Titel: Bonsdorff, über die Oxydation der Metalle in der atmosphärischen Luft.
Autor: Bonsdorff, P.
Fundstelle: 1838, Band 68, Nr. XIII. (S. 37–49)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj068/ar068013

XIII. Ueber die Oxydation der Metalle in der atmosphärischen Luft; von P. v. Bonsdorff.

Im Auszuge aus Poggendorff's Annalen der Physik und Chemie Bd. XLI. S. 293 und 325.

Wismuth.

Das Wismuth erhält sich unverändert nicht bloß in trokener, sondern auch in einer mit Feuchtigkeit gesättigten atmosphärischen Luft. In die Wassergloke gebracht und daselbst, wenn gleich noch so lange, verwahrt, behält das Metall seinen Glanz unvermindert. Die Angabe, daß Wismuth, der Luft ausgesezt, ein Suboxyd geben soll, ist also nicht richtig. Dagegen ist dieses Metall besonders empfindlich für Schwefelwasserstoffgas und vielleicht auch für andere flüchtige Körper, weßhalb es, offen in einem Laboratiorium verwahrt, leicht mit einer dunkeln Farbe anläuft.

Wismuth zeigt, in Berührung mit Wasser in flüssiger Gestalt, bei Einwirkung der Luft, mehrere bemerkenswerthe Phänomene. – Legt man frisch zerschlagene Stüke Wismuth, bei Zutritt der Luft, aber geschüzt vor der Kohlensäure, in destillirtes Wasser, so bildet sich bei der ersten Einwirkung des lufthaltigen Wassers Wismuthoxydhydrat, welches in Form weißer, leicht beweglicher Floken sich ansezt. Später aber hört diese Hydratbildung auf, und ein hochgelbes Oxyd beginnt, in Form von äußerst feinen |38| Krystallen, sich auf die Oberfläche des Metalls anzusezen. Beide werden sparsam und langsam gebildet, besonders das leztere, welches Monate und auch wohl längere Zeit braucht, und nur mit Mühe kann man eine Portion davon sammeln, die zu einer näheren Untersuchung hinlänglich wäre. Hat aber die Kohlensäure der Luft auch Zugang, so bilden sich hie und da an gewissen Punkten Krystallisationen von einem weißen, schuppigen Stoff, enthaltend Kohlensäure und Wasser, und aller Wahrscheinlichkeit nach die Vereinigung eines Hydrats und Carbonats von Wismuthoxyd. Während dieses vor sich geht, beginnt die übrige Oberfläche mit einer braunrothen Farbe anzulaufen, welche nach Verlauf mehrerer Monate in Veilchenblau und schönes Himmelblau übergeht. Dieses Anlaufen mit verschiedenen Farben entsteht auch, und sicherer, in lufthaltigem Wasser, welches in einem verschlossenen Gefäße verwahrt wird, und nach weiterem Verlauf einiger Monate oder sogar Jahre, geht die blaue Farbe endlich in eine dunkel braungraue über. Wenn diese Stüke vom Wasser aufgenommen werden, findet man das Metall mit einem matten Stoffe bedekt, welcher eine angefangene Krystallisation anzudeuten scheint. Ohne Zweifel bildet sich hier ein Suboxyd von Wismuth, und ich mache bei dieser Gelegenheit vorläufig auf die verschiedenen Farbenveränderungen aufmerksam, ein Phänomen, auf welches ich weiter unten zurükkommen werde.

Blei.

Während dieses Metall sich in trokener Luft vollkommen unverändert erhält, erleidet es in feuchter Luft eine sehr deutliche, wiewohl schwache Oxydation, verliert seinen metallischen Glanz und nimmt eine rein graue matte Oberfläche an. In einer mit Wassergas gesättigten Atmosphäre geht diese Oxydation in wenigen Tagen vor sich, das Metall aber läuft zuvor mit mehreren Farben an. Legt man ein mit einem Messer rein geschnittenes oder geschabtes Stük Blei unter die Wassergloke, so entsteht ein successiver Anlauf von allen Farben des Regenbogens. Innerhalb weniger Stunden hat die Oberfläche eine gelblichbraune Farbe angenommen, welche bald in eine hübsch blaue übergeht; die grüne, rothe und violette Farbe zeigen sich ebenfalls, doch weniger herrschend, und endlich wird die ganze Oberfläche mit einem matten grauen Häutchen bedekt. Wendet man eine gelinde Wärme an, so geschieht die Oxydation schneller, gleichwie es sich mit dem Arsenik verhält, und das Blei wird in einem oder ein Paar Tagen vollkommen mit diesem grauen Häutchen bedekt. Ohne allen Zweifel wird hier, wie man auch früher angenommen hat, ein Suboxyd gebildet; die größte Schwierigkeit ist |39| aber, auf diese Art eine zur Untersuchung hinlängliche Quantität davon zu erhalten.

