Titel: Fleck, über das Natrium in seiner Bedeutung für das Zündrequisitenwesen.
Autor: Fleck, Hugo
Fundstelle: 1868, Band 190, Nr. LXXXIV. (S. 306–312)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj190/ar190084

LXXXIV. Das Natrium in seiner Bedeutung für das Zündrequisitenwesen; von Dr. H. Fleck, Professor der Chemie am kgl. Polytechnicum in Dresden.

In dem früheren elektrischen und später Döbereiner'schen Platin-Feuerzeuge ist bekanntlich der Wasserstoff zum erstenmale als Zündmittel angewendet worden; indeß ließ der Mangel an Tragbarkeit, und an sich immer gleich bleibender Sicherheit der ersteren, beide Erfindungen mit der Einführung der Frictionsfeuerzeuge, resp. Phosphorzündhölzchen, aus dem Verkehre verschwinden; und doch liegt in dem Wasserstofffeuerzeug der Keim zu einer Reformation im Zündrequisitenwesen, dessen Wiederbelebung gelingt, sobald das Feuerzeug, auf den kleinsten Raum reducirt, die Sicherheit der Frictionsfeuerzeuge mit deren Einfachheit in der Handhabung verbindet. Hierzu bot mir das Natrium, dessen wasserzersetzende Eigenschaften längst bekannt sind, und die zu seiner Conservirung in der Neuzeit als Beleuchtungsmittel von Bedeutung gewordenen Hydrocarbüre (Paraffin, Petroleum, Benzin u. a. m.) den Schlüssel, und eine lange Reihe in dieser Richtung angestellter Versuche setzt mich nun in den Stand, der Praxis in Folgendem die Mittel an die Hand zu geben, ein neues, einfaches, sicheres und giftfreies Zündrequisit an Stelle der seit 30 Jahren eingeführten Phosphorzündhölzer zu beschaffen.

Das Natrium nimmt in Folge seiner Weichheit und Leichtschmelzbarkeit |307| einen hohen Grad feiner Vertheilung beim Verreiben mit härteren Pulvermassen an und hierbei an Entzündlichkeit so bedeutend zu, daß explosive Zündgemische, welchen dieses Metall beigemischt wird, mit Wasser befeuchtet, sich schnell und mit ihrer vollen Wirksamkeit entzünden.

Als ein solches wurde zunächst Schießpulver angewendet, dessen Schwefelgehalt jedoch, wie zu erwarten stand, das Natrium beanspruchte und dessen Entzündlichkeit durch Wasser aufhob. Dieselbe kam aber zur vollen Geltung, sobald ich das Natrium, als Ersatzmittel des Schwefels, der Mischung von Salpeter und Kohle zufügte. Nach der Formel:

(KO, NO5) + Na + 2C = (KO, CO2) + (NaO, CO2) + N wurden

8½ Gramme Salpeter = 73,91 Proc.

2 Gramme Natrium = 17,39 Proc.

1 Gramme Kohlenpulver = 8,70 Proc.

gemischt und hierdurch eine Zündmasse A von grauer Farbe erhalten, welche, mit einem feuchten Glasstab berührt, sich dem Schießpulver ähnlich schnell und sicher entzündete und diese Entzündung auf andere explosive Gemische, wie zu erwarten stand, übertrug. Zu diesem Zwecke wurden einseitig in eine Spitze ausgezogene Glasröhren von 6 Centimeter Länge dargestellt, in dieselben zuerst einige Körner obiger Zündmasse und hierauf Schießpulver gefüllt, und der oben offene Theil der Röhre mit einem Kork geschlossen. Wurde nun die untere feine Spitze, in welcher sich die Zündmasse befand, durch Abbrechen geöffnet und das Glasrohr dann in Wasser geworfen, so explodirte das Pulver in letzterem, durch die Einwirkung des Wassers auf die in der Rohrspitze befindliche Natriummischung, augenblicklich.

Durch dieses Resultat wurde zunächst die Möglichkeit constatirt, das Natrium zur Darstellung von durch Wasserzutritt explodirenden Zündgemischen, welche dem Marinewesen jedenfalls nicht ohne Werth erscheinen dürften, zu verwenden.

