Gründe zu
complicirteren vorliegen; und erst wenn die einfachen Verhältnisse nicht zur
Erklärung der Thatsachen ausreichen, dürfen wir uns an neuen versuchen.
4) Vom Silicium stehen zweimal so viel Atom zur Verfügung als vom Schwefel. Würden
wir die Hälfte davon für das ultramarinsaure Natron in Anspruch nehmen, so bliebe
für das Silicat allerdings noch genug übrig, um nicht eine allzu basische und
deshalb nicht zu unwahrscheinliche Verbindung zu geben. Allein es liegen Gründe vor,
die sich aus der Bildungsweise des Ultramarins herleiten und an ihrem Orte
ausführlicher besprochen werden sollen, aus denen hervorgeht, daß das Verhältnis von
Aluminium zu Silicium im ultramarinsauren Natron = 2 Al:
Si ist. Aus Beleg IV S. 240 sehen wir, daß sich beim Glühen von 1 Mol.
Thonerde und 2 Mol. Kieselsäure mit mehr kohlensaurem Natron, als zersetzt werden
kann, Körper bilden, welche sich der Zusammensetzung Na₂Al₂O₄
und Na₂SiO₃ in dem Maße nähern, als die Hitze länger und kräftiger
einwirkt. Unter dem Einfluß von Wasser treten diese aber zur Verbindung
Na₂Al₂ (SiO₄)2 zusammen, welche ich der Kürze wegen Nephelin nennen will; zugleich geht Natron in Lösung
unter Aufnahme von etwas Kieselsäure und noch weniger Thonerde. Wiewohl aus meinen
Versuchen nicht folgt, daß das nächste Product der Einwirkung beim Glühen Nephelin
sei, so muß er doch im ausgelaugten Ultramarin existiren; denn die
Beschickungsverhältnisse sind, wie sich künftig ergibt, von der Art, daß sich
wenigstens beim Auslaugen Nephelin bilden müßte vorausgesetzt, daß überhaupt ein
Theil der Beschickung der Umwandlung in ultramarinsaures Natron entginge. Da so gut
wie alle Thonerde beim Nephelin bleibt, so dürfen wir sie zum Maßstab bei der
Berechnung benützen. Was dann noch an Silicium übrig ist, würde im vorliegenden
Falle einem sauren Natronsalze angehören – eine Annahme, welche für die
Ultramarine der Fabriken paßt, weil diese aus gewissen Gründen der Beschickung mehr
Kieselsäure zusetzen, als es der Chemiker zum Zweck seines Studiums thun würde. Die von mir
mitzutheilenden Analysen selbst gemachter Ultramarine zeigen einen viel geringeren
Gehalt von weit weniger saurem Natriumsilicat.
5) Auch vom Natrium gehört späteren Erfahrungen zufolge ein Theil dem blauen Körper
an; diese beziehen sich auf eine lehrreiche Verbindung: den Silberultramarin, von
welchem ich das nöthige hier sofort anreihen will.
Silberultramarin (Beleg V, S. 242). Digerirt man
Ultramarin längere Zeit mit der Lösung von salpetersaurem Silber, so wird er
allmälig grün; hat man von letzterem nur wenig genommen und nicht erwärmt, so
enthält das Wasser nur salpetersaures Natron in Lösung, während sich die blaue Farbe
des Ultramarins nicht wesentlich geändert hat. Durch überschüssiges Silbersalz und
längere Digestion im Wasserbade bekommt man ihn grün von der Farbe des käuflichen grünen Ultramarins. Seine Färbung verschwindet
jedoch, wenn man ihn bis nahe zum Glühen erhitzt, ohne daß er dadurch eine Aenderung
seiner Zusammensetzung erfahren hätte; er zersetzt sich dann ebenfalls noch mit
Säure unter Schwärzung durch Schwefelsilber und läßt sich durch doppelte
Verwandtschaft, durch Glühen mit Natronsalpeter auch wieder in gewöhnlichen
Ultramarin zurückführen. Da der angewandte Ultramarin seinen Bestandtheilen nach
bekannt und der Silberultramarin nur durch Austausch von Natrium gegen Silber
entstanden ist, so ist durch Ermittelung des Gewichtes von letzterem auch die
Zusammensetzung gegeben:
Silberultr. =
Al₂SiS₂N₂O₄Ag₂
+
Ag₂Al₂Si₂O₈
+
Na₂Al₂Si₂O₈
+
Na₂O . 6 SiO₂
+
Fe₂O₃BaSO₄
Na
3,55
–
–
1,65
1,90
Ag
32,08
27,61
4,47
Al
10,10
7,00
1,13
1,97
Si
15,40
3,84
1,24
2,16
8,16
S
8,18
8,18
Fe₂O₃
0,46
N
3,58
BaSO₄
1,20
O
8,18
Verlust
29,03
1,66
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
= 58,39
+
9,49
+
10,38
+
19,42
+
1,66.
Diese Aufstellung entspricht jener des gewöhnlichen Ultramarins. Da ultramarinsaures
Natron nicht mehr darin war, so ist statt dessen zuerst ultramarinsaures Silber
aufgeführt; dann das Silicat, in welchem Natrium ebenfalls durch Silber vertreten
war; dann das unveränderte Silicat und endlich der Rest, welcher sich der Formel des
sechsfach-kieselsauren Natrons sehr nähert (es mag ja auch davon ein Theil
zersetzt sein, dann wäre etwas weniger Silber-Nephelin zu verzeichnen).
Ich habe dabei zu bemerken, daß das Silicat gleich dem ultramarinsauren Natron die Basen vertauscht,
doch weniger rasch, so daß es viel längere Zeit zu seiner Umsetzung braucht; ich
kann überhaupt nicht angeben, ob es vollständig umgesetzt wird. Daß in diesem
Präparate ein gefärbtes Silbersalz existire, läßt sich nach seiner Entstehungsart
nicht bezweifeln ebensowenig, daß es das Salz einer Sauerstoffsäure sei.
Bei der Feststellung der Quantität des Natriums im ultramarinsauren Natron haben wir
so zu wählen, daß für die Silicate, welche sich daneben ergeben, der nöthige Grad
von Wahrscheinlichkeit spricht; das ist aber, wie bereits beim Silicium ausgeführt
wurde, der Fall. Sollte es sich später herausstellen, daß ein complicirteres
Verhältniß einem so einfachen vorzuziehen wäre, so würde es alsdann an der Zeit sein
den Irrthum zu verbessern.
6) Der letzte zu betrachtende Körper ist Sauerstoff. Daß ein Theil desselben durch
Wasserstoff reducirbar wäre, wie wohl behauptet ist, konnte ich nicht mit Sicherheit
finden, sofern sich nämlich die Reduction auf das ultramarinsaure Natron bezöge. Bei
Ultramarin aus verschiedenen Bezugsquellen bekam ich durch Glühen in Wasserstoffgas
allerdings einen und zwar sehr ungleichen Gewichtsverlust; in einem Falle bei
Gegenwart von Eisenoxyd und wahrscheinlich von etwas Gyps 1,47 Procent, in einem
anderen Falle, wo der Ultramarin neben Eisenoxyd viel Schwerspath enthielt, sogar
3,35 Proc. Dieser Verlust wurde aber durch neue Behandlung nicht größer, so daß
also, um so mehr als das Blau bei dieser Behandlung nicht verschießt, angenommen
werden darf, daß das ultramarinsaure Natronnicht verschießt, das ultramarinsaure Natron vom Wasserstoff nicht reducirt wird. Daß sich bei Anwesenheit von
Schwerspath die Farbe nach der Behandlung ins Grüne neigte und der Körper nach
Schwefelwasserstoff roch, sind Erscheinungen, welche immer eintreten werden, sobald
man sich eines schwerspathhaltenden Ultramarins bedient.
