LXXXVIII. Analyse des Gußeisens und Stabeisens; von J. Berzelius. Aus dessen Jahresbericht etc. 19. Jahrg. 1. Heft S. 247. Berzelius, uͤber Analyse des Gußeisens und Stabeisens. Die Bestimmung des Kohlenstoffgehalts im Eisen ist eine Aufgabe, die man auf mehrfache Weise zu lösen versucht hat, welche aber niemals anders als approximationsweise geglükt ist. Im Verlauf des Winters 1837/38 wurden auf Ersuchen des Präsidenten vom Bergcollegium unter meiner Leitung von den HHrn. L. Svanberg und Ullgren mehrere Sorten von Gußeisen und Stabeisen analysirt. Die Operationsmethode, welche dabei gewählt wurde, schien zum Zwek zu führen, und soll daher in der Kürze angeführt werden. Wird Eisen mit einer Lösung von Kupferchlorid übergossen, so wird bekanntlich das Kupfer gegen Eisen ausgetauscht. Dabei entsteht keine Gasentwikelung, und der Gehalt des Eisens an Kohlenstoff, Phosphoreisen, Arsenikeisen, Kiesel, in Kieselsäure verwandelt u.s.w., bleibt mit dem gefällten Kupfer vermischt übrig. Für die Analyse wird das Gußeisen in kleine Stüke zerschlagen, das geschmeidige Eisen am besten in Gestalt von Dreh- oder Feilspänen angewandt. Das Puddeleisen, welches mit Schlaken vermischt ist und wovon die Schlakentheile beim Feilen oder Drehen abgesondert werden, wendet man in kleinen Stüken an. Ist die Kupferlösung frei von überschüssiger Salzsäure, so bildet sich kein Chlorür, besonders wenn zugleich Wärme vermieden wird. Wenn die Farbe der Flüssigkeit ausweist, daß das Kupfer beinahe ausgefällt ist, wird die Kupferchloridlösung erneuert oder krystallisirtes Kupferchlorid zugesezt. Wenn dann auch in gelinder Wärme kein Kupfer mehr gefällt wird, so läßt man das Gemisch noch 24 Stunden stehen, um sicher zu seyn, daß alles Eisen aufgelöst worden ist.Die Anwendung von Kupferchlorid zur Entdekung eines Kohlenstoffgehaltes in Metallen ist von großem Werthe. So ist es z.B. schwer, einen Gehalt an Kohlenstoff im Kupfer zu entdeken, weil sowohl Salpetersäure, als auch ein Gemisch von Salzsäure und chlorsaurem Kali die Kohle mit dem Kupfer oxydirt. Aber wenn das Kupfer mit Salzsäure und Kupferchlorid behandelt wird, so bleibt die Kohle zurük, nachdem sich das Kupfer zu der schwarzen intermediären Chlorverbindung aufgelöst hat. Karsten hat mir mitgetheilt, daß er auf diese Weise Kohle in mehreren Proben des im Handel vorkommenden Nikels gefunden habe, so wie auch in mehreren Hüttenproducten, z.B. im Kupferrohstein. In einer Eisensau, welche sich bei der Zugutemachung des Eisens aus einer alten Schlakenhalde gebildet hatte und welche silberweiß war, von blättrigem Bruch und von 7,17 spec. Gewicht, fand er 1,891 Kohle, 8,871 Silicium mit geringen Mengen von Schwefel, Aluminium u.s.w. und 87,623 Proc. Eisen. Man hat nun zwei Wege zu wählen. 1) Bei geschmeidigem Eisen, welches eine leicht verbrennliche Kohle absezt, wird die Masse, so wie sie ist, abfiltrirt. Die Filtrirung geschieht nicht durch Papier in einem gewöhnlichen Trichter, sondern in einem weiten Rohre von Glas, welches an einem Ende etwas ausgezogen ist. In das ausgezogene Ende wird ein Pfropf von reinem Platinschwamm eingesezt, der vorher mit Schwefelsäure ausgekocht, gewaschen und geglüht worden ist. Auf diesen bringt man in das Rohr die Masse, und nachdem die Flüssigkeit durchgelaufen und Alles in das Rohr eingespült worden ist, wird sie gewaschen, erst mit Wasser, dann mit Salzsäure und am Ende wieder mit Wasser. Die Masse wird in dem Rohre getroknet, was langsam geschieht, wenn man nicht eine Vorrichtung hat, um das Rohr mittelst Korken in einem Metallgefäß zu befestigen, welches zur Aufnahme der Korke mit Oeffnungen versehen ist. In dieses Gefäß wird dann Wasser gegossen, so daß das Rohr davon bedekt wird, und das Wasser zum Kochen gebracht, während Luft mit Hülfe eines Saugapparats durch das Rohr geleitet wird. Das Rohr wird nun herausgenommen, mit dünnem Blech von Eisen oder Platin umwikelt und die Masse in einem Strome von Sauerstoffgas erhizt, wobei das Kupfer und die Kohle oxydirt werden. Das Gas, welches man über die glühende Masse hat streichen lassen, leitet man durch Chlorcalcium, fängt es dann über Queksilber auf und bestimmt den Kohlensäuregehalt darin nach der Vorschrift, welche ich in meinem Lehrbuche der Chemie, 3te Aufl. Bd. VII. S. 628 bis 629 gegeben habe. 2) Beim Gußeisen, welches bedeutende Mengen von Graphit zurükläßt, ist es nicht möglich, auf diese Weise die Kohle zu verbrennen. Deßhalb wählt man hier folgenden Ausweg: nachdem das Eisen sich aufgelöst hat, digerirt man die rükständige Masse mit Salzsäure und Kupferchlorid, bis sich das Kupfer aufgelöst hat und nur noch Kohle, Kieselerde u.s.w. übrig sind, ein Ausweg, der auch beim geschmeidigen Eisen in Anwendung gebracht werden kann. Dann wird die Masse in den eben erwähnten Filtrirapparat gebracht, von Kupferchlorid mit Salzsäure und von Salzsäure mit Wasser abgewaschen und darauf das Rohr auf die angeführte Weise getroknet. Die Kohlenmasse, welche nun zurükbleibt, besteht aus Graphitblättchen und Kohle, die mit dem Eisen chemisch verbunden gewesen war und durch die Verbindung des Eisens mit Chlor abgeschieden wurde. Diese Kohle ist nicht reine Kohle; in dem Augenblike, worin sie abgeschieden wurde, verbindet sich wenigstens ein Theil davon mit den Bestandtheilen des Wassers. Wenn daher diese Masse der trokenen Destillation im luftleeren Raume unterworfen wird, so liefert sie Producte der trokenen Destillation; es ist also nicht möglich, sie durch Troknen bei + 100° C. in atmosphärischer Luft oder bei noch höherer Temperatur in Wasserstoffgas in dem Zustande zu bekommen, daß ihr Verlust beim Brennen in einem offenen Gefäß den Kohlenstoffgehalt mit einiger Zuverlässigkeit ausweise. Zu diesem Zweke muß sie in Sauerstoffgas verbrannt werden, was in demselben Rohre aus gleiche Weise wie mit dem Kupfergemisch geschieht. Das Gas wird von der Kohle durch ein Rohr mit Chlorcalcium geleitet und dann über Queksilber aufgefangen. Aber daß auf diese Weise auch der Graphit verbrenne, gränzt an das Unmögliche; man unterbricht daher die Operation, nachdem das Glühen in Sauerstoffgas eine Weile fortgedauert hat. Man hat nun eine Masse, die aus Kohle und unverbrennlichen Stoffen besteht, welche durch anhaltendes Brennen im offenen Platintiegel bei völligem Rothglühen von Kohle befreit werden können, wobei dann der Verlust den Kohlenstoffgehalt richtig ausweist. Der Platinschwamm, in dessen Theile sich Kohle eingehüllt hat, wird auch hineingelegt. Daher muß er vorher gewogen werden, um sein Gewicht dann abrechnen zu können. Wenn dieser Verlust dem Kohlengehalte zugerechnet wird, welcher aus dem erhalten wird, welchen Kali aus dem aufgesammelten Sauerstoffgas aufgenommen hat, so bekommt man den Kohlengehalt und einen ungefähren Begriff von dem, welcher mit dem Eisen chemisch verbunden und wie viel als Graphitblättchen im Gußeisen eingeschlossen war. Genau wird das Resultat nicht, weil etwas von den Blättchen im Sauerstoffgas oxydirt wird. Man kann auch die von Gußeisen zurükbleibende Kohle mit chlorsaurem Kali und Kochsalz verbrennen, nach Art einer organischen Analyse, wobei der ganze Gasgehalt über Queksilber aufgesammelt wird. Aber die Verbrennung des Graphits geschieht langsam und glükt auf diese Weise nicht immer sicher. Der verbrannte Rükstand von Stabeisen besteht aus Kupferoxyd und Kieselsäure, so wie auch, wenn Puddeleisen analysirt wird, aus aller der Schlake, welche dieses einschließt und wovon ein Theil schon während der Operation zersezt worden ist. Das Kupferoxyd wird in verdünnter Salpetersäure oder Salzsäure aufgelöst, wobei die Kieselerde und das Unzersezte von der Schlake zurükbleibt, woraus dann die Kieselerde mit kochendem kohlensaurem Kali oder Natron ausgezogen wird. Die Schlake wird so leicht durch Säuren zersezt, daß man, nach Svanberg's Versuchen, ihren Gehalt in einem damit gemischten Eisen auf keine andere Weise richtig bestimmen kann, als durch Vergleichung der Menge des Wasserstoffgases, die es weniger als reines Eisen entwikelt. Der durch Verbrennung von Kohle befreite Rükstand von Gußeisen wurde mittelst Fluorwasserstoffsäure oder durch Glühen mit kohlensaurem Alkali analysirt. Wenn das Gußeisen auch Schlakentheile enthält, so kann man hier damit anfangen, die freie Kieselsäure durch Kochen mit kohlensaurem Natron auszuziehen. Bei allen diesen Versuchen ist es recht schwierig, die Kieselerde aus der eingemischten Schlake zu scheiden, denn das, was von der Schlake zersezt wird, läßt Kieselerde übrig, die dem Eisen angehört zu haben scheint, und ein Theil von der Kalkerde der Schlake wird mit dem Kupferchlorür in der Salzsäure aufgelöst. Es verdient versucht zu werden, nach dem Ausziehen des Eisens mit Kupferoxyd aus dem gewaschenen Kupfergemisch, die Kieselerde, welche sich in Gestalt von Silicium auf Kosten des Kupfers oxydirt hat, mit kochendem kohlensaurem Natron auszuziehen. Ein solcher Versuch ist noch nicht angestellt worden. Der Schwefel wird im geschmeidigen Eisen und im Gußeisen entdekt und seiner Menge nach auf die Weise bestimmt, daß man z.B. 10 Gramme Eisen in Salzsäure auflöst in einem passenden Gasentwikelungsapparate, aus dem das Gas durch ein Absorptionsrohr der Art geleitet wird, wie es Liebig zur Sättigung des Alkohols mit Chlorgas beschrieben hat, in welches man eine sehr verdünnte Lösung von salpetersaurem Silberoxyd, die mit Ammoniak vermischt ist, gegossen hat. Gegen das Ende wird Wärme angewandt, um die Einwirkung der Säure auf das Eisen zu vollenden. Bei langsamer Gasentwikelung wird aller Schwefelwasserstoff von der Flüssigkeit eingesogen, die jedoch auch von schwefelfreiem Eisen einen schwarzen Niederschlag von Kohlensilber absezt, herrührend von der Kohle, die bei der Auflösung mit dem Wasserstoff weggeht. Der schwarze Niederschlag wird abgeschieden und mit Salpetersäure behandelt und, nachdem er völlig aufgelöst worden ist, das Silber durch Salzsäure ausgefällt, so wie die Schwefelsäure durch Chlorbaryum. Die filtrirte Lösung wird auf einen möglichen Gehalt an Arsenik geprüft, der jedoch gewöhnlich ungelöst bleibt in Gestalt von Arsenikeisen, gleichwie der Phosphor in Gestalt von Phosphoreisen zurükbleibt. Die Eisenlösung, welche sich bei dem Versuche gebildet hat, wird von dem Ungelösten abfiltrirt und dieses wohl ausgewaschen. Das Durchgegangene wird mit Salpetersäure gekocht, was jedoch eine unsichere Oxydationsmethode ist, oder besser durch im Ueberschuß hineingebrachtes Chlorgas in Chlorid verwandelt, und darauf das Eisenoxyd durch fortgesezte Digestion mit kohlensaurem Bleioxyd ausgefällt. Die Lösung wird abfiltrirt, im Wasserbade zur Trokne verdunstet, und das Zurükbleibende mit Alkohol von 0,86 behandelt, welcher das Chlorblei ungelöst zurükläßt und die Salze von Alkali, Kalkerde, Mangan, Kobalt, Nikel u.s.w. aufnimmt, im Fall sie vorhanden sind, welche dann nach gewöhnlichen Vorschriften aufgesucht und von einander geschieden werden. In dem Niederschlage mit dem kohlensauren Bleioxyd sucht man Titanoxyd, Manganoxyd und Thonerde. Wenn die Oxydirung des Eisens mit Chlor geschieht, so wird das Manganoxyd durch das kohlensaure Bleioxyd ausgefällt, aber das Oxydul bleibt in der Lösung, wenn Salpetersäure angewandt worden war. Was Salzsäure von dem Eisen ungelöst zurükläßt, wird mit Salpeter und kohlensaurem Natron gemischt und im Silbertiegel bis zur völligen Oxydation geglüht. In der mit Salpetersäure gesättigten und zur Abscheidung der Kieselsäure abgedunsteten Lösung der Salzmasse sucht man Arseniksäure, Phosphorsäure, Vanadinsäure, Titansäure, die hauptsächlich mit der Kieselerde zurükgeblieben sind, Molybdänsäure u.s.w.