Titel: | Ueber die quantitative Bestimmung des im Roheisen, Stabeisen und Stahl enthaltenen Siliciums auf trockenem Wege; von Boussingault. |
Fundstelle: | Band 203, Jahrgang 1872, Nr. LIII., S. 209 |
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LIII.
Ueber die quantitative Bestimmung des im
Roheisen, Stabeisen und Stahl enthaltenen Siliciums auf trockenem Wege; von Boussingault.
Aus den Annales de Chimie
et de Physique., 4. série, t. XXII p. 457; April 1871.
Mit einer Abbildung.
Boussingault, über Bestimmung des Siliciums im Stahl, Stabeisen
etc.
Der Stahl enthält in der Regel Silicium; dieß ist eine seit vielen Jahren
feststehende Thatsache,Boussingault, über die Verbindung des Siliciums
mit dem Platin. – Derselbe, über das
Vorkommen des Siliciums im Stahle. (In den Annales de
Chimie et de Physique, 2. série,
1818.) daß aber dieses Metalloid wie kürzlich behauptet wurde, auf die Eigenschaften des Stahles einen
günstigen Einfluß ausübt, ist sehr zweifelhaft, denn es ist erwiesen, daß die
geschätztesten Stahlsorten nur sehr geringe Mengen davon enthalten und es liegt
aller Grund zu der Annahme vor, daß das Silicium, wie der Schwefel wie der Phosphor,
bei der Stahlerzeugung eher schädlich als nützlich ist. Da diese Frage definitiv nur
durch die chemische Analyse zu lösen ist, so sind Methoden zur genauen Bestimmung
des mit dem Eisen verbundenen Siliciums in dieser Beziehung von Wichtigkeit.
Das gebräuchlichste Verfahren zur quantitativen Bestimmung des im Roheisen, Stabeisen
und Stahle enthaltenen Siliciums besteht darin, dieselben in Salzsäure zu lösen und
zur Höheroxydation des erhaltenen Chlorürs die Lösung mit Salpetersäure oder
chlorsaurem Kali zu versetzen. Die saure Lösung wird dann zur Trockne verdampft, der
Rückstand wird mäßig erhitzt und dann in verdünnter Salzsäure aufgenommen, wobei die
Kieselsäure zurückbleibt.
Bei einem anderen Verfahren, welches Damour in meinem
Laboratorium anwandte, wird das Roheisen durch Salpetersäure oxydirt; das Silicium,
der gebundene Kohlenstoff und der Graphit werden verbrannt. Der beim Abdampfen der
salpetersauren Lösung erhaltene Rückstand wird bis zum beginnenden Rothglühen
erhitzt, dann mit verdünnter Schwefelsäure behandelt und diese Lösung durch
Abdampfen concentrirt, bis weiße Dämpfe erscheinen. Man verdünnt hierauf mit Wasser,
und bringt die unlöslich gewordene Kieselsäure auf ein Filter.
Das Verfahren zur Bestimmung des mit dem Eisen verbundenen Siliciums durch Behandlung
des Metalles mit Jod oder Brom ist so langwierig und complicirt, daß es schwerlich
brauchbare Resultate geben kann; wenigstens habe ich es ohne Erfolg versucht.
Wenn man bei einem hinlänglich siliciumreichen Roheisen einige Centigramme
Kieselsäure gewinnt, so führt die Behandlung mit Säuren zu einer befriedigenden
quantitativen Bestimmung; anders ist es aber, wenn das Gewicht der gesammelten
Kieselsäure nur einige Milligramme beträgt; man muß sich dann die Frage stellen, ob
diese Kieselsäure wirklich von dem an das Metall gebundenen Silicium herrührt, ob
sie nicht durch die als Lösungsmittel benutzte Säure zugeführt oder von den zur
Behandlung mit dieser Säure angewendeten Gefäßen geliefert wurde. Da ich bei der
vorliegenden Untersuchung zu ermitteln hatte, ob der Kohlenstoff in den feinen
Stahlsorten von sehr geringen Mengen Silicium begleitet ist, so konnte ich nicht
daran denken, den nassen Weg anzuwenden; ich zog den trockenen Weg vor.
