CXXIII. Ueber die chemischen Functionen des Glover-Thurmes der Schwefelsäurefabriken; von Fr. Vorster. (Schluß von Seite 423 des vorhergehenden Heftes.) Vorster, über die chemischen Functionen des Glover-Thurmes der Schwefelsäurefabriken. Es war von Interesse zu erfahren, ob ein gleicher Verlust auch bei Anwendung von im Großen im Gay-Lussac'schen Condensationsapparat erhaltener nitroser Schwefelsäure stattfand, und arbeitete ich deshalb beim 4. Versuch mit gewöhnlicher nitroser Säure vom Gay-Lussac-Thurm. Die Farbe derselben ist schmutzigbraun von organischen Materien, Holzfasern etc. herrührend. Das specifische Gewicht war 1,75. Die in 100 K. C. enthaltene Nitroverbindungen entsprachen 3,456 N₂O₅ (NO₅). Die Anordnung des Apparates war wie vorher. Beim Erhitzen wurde die Farbe der nitrosen Säure lichter, und es schied sich schwefelsaures Blei aus. In der Zuleitungsröhre zur ersten Absorptionsflasche fand starke Bildung von Schwefelsäure, Kammerkrystallen und salpetriger Säure statt. Der über der nitrosen Säure befindliche Theil der Zersetzungsflasche war fortwährend mit rochen Dämpfen gefüllt. Das Verhältniß der Zuleitung von Luft und schwefliger Säure war wie 2 zu 1. Nach anderthalb Stunden wurde der Versuch unterbrochen, die Eisenvitriollösung war unverändert geblieben. Der Inhalt der Zersetzungsflasche betrug nach dem Versuch 100 K. C., das spec. Gew. war auf 1,77 gestiegen. Die Glasröhren der Zersetzungsflasche wurden mit Schwefelsäure ausgespült, so daß das Gesammtvolum der denitrirten Säure nun 115 K. C. betrug, welche 0,472 Grm. N₂O₅ entsprechend Nitroverbindungen enthielten. Der Inhalt der fünf Absorptionsflaschen hatte soviel Stickstoffverbindungen aufgenommen, als 1,593 Grm. N₂O₅ entsprechen. Angewendet zur Denitrirung entsprechend 3,456 Grm. N₂O₅ Nicht ausgetrieben 0,473 Grm. N₂O₅ Absorbirt durch Natronlauge 1,593 Grm. N₂O₅ 2,065 Grm. N₂O₅ –––––––––––––––– –––––––––––––– Verlust 1,391 Grm. N₂O₅ oder 40,25 Procent. 5. Versuch. Um zu sehen, welchen Einfluß auf die Zersetzung eine Erhöhung der Temperatur in der Zersetzungsflasche haben würde, wurde der vorige Versuch wiederholt, jedoch zwischen den fünf mit Natronlauge gefüllten Absorptionsflaschen und der Flasche mit Eisenvitriollösung eine Flasche mit concentrirter Schwefelsäure eingeschaltet und die Temperatur der Nitrosen Säure auf 180° gehalten. Dieselben Erscheinungen wiederholten sich. Die nitrose Säure wurde beim Einleiten der mit Luft gemischten schwefligen Säure dunkler, rothe Dämpfe traten sowohl in der Zersetzungsflasche wie in der ersten Absorptionsflasche auf; nach 10 Minuten langer Einwirkung wurde die Farbe bis zur Undurchsichtigkeit dunkelbraun und es begann eine starke Gasentwicklung in der Flüssigkeit. Kammerkrystalle und blaue salpetrige Säure zeigten sich in der zur ersten Absorptionsflasche führenden Röhre. Nach weiteren 17 Minuten wurde die Farbe wieder Heller; nach einer Stunde hörte sowohl die Entstehung rother Dämpfe als die Bläschenbildung auf. Der Versuch wurde unterbrochen und längere Zeit atmosphärische Luft durch den Apparat geleitet. Während der ganzen Zeit der Zersetzung war an der Ausgangsröhre der letzten, Eisenvitriol enthaltenden Flasche keine Spur von Stickoxyd oder salpetriger Säure durch den Geruch wahrzunehmen; die Eisenvitriollösung selbst war unverändert geblieben. Die Schwefelsäure der vorletzten Absorptionsflasche wurde durch den ersten Tropfen zugefügter Chamäleonlösung roth gefärbt. Es war also mit Sicherheit anzunehmen, daß alle absorbirbaren Gase gelöst waren. Nachdem die Stickstoffverbindungen in der denitrirten Säure und der Natronlauge der Absorptionsflaschen wie früher bestimmt worden waren, stellte sich das Resultat, wie folgt: In der zur Denitrirung angewendeten nitrosen  Säure waren enthalten 3,4560 Grm. N₂O₅ In der Natronlauge absorbirt 0,8910 Grm. N₂O₅ Zurückgeblieben in der   denitrirten Säure. 