Feilspäne in die Wassergloke gelegt, erhalten wohl eine merkliche Zunahme an Gewicht; wiewohl aber die Feilspäne noch äußerst fein sind, kann doch die Oxydation nur auf der Oberfläche vor sich gehen. Ein angestellter Versuch scheint jedoch anzuzeigen, daß man durch Einwirkung einer feuchten Luft dieses Suboxyd in bemerkbarer Quantität hervorbringen könne. Wenn nämlich ein Amalgam von chemisch reinem Blei in eine gläserne Flasche gebracht wird, worin eine kleine Quantität Wassergas sich befindet, und die Flasche fleißig umgeschüttelt wird, während daß die Luft bisweilen von Neuem Zutritt bekommt, so bildet sich ein schwärzlichgraues Pulver, welches sich gleich von dem Amalgam scheidet, und wahrscheinlich jenes Suboxyd ist. Doch habe ich bis jezt keine Gelegenheit gehabt, dieses Product näher zu untersuchen.

Das Verhalten des Bleis zu Wasser in flüssiger Form ist in mehrerer Hinsicht besonders merkwürdig, so wohl bei Einwirkung der Kohlensäure als auch bei Ausschluß derselben. Schon früher sind von mehreren Chemikern Untersuchungen über die wechselseitigen Einwirkungen dieses Metalls und des Wassers angestellt worden, und es gibt kaum einen anderen so speciellen Stoff, worüber eben so viel abgehandelt worden wäre.3) Folgendes soll zeigen, daß bei der wechselseitigen Einwirkung des Bleies und des Wassers noch vieles wahrzunehmen war.

Legt man frisch geschnittene Stüke von metallischem Blei in reines destillirtes Wasser, so bildet sich augenbliklich ein Wölkchen von Bleioxydhydrat, welches zu Boden fällt, und dabei in nicht unbedeutender Menge vom Wasser aufgelöst wird. Da aber die Kohlensäure der Luft eine äußerst empfindliche Verwandtschaft, bei Gegenwart des Wassers, zum Bleioxyd ausübt, so bildet sich sogleich eine Vereinigung von Kohlensäure, Wasser und Bleioxyd (ein Hydrocarbonat) in der Form weißer, schuppiger Krystalle.

Bei dieser Bildung des Hydrats ist es höchst wesentlich, daß das Wasser chemisch rein ist. Der kleinste Gehalt von Salzen, Alkalien und Säuren hindert diesen Proceß. Die einzige Ausnahme machen die salpetersauren Salze, welche in größerer Quantität gegenwärtig seyn müssen, um die Bildung des Hydrats zu verhindern.

Dem zufolge kann metallisches Blei als das empfindlichste Reagens, |40| um die Reinheit des Wassers zu untersuchen, angewandt werden. Wenn frisch gefeilte Bleispäne auf reines Wasser in einem Weinglase gestreut werden, so entsteht innerhalb einer oder spätestens zwei Minuten ein Wölkchen von Oxydhydrat, ist das Wasser aber unrein, so entsteht gar keine Trübung. Merkwürdig ist es, daß das oben beschriebene Bleioxydhydrat sich am besten bildet, wenn das Wasser ruhig auf Blei in Pulverform oder ganzen Stüken einwirken kann. Eine schnelle Bewegung kann sogar diese Wirkung gänzlich aufheben, und es bringt dann, statt des Oxydhydrats, bloß eine Bildung von Suboxyd zuwege. Wenn gefeilte Bleispäne schnell in eine beinahe ganz mit Wasser gefüllte Flasche eingeworfen werden, welche im nämlichen Augenblik schnell mit einem Glaspfropfen verschlossen und gleich darauf eine halbe Stunde ununterbrochen stark geschüttelt wird, so findet sich keine Spur von Bildung des Oxydhydrats, das Wasser ist vollkommen klar und die Bleispäne sind jezt bloß mit Suboxyd bedekt.