Der Stahl wird bei Rothgluth successiv der Einwirkung zweier Gase unterworfen: der
atmosphärischen Luft, um Eisen, Kohlenstoff und Silicium zu verbrennen; dann
trockenem Salzsäuregas, um das Metall in Chlorür umzuwandeln und als solches
auszuziehen. Somit umfaßt das Verfahren zwei Stadien. Will man die Probe
gleichzeitig oxydiren und chloriren, indem man über den zum Rothglühen erhitzten
Stahl einen Strom von mit Luft gemischtem Salzsäuregas leitet, so erhält man niemals
die ganze, dem Siliciumgehalte entsprechende Kieselsäuremenge, und häufig gar keine
Kieselsäure. Dieß rührt daher, daß die Chlorirung des Eisens weit rascher erfolgt
als die Oxydation, und daß das mit dem Eisen verbundene Silicium sich in
Chlorsilicium umwandelt, wenn es von dem Salzsäuregas erreicht wird bevor es oxydirt
wurde.
Ich gehe nun zur Beschreibung meines Verfahrens zur quantitativen Bestimmung des im
Eisen und Stahl enthaltenen Siliciums über.
Oxydation.
Das Metall wird in Form von Feilspänen oder von dünnen, mittelst der Bohrklinge oder
der Hobelmaschine hergestellten Spänen in einem Platinschiffchen unter die Muffel
eines Probirofens gebracht; die Verbrennung findet bei der Kupellirtemperatur statt;
nach zwei bis drei Stunden ist das Eisen in das den Hammerschlag bildende Oxydoxydul
übergegangen; diese Operation beansprucht also ziemlich lange Zeit, erfordert aber
gar keine Ueberwachung. Man kann unter einer Muffel mehrere Verbrennungen
gleichzeitig ausführen. Da das dem Hammerschlag oder Glühspan entsprechende Oxyd =
4FeO, Fe²O³ so müßte 1 Metall 33 Sauerstoff ausnehmen. Die
Gewichtszunahme beträgt gewöhnlich für 1 Grm. 35 bis 36, weil eine gewisse Menge
Oxyd (Fe²O³) erzeugt wird.
Chlorirung.
Um die Kieselsäure vom Eisenoxyd zu trennen, wird das Schiffchen in ein auf einem
Gasroste liegendes Platinrohr geschoben; dann wird ein langsamer und continuirlicher
Strom von trockenem Salzsäuregas darüber geleitet.
Der Apparat besteht in einem Platinrohr, welches an seinem Ende A mit einer Vorrichtung zur Entwickelung von
Salzsäuregas communicirt, nämlich einem auf einem Sandbade stehenden Kolben C, welcher Stücke von geschmolzenem Kochsalze enthält;
auf letztere läßt man mittelst des Hahntrichters D
allmählich concentrirte Schwefelsäure fließen. Das aus dem Kolben C abziehende Salzsäuregas tritt durch eine im
Glascylinder E
enthaltene Schicht
Schwefelsäure, bevor es in das in Rothgluth erhaltene Platinrohr gelangt. Mit dem
Ende F des Platinrohres ist mittelst eines
Kautschukmuffes ein Kolben verbunden, dessen eine, längere, zu einer feinen Spitze
ausgezogene Tubulatur G einige Millimeter tief in das in
der Flasche H enthaltene Wasser taucht. Die Entwickelung
des Salzsäuregases wird durch allmähliches Nachgießen von Schwefelsäure in den
Trichter D und durch gehöriges Stellen des
Trichterhahnes (so daß die Säure tropfenweise ausfließt), sowie durch Erhitzen oder
Erkaltenlassen des Kolbens C regulirt.
