Titel: Beringer, über Sodabereitung.
Autor: Beringer, August
Fundstelle: 1847, Band 104, Nr. LXIII. (S. 286–292)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj104/ar104063

LXIII. Neues Verfahren der Sodabereitung; von A. Beringer.

Die Chemie hat in neuerer Zeit eine der Tendenz unseres Zeitalters geradezu entgegengesetzte Richtung genommen. Während diese eine rein materielle geworden, haben sich die Jünger der Chemie vornehmlich solchen Untersuchungen zugewendet, die einen Beitrag zur Geschichte der Theorien liefern. Seit der Vervollkommnung der Apparate zur Ausführung organischer Analysen ist wenig oder nichts von Seite der Wissenschaft geschehen, was für die Technik oder das Fabrikwesen von Nutzen gewesen. Die Entdeckung des künstlichen Ultramarins steht noch heute so ziemlich vereinzelt da, und auch dieser Zweig der Fabrication harrt vergeblich auf eine Entwickelung seiner Principien. Es ist keineswegs zu tadeln daß, nachdem das Gebiet der anorganischen Chemie so gut wie ausgebeutet schien, die Kräfte der Chemiker sich dem Studium der organischen zuwandten, denn in der Natur des menschlichen Geistes liegt ein Streben das Geheimnißvolle zu ergründen. Der Lebensproceß der Pflanzen und Thiere war damals noch in großes Dunkel gehüllt, und es sah jeder, der sich mit Fleiß und Ausdauer an die Lösung dieser Fragen wagte, zum voraus den Lohn für seine Mühe. Allein nachdem hierin der Anfang gemacht, und durch die Wichtigkeit der Entdeckungen viele für das Studium der Naturwissenschaften gewonnen wurden, trat auch bald ein anderes Streben an die Stelle der Wißbegierde, das nach |287| Berühmtheit. Man muß es in der That aufs tiefste bedauern, daß so viele Kräfte auf rein theoretische Untersuchungen verwendet werden, auf Arbeiten, die voraussichtlich nur für das Gesetz der Typen oder das der ein- oder mehrbasischen Säuren von Werth seyn können, während wir doch über eine Menge von anorganischen und organischen Verbindungen so gut wie nichts wissen. Um Beispiele für letztere anzuführen, brauche ich nur auf das vortreffliche Werk von Persoz Traité de l'impression des tissus zu verweisen, wo der Verfasser fast von jedem Farbstoff sagen muß: l'histoire chimique de la – est encore à faire.“

Ist es denn so uninteressant, die Farbstoffe der Cochenille, des Fernambuks, des Krapps u.s.w. zu studiren? oder sind hiezu durchaus praktische Kenntnisse nothwendig? – Ich gebe gerne zu, daß eine solche Arbeit in den Händen eines Chevreul, Persoz oder Runge von mehr Erfolg gekrönt seyn wird als in denen eines bloßen Gelehrten; allein man verlangt ja nicht von Gelehrten, daß sie ihre Entdeckungen anzuwenden verstehen, die Fabrikanten werden schon dafür sorgen, daß sie nicht nutzlos gemacht sind.

Wie es aber in der organischen Welt noch viele für die Technik wichtige Stoffe gibt, die bis jetzt vergeblich einer sorgfältigen Untersuchung entgegen sehen, so gibt es auch merkwürdig genug anorganische Verbindungen, die ihrem Wesen nach noch unergründet sind, oder über die man wenigstens vor Kurzem noch im Ungewissen war. Ich habe schon im Eingang des künstlichen Ultramarins erwähnt und füge jetzt den Proceß der Sodabildung hinzu. Erst vor wenigen Monaten ist es durch Unger 51) experimentell erwiesen worden, daß die Bildung der Soda auf einer Umwandlung des kohlensauren Kalks in CaS + 3CaO beruhe. Bis dahin deutete fast jeder die Aetiologie des Sodaprocesses nach seinem Gutdünken.