Dieses an sich wahrhaft eigenthümliche Phänomen könnte vielleicht folgender Maßen einige Erklärung erhalten. Wenn man annimmt, daß bei der Bildung des Oxydhydrats, durch die wechselseitige Einwirkung des lufthaltigen Wassers und des Bleis, irgend eine Aeußerung der Contact-Elektricität, welche eben die Oxydation des Metalls und die Bildung des Hydrats zuwege bringt, Statt findet, und wenn man ferner anerkennt, daß jede, durch den Contact der Körper entstandene Aeußerung der Elektricität, ohne Zweifel einen, wenn auch noch so kurzen Zeitmoment, für den Contact selbst, voraussezen muß, und daß bei, in dieser Hinsicht, schwach wirkenden Körpern dieser Zeitmoment aller Wahrscheinlichkeit nach größer seyn muß als bei kräftig wirkenden, damit eine elektrische Aeußerung entstehen kann, so scheint mir die Ursache des genannten Phänomens darin zu bestehen, daß der Contact durch das Schütteln stets gestört wird, und daher die elektrochemische Wirkung, welche für die Bildung des Hydrats nöthig ist, nicht entstehen kann.

Ist das Blei entweder auf oben beschriebene Weise oder durch Einwirkung einer feuchten atmosphärischen Luft auf der Oberfläche mit Suboxyd bedekt, so äußert lufthaltiges Wasser in flüssiger Form, selbst mit Hülfe der Kohlensäure, nachher gar keine Wirkung mehr auf dasselbe. Dieses Verhalten zeigt, daß das Metall, durch jene schwache oberflächliche Oxydation, für die Einwirkung des Sauerstoffs und des Wassers indifferent geworden ist, und bestätigt folglich auch die Vorstellung, daß dieser Oxydationsgrad nur ein Suboxyd sey. Will man demnach metallisches Blei im Wasser vor der Einwirkung des Sauerstoffs, des Wassers und der Kohlensäure schüzen, so braucht |41| man es nur in feuchter Luft an der Oberfläche sich suboxydiren zu lassen. Es erhält sich darnach unverändert, wenn man es auch noch so lange darin liegen läßt.

Man scheint in Zweifel gezogen zu haben, daß das Bleioxyd sich mit Wasser vereinige. Eine Veranlassung hiezu wird man vielleicht von Houtou-Labilardière's Bemerkung genommen haben, daß Bleioxyd, in kaustischem Natron aufgelöst und der Wirkung der Luft ausgesezt, Krystalle von wasserfreiem Bleioxyd absezt. Da aber die Verbindung des Natrons mit der Kohlensäure der Luft die Scheidung des Bleioxyds veranlaßt und das noch rükständige kaustische Natron das Wasser bindet, scheint es leicht erklärlich zu seyn, daß hier kein Hydrat sich bildet.

Ich habe eben bemerkt, daß die Kohlensäure der Luft, bei der Berührung des Wassers mit metallischem Blei eine Verbindung von Kohlensäure, Wasser und Bleioxyd, ein Hydrocarbonat, hervorbringt. Diese Verbindung sezt sich bald, bei freiem Zutritt der Luft, in der Form einer feinen, weißen, schuppigen Substanz aus der Lösung des Bleioxyds im Wasser ab. Hat aber die Luft einen beschränkten Zutritt, z.B. wenn die Auflösung des Bleioxyds in einer Flasche mit nicht ganz dicht schließenden Pfropfen aufbewahrt wird, so sezt sich das Hydrocarbonat allmählich in der Form schöner, weißer, seidenglänzender, blätteriger Krystalle ab. Aber auch unmittelbar auf dem metallischen Blei bildet sich diese Verbindung. Wenn Bleischeiben, von reiner Oberfläche, mit Wasser übergossen, der Einwirkung der Luft überlassen werden, wird das Blei sehr schnell mit einem weißen Pulver von oft genanntem Product bedekt, welches nach und nach an Menge zunimmt; am schönsten bildet sich aber diese Verbindung folgender Maßen: Man läßt ein Stük Blei, z.B. eine gegossene und eben geschnittene, runde Scheibe unter der Wassergloke sich mit Suboxyd bedeken, schneidet dann mit einem Werkzeuge von Stahl oder Eisen einen blanken Flek von dem Diameter einer oder zweier Linien in der Mitte der Scheibe, übergießt dann die Bleischeibe in einem passenden Gefäße mit Wasser, z.B. bis 6 Zoll Höhe und darüber, und läßt das Gefäß in Ruhe. Schon nach 5 bis 6 Stunden findet man, daß die Krystallisation des Hydrocarbonats auf der rein geschnittenen metallischen Fläche begonnen hat; sie nimmt nach und nach zu, und erhebt sich in der Form einer schönen seidenglänzenden Vegetation. Berührt man mit einem spizigen Körper diese Krystallgruppirung und streut Theile davon auf die übrige suboxydirte Fläche, so beginnen diese Theilchen sogleich auf der indifferenten suboxydirten Oberfläche, um mich so auszudrüken, gleichsam Wurzel zu schlagen, und nehmen, ein jedes auf seinem Punkte, an Umfang |42| zu. Ohne Zweifel bewirkt bei diesem Phänomen die wenige im Wasser befindliche, von der Luft aufgenommene Kohlensäure die erste Bildung der Krystallisation, wonach ein fortfahrender Strom von Kohlensäure aus der Luft durch das Wasser Statt findet, und auch fortwährend allmählich den Zuwachs der Krystallisation zu Wege bringt.

