Titel: | Erster Bericht über den V. Internationalen Kongress für angewandte Chemie. |
Autor: | Gustav Rauter |
Fundstelle: | Band 318, Jahrgang 1903, S. 414 |
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Erster Bericht über den V. Internationalen
Kongress für angewandte Chemie.
(Fortsetzung von S. 400 d. Bd.)
Erster Bericht über den V. Internationalen Kongress für angewandte
Chemie.
Chemische Industrie der anorganischen Produkte.
Sektion II.
Von weiteren Vorträgen in Sektion II ist zunächst derjenige von C. Weigelt aus Berlin: „Beiträge zur chemischen Selbstreinigung der Gewässer“ zu
erwähnen. Der Vortragende wies darauf hin, dass vielfach bei Berechnungen über eine
etwa eintretende Schädlichkeit von Abwässern ein Verfahren üblich sei, wobei man die
ganze verfügbare Wassermenge des Flusslaufes einfach durch die Menge des Abwassers
dividiere und so die sich ergebende Verdünnung des letzteren berechnet zu haben
glaube. In Wirklichkeit trete jedoch eine derartige Vermischung von Flusswasser und
Abwasser oft erst viele Kilometer unterhalb der Einlaufsstelle des letzteren ein,
während bis dahin Strömungen von ganz verschiedener Beschaffenheit im Flussbett
nebeneinander herliefen. Die in das Flusswasser gelangenden Abwässer bildeten in
Wirklichkeit zunächst einen Halbkegel, dessen Halbmesser in seinem grössten
Querschnitte von der Tiefe des Wassers abhänge, während seine Länge durch die
Stromgeschwindigkeit gegeben sei, sodass er also bei grosser Stromgeschwindigkeit
sich stark verlängere. Von da ab bildet die so eingetretene Mischung von Flusswasser
und Abwasser einen Halbzylinder, der sich nur recht langsam mit dem übrigen Wasser
vermische. Die günstigsten Bedingungen zur Bildung eines möglichst grossen
derartigen Mischungsquerschnittes seien gegeben, wenn man die Abwässer in der Mitte des Stromlaufesdiesem zuführe. Eine hohe
Konzentration der Abwässer wirke verzögernd auf die Durchmischung ein.
Abwässer, die anorganische Produkte, insbesondere Säuren gelöst enthielten, könnten
durch entsprechende Verdünnung gänzlich unschädlich werden. Zunächst komme hier die
Säurebindungsfähigkeit der Flusswässer in Betracht, die von deren Gehalt an Kalk und
Magnesia abhänge und nicht zu unterschätzen sei. Diese sei so gross, dass z.B. der
Rhein bei Köln, gleichmässige Verteilung der Abwässer in ihm vorausgesetzt, mehr als
die ganze Schwefelsäureproduktion Europas ohne schädliche Wirkung in sich aufnehmen
könne.
Auch die Spree sei imstande, unter diesen, allerdings praktisch nicht zu
verwirklichenden Bedingungen 40000 kg Schwefelsäureanhydrid am Tage aufzunehmen,
ohne sauer zu werden. Tatsächlich könne die Spree indessen bei Einführung des
Abwassers in die Mitte des Flusslaufes 3000 kg Schwefelsäureanhydrid täglich
bewältigen.
Ueber die alkalischen Abwässer seien Untersuchungen noch im Gange. In bezug auf
Salzlösungen hat sich der Vortragende namentlich mit dem Einflüsse von Eisensalzen
beschäftigt, und zwar ausgehend von der Tatsache, dass ein Werk am Rhein täglich Abwässer in diesen entlasse, die 80000 kg
Eisenvitriol oder 16000 kg Eisen enthielten. Auch diese bedeutende Menge von Eisen
werde von dem Wasser mit Leichtigkeit bewältigt, indem die säurebindende Kraft des
Wassers im Verein mit dem darin enthaltenen Luftsauerstoff das Eisen alsbald
ausfälle.
