Titel: Richters, über eine Veränderung der Steinkohle beim Erhitzen derselben.
Autor: Richters, E.
Fundstelle: 1868, Band 190, Nr. CVI. (S. 398–401)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj190/ar190106

CVI. Ueber eine eigenthümliche Veränderung, welche die Steinkohle beim Erhitzen erleidet; von Dr. E. Richters, Chemiker an der Bergschule zu Waldenburg.

Durch die umfassenden und interessanten Untersuchungen von Fleck, Stein, Grundmann, Varrentrapp, Sauerwein u. A. angeregt, hat sich in neuerer Zeit die Aufmerksamkeit der Chemiker in erhöhtem Maaße den Steinkohlen und den, ihre größere oder geringere Verwendbarkeit für verschiedene technische Zwecke bestimmenden Verhältnissen zugewandt. In Rücksicht auf diese Thatsache glaube ich für die nachfolgend mitgetheilten Beobachtungen einiges Interesse in Anspruch nehmen zu dürfen.

Erhitzt man Steinkohlenpulver, welches unter dem Exsiccator bis zum Constantbleiben des Gewichtes getrocknet wurde, in einem Trockenschranke bis auf 180–200° C., so bemerkt man schon nach kurzer Zeit eine deutliche Gewichtszunahme. Nach 12 stündigem Erhitzen beträgt dieselbe bereits mehrere Procente vom ursprünglichen Gewichte der Kohle, nach 20 Stunden hat sie, soweit meine jetzigen Erfahrungen reichen, ihr Maximum erreicht, ein weiteres Erhitzen hat dann eine Gewichtsabnahme zur Folge.

Die Kohle, welche an Gewicht zugenommen, hat mit der unveränderten, nicht erhitzten kaum mehr als das Aussehen, welches unverändert geblieben ist, gemein. Sie unterscheidet sich von letzterer:

1) durch das specifische Gewicht, welches erheblich zugenommen hat;

2) durch ihre chemische Zusammensetzung;

3) durch ihr Verhalten beim Glühen resp. Verkohken;

4) durch ihre viel größere Fähigkeit Wasser aus der Atmosphäre anzuziehen.

Was die unter 1 und 2 erwähnten Eigenschaften betrifft, so verweise ich auf die in der beigefügten Tabelle mitgetheilten Zahlen.

Die erhitzte Kohle — als solche werde ich sie in Folgendem der Kürze halber bezeichnen — gibt beim Glühen im Tiegel keine Kohks, selbst wenn die ursprüngliche Kohle zu der vorzüglich backenden gehörte; sie zählt zu den Sandkohlen im eigentlichsten Sinne des Wortes. Die Veränderungen, welche ihr Aussehen durch das Glühen erleidet, sind so unbedeutend, daß sich die geglühte von der nicht geglühten Kohle kaum oder gar nicht unterscheidet. Glüht man rasch, so tritt ein außerordentlich |399| starkes Aufbrausen ein, ähnlich wie man es beim unvorsichtigen Erhitzen von Kieselsäure, welche durch Säuren aus Silicaten ausgeschieden wurde, beobachtet. Die entweichenden Gase, welche eine Menge Kohlenpartikelchen mit sich fortreißen, brennen mit nicht leuchtender, durchaus nicht rußender Flamme. Glüht man im bedeckten Tiegel bis zum vollständigen Aufhören jeder wahrnehmbaren Gasentwickelung, so hat ein weiteres Erhitzen, sofern es nicht zu lange fortgesetzt wird, nur eine sehr geringe Gewichtsabnahme zur Folge.

Die bei der trockenen Destillation zuerst auftretenden Producte röthen das Lackmuspapier stark und dauernd. Die Kohle verhält sich also in dieser Beziehung wie Holz oder die jüngeren Fossile Torf und Braunkohle; erst später treten alkalisch reagirende Dämpfe auf. Eine Bildung und Abscheidung von Theer findet durchaus nicht statt.

2 Grm. der erhitzten Kohle ließ ich auf einem offenen Uhrglase ausgebreitet, zunächst 14 dann 36 Stunden in der nicht sehr feuchten Atmosphäre des Laboratoriums stehen; die Gewichtszunahme betrug in dem ersten Falle 3,3 Proc., in dem zweiten 4,8 Proc. Wurde die Kohle darauf 15 Minuten im Trockenschrank bis auf 105° C. erhitzt, so stellte sich beide Male das ursprüngliche Gewicht wieder ein. Dieselbe Kohle, unter dem Exsiccator getrocknet, nahm während derselben Zeit und unter gleichen Verhältnissen nur um 1,3 resp. 1,8 Proc. an Gewicht zu.

Vergleicht man die chemische Zusammensetzung der unter dem Exsiccator getrockneten mit derjenigen der erhitzten Kohle, so zeigt sich, daß der Gehalt der letzteren an Kohlenstoff und Wasserstoff bedeutend abgenommen, der an Sauerstoff (und Stickstoff?) hingegen erheblich zugenommen hat.