Textabbildung Bd. 203, S. 212
Das gebildete Eisenchlorür (welches mit Eisenchlorid gemischt ist) wird nach F zu verflüchtigt, und da das Platinrohr nur in der Zone
erhitzt wird, welche das das Eisenoxyd enthaltende Schiffchen einnimmt, so
condensirt sich das Salz in dem nicht erhitzten Theile des Rohres. Sieht man quer
durch den Kolben G, so kann man den Vorgang in den durch
das Glühen erhellten Theilen des Rohres beobachten.
Zunächst bemerkt man die Dämpfe des Eisenchlorürs; das Licht nimmt um so mehr ab, je
dichter diese werden; schließlich wird es durch ein Netz von Krystallnadeln
vollständig abgeschnitten und es kann dabei sogar eine Verstopfung eintreten, zu
deren Beseitigung man das Rohr erhitzt, um das Chlorür in den Kolben G zu treiben, wo es durch das in der Flasche H enthaltene Wasser gelöst wird.
Wenn man die Operation für beendigt hält, zieht man das Schiffchen aus dem Platinrohr
heraus, schiebt es aber sogleich wieder in dasselbe hinein, wenn man Oxydpünktchen
wahrnimmt, welche der Chlorirung entgangen sind.
Die im Schiffchen zurückgebliebene Kieselsäure ist vollkommen weiß, außerordentlich
zertheilt und hat gewöhnlich die Form des aus der Muffel genommenen Oxydes; stammt
diese Kieselsäure z.B. von einem zur Spirale gerollten Eisendraht her, so wird sie
diese Spirale repräsentiren. Wegen der Feinheit dieser Kieselsäure ist es
nothwendig, die Geschwindigkeit des Salzsäuregas-Stromes während der
Chlorirung zu mäßigen. Das die Kieselsäure enthaltende Platinschiffchen wird behufs
des Wägens in ein Glasetui gebracht.Die Abbildung dieses Etuis enthält des Verfassers Abhandlung über die
Bestimmung des Kohlenstoffes im Roheisen, Stahl und Stabeisen; im polytechn.
Journal, 1870, Bd. CXCVII S. 25. Von der Reinheit der Kieselsäure überzeugt man sich, indem man sie im
Schiffchen mit Flußsäure übergießt, welche mit einem Tropfen Schwefelsäure versetzt
ist. Bei meinen sämmtlichen Bestimmungen des Siliciums in Stabeisen und Stahl, verschwand die Kieselsäure
durch diese Behandlung. Manche Roheisensorten geben aber
eine Kieselsäure welche geringe Mengen von anderen erdigen Substanzen enthält, die
wahrscheinlich von Spuren dem Metalle beigemischter Schlacke herrühren; denn
hinsichtlich der Thonerde, des Kalkes und der Magnesia glaube ich nicht, daß man sie
der Gegenwart ihrer respectiven Metalle im Roheisen zuschreiben kann. Im Roheisen,
ja selbst im Wootzstahl habe ich nämlich noch nie Aluminium auffinden können.
Um sich vom Vorhandenseyn der Schlacken in gekohltem Eisen zu überzeugen, braucht man
nur trockenes Salzsäuregas auf das zum Rothglühen erhitzte Metall einwirken zu
lassen, ohne letzteres vorher zu oxydiren. Dadurch wird das Eisen mit dem gebundenen
Silicium sublimirt und weggeführt, während die Schlacke mit Kohlenstoff und mit
Graphit gemengt im Schiffchen zurückbleibt; es ist damit vielleicht ein Mittel
gegeben, in einem Roheisen die Kieselsäure zu bestimmen, welche von dem mit dem
Eisen verbundenen Silicium herrührt.
So gaben 2 Grm. Cementstahl und 2 Grm. aus Roheisen von Ria zu Unieux gepuddeltes
Stabeisen, in einem Strome von trockenem Salzsäuregas zum lebhaften Rothglühen
erhitzt, keine Spur von feuerbeständigem Rückstande. Ich schloß daraus, daß weder
der Stahl, noch das Stabeisen Schlacke eingeschlossen enthielten; sämmtliches
Silicium, über dessen quantitative Bestimmung ich später berichten werde, war als
Chlorsilicium ausgeschieden worden.
