Titel: | Ueber die elektrochemischen Eigenschaften des Goldes, und deren technische Anwendung zur Trennung des Goldes von anderen Metallen, womit es aufgelöst ist, ferner zum Vergolden überhaupt etc.; von Hrn. Becquerel. |
Fundstelle: | Band 84, Jahrgang 1842, Nr. VI., S. 18 |
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VI.
Ueber die elektrochemischen Eigenschaften des
Goldes, und deren technische Anwendung zur Trennung des Goldes von anderen Metallen,
womit es aufgeloͤst ist, ferner zum Vergolden uͤberhaupt etc.; von Hrn.
Becquerel.
Aus den Comptes rendus 1842, 1er semest., No.
4.
Becquerel, über die elektrochemischen Eigenschaften des Goldes
etc.
Die Elektrochemie hat seit einigen Jahren solche Fortschritte gemacht, daß jezt eine
Menge auf die physikalisch-chemischen Wissenschaften bezügliche Fragen gelöst
werden können, deren Lösung mit den vor der gleichzeitigen Anwendung chemischer und
elektrischer Kräfte bei den Forschungen über die Molecular-Erscheinungen zu
Gebote stehenden Mitteln nicht möglich schien. Sobald die chemische Wirkung der
elektrischen Ströme entdekt war, wurden vorzüglich die darauf Bezug habenden
allgemeinen Erscheinungen mittelst aus einer großen Anzahl von Elementen
zusammengesezter Säulen studirt. Gegenwärtig verfolgt man eine andere Richtung: man
sucht nämlich ähnliche Wirkungen mit einfachen, nicht kostspieligen, jedermann
zugänglichen Apparaten hervorzubringen, durch welche Zersezungen und Verbindungen
unter dem Einfluß langsamer Wirkungen bewerkstelligt und die elektrochemischen
Eigenschaften jedes Körpers studirt werden können, welche zusammen die Elektrochemie
ausmachen; diese elektrochemischen Eigenschaften sind so wichtig, daß sie von den
chemischen in Zukunft nicht mehr getrennt werden können. Von diesem Gesichtspunkte
aus betrachtet ist der Gegenstand sehr ausgedehnt, weil er alle Körper umfaßt. Bei
dem jezigen Stand der Dinge kann man sich aber nur an die Hauptpunkte halten, jedoch
unter Daranknüpfung der die allgemeine Chemie und die davon abzuleitenden
technischen Anwendungen betreffenden Fragen. Dieses ist der Zwek, welchen ich mir bei der seit
mehreren Jahren schon unternommenen Arbeit vorgesezt habe, welche ich wahrscheinlich
in so vielen Abhandlungen mittheilen werde, als es einfache Körper gibt.
Ich beginne damit, der Akademie einige allgemeine Betrachtungen vorzulegen, um sie in
den mir gemachten Plan besser einzuführen und theile zugleich die angewandten
Verfahrungsweisen mit.
Nachdem ich die bei den chemischen Actionen hervorgebrachten elektrischen Wirkungen
untersucht und die Anwendung dargelegt hatte, welche von denselben gemacht werden
kann, um eine Menge, jenen im Mineralreiche vorkommenden ähnlicher, Verbindungen zu
bilden, bediente ich mich auch desselben Verfahrens, um die stärksten Affinitäten zu
überwinden, wie z. B. diejenigen, welche den Sauerstoff mit den Erdmetallen
verbinden. Dieses höchst einfache Verfahren besteht darin, ohne Unterbrechung, mit
ziemlich constanter Kraft Tage, Monate und sogar Jahre lang einen Apparat wirken zu
lassen, welcher aus einem oder zwei verschiedenen Metallen besteht, welche
metallisch miteinander verbunden sind und auf eine und dieselbe oder auf zwei
verschiedene Flüssigkeiten wirken, die durch eine passend gewählte Zwischenwand
getrennt sind, welche sich zwar ihrer Vermischung widersezt, aber doch einen
elektrischen Strom von hinreichender Intensität hindurchgehen läßt, um die stärksten
chemischen Reactionen hervorzubringen, so daß derselbe Strom zur Analyse und zur
Synthese dient. Auf ähnlichem Verfahren bei gleicher Vorrichtung beruht de la Rive's Methode Metalle zu vergolden und Jacobi's Galvanoplastik.
Auch zeigte ich, daß, wenn man die Einwirkung auf ein Gemisch mehrerer Metalllösungen
geschehen läßt, ein solches Verhältniß zwischen der Intensität des Stroms und den
Atomenquantitäten der verschiedenen aufgelösten Substanzen stattfinde, daß man eine
oder mehrere derselben nach Belieben daraus ziehen und die anderen in der Auflösung
lassen kann; daß ferner in der Regel der Strom seine zersezende Wirkung auf die
vermöge der geringsten Verwandtschaften verbundenen Substanzen ausübt, daß aber die
Wirkung der Massen nichtsdestoweniger einen solchen Einfluß äußert, daß die
stärksten Verwandtschaften durch die Wirkung des elektrischen Stroms besiegt werden
können, ohne daß dieß bei den schwächeren der Fall ist, eine wichtige Eigenschaft,
welche in Zukunft bei elektrochemischen Zersezungen beachtet werden muß.
Die in dieser Hinsicht für die Metallurgie, nämlich zur Trennung der in irgend einer
Flüssigkeit aufgelösten Metalle von mir aufgestellten Principien bieten große
Schwierigkeiten dar, wenn man sich an einen Strom von gleicher Intensität halten
will; denn man kann bei
Operationen im Großen die Metalle nicht immer in bestimmten Gewichtsverhältnissen
aufgelöst haben. Man mußte also zu leichter anwendbaren Methoden seine Zuflucht
nehmen, zu ähnlichen, wie ich mich deren zur Gewinnung des Bleies und Mangans aus
verschiedene Metalle enthaltenden Auflösungen bediente, ohne daß eine durch die
empfindlichsten Reagentien erkennbare Spur derselben darin geblieben wäre.
Die auf diesen Principien beruhenden Methoden, welche bei den Arbeiten im
Laboratorium leicht anzuwenden sind, können freilich in der Technik von gar keinem
Nuzen seyn, denn das Mangan und das Blei werden, statt in metallischem Zustande, als
Superoxyde gewonnen; diese Methoden zeigen jedoch, daß man zur Lösung der Frage
gelangen kann, ohne zu dem Geseze der Massen seine Zuflucht nehmen zu müssen. Man
erreicht diesen Zwek wirklich durch Benuzung der elektrochemischen Eigenschaften der
Körper, welche speciell studirt werden müssen, wenn man technische Anwendungen davon
machen will. Diese Richtung verfolgte ich bei der Arbeit, deren ersten Theil ich
heute der Akademie vorzulegen die Ehre habe.
Bei meinen elektrochemischen Untersuchungen war also mein Zwek niemals, wie Einige
glaubten und schrieben, zu beweisen, daß die Affinitäten
elektrischen Ursprungs seyen und daß am Ende alle chemischen Processe sich auf
elektrische Wirkungen reduciren und folglich von physischen Kräften
abhängen, wohl aber zu zeigen, wie man die Thätigkeit der bei den
schwächsten chemischen Reactionen frei werdenden Elektricität (welche Thätigkeit man
früher nie beachtete) mitwirken lassen kann mit jener der Verwandtschaften, um die
Kraft dieser lezteren zu erhöhen oder zu vermindern, so wie man auch die Wirkung der
Wärme benuzt, um die Kraft des Zusammenhanges aufzuheben und das Spiel der
Verwandtschaften hervorzurufen, wo sie sich nur in schwachem Grade zeigen. Unter
diesem Gesichtspunkte ist die Elektrochemie nur ein Bestandtheil der Chemie. Wenn
ihre Einverleibung noch nicht geschehen ist, wenn einige Chemiker sie in ihren
Vorlesungen oder ihren Schriften noch nicht aufgenommen haben, so ist die Ursache
davon ganz einfach. Gehört ein Zweig der Wissenschaft zwei anderen Wissenschaften in
gleichem Grade an oder dient er denselben wenigstens als Uebergang, so betrachten
ihn die einen als zur ersteren, die anderen als zur zweiten gehörig, woher es dann
kommt, daß dieser Zweig weder bei der einen, noch bei der anderen dieser beiden
Wissenschaften miteinbegriffen wird. Eben dieß findet im vorliegenden Falle statt.
Man muß daher der das Gute sanctionirenden und das Schlechte ausstoßenden Zeit die
Verschmelzung überlassen.
Unterdessen schreitet die Wissenschaft vorwärts und ihre Anwendungen folgen rasch
aufeinander.