Berzelius nimmt an (s. dessen Lehrbuch der Chemie, 5te Aufl.), daß die Kohlensäure des kohlensauren Natrons von der Kohle und dem Sauerstoff der Schwefelsäure herstamme, während der durch gemeinschaftliche Einwirkung der Hitze und der Kohle von seinem Sauerstoff und der Kohlensäure befreite Kalk sich mit dem Schwefel zu schwerlöslichem Schwefelcalcium verbinde. Schubarth theilt diese Ansicht (man vergl. dessen Handbuch der technischen Chemie), indem er hinzufügt, man dürfe zum Ausziehen der rohen Soda kein heißes Wasser |288| anwenden, weil sonst das kohlensaure Natron und Schwefelcalcium sich in Schwefelnatrium und kohlensauren Kalk zersetzen. Von einem Calciumoxysulfurid sagen also beide nichts, obwohl die Erfahrung, daß zu einem guten Gelingen der Operation mehr Kalk als dem Einfach-Schwefelcalcium entspricht, nöthig ist, vornweg darauf hindeutet. Dumas betrachtet, auf den Umstand gestützt, daß dieses plus von Kalk nahezu 2 Aequivalente auf 1 Aequivalent Schwefelcalcium ausmacht, es ohne weiteres für gewiß, daß der Rückstand ein Oxysulfurid von 2 Aequiv. Calciumoxyd enthalte, und erklärt also die Entstehung der Soda auf die Weise, daß sich zuerst aus dem schwefelsauren Natron und der Kohle Schwefelnatrium bilde, und daß dieses sich im Moment der Entstehung mit dem kohlensauren Kalk umsetze in kohlensaures Natron und Schwefelcalcium. Da aber dieses letztere in Wasser löslich und beim Auslaugen sich mit dem kohlensauren Natron wieder umsetze, in kohlensauren Kalk und Schwefelnatrium, so müsse ein weiterer Antheil von Kalk vorhanden seyn, welcher sich mit dem Schwefelcalcium verbinde, zu einem unlöslichen Oxysulfurid. Liebig endlich hält es für wahrscheinlich, daß sich im Anfang der Schmelzung Aetznatron und Doppelt-Schwefelnatrium bilde, und daß das letztere sich später mit dem kohlensauren Kalk umsetze etc.

So waren die Ansichten der verschiedenen Chemiker über einen der wichtigsten Fabricationszweige. Obwohl die Frage, welche von den dreien die richtige, mit ein paar Versuchen entschieden gewesen wäre, so brauchte es doch mehr als 30 Jahre, bis diese gemacht wurden. Kein Wunder in der That, wenn wir noch im Ungewissen sind, ob der Krapp 1, 2, 3 oder 5 Farbstoffe enthält, denn zu einer solchen Untersuchung gehört die Geduld eines Chevreul und nicht die Oberflächlichkeit eines Preißer.

Durch Unger ist also der wahre Verlauf der Sodabildung ein für allemal festgestellt, und es kann nicht meine Absicht seyn, seine und die Ansichten von Klemm, der schon früher zu denselben Resultaten gelangte, weiter auszuführen. Ich wollte dagegen nach dieser Einleitung zeigen, daß die Soda außer den bekannten Verfahrungsweisen noch auf eine andere Weise hergestellt und daß diese Methode auf den ersten Anblick eine wirklich praktische genannt werden kann. Es gibt zwar viele Wege, auf denen man zur Erzeugung einer chemischen Verbindung gelangen kann, aber dem Sprüchwort „der kürzeste ist der beste“ huldigen gar wenige von denen, die hiezu Vorschläge machen. Welche Menge von Vorschriften existiren z.B. zur Bereitung von Bremerblau und |289| Schweinfurtergrün? kann wohl ein Fabrikant hienach arbeiten? Wer keinen Begriff hat vom Fabrikwesen, thut besser daran, mit solchen Recepten zu Hause zu bleiben, denn in der Regel macht er sich nur lächerlich damit.