Ein anderes Phänomen, welches hiebei ebenfalls entsteht, verdient auch im Vorbeigehen der Erwähnung. Nimmt man die Bleischeibe vom Wasser auf und fegt behutsam die Krystallisation ab, so findet man die Oberfläche des Bleis bedeutend angefressen, und ein sehr schöner Metallatlas (moirée) von reinem metallischen Glanze hat sich gebildet. Es ist mir nicht bekannt, daß die krystallinische Textur des Bleis bis jezt auf eine oder andere Art dargestellt worden ist.

Schon früher hat man bemerkt, daß eine Verbindung von Bleioxyd, enthaltend Kohlensäure, sich bildet, wenn Wasser und atmosphärische Luft auf metallisches Blei wirken können; es scheint aber, daß man dieses Product mit gewöhnlichem kohlensaurem Bleioxyd verwechselt habe. In England ist sogar ein Patent auf eine Fabrication von Bleiweiß genommen worden, nach welcher die Oxydation und Verbindung des Bleis mit der Kohlensäure einzig und allein durch die Einwirkung der Luft und des Wassers bewirkt werden sollte. Diese Voraussezung aber und die darauf gegründete Fabrikspeculation enthalten einen offenbaren Irrthum; das auf diese Weise gebildete Product ist nicht gewöhnliches kohlensaures Bleioxyd, sondern das mehrmals genannte Hydrocarbonat, und diesem Präparate fehlt gänzlich, nach den Versuchen, die ich habe anstellen lassen, die bei der Anwendung des Bleiweißes als Farbe nothwendige dekende Eigenschaft.4)

Das Hydrocarbonat des Bleies besteht nach meiner Analyse aus:

Bleioxyd 87,76
Wasser 3,54
Kohlensäure 8,705)
––––––
100,00.

Außer dem Suboxyd, Oxydhydrat und Hydrocarbonat bildet sich |43| noch ein viertes Product durch die Einwirkung von Luft und Wasser auf Blei, und dieses ist rothes Superoxyd; doch erfordert die Hervorbringung dieses eine viel längere Zeit. Streut man Späne von metallischem Blei auf die Oberfläche des Wassers, und läßt sie so mehrere Monate, bis zu einem Jahre, bloß mit einem Papiere oder einem unvollkommen schließenden Dekel bedekt, stehen, so bildet sich auf oben erwähnte Art erstens das Hydrat, dann das Hydrocarbonat und der übrige Theil des Bleis, besonders die gegen die Luft liegenden Flächen, suboxydirt sich. Nach Verlauf mehrerer Monate aber findet man, daß die Oberfläche des Suboxyds stellenweise anfängt eine rothe Farbe anzunehmen, und nach einer längeren Zeit, z.B. nach einem Jahre, sind die auf der Oberfläche des Wassers schwimmenden Congeries der Bleispäne, außer in Hydrocarbonat, auch zu einem großen Theil in rothes Superoxyd verwandelt. Ein Zufall machte, daß ich, beschäftigt mit dem eben erwähnten Gegenstande, auch auf einem anderen Wege Gelegenheit hatte, die Bildung des Superoxyds durch die Einwirkung des Wassers und der Luft oder durch die der feuchten Luft, bestätigt zu sehen. Durch Zufall nämlich bekam ich ein Buch in meine Hände, welches ich früher, vor etwas mehr als 20 Jahren mit mehr Aufmerksamkeit benuzt hatte. Ich hatte damals mit einem zugespizten Bleistüke kleine Aufzeichnungen gemacht, gewisse Stellen an der Kante des Buchs bemerkt u.s.w.,6) und fand zu meiner Verwunderung, daß alle diese Buchstaben und Zeichen, zur Zeit mit einem Bleistüke geschrieben, nun meistentheils eine rothe Farbe angenommen hatten. Es war daher offenbar, daß die Luft, so wie auch wahrscheinlich das von den Poren des Papiers absorbirte Wasser in der Länge der Zeit, die nämliche Wirkung, wie die Luft im Wasser in flüssiger Form, während einer kürzeren Zeit ausübt, gehabt hatte.