Diese Betrachtungen führen mich auf eine der Grundlagen der Elektrochemie zurük,
welche zwischen einigen Physikern noch einen streitigen Gegenstand bildet. Man kann
diesen Zweig der physikalischchemischen Wissenschaften nur in dem Grade pflegen, als
man ein gründliches Studium der elektrischen Wirkungen gemacht hat, welche
hervorgebracht werden:
1) bei der Berührung fester Körper unter dem Einfluß äußerer Agentien;
2) bei der Berührung fester und flüssiger Körper;
3) bei der Berührung von Flüssigkeiten;
denn diese Wirkungen sind es, welche die als chemische Kraft
thätigen elektrischen Ströme erzeugen. Bei solchen Untersuchungen fand ich, so wie
dieß auch Hr. de la Rive und ganz kürzlich erst Hr. Faraday in ihren wichtigen Abhandlungen aussprechen, daß
elektrische Contactwirkungen nur insoweit stattfinden, als Wärme erzeugende
chemische Action vorhanden ist, oder irgend eine Störung in der das Gleichgewicht
haltenden natürlichen Anordnung der Molecule eintritt, und daß die beobachteten
Erscheinungen und die sich häufig darbietenden scheinbaren Anomalien unmöglich
erklärt werden können, ohne eine dieser Ursachen in Betrachtung zu ziehen. Hr. de la Rive war, es muß gesagt werden, der erste, der sich
am entschiedensten und ausschließlichsten zu Gunsten dieser Ansicht aussprach.
Die Anhänger der Contacttheorie betrachten den Gegenstand nur unter einem einzigen
Gesichtspunkt und können daher nur sehr wenige der Thatsachen, welche man täglich
entdekt, erklären; diese Theorie besteht darin, daß sie der mathematischen Analyse
ein einfaches Princip liefert, womit man in einigen besonderen Fällen aus Formeln,
welche willkürlich angenommene constante Größen enthalten, die Resultate des
Versuchs ableiten kann. Dieß ist einer der Gründe, welche beitrugen, daß diese
Theorie sich in der Wissenschaft noch erhielt. Ueberdieß schreitet die Wissenschaft
nicht vorwärts, wenn man sich darauf beschränkt, über ein Princip zu streiten, ohne,
um seine Ansicht zu unterstüzen, andere als die schon bekannten oder ähnliche
Thatsachen beizubringen, und es bleibt dann jeder bei seiner Ueberzeugung, was auch
der Fall gewesen wäre, wenn man nicht die Unzulänglichkeit der Volta'schen Theorie
zur Erklärung einer Menge neuer Thatsachen nachgewiesen hätte. Uebrigens sind es
hauptsächlich folgende Erscheinungen, auf welche sich die Ansicht gründet, daß die
Elektricität der Säule chemischen Ursprungs ist:
1) Es gibt keine chemische Action ohne beträchtliche Elektricitätsentwikelung;
2) eine Volta'sche Säule, welche mit einer Flüssigkeit beschikt ist, die auf keines
der beiden Elemente, woraus jedes Paar zusammengesezt ist, chemisch einwirkt, ladet
sich nicht, d. h. gibt weder einen Strom, noch Spannungselektricität; sobald aber
eines der beiden Elemente von der Flüssigkeit, wenn auch nur sehr schwach,
angegriffen wird, so hat man sogleich die Erscheinungen des Stroms und der Spannung.
Wird die chemische Einwirkung bedeutender, so nehmen diese Erscheinungen an
Intensität zu. Kurz, die Intensität der elektrischen Erscheinungen steht im
Verhältniß zur Kraft der chemischen Action. Man muß demnach, um elektrische
Erscheinungen mit der Säule zu erhalten, eines der beiden Metalle nach und nach
zerstören; man kann sogar, weil die Richtung des Stroms davon abhängt, welches
Element am stärksten angegriffen wird, in einer Volta'schen Säule, indem man sie mit
angesäuertem Wasser oder der Auflösung einer alkalischen Schwefelverbindung ladet,
nach Belieben die Richtung des Stromes ändern. Im ersteren Fall ist der positive Pol
auf der Zinkseite, im zweiten auf der Kupferseite.
Durch das Princip, daß die in der Volta'schen Säule entwikelte Elektricität gänzlich
von der chemischen Action herrührt, läßt sich auch erklären, warum man mit einem
einzigen Paar dieselben Zersezungserscheinungen erhält, wie mit einer Säule von 100
Elementen, vorausgesezt, daß die ihre Thätigkeit erregende Flüssigkeit oder
Flüssigkeiten so angebracht sind, daß sie möglichst viel von der entwikelten
Elektricität aufsammeln. Diese Thatsache läßt sich nach Volta's Theorie nicht
erklären, indem er den Saz aufstellt, daß die Quantität der beim Contact zweier
Körper entwikelten Elektricität so gering sey, daß man eines Condensators bedürfe,
um ihre Gegenwart anzuzeigen, was bei meinen Apparaten nicht der Fall ist, die nur
aus einem Paar bestehen.
Obige Betrachtungen zeigen, wie nothwendig es ist, die bei chemischen Actionen
erzeugten elektrischen Wirkungen sorgfältig zu erforschen, wenn man sich
elektrochemischen Untersuchungen und den davon zu machenden Anwendungen mit Erfolg
hingeben will.
Ich komme jezt zu dem eigentlichen Zwek meiner Arbeit, d. h. zu den elektrochemischen
Untersuchungen, welche ich über die einfachen Stoffe angestellt habe; ich fange
dabei mit dem Gold an und knüpfe daran die chemischen und technischen Fragen, worauf
sie mich führten.
Vom Golde.
Die elektrochemische Zersezung goldhaltiger Metalllösungen in solcher Weise, daß das
Gold von den anderen Metallen getrennt wird, soll der Hauptgegenstand dieser
Abhandlung seyn.
Ohne von den verschiedenen Goldlagern zu sprechen, bemerke ich nur, daß das meiste im
Verkehr circulirende Gold aus dem Goldsand oder den Abfällen von der Zersezung
(Verwitterung) der sogenannten goldhaltigen Felsarten, welche sich über bedeutende
Streken hin verbreiten, gewonnen wird.
Da das Gold oft nur in äußerst geringer Menge im Sand enthalten ist, wie z. B. im
Ural, im Altai und an anderen Orten, so thut man am besten, ihn mehrmals
nacheinander zu verwaschen, um einen hinlänglich concentrirten Schliech zu erhalten,
der mit Vortheil durch Amalgamation oder Schmelzung behandelt werden kann; denn wenn
man das Waschen bis zum Golde selbst fortsezt, wie es noch an vielen Orten
geschieht, so erhält man nichts als Flitterchen, indem sowohl diejenigen Theilchen
des Metalls verloren gehen, welche in den Kiesen enthalten sind, als jene, welche
vermöge ihrer Zartheit vom Wasser mit fortgerissen werden; andererseits lehrt die
Erfahrung, daß, je reicher die Erze sind, desto beträchtlicher auch unter übrigens
gleichen Umständen der Verlust ist. Man muß also bei einer gewissen Stufe der
Concentration stehen bleiben, wenn man nicht große Verluste erleiden will und
deßhalb in verschiedenen Perioden des Verwaschens sowohl bei Operationen im Großen,
als auch bei Versuchen in Laboratorien, den Verlust an Gold bestimmen.
Die ersten Versuche dieser Art in großem Maaßstabe wurden von Hrn. Boussingault während seines Aufenthalts in Bolivia
angestellt; er war so gütig, mir die Resultate derselben mitzutheilen.
1. Versuch. Es wurden dem Verwaschen unterworfen 10,509 englische Pfunde.
Diese 10,509 Pfd. enthielten:
reines Gold
3,995
Gramme,
reines
Silber
10,824
Gr.
Gewonnen wurden
1,091
—
—
—
426
—
––––––
––––––
Totalverlust beim Verwaschen, an Gold
2,904
Gr.
An Silber
10,398
Gr.
Man sieht hieraus, daß bei einem höchst sorgfältigen Verwaschen nur wenig über ein
Drittheil des in den Kiesen enthaltenen Goldes und ungefähr 1/25 des Silbers
gewonnen wurde. In einem 2ten Versuche gingen etwas mehr als ¾ des Goldes und
1/16 des Silbers verloren. Diese und andere sie bestätigende Resultate geben die
Gränze des Gold-
und Silberverlustes beim Verwaschen der goldhaltigen Kiese in Bolivia an, wenn man
es bis zum Golde treibt. In Folge dieser Versuche sah sich Hr. Boussingault gezwungen, seine Kiese zu rösten, um das Gold davon zu
trennen, wenn man sie nicht verwittern lassen konnte, wie in Marmato. Diese
Resultate waren mir so auffallend, daß ich eine Reihe Versuche vorzunehmen beschloß,
um zu sehen, ob die Verluste beim Verwaschen der Erze und des goldführenden Sandes
an verschiedenen Orten damit übereinstimmen. Ich wandte hiezu Erze aus dem Ural und
dem Altai an, welche mir die russische Regierung behufs elektrochemischer Versuche
in ziemlich großer Quantität zugeschikt hatte; diese Erze werden an Ort und Stelle
im Sichertroge verwaschen. Zugleich mit denselben wurde eine Tabelle über die in
Rußland auf trokenem und auf nassem Wege damit angestellten Proben eingesandt,
welche aber mit den von mir nach Berthier's trefflicher
Methode erhaltenen Resultaten bei weitem nicht übereinstimmen; leztere besteht
darin, die goldhaltigen Kiese mit 10 Theilen Bleiglätte und 2 Theilen Salpeter zu
schmelzen. Ich sezte dabei einige Centigramme Silber zu, um in der Kapelle die sehr
kleine Quantität Gold nicht zu verlieren, da der Gehalt dieser Erze im Mittel kaum
mehr als 0,000005 beträgt.