Ich sehe also ab von all den Methoden mit Bleiglätte, mit Potasche u.s.w., und halte mich vorläufig an die Zersetzung des Schwefelnatriums durch Kohlensäure.

Es ist jedem bekannt, daß die Schwefelalkalien bei Gegenwart von Wasser durch Kohlensäure zersetzt werden, und es hat schon vor langer Zeit ein Fabrikant in Puteau bei Paris dieses Verhalten in Anwendung gebracht. Wie uns das Dictionnaire technologique berichtet, ist er dabei zu Grunde gegangen. Auf eine ähnliche Weise verfährt John Wilson (s. polyt. Journal Bd. LXXXVIII S. 58), indem er eine Lösung von Schwefelnatrium mit doppelt-kohlensaurem Natron kocht. Der eine stellt also durch Einleiten von Kohlensäure in Schwefelnatriumlösung, der andere in einfach-kohlensaures Natron sein Product her; es ist aber bekannt, welche Hindernisse der Druck einer hohen Flüssigkeitssäule dem Eindringen von Gasarten entgegensetzt (das kohlensaure Natron braucht allerdings nicht gelöst zu seyn, ist es aber wohlgethan, ein Präparat herzustellen, um mit Hülfe dessen wieder dasselbe zu erzeugen?) und ebenso wie schwer es hält, eine Lösung von Schwefelnatrium durch Kohlensäure vollständig zu zersetzen (1 Atom ist jedenfalls nicht hinreichend). Diese beiden Uebelstände zu beseitigen, war der Zweck meiner Versuche. Ursprünglich war mein Augenmerk nur auf die Zugutmachung der Mutterlauge gerichtet, und erst in der Folge wollte es mir dünken, als könnte mein Verfahren auf die Sodafabrication von vornherein Anwendung finden.

Die Mutterlaugen spielen in manchen Fabriken noch eine große Rolle, und wenn gleich die gut eingerichteten nichts oder wenig damit zu schaffen haben, so ist doch ein einfaches Verfahren, sie in Soda umzuwandeln, von großem Werth. Die einen verwandeln sie durch Eindampfen und Glühen mit Kohlenstaub in Soda, andere durch Erhitzen mit Sägespänen (Liebig), und wieder andere glühen sie mit Chilisalpeter, um das Schwefelnatrium in schwefelsaures Natron zurückzuführen (s. Brown in diesem Journal Bd. XCVIII S. 69).

Die zweite Methode ist wohl die beste, wiewohl am wenigsten bekannte, dagegen kann die erste mit einer kleinen Abänderung vervollkommnet werden und diese Vervollkommnung ist es, was das Wesen meiner Entdeckung ausmacht.

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Schon vor längerer Zeit habe ich darauf aufmerksam gemacht, daß der Wasserdampf einer viel ausgedehnteren Anwendung fähig, und daß er namentlich da von großem Nutzen ist, wo es sich um die Zersetzung eines Chlor-, Brom-, Jod- und Schwefelmetalls handelt. Die Kohlensäure kann nur dann das Schwefelnatrium zersetzen, wenn Wasser zugegen; es kann also auch beim Glühen der Sodarückstände mit Kohlenpulver nur so lange Schwefelwasserstoff entweichen, als ein Vorrath von Wasser oder den Elementen des Wassers (in der Kohle) vorhanden ist. Der Wasserdampf ist aber, ferner auch nützlich zur Bildung von Kohlensäure. Soll diese durch Verbrennen der Kohle auf Kosten der Luft sich bilden, so kann zu gleicher Zeit sich auch das Schwefelnatrium zu schwefelsaurem Natron oxydiren, und wir haben am Ende dasselbe, was wir bei Behandlung mit Chili-Salpeter gewinnen. Freilich wird das Schwefelnatrium auch durch Glühen in Wasserdampf in schwefelsaures Salz verwandelt (nach Regnault), allein nach unserer Beobachtung tritt dieser Fall nur dann ein, wenn die Temperatur nicht richtig geleitet wird. Daß von dieser sehr viel abhängt, ist gewiß, denn bei starker Glühhitze wird die Kohle durch Wasser nicht in Kohlensäure verwandelt, sondern in Kohlenoxyd und Wasserstoffgas, während überdieß auch das kohlensaure Natron zerlegt wird in Kohlensäure und Natron (Gay-Lussac). Es ist also unsere Idee folgende: man glühe die eingedampften Mutterlangen mit Kohle unter Zutritt von Wasserdampf, oder man erhitze von vornherein das schwefelsaure Natron mit einem Ueberschuß von Kohle, bis es zu Schwefelnatrium reducirt, und leite dann Wasserdampf zu, wodurch sich aus der vorhandenen Kohle Kohlensäure bildet, welche im Moment der Entstehung das Schwefelnatrium zerlegt in Schwefelwasserstoff und kohlensaures Natron.

Die Bildung von Kohlensäure geht zwar etwas langsam, so daß ich nicht glaube, die Sodafabrication werde sich im Ganzen auf diese Weise betreiben lassen, allein bei Verarbeitung der Mutterlaugen währt es keineswegs zu lange. Wie dem auch sey, der Proceß läßt sich beschleunigen, wenn man fertige Kohlensäure zuleitet, und es ist meiner Ansicht nach ein solches Verfahren immer noch viel besser als die Einleitung von Kohlensäure in das gelöste Schwefelnatrium oder das Kochen desselben mit doppelt-kohlensaurem Natron. Man hört so oft davon, daß sich Kohlensäure sehr leicht im Großen darstellen lasse, und es werden daher Andere schon Mittel und Wege finden, sie billig zuzuführen. Ich für meinen Theil gestehe offen, daß mir außer der Kohlensäurequelle der Kalköfen keine bekannt ist, die für chemische Fabriken umsonst benützt werden könnte, denn Mineralquellen gibt es nicht überall, |291| und Bierbrauereien und Branntweinbrennereien sind in der Regel nicht damit verbunden. Man kann sich welche aus kohlensaurem Kalk und Salzsäure entwickeln, oder durch Verbrennen von Kohlen in einem Luftstrom, allein es entsteht hiebei die Frage, ob es nicht zweckmäßiger, den Kalk dem schwefelsauren Natron zuzusetzen, als Hunderte von Centnern Säure darauf zu gießen. Ich würde nicht daran denken, mein Verfahren für praktisch zu halten, wenn es nicht eben durch die Verbindung mit einem Kalkofen möglich wäre, die Kohlensäure umsonst zu gewinnen. Die Sodafabriken sind an vielen Orten zugleich Chlorkalkfabriken. Ist es nun nicht möglich, daß sich beim Brennen des Kalks die Kohlensäure ableiten und über das glühende Gemenge von Schwefelnatrium und Kohle führen läßt? Die Herstellung der Soda ohne Kalkzusatz hätte dann den Vorzug vor dem Verfahren Leblanc's, daß man weniger Material zu erschöpfen hätte, sowie das kleinere Volumen den Zeitverlust ausgleichen würde, den man durch die längere Behandlung im Ofen erlitten. Ob die Behauptung, daß man in der Praxis nur 50–55 Theile statt 75 Soda bekommt (s. Knapp's Lehrbuch der chemischen Technologie) gegründet ist, weiß ich nicht; wäre sie wahr, so könnte der Verlust nur dadurch entstehen, daß das Calciumoxysulfurid Alkali zurückbehielte, und in diesem Fall wäre ein Weglassen des Kalks von weiterem Nutzen. – Auf die Verwendung des Schwefelwasserstoffs lege ich keinen Werth. Man hat zwar in neuerer Zeit viel darüber geschrieben, wie man aus den Sodarückständen den Schwefel wieder frei machen und den Schwefelwasserstoff in den Bleikammern verwerthen könnte, allein ich weiß nicht, ob irgendwo eine solche Einrichtung getroffen worden. Die Fabrication von Soda gehört nicht in mein Bereich, ich überlasse daher Andern die Prüfung meiner Erfahrungen, und wenn sie einen Nutzen daraus ziehen können, so bin ich für meine Mühe reichlich belohnt. Ich weiß sehr wohl, daß beim Vergleich von zwei Verfahrungsweisen sehr viele Umstände in Betracht kommen, und daß oft die einfachste einer umständlicheren weichen muß, weil man im Großen keine tauglichen Apparate construiren kann; allein ich bilde mir auch nicht ein, daß meine Methode einen Vorzug vor der Leblanc'schen hat, und wiederhole daher ausdrücklich, daß sie nur für die Mutterlaugen berechnet ist. Wollte man sie für die Darstellung der Soda überhaupt versuchen, so müßte folgender Vergleich angestellt werden:

1) Wie verhalten sich die Kosten der Kohlensäure des Kalkes zu dem Preise der aus Kohlen erzeugten?

2) Wie lange braucht es, um ein bestimmtes Gewicht oder Volum schwefelsauren Natrons nach der Leblanc'schen Methode umzuwandeln, |292| und wie lange dauert die Zersetzung der gleichen Gewichtsmenge mit Kohle und Wasserdampf? – kann, wenn letztere doppelt so viel Zeit erfordert, des geringern Volums wegen vielleicht die doppelte Menge Glaubersalz in Soda verwandelt werden? und ist die Verwandlung vollständig?

3) Wenn ohne Zufuhr von fertig gebildeter Kohlensäure die Umwandlung des Schwefelnatriums zu langsam geht, kann wohl durch eine Verbindung mit einem Kalkofen dieser Nachtheil ausgeglichen werden? – seit einigen Jahren wird in den meisten größeren Sodafabriken die Salzsäure zu Chlorkalk verwendet, und es fragt sich nur, steht der Verbrauch von Kalk in einem geeigneten Verhältniß zu dem der Kohlensäure? letzterer ist ohne Zweifel größer, allein die Kohle soll ja auch nicht alle davon herstammen; wenn der Proceß dadurch beschleunigt wird, so ist schon genug damit gewonnen.

4) Wird bei Weglassung des Kalks eine größere Ausbeute an Soda gewonnen, als nach dem gebräuchlichen Verfahren? und liefert die fertige Masse sogleich eine klare Lauge? – letzteres war bei meinen Versuchen immer der Fall, über ersteres kann ich wie erwähnt nichts sagen, weil ich kein Sodafabrikant bin.

Die Dauer der Oefen wird sich wohl bei dem einen wie bei dem andern Verfahren gleich bleiben, denn wenn ich auch annehme, daß bei Weglassung des Kalks im Anfang Aetznatron und Doppelt-Schwefelnatrium entsteht, so haben wir ja bei der andern Methode denselben Fall, was uns beweist, daß die gegenseitige Zersetzung von Schwefelnatrium und kohlensaurem Kalk nicht gleichen Schritt hält mit der Bildung des erstern.

Soweit meine Ansichten über die Bildung der Soda auf dem gewöhnlichen und auf einem bis jetzt unbekannten Wege. Fabrikanten werden, denke ich den Wunsch mit mir theilen, daß die vielen Räthsel von denen ich sprach, bald gelöst werden. Der Nutzen, der ihnen aus wissenschaftlichen Untersuchungen entspringt, ist zwar klein, insofern in der Regel die Erfahrung längst das Beste gefunden, allein angenehm ist es immer, wenn man auch weiß, warum man so und nicht anders verfährt. Die Gelehrten selbst haben ja doch nichts von Fabrikanten zu erwarten, denn wie natürlich, behält jeder seine Erfahrungen für sich, er sey denn ein Engländer, der mit der Patentnahme sein Verfahren veröffentlicht.

|287|

S. 50 in diesem Bande des polytechn. Journals.

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