Das Verhalten der Fische gegen die Einlaufsstellen solcher Lösungen sei
derart, dass auch hier eine Gefahr ausgeschlossen sei, da die Tiere diese Stellen zu
meiden pflegen.
Auf die biologische Seite der Selbstreinigung ging der Redner nicht ein, da es ihm
nur darum zu tun war, nachzuweisen, dass gerade die Abwässer chemischer Fabriken
weit weniger schädlich seien, als man annehme, und in den meisten Fällen sogar als
ganz unschädlich bezeichnet werden könnten.
Es folgte dann ein Vortrag von F. Fischer aus Göttingen:
„Ueber Wasserreinigungsanlagen“. Der
Vortragende wies darauf hin, dass man Wasser nur dann und insoweit reinigen müsse,
wenn reines Wasser wirklich nötig sei, und die darin enthaltenen Bestandteile dem
Gebrauchszwecke des Wassers entgegenständen. Von dieser Grundforderung aus seien die
Vorschläge und Anlagen zur Wasserreinigung zu beurteilen. Die Vorarbeiten hierzu
hätten sich auf einer möglichst genauen Analyse des betreffenden Wassers aufzubauen,
die viel schwieriger sei, als man denke, und nur von einem wirklichen Fachmann
ausgeführt werden dürfe. Namentlich gelte dies von der Grundlage der ganzen
Untersuchung, nämlich von der Entnahme einer richtigen Durchschnittsprobe, zu
welchem Zwecke man am besten 24 Stunden lang alle 5 Minuten eine Probe des
betreffenden Wassers entnehme. Anderenfalls erhalte man stets falsche und meistens
viel zu hohe Ergebnisse, da man vereinzelte Proben
meist gerade zu einer Zeit entnehme, wo das Wasser besonders unrein sei. Die früher
als allein massgebend betrachtete Bakterienzahl sei glücklicherweise bei der
Beurteilung des Wassers selbst in medizinischen Kreisen wieder etwas in Misskredit
gekommen.
Der Redner ging dann kurz auf die Besprechung einzelner Anlagen zur Wasserreinigung
ein und bemerkte, dass das Filtrieren von Wasser nur ein Notbehelf sei, dass dagegen
unter Umständen blosses Absitzenlassen oft gute Dienste tue. Für die Technik komme
einmal die Enteisenung, sodann die Befreiung von Kesselstein bildenden Stoffen in
Betracht. In erster Hinsicht sei eine Durchmischung des Wassers mit Luft zu
empfehlen, wobei diese das darin enthaltene Eisen oxydiert und ausfällt. Neuerdings
werde mitunter auch Zinnoxyd als Reinigungsmittel empfohlen, das auf Hobelspähne
fein verteilt werden solle; jedoch scheint dies nur sehr wenig Eisen bewältigen zu
können. Gegen Kesselstein sei wohl noch immer Soda das am besten geeignete Mittel.
Mit der grossen Zahl zur Reinigung von städtischen Abwässern empfohlener Chemikalien
habe man im allgemeinen noch keine günstigen Erfahrungen gemacht; sogar Ozon könne
nur einen Teil der in dem Wasser enthaltenen Keime vernichten.