0,2176 Grm. N₂O₅ 1,1086 Grm. N₂O₅ –––––––––––––––– ––––––––––––––– Verlust 2,3474 Grm. N₂O₅ oder 67,9 Procent. Dieser Versuch konnte als vollständig maßgebend für die Verluste im Glover-Thurm gelten. Bemerkenswerth erscheint, daß der Verlust an nitrosen Verbindungen im Zusammenhang mit der Temperatur der nitrosen Säure während der Einwirkung der schwefligen Säure steht. Je höher die Temperatur der Nitrosen Säure, desto größer die Verluste an Nitroverbindungen. Der Verlust, resp. die Reduction der Nitroverbindungen der nitrosen Säure, konnte nur auf der Bildung 1) von Stickoxydul, 2) von Stickstoff, 3) von Stickoxydul und Stickstoff zugleich beruhen, denn jede höhere Oxydationsstufe des Stickstoffes wäre von der Natronlauge oder der concentrirten Schwefelsäure absorbirt worden. Welcher von oben erwähnten Körpern gebildet worden war, sollte der nächste Versuch entscheiden. Zugleich war es von Interesse zu erfahren, ob die Menge der gebildeten Körper und die directe Bestimmung derselben mit den indirect gefundenen Verlusten übereinstimmten. 6. Versuch. Die nitrose Schwefelsäure wurde in der Weise dargestellt, daß mittels eines Aspirators ein Theil der Ausgangsgase eines Kammersystemes durch reine concentrirte Schwefelsäure geleitet wurden. Das spec. Gewicht der so erhaltenen nitrosen Schwefelsäure betrug 1,832. Die Stickstoffverbindungen von 100 K. C. derselben entsprechen 2,646 und 2,592 – im Mittel also 2,619 Grm. N₂O₅. 200 K. C. dieser Säure wurden der Zersetzung unterworfen. Vier Flaschen mit Natronlauge, zwei mit concentrirter Schwefelsäure dienten zur Absorption der entstehenden gasförmigen Verbindungen. Die Ausgangsröhre der letzten Absorptionsflasche mündete in den Hals einer 2 1/2 Liter fassenden mit ausgekochtem, luftfreiem Wasser gefüllten und in ein Gefäß mit dem gleichen Wasser umgekehrten Flasche. Vor Beginn des Versuches war längere Zeit reiner Sauerstoff durch den ganzen Apparat geleitet worden, um alle atmosphärische Luft zu verdrängen. Nach dem Anzünden der unter der Schwefligsäure-Entwickelungsflasche und der Zersetzungsflasche befindlichen Brenner wurde die Farbe der nitrosen Säure zunächst gelb, ging darauf in Grün über und blieb während der Dauer des Versuches blaugrün. 10 Minuten nach Anfang der Entwickelung der SO₂ wurden die Endgase in oben beschriebener Flasche aufgefangen. Es wurde das Verhältniß der sich mit Sauerstoff mischenden SO₂ wie 2 zu 1 regulirt und die Temperatur der nitrosen Säure auf 135° gehalten. Es erfolgte Bildung von Bleikammerkrystallen, salpetriger Säure u.s.w., wie bei den vorigen Versuchen; die Bildung der rothen Dämpfe war jedoch nur schwach. Nachdem die Farbe der nitrosen Schwefelsäure bleibend gelbgrün geworden war, wurde der Versuch unterbrochen, die Endgase nicht mehr aufgefangen und Sauerstoff bis zum Erkalten der denitrirten Säure durch den Apparat geleitet. Das Volum der Säure betrug 202 K. C., das spec. Gewicht war unverändert geblieben; es hatte also eine geringe Bildung von H₂SO₄ (HO, SO₃) stattgefunden. Die darin enthaltenen Stickstoffverbindungen entsprechen 3,067 Grm. N₂O₅ Die beiden letzten Absorptionsflaschen mit concentrirter Schwefelsäure enthielten keine Nitroverbindungen. In der Natronlauge der vier ersten Absorptionsflaschen waren nur Nitroverbindungen entsprechend 0,135 Grm. N₂O₅ enthalten. Demnach in 200 K. C. der angewendeten nitrosen  Säure Nitroverbindungen entsprechend. 5,238 Grm. N₂O₅ Absorbirt durch Natronlauge 0,135 Grm. N₂O₅ Nicht zersetzt zurückgeblieben 3,067 Grm. N₂O₅ 3,202 Grm. N₂O₅ –––––––––––––––– ––––––––––––––– Verlust 2,036 Grm. N₂O₅ oder 39,92. Procent. In der mit Wasser gefüllten 2 1/2 Literflasche waren 2 Liter Gas aufgefangen worden. Dasselbe war farblos. Vermittels eines vorher mit reinem Sauerstoff gefüllten, dann ausgepreßten Gummiballes wurde eine gewisse Menge des Gases ausgezogen und in eine Eudiometerröhre mit Quecksilber gedrückt. Der Barometerstand war 714 Mm., die Temperatur 12°, die Höhe des inneren Gasvolumens betrug 427 Mm., die Differenz zwischen dem inneren und äußeren Quecksilberspiegel 106 Mm. Nach der Absorption des sämmtlichen Sauerstoffes in der Eudiometerröhre durch eine alkalische concentrirte Lösung von pyrogallussaurem Kalium betrug die Höhe des inneren Gasvolumens 124,5 Mm. und die Differenz des inneren und äußeren Quecksilberspiegels 411 Mm.; der Barometerstand war 711 Mm., die Temperatur 11°. Mit Berücksichtigung dieser Veränderungen betrug demnach der absorbirte Sauerstoff 85,55 Procent. Das durch pyrogallussaures Kalium nicht absorbirbare Gas konnte nur Stickstoffoxydul oder Stickstoff oder ein Gemisch derselben sein. Um zu entscheiden, welches dieser Gase vorhanden war, wurde reiner getrockneter Wasserstoff in die Eudiometerröhre gelassen. Die Höhe des inneren Volumens der Gase betrug jetzt 259 Mm., die Differenz der Quecksilberspiegel 276 Mm.; die Temperatur war 12°, der Barometerstand 711 Mm.; die Höhe des inneren Volumens betrug nach dem Durchschlagen des Funkens 253 Mm., die Differenz der Quecksilberspiegel 281 Mm., der Barometerstand 711 Mm. und die Temperatur 9°. Die Differenz ist so gering, daß dieselbe wohl in Beobachtungsfehlern lag und daß somit keine Volumverminderung stattgefunden hatte. Es war also kein Stickstoffoxydul vorhanden und konnte der durch pyrogallussaures Kalium nicht absorbirte Rest nur Stickstoff sein. Die Zusammensetzung des am Ende des Zersetzungsapparates aufgefangenen Gases war somit Stickstoff = 14,45 Proc. und Sauerstoff = 85,55 Proc. Wie erwähnt, waren zwei Liter Gas aufgefangen worden. Ich konnte annehmen, daß im Anfang der Zersetzung etwa 1/2 Liter fortgegangen war, so daß die Gesammtmenge der entwickelten Endgase 2 1/2 Liter betragen, welche bei einem Gehalt von 14,45 Volumprocent Stickstoff 361 Kub. Centim. Stickstoff enthielten. Der indirect gefundene Verlust hatte 2,036 Grm. N₂O₅ betragen, entsprechend 0,527 Grm. Stickstoff, welche ein Volum von 420 K. C. einnehmen. Die direct gefundene Menge Stickstoff war 361 K. C., die Differenz also so klein, daß man sie auf die Fehlerquellen der Analysen und volumetrischen Bestimmungen zurückführen kann. Die Erfahrungen der Praktiker stimmen mit dem Resultat vorstehender Untersuchungen überein. Es ist eine alte Wahrnehmung, daß, wenn die Schwefelkiesbrenner resp. die Schwefligsäuregase sehr heiß werden, der Verbrauch an Salpeter bedeutend steigt. Man läßt jetzt in England in vielen Fabriken die Schwefligsäuregase nicht mehr direct auf die Mischung von Salpeter und Schwefelsäure im Salpeterofen einwirken, sondern entwickelt die salpetrigen Dämpfe in einem geschlossenen Ofen, welcher nur durch die heißen Schwefligsäuregase umspült wird, während die salpetrigen Dämpfe nicht durch den Glover-Thurm gehen, sondern direct in die Kammern treten. Diese Versuche bestätigen also die Beobachtungen Kuhlmann'sVergl. Dingler's polyt. Journal, (erstes Januarheft) 1874 Bd. CCXI S. 24. über die Wirkung der schwefligen Säure auf das Stickoxyd und die salpetrigen Dämpfe. Auch in den Gasen, welche den Glover-Thurm verlassen, wurde kein Stickoxydul gefunden. Eine Bestimmung des im Glover-Thurm aus Reduction von Nitroverbindungen entstandenen Stickstoffes ist deshalb unmöglich, weil die Menge der in die Kiesbrenner eintretenden atmosphärischen Luft variabel ist und sich der Stickstoff der Luft dem aus Nitroverbindungen entstandenen beimischt. Fassen wir nun die Resultate vorstehender Untersuchungen zusammen, so ergibt sich bei einem Glover-Thurm, dessen Seitenwände etwa 3 Meter lang sind und dessen innere Höhe etwa 9 Meter mißt, daß 1) die Verdampfung von Wasser pro 24 Stunden circa 1400 Kilogramm beträgt; 3) die Bildung von Schwefelsäure in derselben Zeit zu 550–600 Kilogrm. H₂SO₄ (HO, SO₃) anzunehmen ist; 3) die Menge der verdampften Schwefelsäure auf 3,5–4 Proc. der durch den Thurm herabfließenden Schwefelsäure veranschlagt werden kann; 4) zwar eine befriedigende Denitrirung der eingeführten nitrosen Schwefelsäure durch den Strom der heißen Schwefligsäuregase erreicht, jedoch 5) eine beträchtliche Menge Stickstoffverbindungen des Sauerstoffes zu Stickstoff reducirt wird, und die Größe dieser Reduction (zwischen 40 und 70 Procent) mit der zunehmenden Temperatur der nitrosen Schwefelsäure resp. der Schwefligsäuregase zunimmt. Es ist einleuchtend, welcher bedeutende praktische Nutzen aus einer richtigeren Behandlung der nitrosen Schwefelsäure gezogen werden kann. Es würde sich zunächst empfehlen, den Glover-Thurm nur zur Concentration der Kammersäure zu benützen, für welchen Zweck er sich vorzüglich eignet und immer bedeutenden Werth behalten wird. Die Denitrirung der nitrosen Schwefelsäure sollte jedoch nicht mehr darin vorgenommen werden und scheint mir der von deutschen Fabrikanten befolgte Weg, nämlich die directe Einführung der nitrosen Säure in die Kammer nach vorheriger Mischung mit Wasser, der richtigere. Man kann annehmen, daß in englischen Fabriken, welche mit Gay-Lussac- und Glover-Thurm arbeiten, der Verbrauch von Salpeter circa 5 Proc. der Menge des verbrannten Schwefels beträgt. Nehmen wir an, daß nur in der Hälfte der englischen Fabriken mit diesen Apparaten gearbeitet wird, daß also jährlich 400000 Tonnen Pyrite mit Hilfe derselben zur Schwefelsäureproduction verwandelt werden, so würde sich (die Menge des verbrannten Schwefels zu 45 Proc. angenommen) der Salpeterverbrauch auf 9000 Tonnen jährlich stellen. Gelänge es nun, durch eine richtige Behandlung der Nitrosen Schwefelsäure den Salpeterverbrauch auf 3 statt 5 Proc. des verbrannten Schwefels zu reduciren, so würden 3600 Tonnen oder 3.600000 Kilogrm. Natronsalpeter jährlich in England erspart werden.In dem Bericht über die Wiener Weltausstellung des Moniteur Scientifique ist angegeben, daß die erheblichen Anlage- und Reparaturkosten des Glover-Thurmes gegen seine Anwendung in der Schwefelsäurefabrikation sprechen. Hr. John Glover (Wallsend, 26 August 1874) schreibt dagegen an die Redaction von Dingler's Polytechn. Journal:„Ein Thurm, welchen ich hier in Arbeit stehen habe, wurde im Januar 1868 für etwa 450 Pfd. Sterl. (9000 Mark) errichtet. Derselbe ist seitdem in ununterbrochenem Betriebe gewesen und hat nun etwa 70 Pfd. Sterl. (1400 Mark) Reparaturkosten verursacht. Während dieser Zeit hat er über 73000 Tonnen (à 1000 Kilogrm.) Säure bis zum spec. Gew. von 1,750 concentrirt und denitrit, ohne jede Verwendung von Kohlen oder anderem Brennmaterials nur durch Verbrennen von 15400 Tonnen Pyrit. Der Thurm befindet sich in voller Thätigkeit und wird voraussichtlich noch viele Jahre arbeiten.Es ist mir bekannt, daß oft weit ungünstigere Resultate erzielt wurden; die Schuld daran hat jedoch stets in der Construction und Handhabung des Apparates gelegen – nicht im Principe desselben.“D. Red. Am Schluß dieser Arbeit kann ich es mir nicht versagen, der Firma James Muspratt and Sons, welche mich in meinen Bestrebungen in der zuvorkommendsten Weise unterstützte, sowie Hrn. Dr. K. Jurisch – dem Chef unseres Laboratoriums – für seine freundliche Hilfeleitung meinen wärmsten Dank auszusprechen. Widnes (Lancashire), März 1874.