Titel: Ueber die Wirkung der Salpetersäure auf das Eisen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1834, Band 51, Nr. LXXXIV. (S. 370–375)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj051/ar051084

LXXXIV. Ueber die Wirkung der Salpetersäure auf das Eisen; von Hrn. J. F. W. Herschel.

Aus den Annales de Chimie et de Physique. September 183379), S. 87.

Das Märzheft der Annales de Chimie enthält eine Bemerkung des Hrn. Braconnot über die Wirkung der concentrirten Salpetersäure auf das Eisen80), welche mich an einige Versuche erinnert, die |371| ich vor mehreren Jahren über denselben Gegenstand anstellte; die sonderbaren Resultate, welche ich dabei erhielt, verdienen eine umfassendere Untersuchung, und da ich gegenwärtig verhindert bin, meine Versuche wieder aufzunehmen, so theile ich dieselben hier mit, weil sie für viele ein Interesse haben und einen Chemiker, vielleicht Hrn. Braconnot selbst veranlassen dürften, das sehr merkwürdige Verhalten der Salpetersäure zum Eisen zum Gegenstande einer besonderen Untersuchung zu machen.

Hr. Braconnot sagt: „wenn man Eisenfeile oder auch Eisenblech in concentrirte Salpetersäure taucht, so behält sie darin, ohne die geringste Veränderung zu erleiden, ihren Metallglanz ganz bei, so daß sie also dadurch gegen den Rost geschüzt wird. Kocht man dieselbe Säure über dem Blech, und übersättigt sie dann mit Ammoniak, so sezen sich kaum einige unbedeutende Floken von Eisenoxyd ab.“ Ich will nun die Beobachtungen, die ich meinerseits (im August 1825) machte, angeben.

Wenn man in Salpetersäure von 1,399 spec. Gewicht ein gut gereinigtes Stük Draht, aus weichem Eisen taucht, so wird das Eisen auf der Stelle braun und verursacht ein mehr oder weniger lebhaftes Aufbrausen, mit Entbindung rother Dämpfe; dieses Aufbrausen dauert aber nur einige Augenblike. Bald läßt es nach, und wenn es aufhört, nimmt das Eisen augenbliklich seinen Metallglanz wieder an und bleibt dann ruhig und unversehrt auf dem Boden der Säure, so lange man es aufbewahren will.

Das so behandelte Eisen (welches ich der Kürze wegen im Folgenden vorbereitetes Eisen nennen werde) kann aus der Säure genommen und der Luft ausgesezt oder in reines Wasser oder in Ammoniak getaucht werden, ohne daß es dadurch die Eigenschaft, durch Salpetersäure angegriffen zu werden, wieder erlangen würde. In seinem vorbereiteten Zustande kann man es sowohl in der Luft als in der Säure mit Gold, Silber, Platin, Queksilber, Glas und mehreren anderen Substanzen (sanft) berühren, ohne diesen Zustand zu zerstören. Wenn man aber die Oberfläche heftig reibt, so daß eine innige Berührung hergestellt wird z.B. mit der Schneide eines Glasstükes auf einer Glasplatte, so wird der eigenthümliche Zustand desselben vernichtet, und wenn man es neuerdings in die Säure taucht, so zeigt sich wieder ein Aufbrausen, auf welches eine gänzliche Unwirksamkeit folgt, wobei der Metallglanz wieder erscheint; mit einem Worte, der vorbereitete Zustand wird wieder ganz hergestellt.

Andererseits wird, wenn man vorbereitetes Eisen entweder mit Kupfer, Zink, Zinn, Wismuth, Antimon, Blei, oder mit nicht vorbereitetem Eisen, in der Luft, im Wasser, oder in der Säure berührt, |372| sein eigenthümlicher Zustand vernichtet, und die Wirkung der Säure beginnt neuerdings mit Aufbrausen und wie gewöhnlich.

Wenn man ein etwas langes Stük Eisendraht, das vorbereitet und mit Säure befeuchtet ist, an einem seiner Enden mit Kupfer berührt, indem man es an einer Glasplatte in der Luft hängend erhält, so wird seine Oberfläche wieder braun, aber nicht augenbliklich und allenthalben, sondern nach und nach und durch eine Bewegung, die sich sehr schnell vom berührten Ende zum andern fortpflanzt. Wenn während des Fortschreitens dieser wieder erfolgenden Bräunung die Gränze der braunen Farbe einen an einem Einbug des Drahtes hängenden Säuretropfen erreicht, entsteht daselbst Aufbrausen mit gänzlicher Zersezung des Tropfens. Wenn man aber den Draht, während er in die Säure getaucht ist, berührt, so fängt die Wirkung augenbliklich auf seiner ganzen Länge an.

