LXI. Die Feuerbeständigkeit der Thone betreffend; einige Bemerkungen zu den neuesten Aufsätzen Dr. Carl Bischof's über denselben Gegenstand,Polytechn. Journal Bd. CXCVI S. 438 u. 525. von Dr. E. Richters zu Waldenburg. Richters, über die Feuerbeständigkeit der Thone. In meiner auszüglich in diesem Journal erschienenen Abhandlung über die Feuerbeständigkeit der ThonePolytechn. Journal Bd. CXCI S. 59, 150 u. 229. habe ich unter anderen auch den Satz aufgestellt, daß die äquivalenten Mengen der sogen. Flußmittel (MgO, CaO, FeO, KO) auf die Schmelzbarkeit der Thone mit gleichem Kieselsäure- und Thonerdegehalt von gleichem Einflusse seyen. – Diesen Satz nun glaubt Bischof in seinem jüngst erschienenen lesenswerthen Aufsatze nur mit einer gewissen Beschränkung gelten lassen zu können und zwar soll derselbe erst in den höchsten, über den Schmelzpunkt des Platins hinausgehenden Hitzegraden zur vollen Geltung kommen, während sich bei niedereren Temperaturen ein anderes Verhältniß in der Wirkung der Flußmittel einstelle. Wurde nämlich, „genau nach der von mir beschriebenen Weise,“ 1 Grm. kieselsaure Thonerde mit 4 Proc. der Basen – Magnesia, resp. Kalk, Eisenoxyd oder Kali – gemischt und die aus den Gemengen angefertigten prismatischen Proben bis zum Momente des abschmelzenden Drahtes der normirten Schmiedeeisen-Schmelzhitze ausgesetzt, so waren glasirt und glänzend das Kalk- und Kaliprisma, wenig oder nicht glasirt die Magnesiaprobe, von mattem Aussehen das Prisma der kieselsauren Thonerde und fast ebenso das Eisenprisma, welches nur mehr schmutzig gefärbt war. Das Resultat änderte sich nicht, als der Versuch mit denselben Proben sechsmal hintereinander wiederholt wurde; erst als die Temperatur bis über die Schmelzhitze des Platins hinaus gesteigert wurde, kam das von mir aufgestellte Gesetz der Aequivalente – wenn ich mich der Kürze halber nach Bischof's Vorgange dieses Ausdruckes bedienen darf – zur vollen Geltung (das Ausführlichere s. man in diesem Journal Bd. CXCVI S. 444 u.s.f.). – Im Nachfolgenden werde ich zeigen, daß die von Bischof mitgetheilten Beobachtungen keineswegs geeignet sind, die allgemeinere Gültigkeit des obigen Satzes in Frage zu stellen. Zunächst ist hervorzuheben, daß, wenn die betreffenden Parallelversuche genau in der von mir beschriebenen Weise ausgeführt wurden, unter der sog. kieselsauren Thonerde Bischof's ein bloßes Gemenge aus Kieselsäure und Thonerde zu verstehen ist, und in der That sind unter dieser Voraussetzung die mitgetheilten Erscheinungen sehr leicht zu verstehen. Etwas schwieriger würde dieß schon seyn, wenn man annehmen wollte daß statt eines solchen Gemenges ein sehr reiner natürlicher Thon von der angegebenen Zusammensetzung angewandt worden sey. Von der Möglichkeit endlich, daß unter der kieselsauren Thonerde eine künstlich dargestellte chemische Verbindung gemeint sey, glaube ich absehen zu können, da unter diesen Umständen von einer Wiederholung meiner Versuche, zumal genau in der von mir beschriebenen Weise, keine Rede mehr seyn könnte. Es bleiben also nur die beiden ersten Fälle in Betracht zu ziehen. Nehmen wir zunächst als das Wahrscheinlichste an, Bischof habe seine Versuche mit einem Gemenge aus Al²O³ + 2 SiO³ ausgeführt. In einem solchen haben wir zwei so gut