XXIX. Bestimmung des Schwefels im Roheisen, Schmiedeeisen und Stahl; von M. Koppmayer, Betriebsassistent der Bessemer-Stahlfabrication in Ternitz. Mit einer Abbildung auf Tab. III. Koppmayer, Bestimmung des Schwefels im Roheisen, Schmiedeeisen und Stahl. Nachstehende Methode, den Schwefel im Roheisen, Schmiedeeisen und Stahl zu bestimmen, habe ich an einer großen Reihe der verschiedenartigsten Roheisen-, Schmiedeeisen- und Stahlsorten erprobt und für hüttenmännische Zwecke, sowohl was Genauigkeit, als auch, was Raschheit der Durchführung anbelangt, entsprechend gefunden. Das Wesen der Methode ist folgendes: der Schwefel des zu untersuchenden Materiales wird in Schwefelwasserstoff übergeführt und dann in eine Absorptionsflüssigkeit, welche in diesem Falle eine titrirte Lösung von Jod in wässeriger Jodkaliumlösung ist, geleitet. Man trachtet hierbei den Schwefelwasserstoff vollständig in dieser Flüssigkeit, in welcher dann die bekannte Zersetzung (SH + J = JH + S) stattfindet, zurückzuhalten und zu bestimmen. Letzteres wird geschehen können, wenn die Menge des nicht veränderten Jodes der Absorptionsflüssigkeit durch Titrirung mit einer wässerigen Lösung unterschwefligsauren Natrons festgestellt ist. Um sich Rechnungen zu ersparen, richtet man sich die beiden Flüssigkeiten gleich so vor, daß 1 Kub. Centimet. der Lösung von unter-schwefligsaurem Natron, genau durch 1 K. C. Jodlösung zersetzt wird und genau 0,01 Procent Schwefel des untersuchten Materiales entspricht. Werden 10 Grm. Roheisen u. dgl. zur Analyse verwendet, so wiegt davon 0,010,1 Proc. 0,001 Grm. Es soll nun durch 0,01 Proc. Schwefel = 0,001 Grm. genau 1 K. C. Jodlösung verbraucht werden; folglich muß 1 K. C. dieser Lösung an freiem Jod enthalten 127 / 16. 0,01 = 0,0079375 Grm. oder der Liter 7,9375 Grm. Da aber auch 1 K. C. der Lösung von unterschwefligsaurem Natron durch 1 K. C. Jodlösung vollständig zersetzt werden soll, und die Zersetzung nach der Formel 2(NaOS²O² + 10 aqua) + J = NAJ + NaOS⁴O⁵ + 10 aqua vor sich geht, so ergibt sich die Menge x des zum Liter zu lösenden unterschwefligsauren Natrons aus der Gleichung 248 : 127 = x : 7,9375; x = 15,05 Grm. Ausführung. Von dem zu untersuchenden Roheisen, Stahl u. dgl. werden 10 Grm. im möglichst zerkleinerten Zustande (am besten sind feine Bohrspäne, oder, wo diese, wegen zu großer Härte des zu untersuchenden Materiales, nicht zu erhalten sind, das durch ein engmaschiges Netz gesiebte Pulver aus dem Stahlmörser) in einen circa 1/2 bis 3/4 Liter fassenden Glaskolben gebracht. Der Kolben wird mit einem Korkstopfen verschlossen, in welchem sich drei Bohrungen befinden. Man s. Fig. 15, welche den Apparat darstellt. In eine dieser Bohrungen wird ein rechtwinkelig gebogenes, mit einem Absperrhahn (A) versehenes Glasrohr bis an den Boden des Glaskolbens geschoben und mit einem Wasserstoff-Entwickelungsapparat in Verbindung gesetzt. In die zweite der Bohrungen wird ein circa 50 K. C. fassender Kugeltrichter mit eingeschliffenem Glasstöpsel und Absperrhahn ebenfalls bis an den Boden des Glaskolbens gesteckt, und durch die dritte Bohrung ein rechtwinkelig gebogenes Gasentwickelungsrohr, welches mit dem Absorptionsapparate F in Verbindung steht. Derselbe wird bei D mit der früher erwähnten Jodlösung gefüllt u. z. mit einer genau abgemessenen Anzahl von K. C., z.B. 15. Man verdünnt diese, wenn nothwendig, noch mit Wasser, so weit, bis der Apparat circa drei viertel Theil gefüllt erscheint. Ist dieß geschehen, so wird über denselben ein Kasten gestürzt, um die lichtempfindliche Absorptionsflüssigkeit vor der Einwirkung der Sonnenstrahlen zu schützen. Wenn der Apparat auf die angegebene Weise vorgerichtet ist, wird durch denselben Wasserstoffgas so lange durchgeleitet, bis man die Ueberzeugung hat, daß alle atmosphärische Luft verdrängt ist. Ist dieß geschehen, so schließt man den Hahn (A), öffnet den Hahn B des Kugeltrichters und erwärmt die Kugel so lange, bis einige Tropfen der darin befindlichen Salzsäure in den Glaskolben auf das Roheisen u. dgl. gelangen. Wenn das geschehen ist, so schließt man B wieder. Durch die Zersetzung des zu untersuchenden Materiales mit Salzsäure, beginnt eine lebhafte Gasentwickelung. Die entweichenden Gase gelangen in den Absorptionsapparat und glucken in Gestalt von Blasen eine nach der anderen durch die darin befindliche Flüssigkeit. Die oftmalige Berührung und der wiederholte Durchgang der einzelnen Gasblasen durch die Absorptionsflüssigkeit, bewirken eine vollständige Aufnahme und Zersetzung des Schwefelwasserstoffes. Hat die Gasentwickelung aufgehört, so erwärmt man die Kugel von Neuem, öffnet den Hahn B und läßt abermals Salzsäure in den Kolben gelangen, schließt dann den Hahn B wieder, läßt die Gasentwickelung vor sich gehen, und wiederholt die Operationen so lange, bis endlich alle Salzsäure in den Glaskolben getrieben wurde. Hat dann endlich die Gasentwickelung aufgehört, so erwärmt man den Kolben bis zum Kochen der darin befindlichen Flüssigkeit, um die Lösung zu beschleunigen und absorbirtes Schwefelwasserstoffgas auszutreiben. Bei grauem Roheisen ist nach dieser Operation Alles vollständig zersetzt, bei Weißeisen, Spiegeleisen, Schmiedeeisen und Stahl hingegen in den seltensten Fällen. Um dieß aber auch hier zu bewerkstelligen, füllt man den Kugeltrichter mit destillirtem Wasser und läßt auf dieselbe Weise, wie früher Salzsäure, jetzt dieses in den Kolben treten u. z. so lange bis auch da das untersuchte Material, in der auf diese Weise verdünnten Salzsäure gelöst resp. zersetzt ist. Hat man dann auch hier zum Schlusse erwärmt und fängt die Absorptionsflüssigkeit an gegen D in dem Maaße zurückzusteigen, als der Kolben erkaltet, so öffnet man den Hahn (A) wieder, und leitet aufs Neue so lange Wasserstoff durch den Apparat, bis alle in demselben befindlichen Gase von diesem verdrängt sind. Ist dieß geschehen, so gießt man sorgfältig den Inhalt des Absorptionsapparates in ein Becherglas und wäscht mit destillirtem Wasser, das man bei E mit der Spritzflasche zugießt und durch Neigen nach D hin glucken läßt, nach, und vereinigt die Waschwässer mit der Absorptionsflüssigkeit. Sodann gießt man von der auf früher erwähnte Weise bereiteten Lösung, von unterschwefligsaurem Natron zu, bis alles Jod in Jodwasserstoff umgewandelt ist, was an der eintretenden Entfärbung der durch Jod gelbgefärbten Flüssigkeit leicht erkannt werden kann, da diese Reaction sehr empfindlich ist, und ein Tropfen der einen oder anderen der obigen Lösungen hinreicht, um die Flüssigkeit zu entfärben oder wieder zu färben. Die Differenz von den Kub. Cent. der Absorptionsflüssigkeit und den bis zur Entfärbung verbrauchten K. C. der Lösung von unterschwefligsaurem Natron gibt direct den Schwefelgehalt des untersuchten Materiales in Einhundertel Procenten. Hätte ich z.B. 15 K. C. Jodflüssigkeit in den Absorptionsapparat gegeben und 10 K. C. der Lösung vom unterschwefligsauren Natron bis zur Entfärbung verbraucht, so enthält das untersuchte Roheisen 0,05 Proc. Schwefel. Um mich zu überzeugen, ob vielleicht Schwefel in dem Kolbeninhalte zurückbleibt, wurde die Flüssigkeit von dem festen Rückstande desselben durch Filtration getrennt. Weder im Filtrate, noch in dem mit kohlensaurem Natron und Salpeter aufgeschlossenen Rückstande konnte selbst bei kupferreichen Roheisensorten und bei der sorgfältigsten Untersuchung eine Spur Schwefelsäure nachgewiesen werden. Es scheint mir daher die Annahme, daß bei kupferhältigen Roheisensorten der Schwefel vorherrschend an Kupfer gebunden sey, nicht stichhaltig zu seyn, da doch das in Salzsäure so gut wie unlösliche Schwefelkupfer, bei dem festen Rückstande sich befinden, und nach dem Aufschließen mit kohlensaurem Natron und Salpeter der Schwefel desselben in Form von Schwefelsäure gefunden werden müßte. Die Schwefelbestimmung eines Roheisens u. dgl., auf oben beschriebene Weise durchgeführt, erfordert drei Stunden Zeit und gibt genaue Resultate. Die Absorptionsflüssigkeiten an einem kühlen, vor Sonnenlicht geschützten Orte, in gut verschlossenen Flaschen aufbewahrt, halten sich lange Zeit unverändert, und zeigen kaum vor 2 Monaten eine nachweisbare Veränderung ihres Gehaltes.