Man glaubt im Ural, daß das Rösten der goldhaltigen Kiese, welches Hr. Boussingault als unerläßlich vor dem Waschen und
Amalgamiren empfiehlt, gewöhnlich Gold- und Silberverlust zur Folge habe. Da
mir diese Meinung auf ungenauen Versuchen zu beruhen schien, stellte ich neue
Versuche in großem Maaßstabe an; ich fand aber jederzeit, daß der Gehalt des rohen
und des gerösteten Erzes nie einen anderen Unterschied darbot, als den aus dem
Gewichtsverhältnisse hervorgehenden.
Nachdem dieser Punkt bereinigt war, nahm ich bei den über das Probiren und die
Behandlung anzustellenden Versuchen keinen Anstand mehr, das Erz zu rösten; vorher
aber wollte ich wissen, wie das Gold vertheilt und wie groß der Verlust beim
Verwaschen ist. Ich operirte zunächst mit dem durch Waschen stark concentrirten Erze
von Blagovejensk
3 Kilogr. Dieses Erzes wurden zerrieben und (jedoch nicht sehr fein) gesiebt, dann
geschlämmt und die gröberen und feinen Theilchen, besonders vor und nach dem Rösten
probirt. Das Resultat war, daß die feinen Theilchen einen beinahe gleichen Gehalt
mit den groben haben und daß der mittlere Gehalt viel bedeutender ist, als die
eingesandte Tabelle angibt. Die Versuche wurden mit 10 Kilogr. desselben nicht
concentrirten, ungefähr 0,00001 Gold enthaltenden Erzes wiederholt und die Resultate
waren dieselben. Hieraus folgt, daß das Gold gleichmäßig in einem Zustande der feinsten
Vertheilung im Erze vorhanden ist und daß man, um die größtmögliche Menge durch das
Waschen zu gewinnen, das Erz sehr fein pochen und reiben muß, damit die
allerfeinsten Theilchen nur einen unbedeutenden Gehalt mit sich führen. Schlägt man
nicht diesen Weg ein, so muß der Verlust sehr bedeutend seyn. Beim Vergleiche meiner
Resultate mit jenen des Hrn. Boussingault ersieht man,
obwohl wir nicht einen und denselben Gang verfolgten, daß wir ziemlich gleiche
Resultate erhielten und daß der Goldverlust beim Waschen manchmal zwei Drittheile,
drei Viertheile und selbst mehr von dem wirklichen Gehalte beträgt, daher man die
goldhaltigen Kiese und das Erz der nöthigen mechanischen Vorbereitung unterwerfen
muß, um diesen Verlust zu vermindern. Das Verfahren in Marmato sollte in dieser
Hinsicht im Großen immer als Anhalt dienen.
Nachdem ich die verschiedenen Amalgamirmethoden für die Golderze gemustert hatte,
bediente ich mich eines besonderen Verfahrens, welches die Industrie sich vielleicht
zu Nuze machen kann, und das ich nun beschreiben will.
Was ist der Zwek der Amalgamation in der Mühle? Die Zertheilung des Queksilbers in
Tröpfchen, damit es sich mit den Goldtheilchen überall, wo deren vorhanden sind,
verbinden kann; diese Zertheilung kann aber, wie lange auch die Operation fortgesezt
wird, nie so groß seyn, daß sich an allen Stellen, wo Gold ist, auch Queksilber
befindet; das Gold wird also nie gänzlich gewonnen werden. Um diesem Verlust zu
begegnen, ersezte ich die Mühle durch einen Mechanismus, worin den Goldtheilchen
eine große Queksilberfläche dargeboten wird, so daß das Gold vollständiger
ausgezogen wird und weniger Queksilber verloren geht.
Die Vorrichtung besteht 1) aus einem hölzernen Troge, in welchen das goldhaltige Erz
kommt; 2) einer parallelopipedischen Zinkmasse, welche so ausgerundet ist, daß sie
vier parabolische Flächen bildet. Diese Masse, deren Oberfläche amalgamirt ist, wird
von zwei Zapfen getragen, die in zwei Lagern ruhen, welche man in zwei parallelen
Seiten des Troges einschneidet; sie kann nun mehr oder weniger schnell mittelst
einer Kurbel in Bewegung gesezt werden.
Wenn bei dieser Vorrichtung das Erz in hinlänglich zertheiltem Zustande mit dem
Queksilber und einer gewissen Menge Wasser zu einem flüssigen Teig angerührt in den
Trog kommt, und man das Zink umdreht, so fassen die Kanten der parabolischen Flächen
am Boden des Troges das Erz, welches sich dann auf den amalgamirten Flächen
ausbreitet und das von ihm eingeschlossene Gold so wie einen Antheil Queksilber
abtritt; da aber die rotirende Bewegung eine Zeit lang fortdauert, so kommen nach
und nach alle Theile des Erzes mit dem amalgamirten Zink in Berührung und es kann
kein Goldtheilchen der Einwirkung des Queksilbers entgehen.
Das gebildete Amalgam bleibt auf dem Zink liegen oder fällt auf den Boden des Troges
nieder, wenn es zu schwer wird; überdieß werden die Queksilberkügelchen in dem
Maaße, als sie sich bilden, vom Zink mit fortgerissen und fallen wieder zurük u. s.
f. Hält man die Operation für beendigt, so hebt man das Zink heraus, nimmt von
seiner Oberfläche das Amalgam so gut als möglich weg, verwascht das Erz und verfährt
im Uebrigen wie bei dem Amalgamirproceß.
Bei einem Versuche, welcher zehn Stunden dauerte und wobei 2½ Kilogr.
concentrirtes Erz von Blagovejensk in Arbeit genommen wurden, dessen Gehalt 0,00012
war, blieb mir im Rükstand nur 0,00001 Gold.
Man kann nicht läugnen, daß dieses Verfahren Vorzüge vor den Goldmühlen hat, denn es
ist besser, den Goldtheilchen, um sich ihrer zu bemächtigen, große, mit Queksilber
bedekte Oberflächen darzubieten, als Kügelchen dieses Metalls.
Bei der Anwendung des Apparats im Großen braucht man den Rührer nicht massiv von Zink
zu machen; er könnte von Holz verfertigt und mit Zinkplatten überzogen werden. Ich
habe nur noch beizufügen, daß sich äußerst wenig Zinkamalgam vom Körper des Apparats
losmacht.
Nachdem ich mich nun über das, was die mechanische Zubereitung der Erze und ihre
Behandlung mit Queksilber betrifft, ausführlich genug verbreitet habe, will ich die
über das Gold und seine Verbindungen angestellten elektrochemischen Untersuchungen
mittheilen, welche aber eher einen wissenschaftlichen als technischen Zwek
haben.
Ich habe damit angefangen, den Nuzen darzuthun, welchen man aus der Wärme ziehen
kann, die beim Durchgang eines sehr intensiven elektrischen Stromes durch einen die
Elektricität schlecht leitenden Metalldraht (wie z. B. von Platin) entsteht, um
Proben mit Gold- oder anderen Erzen anzustellen, eine Schmelzung
hervorzubringen u. s. f.
Wenn man durch einen Platindraht von ½ bis 1 Millimeter Durchmesser einen
kräftigen Strom gehen läßt, so wird dieser Draht in seiner Mitte glühend. Nimmt man
aber statt eines geraden Drahts einen in seiner Mitte spiralförmig gewundenen Draht,
dessen Windungen so abnehmen, daß sie einen Kegel bilden, so concentrirt sich die
Hize in einen sehr engen Raum, und wenn sie bis zum Weißglühen getrieben wird, so
hat man in dem eingeschlossenen Raum eine ungeheuer hohe Temperatur, welche die
schwerschmelzbarsten Substanzen zum Schmelzen bringt. In die Spirale stellt man
nämlich kleine Schmelztiegel, Schälchen oder Kapellen. Benuzt man dabei eine Säule
mit constantem Strome, so wird die Temperatur ganze Stunden lang auf gleicher Höhe
erhalten. Durch Säulen mit sehr großen Oberflächen lassen sich auch große
Schmelzwirkungen erreichen. Die Schmelztiegel sind nach Umständen von Metall,
Porzellan oder feuerfestem Thon; leztere müssen in der Regel, bei gewöhnlichen
Säulen, dünne Wände haben. Auch kann man Kohlentiegel benuzen; es entsteht aber dann
durch die gleichzeitige Verbrennung der Kohle während des Durchganges der
Elektricität durch den Draht eine übermäßige Hize.
Will man die Temperatur noch mehr erhöhen, so sezt man unter die Spirale eine
Weingeistlampe, deren Flamme den Tiegel ganz umgibt; die Hize wird dann so groß, daß
sie manchmal den ziemlich diken Draht schmilzt; der Apparat ist aber so
vorgerichtet, daß man die Flamme nach Belieben vom Tiegel entfernen und auf diese
Weise die Temperatur reguliren kann; bei etwas Uebung hat man an der leuchtenden
Strahlung ein Kennzeichen, ob man dem Schmelzpunkte des Drahtes schon nahe ist oder
nicht.
Zum Abtreiben bedient man sich flacher Kapellen aus Knochenasche und bläst Luft auf
das Metallbad.
Ich brachte so die Schmelzung einiger Decigramme Golderzes zuwege, dessen Gehalt
0,00002 war.
Dieses Experimentirverfahren, welches ich vorzüglich des Princips wegen beschrieb,
hat den Vortheil, daß man in verschiedenen Medien operiren kann; denn man braucht
die Spirale nur in eine Gloke zu bringen, worin sich die Gase befinden, welche man
auf die zu probirenden Substanzen reagiren lassen will.
Mein Zwek war nicht, den gebräuchlichen Probirmethoden, welche nichts zu wünschen
übrig lassen, ein anderes, auf die wärmeerzeugende Eigenschaft der elektrischen
Ströme gegründetes Verfahren zu substituiren, sondern nur den Nuzen zu zeigen,
welchen man aus dem elektrischen Agens in allen Zweigen der Chemie ziehen kann.
Weit wichtiger ist aber die chemische Kraft der Elektricität für Versuche auf nassem
Wege, weil sie wirklich, wie man sogleich sehen wird, nicht nur zu Proben, sondern
auch zu Analysen, sogar wenn man mit ziemlich bedeutenden Quantitäten arbeitet,
dienen kann.
Um bei einer Goldlösung mittelst elektrischer Kräfte die Gegenwart des Goldes zu
erkennen, wenn das Metall auch nur in sehr kleiner Menge darin enthalten ist, bringt
man die Auflösung in einen Glastrichter, dessen unteres Ende (den Hals) man 5 Linien
hoch mit Thon, welcher
mit Salzwasser angefeuchtet ist, verstopft, und damit dieser nicht herausfallen
kann, mit Leinwand umbunden hat; der Hals wird dann durch die Tubulatur eines mit
einer concentrirten Lösung von Kochsalz angefüllten Gefäßes, worin sich ein blankes
Zinkblech befindet, gestekt. Hierauf stekt man durch eine Glasröhre einen
Platindraht, der ein paar Linien darüber hinausgeht und angeschmolzen wird; dieses
angeschmolzene Ende wird in die Goldlösung getaucht; das freie Ende des Drahts aber,
welches aus dem anderen Ende der Röhre hervortritt, wird mit dem Zinkblech in
Verbindung gesezt; in demselben Augenblike beginnt auch schon die elektrochemische
Wirkung in Folge der Einwirkung des Salzwassers auf das Zink. Das Gold schlägt sich
nach und nach auf das sehr kleine Ende des in die Goldlösung tauchenden Platindrahts
nieder. Nach sehr kurzer Zeit befindet sich alles Gold auf einer sehr kleinen
Oberfläche abgesezt. Man schneidet das Endchen ab, wiegt es, nimmt das Gold hinweg,
wiegt es wieder, und die Differenz gibt das Gewicht des Goldes. Man kann auf diese
Weise äußerst kleine in einer Lösung enthaltene Quantitäten Goldes sammeln und
wiegen.
Ich suchte hierauf die Aufgabe zu lösen: aus irgend einer gegebenen sauren oder
alkalischen, Gold und verschiedene Metalle enthaltenden Lösung das Gold in sehr
reinem Zustande auszuziehen. Die Lösung dieser Aufgabe erforderte die Anwendung
neuer Principien, die ich hier auseinanderseze, und aus welchen die Industrie in
mehreren Fällen Nuzen ziehen kann.
Angenommen, man habe ein oxydirbares Metall in irgend einer Flüssigkeit mit einem
anderen sehr wenig oxydirbaren aufgelöst und wolle lezteres von ersterem trennen,
indem man sich des aus einem Metallpaare und einer Scheidewand von gebrannter Erde
gebildeten Zersezungsapparates bedient, so hat man, wie folgt, zu verfahren:
Es ist begreiflich, daß, wenn man in das Gefäß mit dem thönernen Boden die
Metalllösung gießt und in das Gefäß, in welches ersteres getaucht wird, eine Lösung
von gleicher Dichtigkeit bringt, die sich nur dadurch von jener unterscheidet, daß
sie das auszuziehende Metall nicht enthält, so erfolgt, da dieses Metall nur in sehr
kleiner Quantität vorhanden ist, keine Endosmose oder doch nur eine äußerst
schwache; hievon hängt der Erfolg des Versuchs ab; nehmen wir wirklich eine Gold,
Kupfer und Eisen enthaltende Lösung an und machen wir den Anfang mit einer Lösung
von Gold und Kupfer in Königswasser.
Man schüttet die so neutral als möglich gemachte Lösung in das Gefäß mit dem
thönernen Boden, welches man in ein anderes stellt, das eine Kupferlösung von
demselben Concentrationsgrad enthält, in die ein Kupferblech taucht; in die andere Lösung kommt
ein Platinblech; beide Bleche werden in Communication gesezt. Das Kupfer wird
sogleich unter Bildung von Kupferchlorür angegriffen; der dadurch erzeugte
elektrische Strom ist hinreichend stark, um das Goldchlorid, nicht aber das
Kupferchlorür zu zersezen, denn wenn sich Kupfer niederschlagen würde, so müßte ein
Gegenstromv orhanden seyn.
Ich fand das so ausgezogene Gold chemisch rein und bei einem Versuche, wo die Lösung
0,032 Gramme Gold enthielt, wurden 0,031 Gr. davon gewonnen. Es ging demnach unter
der Arbeit 0,001 Gr. Gold verloren. Bei einem anderen Versuche betrug der Verlust
nur 0,0005 Gr.; man muß ihn daher bei ähnlichen Versuchen unvermeidlichen Fehlern
zuschreiben.
Ich wandte dieß Verfahren zum Probiren eines Kupfererzes aus Chili an, dessen
Kupfergehalt mir bekannt war. 10 Gr. desselben wurden mit Königswasser behandelt und
dann nach dem Filtriren und Auswaschen die überschüssige Säure verjagt und der
Rükstand in destillirtem Wasser aufgelöst. Man bereitete nun eine zweite Lösung von
Chlorkupfer von gleicher Dichtigkeit und verfuhr wie oben; das Platinblech erhielt
bald die Goldfärbung; die Wägungen gaben ungefähr 0,0005 Gr. Gold an, was so
ziemlich der durch eine andere Probe gefundene Gehalt ist.
Um das Gold vom Eisen aus einer diese beiden Metalle enthaltenden Lösung zu trennen,
wird gerade so verfahren. Die Resultate waren eben so befriedigend, es wurde nämlich
alles in der Lösung enthaltene Gold erhalten, einen Verlust unter der Behandlung
abgerechnet.
Es war bisher nur die Rede von Lösungen, welche Gold und ein anderes Metall
enthalten; wenn es sich aber um mehrere Metalle enthaltende Lösungen handelte,
könnte man sich desselben Verfahrens behufs ihrer Trennung bedienen. Hat man z. B.
eine Lösung von Blei, Kupfer, Eisen und Gold, aus welcher das Gold gezogen werden
soll, so bereitet man eine Lösung der drei ersten in gleichen Verhältnissen, um eine
Lösung von ungefähr gleicher Dichtigkeit zu bekommen, und stellt den Versuch auf
dieselbe Weise, wie oben, mit einem Platin- und Kupferblech an. Der unter
diesen Umständen erzeugte Strom hat gerade die nöthige Kraft, um nur das Chlorgold
zu zersezen, denn er kann nicht auf das Chlorkupfer und noch weniger auf die
Chloride der noch oxydirbarern Metalle einwirken.
Um das Kupfer zu gewinnen, ohne auf die anderen Metalle zu wirken, müßte man die
Lösung der drei Metalle durch eine andere, Blei und Eisen enthaltende, ersezen. Mit
einem Bleiplatin- oder Eisenplatin-Paare operirend, würde man das
Kupfer erhalten. Wenn
die Lösung, in welcher sich das angegriffene Metall befindet, nur schwach auf dieses
Metall wirkt, sezt man derselben ein die Reaction erhöhendes Agens zu, welches dann
aber auch in die andere Lösung gebracht werden muß.
Hr. de la Rive ist der erste, der den Gedanken hatte und
ausführte, mittelst meiner einfachen elektrochemischen Apparate das Gold auf Metalle
aufzutragen; wie dieser Fall aber häufig vorkommt, ist derjenige, der eine neue
Kunst erfindet, nicht immer derselbe, der sie ihrer Vollkommenheit entgegenführt;
denn in der Praxis erst erkennt man die Mängel eines Verfahrens, welche man zu
beseitigen trachten muß. Sogleich nach Hrn. de la Rive's
Entdekung bemühten sich die Physiker und Techniker in Frankreich, England,
Deutschland, kurz in ganz Europa dieses neue Vergoldungsverfahren zu verbessern,
entweder indem sie passendere Lösungen nahmen, als die von Hrn. de la Rive angegebenen, oder indem sie eine gewisse
Anzahl Elemente der Volta'schen Säule zu Hülse nahmen. Leider wurden wenig Resultate
mitgetheilt, weil man mehr eine Speculation als eine wissenschaftliche Forschung
daraus machte. Es wurden Erfindungspatente genommen, deren Datum zu Gunsten der
Priorität des Hrn. Elkington spricht; ich habe mich
übrigens hierauf nicht einzulassen, und bemerke nur, daß die vollständigste
Veröffentlichung, welche die Wissenschaft in ihre Annalen einzeichnete, jene des
Hrn. v. RuolzPolytechn. Journal Bd. LXXXIII. S. 125. ist. Hr.
Elkington machte zuerst bekannt, daß man beim
Vergolden auf nassem Wege anstatt des Chlorgoldes ein anderes Goldsalz, nämlich das
goldsaure Kali anwenden kann.
Von der Wahl der Lösungen hing das Gelingen des Auftragens der Metalle ab; in dieser
Hinsicht war Hr. v. Ruolz glüklich, denn jene, deren er
sich bediente, sind die zwekmäßigsten, die man bisher noch gefunden hat.
Es ist nun Sache der Wissenschaft, die im Entstehen begriffene neue Industrie der
elektrochemischen Vergoldung aufzuklären, welche den elektrischen Strom nur in
seiner Eigenschaft kennt, die Körper zu zersezen und ihre Elemente auf gewisse
Punkte oder gewisse Flächen überzuführen, die Pole
genannt werden. Der elektrische Strom kann aber auch stürmisch wirken und sezt dann
auf der einen Seite alle mit den Eigenschaften einer Säure begabten, auf der anderen
alle sich alkalisch verhaltenden Körper ab; denn, wohl zu merken, es gibt keine
chemische Verbindung, weder organische noch unorganische, welche sich durch ihn
nicht in zwei verschiedene Elemente zertheilt, die selbst wieder in zwei andere zerfallen, und so fort,
bis man zu den einfachen Elementen gelangt. Um dieser tumultuarischen Ablagerung an
jedem Pole zu begegnen, muß man den Lauf des Stroms zu reguliren und ihn zu zwingen
wissen, den einen Körper früher zu ergreifen als den anderen; die Ablagerung muß auf
der ganzen Ausdehnung der Oberfläche regelmäßig vor sich gehen und eine überall
gleiche Schichte bilden; kurz man muß die Wirkung desselben in seine Gewalt
bekommen. Dieß hat, wie mir scheint, die Wissenschaft der Industrie zu lehren; rührt
es nicht von Mangel an genauen Kenntnissen in dieser Hinsicht her, daß man die
nöthigen Vorsichtsmaßregeln noch nicht getroffen hat, damit sich das Gold über die
ganze Fläche gleichheitlich vertheilt und daß die galvanische Vergoldung auf
Bijouteriegegenstände noch nicht den gewünschten Grad der Vollkommenheit, nämlich
das so beliebte lebhafte Matt, erreicht hat? Ist es etwa bloß ein Zufall, daß man
mit Lösungen operirte, welche noch Eisentheilchen enthielten, oder daß die Wirkung
zu rasch war? Im ersteren Falle führt der Strom auf den zu vergoldenden Gegenstand
nicht nur das Gold, sondern auch das Eisen und andere, wenn auch nur in kleiner
Menge in der Flüssigkeit vorhandene metallische Substanzen; im anderen Fall
verhindert eine zu lebhafte Einwirkung, da sie den Molecülen nicht gestattet sich
regelmäßig zu ordnen, die Erzeugung des lebhaften Matts.
Es ist auch leicht zu erklären, warum gewisse Goldlösungen den Dienst nicht thun,
während andere einen sehr guten Erfolg gewähren. Jedes oxydirbare Metall, welches
man in eine neutrale Goldlösung bringt, zersezt sie mehr oder weniger schnell; das
Gold reducirt sich auf der Oberfläche des Metalls; wenn man dieses aber hinreichend
negativ macht, wird es von der Lösung nicht mehr angegriffen und seine Oberfläche
bleibt glänzend. Erhöht man diesen negativen Zustand, so zersezt es die Lösung nicht
mehr in Folge seiner Verwandtschaft zu derselben, sondern durch seine
elektrochemische Kraft. Dasselbe ist der Fall, wenn man in Seewasser, wie es Davy that, ein Eisenkupfer-Paar taucht; das Eisen,
indem es das Kupfer elektronegativ macht, schüzt es nicht nur, sondern ruft noch
eine elektrochemische Wirkung hervor, vermöge welcher das Wasser und die darin
enthaltenen Salze zersezt werden, das Natron und die anderen Vasen sezen sich auf
das Kupfer ab, welches seinen Glanz behält. Daraus folgt, daß wenn man mit einem
einfachen elektrischen Strom operirt und die Goldlösung genugsam verdünnt, der darin
einzutauchende, zu vergoldende Gegenstand also negativ genug wird, um das Goldsalz
nicht mehr chemisch zu reduciren, dann die zersezende elektrochemische Wirkung
anfängt. So wird auch, wenn man mit einem Strom operirt, der von einer aus vielen Elementen
zusammengesezten Säule erzeugt wird, falls nur die Lösung kräftig genug ist, um auf
das zu vergoldende Metall zu reagiren, wenn auch dieses Metall mit dem negativen Pol
in Verbindung steht, die Wirkung dieses lezteren paralysirt und das Goldsalz durch
die directe chemische Wirkung und nicht durch den Strom zersezt. Aus diesem Grunde
gibt es nur wenige goldhaltige Lösungen, die angewandt werden können. Hr. v. Ruolz trennte die goldhaltige Metalllösung von dem den
Strom erzeugenden Apparat; auf diese Weise hat man keinen Goldverlust zu befürchten;
anders verhält es sich bei den einfachen elektrochemischen Apparaten, wie man sie
bisher anwandte. Doch kann man diesen Verlust größtentheils verhüten und zugleich
ein jenem des Hrn. v. Ruolz ähnliches Resultat erhalten,
wenn man mit hinlänglich verdünnten Lösungen operirt; man braucht zwar länger, aber
man erreicht seinen Zwek vollkommen. Dieß ist der ganze Unterschied zwischen der
Wirkungsart der zusammengesezten und der einfachen Apparate. Ich theile um so lieber
die von mir in dieser Beziehung angestellten Untersuchungen mit, als sie bei dem
Nuzen, den sie gewähren können, auch die von mir vor mehr als fünfzehn Jahren schon
ausgesprochene Ansicht unterstüzen, daß ein einziges Paar, welches aus einem Metall
und aus zwei verschiedenen Flüssigkeiten, aus zwei Metallen und einer einzigen
Flüssigkeit oder aus zwei verschiedenen, passend gewählten Flüssigkeiten gebildet
ist, dieselben Wirkungen hervorbringen kann, wie eine aus einer großen Anzahl von
Elementen zusammengesezte Säule, nur in längerer oder kürzerer Zeit, je nach der
Wahl, der Quantität und dem Verhältniß der angewandten Substanzen. Man kann daher
mit einem einzigen Paare in vielen Fällen der Säule entbehren und sogar Wirkungen
hervorbringen, welche durch diese nicht erhalten werden können, namentlich wenn man
krystallisirte Verbindungen zu erhalten wünscht. Dieß ist gewiß ein Vortheil, denn
die Anwendung der Säule ist kostspielig und für die Wissenschaft sowohl als in der
Praxis unbequem; ich gab mir deßhalb auch alle Mühe, sie durch einen einfachen,
bereits in den Künsten benuzten Apparat zu ersezen. Hr. de la
Rive hat denselben Weg eingeschlagen, indem er zum Vergolden sich eines
Apparats bediente, der aus einer Zinkplatte, dem zu vergoldenden Gegenstand, einem
Gefäße mit neutraler Goldlösung (dessen Boden aus einer Thierblase bestand und in
welches dieser Gegenstand tauchte) und einem mit angesäuertem Wasser gefüllten
Gefäß, in welches das Zink tauchte, zusammengesezt war. Sobald das Zink mit dem zu
vergoldenden Metall in Communication steht, wird die Goldlösung zersezt und es
schlägt sich das Gold auf die Oberfläche des Metalls nieder, welches schwärzlich und
leicht vergoldet wird. Man braucht nun den zu vergoldenden Gegenstand nur mit feiner
Leinwand leicht zu reiben, um den Glanz hervorzurufen. Nach mehreren ähnlichen
Eintauchungen und Behandlungen ist der Gegenstand schön glänzend vergoldet. Man kann
auf diese Weise unmöglich das Matt so erhalten, wie nach dem Ruolz'schen Verfahren; dieß ist leicht zu erklären: da die Lösung nämlich
weder neutral noch verdünnt genug ist, so reagirt der zu vergoldende Gegenstand
chemisch auf die Goldlösung, wodurch ein elektrischer Strom in umgekehrter Richtung
des ersteren entsteht, so daß man nur die Differenz der Wirkung der beiden Ströme
hat. Aus diesem Grunde wird der Gegenstand zum Theil durch die elektrochemische
Action vergoldet und zum Theil von reducirtem Golde bedekt. Damit die
elektrochemische Action, welche von dem durch die Reaction des angesäuerten Wassers
auf das Zink erzeugten Strom hervorgebracht wird, ihr Maximum erreicht, darf der zu
vergoldende Gegenstand nicht von der goldhaltigen Auflösung angegriffen werden; das
Platin verhält sich so und kann daher nach diesem Verfahren sehr leicht vergoldet
werden.
Bei dem Verfahren des Hrn. de la Rive wird auch ein Theil
der Goldlösung von der Blase zersezt, welche sich mit Gold überzieht; ein anderer
Theil geht bald durch dieselbe hindurch und wird vom Zink reducirt, dessen Wirkung
in Folge der secundären Zinkgold-Paare, die sich auf seiner Oberfläche
bilden, geschwächt wird. Man ist dann gezwungen, das auf der Blase und dem Zink
zerstreute Gold zu sammeln. Da ferner das angesäuerte Wasser ein guter Leiter der
Elektricität ist, so folgt daraus, daß ein Antheil der bei seiner Reaction auf das
Zink entwikelten zwei Elektricitäten sich in der Flüssigkeit wieder vereinigt, also
die Intensität des Stroms auch um so viel vermindert wird.
Nichtsdestoweniger lassen sich die Uebelstände der Blasenscheidewand vermeiden und
man kann mit dem einfachen Apparate ein Matt und ein vielleicht noch stärkeres
Anhängen des Goldes als bei Anwendung der Säule erhalten, wenn man unter anderen
Umständen operirt.
Wir haben oben gesehen, daß wenn zwei Lösungen von gleicher Beschaffenheit und
Dichtigkeit, die sich nur dadurch von einander unterscheiden, daß die eine davon
eine sehr kleine Quantität einer Verbindung enthält, welche in der anderen nicht
vorhanden ist, durch eine Scheidewand von Leinwand und halbgebrannter Erde oder
feuchtem Thon getrennt sind, die Erscheinungen der Endosmose und Exosmose bloß in
sehr geringem Grade auftreten und daß sie sogar erst nach einer gewissen Zeit
stattfinden, wenn auch bei verschiedener Dichtigkeit und Beschaffenheit der Verbindungen die
Scheidewand aus einer hinlänglich diken, von einer der Lösungen befeuchteten
Schichte Thons besteht. Man kann dieses Princip benuzen, um Gold auf verschiedene
Metalle aufzutragen und matt zu erhalten, indem man den einfachen Apparat anwendet.
Da das Matt Folge eines sehr starken Anhängens des Goldes an den Metallen und des
Aggregatzustandes seiner Molecüle ist, so kann es nur mittelst hinlänglich
verdünnter Lösungen erhalten werden; denn nimmt man Lösungen von solcher
Dichtigkeit, wie Hr. v. Ruolz, so erhält man man wieder
den früher erwähnten Erfolg des Hrn. de la Rive.
Die angewandten Flüssigkeiten sind das Doppelcyanid von Kalium und Gold und die
Lösung des Cyangolds in Salzwasser.
Eine aus 1 Gramm trokenen Chlorgolds, 10 Grammen gelben Cyaneisenkaliums und 100
Grammen Wasser bestehende Lösung liefert nur eine schmuzige Goldfarbe; um Mattgold
zu erhalten, muß diese Lösung mit ihrem mehrfachen Volumen Wasser verdünnt werden.
Folgendes Experiment zeigt die einfachste Vorrichtung zu Versuchen im Kleinen
an.
Ich nahm ein 4 Linien weites und 4 Zoll langes Glasrohr, dessen eines Ende ich mit
Kaolin in etwas diker Teigconsistenz verschloß, der mit Salzwasser angefeuchtet war
und eine Art Pfropf von 4 Linien Länge bildete; dasselbe Ende wurde noch mit
Leinwand verbunden, um den Kaolin festzuhalten. Man muß sich wohl hüten, irgend eine
organische Substanz in das Innere der Röhre auf den Thon zu bringen, weil das
Goldsalz durch dieselbe reducirt würde. Die Röhre wurde mit der verdünnten Lösung
des Cyangoldkaliums angefüllt. Hierauf wurde ein Messingcylinder hineingetaucht,
welcher polirt und vollkommen abgebrannt worden war, wie dieß in der Praxis
gewöhnlich zu geschehen pflegt, nämlich mit einer Mischung von concentrirter
Salpetersäure und Ruß, indem man den Gegenstand mit einem damit befeuchteten Tuche
reibt, ihn zu wiederholtenmalen dazwischen in Wasser taucht, und wenn die Abbrennung
den gewünschten Grad erreicht hat, gut abtroknet. Die Röhre wurde in ein Probirglas
gebracht, welches mit einer Lösung von gleicher Dichtigkeit von gelbem
Cyaneisenkalium angefüllt war, die Kochsalz enthielt aber frei von Gold war; in
dasselbe war auch ein Zinkblech getaucht, welches man mit dem Messingcylinder
mittelst eines Kupferdrahts in Verbindung sezte. Die elektrochemische Zersezung
wurde sogleich sichtbar, das Gold schlug sich auf das Messing nieder und 10 Minuten
darauf hatte die Oberfläche desselben schon ein mattes Ansehen. Man ließ den Proceß
fortdauern, bis alles Cyangold und sogar ein großer Theil des Cyankaliums zersezt
war. Der Cylinder wurde
nun herausgenommen und war matt vergoldet wie bei dem Verfahren des Hrn. v. Ruolz. Die in der Röhre enthaltene Lösung war sehr
alkalisch geworden, in Folge der Einwirkung des Stroms auf die alkalischen Salze; da
in diesem Falle das Zink in Folge der Reaction des alkalischen Cyanids und Chlorids
angegriffen wird, so bildet sich Cyanzink und Chlorzink; während das Natron auf das
Messing übergeführt und frei werdend, auf das Goldsalz reagirt, es zersezt und das
Gold abscheidet, welches, durch eben dieses Messing vermöge seines negativen
Zustandes angezogen, sich auf dessen Oberfläche absezt und ihm desto stärker
anhängt, je langsamer die Wirkung statt fand. Diese Ablagerung ist demnach Folge
zweier combinirter Wirkungen, einer chemischen nämlich und einer elektrochemischen.
Dieses Zusammenwirken ist's, was den einfachen elektrochemischen Apparaten eine so
große Kraft ertheilt und sie den aus einer großen Anzahl von Elementen
zusammengesezten Säulen an die Seite sezt.
Nimmt man durch die Langsamkeit der hervorgebrachten Wirkungen wahr, daß das Zink von
der gemischten Lösung des Cyan- und Chlorkaliums nur schwach angegriffen
wird, so vergrößert man den Antheil des leztern oder ersezt gar die ganze Lösung
durch eine mehr oder weniger concentrirte Kochsalzauflösung; jedenfalls aber muß man
sich aus den oben angegebenen Gründen hüten, Säuren anzuwenden. Da die
elektrochemischen Wirkungen von der Dike des Thonpfropfes und von seinem mehr oder
weniger teigigen Zustand abhängen, so kann man in dieser Hinsicht gar keine Regel
aufstellen. Obwohl die Endosmose nur sehr schwach ist, so findet sie am Ende doch
statt, wenn man nicht die Vorsicht beobachtet, von Zeit zu Zeit die thönerne
Scheidewand zu erneuern; auch soll man sich bisweilen umsehen, ob nicht einige in
der Masse gebildete Krystallisationen ihr zu viel Consistenz ertheilen und sich
dadurch dem Durchgang des Stromes widersezen. Aber selbst wenn etwas Cyangold in das
Gefäß überginge, worin sich das Zink befindet, so würde dasselbe durch das Chlorzink
zersezt werden; es würde sich Chlorgold bilden, welches wieder durch das Zink
zersezt würde, und auf dem Boden des Gefäßes würde sich ein flokiger Niederschlag
von Cyanzink absezen. Man sammelt das Gold, indem man das Zink mit einem Tuche
abpuzt; aber, ich wiederhole es, die Quantität desselben ist immer äußerst gering,
wenn alle angegebenen Vorsichtsmaßregeln beobachtet werden. Ehe man einen Gegenstand
der Vergoldung unterzieht, muß man sich überzeugen, daß die Lösung im gehörigen
Zustande ist. Zu diesem Behufe operirt man mit einem gehörig abgebrannten Draht, und
wenn derselbe in einem Zeitraum von einigen Minuten seinen Metallglanz beibehält, so
kann man die Operation mit aller Aussicht auf guten Erfolg beginnen. Wenn man, wie es manchmal
geschieht, der Lösung des Cyangoldkaliums eine Kochsalzlösung zusezt, so muß man
sich wohl in Acht nehmen, zu viel davon anzuwenden, denn das (zu vergoldende) Silber
wird, wenn der Strom nicht kräftig genug ist, angegriffen und schwarz.
Operirt man mit einem Kupfercylinder, dessen Oberfläche vollkommen abgebrannt ist, so
ist der Erfolg ganz derselbe. Ein Silbercylinder mit matter Oberfläche vergoldet
sich ebenfalls, aber nicht so schnell wie ein polirter.
Folgende Proportionen gaben mir den besten Erfolg:
Es wurde eine Lösung aus 1 Gramm trokenen Chlorgolds, 10 Grammen gelben
Cyaneisenkaliums (Blutlaugensalz) und 100 Gram. Wasser gemacht, filtrirt, um das
Cyaneisen abzutrennen und dann noch 100 Gramme einer gesättigten Lösung von
Blutlaugensalz zugesezt. Diese Mischung, zum Vergolden angewandt, gab ein trübes
Matt; mit ihrem gleichen Volumen Wasser, oder auch zwei Volumen verdünnt, erhielt
man ein halbes Matt. Im Allgemeinen wechselt der Ton, je nachdem die Lösung mehr
oder weniger verdünnt ist; er wird um so schöner, je verdünnter sie ist und je
weniger Eisen sie enthält. Der Grund davon ist ganz einfach; im erstern Fall können
die nicht stürmisch niedergeschlagenen Molecüle sich regelmäßig anordnen; im zweiten
geht das Cyaneisen allmählich in den Zustand des Protocyanürs (der niederern
Cyanverbindung) und des metallischen Eisens über, nachdem ein großer Theil des
Cyangoldes schon zersezt ist; aus der Vereinigung dieser verschiedenen Niederschläge
entsteht eine schmuzige vergoldete Oberfläche; um dann das Matt zum Vorschein zu
bringen, muß man den Gegenstand mit Wasser abwaschen, welches mit Schwefelsäure
angesäuert ist, und mit einem Tuch leicht abreiben, wodurch die nicht anhaftenden
Niederschläge beseitigt werden.
Bei obigen Versuchen wurde der Zeit nicht erwähnt, weil man, um mit verschiedenen
Apparaten dieselben Wirkungen hervorzubringen, je nach der Dichtigkeit der Lösung,
der Dike der Scheidewand, der Art, wie der feuchte Thon gepreßt wurde und der Menge
der Lösung, welche er selbst einschließt u. s. f., mehr oder weniger lange
braucht.
Ich kann nur sagen, daß man unter den vortheilhaftesten Bedingungen das Matt schon
manchmal in weniger als 10 Minuten wahrnimmt; in der Regel aber braucht man bei
gewöhnlicher Temperatur mehrere Stunden, um eine recht dike Vergoldung zu bekommen.
Man wird aber weiter unten finden, daß man mit Beihülfe gelinder Wärme in weniger
als ¼ Stunde eine sehr gute Vergoldung erhalten kann. Der Unterschied in der Wirkungsweise einer
aus einer gewissen Anzahl von Elementen bestehenden Säule und jener eines einfachen
elektrochemischen Apparats, der dem oben beschriebenen Modell entspricht, liegt
daher nur in der Zeit, welche man übrigens in den meisten Fällen noch so abkürzen
kann, daß der Unterschied kaum mehr merklich ist. Die einfachen Apparate, deren Form
man ins. Unendliche abändern kann, machen die Säulen entbehrlich, die in Folge des
Zinks, das sie consumiren, der Lösungen, die zu ihrer Ladung dienen, der schnellen
Zerstörung der Segeltuchsäke (welche um constante Wirkungen zu erhalten,
unentbehrlich sind), immer kostspielig bleiben. Die einfachen Apparate verursachen
so zu sagen gar keine Kosten und können ohne Umstände überall hingestellt werden,
ihre Behandlung ist äußerst leicht; endlich kann ihre Größe variiren von der Größe
eines Federkiels bis zu der eines Fasses, wie es der industrielle Zwek eben
verlangt. Sie leisten überdieß schon bei gewöhnlicher Temperatur vollkommen guten
Dienst und liefern in etwas längerer Zeit eine sehr schöne Vergoldung.
Nachdem ich nun den Gegenstand vom wissenschaftlichen Gesichtspunkt aus betrachtet
habe, will ich dieß auch noch vom industriellen aus thun. Ich habe mich zu diesem
Zweke mit den Nachweisen versehen, die mir den besten Aufschluß geben konnten, indem
ich mich an die geschiktesten Künstler von Paris wandte.
Ich beschreibe vorerst die Vorrichtungen, welche mir zum Vergolden der Gegenstände
von einer gewissen Größe die geeignetsten schienen. Man kann eine Glasgloke benuzen,
welche oben mit einer großen Tubulatur versehen ist, die mit Kaolin oder
gewöhnlichem, kalkfreiem Thon ausgefüllt wird, den man mit Leinwand um die äußere
Wand der Tubulatur mittelst Bindfaden befestigt; damit dieser Bindfaden festhält,
muß an dieser Tubulatur ein Wulst seyn. Man stekt diese Gloke in ein in ein Brett
gemachtes Loch, so daß ihr unterer Rand denjenigen des Loches erreicht, befestigt
sie mit hölzernen Keilen und kehrt sie dann um; man füllt sie nun mit der Goldlösung
und stellt sie mit der Tubulatur in ein Fayence- oder anderes Gefäß, welches
eine mehr oder weniger concentrirte Kochsalzlösung enthält, wobei darauf gesehen
werden muß, daß beide Lösungen in gleicher Höhe stehen, damit nicht eine
Verschiedenheit des Druks die Flüssigkeit des einen Gefäßes in das andere überführe.
Es wird dann nach obiger Angabe verfahren. Ist die Thonschicht ein paar Zoll dik und
hinreichend dicht, so hat man mehrere Tage lang wenigstens keine erhebliche
Endosmose zu befürchten.
Will man zugleich mit den elektrochemischen Kräften auch die Wärme wirken lassen, so muß das
Fayence-Gefäß im Wasserbad erwärmt werden.
Man kann statt der Glasgloken auch Fayence-Gloken anwenden, die mit Trägern
von Fayence versehen sind, worauf die Gloke ruht und welche sie auf dem Brette
halten.
Diese beiden Angaben genügen, um die Techniker bei der Construction ihrer Apparate zu
leiten.
Man muß sich wohl hüten, amalgamirtes Zink anzuwenden, denn abgesehen davon, daß bei
der Handhabung desselben Queksilber in die Goldlösung fallen könnte, hätte man noch
zu befürchten, daß sich kleine Quantitäten Chlorqueksilbers bilden, die am Ende
durch den Thon dringen und in die Goldlösung übergehen würden, wo sie sich dann zu
gleicher Zeit mit dem Gold reducirten.
Zu Scheidewänden könnte man auch cylindrische Gefäße von schwach gebranntem
(verglühtem) Porzellan benuzen; diese darf man aber nur dann gebrauchen, wenn die
beiden Lösungen sich in nichts von einander unterscheiden, als durch die Gegenwart
von Gold in einer derselben, weil sonst die Endosmose immer ziemlich merklich
auftritt. Die Scheidewände von feuchtem Thon sind für alle Fälle jenen von schwach
gebranntem Porzellan vorzuziehen; doch erhält man gleich gute Resultate, wenn man
folgendermaßen verfährt:
Man nimmt einen Sak von Segeltuch, welchen man zur Hälfte oder zwei Drittheilen mit
halbflüssigem Thonteig anfüllt und stekt einen Cylinder aus schwach gebranntem
Porzellan mit dünnen Wänden so hinein, daß er sich in der Mitte des Saks befindet
und der Thonteig mit dem Cylinder auf gleiches Niveau kommt. Auf diese Weise hat man
alle Vortheile eines cylindrischen Diaphragma's und eines solchen von Thon; die
Wirkung geht nämlich gleichmäßig vor sich und es ist keine Endosmose zu befürchten,
wenigstens keine, die den guten Erfolg beeinträchtigen könnte.
