LX. Untersuchungen über die mineralischen Brennmaterialien; von E. Fremy. Aus den Comptes rendus, Januar 1861, t. LII p. 114. Fremy's Untersuchungen über die mineralischen Brennmaterialien. Meine Untersuchungen über die Gewebe der Pflanzen führten mich nothwendig zur Bestimmung der chemischen Eigenschaften der mineralischen Brennstoffe und zur Ermittelung der etwaigen Aehnlichkeiten ihrer Bestandtheile mit denjenigen der unveränderten Pflanzentheile. Ich nehme mit allen Geologen an, daß der Torf, die Braunkohle, die Steinkohle und der Anthracit unter verschiedenen Umständen entstanden sind und verschiedenen Zeitaltern angehören; ich habe daher versucht die verschiedenen Grade der Veränderung zu verfolgen, welche die Pflanzenfaser in diesen Stoffen erlitten hat. Die Untersuchung des Torfes hat nichts Neues ergeben: neben den nicht veränderten elementaren Organen, welche man in so großer Menge in dem faserigen Torf antrifft, fand ich je nach dem mehr oder weniger fortgeschrittenen Zersetzungsproceß verschiedene Mengen jener braunen, neutralen oder sauren, stickstoffhaltigen oder stickstofffreien Substanzen, welche wir mit dem allgemeinen Namen Ulminsubstanzen zu bezeichnen pflegen. Die Gegenwart dieser schon von Payen untersuchten Körper unterscheidet den Torf mit großer Schärfe von den unveränderten Pflanzengeweben. Die Untersuchung der Braunkohlen bot schon mehr Interesse dar. Dieselben unterscheiden sich, je nachdem sie noch die Holzstructur zeigen oder nicht; erstere sind die holzartigen, letztere die eigentlichen Braunkohlen, welche compact (dicht) und nicht selten steinkohlenartig sind. Vom chemischen Standpunkte aus betrachtet, können alle von mir untersuchten Braunkohlenarten in eine dieser beiden Classen eingereiht werden. Obwohl die holzartige Braunkohle oft die Festigkeit und das äußere Ansehen des Holzes besitzt, so hat doch die Holzfaser eine sehr bedeutende Modification erlitten, denn sie läßt sich zu feinem Pulver zerstoßen und gibt an verdünnte Aetzkalilösung eine beträchtliche Menge Ulminsäure ab. Die beiden folgenden Reactionen sind für die holzartige Braunkohle, dem gewöhnlichen Holze gegenüber, charakteristisch. Die Salpetersäure löst in der Wärme vom Holze nur eine geringe Menge der Markstrahlen auf und hinterläßt die Zellensubstanz in sehr reinem Zustande, so daß sie ohne Färbung in concentrirter Schwefelsäure löslich ist und alle von Payen angegebenen Eigenschaften besitzt. Die holzartige Braunkohle wird dagegen von Salpetersäure in der Wärme lebhaft angegriffen und gänzlich in ein gelbes Harz umgewandelt, welches in Alkalien und in einem Ueberschuß von Salpetersäure löslich ist. Die unterchlorigsauren Alkalien wirken auf das Holz ähnlich wie Salpetersäure; sie lösen schnell einen Theil der Fasern und der Markstrahlen auf, und hinterlassen die reine Zellensubstanz. Die holzartige Braunkohle löst sich dagegen fast ganz in den unterchlorigsauren Alkalien auf, und hinterläßt nur unwägbare Spuren von Fasern und Markstrahlen ungelöst. Hieraus ergibt sich, daß wenn die Holzfaser in den Zustand der holzartigen Braunkohle übergegangen ist, sie zwar das äußere Ansehen des Holzes beibehält, aber in ihrer Natur schon eine erhebliche Veränderung erlitten hat, in deren Folge sie neue nähere Bestandtheile enthält, welche durch ihre vollkommene Löslichkeit in Salpetersäure und in unterchlorigsauren Alkalien charakterisirt sind. Betrachten wir hiernach die dichte Braunkohle, welche keine Holzstructur mehr besitzt, und durch ihre Farbe und ihren Glanz sich in vielen Fällen der Steinkohle sehr nähert. Der Vergleich zwischen jenen zwei Braunkohlenarten und der Steinkohle ist auch für den geologischen Standpunkt von Interesse. Wenn nämlich der Veränderungszustand der mineralischen Brennstoffe in sicherer Beziehung zu dem Alter der dieselben führenden Schichten steht, so muß es für die Geologie von großer Wichtigkeit seyn, ein chemisches Kennzeichen zu erhalten, wornach das Alter einer Gebirgsart aus dem Zustande des darin vorkommenden Brennstoffes zu erschließen wäre. Ich habe mich deßhalb bemüht, eine Reihe chemischer Reactionen zu finden, wornach sich die genannten Substanzen in eine Altersreihe ordnen ließen. Außer den von Cordier angegebenen Kennzeichen habe ich die Wirkung des Aetzkalis, der unterchlorigsauren Alkalien, der Schwefelsäure und der Salpetersäure in Betracht gezogen. Nach dem oben Angeführten ist eine Verwechselung der Holzfaser mit der holzartigen Braunkohle unmöglich, da letztere in den unterchlorig-sauren Alkalien