wie unschmelzbare Körper, welche sich erst in den höchsten Temperaturen zu einer schwerschmelzbaren chemischen Verbindung, der kieselsauren Thonerde, vereinigen. Der Einfluß der flußbildenden Bestandtheile auf das Verhalten eines solchen Gemenges ist nun als ein doppelter anzusehen: Zunächst vermitteln sie die ohne ihre Gegenwart nur schwierig eintretende Silicatbildung, indem sie zur Entstehung leichtflüssiger Doppelverbindungen Veranlassung geben. Die Strengflüssigkeit dieser letzteren ist dann ferner hauptsächlich bedingt von dem quantitativen Verhältnisse der Flußmittel zur Kieselsäure und Thonerde, wie ich dieß in der betreffenden Abhandlung ausführlich gezeigt habe. Wir haben dem entsprechend zu unterscheiden zwischen der Temperatur welche zur Bildung, und derjenigen welche zum Schmelzen des fertigen bereits gebildeten Silicats erforderlich ist. Die erstere liegt immer höher wie die letztere. Zeigt uns nun Bischof, daß ein Gemenge aus Kieselsäure und Thonerde, entsprechend Al²O³, 2 SiO³ mit 4 Proc. Kalt, einer bis zur Schmelzhitze des Schmiedeeisens gesteigerten Temperatur kurze Zeit ausgesetzt, sich stärker glasirt wie ein eben solches, welches statt des Kalkes 4 Proc. Magnesia enthält, daß sich aber dieses Verhältniß geradezu umkehrt, wenn wir die Prüfungstemperatur bis auf's Höchste steigern, so weist dieß darauf hin, daß sich die Kalkverbindung, wenn auch nicht bei niederer Temperatur, so doch leichter und rascher bildet wie die Magnesiaverbindung, daß aber diese, einmal gebildet, weniger strengflüssig ist wie jene.Streng genommen beweist der Umstand, daß die Magnesiaverbindungen dünnflüssiger werden, wie die mit einer gleichen Menge Kalk versehenen, nur die geringere Strengflüssigkeit der ersteren, nicht aber auch sogleich ihre leichtere Schmelzbarkeit im gewöhnlichen Sinne des Wortes. Um letztere direct zu beweisen, würde es nöthig seyn, die beiden bereits vollkommen geschmolzen gewesenen Proben einer allmählich zunehmenden Hitze auszusetzen und zu constatiren, daß auch die Magnesiaverbindung bei niederer Temperatur aus dem festen in den flüssigen Zustand übergehe, wie die Kalkprobe. Einen derartigen directen Beweis, der übrigens nur mit Ueberwindung außerordentlicher Schwierigkeiten zu ermöglichen wäre, habe ich in meiner Abhandlung nicht geführt, daher an manchen Stellen der Ausdruck Schmelzbarkeit im Sinne von geringer Strengflüssigkeit zu verstehen ist. Im Uebrigen wird Niemand, der sich eingehend mit dem Studium der Thone und speciell der Wirkung der Flußmittel beschäftigt hat, im Zweifel seyn, daß die strengflüssigsten Thone auch die schwerschmelzbarsten sind und umgekehrt. Aus den mit den Gemengen aus Thonerde, Kieselsäure und Flußmitteln angestellten Versuchen einen Schluß auf den Einfluß der letzteren auf die Strengflüssigkeit der Thone zu ziehen, ist schlechterdings nur dann gestattet, wenn der durchaus geschmolzene Zustand der Proben die eingetretene Silicatbildung mit Sicherheit verbürgt. Uebrigens kann die hierzu erforderliche hohe Temperatur sehr wohl durch ein längeres Glühen ersetzt werden. Bischof setzte seine Proben „bis zum Momente des abschmelzenden Drahtes“ der Schmelzhitze des Schmiedeeisens aus, d.h. er beendigte den Versuch, sobald der angegebene Hitzegrad positiv erreicht