Endlich und zulezt mögen noch, in Hinsicht auf die Geschichte des Bleis, die Resultate zweier Versuche angeführt werden, welche gezeigt haben: 1) daß Blei in Glühhize nicht im Stande ist das Wasser zu zersezen, wenn es in Gasgestalt über dasselbe geleitet wird, und also das Blei auf diese Art nicht oxydirt werden kann; und 2) daß Blei im geschmolzenen Zustande, in Berührung mit wasserfreier atmosphärischer Luft, vollkommen zum Oxyd oxydirt wird.

Zink.

Daß Zink seinen metallischen Glanz in der Luft schnell verliert |44| und sich mit einer hell weißgrauen Oberfläche bedekt, ist eine allgemein bekannte Thatsache; doch scheinen die Chemiker von der Entstehung und der Natur dieses Ueberzugs oder dieser Oxydation keine genaue Kenntniß gehabt zu haben. Berzelius hält dieses Product für ein Suboxyd, andere Chemiker sehen es als ein Oxyd an. Folgendes möchte die Natur desselben näher beleuchten:

Metallisches Zink mit blanker Oberfläche hält sich in trokener Luft ohne alle Veränderung, aber in die Wassergloke gebracht, läuft es gewöhnlich nach einiger Zeit an, verliert stellenweise seinen Glanz, und wird nach und nach mit einer matten, weißgrauen Oberfläche bedekt. Doch eine nähere Untersuchung derjenigen Umstände, unter denen diese Oxydation Statt findet, hat gezeigt, daß Wassertheilchen, durch eine Temperaturerniedrigung in flüssiger Form auf das Metall gefällt, eigentlich durch Bildung von Oxydhydrat, diese Oxydation hervorbringen, und daß Zink in einer mit Wassergas gesättigten kohlensäurefreien Atmosphäre sich ohne alle Veränderung erhält. Kann dagegen die Kohlensäure, unter Mitwirkung der Luft und des Wassergases, zugleich auf das Zink wirken, so verliert das Metall sehr schnell seinen Glanz und wird mit einer weißen erdigen Substanz bedekt. Die weißgraue Oberfläche auf dem metallischen Zink ist jedoch kein Suboxyd, auch kein Oxyd, sondern kohlensaures Zinkoxyd, oder eigentlich eine Verbindung von Hydrat mit Carbonat, wie sogleich gezeigt werden soll.

Läßt man ein frisches Stük Zink mit lufthaltigem Wasser in flüssiger Gestalt einige Zeit in Berührung, so bildet sich Zinkoxydhydrat, dieß nimmt bald Kohlensäure aus der Luft auf, und so entsteht ein Hydrocarbonat. Um das Hydrat rein zu erhalten, muß die Kohlensäure ausgeschlossen werden. Wenn auf solche Weise Zink, z.B. in geschnittene Streifen von einer gut polirten Platte, spiralförmig gebogen, so daß es auf einem beschränkten Raum eine große Fläche darbietet, in eine Flasche mit Wasser gebracht, und dann die Mündung mit einem geeigneten, die Kohlensäure abhaltenden Pfropfen verschlossen wird, so findet man nach Verlauf mehrerer Monate Zinkoxydhydrat, in Form von kleinen Nadeln oder einer weichen Wolle, auf der Oberfläche des Zinks abgesezt, und meistentheils flokenweise zu kleinen kugeligen oder warzenförmigen Gestalten zusammengruppirt.7) – Eine Untersuchung dieses, in einer Gloke über Schwefelsäure getrokneten Hydrats hat eine gleiche Zusammensezung ergeben, als die vorher bekannte, auf anderem Wege erhaltene Verbindung |45| von Wasser mit Zinkoxyd, nämlich 93 Theile Zinkoxyd und 7 Theile Wasser.

Sezt man eine Spirale von Zink, in einem offenen Gefäße mit Wasser übergossen, dem freien Zutritte der Luft aus, so bedekt sie sich nach Verlauf von mehreren Wochen oder Monaten, besonders nachdem das Wasser verdampft ist, mit einem rauhen, weißen Pulver, welches Kohlensäure, Wasser und Zinkoxyd in demselben Verhältnisse enthält, als die natürlich vorkommende, von Smithson analysirte Verbindung, d.h. es ist ein Carbonat mit einem Hydrat verbunden. Die Analyse des auf oben erwähnte Weise gebildeten Pulvers, mit 0,5 Gran angestellt, gab nämlich auf 100 Theile:

Zinkoxyd 71,25
Kohlensäure 14,19
Wasser 14,56.8)

Zulezt mag noch, als Resultat eines angestellten Versuches, angeführt werden, daß Zink, auch längere Zeit (Jahre lang) unter luftfreiem Wasser aufbewahrt, nicht die mindeste Veränderung erleidet, auch nicht das Wasser zersezt. Die Angabe, daß Zink bei gewöhnlicher Temperatur das Wasser zersezt und sich allmählich Wasserstoffgas entwikelt, ist daher ungegründet.

