Bestimmung des Chroms und Aluminiums in Stahl und Eisen; von Andrew A. Blair. Blair, Bestimmung des Chroms und Aluminiums. Bei Untersuchungen der sogen. Chromstahlmuster behandelt man gewöhnlich den Stahl mit verdünnter Salzsäure und sucht im Rückstande das Chrom aufzufinden; namentlich bei Gußeisen ist dieser Weg empfehlenswerth. Gelingt die Bestimmung des Chroms auf diesem Wege jedoch nicht, oder nur in unvollkommener Weise, so dürften folgende beide Methoden übrig bleiben: 1) Schmelzen mit Soda und Salpeter, entweder direct oder nach der Oxydation mit Salpetersäure und Eindampfen zur Trockne. 2) Behandeln der Lösung des Stahls, welche das Eisen als Oxyd enthält, mit Kaliumhydroxyd, Natrium- oder Kaliumcarbonat und Natriumacetat im Ueberschuß und Oxydation des in dieser alkalischen oder essigsauren Lösung enthaltenen Chromoxydes zu Chromsäure durch Brom, Chlor, Bleihyperoxyd oder Kaliumpermanganat, wobei chromsaures Alkali in Lösung bleibt, während das Eisen in der Kälte oder nach dem Kochen als Eisenoxydhydrat oder basisches Acetat niederfällt. Diese beiden Methoden geben ohne Frage gute Resultate, wenn große Mengen Chrom zugegen sind und man nur wenig Substanz anzuwenden braucht; sie lassen jedoch manches zu wünschen übrig, wenn der Procentgehalt an Chrom gering ist, es daher erforderlich ist, daß man entsprechend große Quantitäten Eisen oder Stahl in Arbeit nimmt. Die hauptsächlichsten Einwände sind bei der ersten Methode Verluste durch Spritzen beim Schmelzen, und bei beiden die Schwierigkeit, den voluminösen Niederschlag von Eisenoxydhydrat vollkommen durch Waschen von den chromsauren Alkalien zu befreien. Man könnte eine dritte übliche Methode – Trennung des Chromoxydes von Eisenoxyd durch Anwendung von Weinsäure, Ammoniak und Ammoniumsulfhydrat, genau wie Thonerde und Eisenoxyd getrennt werden – hier noch hinzufügen; allein die Schwierigkeit, eine solche Menge Schwefeleisen auszuwaschen, schien dieselbe praktisch unausführbar zu machen, und ist sie in Folge dessen nicht einmal versucht worden. Durch Anwendung von Bariumcarbonat kann Chromoxyd vollkommen niedergeschlagen und so von der Hauptmasse des Eisens, welches in der salzsauren Lösung als Oxydulsalz enthalten ist, getrennt werden, und empfiehlt Blair im American Journal of Sciences, Juni 1877 durch Iron, Juni 1877 S. 779 die Ausführung folgender Methode. 5g der zu untersuchenden Eisen- oder Stahlspäne werden in einen Halbliterkolben mit 20cc starker Salzsäure, welche mit dem 3 bis 4- fachen Volum Wasser verdünnt sind, übergossen und der Kolben mit einem Gummistopfen verschlossen, an welchem sich ein Ventil befindet, wie man es beim Lösen von Eisendraht zur volumetrischen Analyse anwendet. Ist aller Stahl gelöst, so vertauscht man den mit Ventil versehenen Gummistopfen mit einem gewöhnlichen ohne Ventil und läßt erkalten. Die Lösung wird dann mit kaltem Wasser so weit verdünnt, daß die Flasche 3/4 gefüllt ist, und unter fortwährendem Hin- und Herbewegen Bariumcarbonat in leichtem Ueberschuß hinzugefügt. Das Bariumcarbonat muß frei von Sulfat sein, weil letzteres die Reaction beeinträchtigt und ein zu großer Ueberschuß vermieden werden muß.Es ist fast unmöglich, BaCO₃ frei von BaSO₄ zu kaufen, und enthalten die besten Sorten 5 bis 30 Proc. BaSO₄ (?). Blair stellt daher das Präparat dar, indem er BaCl₂ in Wasser löst, filtrirt, Ammoniak im Ueberschuß hinzufügt und CO₂ einleitet, bis alles BaCO₃ niedergeschlagen ist. Der Niederschlag wird gut ausgewaschen, getrocknet und in Wasser zu Rahmconsistenz verrieben. Der Kolben wird dann mehrere Male gut durchgeschüttelt, der Stopfen wiederholt geöffnet, damit die Kohlensäure entweichen kann, und über Nacht stehen gelassen. Jetzt wird so schnell als möglich filtrirt, mit kaltem Wasser einige Male nachgespült und der Niederschlag (er enthält alles