Doch war es nicht möglich, mit obiger Zündmasse Schwefelhölzer, oder Paraffin und Petroleum in Lampendocht zu entzünden. Es wurde daher in dieser Mischung die Kohle durch Schwefelantimon ersetzt und nach der Formel:

3(KO, NO5) + Na + (Sb S3)=(NaO, SbO5) + 3(KO, SO3) + 3N ein Zündgemisch B von

5 Grammen Natrium = 4,65 Proc.

66 Grammen Salpeter = 61,39 Proc.

36,5 Grammen Schwefelantimon = 33,96 Proc.

dargestellt, welches, wie die procentische Zusammensetzung ergibt, sich |308| durch geringen Natriumgehalt und daher auch durch größere Billigkeit als das vorige charakterisirte, und außerdem allen Anforderungen, die man an eine Zündmasse von dieser Zusammensetzung machen kann, genügte, sobald die Conservirung des Natriums gesichert und andererseits die Möglichkeit geboten war, der Zündmasse plastische Form bei unveränderter Wirksamkeit zu ertheilen.

Die Lösung dieser beiden Aufgaben bot, — zumal die der letzteren, — große Schwierigkeiten und wurde die Veranlassung zu einer großen Anzahl von Versuchen, aus deren Resultaten sich bis jetzt folgendes Verfahren herausgeleitet hat:

Das Paraffin ist, wie Prof. R. Wagner in Würzburg bereits bekannt gemacht hat, das vorzüglichste Conservirungsmittel des Natriums, und bietet aus diesem Grunde bei der Bereitung obiger Zündmassen große Vortheile, zumal sich das Wägen und Pulvern des Metalles unter Paraffin sehr gut ausführen läßt. Zu letzterem Behufe schmilzt man Paraffin in einem gut verschließbaren Glaskolben auf einem Dampf- oder Sandbade, schüttet dann eine genügende Menge Natriumstücke in das Gefäß und erwärmt den offenen Kolben, bis das Metall unter dem Paraffin geschmolzen ist. Sobald sich das Natrium zu großen, flüssigen Halbkugeln zusammengeballt hat, entfernt man den Kolben, verkorkt ihn gut und schüttelt ihn 5–10 Minuten lang gleichmäßig und heftig, damit sich das Metall in erstarrter Form als ein feinkörniges, silberglänzendes Pulver im Paraffin abscheidet. Will man dann den Inhalt des Kolbens ausfüllen, so dreht man ihn mit dem Halse nach unten, läßt das Natriumpulver darin sich absetzen, öffnet dann den Kork, und das Natrium, von dem darüber stehenden, noch flüssigen Paraffin herausgedrückt, ergießt sich aus dem Kolbenhalse schnell und vollständig in ein untergestelltes Gefäß.

Bei jedesmaligem Gebrauch des Natriumpulvers wird das Paraffin, in welchem es lagert, geschmolzen und das Metallpulver durch einen Löffel unter Abgießen des Paraffins daraus entfernt. — Dem von Paraffin möglichst befreiten Metallpulver hängen noch 30–35 Gewichtsprocente des ersteren an. Letzterer Paraffingehalt bildet ein die Entzündlichkeit in keiner Weise beeinträchtigendes Conservirungsmittel des Metalles in der Zündmasse und kommt bei der Abwägung des Natriums insoweit in Rechnung, daß man z. B. bei Zündmasse B nicht 5 Gramme, sondern 6,6 Gramme des mit Paraffin befeuchteten Metalles verwendet.

Eine weitere Bedingung für die Haltbarkeit der Zündmasse ist, daß alle hierzu verwendeten Stoffe gut ausgetrocknet in Pulverform |309| gebracht, mit Petroleum verrieben werden, um hierdurch die anhängenden Luftheilchen von der Oberfläche der Substanzen zu verdrängen. Zu diesem Zwecke wird zunächst der Salpeter in einem Metallmörser mit Petroleum befeuchtet und diesem das abgewogene Natrium zugesetzt. Gleichzeitig wird die abgewogene Kohle für Zündmasse A oder das abgewogene Schwefelantimon für Zündmasse B in einem Steinmörser mit Petroleum verrieben, so daß es schwach zusammenballt. Währenddem erfolgt die innige Mischung des Natriums mit Salpeter im Metallmörser durch starkes, anhaltendes Reiben, so daß das Gemisch endlich eine röthlich graue Farbe angenommen hat, und in demselben mit bloßen Augen keine Metallkörnchen wahrgenommen werden können. Ein zeitweiliger, tropfenweiser Petroleumzusatz erscheint vortheilhaft bei dieser Arbeit. Ist dieselbe beendet, so gibt man das befeuchtete Kohlenpulver oder Schwefelantimon zu, mischt gut durcheinander und bringt das Gemisch in gut verschließbare Gefäße (Gläser mit Korkstöpseln).

Es ist selbstverständlich, daß während dieser Arbeit der Zutritt der geringsten Menge Feuchtigkeit, schon das Berühren der Zündmasse mit dem bloßen Finger vermieden werden muß, weßhalb der Gebrauch von Handschuhen während der Mischung und Füllung zu empfehlen ist.

In dieser Pulverform besitzen die Zündmassen den höchsten Grad von Entzündlichkeit durch befeuchtete Körper oder Wassertropfen, und übertragen dieselbe auf gut ausgetrocknete Zündgemische, sowie Zündmasse B auf Kerzen, Lampen und Schwefelhölzer. Die Schwierigkeit indeß, solche Pulver in der Zündrequisitenfabrication zur Verwerthung zu bringen, machte es nöthig, sie in eine schnell trocknende Teigform überzuführen.

Hierzu fand ich das geeignetste Bindemittel in durch Petroleumäther aufgeschwelltem Kautschuk. Um dasselbe herzustellen wird Speckgummi, bei 110° C. zwölf Stunden getrocknet, mit der 6 bis 8fachen Gewichtsmenge Petroleumäther in einem weithalsigen Gefäß übergossen, letzteres gut verkorkt und das Ganze 24 Stunden sich selbst überlassen. Nach dieser Zeit ist das Gummi so weich und sehnig geworden, daß es sich mit Leichtigkeit den Zündmassen zumischen läßt, um diesen eine Teigform zu verleihen, in welcher sie, ohne an Entzündlichkeit einzubüßen, das Aufstreichen auf Papierflächen, Holz u. s. w. sehr gut gestatten.

Nach Auffindung dieses Bindemittels wurden nun Versuche zur Darstellung von Feuerzeugen gemacht, welche hier mitgetheilt werden sollen, um den Fabrikanten, welchen in Benutzung praktischer Winke mehr |310| Erfahrung und leichtere Erlangung mechanischer Vortheile zur Seite stehen, einzelne Anhaltepunkte zu bieten.

Die erste Idee, welche mich bei der Anfertigung eines Feuerzeuges leitete, war: die Beseitigung jeder anderen Thätigkeit beim Gebrauch, als sie das Oeffnen desselben beansprucht. Ich ließ mir daher eine in der Mitte durch Federdruck aufspringende hohle Messingkapsel anfertigen, deren unterer Theil mit feuchtem Asbest gefüllt war, während in dem oberen Deckel 2 durch einen Federschieber mit runder Oeffnung getrennte Räume sich befanden, deren oberster, durch den Schieber von dem unteren abgeschlossen, die mit Zündmassenpulver conspergirten Zündpillen enthielt, von welchen eine beim Oeffnen des Feuerzeuges, wobei der Schieber ebenfalls den oberen Raum öffnete, in den unteren Theil des Deckels und aus diesem durch eine runde Oeffnung auf den feuchten Asbest der unteren offenen Hälfte des Feuerzeuges fiel und sich auf dieser entzündete. Die hierzu angefertigten Zündpillen bestanden zunächst aus einer Teigmasse, welche durch Mischen von ausgeglühter Schlämmkreide mit Kautschukteig (s. oben) angefertigt und dann in ein Gemisch getaucht war, welches aus 3 Theilen chlorsaurem Kali und 1 Theil Goldschwefel angefertigt und mit Kautschukteig angerieben war. Diese noch feuchten Pillen gelangten hierauf in ein Gefäß, in welchem sie mit der pulverigen Zündmischung B geschüttelt wurden und damit bestäubt in die obere Kapsel des Feuerzeuges gelangten, welche nahezu 100 solcher ungefähr 2 Millimeter im Durchmesser haltender Kügelchen faßte. Wurde nun das Feuerzeug geöffnet, so fiel aus dem Deckel sofort eine Zündpille auf den feuchten Asbest, auf welchem sich zuerst die Natriumzündmasse, dann die darunter befindliche goldschwefelhaltige und von hier aus der Kautschuk des Kornes entzündete. Das Feuerzeug überraschte in seiner Verwendung Jeden, der es beobachtete, und wäre es möglich gewesen durch den im Deckel angebrachten Federschieber einen luftdichten Verschluß herzustellen, so würde diese Form, durch größte Einfachheit im Gebrauch charakterisirt, als vorzüglich zu betrachten gewesen seyn, wenn auch derselben der Uebelstand anhing, daß mit der brennenden Zündpille die Anzündung einer Kerze oder Lampe nur auf Umwegen zu bewerkstelligen war.