Eisen.

Wiewohl das Eisen im Allgemeinen für schnell oxydirbar angesehen wird, so erhält sich doch dieses Metall ganz unverändert, nicht bloß in einer trokenen, sondern auch in einer mit Wassergas gesättigten atmosphärischen Luft; und damit eine Oxydation zur Bildung des Oxydhydrats entstehen soll, müssen nothwendig, außer dem Sauerstoff der Luft und dem Wasser in Form von Gas, noch andere Ursachen mitwirken.

Durch die allgemein bekannte Erfahrung, daß Eisen in einer feuchten Atmosphäre sehr schnell rostet, wurde ich veranlaßt, folgende Versuche anzustellen:

Zwei eben geschnittene und polirte Eisenstäbe (etwa 5 bis 6 Zoll lang) wurden in Holzstüke eingefaßt, neben ihnen, in einem Abstande von 1/2 Zoll, etwas längere Bleistüke befestigt, und so in einen Keller gebracht, wo sie vom December bis Julius, also acht Monate, verwahrt wurden. Nach Verlauf dieser Zeit fand sich, daß das eine Eisenstük sich vollkommen ohne alle Oxydation gehalten, das zweite Stük aber, neben einem in ihm befindlichen Riß, innerhalb dessen |46| sich natürlicher Weise ein Ueberzug von Oxydum ferroso-ferricum verborgen befand, einen geringen Beschlag von Oxydhydrat bekommen, sonst aber auch seinen vollen Metallglanz behalten hatte. Vergleichungshalber wurden Eisenstüke, die mit einem gewöhnlichen schwarzen Anlauf von Oxydum ferroso-ferricum bedekt waren, in die Wassergloke gebracht, wo sich dann nach einer ganz kurzen Zeit Oxydhydrat auf der Oberfläche absezte.

Diese durch mehrmals wiederholte Versuche bestätigten Resultate scheinen mir daher überzeugend zu beweisen, daß das Rosten von Eisen mit metallischer Oberfläche, wenn es in einer mit Wassergas gesättigten, sonst aber reinen, Atmosphäre geschieht, von der in den Rissen und Sprüngen befindlichen Oxydschicht herrührt, indem durch eine elektrische Aeußerung zwischen dem oxydirten und dem reinen Eisen sich die Wassertropfen in Form von Thau um und auf die oxydirten Punkte, als elektro-negativ, sich absezen, und von da aus die Bildung des Hydrats auch auf das blanke Eisen bewirken.

Außer dieser von der Wirkung der Elektricität hergeleiteten Ursache scheinen aber auch gewisse materielle Stoffe, wenn sie in sehr geringer Menge in der Luft vorhanden sind, dazu beitragen zu können, daß das Eisen mit einer Kruste oder mit Fleken von Rost bedekt wird, die, wenn sie auch nicht immer ein vollkommen reines Hydrat enthalten sollten, doch als solche sich dem Auge darstellen. Folgende Versuche sind in dieser Absicht angestellt worden:

1) Unter einer Glasgloke, die auf der inneren Seite mit Wasserdunst beschlagen war, wurden auf eine ebene Glasscheibe zwei Weingläser mit darauf liegenden Uhrgläsern gestellt. Auf das eine Glas wurde ein Stük reinen polirten Eisens gebracht, auf das andere eine höchst unbedeutende Portion gepülverten Schwefeleisens und dicht daneben ein Tropfen verdünnter Schwefelsäure. Die Gloke wurde luftdicht verschlossen, und durch eine kleine Bewegung der Glasscheibe die Schwefelsäure mit dem Schwefeleisen in Berührung gebracht, wodurch sich also Schwefelwasserstoffgas entwikeln mußte. – Das Resultat davon war, daß das Eisen erstens bald mit einer schwarzgrauen Farbe anlief, und daß nach einigen Tagen ein rostähnlicher Beschlag auf der Oberfläche sich bildete, wie auch Fleke davon überall auf der unteren Seite.