Chromoxyd, den in verdünnter Salzsäure unlöslichen Rückstand, etwas Eisenoxyd und das überschüssig zugesetzte Bariumcarbonat) mit kaltem Wasser gut ausgewaschen. Das Filter wird darauf durchgestoßen und der Niederschlag in ein kleines Becherglas gespritzt, die an den Seiten des Kolbens haftenden Theilchen in Salzsäure gelöst, hiermit das Filter behandelt, mit etwas Salzsäure nachgespült und mit heißem Wasser gut ausgewaschen.Will man das in Salzsäure lösliche Chrom gesondert von dem im Rückstand unlöslich bleibenden bestimmen, so wird das Filter nicht durchgestoßen, sondern Fe₂O₃, Cr₂O₃ und BaCO₃ auf dem Filter in verdünnter Salzsäure gelöst und das auf dem Filter zurückbleibende Chrom durch Einäschern, Schmelzen mit Na₂CO₃ und KNO₃ u.s.w. für sich gesondert bestimmt. Fehlt es noch an Salzsäure, so wird jetzt so viel hinzugefügt, bis alles Eisenoxyd, Chromoxyd und Bariumcarbonat gelöst ist, die Lösung verdünnt, zum Sieden erhitzt und Eisenoxyd und Chromoxyd durch Ammoniak ausgefällt, wobei man so lange im Sieden erhält, bis jeder Geruch nach Ammoniak verschwunden ist. Dieser Niederschlag wird filtrirt und zur Entfernung des Chlorbariums mit heißem Wasser gut ausgewaschen, getrocknet und in einem Platintiegel mit einer Mischung von 3g Na₂CO₃ und 0g,5 Salpeter geschmolzen, bis aller Salpeter zersetzt ist. Nach dem Erkalten wird die geschmolzene Masse mit heißem Wasser ausgezogen, vom unlöslichen Eisenoxyd abfiltrirt und das Filtrat, welches das Chrom als chromsaures Alkali enthält, nach dem Ansäuern mit Salzsäure mit ein wenig Alkohol zur Trockne gebracht. Endlich wird mit Salzsäure gelöst, von der Kieselsäure abfiltrirt, mit Ammoniak gefällt und als Chromoxyd gewogen. Die einzige Verunreinigung, welche dieser Niederschlag enthalten kann, ist Thonerde, theils von dem Aluminium des Stahls herrührend, theils von den Verunreinigungen des Natriumcarbonates und des Salpeters. Blair empfiehlt dazu die von Dexter Poggendorff's Annalen, Bd. 89 S. 142. Fresenius: Quantitative Analyst. 5. Auflage S. 458. zuerst angegebene Methode zur Trennung des Chromoxydes von der Thonerde mittels Kaliumchlorat, Salzsäure, Eindampfen zur Syrupconsistenz und Fällen mit Ammoniakcarbonat u.s.w. Für technische Zwecke kann man diese etwas umständliche Methode ganz bedeutend abkürzen, indem man den durch Bariumcarbonat erhaltenen Niederschlag mit Natriumcarbonat und Salpeter oder Kaliumchlorat schmilzt und schließlich die Chromsäure volumetrisch bestimmt. Die Bestimmung des Aluminiums, welches fast immer als solches im Stahl vorkommt, geschieht in ganz derselben Weise wie die des Chroms. In der salzsauren Lösung des durch Bariumcarbonat erhaltenen Niederschlages wird das Chlorbarium durch Schwefelsäure ausgefällt, das Filtrat fast zur Trockne gebracht, um die überschüssige Säure zu entfernen, und das Eisenoxyd von der Thonerde in bekannter Weise durch Weinsäure, Ammoniak und Ammonsulfhydrat getrennt. Die große Löslichkeit des Chroms im Chromstahl in sehr verdünnter Salzsäure scheint darauf hinzudeuten, daß eine wirkliche Legirung von Eisen und Chrom existirt, und daß ein großer Theil desselben als Metall und nicht als Oxyd oder in der mechanisch beigemengten Schlacke darin vorkommt. Schließlich wendet sich Blair gegen die von Abel ausgesprochene Ansicht, daß in fertigem Stahl Chrom nicht vorkomme, indem er einige Analysen von fertigem Stahl anführt. Schwefel 0,005 Proc. Spur Spur Phosphor 0,021 0,020 Proc. 0,005 Proc. Silicium 0,129 0,189 0,279 Gesammtkohlenstoff 0,825 0,935 1,199 Kohlenstoff als Graphit 0,014 0,015 0,013 Gebundener Kohlenstoff 0,811 0,920 1,186 Mangan 0,245 0,062 0,039 Kupfer 0,007 0,010 0,005 Nickel Spur 0,023 0,021 Kobalt 0,016 Spur 0,018 Aluminium 0,034 0,029 0,026 Chrom 0,651 0,223 0,916 Chrom löslichChrom in Rückstand 0,6150,021 0,212Spur 0,899Spur Schlacke 0,310 – – S–t.