Um aus mehreren Beispielen das Gleichmäßige sowohl wie die Abweichungen kennen zu
lernen, gebe ich die Analysen von zwei anderen Ultramarinen aus verschiedenen
Bezugsquellen, für die ich einige Bemerkungen vorausschicken muß. Beide hatte ich
mit Salmiak geglüht, dann mit einer Lösung von Jod in Jodkalium gekocht und
schließlich gewaschen. Anfangs war ich der Meinung, da beim Glühen mit Salmiak etwas
Eisen fortging, dasselbe wäre durch die Operation entfernt; bei der zweiten Analyse
stellte sich jedoch heraus, daß nur wenig Chlorid verflüchtigt sein konnte. Die
Behandlung mit Jod dagegen hatte den Ultramarin in keiner Weise verändert; aber
durch das Waschen wurde ein wenig Chlornatrium entfernt, welches durch die Wirkung
des Salmiaks auf das Silicat erzeugt worden war und dessen Natrium zu dem ursprünglichen Ultramarin
offenbar Hätte hinzugezählt werden müssen. Endlich habe ich später bemerkt, daß der
Rückstand, welchen die Kieselsäure bei Behandlung mit einer dünnen Alkalilösung
läßt, nicht unter allen Umständen unzersetzter Kaolin ist sondern ein saureres
Silicat; so enthielt z.B. der Rückstand von der Zersetzung des Ultramarins mit
verdünnter Säure der Analyse nach Aluminium zu Silicium = 1 : 2 Atome, wobei es
dahin gestellt bleiben muß, ob nicht eine Anhäufung von Stickstoff in diesem
Rückstande die Bestimmung trügerisch machte. Meiner Meinung nach sind jedoch die
erwähnten Fehler nicht groß genug, um den folgenden Zahlen ihre Berechtigung
überhaupt abzusprechen.
Ultramarin (1)
=
ultramarins. NatronAl2SiS2N2O4Na2
+
NephelinNa2Al2Si2O8
+
Rest (nahezu)Na2O
. 4 SiO2
+
Kaolin
Na
15,14
8,94
2,53
3,67
Al
13,66
10,65
3,01
Si
18,95
5,38
3,30
9,82
S
12,44
12,44
Kaolin
2,45
N
5,44
Verlust
37,36
O 12,44
7,03
11,75
2,45
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
=
55,29
+
15,87
+
25,24
+
2,45
Ultramarin (38)
Na2O . 9 SiO2
fremdes
Na
13,14
8,45
2,85
1,84
Al
13,46
10,07
3,39
Si
18,99
5,51
3,71
9,77
S
11,76
11,76
Fe2O3
0,51
N
5,15
CaO
0,53
O 11,76
7,92
11,06
Kaolin
5,74
Verlust
35,87
6,78
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
=
52,70
+
17,87
+
22,67
+
6,78
In den drei bisherigen Ultramarinen ist das Verhältniß von Aluminium zu Silicium
nahezu wie 2 : 2,9 – 2 : 2,6 – 2 : 2,6 At.; sie haben zur Beimischung
alle ein mehr oder minder saures kieselsaures Natron. Zur Vergleichung setze ich
zwei Ultramarine eigener Anfertigung her, in denen das Verhältniß Aluminium zu
Silicium wie 1 : 1 At. und bei denen das kieselsaure Natron deshalb nahezu neutral
ist.
Ultramarin (37)
=
Al2SiS2N2O4Na2
+
Na2Al2Si2O8
+
Na2SiO3
Na
16,91
3,01
11,91
1,99
Al
17,78
3,59
14,19
Si
18,90
1,98
15,54
1,38
S
4,19
4,19
N 1,83
Verlust
42,22
O 4,20
33,14
2,16
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
=
18,80
+
74,78
+
5,53.
Ultramarin Beleg VI S. 244.
=
Al2SiS2N2O4Na2
+
Na2Al2Si2O8
+
nahe zu Na2SiO3
+
fremdes
Na
17,90
4,89
8,92
4,09
Al
16,46
5,83
10,63
Si
17,32
3,19
11,27
2,86
S
6,81
6,81
Fe2O3CaO, CuO
0,97
N 2,98 O
6,81
24,83
4,45
Verlust
40,54
0,97
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
100,00
= 30,51
+
55,65
+
11,40
+
0,97.
In Bezug auf die Zusammensetzung des Ultramarins habe ich nun noch einer Erscheinung
zu erwähnen, welche die Aufmerksamkeit in ganz besonderem Grade fesseln muß, nämlich
des Auftretens von Schwefelwasserstoff bei seiner Zersetzung durch Säuren. Es ist
bekannt, daß hierbei der Geruch dieses Gases ein etwas anderer ist, als der des
reinen Schwefelwasserstoffes; er verursacht ein Stechen auf der Nasenschleimhaut und
müßte in concentrirterer Form unerträglich sein. Man spürt den Geruch, wie ich
glaube, deutlicher, wenn man den Ultramarin mit dem hundertfachen seines Gewichtes
Wasser aufrührt und dann zersetzt, als wenn man ihn trocken mit Säure übergießt; so
scheint es mir auch, daß man den Geruch ziemlich gut wahrnimmt, wenn man das Product
langer Einwirkung von Zinkvitriol auf Ultramarin mit Säure behandelt. Ein Versuch,
bei welchem das flüchtige Zersetzungsproduct in kaustische Lauge geleitet und mit
ammoniakalischem Silbernitrat gefällt wurde, gab ein Quantum Schwefelsilbers,
welches durch Reduction nahezu die berechnete Silbermenge lieferte; aber die
kaustische Flüssigkeit wurde leider nicht untersucht (198).
Das Verhältniß des Schwefels, welcher als Schwefelwasserstoff auftritt, zum Schwefel,
welcher sich als solcher ausscheidet, fand ich = 1 : 4,93, d.h. 1/6 vom Schwefel
hatte Schwefelwasserstoff gebildet. (Vergl. Beleg VII S. 247.)
Das Auftreten von so viel freiem Schwefel neben so wenig Schwefelwasserstoffgas
sprach für die Annahme eines mehrfach-Schwefelmetalles; dies müßte jedoch
sechsfach-Schwefelnatrium sein, theils für sich unbekannt, theils auch wegen
mancher Reactionen unmöglich.
Sehen wir die Formel des ultramarinsauren Natrons an, so müssen wir sie
vervielfachen, um von 6 At. Schwefel 1 At trennen zu können. Nehmen wir sie 6mal, so
gelangen wir zu 1 Mol. SiS₂, von welchem wir
wissen, daß es das Wasser zersetzt:
6 (Al₂SiS₂N₂O₄Na₂) + 12 HCl
= (2 Al₂N₄S₃ + 2 SiN₂S₂ + SiS₂) + 4
Al₂O₃ + 3 SiO₂ + 12 NaCl + 6 H₂O.
Die Schwefelstickstoffgruppe scheint aber zu zerfallen, sobald ihr Schwefelsilicium
zersetzt wird, und neben freiem Schwefel die Körper AlN₂ und SiN₂ zu
bilden.Als Beispiel einer höchst beständigen Stickstoffverbindung kann das
Stickstoff-Chrom angeführt werden, welches von seinem Entdecker Liebig so lange für Chrom angesehen wurde, bis
Schrötter seine wahre Natur erkannte. Auch
diese Verbindung entwickelt mit schmelzendem Kalihydrat kein Ammoniak, wohl
aber Stickgas auf Zusatz von Salpeter unter Bildung von chromsaurem Kali.
(Briegleb's Dissertation, Göttingen
1862.)
Es sei ferne, diesem Argument Beweiskraft einräumen zu wollen; doch scheint es mir
auch keineswegs müssig zu sein. Es fordert dazu auf, den Stickstoff bei der Thonerde
und Kieselsäure zu suchen und die Bemerkungen in Beleg VI S. 244 deuten darauf hin,
daß ein weiteres Vorgehen in dieser Richtung neue Aufschlüsse versprechen
dürfte.
(II. Bildungsweise und III. Färbung des Ultramarins folgen im
nächsten Hefte.)
––––––––––
Beleg I. Analyse von käuflichem Ultramarin (200).
Vom geschlämmten, geglühten Ultramarin wurde ein Quantum mit
Salzsäure zersetzt, zur Trockne abgedampft und nach Durchfeuchtung mit Salzsäure vom
Rückstande abfiltrirt, welcher aus Kieselsäure, Schwefel, eisenhaltigem Silicate und
schwefelsaurem Baryt bestand. Nach dem Glühen und Wägen wurde die Kieselsäure durch
dünne kaustische Lauge getrennt, und der Rückstand nach dem Schmelzen mit
kohlensaurem Natron in bekannter Weise zerlegt und bestimmt. Thonerde konnte ich in
der aufgelösten Kieselsäure nicht nachweisen. Das Filtrat von der schwefelhaltigen
Kieselsäure, welches die Hauptmenge der Thonerde und das Natron enthielt, wurde zur
Trockne verdampft, in Wasser gelöst, mit Ammoniak gefällt, wieder zur Trockne
verdampft, mit Ammoniak durchfeuchtet und auf einem Filter ausgewaschen. So
ausgeschieden, ist die Thonerde locker, nimmt einen kleinen Raum ein und läßt sich
gut waschen; von der vorhandenen Säure hält sie nichts mehr, wohl aber ziemlich viel
von Natronsalz zurück. Mit starker Salzsäure im Wasserbade gelöst wie angegeben,
gefällt und weiter behandelt, enthält sie nur Eisenoxyd, mit welchem sie zugleich
gewogen wird. Das Gesammtfiltrat von der Thonerde wird abgedampft und zur Entfernung
des Salmiaks geglüht, dann mit Schwefelsäure in bekannter Weise behandelt und das
Natrium als neutrales schwefelsaures Salz gewogen. Bei der Auflösung des Filtrates
in Wasser bleibt ein wenig eisenhaltige Thonerde ungelöst, deren Gewicht man
ermittelt. Es ist zu beachten, daß besonders Kieselsäure und Thonerde so oft geglüht
und gewogen werden, bis deren Gewicht constant ist, was zuweilen öfter wiederholt
werden muß, als man vermuthet. Alle eisenhaltige Thonerde wird mit Soda geglüht, in
Säure gelöst, und das Eisenoxyd durch Titration bestimmt;, nach Abzug desselben hat
man das Gewicht der Thonerde.
Man thut gut das Eisen in einer neuen Quantität Ultramarin nochmal
besonders zu bestimmen; man findet dann etwas mehr, als wenn man es aus der Thonerde
des vorigen Versuches geschieden hätte, weil sich hierbei Eisen theils als Chlorid, theils beim
Glühen mit Salmiak in kleinen Mengen verflüchtigt. Der Ultramarin wird mit
Schwefelsäure zersetzt, Alles mit Natronlauge gekocht, filtrirt, der Rückstand nach
dem Glühen mit Soda geschmolzen und in Säure gelöst. Aus dieser Lösung wird nach
Zusatz von viel Weinsäure und Ammoniak das Eisen durch Schwefelammonium gefällt,
abfiltrirt, geglüht, in Säure gelöst, wobei etwas Thonerde zurückbleibt, und mit
Ammoniak gefällt. So erhielt ich 0,62 Proc. Eisenoxyd. Eine kleine Unsicherheit im
Natrongehalte entsteht daraus, daß der Rückstand, welcher beim Auflösen der
Kieselsäure in Natronlauge zurückbleibt, noch Natron enthält, dessen Gewicht man
nicht erfährt. Ich analysirte ein größeres Quantum des Rückstandes, welchen ich bei
Zersetzung des Ultramarins mit sehr dünner Säure erhielt; in der geglühten Masse
fand ich (196):
Na₂O
2,09
Proc.
SiO₂
35,07
„
Al₂O₃
14,49
„
BaSO₄
44,52
„
Fe
3,52
„
S
0,36
„
–––––––––––
100,05
Da jedoch das oben in Natronlauge Ungelöste 7,65 Proc. von dem
angewandten Ultramarin ausmachte und bei gleicher Zusammensetzung mit vorstehendem
Rückstande nur 0,16 Proc. Natron enthalten haben würde, so glaubte ich die
Genauigkeit nicht weiter treiben zu sollen, zumal der unvermeidliche
Bestimmungsfehler leicht noch größer ist. Ich erhielt:
Na
13,89
Proc.
Na = 23, Al = 27,4, Si = 30, O = 16.
Al
13,70
„
Si
20,39
„
BaSO₄
1,61
„
Ein anderes Quantum Ultramarin wurde mit schwefelsäurefreiem
Natronsalpeter und einer Menge Natronlauge, deren Gehalt an Schwefel, Kieselsäure
und Thonerde bekannt war und später in Abzug gebracht wurde, eingedampft und
geglüht. Nach Zersetzung durch Säure und Abdampfen zur Trockne wurde das Filtrat mit
Chlorbaryum gefällt, das schwefelsaure Baryum nach starkem Glühen mit Salzsäure
behandelt und gewogen.
Leider ist diese Ermittelung des Schwefelgehaltes nicht sehr
genau; denn als ich (226) die mit viel Salpetersäure versetzte Lösung von reinem
neutralen schwefelsauren Natron mit Chlorbaryum gefällt, den gut gewaschenen
Niederschlag stark geglüht und mit Salzsäure behandelt hatte, bekam ich eine Menge
schwefelsauren Baryt, welche 106,57 Proc. schwefelsauren Natron anzeigte. Gleichwohl
wird dies die beste Bestimmungsart des Schwefels im Ultramarin sein. Aluminium und
Silicium wurden wie oben bestimmt. Ich erhielt:
S
10,94
Proc.
Al
13,33
„
Si
20,82
„
In diesem Ultramarin fand ich kein Magnesium und Calcium, dagegen
eine Spur von Mangan.
Es wird erlaubt sein für Aluminium und Silicium aus beiden
Bestimmungen das Mittel zu nehmen, da, soviel ich zu beurtheilen vermag, keiner der
beiden Aufschließungsmethoden ein Vorzug gebührt. Ich fand demnach:
Na
13,89
Proc.
Al
13,51
„
Si
20,61
„
S
10,94
„
Fe₂O₃
0,62
„
BaSO₄
1,61
„
Verl.