war, und fand dann das Gesetz der Aequivalente nicht bestätigt; ich überließ dagegen bei meinen Versuchen die Proben zwei volle Stunden lang einer Temperatur welche vielleicht etwas über den Schmelzpunkt des Schmiedeeisens hinausging, niemals aber den des Platins erreichte, wovon ich mich stets bestimmt überzeugt habe, und in keinem Falle ließ mich das Resultat über die äquivalente Wirkung der Basen im Zweifel. Wird nun statt des mehrfach erwähnten Gemenges ein sehr reiner natürlicher Thon angewandt, so finden die zugemischten Basen eine bereits fertig gebildete chemische Verbindung vor, in welche sie nur einzutreten haben. Unter diesen Umständen erfolgt die Bildung der leichtflüssigen Doppelverbindung viel leichter und rascher, sie erfordert bei weitem nicht die hohe Temperatur wie in dem ersten Falle, und es ist keineswegs nöthig, wie Bischof glaubt, die Hitze bis zum Schmelzpunkte des Platins oder gar darüber hinaus zu steigern, um das Gesetz der Aequivalente in der unzweideutigsten Weise zur Anschauung zu bringen. So hatte ich z.B. im Verfolg meiner früheren Versuche Veranlassung, kleine Schüsselchen, welche aus einem Gemenge von Kaolin und Quarz mit 4 Proc. der verschiedenen Flußmittel angefertigt worden waren, dem Feuer des Porzellanofens auszusetzen. Die Temperatur überstieg die Schmelzhitze des Gußstahles, erreichte aber die des Schmiedeeisens nicht vollständig. Nach dem ersten etwa dreitägigen Brande erschienen die Schüsselchen mit dem Kalkzusatz am meisten erweicht, aber schon nach dem zweiten Feuer hatte sich das Verhältniß total geändert; die Magnesiaschüsselchen begannen bereits zu zerfließen, während die Kalkschüsselchen noch immer ihre Form behalten hatten. Betrachten wir nun die natürlichen Thone; in denselben haben wir außer der freien Kieselsäure, wasserhaltige, fertig gebildete Doppelsilicate, denn sowohl die Genesis der Thone, wie ihr Verhalten zu schwacher Salzsäure, welche denselben in der Regel nur sehr geringe Mengen der fremden Basen zu entziehen vermag, beweist daß sich letztere in mehr oder weniger inniger chemischer Verbindung mit dem Thonerdesilicat befinden. Hier fällt also, wenn es sich darum handelt, die Flußmittel zur Wirksamkeit zu bringen, die hohe Temperatur welche bei den Versuchen mit den Gemengen aus Thonerde, Kieselsäure und Flußmitteln und in minderem Grade auch mit denen aus Thon und Flußmitteln zur Bildung des Silicats erforderlich war, fort und der Einfluß der flußbildenden Bestandtheile im Verhältniß ihrer Aequivalentgewichte wird zur Geltung kommen sobald die zum Schmelzen der fertig vorhandenen Doppelverbindung genügende Temperatur erreicht ist. In der Berücksichtigung dieser Verhältnisse allein finden wir den Schlüssel zur Erklärung der verschiedensten, scheinbar widerspruchvollsten Erscheinungen. Sie erklären die abweichenden Resultate meiner und Bischof's Versuche, sie machen es verständlich, weßhalb sich die meisten feuerbeständigen, an flußbildenden Bestandtheilen nicht zu armen und an Kieselsäure nicht zu reichen Thone in Hitzegrade mit feinstem Quarzpulver zu einem Email oder Glase schmelzen lassen,Polytechn. Journal Bd. CXCI S. 61. bei denen die entsprechend zusammengesetzten Gemenge kaum eine Sinterung erhalten, weßhalb ferner, wenn verschiedene