Dagegen hinterließ 1 Grm. Roheisen geringer Qualität, von einer Hütte im
Mosel-Departement, 0,09 Grm. Schlacke, welche Kieselsäure enthielt, die im
Metall sicherlich nicht als Silicium zugegen gewesen war.
Siliciumbestimmungen.
Menge desverbrannten Eisens
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
Schwedisches
Stangeneisen.
I.
1 Grm.
1,32 Grm.
0,0035 Grm.
0,00164 Grm.
II.
1 „
1,34
„
0,0040 „
0,00187 „
Stabeisen, zu
Unieux aus Roheisen von Ria(Ost-Pyrenäen-Depmt. gepuddelt.
I.
1 Grm.
1,40 Grm.
0,0020 Grm.
0,00093 Grm.
II.
2 „
2,86
„
0,0038 „
0,00180 „
Krempeleisen
(Kratzendraht).
1 Grm.
1,32 Grm.
0,0040 Grm.
0,00190 Grm.
Sehr feiner
Eisendraht, sogen. Blumenmacherdraht(fil de fer des fleuristes).
1 Grm.
1,32 Grm.
0,0050 Grm.
0,00230 Grm.
Die Kieselsäure hatte das fadenartige Ansehen des unter der Muffel verbrannten
Drahtes beibehalten.
Gußstahlzain von Unieux
(Loire-Deptm.) mit Glockenmarke.
Dieß ist ein Product von vorzüglicher Qualität zur Werkzeugfabrication.
Menge desverbrannten Eisens
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1 Grm.
1,38 Grm.
0,0015 Grm.
0,0007 Grm.
Somit enthält dieser im Handel einen großen Ruf besitzende Werkzeugstahl nicht
einmal ein ganzes Tausendtel Silicium; der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff
beträgt in der Regel 0,010.
Ausgereckter und zweimal cementirter
Gußstahl.
Dieses Product zeigt große, wellenförmige Facetten von glänzendem Silberweiß.
Menge desverbrannten Eisens
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1 Grm.
1,36 Grm.
0,0095 Grm.
0,0044 Grm.
Die Kieselsäure verschwand durch Einwirkung der Flußsäure. In diesem Stahle war
vorher die Menge des gebundenen Kohlenstoffes zu 0,0113, die des Graphites zu
0,0053 bestimmt worden.
In China fabricirter Stahl.
Zu Barren von 2 Centimeter Seite verschmiedet, ziemlich weich; von sehr ordinärer
Qualität.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
2 Grm.
2,675 Grm.
0,0045 Grm.
Bei der Behandlung mit Flußsäure wurde
ein Rückstand gefunden von
0,0015 Grm.
–––––––––––
Menge der verschwundenen Kieselsäure
0,0030 Grm.
0,0014 Grm.
Siliciumgehalt von 1 Grm. Stahl
0,0007 „
Gefundene Menge des gebundenen Kohlenstoffes
0,0065 „
Weicher Stahl von Unieux, zur
Fabrication von Gewehrläufen.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1 Grm.
1,345 Grm.
0,0020 Grm.
0,00093 Grm.
Der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff wurde bestimmt zu
0,0450 Grm.
Nach dem Schmieden hatte dieser Stahl ein specifisches Gewicht von 7,887 bis
7,897.
Ausgereckter Gußstahl für
Wagenfedern.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1,5 Grm.
2,04 Grm.
0,003 Grm.
0,00140 Grm.
Auf 1 Grm. Stahl berechnet
0,00094
„
An gebundenem Kohlenstoff wurden gefunden
0,00900
„
Ausgereckter Gußstahl von
Krupp.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1 Grm.
1,22 Grm.
0,0095 Grm.
0,0044 Grm.
Ausgereckter Gußstahl von Unieux,
wolframhaltig.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1 Grm.
1,39 Grm.
0,0020 Grm.
0,00093 Grm.
An gebundenem Kohlenstoff wurden gefunden
0,00960
„
Damour hat den Siliciumgehalt dieses Wolframstahles
auf nassem Wege bestimmt; er oxydirte 1 Grm. durch Salpetersäure, löste das Oxyd
in mit Wasser verdünnter Schwefelsäure, verdampfte die saure Lösung bis zum
Erscheinen weißer Dämpfe und verdünnte dann mit Wasser.
Die unlöslich gemachte Kieselsäure wurde auf ein doppeltes Filter gebracht und
ausgewaschen, dann geglüht. Damour erhielt:
Kieselsäure und Filterasche
0,005 Grm.
Filterasche
0,002 „
–––––––––
Kieselsäure
0,003 Grm. = Silicium 0,0014 Grm.
Die Kieselsäure war rosenroth gefärbt, ein Anzeichen der Gegenwart einer geringen
Menge Eisenoxyd.
Uhrfederstahl.
Menge desverbrannten Stahles
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1,051 Grm.
1,434 Grm.
0,0010 Grm.
0,00047 Grm.
Auf 1 Grm. berechnet
0,00044 „
An Kohlenstoff wurde gefunden
0,01090 „
Bei diesem Versuche wurde der Strom von Salzsäuregas nicht über die 1,434 Grm.
Oxyd aus der Muffel gerichtet, sondern über das Eisen von der Reduction dieses
Oxydes, welches die vom Silicium herrührende Kieselsäure enthielt, deren Menge
0,001 Grm. betrug. Dieses Verfahren war in der Hoffnung eingeschlagen worden,
den Kohlenstoffgehalt eines Stahles durch die Verbrennung bei der Bestimmung des
Siliciums ermitteln zu können.
So wurden 1,051 Grm. Uhrfederstahl verbrannt und das Oxyd in demselben Schiffchen
worin die Verbrennung stattfand, durch Wasserstoffgas reducirt.
Das reducirte Eisen + Kieselsäure wog
1,04000 Grm.
Das Eisen + Silicium + Kohlenstoff wog
1,05100 „
–––––––––––
Verlust
0,01100 „
Vom Silicium aufgenommener Sauerstoff
0,00053 „
–––––––––––
Verlust, vom Kohlenstoff herrührend
0,01153 „
Kohlenstoffgehalt, auf die Einheit berechnet
0,01097 „
eine Zahl welche von der durch die directe Bestimmung des
Kohlenstoffes erhaltenen nicht abweicht.
Dieses Verfahren zur Bestimmung des Kohlenstoffes durch Differenz dürfte übrigens
nur bei feinen Stahlsorten anwendbar seyn, bei welchen bloß Eisen, Kohlenstoff
und Silicium in Betracht kommen, da der Phosphor und Schwefel vernachlässigt
werden können.
Indischer sogen.
Wootzstahl.
Den Wootzstahl erhält man nach Dr. Buchanan durch eine Cementation in demselben Tiegel
welcher zum Schmelzen dient. Zu kleinen Stücken zerschrotenes Stabeisen wird mit
1/10 trockenem Holze in den Tiegel gepackt; das Gemenge wird mit grünem Laube
bedeckt und der Tiegel mit einem Thonpfropfen verschlossen. Der Proceß besteht
also in einer Schmelzung des metallischen Eisens mit 1/20 Holzkohle. Man läßt
die geschmolzenen Stahlklumpen in den Tiegeln erkalten; um sie auszurecken,
erhitzt man sie in einem Kohlenfeuer, welches eine Hitze gibt, die etwas unter
der Schmelztemperatur liegt, indem man den Wind auf das Metall richtet; es ist
dieß ein Affiniren, ein Entkohlen. Das Ausrecken unter dem Hammer geschieht bei
Dunkelrothgluth.
In England (von H. Percy) ausgeführte Analysen zweier
Proben von zu Stäben ausgerecktem Wootzstahl gaben:
I.
II.
