Colorimetrische Schwefelprobe für Eisen. Mit Abbildung. Wiborgh's colorimetrische Schwefelprobe für Eisen. Zur Bestimmung des Schwefels in Eisen löst J. Wiborgh (Stahl und Eisen, 1886 * S. 230) die Probe in verdünnter Schwefelsäure und läſst die dabei entwickelten Gase ein Stück Zeug durchstreichen, welches mit einem Metallsalze getränkt ist, aus dem sich durch die Einwirkung des Schwefelwasserstoffes ein Schwefelmetall bildet und so das Zeug färbt. Die Stärke der Färbung gibt dann den Schwefelgehalt des Eisens an. Hierbei geht Wiborgh von der Annahme aus, daſs eine gegebene Fläche durch eine bestimmte Menge Schwefel stets gleich stark gefärbt wird. Aber um aus zwei Eisen, deren Schwefelgehalt ein verschiedener ist, eine gleich groſse Menge Schwefel erhalten zu können, müssen offenbar die abgewogenen Eisenmengen den Schwefelgehalten umgekehrt proportional sein. Gibt daher ein Gewicht w von einem Eisen mit einem Schwefelgehalte s dieselbe Farbe wie ein Gewicht w1 von einem anderen Eisen, dessen Schwefelgehalt s1 ist, so muſs ws = w1 s1 und, wenn s1 der gesuchte Schwefelgehalt ist, s1 = ws : w1 sein. Hat man also ein Eisen (Normaleisen), dessen Schwefelgehalt genau bestimmt ist, so kann man sich durch verschiedene Abwägungen desselben eine Farbenreihe verschaffen, in welcher man das Product ws für jede Farbe kennt. Diese Farbenreihe bildet dann eine Skala, mit deren Hilfe der unbekannte Schwefelgehalt s1 in einem anderen Eisen sich bestimmen läſst, wenn man das für dasselbe bekannte Product ws mit dem Gewichte des zur Probe angewendeten Eisens dividirt. Der zur Ausführung der Probe dienende Apparat besteht aus einem kleineren Kochkolben A, dessen Kautschukstöpsel m einen Glascylinder R trägt, dessen unteres Ende zu einer Röhre p ausgezogen ist, während oben sich ein matt geschliffener Ansatz befindet; eine trichterförmige Röhre t dient zum Einlassen der Säure. Auf den umgebogenen Rand des Cylinders R wird ein Kautschukring gelegt, über diesen das vorbereitete Zeug o, dann wieder ein Kautschukring und auf diesen ein hölzerner Ring s, welchen man mittels der Klemmen B gegen den Rand von R preist. Die Kautschukringe müssen einen bestimmten inneren Durchmesser haben, denn von ihrer Gröſse hängt es ab, eine wie groſse Fläche des Zeuges gefärbt wird. Zur Erwärmung des Kochkolbens stellt man denselben auf ein Sandbad E, welches in dem Gestelle D ruht und durch eine Gas- oder Spirituslampe P. erhitzt wird. Textabbildung Bd. 260, S. 180 Die Zurichtung des verwendeten Baumwollzeuges geschieht einfach durch Feuchtung desselben mit einer Lösung von Metallsalz. Dazu können Blei-, Silber-, Kadmium- oder Antimonsalze benutzt werden; doch sind die Kadmiumsalze am geeignetsten. Das Kadmiumnitrat gibt eine sehr schöne, ins Orange fallende Farbe, das Sulfat eine etwas schwächere mit einem gelbbraunen Ton, das Chlorid und das Acetat eine helle Farbe; letzteres empfiehlt sich wegen der schwachen Säure. Damit aller Schwefelwasserstoff von dem Zeuge aufgenommen werde, muſs dieses eine Menge Kadmium salz enthalten, welche der gröſsten Schwefelmenge entspricht, die in Frage kommen kann; sonst geht ein Theil des Schwefelwasserstoffes durch das Zeug hindurch und färbt dieses nicht nur an der unteren, sondern auch an der oberen Seite gelb. Eine Lösung von 5g krystallisirtem Kadmiumacetat auf 100cc destillirtes Wasser ist von passender Stärke. Ein mit einer solchen Lösung hergerichtetes Zeug von genügender Feinheit läſst auch nicht eine Spur des Schwefelwasserstoffes hindurch. Die Herrichtung geschieht so, daſs man die Lappen kreisförmig geschnitten in eine Kadmiumlösung legt, wobei man beachtet, daſs sie von der Lösung richtig durchtränkt werden. Nach einigen Minuten nimmt man sie aus der Lösung und breitet sie auf einem reinen Leinentuche zum Trocknen aus. Sobald die Lappen dann trocken geworden, legt man sie zur Verwahrung in eine Pappschachtel. Je nach der Menge von Schwefelwasserstoff, welcher auf das Zeug einwirkt, wird dieses von einer mehr oder weniger dichten Schicht von Schwefelkadmium überzogen und dadurch mehr oder weniger gelb gefärbt. Die Empfindlichkeit in dieser Hinsicht ist so groſs, daſs schon 0mg,001 Schwefel einer weiſsen, 1qc groſsen Zeugfläche eine zwar schwache, aber doch deutlich gelbe Farbe zu verleihen vermag. Wird die Schwefelmenge nach und nach um 0mg,001 vergröſsert, so erhält man einen deutlichen Unterschied in der Farbe. Wenn die Schwefelmenge sich auf ungefähr 0mg,02 auf 1qc beläuft, so ist das Zeug schon stark gefärbt und, um einen deutlichen Unterschied in der Farbe zu erreichen, ist jetzt ein zwei- bis dreimal so groſser Zuschuſs von Schwefel wie bei den niedrigen Farbenstufen erforderlich, so daſs dann die Proben weniger empfindlich werden. Um nach der Probe eines Eisens den Schwefelgehalt bestimmen zu können, muſs man eine Farbenreihe haben, in welcher eine jede Farbennummer eine gewisse Menge Schwefel unter der Voraussetzung vorstellt, daſs zur Probe eine gewisse Menge Eisen abgewogen ist. Diese Farbenreihe ist mit Hilfe eines anderen Eisens (eines Normaleisens), dessen Schwefelgehalt mit gröſster Genauigkeit bestimmt worden, mit Leichtigkeit zu beschaffen. Hat man ein Eisen mit einem bekannten Schwefelgehalte s und eines, dessen Schwefelgehalt s1 ist und von welchem 0g,4 abgewogen werden, so muſs, um von beiden Eisen die gleiche Farbe zu erhalten, ws = 0,4 s1 oder w = (0,4 s1) : s sein. Dadurch, daſs man in diese Formel anstatt s1 nach und nach verschiedene Procent Schwefel, wie 0,005, 0,01, 0,02 u.s.w., einsetzt, erfährt man, wie viel von dem Normaleisen in jedem Falle abzuwiegen ist, um eine Reihe von Farben zu erhalten, die vollkommen mit denjenigen übereinstimmen, die sich ergeben würden, wenn man von verschiedenen Eisen mit den beziehungsweisen Schwefelgehalten 0g,4 abwöge, d.h. man erhält eine Farbenskala, deren Farben unmittelbar angeben, welchen Schwefelgehalt das Eisen hat. Will man eine solche Skala für den abgebildeten Apparat aufstellen, dessen innerer Kreisdurchmesser 55mm beträgt, so kann man, unter der Voraussetzung, daſs 0g,4 Eisen zur Probe abgewogen werden, nicht weiter gehen, als daſs die höchste Farbennummer 0,1 Proc. Schwefel entspricht, weil die Farben sonst zu stark ausfallen würden. Dieselbe Skala kann übrigens, wenn man die Menge des zur Probe angewendeten Eisens wechselt, zur Bestimmung jedes beliebigen Schwefelgehaltes angewendet werden; denn es ist selbstverständlich, daſs man die Farbe, welche ein Eisen gibt, von dem 0g,4 abgewogen worden, auch von einem anderen Eisen mit halb so groſsem Schwefelgehalte erhalten muſs, wenn man von demselben 0g,8 abwiegt, sowie daſs im Allgemeinen, wenn von n × 0g,4 abgewogen werden, die Farben der Skala Schwefelgehalte vorstellen, die 1/n von denjenigen sind, welche einer Abwägung von 0g,4 entsprechen. Man hat zur Probe deshalb im Allgemeinen gröſsere Abwägungen zu machen, wenn es sich um genaue Bestimmung geringerer Schwefelgehalte handelt, und kleinere, wenn hohe Schwefelgehalte bestimmt werden sollen. Geschieht es bei einer Probe, daſs die Farbe zu stark ausfällt, d.h. an der Grenze oder auſserhalb des gröſsten Schwefelgehaltes der Skala liegt, so ist die Probe mit einer geringeren Abwägung zu erneuern. Zur Ausführung der Probe wird der Kochkolben A zur Hälfte mit destillirtem Wasser gefüllt, sodann der Apparat zusammengesetzt und auf das Sandbad gestellt, welches man mittels einer Gas- oder Spirituslampe erhitzt, bis das Wasser im Kolben in ein gelindes Kochen geräth. Dann wird die abgewogene Probe mittels eines kleinen Trichters und eines Haarpinsels in die Röhre r gebracht, welche am Platindrahte n befestigt ist. Nachdem das Wasser einige Minuten gekocht hat, um die Luft auszutreiben, wird der Stöpsel m herausgenommen und die Röhre r mit ihrer Probe in den Kolben A hinabgelassen. Hierauf wird der Apparat wieder zusammengesetzt und auf den Cylinderansatz der erwähnte Kautschukring mit einem Durchmesser von 55mm sowie über diesen das zugerichtete Zeug, sodann wieder ein Kautschukring und schlieſslich ein Holzring gelegt, welcher mittels der Klemmen festgedrückt wird. Sobald das Zeug aufgelegt ist, wird die Klemme des Trichterrohres t zusammengeschraubt und dadurch der Wasserdampf gezwungen, seinen Weg durch das Zeug o zu nehmen. Theils um die Luft aus dem Apparate soviel wie wöglich hinauszutreiben, theils um das Zeug richtig durchfeuchtet zu erhalten, läſst man das Wasser, ehe man die Säure zuläſst, erst etwa 8 bis 10 Minuten schwach kochen. Hierauf füllt man die Triebterröhre mit verdünnter Schwefelsäure, öffnet vorsichtig die Schraube an der Klemme des Rohres t und läſst die Säure langsam in den Kolben A hinabtropfen. Zu 0g,4 Eisen werden ungefähr 10cc verdünnte Säure angewendet. Sobald Säure in den Kolben A kommt, fängt das Eisen an sich aufzulösen; Wasserdampf und Gase gehen durch das Zeug und in dem Verhältnisse, in welchem die Auflösung fortschreitet und der Schwefelgehalt des Eisens groſs ist, wird die Unterseite des Zeuges mehr und mehr gelb gefärbt. Nachdem alles Eisen aufgelöst ist, läſst man die Flüssigkeit noch fernere 8 bis 10 Minuten kochen, um den Schwefelwasserstoff auszutreiben, welcher noch im Apparate sein kann, worauf man die Klemmen löst, die Ringe fortnimmt und das Zeug auf ein Stück Filtrirpapier legt und es dort trocknen läſst, wonach für die Bestimmung des Schwefelgehaltes nur noch erübrigt, die Farbe des Zeuges mit der Farbenskala zu vergleichen.