Sehr interessant waren die Mitteilungen W. C. Heraeus
aus Hanau: „Ueber Quarzglas“. Bekanntlich
besitzt der Quarz ausserordentlich schätzenswerte Eigenschaften in bezug auf
Unangreifbarkeit und Lichtdurchlässigkeit, sodass es nahe lag, geschmolzenen Quarz
zu Glasgefässen zu verarbeiten. Jedoch scheiterten diese Versuche bisher an
folgenden zwei Umständen. Erstens liegt der Schmelzpunkt des Quarzes
ausserordentlich hoch, nämlich bei 1850° C., also höher als Platinschmelzhitze, die
bei 1670° C. liegt; zweitens ändert der Quarz beim Erhitzen seine Eigenschaften
nicht stetig, sondern macht bei 570° C. eine
vollständige molekulare Umwandlung durch, wobei er in Stücke zerspringt. Quarz zu
schmelzen wurde erst möglich, nachdem es dem Vortragenden gelungen war,
Schmelzgefässe aus Iridium herzustellen, welches Metall erst bei 2450° schmilzt. In
solchen Gefässen wird mittels eines Knallgasgebläses eine Temperatur von etwa 2000°
C. aufrecht erhalten; bei 1700° C. wird der Quarz glasig. Das Verarbeiten des
geschmolzenen Quarzes ist ausserordentlich schwierig und stellt sehr grosse
Anforderungen an die Lungenkräfte des Glasbläsers.
Auch wird das Arbeiten dadurch erschwert, dass sich bei der hohen Temperatur die mit
dem Glas in Berührung kommende atmosphärische Luft zum Teil unter Bildung von
Untersalpetersäure aus Sauerstoff und Stickstoff zersetzt, sodass die fertigen
Gefässe in ihrem Innern stets derartiges Gas enthalten. Es ist unter diesen
Umständen nicht zu verwundern, wenn, zumal auch der Verbrauch an Sauerstoff für das
Gebläse sehr gross ist, sich fertige Gefässe aus Quarzglas auf etwa 1 M. das Gramm
gestellen, während komplizierte Apparate noch teurer werden.
Die Oberfläche des Glases ist wellig; im Innern enthältes zahlreiche Blasen, was
daher rührt, dass es in verhältnismässig sehr dickflüssigem Zustande verarbeitet
werden muss. Diese Umstände schaden seiner Gebrauchsfähigkeit indessen nichts,
vielmehr sind die Vorteile des Quarzglases für manche Zwecke ausserordentlich gross.
Man kann in Tiegeln aus diesem Material Gold und Silber destillieren und hierbei
sogar beide Metalle voneinander trennen. Auch ist es möglich, alle in dem Tiegel vor
sich gehenden Erscheinungen fortwährend zu beobachten. Ferner sind die Quarzgläser
gegen Temperaturschwankungen ausserordentlich unempfindlich, was daher rührt, dass
das Material einen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der nur etwa dem 17. Teil
desjenigen des Platins gleich ist. Man kann glühende Gläser ohne weiteres in Wasser
tauchen, ohne dass sie Schaden erleiden. Drähte aus Iridium lassen sich in
Quarzgläser einschmelzen, und können in Vakuumröhren aus diesem Material zum
Hervorrufen der verschiedensten elektrischen und optischen Erscheinungen benutzt
werden. Da das Quarzglas auch das ultraviolette Licht gut durchlässt, was beim
gewöhnlichen Glas nicht der Fall ist, so kann man mit seiner Hilfe auch dessen
Eigenschaften genauer studieren. Auch zu Thermometern dürfte sich Quarzglas sehr gut
eignen, da zu vermuten ist, dass bei seiner grossen Widerstandsfähigkeit gegen
Temperaturschwankungen die sogenannte Depression des Nullpunktes hier kaum eintreten
wird. Versuche in dieser Beziehung scheinen dies zu bestätigen; doch wird natürlich
für ein abschliessendes Urteil eine längere Erfahrung nötig sein.