Stellt man den Versuch in einer Schale an, welche ein wenig Säure enthält, und wiederholt ihn öfters, so wird die Säure unfähig das Eisen in den vorbereiteten Zustand zu versezen. Diese Wirkung scheint zum Theil der entbundenen Wärme, zum Theil der Gegenwart des Salpetergases zugeschrieben werden zu müssen; denn als ich in reine Säure so lange Salpetergas leitete, bis sie eine grüne Farbe annahm, wurde sie unfähig, dem Eisen den vorbereiteten Zustand mitzutheilen. Ein Stük Eisen, welches in solche Säure getaucht wurde, fuhr fort ein lebhaftes Aufbrausen hervorzubringen, bis es sich ganz aufgelöst hatte.

Ein Stük vorbereitetes Eisen wurde in eine Auflösung von salpetersaurem Kupfer getaucht. Es schlug daraus nichts nieder; als man es aber in der Auflösung mit einem Stük Kupfer berührte, überzog sich die Oberfläche auf der Stelle mit einer diken Schichte metallischen Kupfers.

Zwischen dem Zustand der Säure, welche fähig und derjenigen, die unfähig ist, das Eisen vorzubereiten, gibt es Zwischenzustände, wo sie es immer schwieriger vorbereitet und wo das Aufbrausen immer länger fortwährt. Folgende merkwürdige Erscheinung stellt sich bei diesen Zwischenzuständen manchmal ein: die Wirkung hört einen Augenblik auf und fängt dann wieder an, und dieses öfters nach einander, mit konvulsivischen Unterbrechungen, die sich bisweilen sehr langsam in Zwischenräumen von 1/2 bis 3/5 Secunden folgen; manchmal aber auch sehr rasch, so daß man sie nicht mehr zählen kann. Wenn sie langsam sind, sieht man wohl, daß das Aufhören der Wirkung sich von einem Ende des Drahtes zum andern fortpflanzt, ohne daß man jedoch sagen könnte, warum es an einem Ende eher aufhört als am anderen.

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Oft geschieht es, daß das Eisen, ohne mit Lebhaftigkeit zu wirken, nicht aufhört, seine Oberfläche braun zu haben, die Säure ringsum zu färben, und Gasblasen zu geben; diese langsame Wirkung kann augenbliklich auf eine sonderbare Art gehemmt werden. Man nimmt das Eisen aus der Säure, hält es einen Augenblik in der Luft und läßt es plözlich mit einem kleinen Stoße fallen. Eine halbe Secunde darauf ist es fast immer ganz metallisch glänzend.

Dieselbe Wirkung erfolgt noch sicherer, wenn man, ohne das Eisen aus der Säure zu nehmen, es in derselben mit einem Stük dünnen Platinbleches berührt. Die Berührung mit Platin (und unter gewissen Umständen auch mit Silber) wirkt umgekehrt wie die mit Zink etc.; durch sie wird der vorbereitete Zustand hervorgebracht, oder wenn er schon vorhanden ist, erhalten. Stellt man zum Beispiel den Versuch in einer Platinschale oder auf einem am Boden einer Porcellanschale liegenden Platinblech an, so gelingt die Vorbereitung des Eisens nicht nur mit der concentrirten Säure, sondern auch noch, wenn dieselbe mit ihrem gleichen Volumen Wasser verdünnt ist. Wenn das Wasser aber in größerer Menge angewandt wird, so ist die Vorbereitung des Eisens nicht mehr möglich, selbst bei inniger Berührung mit Platin; wird jedoch Säure zugesezt, so erhält das Eisen wieder seinen Glanz und wird vorbereitet.

Das einmal vorbereitete Eisen widersteht vollkommen der Wirkung einer Säure auf demselben Grade der Verdünnung und sogar einer noch schwächeren; ein Beweis, daß diese Erscheinungen nicht bloß daher rühren, daß das Wasser mangelt, welches nöthig ist, um das erzeugte salpetersaure Eisen in Auflösung zu halten, sondern vielmehr von einem gewissen permanenten elektrischen Zustande der Oberfläche des Metalles. Diese Ansicht wird durch folgende Versuche bestätigt:

Ein Stük Eisendraht wurde erhizt und um seine Mitte eine kleine Zone Wachs angebracht, um ihn in zwei Theile zu theilen. Nachdem dieser Draht in die concentrirte Säure getaucht worden war, hörte die Wirkung in demselben Augenblike auf jeder Hälfte auf; – und als man ein Ende mit Kupfer berührte, erneuerte sie sich auch plözlich bei beiden. Als der vorbereitete Zustand noch hergestellt war, nahm man das Eisen mittelst eines am Wachs angebrachten gläsernen Rings heraus und berührte in der Luft eines seiner Enden. Die Wirkung sing wie gewöhnlich am berührten Ende wieder an und durchlief die ganze Hälfte des Drahtes, wurde aber durch das Wachs aufgehalten, so daß man die eine Hälfte braun, die andere metallisch glänzend hatte.