2) Ein anderer Versuch wurde in einer ähnlichen Vorrichtung mit einem polirten Eisenstük angestellt, so, daß dasselbe in der feuchten Atmosphäre von einer unbedeutenden Portion Chlorgas umgeben war, das auf gleiche Weise durch einen Tropfen verdünnter Schwefelsäure, in Berührung mit gepulvertem Kochsalz und Braunstein, |47| entwikelt wurde. Das Resultat war auch hier, daß das Eisen sich sehr bald mit Rostfleken bedekte.

3) Ein Versuch mit einem Stük Eisen, das auf ähnliche Weise der Salzsäure ausgesezt ward, gab ein gleiches Resultat.

4) Ein analoger Versuch wurde mit einem Tropfen Essigsäure oder gewöhnlichem Essig angestellt, welcher, von einem Stük Filtrirpapier aufgesogen, sogleich auf das eine Uhrglas unter der Gloke gebracht wurde. Innerhalb weniger Stunden hatte das Eisen überall Punkte von Rost erhalten, die nach 24 Stunden in bedeutender Menge zugenommen hatten. Bisweilen gelingt es, daß man solchergestalt eine schöne Krystallisation von Oxydhydrat bekommt, welches sich kreuzweise auf der Oberfläche des Eisens bildet.

5) Ein Stük polirtes Eisen, das, wie das Zink in dem oben beschriebenen Versuche, unter dem kleinen Thauapparate einer mit Kohlensäure gemischten Luft ausgesezt wurde, schien kein zuverlässiges Resultat darüber zu geben, ob oder in wie fern die Kohlensäure auf vollkommen reines metallisches Eisen irgend eine Bildung von Oxydhydrat zu bewirken vermöge. Ich wenigstens werde das Resultat, bis genauere Versuche es sicherer feststellen, für verneinend halten.9)

6) Ammonikgas, unter den nämlichen Umständen auf ein Stük Eisen wirkend, gab ebenfalls ein verneinendes Resultat.

Aus diesen verschiedenen Versuchen und dem, was vorher angeführt worden ist, wird man daher als erwiesen ansehen können, daß das Rosten des Eisens, welches so oft in bewohnten Zimmern und bei verschiedenen Einrichtungen des gewöhnlichen Lebens vorkommt, keineswegs von der Feuchtigkeit der Luft, wenn diese auch bis zum Maximum gebracht wäre, entsteht, sondern in Folge oxydirter Punkte an Rissen und Unebenheiten in der Masse des Eisens, welche, vermöge einer Aeußerung der Contact-Elektricität, durch wechselseitige Einwirkung des reinen und des oxydirten Metalles, als elektro-negativ, Wasserdünste aus der Luft in liquider Form niederschlagen, und solchergestalt die Bildung des Oxydhydrats befördern; daß außerdem verschiedene, in der Luft zufälliger Weise entwikelte gasförmige Körper, z.B. Schwefelwasserstoffgas, flüchtige Säuren, so wie besonders Essigsäure, nebst mehreren anderen Stoffen, unter Mitwirkung des Wassergases in der Luft, das Rosten des Eisens hervorbringen, bisweilen vielleicht als secundäres oder |48| tertiäres10) Product, bisweilen vielleicht bloß als Resultat einer disponirenden (katalytischen) Wirkung des fremden Körpers.

Kupfer.

Dasselbe erleidet keine Veränderung in einer mit Feuchtigkeit gesättigten atmosphärischen Luft; auch in lufthaltigem Wasser von flüssiger Gestalt scheint Kupfer kaum, oder wenigstens äußerst schwach, eine Oxydation zu erleiden. Eine Wassermasse von mehreren Zoll Höhe, worin einige Spiralen von Kupfer gelegt und mit Papier bedekt waren, ward mehrere Monate hindurch in gewöhnlicher Temperatur bis zu gänzlicher Eintroknung stehen gelassen. Das Metall fand sich auf dem größten Theile seiner Oberfläche rein und blank, bloß nach Unten zu zeigte sich ein schwacher schwarzgrauer Umlauf. Dünnes Kupferblech, das zum Theil in Wasser tauchte, zum Theil aus dessen Oberfläche hervorragte, und unter einer Gloke einer mit Kohlensäure vermischten Luft ausgesezt ward, erhielt nach Verlauf mehrerer Wochen einen schwarzgrauen Anlauf, und auch in geringerer Quantität einen bläulichgrünen Beschlag. – Dieses alles scheint zu beweisen, daß feuchte Luft ohne alle Einwirkung auf metallisches Kupfer ist, und daß lufthaltiges Wasser in flüssiger Gestalt auch von geringem oder keinem Einflusse sey, wenn nicht Kohlensäure, vielleicht auch andere flüchtige Körper zugleich einwirken.

