Titel: | Bestimmung von Mangan im Spiegeleisen und von Mangan und Eisen in manganhaltigen Eisenerzen; von E. Riley. |
Autor: | E. Riley |
Fundstelle: | Band 227, Jahrgang 1878, S. 493 |
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Bestimmung von Mangan im Spiegeleisen und von
Mangan und Eisen in manganhaltigen Eisenerzen; von E. Riley.
Riley, über Bestimmung von Mangan und Eisen.
Seit Einführung des Spiegeleisens zur Stahlfabrikation und namentlich seit Anwendung
manganhaltiger spanischer Erze hat die genaue Bestimmung des Mangans wesentlich an
Interesse gewonnen. Der Inhalt des vor dem Iron and Steel Instituteabgehaltenen Vortrages (vgl. Journal etc., 1877
S. 52) ist das Resultat 14jährigen Studiums, bei tagtäglich gesammelten
Erfahrungen bei Untersuchung mehrerer hundert Schiffladungen Eisen und Eisenerzen,
und bezweckt, die Ursachen der mannigfachen Fehler, welche sich bis jetzt bei den
bezüglichen Analysen eingeschlichen haben, aufzudecken.
1) Bestimmung von Mangan im Spiegeleisen. Man bedient
sich hierzu bekanntlich zweier Methoden, einer directen und einer indirecten.
Bei der directen Methode löst man das pulverisirte
Spiegeleisen in verdünnter Salpetersäure von 1,20 sp. G., setzt dann zur Zerstörung
der organischen Substanzen etwas chlorsaures Kali und Salzsäure zu, oder man
verdampft zur Trockne, glüht und löst wieder in Salzsäure. Die Kieselsäure, welche
hierbei als unlöslicher Rückstand bleibt, ist in der Regel in so unbedeutender Menge
vorhanden, dass es sich nur selten der Mühe lohnt, sie abzufiltriren. Die Lösung,
auf ein 0,25 oder auf 1l verdünnt, wird alsdann
mit kohlensaurem Natron oder kohlensaurem Ammoniak bis zur beginnenden Trübung
neutralisirt. Dann setzt man essigsaures Natron oder essigsaures Ammoniak zu, kocht,
lässt den Niederschlag absetzen und filtrirt. Dieser Niederschlag wird hierauf
wieder in Salzsäure gelöst und dann derselbe Process wiederholt. Den zweiten
Niederschlag wäscht man gut aus, um sich zu vergewissern, dass kein Mangan darin
zurückbleibt. Zu der Lösung, nachdem sie bis auf ein Volum von Ungefähr 1l,5 eingedampft worden ist, setzt man 2 bis 4cc Brom und schüttelt sie bis zu dessen
vollständiger Auflösung. Das Zugiessen von Brom muss so lange fortgesetzt werden,
bis ein kleiner Theil desselben ungelöst auf dem Boden der Flasche zurückbleibt.
Dann setzt man Ammoniak von 0,880 sp. G. im Ueberschuss zu, unter fortwährendem
Schütteln der Flasche. Das abgeschiedene Mangan wird nun 1 Stunde lang langsam bis
zum Kochen erhitzt, einige Minuten gekocht und nach dem Absetzen filtrirt. Man hat
hierbei darauf zu achten, dass die Lösung vor dem Zusetzen des Broms vollständig
erkältet war. Beim Gebrauch von Ammoniaksalzen dauert das Absetzen- und Filtriren
höchstens 10 Minuten, und die ganze Operation kann in 5 bis 6 Stunden beendigt sein.
Es ist rathsam, das Filtrat bis auf 0l,75
einzudampfen und wiederholt unter Zusatz von Brom und Ammoniak auf Mangan zu prüfen,
Reiches man stets dem ersten Niederschlag beifügt. Der Niederschlag von Manganoxyd
wird, nachdem das Filter eingeäschert, mit diesem zusammen ¼ bis ½ Stunde unter
Luftzutritt entweder in einer Muffel oder über einem Bunsen'schen Brenner unter schliesslicher Anwendung eines Gasgebläses
geglüht.
Die indirecte Methode besteht darin, dass man den
Eisengehalt im Spiegeleisen bestimmt, hierzu für Kohlenstoff und sonstige
Beimengungen 5 Proc. addirt und die Differenz als Mangan betrachtet. Das zu ganz
feinem Pulver zerkleinerte Spiegeleisen wird zu diesem Zwecke in verdünnter
Schwefelsäure oder Salzsäure gelöst, die Lösung mit kurz vorher gekochtem und wieder
abgekühltem destillirtem Wasser bis zum 4fachen Volum verdünnt, und das Eisen auf
gewöhnlichem Wege mit einer Normallösung von doppeltchromsaurem oder
übermangansaurem Kali volumetrisch bestimmt. Schwefelsäure ist der Salzsäure
vorzuziehen, weil die Schwefelverbindungen des Eisens sich. weniger schnell oxydiren
als seine Chlorverbindungen. Bei Anwendung von übermangansaurem Kali muss
Schwefelsäure zum Auflösen benutzt werden.
Wenn die erste Methode sorgfältig ausgeführt und nur Ammoniaksalz (kein Natron) dabei
gebraucht wird, so ist sie unstreitig die zuverlässigste. Man benutzt am
zweckmässigsten 1g Spiegeleisen zu deren
Ausführung. Es müssen 2 Proben mit verschieden grossen Mengen von je etwa 1g Spiegeleisen gemacht werden.
Gehen wir nun etwas näher auf die Methoden ein. Es ist unbedingt nöthig, das Eisen
zwei Mal aus der salzsauren Lösung auszufällen. Denn alle bis jetzt gemachten
Erfahrungen zeigen, dass bei der ersten Fällung durchschnittlich ein Fehler von 1
Proc. entsteht, weil mit dem Eisen auch Mangan niedergeschlagen wird. Weiteres über
die directe Methode soll im zweiten Abschnitt gesagt werden.
Die indirecte Methode wird von Vielen ihrer schnellen Ausführung wegen gern
angewendet; zur Probe und Gegenprobe gebraucht man kaum 1 Stunde. Man sollte dabei
jedoch stets das Eisen nach der ersten Lösung eindampfen, zur Zerstörung der
organischen Substanz glühen und dann wieder lösen. Geschieht dies nicht, so greifen
die bei der Auflösung in Salzsäure oder Schwefelsäure gebildeten öligen
Kohlenwasserstoffe und sonstigen löslichen Kohlenstoffverbindungen mehr oder weniger
die Titerflüssigkeit an. Die Folge davon ist, dass der Eisengehalt zu hoch und der
Mangangehalt zu gering angegeben wird. Aus einer Reihe von 10 Analysen entstand auf
diese Weise ein Fehler von durchschnittlich 0,69 Proc. Dieser Fehler gleicht sich
indessen in der Praxis theilweise dadurch aus, dass namentlich bei Anwendung von
Salzsäure ein Theil der Eisenlösung sich während der Ausführung höher oxydirt, wie
dies schon früher erwähnt wurde.
Tabelle I
1
2
3
4
5
6
7
8
Eisen
88,378
86,713
85,507
83,777
81,111
80,581
79,358
76,361
Mangan
6,984
8,448
9,856
11,782
13,689
14,770
15,648
18,215
Kohlenstoff
4,176
4,071
4,501
4,538
4,443
4,164
4,519
4,753
Silicium
0,245
0,6291
0,248
0,041
0,476
0,096
0,426
0,375
Schwefel
0,100
0,039
0,041
0,010
–
Spur
0,021
Spur
Phosphor
0,037
0,483
0,098
0,084
0,212
0,365
0,098
0,059
Kupfer
0,424
0,102
Spur
0,015
0,080
Spur
0,042
Spur
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
–––––
––––––
–––––
100,344
100,485
100,251
100,247
100,011
99,976
100,112
99,763
Summe der Bei- mengungen ausser Mn
4,982
5,324
4,888
4,688
5,211
4,625
5,106
5,187
Tabelle I
9
10
11
12
13
14
15
Eisen
74,602
74,980
74,745
73,886
72,775
71,606
69,180
Mangan
19,406
19,768
20,318
20,423
22,560
22,680
26,073
Kohlenstoff
4,358
4,402
4,603
4,633
4,808
5,133
5,032
Silicium
1,546
0,894
0,637
0,888
0,476
0,539
0,159
Schwefel
0,016
0,037
0,017
0,022
–
0,019
–
Phosphor
0,83
0,085
0,117
0,064
0,072
0,066
0,089
Kupfer
–
Spur
–
–
0,024
–
Spur
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
100,211
100,166
100,437
99,916
100,715
100,043
100,533
Summe der Bei- mengungen ausser Mn.
6,203
5,418
5,374
5,607
5,380
5,757
5,280
Es ist einleuchtend, dass die Annahme von 5 Proc. für Kohlenstoff und sonstige
Beimengungen im Spiegeleisen nicht ganz genau sein kann. Durchsieht man dagegen die
in vorstehender Tabelle I aufgeführten Analysen von 15 verschiedenen Sorten
Spiegeleisen, so ergibt sich, dass der Fehler, den man bei obiger Annahme begeht,
ganz unbedeutend ist und wohl der Kürze des Verfahrens zu Gute gehalten werden kann.
Im Durchschnitt finden wir da die Probe Nr. 9 ausgeschlossen) 5,20 anstatt 5 Proc.
Ist demnach dieser Procentsatz etwas grösser, so gleicht sich dies theilweise
dadurch wieder aus, dass der gefundene Mangangehalt in der Regel etwas geringer ist
als der Wirklichkeit entspricht. Enthält das Spiegeleisen ausnahmsweise viel
Silicium, was man aber
schon beim Auflösen findet und dann weiter verfolgen kann, so wird der Fehler
grösser und muss in Rechnung gezogen werden. Der in Tabelle I aufgeführte
Schwefelgehalt erscheint für Spiegeleisen mit so bedeutenden Mengen Mangan etwas
hoch und dürfte wohl theilweise der Unreinheit der angewendeten Reagentien
zuzuschreiben sein.
Der Einfluss des Kohlenstoffgehaltes auf die Qualität des Roheisens und die genaue
Bestimmung desselben sind bis jetzt viel zu gering angeschlagen worden. Im
Allgemeinen kann man den Kohlenstoff als den Gradmesser für die Roheisenqualität
betrachten. Silicium und Schwefel sind bei hohem Kohlenstoffgehalt fast immer
weniger vertreten, nur Phosphor macht leider eine unliebsame Ausnahme. Auch findet
man oft, dass der Kohlenstoff- mit dem Mangangehalt fällt und steigt. In der Tabelle
II ist eine Reihe von Analysen krainischen Spiegeleisens mitgetheilt, welche zwar
die letztere Behauptung nicht rechtfertigen. Es hat sich indessen herausgestellt,
dass die angeführten Zahlen für Kohlenstoff einer Correction bedurften, wie sie
unter der Tabelle angebracht ist. Auch hier zeigen sich noch Ausnahmen, und es
bedarf da einer Untersuchung sehr vieler Eisensorten, um das Verhalten des
Kohlenstoffes, namentlich bei hohem Mangangehalt, gründlich zu erforschen.
Tabelle II
1
2
3
4
5
6
7
8
Eisen
78,01
73,50
68,71
63,27
59,00
53,39
48,17
43,85
Mangan
15,41
20,47
25,10
30,51
34,90
40,28
45,62
49,98
Kohlenstoff
5,20
4,60
4,97
4,96
4,88
4,90
4,80
3,73
Silicium
0,72
0,90
0,80
0,79
0,85
0,86
0,91
1,98
Schwefel
0,04
0,03
0,02
0,02
0,03
0,02
0,02
–
Phosphor
0,33
0,23
0,30
0,28
0,20
0,29
0,25
0,22
Kupfer
–
–
–
–
–
–
–
–
Aluminium
0,02
–
0,01
0,01
0,01
0,01
–
0,02
Calcium
0,10
0,09
0,07
0,05
0,08
0,06
0,06
0,01
Arsenik
–
–
–
–
–
–
–
–
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
99,83
99,82
99,98
99,89
99,95
99,81
99,83
99,79
Kohlenstoff(nach Riley)
4,164–
––
––
4,642–
4,780–
4,4734,483
5,065–
4,2974,364
Kohlenstoff in 73proc. Ferromangan 6,324 und 6,253, im Mittel 6,288 Proc.
Zur genauen Bestimmung des Kohlenstoffes im Spiegeleisen kann folgende Methode
empfohlen werden: Man löse das Eisen in neutralem Kupferchlorid; nach der
vollständigen Lösung des Eisens und des anfänglich niedergeschlagenen Kupfers, wird
der Kohlenstoff durch Asbest filtrirt und mit Kupferoxyd im Sauerstoffstrom zu
Kohlensäure verbrannt; letztere wird aufgefangen und gewogen.
Hier sind noch zwei Methoden zur Berechnung des Mangangehaltes im Spiegeleisen zu
erwähnen, welche beide darauf beruhen, die Menge Sauerstoff zu bestimmen, welche in
einer der erhaltenen Verbindungen Mn2O3 oder Mn:3O4 mehr enthalten ist als in MnO. Bei der einen
Methode löst man das Spiegeleisen in verdünnter Salpetersäure, dampft ab und glüht,
bis jede Spur von Salpetersäure vertrieben ist. Das entstandene Manganoxyd wird auf
gewöhnlichem Wege weiter behandelt und dann mit oxalsaurem Natron und Schwefelsäure
versetzt. Die gebildete Kohlensäure bestimmt man mass- oder gewichtsanaytisch. Nach
der andern Methode wird der Sauerstoff durch Hinzufügen eines bekannten Gewichtes in
Säure gelösten feinen Eisendrahtes ermittelt. Ein Theil desselben wird hierbei höher
oxydirt, und den unoxydirt gebliebenen Theil bestimmt man durch eine Normallösung
von doppeltchromsaurem Kali. Beide Methoden sind wenig empfehlenswerth, wenn man
nicht die Gewissheit hat, beim Glühen ausschliesslich Mn2O3 oder Mn3O4 zu erhalten, und weil ein Kleiner
Fehler bei der Sauerstoffbestimmung sich beim Umrechnen auf Mangan bedeutend
vergrössert.
Um die Ueberzeugung zu erlangen, bis zu welchem Grade von Genauigkeit die Bestimmung
des Mangans, einmal durch Fällen mit Brom und Ammoniak und durch Oxydation von Eisendraht, wie zuletzt
beschrieben, ausgeführt werden kann, wurde zu diesem Zweck chemisch reines und bei
100° getrocknetes schwefelsaures Manganoxydul (MnO,
SO3 + HO)
gewählt, welches nach der Berechnung 32,54 Proc. Mangan enthält. Mit diesem Salz
wurden durch drei Laboranten 11 Proben von verschiedenem Gewicht gemacht, wobei man
mit der grösstmöglichsten Vorsicht zu Werke ging. Die Resultate waren folgende.
Bestimmtes Mangan
Mn4SO.H2Og
durch directeAbwägung als Mn3O4:
durch Oxydation vonEisendraht:
1,444
32,51 Proc.
30,21 Proc.
1,324
31,77
31,51
1,271
32,25
32,76
1,253
32,12
31,57
1,146
31,98
31,34
1,028
32,00
31,37
1,011
32,29
31,53
0,985
32,73
27,96
0,880
32,36
–
0,831
31,96
31,31
0,627
32,34
–
Viele Chemiker haben behauptet, dass bei Anwendung von Brom und Ammoniak die
Ausfällung des Mangans unvollständig sei. Hunderte ausschliesslich zu dem Zweck
vorgenommene Analysen, den Werth dieser Behauptung zu ergründen, legen Zeugniss
davon ab, dass bei sorgfältigem Verfahren kein Mangan in Lösung bleibt,
vorausgesetzt, dass das Ammoniak rein war. Wenn man auch im Filtrat alle
Ammoniaksalze durch rauchende Salpetersäure zerstört, so ist doch keine Spur von
Mangan mehr darin vorzufinden. (Vgl. Rosenthal, 1877
225 154.)
Das Probenehmen von Roheisen ist selbst bei grossen Mengen nicht schwierig.
Gewöhnlich wählt man von jedem Wagen 4 bis 5 reinliche Stücke (ohne anhaftenden Sand
oder Schlacke), zerschlägt dieselben und nimmt von jedem Stück einige Splitter aus
der Mitte (nicht von der Oberfläche), in ungefähr gleichem Gewicht. Diese werden nun
zusammen in einem Stahlmörser zerkleinert, bis sie sämmtlich durch ein Sieb von 36
Maschen auf 1qc gehen. In diesem Zustand sind sie
zur directen Probe verwendbar. Zur indirecten Probe zerkleinert man einen Theil des
Metalles so weit thunlich ist.
2) Bestimmung von Mangan im Eisenerz. Gewöhnlich bedient
man sich zur Bestimmung des Mangans im Erz der beim Spiegeleisen beschriebenen
directen Methode. Betrachten wir die in Tabelle III (S. 497) verzeichneten Analysen
verschiedener manganhaltiger Eisenerze, so finden wir, dass deren Zusammensetzung
ausserordentlich verschieden ist. Einige der aufgeführten Substanzen werden bei der
Analyse gleichzeitig mit dem Mangan gefällt und können deshalb Veranlassung zu mehr
oder weniger bedeutenden Fehlern geben. Es ist daher rathsam, bei Eisensteinanalysen
sämmtliche Körper unmittelbar und nicht durch Differenz zu bestimmen. Diejenigen
Stoffe, welche uns hier hauptsächlich interessiren, sind Baryt, Zink, Kali und
Natron. Es ist Thatsache, dass alle Manganniederschläge mehr oder weniger Baryt,
Kali und Natron enthalten, wenn diese Substanzen vorher in Lösung waren. Man wende
daher vor allen Dingen nur Ammoniaksalze als Fällungsmittel für Mangan an. Das
Mitreissen von Zink beim Fällen des Mangans findet nur dann in beträchtlichem Masse
statt, wenn man mit Natron arbeitet, vorausgesetzt, dass der zu untersuchende Körper
zinkhaltig war. Dies erklärt sich dadurch, dass fast sämmtliches im Handel
vorkommende, so genannte chemisch reine essigsaure Natron alkalisch ist. Kocht man
dasselbe mit Brom, so bildet sich kohlensaures Natron, und dieses gibt Veranlassung
zur Fällung von Zink. Die Fällung des Zinkes lässt sich, wie gesagt, bei Anwendung
von Ammoniaksalzen vermeiden, wenn man keine zu stark concentrirten Lösungen
verwendet. In 20 zu diesem Behufe
Tabelle III
Portugisische
Unbe-kannt
Cartagenische
Deut-sche
Russische
Italie-nische
1
2
3
4
4A
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kieselsäure
8,25
3,70
8,15
4,25
3,88
14,90
6,22
6,99
7,97
10,60
1,50
2,40
3,50
5,90
1,52
–
Thonerde
4,23
8,95
4,75
3,65
4,05
6,88
0,11
0,93
1,14
3,58
2,44
2,92
Spur
2,08
1,25
–
Eisenoxyd
22,75
23,47
45,55
23,65
23,49
12,81
45,54
36,74
39,97
35,91
0,43
3,57
4,18
51,12
43,73
–
Manganoxyd
50,70
47,15
30,88
51,73
51,73
31,77
29,62
33,81
35,80
7,02
65,21
71,46
86,20
30,51
23,57
–
Manganoxydul
3,64
5,14
–
4,28
3,81
13,24
4,75
4,66
4,26
30,42
8,26
1,21
2,32
2,56
2,97
–
Kohlensaurer Kalk
–
–
–
–
–
3,00
–
1,00
–
–
–
–
–
–
–
–
Kalk
–
–
–
Spur
Spur
3,64
–
4,30
–
0,57
Spur
4,00
–
–
19,84
–
Schwefels. Kalk.
–
–
–
–
–
0,30
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Magnesia
Spur
Spur
Spur
Spur
Spur
0,70
0,41
0,71
0,21
0,42
Spur
0,51
Spur
0,40
0,56
–
Baryt
–
–
–
–
–
–
–
1,09
–
–
14,87
–
_
–
–
1,09
Kohlens. Baryt.
1,69
1,09
0,34
0,68
0,68
1,14
–
–
0,52
0,44
–
–
–
–
–
–
Schwefels. „
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
0,34
–
–
–
–
–
Kohlensäure
–
–
–
–
–
–
–
3,42
Spur
–
0,59
–
–
–
–
–
Phosphorsäure
0,57
0,93
0,55
1,45
1,45
2,30
0,22
0,04
0,18
0,33
0,76
0,18
0,16
–
0,14
–
Nickel u. Kobalt
–
–
–
–
–
–
_
–
–
0,67
1,10
_
–
–
–
–
Schwefelsäure
–
–
–
–
–
Spur
–
–
–
–
–
0,04
–
–
–
–
Kali und Natron
3,20
3,20
Nicht bestimmt
3,94
–
–
–
–
–
–
0,47
–
Gebund. Wasser
4,05
5,94
6,79
5,72
5,48
4,87
6,16
8,19
8,90
9,73
4,27
7,66
2,15
6,08
3,99
–
Feuchtigkeit
1,77
1,16
1,91
1,58
1,58
3,81
2,67
–
1,20
1,52
4,96
1,02
1,97
1,45
2,53
Zinkoxyd
–
–
–
–
–
–
1,92
0,54
0,68
–
–
–
–
–
–
0,77
––––––
––––––
–––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
–––––
––––––
––––––
––––––
Summe
100,85
100,73
98,92
96,99
96,15
100,00
100,92
101,42
100,63
100,22
100,86
100,01
99,53
100,62
99,49
–
––––––
––––––
–––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
––––––
–––––
––––––
––––––
––––––
Eisen Proc.
15,93
16,43
31,89
16,56
16,54
8,97
31,88
25,72
27,98
25,14
0,30
2,49
2,92
35,78
30,61
31,10
Mangan Proc.
34,87
34,93
19,52
36,01
35,65
30,33
22,40
24,98
25,93
21,90
47,62
46,11
56,29
21,27
17,20
19,30
Vier Schiffsladungen Eisenstein, in denen das Zink besonders
bestimmt worden ist, ergaben 0,68, 0,68, 0,54 und 2,10 Proc.
vorgenommenen Manganfällungen fanden sich im Durchschnitt nur
0,21 Proc. Zink vom Gehalt an metallischem Mangan. Nicht so verhält es sich mit dem
Baryt. In vielen Manganbestimmungen von Eisenerzen finden sich Fehler von 1 bis 2
Proc., welche dem Barytgehalte dieser Erze zuzuschreiben sind. Es ist deshalb
durchaus nothwendig, den Baryt vor der Manganbestimmung auszufällen. Man muss hierzu
die Lösung durch theilweises Eindampfen von überschüssiger Säure befreien, einige
Tropfen Schwefelsäure zusetzen, mit Wasser verdünnen und mehrere Stunden ruhig
stehen lassen. Werden diese Vorschriften nicht genau befolgt, so findet man den
Baryt theilweise im Manganniederschlag, entweder als schwefelsauren Baryt oder als
Bariumoxyd.
Bei kalkhaltigen Eisensteinen und besonders bei Hohofenschlacken ist zu
berücksichtigen, dass auch häufig Kalk mit dem Mangan niedergeschlagen wird, wenn
man nicht gleich nach der Fällung das Mangan möglichst rasch abfiltrirt. Um
vollständig sicher zu sein, dass kein Kalk im Niederschlag zurückbleibt, muss man
den ersten Niederschlag wieder lösen und durch Zusatz von Brom und Ammoniak zum
zweiten Mal fallen.
Fassen wir schliesslich das Ganze, was bei der Manganbestimmung im Eisenerz zu
berücksichtigen ist, kurz zusammen. Ein Factor, welcher nicht vernachlässigt werden
darf, ist die Probenahme. Wenn das Erz nicht ganz fein ist, so ist wohl zu beachten,
dass durch Zugabe einer grossen Menge gröberer Stücke in der Regel ein zu hoher
Metallgehalt gefunden wird, und dass bei jeder Bewegung die grossstückigen Massen
das Bestreben haben, nach aussen zu fallen. Zu einer gewissenhaften Probenahme ist
es deshalb nöthig, vorher die ganze Erzmenge sorgfältig durch einander zu mengen und
von den verschiedensten Theilen des Haufens kleine Proben zu entnehmen, in zweiter
Linie muss gebührende Rücksicht auf den Feuchtigkeitsgehalt genommen werden. Es ist
bekannt, dass die verschiedenen Erze je nach ihrer Natur viel oder wenig Wasser aus
der Atmosphäre anziehen. Man mache es deshalb zur Regel, bei sämmtlichen Analysen
vorerst den Feuchtigkeitsgehalt des Erzes genau zu ermitteln. Von der frisch
angelieferten Eisensteinprobe wiege man einige Kilogramm ab und setze diesen Theil
alsdann in einem Luftbad so lange einer Temperatur von 100° aus, bis keine
Gewichtsabnahme mehr stattfindet, lasse dann auf einer eisernen Platte rasch
erkalten und wiege wieder. Wird das Erz warm abgewogen, so ist das ermittelte
Gewicht zu gering. Das getrocknete Erz wird durch ein Sieb von feinem Nesseltuch
getrieben. Das auf demselben Zurückbleibende wird so lange in einem gusseisernen
Mörser mit gussstählernem Kolben zerstossen, bis alles das Sieb passirt hat. Das
durchgesiebte Erz wird sorgfältig gemischt, ein Theil davon in einem Achatmörser
pulverisirt, bis man kein Körnchen mehr zwischen den Fingerspitzen fühlt, wieder 1
bis 1½ Stunden im Luftbad getrocknet und dann in einem luftdicht verschlossenen
Glasröhrchen zur Analyse aufgehoben.
Zur Manganbestimmung wiegt man 1g des bei 100°
getrockneten Erzes in Salzsäure, filtrirt das Unlösliche ab, vertreibt im Filtrat
den grössten Theil der freien Salzsäure durch Abdampfen, wäscht den Niederschlag aus
und fügt das Waschwasser zu dem Filtrat bis zu einem Volum von etwa 300cc. Zur Prüfung auf Baryt muss man nun die
Flüssigkeit nach Zusatz von einigen Tropfen Schwefelsäure einige Stunden ruhig
stehen lassen. Entsteht hierbei ein Niederschlag, so wird dieser abfiltrirt. Das
Filtrat oder die Flüssigkeit, in welcher kein Niederschlag entstanden ist, wird dann
bis auf ungefähr 500cc verdünnt, durch Zusatz von
Ammoniak bis zur beginnenden Trübung neutralisirt, mit essigsaurem Ammoniak versetzt
und gekocht. Den entstandenen Eisenniederschlag lässt man absitzen, filtrirt, löst
ihn wieder in Salzsäure und fällt von neuem mit Ammoniak und essigsaurem Ammoniak.
Den zweiten Niederschlag wäscht man nach dem Abfiltriren 3 bis 4 Mal mit kochendem
destillirtem Wasser, welchem einige Tropfen essigsaures Ammoniak zugesetzt worden
sind, aus. Filtrat und Waschwasser vereinigt man jetzt, verdampft die Flüssigkeit
auf etwa 1l,5, setzt nach dem Erkalten unter
heftigem Schütteln so lange Brom zu, bis auf dem Boden der Flasche ein kleines
Theilchen ungelöst bleibt, und schliesslich Ammoniak von 0,880 sp. G. im
Ueberschuss. Hierauf erhitzt man ungefähr 1 Stunde lang gelinde, kocht einige
Minuten lang, lässt den Manganniederschlag absitzen, filtrirt, wäscht und trocknet. Alsdann wird das
Filter für sich eingeäschert und darauf mit dem Manganoxyd zusammen in einem
bedeckten Platintiegel bis zur Rothglut erhitzt und endlich 15 bis 20 Minuten lang
über einem Bunsen'schen Brenner mit Gebläse geglüht.
Noch besser ist es, das Glühen in einer Muffel vorzunehmen. Sobald das Gewicht
constant bleibt, ist alles Mangan in Manganoxyduloxyd übergegangen und kann als
solches gewogen werden. Hierauf löse man letzteres in etwas Salzsäure. Bleibt ein
unlöslicher Rückstand, so wird dieser abfiltrirt; nun setze man 1 bis 2 Tropfen
Schwefelsäure zu, um zu sehen, ob Baryt vorhanden ist, filtrire denselben dann
ebenfalls ab und setze zu dem Filtrat oder der Lösung essigsaures Ammoniak im
Ueberschuss und leite schliesslich Schwefelwasserstoffgas bis zur Sättigung durch.
Der Niederschlag wird abfiltrirt und gewogen. Das, was er mehr wiegt als 3mg, ziehe man von dem Gewicht des
Manganoxyduloxydes ab. Die 3mg darf man
erfahrungsmässig dem Mangan zurechnen, weil sowohl dieser Niederschlag, als auch das
Filtrat aus dem Bromniederschlag gewöhnlich Spuren von Mangan enthält. Dieses
letztere Filtrat sollte man jedenfalls bis auf ungefähr 500cc eindampfen und wiederholt mit Brom und Ammoniak
auf Mangan prüfen.
Auch bei der jetzt beschriebenen Methode sollte man, wenn mehrere Analysen von einer
Probe gemacht werden, mit verschiedenen Mengen arbeiten. Die Resultate sind, bei
gewissenhafter Ausführung, durchaus befriedigend.
Neben obigem Verfahren bedienen sich auch manche Chemiker zur Fällung von Mangan des
Chlores oder des Schwefelammoniums. Beide Methoden sind indessen wenig
empfehlenswerth.
Schliesslich verdient noch erwähnt zu werden, dass einzelne Eisenerze ganz bedeutende
Mengen Zink enthalten, weshalb die Wiederauflösung des abgewogenen
Manganoxyduloxydes und darauf folgende Prüfung auf Zinkoxyd nie versäumt werden
sollte, wenn es sich um unbekannte Erze handelt.
3) Bestimmung des Eisens. Nach allen bis jetzt gemachten
Erfahrungen verdienen die volumetrischen Eisenbestimmungen vor den Bestimmungen
durch Gewicht den Vorzug. Bei der Ermittlung des Eisens durch Anwendung von
titrirten Lösungen bedient man sich in England mehr des doppeltchromsauren, auf dem
Continent vorwiegend des übermangansauren Kalis. Schon, durch den Umstand, dass man
bei letzterem das Eisenerz in Schwefelsäure lösen muss, verdient das
doppeltchromsaure Kali den Vorzug. Bei der Bestimmung des Eisens durch
Gewichtsanalyse erhält man stets hohe Resultate. Nimmt man zum z.B. ein bestimmtes
Gewicht reinen Eisendrahtes, löst denselben auf, fällt und wiegt ihn als Eisenoxyd,
löst dann das Eisenoxyd wieder in Salzsäure und reducirt es, so findet man fast
immer mehr Eisen wieder, als verbraucht worden war. In nachstehender Tabelle sind
die nach beiden Methoden angestellten Eisenbestimmungen von 57 verschiedenen Proben
Stahlschienen enthalten, aus welchen unzweifelhaft hervorgeht, dass die
gewichtsanalytischen Eisenbestimmungen zu hoch sind.
Proc. Eisen, gewogenals Eisenoxyd,
nachAbzug von Kieselsäureund Phosphorsäure
Proc. Eisen, massana-lytisch bestimmt
durchdoppeltchromsauresKali
Gesammtprocentgehaltnach
derGewichtsanalyse
99,585
99,834
99,606
99,756
100,805
100,560
99,468
99,659
99,408
99,512
100,311
100,594
99,847
99,320
99,637
99,400
100,422
100,624
99,267
99,210
99,249
99,247
100,488
100,541
99,176
99,313
99,223
99,356
100,425
100,566
99,752
99,570
99,632
99,480
100,489
100,636
99,895
99,399
99,475
99,392
100,200
100,674
99,451
99,705
99,518
99,506
100,460
100,856
99,535
99,113
99,282
99,241
100,443
100,842
99,297
98,792
99,056
98,825
100,468
100,569
99,370
98,992
99,344
98,952
100,655
100642
99,201
98,429
99,057
98,624
100,649
100,331
Proc. Eisen, gewogenals Eisenoxyd,
nachAbzug von Kieselsäureund Phosphorsaure
Proc. Eisen, massana-lytisch bestimmt
durchdoppeltchromsauresKali
Gesammtprocentgehaltnach
derGewichtsanalyse
99,164
98,907
98,799
98,554
100,490
100,294
99,589
99,582
99,667
99,280
100,589
100,449
99,945
99,022
99,905
99,146
100,735
100,488
100,008
99,527
99,817
99,699
100,669
100,554
100,100
99,403
99,718
99,043
100,523
100,338
99,531
98,882
99,462
98,782
100,658
100,425
99,719
99,080
99,827
99,219
100,299
100,645
99,617
99,142
99,697
98,964
100,598
100,450
99,249
99,334
99,250
99,199
100,573
100,536
99,516
99,414
99,475
99,271
100,638
100,495
99,529
99,270
99,625
99,058
100,504
100,332
99,637
99,094
99,259
99,036
100,439
100,338
99,682
98,627
99,587
98,779
100,539
100,390
98,896
99,187
98,905
99,030
100,771
100,366
99,711
99,030
99,620
98,981
100,417
100,458
WeicherStahl
100,259100,20799,84
100,291100,15499,891
100,674100,281100,285
Mittel
99,419
99,346
100,517
Mittlere Differenz
0,073.
Als reducirendes Mittel bei der Massanalyse empfiehlt sich schwefligsaures Natron,
welches absolut rein sein muss und deshalb zweckmässig im eigenen Laboratorium
dargestellt wird. Der Bürette gibt man am besten einen Inhalt von 100cc und stellt die Titerflüssigkeit so ein, dass
100cc derselben 0,5 bis 0g,6 Eisen entsprechen,