Ein bogenförmig gekrümmtes Stük Eisen, welches auf die angegebene |374| Art getheilt war, wurde vorbereitet und dann bis auf zwei Drittel seiner Länge aus der Säure gezogen, so daß man den größten Theil einer seiner Hälften (A) in dieselbe getaucht ließ. In dieser Lage wurde die andere Hälfte (B) in der Luft mit Kupfer berührt. Die Wirkung pflanzte sich bis zum Wachse fort, wo sie aufhörte. Alsdann ließ man schnell das andere Ende B herunter, bis es die Oberfläche der Säure berührte. Die Wirkung fing auf der Stelle bei dem Theil A an, den man untergetaucht hielt und welcher seinen Metallglanz bis zu diesem Augenblik behalten hatte.

Das vorbereitete Eisen widersteht der Wirkung der Säure, wenn dieselbe auch auf eine der Hand unerträgliche Temperatur erhizt wurde, keineswegs aber der kochenden Säure. Läßt man es in sehr heiße Säure fallen, so widersteht es ihr einige Augenblike und entwikelt dann ein lebhaftes Aufbrausen. Ich habe niemals gefunden, daß man das Eisen mit kochender Salpetersäure behandeln kann, ohne es zu oxydiren, wie dieß Hr. Braconnot angibt. Vielleicht war seine Säure aber concentrirter als die meinige. Andererseits fand ich es auch unmöglich, die Säure von 1,399 spec. Gew. auf angelassenen Stahl oder auch nur auf stählerne Uhrfedern wirken zu lassen, sey es in der Kälte oder bei der Siedhize. Man kann die Säure über diesen Stahlblattern kochen, so lange man will, ohne die geringste Wirkung hervorzubringen. Sehr sonderbar ist es aber, daß Stahl, welcher so gehärtet wurde, daß er der Feile vollkommen widersteht, sich ganz anders verhält. Er wird von der heißen Säure außerordentlich heftig angegriffen und selbst von der kalten Säure sehr leicht. Wenn die Säure aber kalt ist, bereitet er sich leicht vor und wird eben so wie das Eisen bei Berührung mit Zink wieder braun, jedoch langsam, und so zu sagen mit Widerstand. Wenn man ihn mehrmals nach einander abwechselnd vorbereitet und berührt, so erhizt er sich am Ende und entwikelt heftig Gas, ohne daß es möglich ist, das Aufbrausen zu beruhigen.

Seitdem diese Versuche angestellt wurden, fand ich in den Verhandlungen der königlichen Gesellschaft zu London vom Jahre 1790 eine sehr merkwürdige Abhandlung von Keir: Versuche und Beobachtungen über die Auflösung der Metalle in Sauren, und ihre Fällungen; worin mehrere Thatsachen dieser Art angegeben sind. Keir entdekte den vorbereiteten Zustand des Eisens, als er Versuche über die Fällung des Silbers durch dieses Metall anstellte, worin Bergmann vor ihm Anomalien gefunden hatte. Er fand sogar, daß dieser sonderbare Zustand durch die Einwirkung der salpeterigen Säure hervorgebracht werden kann. Die merkwürdigen Wirkungen des Contactes mit anderen Metallen, wodurch diese Thatsachen |375| in die Classe der elektrochemischen Erscheinungen eingereiht werden, entgingen ihm aber. Daß die Berührung eines Metalles ein anderes Metall gegen die Einwirkung eines chemischen Agens so lange schüzen kann, als die Berührung dauert, ist heut zu Tage nichts Auffallendes mehr; dieß geschieht z.B., wenn man ein Stük Kupfer auf Platin legt, und Salpetersäure darauf gießt. Was mir aber bei den oben beschriebenen Versuchen auffallend ist, ist dieses, daß die Wirkung eine unbestimmte Zeit über fortwähren kann, nachdem die Berührung aufgehoben wurde; und daß ein permanenter elektrischer Zustand auf der Oberfläche des Metalles Statt finden und sich von selbst erhalten kann, im Gegensaz mit demjenigen, welcher gewöhnlich in diesem Metalle enthalten ist und welcher selbst bei diesem erzwungenen Zustande der Oberfläche in der geringsten Tiefe seines Innern zu existiren fortfährt.

Wir empfingen dieses Heft mit direkter Post den 10. März 1834. A. d. R.

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Polytechn. Journal Bd. XLIX. S. 296. A. d. R.

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