Eine weitere Verwendung der Zündmasse bot sich in der Darstellung von Amorces, welche durch eine feuchte Nadel angestochen, sich an dieser entzündeten und abbrannten. Es wurden Papierblättchen, gut ausgetrocknet, mit dem Gemisch von chlorsaurem Kali und Goldschwefel mit Kautschukteig überstrichen, sodann einige Körnchen plastische Zündmasse B zwischen beide gelegt, dieselben dann zusammengedrückt und in einem schwach erwärmten Raume sich selbst überlassen. Die Amorces entzünden |311| sich mittelst einer feuchten Nadel, deren Spitze ein Oehr trägt, in welchem die Feuchtigkeit hängen bleibt, sehr sicher und bieten große Vortheile im Gebrauch. Ihre Haltbarkeit war vorzüglich. Bei ihrer Verwendung muß dafür Sorge getragen seyn, daß die Nadel nicht mehr als eines aufnehmen kann und die anderen nicht mit entzündet werden.

Die dritte von mir versuchte Form glich den in den Knallbonbons angebrachten Vorrichtungen, bei welchen durch das Ziehen zweier mit Knallquecksilber verbundener Papierstreifen die Explosion erfolgt. Zu diesem Zwecke wurden zwei Streifen festes Papier an ihren Enden, das eine mit plastischer Zündmasse mit Papier überkleidet, das andere mit einigen Körnern nassem Sand überzogen, und dieselben so übereinander gelegt, geklebt, daß der feuchte Sand des einen Papierstreifens einen Viertelzoll hinter die Zündmasse zu liegen kam. Zieht man beide Streifen dann auseinander, so streicht der feuchte Sand über die Zündmasse und bedingt deren Entzündung. Die Conservirung der letzteren erfolgt durch Kautschukteig, mit welchem die Papierstreifen oberhalb getränkt sind. Diese sehr einfachen Feuerzeuge wirken sehr gut und sicher, und sind völlig gefahrlos im Transport und während der Aufbewahrung. Ihre Haltbarkeit und dauernde Brauchbarkeit ist abhängig von der vollständigen Isolirung des feuchten Sandes und der naheliegenden Zündmasse.

Die hier beschriebenen Beispiele werden genügen, die Vielseitigkeit der Form, in welcher die Natriumzündmassen Anwendung erfahren können, zu constatiren und berechtigen zu der Hoffnung, daß in letzteren die Beseitigung der für die Fabrikanten, Arbeiter und Consumenten gleich gefahrvollen Phosphorzündhölzer angebahnt und vielleicht gesichert ist.

Es unterliegt aber keinem Zweifel, daß außer in dieser Richtung die Natriumzündmassen auch an Stelle des elektrischen Funkens bei Sprengarbeiten unter und über dem Wasser Verwendung finden werden. In dieser Beziehung mache ich noch auf folgende Details aufmerksam: Die Natriumzündmasse hält sich an der Luft nicht; sie wird daher zu Sprengarbeiten in kleinen Glasröhren oder anderen Glasgefäßen reservirt, deren Oeffnungen am besten durch geschmolzenes und in der Oeffnung erstarrtes Antichlor, unterschwefligsaures Natron, geschlossen sind. Bringt man ein in dieser Weise geschlossenes Glasgefäß unter Wasser, so wird letzteres zunächst auf das Salz lösend und hierauf auf das Zündgemisch explodirend wirken; je nach der Dicke der Salzschicht, welche den Verschluß bildet, erfolgt die Entzündung nach 5–15 Minuten des Einsenkens im Wasser. Ein hierauf bezüglicher Versuch wurde in der Weise angestellt, daß eine kleine Glasflasche mit Schießpulver gefüllt mit einem Kork verschlossen wurde, in welcher eine in eine Spitze ausgezogene |312| Glasröhre saß, welche mit Natriumzündmasse gefüllt, an der oberen Spitze mit geschmolzenem Antichlor geschlossen war. Nach dem Einwerfen des Gefäßes in ein Wasserbassin explodirte dasselbe nach 6 Minuten; ein zweiter Versuch, bei welchem die Antichlormasse eine 10 Millimeter hohe Schicht bildete, beanspruchte 12 Minuten bis zum Eintritt der Explosion unter Wasser. Selbstverständlich ist die Menge der Sprengpulvermasse und die Größe des Sprenggeschosses oder Pulvergefäßes ohne Einfluß auf die Wirksamkeit der Zündmassen, sofern nur für eine Berührung beider im Momente der Entzündung Sorge getragen ist, und es genügen 10 Milligramme der ersteren in ein Glasröhrchen eingefügt, um Pulverminen jeder Ladung zu entzünden, sofern die Entzündung aus dem Glasrohr die letzteren trifft.

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