Ich sagte oben, daß wenn die Vergoldung gleichförmig ausfallen, d. h. die abgelagerte
Goldschicht auf allen Theilen des Gegenstandes ziemlich die nämliche seyn soll, es
keineswegs genügt, den zu vergoldenden Gegenstand auf beliebige Weise in Beziehung
zum Zink anzubringen. Sezen wir den Fall, man brächte in irgend einer Lösung zwei
Platinbleche in Verbindung mit den zwei Polen einer Säule und der Strom übe seine
zersezende Einwirkung auf die Bestandtheile der Lösung aus, so werden sich die
sauren Theile um das positive Blech, jedoch in größerer Menge auf die dem negativen
Blech zugekehrte Fläche als auf die andere absezen; eben so wird es sich mit den
alkalischen Elementen in Bezug auf die beiden Flächen des negativen Blechs
verhalten. Das ist aber noch nicht Alles, sondern die Ablagerung wird unten auch
stärker seyn als oben. Man kann diesem Uebelstande allerdings abhelfen, indem man
die Bleche zuerst wendet und dann wieder umkehrt. Aber auch dieß genügt nicht, wenn
diese Maßregel nach etwas langen Zwischenzeiten ausgeführt wird; denn da die Säule
ohne Unterbrechung thätig ist, so wird die Flüssigkeit, auf welche sie einwirkt,
immer an Sättigung abnehmen, so daß in gleich langer Zeit auf die Bleche keine
gleich dike Ablagerung stattfindet; die gewünschte Gleichförmigkeit wird also nicht
erreicht. Diese kurze Auseinandersezung zeigt, daß man beim Vergolden, selbst
mittelst der Säule, sich nicht darauf beschränken darf, zum negativen Pol ein
Platinblech und zum positiven Pol den zu vergoldenden Gegenstand zu nehmen, indem
man ihn auf beliebige Weise in Beziehung zum Platinblech anbringt.
Die einfachen Apparate, so wie ich sie beschrieb, gewähren nun folgende
Vortheile:
Wendet man einen Cylinder von schwach gebranntem Porzellan an, in welchen man die
Goldlösung bringt, taucht ihn in die Salzlösung und umgibt ihn mit einem andern
Cylinder von Zink, der ebenfalls in diese Lösung taucht und mit dem zu vergoldenden
Gegenstand in Verbindung gesezt ist, so sind offenbar alle Punkte der Oberfläche
dieses Gegenstandes der Wirkung des Stroms gleichmäßig ausgesezt. Man hat, damit die
Ablagerung des Goldes vollkommen gleichförmig wird, den Gegenstand nur so oft als
möglich umzuwenden und sicher erhält man dann eine möglichst gleichförmige
Vergoldung.
Bei dem Apparat, wo der Cylinder aus gebrannter Erde durch eine Glasgloke ersezt ist,
deren Tubulatur mit Thon ausgefüllt wird, ist die zersezende Wirkung des Stroms
allerdings nicht so gleichförmig; operirt man aber wie oben, mit einem Zinkcylinder,
welcher die Tubulatur symmetrisch umgibt, so strahlen die Ströme auch symmetrisch
von allen Punkten der Zinkoberfläche auf den zu vergoldenden Gegenstand hin, so daß
man eine hinreichend gleichförmige Schicht erhalten muß, wenn man denselben recht
oft umdreht. Gehen wir nun auf den Gebrauch dieser Apparate über: ich unterzog ihrer
Einwirkung Geldstüke und Bijouterie-Gegenstände von Silber und erhielt
jederzeit ein schönes Matt; nach dem Färben wurde es roth, gelb oder grünlich, je
nachdem die abgesezte Goldschicht mehr oder weniger dik war. Die Vergoldung beginnt
um so schneller, je besser die Oberfläche des Gegenstandes polirt und mit Kalilösung
abgebrannt, sodann mit verdünnter Salpetersäure gewaschen wurde. Mattes Metall wirkt
langsamer.
Eine Temperatur von 20 bis 25° C. höchstens kürzt die Dauer des Processes
auffallend ab, weil das Zink stärker angegriffen wird. Ich erhielt mehrmals eine
gute Vergoldung in weniger als 10 Minuten; dieselbe ist aber niemals so schön in
Beziehung auf das Matt, als die bei gewöhnlicher Temperatur gemachte; die langsame
Wirkung hat das eigen, eine regelmäßigere Gruppirung der Molecüle zu erzeugen. In
dieser Hinsicht kann das von mir angegebene Verfahren nur die größten Vortheile
gewähren.
Die Goldschicht verträgt das Poliren sehr gut und hängt dem Silber so fest an, daß
beim Poliren auf der Drehbank keine in Anschlag zu bringende Menge Gold beseitigt
wird. Mit einer diken Goldschicht bedekte Silbercylinder ziehen sich am Zieheisen
trefflich aus und geben vergoldete Silberdrähte; ein Beweis, daß das Gold sehr gut
anhängt.
Eine ziemlich wichtige Frage blieb noch zu untersuchen übrig, nämlich das Vergolden
von Bijouterie-Gegenständen in Filigranarbeit, was bisher ungeachtet aller
Bemühungen auf keine befriedigende Weise möglich war. Ich wendete mich an Hrn. Christofle, einen der geschiktesten
Bijouterie-Fabrikanten in Paris, welcher sich im Fache der Filigranarbeit
auszeichnet. Seiner Gefälligkeit verdanke ich eine Anzahl Gegenstände, wie einen
Korb, Blumen, verschiedene Bijouteriewaaren, welche der elektrochemischen Vergoldung
mit langsamer Wirkung unterworfen wurden. Das Resultat war befriedigend, wie die
Akademie sich durch die vorgelegten Gegenstände überzeugen kann. Die Vergoldung ist
zwar etwas roth, woran aber nichts als die Dike der Goldschicht Schuld ist, indem
der Apparat über 12 Stunden in Thätigkeit blieb. Aehnliche, zu gleicher Zeit in
Arbeit genommene, und nach mehreren Zwischenräumen wieder herausgenommene
Gegenstände haben eine grünliche, gelbe und röthliche Färbung.
Filigran-Bijouterie-Gegenstände, welche nach alten Verfahrungsweisen
vergoldet wurden, fielen so schlecht aus, daß sie einen Vergleich mit ähnlichen
mittelst langsamer Wirkung vergoldeten Gegenständen nicht aushalten.
Vasen und verschiedene andere Gegenstände von Kupfer, Messing und Bronze, welche mit
Salpetersäure und Ruß, wie oben angeführt, wohl abgebrannt werden, vergolden sich
manchmal schnell. Ich erhielt in 10 Minuten gute Vergoldungen, welche das Färben und
Poliren sehr wohl vertragen. Kupferne, mit einer Goldschicht bedekte Cylinder,
ziehen sich am Zieheisen ebenfalls gut zu Draht aus. Ich hatte nun zu untersuchen,
ob man nicht Bijouteriewaaren aus Kupfer, nach deren Vergoldung auf
elektrochemischem Wege, nach dem sogenannten Repoussé-Verfahren des durch
diese Art Arbeit rühmlich bekannten Hrn. Mourey verfertigen könne. Ich wendete
mich deßhalb an ihn, und er war nicht nur so gütig, mir die etwa benöthigten
Gegenstände zur Disposition zu stellen, sondern auch seine Ateliers zu meinen
Arbeiten einzuräumen. Ich ließ vorerst zwei gleiche Ringe machen, welche mittelst
langsamer Wirkung vergoldet wurden; der eine wurde nach dem
Repoussé-Verfahren vollendet und der andere so gelassen, wie er aus dem
Apparate kam. Ersterer fiel sehr gut aus, und kann dem besten, was in dieser Art
gemacht wurde, an die Seite gestellt werden. Man kann an dem Ringe und andern
Gegenständen dieser Art, welche ich der Akademie vorlege, sehen, daß die
Verzierungen ihre vollkommene Vertiefung haben, als wenn sie mit dem Grabstichel
gefertigt worden wären, und doch haftet die Goldschicht dem Kupfer so an, daß sie
bei der Bearbeitung nicht abging. Es ist hiemit also dargethan, daß die
elektrochemische Vergoldung mit Vortheil zur Fabrication von
Bijouterie-Gegenständen mittelst des Repoussé-Verfahrens nach
geschehener Vergoldung angewandt werden kann.
Wie ich im Eingange meiner Abhandlung schon sagte, beabsichtige ich nach und nach
alle einfachen Körper derselben Untersuchung zu unterwerfen; für einige derselben,
unter andern für das Silber, das Kupfer und das Blei, ist die Arbeit beinahe schon
vollendet.