Gebundener Kohlenstoff
1,333
1,340
Graphit
0,312
–
Silicium
0,045
0,042
Schwefel
0,181
0,170
Arsen
0,037
0,036
Eisen, durch Differenz
98,092
–
–––––––
100,000
Diese Analysen weisen kein Aluminium nach, welches Faraday im Wootzstahle (0,013 und 0,07 Procent) gefunden haben will.
Auch Karsten hat in indischem Wootz kein Aluminium
gefunden.
I. Wootzstahl aus der Sammlung der Pariser Bergschule.
– Die vom Generalinspector der französischen Bergwerke, Hrn. Gruner, mir anvertraute Probe bildet einen Klumpen
der das Ansehen eines sehr reinen Gußstahles hat: auf dem Bruche erscheint er
körnig mit kleinen Facetten, ohne Blasen, mit einer schwachen Vertiefung in der
Mitte.
Menge desverbrannten Stahles
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
I.
1,5 Grm.
1,97 Grm.
0,0020 Grm.
0,00093 Grm.
II.
1,5
„
1,97 „
0,0020 „
0,00093 „
Die Kieselsäure von beiden Operationen war weiß und von großer Zartheit.
Auf 1 Grm. Stahl berechnet, Silicium
0,00062 Grm.
an gebundenem Kohlenstoff wurde gefunden
0,01670 „
an Graphit
0,00350 „
Die bei den zwei Operationen erhaltene Kieselsäure (0,004 Grm.) hinterließ nach
der Behandlung mit wässeriger Flußsäure keinen Rückstand. Diese Reinheit der im
Platinschiffchen (nach dem Chloriren des Eisens durch das Salzsäuregas)
zurückgebliebenen Kieselsäure zeigte sich in der Regel bei den
Siliciumbestimmungen. Ich war von dieser Erscheinung um so mehr überrascht, als
mehrere der untersuchten Eisen- und Stahlsorten geringe Antheile von
Phosphor enthielten. Ich erwartete in der That, in der gesammelten Kieselsäure
Spuren von Eisenoxyd, mit Phosphorsäure verbunden, oder doch mindestens Spuren
von Phosphorsäure zu
finden, falls das Salzsäuregas das im Phosphate enthaltene Eisen chlorirt hätte.
Dieß war jedoch nicht der Fall; die Kieselsäure war rein, da sie unter dem
Einflusse von Flußsäure verschwand, ohne die geringste Spur von Eisenoxyd oder
Phosphorsäure zurückzulassen. Ich sah mich daher veranlaßt, den Phosphor in dem
vom Salzsäuregas-Strome fortgeführten Eisenchlorür aufzusuchen, was ich
bei Gelegenheit der Bestimmung des Siliciums im Wootzstahle that.
Zu diesem Zwecke wurde sämmtliches im Platinrohr entstandene Eisenchlorür in 200
Kubikcentimeter Wasser aufgefangen, welche in der Flasche H enthalten waren. In der stark sauren Flüssigkeit brachte
salpetersaures Ceroxyd-Ammoniak einen gelatinösen Niederschlag hervor,
durch welchen die Gegenwart von Phosphorsäure, die vom
Salzsäuregas-Strome mitgerissen worden war, auf das Bestimmteste
nachgewiesen wurde.
Die Reinheit der im Platinschiffchen gefundenen Kieselsäure gestattet mit aller
Sicherheit auf die Abwesenheit von Aluminium in dem untersuchten Wootzstahl zu
schließen; denn durch das Glühen des Stahles in der Muffel wird der Kohlenstoff
eliminirt; das Silicium, das Eisen und die mit dem Eisen verbundenen Metalle
werden in feuerbeständige Oxyde verwandelt; das Aluminium, falls solches
vorhanden wäre, würde in Thonerde umgewandelt. Wenn man dann über dieses
Oxydgemenge bei der Rothglühhitze einen Strom von trockenem Salzsäuregas leiten
würde, so bliebe die Thonerde mit der Kieselsäure zurück.C. Rammelsberg untersuchte abgehauene Stücke
einer ausgeschmiedeten Stange von Wootz, welche die Sammlung der königl.
Gewerbeakademie in Berlin bewahrt und die durch ein Certificat der
ostindischen Compagnie als acht bezeichnet ist; dieser Wootz enthält keine Spur Aluminium. Man s. seine
Mittheilung im polytechn. Journal, 1870, Bd. CXCVI S. 517.
II. Von Peligot eingesendeter Wootzstahl. –
Diese Probe ist ein homogener Regulus von 380 Grammen Gewicht; dem Korne, dem
Bruche nach zu urtheilen, ist sie ein sehr reiner Stahl; es gelang aber sehr
geschickten Arbeitern nicht, denselben zu schmieden.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
1,5 Grm.
2,05 Grm.
0,0025 Grm.
0,0017 Grm.
In 1,5 Grm. Stahl wurde an gebundenem
Kohlenstoff gefunden
0,00225 Grm.
Graphit wurde nicht gefunden.
In dem während der Bestimmung des Siliciums gesammelten Eisenchlorür zeigte das
(von H. Sainte-Claire Deville und Damour eingeführte) Ceroxyd-Reagens eine sehr
geringe Menge von Phosphorsäure an.
Für die Zusammensetzung des Wootzstahles erhielt man:
I.
II.
Gebundener Kohlenstoff
0,0167
0,0150
Graphit
0,0035
–
Silicium
0,0006
0,0008
Aluminium
0,0000
0,0000
Phosphor
Spuren
Spuren
Schwefel
„
„
Eisen, durch Differenz
0,9792
0,9842
––––––
––––––
1,0000
1,0000
Auf einen Mangangehalt wurde der Wootzstahl nicht untersucht.
Graues Roheisen von Ria
(Ost-Pyrenäen-Deptm.).
Menge desverbrannten Stahles
Menge deserhaltenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
I.
2 Grm.
2,72 Grm.
0,060 Grm.
0,0280 Grm.
Auf 1 Grm. Roheisen berechnet
0,0140 Grm.
II.
2,5 Grm.
3,40 Grm.
0,064 Grm.
Auf 1 Grm. Roheisen berechnet
0,0120 Grm.
Die Kieselsäure verschwand durch Einwirkung der Flußsäure.
Weißes Roheisen von Ria.
Großblätterig, manganhaltig.
Menge desverbrannten Stahles
Menge desentstandenen Oxydes
ErhalteneKieselsäure
Siliciumgehalt
I.
1 Grm.
1,34 Grm.
0,0070 Grm.
0,0033 Grm.
II.
1
„
1,34
„
0,0075 „
0,0035 „
III.
1
„
1,31
„
0,0065 „
0,0031 „
––––––
––––––––––––––––––––––––
3 Grm.
0,0210 Grm.
0,0099 Grm.
Auf 1 Grm. Roheisen berechnet, im
Durchschnitt
0,0033 Grm.
Die sehr weiße Kieselsäure verschwand durch Einwirkung der Flußsäure.
Die Reinheit der Kieselsäure, welche durch das bei diesen Untersuchungen
angewendete Verfahren auf trockenem Wege erhalten wurde, macht es sehr
wahrscheinlich, daß der Phosphor, wie bereits von mir bemerkt wurde, mit dem
Eisenchlorür fortgeführt wird. Ich glaubte mich versichern zu müssen daß dieß
wirklich der Fall ist, indem ich untersuchte wie sich das zum Rothglühen
erhitzte phosphorsaure Eisenoxyd zu einem Strome von trockenem Salzsäuregas
verhält. Von den vielen zu diesem Zwecke ausgeführten Versuchen will ich einige
mittheilen.
1) Ich stellte mir durch Fällung einer verdünnten Eisenchloridlösung mittelst
phosphorsauren Natrons phosphorsaures Eisenoxyd dar; der gelatinöse Niederschlag
wurde mit vielem Wasser ausgesüßt, im Trockenschranke getrocknet und dann zum
Rothglühen erhitzt.
Ich brachte in ein Platinschiffchen ein Gemenge von:
phosphorsaurem Eisenoxyd
0,2 Grm.