Die Resultate der vorstehenden Untersuchung möchten zulezt kürzlich in folgende Hauptpunkte zusammengefaßt werden können.

1) Kein Metall oxydirt sich bei gewöhnlicher Temperatur in einer vollkommen trokenen atmosphärischen Luft.

2) In einer mit Feuchtigkeit gesättigten Luft oxydirt sich von den bekannteren oder allgemeiner vorkommenden Metallen bloß das Blei. Diese Oxydation wird durch Wärme erleichtert, und das Product davon ist ein Suboxyd. Weder Zink noch Eisen können unter diesen Umständen oxydirt werden.

3) In einer feuchten Luft, die zugleich Kohlensäure enthält, läuft das Zink an, und bedekt sich mit einer kohlensaures Zinkoxyd enthaltenden Substanz. Der gewöhnliche weißgraue Beschlag auf dem erwähnten Metalle ist weder Suboxyd, noch Oxyd, sondern ein Hydrocarbonat von Zinkoxyd.

4) In Berührung mit Wasser in flüssiger Gestalt, unter Einwirkung der atmosphärischen, aber kohlensäurefreien Luft bilden sich |49| im Allgemeinen Oxydhydrate von Wismuth, Blei, Zink und Eisen. Auf Wismuth aber bildet sich außerdem unter verschiedenen Umständen auch ein schwarzgraues Suboxyd (?) und ein gelbes Oxyd, und auf Blei in besonderen Fällen ein Suboxyd und ein rothes Superoxyd.

5) Das Eisen, welches mit reiner metallischer Oberfläche in einer mit Feuchtigkeit gesättigten Luft sich vollkommen ohne Oxydation hält, erlangt doch, unter diesen Umständen, an Rissen und anderen oxydirten Punkten, leicht Fleke von Oxydhydrat, und zwar vermöge einer elektrischen Action zwischen dem oxydirten und reinen Metalle. Außerdem bringen auch fremde, in sehr kleinen Quantitäten in der Luft befindliche Substanzen, z.B. Schwefelwasserstoff, Essigsäure, Chlor u.s.w., sehr schnell den Rost hervor.

6) Die Kohlensäure in der Luft bewirkt, unter Einwirkung zugleich von Wasser in flüssiger Gestalt, die Bildung der Hydrocarbonate von Blei, Zink und Wismuth. Ist das Blei vorher suboxydirt, so entsteht weder ein Hydrat noch ein Hydrocarbonat.

|39|

Man vergleiche hierüber die interessante Abhandlung von Yorke im polytechnischen Journal Bd. LIV. S. 20.

A. d. R.

|42|

In dem Jahresbericht für 1836, wo die Resultate dieser Untersuchung angeführt sind, macht Berzelius die Bemerkung, „daß das Hydrocarbonat wahrscheinlich durch die Kohlensäure der Luft zu gewöhnlichem kohlensaurem Bleioxyd nach und nach übergehen sollte.“ Dieß ist aber durchaus nicht der Fall; auch soll die patentirte Fabrication nicht zur Ausführung gekommen seyn, wie ich später erfahren habe.

|42|

Ich befürchte, daß das Atomgewicht des Bleioxyds wohl eine Correction nöthig hat; denn in zwei analytischen Versuchen habe ich auf 100 Theile ganz genau 86,51 Bleioxyd bekommen.

|43|

Ich befand mich damals auf dem Lande und hatte zufälligerweise meinen Bleistift verloren, weßhalb das zugespizte Bleistük an dessen Statt benuzt wurde.

|44|

Falls übrigens das Wasser noch vollkommen frei von Kohlensäure ist.

|45|

Das natürliche Zinkhydrocarbonat, d.h. die Zinkblüthe, besteht aus 71,5 Zinkoxyd, 13,5 Kohlensäure und 15 Wasser.

|47|

Spätere Versuche haben vollkommen sicher gezeigt, daß unter diesen Bedingungen durchaus keine Oxydation oder Bildung des Hydrats Statt findet. – Das Experiment wurde mehrere Wochen fortgesezt.

|48|

Z.B. bei der Einwirkung von Schwefelwasserstoffgas bildet sich natürlicher Weise erst Schwefeleisen, welches sich bald zu schwefelsaures Salz oxydirt, dieses zersezt sich nachher und läßt basisches schwefelsaures Eisenoxyd als einen rostförmigen Beschlag zurük.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: