Titel: | Ueber Fortschritte in der Soda-Industrie. |
Fundstelle: | Band 261, Jahrgang 1886, S. 130 |
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Ueber Fortschritte in der Soda-Industrie.Vgl. Uebersicht 1885 257 110. 258 361. 1886 260 231.
Ueber Fortschritte in der Soda-Industrie.
Nach Scheurer-Kestner (Bulletin de la Société chimique, 1886 Bd. 45 S. 227) hat Cl. Perret in Lyon zuerst an Stelle des Schwefels Pyrite verbrannt, um die Schwefligsäure für die Herstellung von Schwefelsäure zu verwenden.Vgl. 1841 79 106. 80 465. 1850 116 322. 1853 129 113. 1859 154 * 181. 1862 164 * 449. 1863 167 448. 1865 175 166. Er verbrannte den Kies in Muffelöfen (ebenso 1852 Usiglio in Alois), dessen Schwiegersohn J. Olivier dagegen in Stichöfen. Nach Mich. Perret (Annales de Chimie, 1867 Bd. 11 S. 479) wurde Feinkies in einem Plattenofen geröstet, dessen untere Abtheilung mit Stückkies beschickt wurde,
bis Juhel in der Maletra'schen Fabrik in Saint-Denis ausschlieſslich Feinkies im Plattenofen verwenden konnte. Neuerdings verwendet Perret einen dem Gerstenhöfer'schen ähnlichen Prismenofen.
Eine Schwefelsäurefabrik, deren Gloverthurm mit gesprengten Quarzsteinen ausgesetzt war, gab nach H. Bornträger (Chemische Industrie, 1886 S. 108) in Folge des mangelhaften Zuges sehr ungünstige Ausbeuten. Seiner Ansicht nach sollte die Kieshöhe auf dem
Roste für Grobkies aus der Grube Sicilia in Meggen mindestens 70cm betragen. Hinter dem Ofen befindet sich eine kurze gemauerte Zunge zur Absonderung des Zinkoxydes und dann ein kurzer Kanal
von 1m Durchmesser bis zum Gloverthurme. Quarzsteine sind zur Thurmfüllung nicht zu empfehlen, da sie leicht zersprengt werden.
Auf den mit geeigneten Ziegeln ausgesetzten Gloverthurm lasse man mit der Nitrose und Säure aus der zweiten Kammer auch das
Wasser der Dampfleitung laufen und dann die Gase durch einen Kanal von mindestens 70cm in die Kammer treten. Beim Austritte aus der Kammer empfiehlt es sich sehr, das Gasgemenge der Stickstoffverbindungen nicht
durch einen, sondern durch 3 bis 4 Gay-Lussac-Thürme streichen zu lassen, welche mit bis auf 5° abgekühlter 62°-Schwefelsäure
gespeist werden. (Vgl. Bornträger 1885 258 422. Herreshoff * S. 75 d. Bd.)
Aus den Rohsodalaugen der Chemischen Fabrik Hermannia zu Schönebeck hatten sich Krystalle gebildet, welche nach C. Rammelsberg (daselbst S. 110) folgende Zusammensetzung hatten:
I
II
III
Kohlensäure
22,75
21,50
23,04
Kieselsäure
14,99
15,00
15,70
Thonerde
7,38
8,03
7,63
Kalk
13,28
12,41
12,56
Natron
22,37
21,66
20,87
Wasser
19,23
21,40
20,20
––––––
––––––
––––––
100,00
100,00
100,00.
III berechnet für die Formel Na18Ca6Al2 (Si,C)21O63 + 30aq.
Es ist mithin eine Verbindung der allereinfachsten Art, da sie aus normalen Silicaten und Carbonaten besteht, d.h. solchen, die sich auf
R2CO3 und R2SiO3 zurückführen lassen. Die Krystalle sind zweigliedrig (rhombisch), mit dem Achsenverhältnisse a : b : c = 0,5295 : 1 : 1,73 und von dem Hauptoktaeder gebildet, dessen schärfere Endkanten abgestumpft sind und welches durch Vorherrschen
der Endfläche oft tafelartig erscheint. Die früheren Mittheilungen (vgl. 1884 254 90), nach denen diese Krystalle lediglich die Bestandtheile des Gay-Lussit enthalten sollten, mit einer geringen Menge Wasser verbunden, müssen auf ein Gemenge beider Stoffe bezogen werden und sind
Kieselsäure und Thonerde nicht, wie damals angenommen, als Beimengungen zu betrachten.
Nach C. Reidemeister (daselbst S. 111) fanden sich die Silico-Carbonat-Krystalle sowohl aus carbonisirten, als aus nicht carbonisirten Sodalaugen abgesetzt; das Vorkommen aus Rohsodalauge wurde dadurch
noch bemerkenswerther, daſs sich auf diesen rhombischen Silico-Carbonat-Krystallen, welche in den Klärgefäſsen für Rohsodalaugen
entstanden, in denen früher nur Gay-Lussit-Krystalle beobachtet worden waren, vereinzelte zwei- und eingliedrige Gay-Lussit-Krystalle
zeigten. Ebenso zeigten sich an den Seitenwänden einer Vorwärmepfanne für Rohsodalauge die rhombischen Silico-Carbonat-Krystalle
und auf diesen die zwei- und eingliedrigen Gay-Lussit-Krystalle. Die Entstehung beider Arten von Krystallen wurde also sowohl
aus Rohsodalauge, als auch aus carbonisirter Lauge beobachtet; die geringste Concentration der Lauge, bei welcher beide Arten
auftraten, war 20° B. Die Gay-Lussit-Krystalle haben sich besonders an solchen Stellen abgeschieden, an welchen eine Abkühlung
stattfand, die Silico-Carbonat-Krystalle besonders schön an solchen Stellen, an welchen eine langsame Verdampfung der Lauge
stattfand.
G. Lunge (daselbst S. 47) untersuchte die Einwirkung von Alkalien, Säuren und Salzen auf Metalle. Zur Prüfung der Einwirkung von Schwefelsäure auf Guſseisen wurden kleine Eisencylinder von je 7qc,85 Oberfläche mit der Säure in mit Kautschukventil versehenen Kölbchen eine Stunde lang erwärmt. Der Gewichtsverlust betrug
im Mittel für 8 verschiedene Guſseisensorten:
In
reiner
Säure
von
66°
B.
bei
20°
0,021 Proc.
„
100
0,095
„
295
0,113
„
„
„
von
60°
B.
bei
20
0,018
„
100
0,149
„
200
2,096
„
„
„
von
50°
B.
bei
20
0,026
„
100
0,300
„
147
1,564
In
Handelssäure
von
66°
B.
bei
100
0,085
„
295
0,143
„
„
von
60°
B.
bei
200
2,229
„
„
von
50°
B.
bei
147
1,533
Bei gewöhnlicher Temperatur und Luftabschluſs ist somit die Einwirkung nur unbedeutend. Bei höheren Temperaturen wirken namentlich die schwächeren Säuren sehr stark ein. Die Unterschiede der einzelnen
Eisenmischungen verschwinden gegenüber der 66°-Säure in allen Fällen und gegenüber
den schwächeren Säuren bei 20° und 100°. Dagegen zeigt es sich beim Siedepunkte der
schwächeren Säuren deutlich, daſs Holzkohlenroheisen und Hartguſs recht merklich
weniger als alle übrigen Sorten angegriffen werden. Ein Unterschied zwischen heiſsem
und kaltem Eisengusse ist dabei nicht zu bemerken. Am stärksten wurde schottisches
Roheisen angegriffen.
Von der Chemischen Fabrik Griesheim gelieferte Schwefelsäure mit etwa 99,8 Proc. H2SO4 bewirkte für je 1qdm Metalloberfläche folgende Gewichtsverluste:
Metall
6 Tase bei 20°
2 Stunden bei 100°
Guſseisen
0,062g
0,105g
Schmiedeisen
0,056
0,095
Kupfer
1,115
sehr stark
Blei
1,790
1,847
Bei Luftabschluſs ist die Wirkung auf Eisen also gering, sehr stark dagegen auf
Kupfer und Blei.
Entsprechende Versuche mit gesättigter Chlornatriumlösung ergaben folgende Gewichtsverluste:
Metall
Verlust in Proc.
Verlust in g auf 1 qdm
8 Tage bei 20°
2 Stunden bei 100°
8 Tage bei 20°
2 Stunden bei 100°
Guſseisen
0,021
0,008
0,033
0,011
Schmiedeisen
0,050
0,019
0,016
0,006
Kupfer
0,015
0,008
0,006
0,004
Blei
0,019
0,029
0,010
0,015
Der Angriff ist in allen Fällen gering, doch ganz merklich, besonders bei Guſseisen
und in höherer Temperatur bei Blei, während sonst die 2 stündige Erwärmung auf 100°
nicht weniger Wirkung als das längere Stehen in der Kälte zeigt. Stärkere Einwirkung
übt Chlorammoniumlösung aus, wie folgende Versuche
ergaben:
Metall
Verlust in Proc.
Verlust in g auf 1 qdm
8 Tage bei 20°
2 Stunden bei 100°
8 Tage bei 20°
2 Stunden bei 100°
Guſseisen
0,046
0,049
0,067
0,072
Schmiedeisen
0,165
0,213
0,054
0,068
Kupfer
0,690
0,031
0,303
0,013
Blei
0,282
0,095
0,142
0,050
Es wurden nun Natronlaugen untersucht, welche 102,5, 205
bezieh. 510g NaOH in 1l enthielten, ferner für Eisen eine Schwefelnatriumlösung von 4g,4 Na2S bezieh.
3g,35 für die Versuche mit Kupfer und Blei,
sowie eine Lösung von 100g Natriumsulfat in 1l. Dabei zeigte sich nach der Einwirkung von
Natronlauge die Eisenoberfläche stets ganz blank und eine Ausscheidung von
Eisenhydroxyd fand nicht statt. Bei Natriumsulfatlösung war die Eisenoberfläche
oxydirt, bei Schwefelnatrium wurde sie schwarz (jedenfalls von FeS) und auf dem
Guſseisen zeigten sich schwarze glänzende Kryställchen (wohl Graphit). Der
Gewichtsverlust zeigt also hier durchaus nicht den ganzen Betrag des Angriffes und
wurde daher zur besseren Einsicht in den Vorgang das in Lösung gegangene Eisen
analytisch bestimmt, was freilich das anhaftende FeS auch noch nicht berücksichtigen
kann. Auch bei Kupfer und Blei zeigte sich nach Einwirkung des Schwefelnatriums die
Oberfläche des Metalles mit Schwefelmetall bedeckt. Der Gewichtsverlust der Metalle
betrug für je 1qdm Oberfläche in Gramm:
Metall
102,5 g NaOH
205 g NaOH
510 g NaOH
4,4 bez. 3,35 g
100 g Na2SO4
7 Tagebei 20°
2 St.bei 100°
7 Tagebei 20°
2 St.bei 100°
7 Tagebei 20°
2 St.bei 100°
7 Tagebei 20°
2 St.bei 100°
7 Tagebei 20°
2 St.bei 100°
Guſseisen
0,0006
0,0006
0,0006
0,0032
0,0025
0,0178
0,971
0,784
0,0101
0,0318
Schmiedeisen
0,0077
0,0006
0,0090
0,0025
0,0080
0,0038
0,371
0,227
0,0515
0,0028
Kupfer
0,0024
0,0192
0,0189
0,0159
0,0172
0,0172
0,06217
–
0,0059
0,0012
Blei
0,2957
0,1489
0,0560
0,0375
0,0304
0,0333
0,0082
0,0170
0,0076
0,0058
Hiernach wirkt Aetznatron auf Eisen bei 15° und 100°
wenig ein, mehr auf Kupfer und Blei, welches dagegen von Schwefelnatrium fast gar
nicht angegriffen wird.
W. Venator (Chemikerzeitung, 1886 S. 319) prüfte das Verhallen der
Metalle gegen Natronlauge. Eine starke Einwirkung der Lauge findet statt
auf Eisen, Stahl und Blei, während Messing, Phosphorbronze, Nickel und die
Legirungen von Kupfer, Zinn, Zink, Blei und Nickel wenig oder gar nicht angegriffen
werden. Kupfer wird so wenig angegriffen, daſs Honigmann seine Natron-Dampfkessel, soweit sie mit Natron in Berührung
kommen, aus Kupfer herstellt. Bemerkenswerth ist, daſs ein Theil des Eisens bei der
Behandlung mit Natronlauge als Oxydul in Lösung geht und durch Verdünnen mit Wasser
als Oxyd ausgeschieden wird. Die smaragdgrüne Lösung hält sich jedoch wochenlang an
der Luft, ohne daſs eine Oxydation eintritt. Erhöht man aber die Concentration der
Lösung durch Eindampfen, so scheidet sich das Eisen nach und nach als Oxydhydrat
aus. Aus diesem Grunde zeigt auch das schmelzende Aetznatron nach der Einwirkung auf
Eisen niemals die grüne Farbe, sondern ist braun von ausgeschiedenem Eisenoxyd.
Die Nebenbestandtheile des Eisens gehen zum Theile in die Lauge über; so konnte man
die Anwesenheit von Phosphor bezieh. Phosphorsäure in der Lauge nachweisen. Das
Mangan scheidet sich als Manganoxyd ab; ein Theil wird vielleicht zu Mangansäure
oxydirt. Der Kohlenstoff wird zum gröſsten Theile oxydirt.
Sämmtliche Eisenstücke entwickelten Wasserstoff, was besonders deutlich bei ganz
dünnen Stahlblechen zu beobachten war. Bei einigen Versuchen mit Guſseisen war
dasselbe nach der Einwirkung mit einer schwarzen, sammetglänzenden Haut bedeckt,
deren Analyse jedoch, der geringen Menge wegen, unausführbar war. Dieselbe scheint
aus Graphit zu bestehen. Bei Messing erstreckt sich die Einwirkung fast nur auf das
Zink und Blei. Das Zink wird aufgelöst und es bleibt eine kupferne Oberfläche
zurück, so daſs eine der Lauge ausgesetzte Messingplatte nach der Einwirkung das
Aussehen einer Kupferplatte erhält. Die erste Einwirkung auf das Messing ist die
stärkste; allmählich läſst dieselbe mehr und mehr nach. Die Gröſse der Einwirkung
richtet sich nach dem
Gehalte des Messings an Zink. So hat auch Honigmann
durch Versuche im Groſsen bestätigt, daſs Messing mit hohem Kupfergehalte (etwa 80
Proc.) fast gar nicht angegriffen wird. (Vgl. Honigmann
1885 256 2. 257 211.)
Natriumbicarbonat enthält nach E. Mylius (Pharmaceulische Centralhalle, 1886 S. 268) häufig Arsen und
namentlich Natriumthiosulfat. In Folge dessen schmeckt damit hergestelltes Brausewasser nach Schwefelwasserstoff. Zur Nachweisung dieser Verunreinigung übersättigt man mit
verdünnter Schwefelsäure, setzt von Arsen freies Zink hinzu und prüft mit Bleipapier
auf Schwefelwasserstoff.
Die Arsenprobe der Pharmacopöe soll so ausgeführt
werden, daſs der zu untersuchenden Flüssigkeit in einem Probeglase Jodlösung bis zur
Gelbfärbung zugesetzt wird (damit Sulfite in Sulfate verwandelt und dadurch
verhindert werden, durch Schwefelwasserstoffbildung einen Irrthum hervorzurufen) und
daſs man diese oxydirte Lösung zur Wasserstoffentwickelung mittels Säure und Zink
bringt. Entsteht nun auf dem gleichzeitig über das Probeglas gedeckten, mit
Silbernitratlösung betupften Papiere eine Schwarzfärbung des Silbernitrates, so wird
angenommen, Arsen Wasserstoff habe diese Schwärzung bewirkt. Allein dies kann trotz
Jodzusatzes doch auch Schwefelwasserstoff bewirkt haben, wenn Thiosulfat vorhanden
war. Denn wenn auch Sulfite durch Jod zu Sulfaten oxydirt werden, so bildet sich aus
der Thioschwefelsäure doch unter denselben Umständen nur Tetrathionsäure; diese aber
wird durch Zink und Säure sogleich wieder in Thioschwefelsäure und letztere zu
Schwefelwasserstoff reducirt, welcher dann eine Schwärzung des Silbernitrates
bewirken muſs, auch wenn Arsen nicht vorhanden war. Will man diesen Zweifel
vermeiden, dann muſs man an Stelle der Jodlösung zur Oxydation Kaliumpermanganat
anwenden, wodurch Thioschwefelsäure oxydirt wird.
R. Kissling (Chemische
Industrie, 1886 S. 137) prüfte den Einfluſs des
Arsengehaltes auf das Volumengewicht der gewöhnlichen Schwefelsäure. Das
Volumengewicht wurde bei 15° bestimmt, auf Wasser von 4° und den luftleeren Raum
berechnet. Schwefelsäuren aus zwei Fabriken gaben folgende Zahlen:
Vol.-Gew. bei15°
Gehalt anH2SO4Proc.
Gehalt anAS2O3Proc.
Vol.-Gew. bei15°
Gehalt anH2SO4Proc.
Gehalt anAS2O3Proc.
1,8377
–
0,137
1,8367
93,82
0,024
1,8387
–
0,137
1,8372
93,67
0,035
1,8393
92,87
0,192
1,8373
93,72
0,028
1,8409
93,28
0,258
1,8384
93,72
0,037
1,8412
94,25
0,219
1,8386
93,96
0,037
1,8413
93,60
0,254
1,8388
94,04
0,039
1,8414
93,93
0,231
1,8415
93,77
0,231
Verglichen mit den von Lunge und
Naef (1883 248 91) für
reine Säure gefundenen
Zahlen ergaben sich bei Annahme eines Volumengewichtes von 3,7 für Arsenigsäure noch
kleinere Werthe, als gefunden wurden.
Eine Säure von 1,841 sp. G. löste 0,019 bis 0,022 Proc. schwefelsaures Blei, so daſs
auch ein Bleigehalt einen Einfluſs auf die vierte Decimale ausüben wird.
Zur Gewinnung von Schwefel aus gebrauchter
Gasreinigungsmasse u. dgl. wird dieselbe nach J.
Robinson in Widnes (Englisches Patent 1885 Nr. 497) mit Sodarückstand und den sogen. gelben Laugen des Mond'schen Verfahrens gemischt und erwärmt. Ist die
Lösung mit Schwefel gesättigt, so wird durch Zusatz überblasener Lauge oder durch
Lufteinblasen so weit oxydirt, daſs bei der folgenden Fällung mit Salzsäure weder
Schwefelwasserstoff, noch Schwefligsäure entweicht. Enthalten die fraglichen Massen
Arsen, so wird dieser durch vorherige Behandlung mit wenig gelber Lauge ausgezogen.
Arsen kann auch dadurch beseitigt werden, daſs die Laugen unvollständig mit
Salzsäure zersetzt werden, so daſs Arsen in Lösung bleibt.
Nach F. S. Newhall in Washington (Englisches Patent 1885
Nr. 3933) werden die mit Wasser angerührten frischen Sodarückstände mit Schwefelwasserstoff behandelt, die erhaltenen Laugen
mit einem Gemische von Calcium- und Magnesiumchlorid. Der entweichende
Schwefelwasserstoff soll in entsprechender Weise verwerthet werden, während die in
der Lauge schwebende Magnesia zur Herstellung basischer
Steine dienen soll.