38,82
„
––––––––––––
100,00.
Beleg II (227). 1,94 Grm. Ultramarin mit dem gleichen
Gewichte chlorsauren Kali und mit ebensoviel kohlensaurem Natron innig gemengt
wurden nach dem Glühen mit Wasser und reinem Goldschwefel bei gewöhnlicher
Temperatur 5 Minuten lang zusammengerieben und filtrirt; das Filtrat wurde mit Säure
gefällt. Nach Maßgabe des vorhandenen Schwefelnatriums = Na₂S bildet sich Schlippe'sches Salz und für je 200 Theile erhaltenen
Goldschwefel befinden sich 117 Th. Na₂S in Lösung. Der Goldschwefel, welcher
stets etwas freien Schwefel hält, wird durch gelindes Erhitzen mit Schwefel unter
Ausschluß der Luft in Sb₂S₃ (Sb S₃)
übergeführt. Diese Methode ist bei Bestimmung von Na₂S (NaS) zu empfehlen; man hat bei der halbstündigen Dauer
des Filtrirens keinen großen Fehler durch Oxydation zu befürchten. Erhalten wurden
0,5159 Grm. Sb₂S₃ oder 7,6 Proc. Schwefel, d.h. vom
Gesammtschwefelgehalt waren 69,47 Proc. in Na₂S verwandelt.
Beleg III (222). Käuflicher Ultramarin wurde mit seinem
gleichen Gewichte unterschwefligsauren Natron im Kohlentiegel anhaltend geglüht und
bei geschlossenem Ofen erkalten gelassen. Es hatte sich eine harte, geschmolzene
Masse gebildet, braun von Farbe und im Innern von feinen kupferrothen Adern
durchzogen, in denen sich besonders Eisen, Schwefel und Natrium nachweisen lassen.
Die ganze Masse wurde zerstoßen und ausgelaugt und die von Schwefeleisen lauchgrüne
Lösung beseitigt. Der Rückstand, im feuchten Zustande schwarz, war nach dem Trocknen
ein hellgelbgraues Pulver. Von diesem wurde ein Theil in trockener Kohlensäure
geglüht und zum folgenden Versuche benützt.
In ein kurzes starkes, an einem Ende zugeschmolzenes Rohr von
böhmischem Glase trat ein Strom reiner, trockner Kohlensäure ein. Das Rohr enthielt
einige Stücke Salmiak und darüber von dem zu prüfenden Pulver. Aus dem Rohre trat
die Kohlensäure in eine Röhre zunächst mit Weinsäurekrystallen, dann –
getrennt durch etwas Baumwolle – mit Chlorcalcium gefüllt. Hierauf gelangte
die Kohlensäure in ein Rohr mit Kupferoxyd. Aus diesem wurde sie in ein graduirtes
Rohr mit Kalilauge geführt. Das erste und dritte Rohr lagen in Oefen. Nachdem die
Kohlensäure die Luft aus dem Apparate verdrängt hatte, wurde das
Kupferoxyd-Rohr zum Glühen gebracht, hierauf jene Stelle im ersten Rohre, wo
die Substanz lag, zum Glühen erhitzt und darauf der Salmiak erhitzt, so daß er durch
die glühende Substanz sublimirte und dessen unzersetzter Theil sich dann an dem
vorderen kalten Ende des Rohres wieder verdichtete. Wurden hierbei Ammoniak und
Wasser frei, so nahmen die Weinsäurekrystalle im nächsten Rohre das erstere auf und
zwar ohne Austausch von Wasser; denn Weinsäurekrystalle (=
C₄H₆O₆) geben mit Ammoniak
C₄H₅ (NH₄) O₆ = C₈H₄O₁₀ + NH₄O + HO
(Ammoniumbitartrat).
Das Wasser, welches sich durch die Wirkung des Salmiaks
bildet, wird demnach das Gewicht des Chlorcalciums vermehren. Tritt bei der
Operation Wasserstoffgas auf, so wird es das Kupferoxyd des dritten Rohres
reduciren, und da das gebildete Wasser weggeführt wird, so wird die Gewichtsabnahme
des Rohres die Quantität des Wasserstoffgases angeben. Wenn Stickgas frei wird, so
bleibt es in dem graduirten Rohre von der Kalilauge unabsorbirt zurück. Nachdem der
Salmiak von seinem ursprünglichen Platze wegsublimirt ist, wird fortgefahren,
Kohlensäure bis zum Erkalten aller Theile durchzulesen und schließlich mehrere
Stunden lang trockene Luft, während man die Stelle im ersten Rohre, in welchem sich
nun Salmiak befindet, zur Vertreibung von etwaigem kohlensauren Ammoniak wiederholt
mäßig erwärmt. Angewandt wurden 1,731 Grm. Substanz und 0,786 Grm. Salmiak.
Vor und nach dem Versuche besaßen die verschiedenen Theile des
Apparates folgende Gewichte:
Das Rohr mit dem
Salmiak und der Substanz
vor36,597
Grm.
nach36,539
Grm.;
Abnahme
0,058
Grm.
Das Rohr mit der
Weinsäure und dem Chlorcalcium
39,4377
„
39,4960
„
Zunahme
0,0583
„
Das Rohr mit dem Kupferoxyd
40,1945
„
40,1830
„
Abnahme
0,0115
„
Ferner wog der Rückstand im ersten Rohre 2,459 Grm. und bestand
aus 0,6693 Grm. Salmiak, welcher absublimirt wurde, und aus 1,7897 Grm. Ultramarin +
Chlornatrium, welche an Wasser ein Quantum NaCl abtreten, das 0,312 Grm. AgCl
lieferte, entsprechend 0,077 Grm. Cl. Endlich wog das saure weinsaure Ammoniak,
welches durch Ausziehen der Weinsäure des zweiten Rohres mit Alkohol erhalten wurde,
0,146 Grm., d. i. 0,0149 Grm. Ammoniak. Das Rohr hatte um 0,0583 Grm. zugenommen,
folglich war das Chlorcalcium um 0,0434 Grm. Wasser schwerer geworden.
Die Gewichtsabnahme des dritten Rohres von 0,0115 Grm. zeigt die
Menge Wasserstoff an, welcher gasförmig austrat; es entspricht dies 0,0014 Grm.
Wasserstoff.
Dabei trat in die graduirte Röhre kein Stickgas über.
Wenden wir uns zur Erörterung der gefundenen Zahlen. Vom Salmiak
finden sich 0,6693 Grm. unverändert wieder vor; 0,0468 Grm. Salmiak, die dem
Ammoniak, welches von der Weinsäure aufgenommen war, entsprechende Menge, wurden in
Ammoniak, welches fortging, und in Chlorwasserstoff zerlegt, dessen einer
Bestandtheil beim Ultramarin verblieb, während der andere mit Sauerstoff vereinigt
als Wasser entwich; der Rest – 0,0699 Grm. Salmiak – wurde zur
Ultramarinbildung verwandt. Ich sage zur Ultramarinbildung; denn es kann nicht
Zweifelhaft sein, daß die Quantität Salmiak, welche Ammoniak gab, durch das Silicat
von Natron und Thonerde, welches den Hauptgemengtheil des Ultramarins ausmacht,
zersetzt wurde. Diese 0,0699 Grm. Salmiak sind es, um deren Zersetzungsart und
Verbleiben ihrer Elemente es sich handelt.
Sie enthalten 0,0464 Grm. Chlor, 0,0052 Grm. Wasserstoff und
0,0183 Grm. Stickstoff. Chlor verblieb beim Ultramarin, denn der Chlorgehalt alles
zur Reaction gelangten Salmiaks berechnet sich zu 0,0774 Grm., während das
Waschwasser vom Ultramarin 0,077 Grm. ergab.
Aus dem Wasserstoff hatte sich allerdings Wasser gebildet, aber
nicht vollständig; 0,0052 Grm. Wasserstoff sind im Stande 0,0468 Grm. Wasser zu
bilden, aber die Gewichtszunahme des Chlorcalciums weist nur 0,0434 Grm. Wasser aus. Doch von
diesen 0,0434 Grm. muß ein Theil von der Umsetzung desjenigen Salmiaks stammen,
welcher das Ammoniak gab, und zwar im Gewichte von 0,0079 Grm. nach der Gleichung: 2
NH₄Cl + NaO = 2 NaCl + 2 NH₃ + H₂O. Nach Absetzung derselben
bleiben für die Ultramarin-Reaction 0,0355 Grm. Wasser = 0,0039 Grm.
Wasserstoff übrig.
Aber auch das Kupferoxyd hatte durch Reduction 0,0115 Grm.
verloren, wozu 0,0014 Grm. Wasserstoff erforderlich sind. Man erhält also 0,0039 +
0,0014 = 0,0053 Grm. Wasserstoff (aus dem Salmiak berechnet 0,0052 Grm.) und da
0,0014 ganz nahe den vierten Theil davon ausmacht, so folgt, daß der Salmiak derart
einwirkte, daß 3/4 seines Wasserstoffes Wasser bildeten und 1/4 in Gasform
entwich.
Endlich wollen wir die 0,0183 Grm. Stickstoff in Bezug auf ihr
Verbleiben betrachten. Da der betreffende Salmiak alles Chlor und allen Wasserstoff
in angegebener Weise entließ, so sind folgende zwei Fälle möglich: entweder es
entwich der Stickstoff in Gasform oder er verblieb im Ultramarin. In Gasform mußte
derselbe ein Volumen von 14,5 Kub. Cent. einnehmen – ein nicht wohl zu
übersehendes Volumen; es wurde jedoch kein Stickgas beobachtet. Es kann aber auch
nicht fortgegangen sein, weil das erhaltene Product soviel wog wie die angewandten
Substanzen. Angewandt sind:
0,786
Grm.
Salmiak und
1,731
„
Substanz
–––––––––
2,517
Grm.
Dagegen wog nach beendigtem Versuche:
Der Inhalt des ersten Rohres
2,4590
Grm.
Ammoniak des zweiten Rohres
0,0149
„
Wasser des zweiten Rohres
0,0434
„
Das Kupferoxyd verlor 0,0135 Grm.
Sauerstoff oder verbrauchte an
Wasserstoff
0,0014
„
–––––––––––
2,5187
Grm.
d. i. unter Rücksicht auf zulässige Fehlergrenzen
ebensoviel als angewandt wurde; es war folglich der Stickstoff gebunden.
Beleg IV (214, 215, 229, 225, 223). Thonerde treibt
bekanntlich im Glühen mit einem Ueberschuß von kohlensaurem Natron soviel
Kohlensäure aus, daß die Verbindung Na₂Al₂O₄ (NaO, Al₂O₃) entsteht. Ich fand dies
bestätigt, denn 1,808 Grm. Thonerde (0,042 Grm. Fe₂O₃ enthaltend) aus
Ultramarin dargestellt, gaben nach einstündigem Glühen mit 6,444 Grm.
Na₂CO₃ (NaO, CO₂) eine gefrittete
Masse im Gewicht von 7,477 Grm.; Verlust 0,775 Grm. CO₂. – CO₂
: Al₂O₃ berechnet – 0,775 : 1,8107.
1,306 Grm. Thonerde aus geglühtem Ammoniakalaun, welcher die
hartnäckig festhaltende Schwefelsäure durch Glühen mit Harz bis zum constanten
Gewicht genommen war (die einzige mir bekannte Methode um reine Thonerde zu
bekommen) gaben nach einstündigem Glühen mit 4,908 Grm. Na₂CO₃ 5,665
Grm., welche bei wiederholtem Glühen ihr Gewicht nicht mehr änderten; Verlust 0,549
Grm. CO₂. – CO₂ : Al₂O₃ = 0,549 : 1,2825.
Ebenso treibt Kieselsäure beim Glühen mit einem Ueberschuß von
kohlensaurem Natron soviel Kohlensäure aus, daß Na₂SiO₃ (NaO, SiO₂) entsteht; es gaben 1,291 Grm. reines eisenfreies
Quarzpulver nach einstündigem Glühen mit 5,645 Grm. Na₂ CO₃ 6,047 Grm.
gesinterte und nach dem Glühen über der Aeolipile 5,958 Grm. geschmolzene Masse;
Verlust 0,978 Grm. ₂. – CO₂ : SiO₂ = 0,978 : 1,378.
Genau genommen wären 17 Na₂O + 16 SiO₂ entstanden, eine Differenz,
welche davon herrühren könnte, daß die entweichende Kohlensäure etwas feste Substanz
mit fortgerissen hätte.
Kaolin von der Zusammensetzung H₂Al₂ (SiO₄)2
resp. (Al₂O₃,
2SiO₂, HO),
dessen Analyse in Beleg VI S. 244 mitgetheilt wird, verhält sich gegen kohlensaures
Natron nicht völlig so, wie man nach Vorstehendem vermuthen sollte, indem eine weit
anhaltendere Hitze nöthig ist, um beide Bestandtheile gehörig mit Natron zu
sättigen.
1,213 Grm. geglühter Kaolin (Al₂Si₂O₇), worin
0,5389 Grm. Al₂O₃ und 0,6531 Grm. SiO₂, wurde mit 3,591 Grm.
Na₂CO₃ gemengt und geglüht.
100 Theile Kaolin trieben aus:
Nach
1
stündigem
Glühen
46,74
Th.
CO₂
„
1 1/2
„
„
weitere
0,99
„
„
„
2 1/2
„
„
„
2,48
„
„
„
3 1/2
„
„
„
1,40
„
„
„
4 1/2
„
„
„
1,31
„
„
„
6
„
„
„
1,24
„
„
„
7
„
„
„
0,50
„
„
„
8
„
„
„
0,49
„
„
––––––––––––––––
Summa
55,15
Th.
CO₂
Bei einem anderen Versuche trieben 2,407 Grm. Kaolin aus 5,521
Grm. Na₂CO₃ bei einstündigem Glühen 1,0775 Grm. CO₂ aus d. i.
pro 100 Th. Kaolin 44,76 Th. ausgetriebene
Kohlensäure.
Bei Bildung von Na₂Al₂O₄ +
Na₂SiO₃ hätten jedoch 100 Th. Kaolin 57,25 Th. CO₂ austreiben
müssen und dies würde auch geschehen sein, wenn der Versuch noch viele Stunden
fortgesetzt worden wäre. Wir dürfen aber den Schluß ziehen, daß die Bildung einer
natronärmeren Verbindung zu Anfang statthatte. Sollte wohl aus dem folgenden
hervorgehen, daß dieselbe aus Na₂Al₂ (SiO₄)₂ resp. (NaO, SiO₂ + Al₂O₃, SiO₂)
bestand?
