Titel: Caron, über die Analyse und die chemische Constitution des Roheisens und des Stahls.
Autor: Caron, H.
Fundstelle: 1861, Band 159, Nr. XXXIII. (S. 121–123)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj159/ar159033

XXXIII. Ueber die Analyse und die chemische Constitution des Roheisens und des Stahls; von H. Caron.

Aus den Comptes rendus, December 1860, Nr. 24.

Die Bestimmung der Kohle und des Siliciums im Roheisen und Stahl ist keine leichte Operation, und Verfahrungsarten zur unmittelbaren Analyse dieser complicirten Producte sind noch unbekannt; ihre wahre Natur dürfte sich jedoch nur durch Vergleichung der Resultate einer großen Anzahl von Analysen erklären lassen. Ich beabsichtige im Folgenden einige Methoden mitzutheilen, deren ich mich gegenwärtig bediene, und will hernach einige noch dunkel gebliebene Punkte aufzuklären suchen.

Mittelst eines von Deville entdeckten Verfahrens, welches schon seit langer Zeit im Laboratorium der École normale angewandt wird, aber meines Wissens noch nicht veröffentlicht wurde, läßt sich die Kohle leicht aus dem Roheisen abscheiden. Leitet man nämlich gehörig gereinigte gasförmige Chlorwasserstoffsäure über Roheisen, welches in einem Platinnachen in einem zum Rothglühen erhitzten Porzellanrohr enthalten ist, so wird die Kohle von allen sie begleitenden Substanzen, welche sich von ihr als flüchtige Chloride absondern, isolirt; man muß aber die Chlorwasserstoffsäure vor ihrer Anwendung durch ein rothglühendes Porzellanrohr leiten, welches Löschkohlen oder leichte Kohlen enthält, denn wenn man diese Vorsichtsmaßregel vernachlässigt, so erhält man stets ein Gemenge von Kohle und Kieselerde. Dieß führte mich auf folgendes Verfahren zur quantitativen Bestimmung des Siliciums auf trockenem Wege.

Das Silicium bleibt als Kieselerde im Platinnachen zurück, wenn man beim vorhergehenden Verfahren die Chlorwasserstoffsäure durch ein Gemisch von Chlorwasserstoffsäure und atmosphärischer Luft ersetzt. Letztere zieht nach ihrem Austritt aus einem kleinen Gasometer gleichzeitig mit der gasförmigen Chlorwasserstoffsäure in eine kleine Waschflasche welche eine gesättigte Auflösung dieser Säure enthält und gelangt dann in das erwähnte Porzellanrohr. Es entwickeln sich Eisenchlorid und Kohlensäure, |122| während Kieselerde zurückbleibt. Wenn das Roheisen Titan, Aluminium oder Calcium enthält, so bleiben die Oxyde oder Chloride dieser Metalle mit der Kieselerde zurück, von welcher man sie leicht trennen kann. Die Theorie dieser Operation ist so einfach, daß ich sie nicht zu erklären brauche. Mittelst dieser Methode konnte ich den Siliciumgehalt des Roheisens, des Stahls und Stabeisens auf sichere Weise bestimmen; ich fand ihn höher als man gewöhnlich annimmt und werde meine Resultate in einer Abhandlung zusammenstellen, welche ich nächstens der Akademie einreiche.

Was den Stickstoff betrifft, so ist er im Roheisen und im Stahl in zweierlei Zuständen enthalten, welche bisher der Beobachtung entgangen zu seyn scheinen, weil Fremy in seiner neuesten Abhandlung (polytechn. Journal Bd. CLVIII S. 209) derselben nicht erwähnt. Dieß veranlaßt mich zu folgenden Bemerkungen über einige von Fremy's Resultaten.

Bekanntlich hat nach den Versuchen von Wöhler und Deville der Stickstoff eine ganz besondere Verwandtschaft zum Silicium und zum Titan. Viele Roheisensorten enthalten das in den Hohöfen vorkommende Kohlenstickstofftitan; ich bin überzeugt, daß auch das Silicium, allerdings nur zu einem sehr kleinen Theil, sich darin als Stickstoffsilicium befindet. Dieß müßte die unmittelbare Analyse nachweisen, welche aber gerade in dieser Hinsicht auf die größten Schwierigkeiten stoßt; das Stickstofftitan und Stickstoffsilicium widerstehen nämlich den chemischen Agentien hartnäckig, aber in dem sehr zertheilten Zustande in welchem sie von den kräftigen Reagentien zurückgelassen werden, womit man das Roheisen anzugreifen genöthigt ist, lassen sie sich leider auch etwas leichter angreifen. Ich mußte daher ein indirectes Verfahren einschlagen, wenn sie nicht mit bloßem Auge oder unter dem Mikroskop sichtbar sind, wie manchmal das Stickstofftitan. Die Schwierigkeiten werden noch durch den Umstand vergrößert, daß das Roheisen nach dem Auflösen auch ein wenig Siliciumoxyd hinterläßt. (Man darf ferner nicht vergessen, daß der Wasserstoffgeruch beim Auflösen des Roheisens nach Wöhler's Beobachtung fast ausschließlich von Siliciumwasserstoff herrührt.)

Uebrigens ist das Vorkommen des Stickstoffs im Roheisen nicht so constant wie Fremy anzunehmen scheint; denn R. F. Marchand folgerte aus seinen (im J. 1850 angestellten) Versuchen, daß man sich über das Vorkommen des Stickstoffs im Roheisen und Stahl nicht mit Sicherheit aussprechen könne.

Was die braune, in Aetzkali lösliche kohlige Substanz betrifft, wovon Fremy spricht, so kannte Berzelius dieselbe vollkommen; er vergleicht sie (in seinem Lehrbuch der Chemie) mit der Ulminsäure, deren sämmtliche |123| Eigenschaften er ihr mit einigem Grund zuschreibt; er hatte darin also keinen Stickstoff gefunden, ebensowenig als in dem flüchtigen stinkenden Oel, das er als einen Kohlenwasserstoff betrachtet, welcher dieselbe Zusammensetzung wie das Steinöl zu haben scheint. Wenn diese braune Substanz mit dem Natron Ammoniak entwickelt, was nicht immer geschieht, so fragt es sich, ob dieser Stickstoff nicht von Titan herrührt, und hauptsächlich von Silicium, welches man darin constant antrifft.

Ich glaube auch nicht, daß man die Wirkung des Schwefels, des Phosphors und des Arseniks, welche allen Metallen womit sie sich verbinden, die Eigenschaft ertheilen spröde zu werden, in gleiche Kategorie bringen kann mit der Wirkung der Kohle auf die Gruppe der dem Eisen analogen Metalle. Nach meiner Ansicht muß man annehmen, daß das durch die Kohle hart gewordene Roheisen sich wesentlich von den Metallen unterscheidet, welche durch die Metalloide (die sie alle ohne Unterschied verändern) spröde gemacht sind.

Wenn das Roheisen und der Stahl Stickstoff enthalten, so fragt es sich also, mit welchem ihrer zahlreichen Bestandtheile derselbe verbunden ist. Dieß ist die Frage, welche ich mir gestellt habe und zu deren Lösung ich von folgenden Betrachtungen ausging: Das Eisen und die Kohle verbinden sich im reinen Zustande bei keiner Temperatur direct mit dem Stickstoff; dagegen verbinden sich das Silicium und das Titan (dieses brennt im Stickstoff) direct und sehr leicht mit dem Stickstoff; sollte also die geringe Menge von Stickstoff (Marchand fand den Stickstoffgehalt des Roheisens und des Stahls niemals größer als 0,02 Proc., meistens erheblich niedriger) nicht mit dem Silicium oder mit dem Titan verbunden seyn? Ich nehme daher vorläufig an, daß man dem Stickstoffsilicium oder dem Kohlenstickstofftitan (welches in großer Menge in einigen Roheisensorten enthalten ist)20) das Vorkommen des Stickstoffs im kohligen Rückstand des Roheisens zuschreiben muß, wenn derselbe solchen enthält.

Bei meiner bisherigen Besprechung des Roheisens und des Stahls habe ich von dem bloß cementirten Eisen ganz abgesehen. Diese eigenthümliche Stahlart könnte allerdings, wie Berzelius vermuthet hat, Paracyan enthalten. Nachdem sie geschmolzen worden ist, gehört sie in die Kategorie des Stahls, wovon ich gesprochen habe.

|123|

In der Sammlung der École des Mines zu Paris befinden sich Roheisenproben, welche von so viel Kohlenstickstofftitan durchdrungen sind, daß man letzteres leicht mit dem Auge erkennen kann.

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