und in der Salpetersäure löslich ist. Die dichte Braunkohle kann nur mit gewissen Varietäten der Steinkohle verwechselt werden; die Art der Verbrennung, die Reaction der Destillationsproducte auf Lackmus und die Farbe der gepulverten Substanz geben aber wichtige Untersuchungsmerkmale, und die chemischen Reagentien geben noch größere Sicherheit. Läßt man nämlich eine concentrirte Kalilösung auf die dichte Braunkohle einwirken, so färbt sich zuweilen die Flüssigkeit braun unter Auflösung von etwas Ulminsäure; gewöhnlich aber findet gar keine Einwirkung statt und es stellt sich somit ein Unterschied zwischen der holzartigen und der dichten Braunkohle heraus. Ich habe stets gefunden, daß diejenigen Braunkohlen, welche der Einwirkung des Aetzkalis widerstehen, in ihrer Lagerung sich den Steinkohlenschichten am meisten nähern. Die dichten, schwarzen und glänzenden Braunkohlen lösen sich vollkommen in unterchlorigsauren Alkalien auf, werden von Salpetersäure sehr rasch angegriffen und bilden darin das schon oben bezeichnete gelbe Harz. Hiernach ist eine Verwechselung von Braunkohlen und Steinkohlen nicht möglich, da die letzteren sich nicht in unterchlorigsauren Alkalien auflösen und von Salpetersäure nicht angegriffen werden. Dieß gilt für alle Steinkohlen von den verschiedensten Lagerungsverhältnissen, so daß, wenn ausnahmsweise eine Steinkohle von unterchlorigsaurem Alkali schwach angegriffen werden sollte, man auf fremde Beimischung schließen müßte, indem die Steinkohlengebirge in verschiedenem Grade zersetzte Pflanzensubstanzen enthalten können. Die Steinkohle und der Anthracit, welche der Einwirkung der Lösungen von ätzenden Alkalien und von unterchlorigsauren Alkalien widerstehen, lösen sich vollkommen in einem Gemisch von Salpetersäure und concentrirter Schwefelsäure auf; die Flüssigkeit wird tief dunkelbraun und enthält eine durch Wasser vollkommen fällbare Ulminverbindung. Wenn man das Holzgewebe mehrere Tage hindurch einer Temperatur von 200° C. aussetzt, so erleidet es eine allmähliche Veränderung und es entstehen Substanzen, welche den in den Braunkohlen vorkommenden ähnlich sind: die ersten sind in den Alkalien löslich und entsprechen der holzartigen Braunkohle; die späteren sind unlöslich in Alkalien, lösen sich aber wie die dichte Braunkohle vollkommen in unterchlorigsauren Alkalien auf. Aus vorstehenden neuen Thatsachen ergeben sich folgende Schlüsse: 1) Wenn man die mineralischen Brennstoffe mit den bezeichneten Reagentien behandelt, so findet man, daß mit zunehmendem Alter die chemischen Charaktere der Gewebe nach und nach verschwinden und daß die organische Substanz sich dem Graphit um so mehr nähert, je älter sie ist. Eine Ausnahme hievon bilden jedoch die metamorphischen Gesteine. Dieses Resultat stimmt mit dem Ergebnisse der Forschungen Regnault's überein. 2) Die erste Veränderungsstufe des Holzgewebes, welche der Torf darstellt, wird durch die Gegenwart der Ulminsäure bezeichnet, sowie durch die Holzfasern und die Zellen der Markstrahlen, welche mittelst Salpetersäure oder der unterchlorigsauren Alkalien in sehr beträchtlicher Menge ausgezogen werden können. 3) Die zweite Stufe entspricht dem fossilen Holz, oder der holzartigen Braunkohle. Diese ist zum Theil in Aetzkali löslich wie der Torf, aber ihre Veränderung ist weiter vorgeschritten, denn sie löst sich fast gänzlich in Salpetersäure und in den unterchlorigsauren Alkalien auf. 4) Die dritte Stufe bildet die dichte oder eigentliche Braunkohle: bei dieser zeigen die Reagentien schon den Uebergang der organischen Substanz zur Steinkohle an, denn die Alkalien wirken im Allgemeinen auf sie nicht ein, und dieses Brennmaterial ist in Salpetersäure und in den unterchlorigsauren Alkalien vollkommen löslich. 5) Die vierte Stufe bildet die Steinkohle, welche in Alkalien und in unterchlorigsauren Salzen unlöslich ist. 6) Die fünfte Stufe ist der Anthracit, welcher den genannten Reagentien widersteht und nur sehr langsam von Salpetersäure angegriffen wird. 7) Die von den Geologen aufgestellte Classification der mineralischen Brennstoffe wird also durch die chemischen Reactionen bestätigt. Ohne Zweifel gibt es indessen noch Zwischenmodificationen der Pflanzensubstanz, entsprechend den verschiedenen Abarten von Braunkohlen und Steinkohlen, welche die Industrie schon längst kennt. Ich behalte mir vor, weiterhin zu untersuchen, ob sich diese Unterarten mittelst der chemischen Reactionen in derselben Art oder in den verschiedenen Schichten eines Brennmaterials nachweisen lassen.