Die erhaltene halbgeschmolzene Masse wurde mit Wasser digerirt,
wobei viel ungelöst blieb.
In dem abfiltrirten Rückstande wurden gefunden:
Na₂OAl₂O₃SiO₂
0,2950,5130,560
Grm„„
0,3090,5130,618
berechnet nach
Na₂Al₂Si₂O₈
und im Waschwasser, mit Hinweglassung der
überschüssigen Soda:
Na₂O
0,648
Grm.0,669 CO₂ = 0,943 Na₂O und 0,943 – 0,295 =
0,648.
Al₂O₃
0,022
„
gewogen
SiO₂
0,093
„
„
Es befand sich mithin im kaustischen Natron gelöst 1/24 aller
Thonerde und 1/4 aller Kieselsäure, und das kaustische Natron betrug nahezu 2/3
seiner Gesammtmenge.
Man sieht die drei Körper sind ausgezeichnet geneigt die bekannte
Verbindung Na₂Al₂ (SiO₄)2 oder (NaO,
SiO₂ + Al₂O₃, SiO₂) oder zu geben, doch, wie
mir scheint, hier erst unter dem Einfluß des Wassers mittels seiner Anziehungskraft
für das Natron. Die Verbindung selbst, durch Glühen genau gewogener Materialien
bereitet, verhält sich gegen Wasser ebenfalls nicht indifferent, sondern entläßt
beim Auswaschen fortwährend Natron, welches ein wenig Kieselsäure und eine Spur
Thonerde mit sich führt. Da das Wasser nach tagelangem Waschen noch Lakmus bläut, so
wird sich der Rückstand immer mehr und mehr der Zusammensetzung
Al₂SiO₅ oder (Al₂O₃, SiO₂)
nähern. Diese Richtung hatte die analysirte Quantität auch bereits einzuschlagen
begonnen, noch unterstützt von der Wirkung des vielen freigewordenen kaustischen
Natrons.
Beleg V. Silber-Ultramarin (205, 206, 212,
213).
Eine kleine Quantität von Silbernitratlösung setzt sich mit
Ultramarin bei längerer Einwirkung schon in gewöhnlicher Temperatur um, so daß die
Flüssigkeit nunmehr Natrium und der Ultramarin Silber enthält; in diesem Falle hat
er seine blaue Farbe behalten. Läßt man einen Ueberschuß von Silbernitrat einwirken
und digerirt längere Zeit auf dem Wasserbade, so wird der Rückstand grün und enthält
dann nur noch wenig Natrium. In der Flüssigkeit befindet sich Natronsalpeter
NaNO₃ (NaO, NO₅) und im grüngewordenen
Ultramarin Silber; man dürfte hieraus ohne weiteres schließen, daß der blaue Körper
des Ultramarins Natron enthielte, wenn man wüßte, daß das Silicat nicht etwa Silber
gegen Natrium eintauschte. Dies findet nun allerdings statt. Zum Vergleiche stelle
ich die Resultate der Behandlung von Ultramarin und von der Verbindung
Na₂Al₂ (SiO₄)₂ bez. (NaO,
SiO₂ + Al₂O₃, SiO₃) mit Silbernitrat unter
gleichen Bedingungen zusammen.
a) Bei 5 Tage langem Zusammenstehen bei 19 bis
20° C., unter häufigem Umschütteln; die Substanzen waren vorher geglüht und
wurden nach dem Versuche wieder geglüht und gewogen zum Beweise, daß einfach ein
Austausch von Natrium gegen Silber stattfand:
1,952 Grm. Ultramarin mit einem Natriumgehalt von 0,271 Grm. und
3,843 Grm. AgNO₃ (AgO, NO₅), worin 2,4415
Grm. Silber, gaben 2,144 Grm. blauen Rückstand. Gewichtszunahme 0,192 Grm. und aus
dem Filtrate wurden 2,91 Grm. AgCl erhalten, worin 2,1917 Grm. Silber. Die Differenz
von 0,2498 Grm. zeigt das in den Ultramarin eingetretene Silber an, gleichwerthig
mit 0,0532 Grm. = 2,72 Proc. Natrium, welche mithin vom Ultramarin gegen Silber
ausgetauscht waren, während sich aus der Gewichtszunahme des Ultramarins unter
Berücksichtigung des eingetretenen Silbers 2,78 Proc. Natrium berechnen; 1/5 vom
Gesammt-Natrium wurde daher gegen Silber vertauscht.
1,678 Grm. Silicat Na₂Al₂ (SiO₄)2 mit einem
ermittelten Natriumgehalt von 0,2228 Grm. und 3,033 Grm. Silbernitrat, worin 1,9268
Grm. Silber, gaben 2,716 Grm. weißen Rückstand; Gewichtszunahme 0,038 Grm.; aus dem
Filtrate wurden 2,5 Grm. AgCl erhalten, entsprechend 1,882 Grm. Silber. Die
Differenz von 0,0448 Grm. zeigt das in das Silicat eingetretene Silber an,
gleichwerthig mit 0,0095 Grm. = 0,56 Proc. Natrium, welche mithin vom Silicat gegen
Silber ausgetauscht waren, während sich aus der Gewichtszunahme des Silicates 0,52
Proc. berechnen; es wurde also 1/23 vom Gesammt-Natrium gegen Silber
vertauscht.
b) bei 6stündiger Digestion auf dem Wasserbade unter
häufigem Umschütteln:
3,483 Grm. Ultramarin mit einem Natriumgehalt von 0,4838 Grm. und
7,579 Grm. salpetersaures Silber, worin 4,815 Grm. Silber, gaben 4,658 Grm. grünen Rückstand;
Zunahme 1,175 Grm.; aus dem Filtrate wurden 4,408 Grm. AgCl erhalten, entsprechend
3,32 Grm. Silber. Die Differenz von 1,495 Grm. Silber zeigt das in den Ultramarin
eingetretene Silber an, gleichwerthig mit 0,3184 Grm. resp. 9,14 Proc. Natrium,
welche mithin vom Ultramarin gegen Silber ausgetauscht waren, während sich aus der
Gewichtszunahme des Ultramarins 9,15 Proc. Natrium berechnen; 2/3 vom
Gesammt-Natrium wurden also gegen Silber vertauscht.
1,23 Grm. Silicat mit einem Natriumgehalt von 0,196 Grm. und 2,142
Grm. salpetersaures Silber, worin 1,2714 Grm. Silber, gaben ein Filtrat, aus dem
1,574 Grm. AgCl erhalten wurden, entsprechend 1,1854 Grm. Silber. Differenz 0,086
Grm. Silber, entsprechend 0,0183 Grm. = 1,49 Proc. Natrium; gegen 1/11 vom
Gesammt-Natrium wurde demnach gegen Silber vertauscht.
Aus diesen Versuchen ginge wohl an und für sich schon hervor, daß
Natrium einen Bestandtheil des blauen Körpers ausmachen müsse; doch läßt sich
zeigen, daß bei der 6stündigen Digestion alles Blaue in ultramarinsaures Silber
umgesetzt war. Das grüne Silbersalz hat nämlich die Eigenschaft, durch Erhitzung bis
nahe zum Glühen seine Farbe ohne Gewichtsverlust einzubüßen (das Präparat erscheint
dann gelbgrau, wohl in Folge seines Eisengehaltes); hielte es jedoch noch eine
kleine Menge von ultramarinsaurem Natron, so würde es blau oder bläulich gefärbt
sein. Es ist nach wie vor ultramarinsaures Silber; denn wird es mit dem gleichen
Gewichte Natronsalpeter geglüht, so setzt es sich damit um zu ultramarinsaurem
Natron und salpetersaurem Silber. Die Masse ist mit dem zartesten Häutchen von
schneeweißem Silber bedeckt und bei Behandlung mit Wasser erscheint sie als blauer
Ultramarin.
Von großem Interesse und wohl von besonderer Tragweite ist der
Versuch, wenn man statt Natronsalpeter Kalisalpeter anwendet. Man erhält dann unter
sonst gleichbleibenden Erscheinungen grünes ultramarinsaures Kali. Es existirt also
der 50 Jahre lang vergeblich gesuchte Kali-Ultramarin und es läßt sich
erwarten, daß durch vergleichende Versuche über die Wirkung des Schwefels auf Natron
und Kali die abweichende Reaction aufgedeckt wird, welche die Bildung von
Kali-Ultramarin nicht aufkommen läßt.
Ich will bei obigen Reactionen noch einen Augenblick verweilen.
Offenbar setzen sich die gemischten Körper nicht grade auf um; denn in diesem Falle
müßte das Filtrat z.B. von regenerirtem Natron-Ultramarin Silbersalpeter
enthalten, während es silberfrei ist. Die Masse schäumt im Glühen, und der
gewaschene Ultramarin ist abgesehen von zwischengelagertem weißen Silber wohl tief
gefärbt – wie der ursprünglich verwandte – aber nicht rein blau, so
daß sich die Gegenwart von etwas Schwefelsilber darin annehmen läßt. Mithin zersetzt
sich wohl etwas ultramarinsaures Silber unter Bildung von Schwefelsilber und vielem
Stickoxyd, welches alles übrige Silberoxyd reduciren mag, da alles Silicium,
Aluminium, aller übrige Schwefel und vielleicht der Stickstoff des zersetzten
Antheiles von ultramarinsaurem Silber unter Reduction der Salpetersäure oxydirt
werden wird. So ist auch die Farbe des Kali-Ultramarins, abgesehen von
zwischengelagertem Silber, nicht von rein grüner Farbe sondern ebenfalls schwärzlich
gefärbt.
Der Versuch auf dieselbe Weise wie mit dem Silberfalz mit
essigsaurem Blei, schwefelsaurem Zink und Quecksilbercyanid Blei-,
Zink- bezieh. Quecksilber-Ultramarin herzustellen, gab undeutliche
Resultate, indem sich nur 2, 4,6 resp. 0,9 Procent des im Ultramarin enthaltenen
Natriums gegen die Metalle ausgetauscht zeigten, so daß es scheint, als ob
vielleicht nur das Zink im Stande sei, auf diesem Wege ultramarinsaures Zink zu
bilden.
Beleg VI (223). Bekannte Beschickung und Ultramarin
daraus. Es lag mir daran zu erfahren, ob sich die Gegenwart von Stickstoff in der
aus Ultramarin ausgeschiedenen Thonerde und Kieselsäure analytisch darthun ließe.
Da, wenn Aluminium und Silicium im ultramarinsauren Natron durch Säuren in 4
Al₂O₃ + 8 AlN₂ und in 4 SiO₂ + 2 SiN₂ zerfallen
und fälschlich als Thonerde und Kieselsäure gewogen werden, die für das Aluminium
berechnete Zahl zu hoch und die für das Silicium zu niedrig ausfallen muß. so ließ
sich bei Kenntniß des wirklichen Gehaltes an beiden möglicherweise eine Differenz
constatiren. Da nun aber z.B. im Ultramarin (Beleg I Seite 236), welcher in
ultramarinsaurem Natron 9,37 Proc. Aluminium und 5,13 Proc. Silicium ergeben hatte,
nur 0,24 Proc. Aluminium zu viel und 0,23 Proc. Silicium zu wenig, oder vom
Gesammt-Aluminium 1,78 Proc. zu viel und vom Gesammt-Silicium 0,53
Proc. zu wenig berechnet sein würden, so mußte der Versuch mit der größtmöglichen
Sorgsalt ausgeführt werden.
Ich zog es vor, nicht reines Material anzuwenden, welches in Bezug
auf Thonerde für ein etwas größeres Quantum lästig zu beschaffen ist, sondern
vielmehr das rohe Material zu analysiren, wobei ich den Vortheil erreichte, daß
dieselben Fehler, welche beim Ultramarin vorkommen (z.B. Unkenntniß des wahren
Atomgewichtes), das Rohmaterial ebenfalls betreffen, daher zu keiner Geltung
gelangen. Was auf die Wage kam, wurde nachträglich auf seine Verunreinigungen
quantitativ geprüft.
a) Kaolin (käuflich als China
clay) weiß, geglüht gelblich, verlor lufttrocken durch Glühen 13,10 Proc.
Wasser. Ein größeres Quantum ließ unter dem Pistill kein Sandkorn spüren und zeigte
auch kein solches beim Schlämmen. Die Aufschließung geschah durch kohlensaures
Natron. Es wurden erhalten:
Al₂O₃
44,46
Proc.
Fe₂O₃
1,20
„
CuO
0,11
„
CaO
0,10
„
SiO₂
53,84
„
––––––––––––
99,71
nebst Spuren von Mangan. Das Eisen, wenn auch als
Oxydul vorhanden, ist wegen Uebereinstimmung mit dem Folgenden als Oxyd
aufgeführt.
Al₂O₃ : SiO₂ sind gefunden = 1 :
2,008 Mol.
b) Soda, frei von Thonerde, aber eine nicht zu
bestimmende Spur Kieselsäure enthaltend, zeigte:
Na₂CO₃
97,52
Proc.
Na₂SO₄
1,59
„
NaCl
0,86
„
––––––––––––
99,97
Die Beschickung wurde hergestellt aus:
35,32
Grm.
geglühtem Kaolin, worin 8,3708 Grm.
Aluminium und
9,2013 Grm. Silicium;
27,03
„
geglühter Soda, worin 11,67 Grm. Natrium;
40,76
„
reinem Schwefel;
6,76
„
Kolophonium, welches ohne Rückstand verbrannte.
––––––––––––––
109,87
Grm.
Der daraus gewonnene Ultramarin zeigte:
Gefunden.
Angewandt.
Gefunden.
Na
0,9758
Grm.
0,9758
Grm.
Al
0,7161
„
0,6999
„
0,0162 Grm. zu viel =2,26 Proc. vom
Al-Gehalte;
Si
0,7536
„
0,7694
„
0,0158 Grm zu wenig =2,1 Proc. vom
Si-Gehalte.
Hieraus geht jedoch nur soviel hervor, daß die Analyse nicht
correct genug ist, um deutlich erkennen zu lassen, ob die Abweichung völlig auf
Rechnung des vernachlässigten Stickstoffes zu setzen ist; es fehlt der bündige
Nachweis, daß nicht Kieselsäure der Thonerde oder umgekehrt gefolgt sei. Dagegen
spricht der Umstand, daß bei der Analyse des Kaolins gerade so verfahren wurde wie
bei der Analyse des Ultramarins und daß der Ueberschuß von Aluminium weit größer
sein sollte als der Ausfall von Silicium; hingegen berechnen sich aus den Zahlen für
das ultramarinsaure Salz in diesem Ultramarin nur 0,91 Procent, welche das Aluminium
hätte weniger, und 0,52 Proc., welche alles Silicium hätte mehr wiegen müssen.
Dadurch tritt aber wieder die Möglichkeit hervor, daß in dem Ultramarin im Verlaufe
seiner Bereitung ein Theil von schon gebildetem ultramarinsauren Natron auch bereits
wieder zerstört wurde, wonach der Stickstoffgehalt ein größerer wäre, als er sich
aus dem Schwefelgehalte ergäbe – eine Annahme, welche bei der großen
Schwierigkeit der Operation im Kleinen fast wahrscheinlich ist.
In dem erhaltenen und gewaschenen Ultramarin fand ich:
Na
17,90
Proc.
Al
16,46
„
Si
17,32
„
S
6,81
„
Fe₂O₃, CaO, CuO
0,97
„
Beleg VII (38). Verhältniß des Schwefels, welcher
Schwefelwasserstoff gibt, zum Schwefel, welcher sich als solcher ausscheidet.
Ultramarin wurde mit Brechweinsteinlösung übergossen und mit
Weinsäure zersetzt; das Filtrat enthielt ein wenig Schwefelsäure, welche als
schwefelsaurer Baryt gewogen wurde. Der gehörig ausgewaschene Rückstand wurde mit
frischem Schwefelnatrium extrahirt und die Lösung mit Säure zersetzt. Die Fällung
von Schwefelantimon und Schwefel wurde nach dem Trocknen gewogen und durch Erhitzen
der Gehalt an Schwefelantimon bestimmt. Der Rückstand wurde getrocknet, der Schwefel
mit Schwefelkohlenstoff ausgezogen und nach Verdunstung des letzteren gewogen.
4,012 Grm. Ultramarin gaben
0,281 Grm. Sb₂S₃
= 0,0803 Grm. S =
2,00 Proc. S
Der mit dem Schwefelantimon
zugleich niedergefallene Schwefel, welcher von
Na₂S mit aufgelöst war, wog
0,0590 Grm. S
dazu der mit
Schwefelkohlenstoff extrahirte Schwefel
0,3265 Grm.
S
––––––––––––––––
also durch Säuren
ausscheidbarer Schwefel
0,3855 Grm. S =
9,61
„ S
endlich aus dem Waschwasser
0,074 Grm. BaSO₄
= 0,0101 Grm. S =
0,25
„ S
–––––––––––
11,86 Proc. S
gegen 11,76 Procent Schwefel, welche durch Oxydation
mit Salpeter und kaustischem Natron erhalten wurden.
Hier ist also 1/6 vom Schwefel als Schwefelwasserstoff
aufgetreten.
Beleg VIII (148). Producte der Einwirkung von Harz auf
Schwefel und kohlensaures Natron beim Erhitzen.
53 Th. kohlensaures Natron, 80 Th. Schwefel und 10 Th. Harz oder
eine Mischung nach dem in Fabriksbeschickungen gefundenen Verhältnisse wurden 2
Stunden lang sehr gelinde und nicht bis zum Glühen erhitzt. Die voluminöse,
schaumige Masse löste sich mit grünbrauner Farbe und hinterließ einen schwarzen
Rückstand.
Die durch Digestion mit Kupferoxyd farblos gemachte Lösung wurde
in 4 gleiche Theile getheilt.
1 Theil davon wurde in schwefelsaures Natron verwandelt, welchem
auf das Ganze berechnet 0,341 Grm. Natrium entsprachen.
2 Theile wurden mit Normalsäure gesättigt und ergaben auf das
Ganze berechnet 0,036 Grm. Natrium.
Dieselbe nunmehr neutrale Lösung brauchte ein Quantum Jod, welches
0,507 Grm. Na₂S₂O₃ anzeigte und auf das Ganze berechnet einem
Natriumgehalte von 0,295 Grm. entsprach.
Der vierte Theil der Lösung endlich gab angesäuert mit Chlorbaryum
eine Trübung von Schwefel und schwefelsaurem Baryt.
Aus dem Kupferoxyd wurden durch Schwefelkohlenstoff 0,133 Grm.
Schwefel extrahirt, welche mit den 0,036 Grm. Natrium zu
fünffach-Schwefelnatrium verbunden gewesen waren.
Gefunden:
0,036
Grm.
Natrium
in
0,161
Grm.
Na₂S₅
geben
13,4
Proc.
0,295
„
„
„
1,013
„
Na₂S₂O₃
„
84,2
„
0,010
„
„
„
0,030
„
Na₂SO₄
„
2,4
„
––––––––
–––––––––
––––––––––
0,341
Grm.
Natrium
in
1,204
Grm.
100,0
Proc.
Der schwarze Rückstand, bis fast zum Glühen erhitzt, wog 0,218
Grm., welche wie Kohle aussahen, aber wesentlich Schwefel enthielten; denn sie
verbrannten beim Glühen an der Luft unter starkem Geruch nach schwefliger Säure und
ließen eine Verunreinigung von 0,007 Grm. Na₂SO₄ (NaO, SO₃) zurück.
Das Erhitzungsproduct von Schwefel, Soda und Harz besteht also aus
unterschwefligsaurem Natron mit wenig fünffach-Schwefelnatrium; dem
entspricht auch die Reaction der Auflösung gegen Säuren; im ersten Augenblick wird
Schwefelwasserstoff frei, dessen Geruch jedoch sehr bald jenem der schwefligen Säure
Platz macht, während sich die Flüssigkeit gleich von Anfang an trübt. Etwas in der
Lösung befindliches Pech scheidet sich hierbei rasch aus.
Beleg IX. Die Frage, wie viel Glaubersalz sich im Proceß
bildet, beantwortet sich aus folgenden Daten.
Ultramarin aus einer Fabrik zeigte gegen 18,95 Proc. Silicium
13,14 Proc. Natrium; die Beschickung dazu enthielt gegen 18,95 Proc. Silicium 21,95
Proc. Natrium, nämlich im
Na₂ CO₃
18,04
Proc.
Natrium
Na₂ SO₄
2,49
„
„
Na Cl
0,46
„
„
Na₂ SiO₃
0,96
„
„
–––––––––––
21,95
Proc.
Natrium.
Aus dem Roh-Ultramarin waren mithin, da er nach dem
Auswaschen nur noch 13,14 statt angewandter 21,95 Proc. Natrium zeigte, 8,81 Procent
entfernt. Diese waren in der Lösung hauptsächlich als Glaubersalz vorhanden; daneben
fand sich etwas Kieselsäure (0,05 Proc.), noch weniger Thonerde, dann Kochsalz,
Natron und unterschwefligsaures Natron vor.
Der Ultramarin enthielt in seinem ultramannsaurem Natron 8,45
Proc. Natrium und nach der Gleichung Al₂SiS₂O₃Na₂S
(Körper A) + Na₂O des Silicates + 6 O aus der Luft =
Al₂SiS₂O₆Na₂ (Körper B) + Na₂SO₄ würden
ebensoviel, nämlich 8,45 Proc. Natrium zu Glaubersalz werden.
Hiernach scheint es nicht nöthig, für das Glaubersalz noch eine
andere Quelle in Anspruch zu nehmen als jene, welche die Verbrennung des Schwefels
erfordert, damit der Körper B reductionsfähig und für
Stickstoff zugänglich werde.