Thone von obiger Beschaffenheit bei gleichen aber allmählich gesteigerten Hitzegraden geprüft werden, die Resultate der einzelnen Versuche in einem bestimmten und constant bleibenden Verhältniß zu einander stehen, das nicht stattfinden könnte, wenn in der That das Verhältniß der Wirkungsfähigkeit der einzelnen Flußmittel mit der zu- oder abnehmenden Temperatur ein anderes würde u.s.w. Ich will jetzt noch auf einige andere Punkte der Arbeit Bischof's kurz eingehen. Auf die hervorgehobene Ausnahmestellung des Eisenoxydes als Flußmittel habe ich bereits in meiner Abhandlung aufmerksam gemacht.Polytechn. Journal Bd. CXCI S. 65. Dieselbe findet übrigens nur bei den sehr basischen Silicaten statt, sie verschwindet schon vollständig bei dem 2/3 Silicat (Al²O³, 2SiO³) in einer Temperatur welche die Schmelzhitze des Platins bei weitem nicht erreicht. Der normale Einfluß des Eisenoxydes scheint hauptsächlich von dessen stattgefundener Reduction zu Oxydul abzuhängen, welche wahrscheinlich durch die Kieselsäure begünstigt wird. Der von Bischof ausgesprochenen Ansicht,Polytechn. Journal Bd. CXCVI S. 527. daß die Thonerde bei dem Schmelzen der Thone keineswegs eine indifferente Rolle spiele, vielmehr das Vorhandenseyn derselben als eigentliches Beförderungsmittel der Wirksamkeit der Flußmittel anzusehen sey, kann ich um so mehr zustimmen, als ich selbst schon früher den chemischen Vorgang des Schmelzens der Thone als auf der Bildung von Doppelsilicaten beruhend bezeichnet habe.Polytechn. Journal Bd. CXCI S. 67. Unter den Doppelsilicaten aber konnten nur die aus Thonerde, Kieselsäure und Flußmitteln zusammengesetzten Verbindungen verstanden seyn. Nichtsdestoweniger ist in concreto insofern die Thonerde für die Thone niemals als Flußmittel zu bezeichnen, als ihre Vermehrung stets die Strengflüssigkeit befördert; denn jeder natürliche Thon, der auf diesen Namen Anspruch machen darf, enthält immer eine hinreichende Menge Thonerde, um die in verhältnißmäßig untergeordneter Quantität vorkommenden Flußmittel zur vollen Wirksamkeit gelangen zu lassen. Noch will ich bemerken, daß sich in die von Bischof für die Normalthone aufgestellten Formeln ein Fehler eingeschlichen hat, da er sich zur Berechnung der Sauerstoffmenge der Kieselsäure, des unrichtigen Factors 0,63158 statt 0,5333 bediente.Polytechn. Journal Bd. CXCVI S. 447. Der betreffende Factor bleibt, was wohl keiner weiteren Ausführung bedarf, der nämliche, gleichgültig ob die Kieselsäure SiO² oder SiO³ geschrieben wird. Bei Berichtigung dieses Fehlers stellt sich denn auch die vermißte Uebereinstimmung zwischen den Formeln Bischof's und den meinigen in wünschenswerther Weise ein, da die von mir benutzten Aequivalentzahlen, bezüglich deren Factoren nur sehr wenig von denen Bischof's abweichen. So erhält beispielsweise der weiße Saarauer Thon mit Zugrundelegung meiner Zahlen die Formel 14,21 (Al²O³, 4,85 SiO³) + RO, und nach Bischof wenn der richtige Factor angewandt wird 14,15 (Al²O³, 5,01 SiO³) + RO, statt 14,15 (Al²O³, 5,94 SiO³) + RO. Auf den Werth der Analyse für die Beurtheilung der Feuerbeständigkeit der Thone und ihre Beziehungen zu den Resultaten der Prüfung nach Bischof's oder meinem Verfahren werde ich in einer späteren Abhandlung näher einzugehen Gelegenheit haben.