Eisenoxyduloxyd (Hammerschlag)
1,5 „
Nachdem das Schiffchen in ein Platinrohr eingeführt war, erhitzte ich letzteres
zum lebhaften Rothglühen und leitete einen Strom von trockenem Salzsäuregas
hindurch.
Nach zwei Stunden schien das Schiffchen leer geworden zu seyn; es enthielt jedoch
einige glasartige Kügelchen, die sich als phosphorsaures Natron mit einem
geringen Kieselsäuregehalte erwiesen, welches sehr wahrscheinlich von einem
nicht ausgewaschenen Reste des zur Fällung des Eisens benutzten
Phosphorsäuresalzes herrührte. Man fand in der That, daß das angewendete
phosphorsaure Eisenoxyd nicht natronfrei war; so schwer, wenn nicht unmöglich
ist es, einen gallertartigen Niederschlag vollständig auszuwaschen. Die
Phosphorsäure des phosphorsauren Eisenoxydes wurde in der, in der Flasche H gesammelten sauren Lösung des Eisenchlorürs
wiedergefunden.
2) Um die Störung durch das phosphorsaure Natron zu vermeiden, welches in dem
mittelst doppelter Zersetzung dargestellten phosphorsauren Eisenoxyd
zurückgehalten war, untersuchte ich die Wirkung des Salzsäuregas-Stromes
auf ein natürliches phosphorsaures Eisen, den Vivianit, in schönen
durchsichtigen Krystallen von bläulicher Farbe. Dieses Mineral besteht aus:
Phosphorsäure
28,3
Eisenoxydul
42,0
Wasser
28,0
Thon (beigemengt)
1,7
–––––
100,0
0,1 Grm. pulverisirten Vivianits wurde in ein Platinschiffchen gebracht und
dieses in ein Platinrohr eingeschoben. Das Rohr wurde zum Rothglühen erhitzt und
ein Strom von trockenem Salzsäuregas durchgeleitet. Nach einer Stunde war der
Vivianit bis auf eine geringe Menge erdiger Gangart, welche weder Eisen noch
Phosphorsäure enthielt, verschwunden. Die Säure des Vivianits fand sich bei dem
Eisenchlorür, welches ich in das Wasser der Flasche H getrieben hatte.
Das phosphorsaure Eisen wird also bei der Rothglühhitze durch trockenes
Salzsäuregas zersetzt, und die Phosphorsäure von dem entstandenen Eisenchlorür
mitgerissen.
Aus dieser Thatsache folgt, daß wenn man das durch Verbrennung von Stahl oder
Roheisen erhaltene Eisenoxyd (zur Trennung der Kieselsäure) bei hoher Temperatur
der Einwirkung eines Stromes von trockenem Salzsäuregas unterwirft, der
vorhandene Phosphor gleichzeitig mit dem Metalle eliminirt wird.
Ich will die im Laufe dieser Untersuchungen ausgeführten Siliciumbestimmungen
hier zusammenstellen:
Silicium.
Schwedisches Eisen, 1. Probe
0,00164
„
„ 2. Probe
0,00187
Puddeleisen von Unieux, 1. Probe
0,00093
„ „ „
2. Probe
0,00090
Kratzendraht
0,00190
Blumenmacherdraht
0,00230
Gußstahl mit Glockenmarke
0,00070
Cementirter Gußstahl
0,00440
Chinesischer Stahl
0,00070
Weicher Gußstahl von Unieux
0,00093
Gußstahl für Wagenfedern
0,00094
Krupp'scher Gußstahl,
ausgereckt
0,00440
Wolframgußstahl
0,00093
Uhrfederstahl
0,00044
Wootzstahl
0,00062
Deßgleichen
0,00078
Graues Roheisen von Ria, 1. Probe
0,0140
„ „ „ „
2. Probe
0,0120
Weißes Roheisen von Ria, 1. Probe
0,0033
„ „
„ „ 2.
Probe
0,0035
„ „
„ „ 3.
Probe
0,0031