Liegt es sonach außer allem Zweifel, daß ein Theil des Kohlenstoffes und Wasserstoffes beim Erhitzen entwich, Sauerstoff aber aufgenommen wurde, so fragt es sich weiter, ob die beiden erstgenannten Elemente mit einander chemisch verbunden als Kohlenwasserstoff, oder oxydirt als Kohlensäure und Wasser frei wurden, ferner, ob der Sauerstoff lediglich durch Flächenanziehung verdichtet, oder ob derselbe chemisch gebunden wurde. Zur Beantwortung der ersten Frage wurden 2 Grm. Kohle (vom 21sten Flötz der Carl-Georg-Victor Grube bei Waldenburg) in ein V förmiges Rohr und letzteres auf solche Weise in einen Trockenschrank gebracht, daß die beiden Enden des Rohres aus zwei in der Decke des Trockenschrankes befindlichen Oeffnungen hervorragten. Der eine Schenkel wurde unter Zwischenschaltung eines, Schwefelsäure, Natronkalk und Chlorcalcium enthaltenden Trockenapparates mit einem Gasometer, der |400| andere mit einem Chlorcalcium- und Natronkalk-Rohre in Verbindung gebracht; ich erhitzte darauf die Kohle 10 Stunden lang bei 190° C., während ein langsamer Luftstrom über dieselbe hinweggeführt wurde; sie hatte nach dieser Zeit 4,21 Proc. an Gewicht zugenommen. Nachstehend das Resultat des Versuches:

Unter dem Exsiccator getrocknete Kohle: Erhitze Kohle: 104,21 Gewichtstheile der erhitzten Kohle enthalten sonach:
86,82 Proc. C 82,19 Proc. C 85,65 Proc. C
4,26 Proc. H 3,38 Proc. H 3,52 Proc. H
6,40 Proc. O(u. N) 11,96 Proc. O(und N) 12,47 Proc. O(und N)
2,52 Proc. Asche. 2,47 Proc. Asche. 2,57 Proc. Asche.

Die Kohle verlor demnach durch das Erhitzen 0,74 Proc. Wasserstoff und 1,17 Proc. Kohlenstoff, nahm dagegen 6,07 Proc. Sauerstoff auf. Das im Chlorcalciumrohre aufgefangene Wasser wog 0,118 Grm. = 0,66 Proc. Wasserstoff; die Gewichtszunahme des Natronkalk-Rohres betrug 0,092 Grm., entsprechend 1,25 Proc. Kohlenstoff. Es dürfte nach diesem Resultate kaum einem Zweifel unterliegen, daß bei dem Erhitzen der Kohle eine vollständige Oxydation des entweichenden Wasserstoffes und Kohlenstoffes zu Wasser und Kohlensäure stattfand.

Ist der aufgenommene Sauerstoff in der Kohle mechanisch verdichtet oder chemisch gebunden? Es sprechen einzelne Erscheinungen für die erste, andere wiederum für die zweite Annahme. Bringt man bei der Bestimmung des spec. Gewichtes die erhitzt gewesene Kohle in Wasser, so entwickeln sich Luftbläschen in etwas reichlicherer Menge als solches bei der gewöhnlichen Kohle der Fall ist; die stürmische Gasentwickelung beim raschen Glühen der erhitzten Kohle scheint gleichfalls für die erste Annahme zu sprechen. Dahingegen macht das ganze übrige Verhalten der Kohle beim Erhitzen resp. Glühen, namentlich aber die stark saure Reaction der Producte der trockenen Destillation, sowie die bedeutende Zunahme des spec. Gewichtes es wahrscheinlich, daß in der That Sauerstoff chemisch gebunden wurde. Ich behalte mir vor, weitere Untersuchungen über den Gegenstand anzustellen und gleichzeitig zu ermitteln, ob vielleicht auch der Stickstoff der atmosphärischen Luft einigen Antheil an der Veränderung hat, welche die Kohle beim Erhitzen erleidet.

Zu den auf der folgenden Tabelle aufgeführten Daten bemerke ich Folgendes:

Kohle a, b, c (4tes, 20tes und 24tes Flötz der Carl-Georg-Victor-Grube bei Waldenburg) wurden gleichzeitig 12 Stunden lang erhitzt. Die bezüglichen Gewichtszunahmen betrugen 4,24 resp. 4,45 und 4,07 Proc.

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Kohle d, e und f (6tes, 3tes und B-Flötz der Gustav-Grube bei Waldenburg) wurden 20 Stunden erhitzt. Die Gewichtszunahme betrug 4,62 resp. 3,92 und 3,24 Proc. Nach weiterem 5 stündigem Erhitzen, nach welchem die Analyse vorgenommen wurde, hatten die Kohlen an Gewicht abgenommen und zwar d um 0,67 Proc., e um 0,63 Proc., f um 0,77 Proc.

Als „Glührückstand“ ist in der Tabelle die beim Erhitzen bis zum völligen Aufhören aller Gasentwickelung zurückbleibende Masse bezeichnet; es zeigt sich constant, daß deren Sauerstoffgehalt zunimmt mit dem der erhitzten Kohle.

Das spec. Gewicht wurde im Pyknometer bei 19° C. bestimmt.

Tabelle.

Textabbildung Bd. 190, S. 401
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