An diesen Vortrag schloss sich derjenige von W. Hempel
aus Dresden an: „Ueber Schmelzpunktbestimmungen bei
höheren Temperaturen“. Der Vortragende hat eine Methode
ausgearbeitet, die selbst mit verhältnismässig einfachen Mitteln es gestattet,
Schmelzöfen für sehr hohe Temperaturen in Betrieb zu halten, sowie die darin
herrschenden Temperaturen zu messen und diese Messungen namentlich zur Bestimmung
von Schmelzpunkten zu benutzen. Bei der Konstruktion seines Ofens, der ein
elektrischer Widerstandsofen ist, lag es ihm wesentlich daran, mit geringer
Stromstärke auszukommen, um die Oefen an jede elektrische Leitung anschliessen zu
können. Er schaltet zu diesem Zweck eine Reihe dünner Kohlenstifte hintereinander
und ordnet diese so an, dass sie ein Gestell bilden, in das man den zu erhitzenden
Körper, z.B. einen Tiegel, einsetzen kann. Unter gewöhnlichen Umständen würden nun
die Kohlenstäbe bald verbrennen. Dem wird vorgebeugt, indem man sie mit einem Mantel
umgibt, der seinem wesentlichen Teile nach aus einem Gemisch von Kieselgur und
Kohlenpulver besteht. Die durch diesen Mantel eindringende Luft wird sich hierbei
langsam erwärmen und schliesslich sich in Berührung mit dem Kohlenpulver mit
Kohlenstoff sättigen, sodass sie die Kohlenstäbe nicht verbrennen kann. Beim Beginne
des Versuches wird ferner die Luft aus dem Innern des Apparates durch Leuchtgas
verdrängt. Ausserdem dient der Mantel dazu, die Hitze zusammenzuhalten, sodass der
Verbrauch an Strom möglichst gering ist. Leider kann man mit dieser Konstruktion nur
auf 1650° C. kommen, da bei höheren Temperaturen die Luft dermassen leitend wird,
dass sich ein Lichtbogen bildet. Da bekannt ist, dass unter Druck stehende Luft den
Strom nicht mehr leitet, so versuchte der Vortragende, höhere Temperaturen zu
erzielen, indem er das Innere des Ofens unter 5 Atm. Druck brachte. Jedoch zeigte es
sich, dass bei der hohen Temperatur von 1650° C. auch so stark verdichtete Luft den
Strom ebenso gut leitet, wie wenn sie unter gewöhnlichem Druck stände.
Für die Schmelzpunktbestimmung schwer schmelzbarer Körper hat Hempel seinen Apparat daher etwas anders eingerichtet, sodass er auch
höhere Temperaturen zu erreichen gestattet. Hierbei befindet sich der zu schmelzende
Körper zwischen zwei Kohlenstiften in der Mitte des Ofens, der nach oben und unten
durchbohrt ist. Durch die obere Durchbohrung ist ein Kohlenstift durchgesteckt, der
auf dem zu schmelzenden Körper aufruht und im Augenblicke des Schmelzens
herunterfällt. Hierdurch wird eine Klingel in Tätigkeit gesetzt, die dem Beobachter
anzeigt, dass die Temperatur beobachtet werden müsse. Zu letzterem Zweck ist
gegenüber der unteren Oeffnung ein Spiegel angebracht, der das von hier ausströmende
Licht zu einem optischen Pyrometer führt. Da die käuflichen Apparate dieser Art sehr
teuer sind, so hat der Vortragende selbst ein solches konstruiert, das sich als eine
Abänderung des Bunsenschen Fettfleckphotometers darstellt. Als
Vergleichslampe dient nicht eine solche mit Amylacetat, sondern ein gewöhnlicher
Gasschnittbrenner, dessen Grösse nicht reguliert zu werden braucht, da die
Lichtmenge durch Einstellung eines Spaltes vor dem Brenner geregelt wird. Um die
Lichtausstrahlung des auf seine Schmelztemperatur zu prüfenden Körpers stets
gleichmässig zu halten, wird dieser an seiner Unterseite geschwärzt. Die erhaltenen
Werte dürften etwas zu niedrig sein, da der unter dem Apparat angebrachte Spiegel
etwas Licht verschluckt; man fand so den Schmelzpunkt von Magnesia bei 2250°, von
Kalk zu 19000, von Tonerde zu 1880°, von Knochenasche zu 1470°. Eine besonders
schwer schmelzbare Sorte von Meissner j Porzellan zeigte einen Erweichungspunkt von
1850°, während dieser für gewöhnliches Berliner Porzellan bei 1550° lag. Die an
diesen Zahlen vorzunehmende Korrektur dürfte einen Wert von höchstens + 10 v. H.
haben; mit der genauen Ermittlung dieser Grösse ist der Vortragende noch
beschäftigt.
Bei dem. zur Schmelzpunktbestimmung dienenden Ofen wurde die Isolierung nicht durch
eine Schicht von Kieselgur und Kohle, sondern durch einen Block aus Rügener Kreide
bewirkt. Indem diese Kreide sich in der Nähe des Ofenherdes teilweise in Kalk und
Kohlensäure zersetzt, absorbiert sie einen Teil der Ofenwärme und wirkt hierdurch
kühlend.
Die Anwendungsfähigkeit des Ofens wird sehr vielseitig sein und die Schmelzpunkte und
Erweichungspunkte einer sehr grossen Anzahl von Körpern festzustellen erlauben, bei
denen man bisher auf mehr oder weniger ungenaue Schätzungen angewiesen war.
Analytische Chemie.
Sektion I.
Auch ein Vortrag aus Sektion I des Kongresses betraf einen Gegenstand, der für die
Leser von Dinglers Journal von Interesse ist, und über den wir aus dem Grunde zu
berichten in der Lage sind, weil er gedruckt vorlag. Es handelt sich um eine
Mitteilung von W. Fresenius aus Wiesbaden über den
Nachweis fremder Zumischungen im Portlandzement. Der Vortragende ging davon aus,
dass man ursprünglich alle aus künstlich hergestellten
Rohmaterialmischungen erbrannte Zemente „Portlandzement“, dagegen alle aus
natürlichen Mergeln erbrannte Zemente
„Romanzemente“ genannt habe. Indessen sei man bald dazu gekommen,
festzustellen, dass die hauptsächlichste Ursache der besseren Beschaffenheit des
Portlandzementes darin lag, dass er bis zur Sinterung
gebrannt war, sodass man diesen letzteren Punkt nunmehr der Unterscheidung der
Zemente zu Grunde legte und auch solche aus natürlich vorkommenden Mergeln
hergestellte Zemente als Portlandzement anerkannte, bei denen das Brennen bis zur
Sinterung gesteigert worden war. Ende der siebziger Jahre fingen dann Fabrikanten
an, zu Portlandzement Beimengungen zuzufügen, sodass es nötig wurde, den begriff
Portlandzement normengemäss festzulegen, worauf die Mischerzeugnisse bald wieder aus
dem Handel verschwanden. Wirklicher Portlandzement konnte auch gut durch die Analyse
unterschieden werden, da nur ein Produkt von ganz bestimmter polemischer
Zusammensetzung den Eigenschaften zu entsprechen imstande war, die man an
Portlandzement stellte. Diese Zusammensetzung schwankte zwischen folgenden
Grenzen:
Kalk (CaO)
59-65 v. H.
Kieselsäure (SiO2)
20-26 „ „
Tonerde und Eisenoxyd (FeO3)
7-14 „ „
Magnesia (MgO)
1-3 „ „
Alkalien (R2O)
0-3 „ „
Schwefelsäureanhydrid (SO3)
0-2 „ „
Die so beschaffenen Zemente konnten an Beimischungen höchstens 2 v. H. Gips
enthalten, der innerhalb dieses geringen Betrages zur Regelung der Dauer des
Abbindens als erlaubt anzusehen war.
Neuerdings sind nun Zemente erzeugt, die sich als Portlandzement mit einem
Zusatz von Hochofenschlacke erwiesen und „Eisen-Portlandzement“ benannt sind.
Bei ihnen hat sich herausgestellt, dass die chemische Analyse nicht genügte, um die
Zumischung zu erkennen, weil die Bestandteile der Hochofenschlacke und diejenigen
des Portlandzementes einander in ihren Mengenverhältnissen ausserordentlich nahe
standen.
Es sei nun durchaus erforderlich, eine Beimengung von Schlackenzement im
Zweifelsfalle als solche nachweisen zu können, wobei es ganz gleichgültig sei, ob
diese Zumischung den Zement in seinen Eigenschaften verbessere oder verschlechtere.
In jedem Falle müsse der Käufer genau wissen, was er
bekomme. Dies liege übrigens nicht nur im Interesse des Käufers sowie in demjenigen
der Portlandzement-Fabrikanten, sondern auch in demjenigen der Hersteller des
sogenannten Eisenportlandzementes selber.
Der Vortragende habe nun vor längerer Zeit festgestellt, dass dem Portlandzement
neben den oben angeführten Zahlen der chemischen Gesamtanalyse auch noch die durch
folgende Werte gekennzeichneten Eigenschaften eigentümlich seien:
1. Spezifisches Gewicht in ungeglühtem
Zustande mindestens
3,00
2. Spezifisches Gewicht im geglühten
Zustande mindestens
3,12
3. Glühverlust höchstens
3,4 v.H.
4. Alkalinität der Wasserlössung von 0,5 g Zement
nicht über ccm Normalsäure
7,2
5. Verbrauch an übermangansaurem Kali für 1 g Zement
nicht über
2,8 mg
6. Gehalt an Magnesia nicht über
3 v. H.
Man habe versucht, diese Zahlen auch zur Unterscheidung von Mischungen mit
Hochofenschlacke heranzuziehen und namentlich auf den Mehrverbrauch an
übermangansaurem Kali sein Augenmerk gerichtet. Man sei dabei von der Ansicht
ausgegangen, dass die Hochofenschlacke an reduzierenden Stoffen reicher sei als
Portlandzement, und deshalb mehr übermangansaures Kali zu binden im Stande sei.
Indessen habe es sich gezeigt, dass auch wirklicher Portlandzement höhere Zahlen als
die normalen zeige, wenn er im Drehrohrofen erbrannt sei, da hierbei der fast fertig
gesinterte Zement mit dem eben eintretenden verbrennenden Kohlenstaub
zusammentreffe, und hieraus reduzierende Bestandteile aufnehmen könne.
Besser zum Ziele führend schien dann ein Verfahren zur Bestimmung des in dem Zement
enthaltenen Sulfidschwefels zu sein, über welches der Verfasser sich nähere
Mitteilungen zu geben vorbehielt. Mit Hilfe dieses Verfahrens könnte festgestellt
werden, dass im gewöhnlichen Portlandzement höchstens 0,15 v. H. Sulfidschwefel
enthalten sei, während der Gehalt in mit Schlackenmehl gemischtem Zement bis etwa
0,8 v. H. steigen könne. Indessen könne ausnahmsweise auch aus Schlacken
hergestellter wirklicher Portlandzement einen höheren
Gehalt an Sulfidschwefel aufweisen.
Schliesslich wurde dann noch der Unterschied im spezifischen Gewicht der
verschiedenen Bestandteile eines Zementes herangezogen, indem man den Zement in
schweren Flüssigkeiten aufschwemmt und nötigenfalls zentrifugiert. Indessen sei auch
dieses Verfahren noch nicht vollkommen durchgebildet, wenngleich es sehr wertvolle
Anhaltspunkte gebe.
Der Redner fasste seine Ausführungen dahin zusammen, dass man zur Zeit noch nicht über ein unbedingt sicheres Mittel verfüge, um
Portlandzement von etwaigen Beimischungen quantitativ zu trennen, dass sich dagegen
wohl in allen Fällen erheblicher Zumischung von
Schlackenmehl konstatieren lasse, dass eine solche stattgefunden habe und dass das
Produkt demnach kein reiner Portlandzement sei.
Dr. Gustav
Rauter.