Titel: Lenz, über einige Eigenschaften des auf galvanischem Wege niedergeschlagenen Eisens.
Autor: Lenz, R.
Fundstelle: 1870, Band 196, Nr. XI. (S. 44–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj196/ar196011

XI. Ueber einige Eigenschaften des auf galvanischem Wege niedergeschlagenen Eisens; von R. Lenz.

Im Auszuge aus dem Bulletin de l'Académie de St. Pétersbourg, t. XIV p. 337.

Das zu meinen Versuchen verwendete Eisen wurde durchgängig nach Klein's Methode6) aus mit schwefelsaurer Magnesia gemischter Eisenvitriollösung durch schwache Ströme gefällt. Neutralisirt wurde die Lösung durch kohlensaure Magnesia. Zwei Proben dieses Eisens von seltener Schönheit verdanke ich der Güte des Hrn. Klein, der sie speciell für meine Untersuchungen gewonnen hatte; alle anderen Proben habe ich selbst auf dem angegebenen Wege erhalten.

Wenn das Eisen unter schwachem Strome aus einer Lösung gefällt wird, welche keine freie Säure enthält, so zeigt es ein schönes feinkörniges Gefüge, an welchem sich unter dem Mikroskope keine Krystallisation zeigt. Die Farbe ist ein weiches Helles Grau. Auffallend ist die große Härte dieses Eisens, da es von einer Feile nur schwach gefaßt wird; nach Bestimmungen welche in der Bergakademie ausgeführt wurden, ist die Härte = 5,5, d.h. das Eisen ritzt Apatit und wird von Feldspath geritzt. Nicht minder merkwürdig ist auch die große Brüchigkeit desselben; dünne Plättchen lassen sich zwischen den Fingern zerreiben; ein Stück von 2 Millimet. Dicke, welches sich am Zuleitungsdraht abgesetzt hatte, konnte mit größter Leichtigkeit zerbrochen werden.

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Während des Niederschlages des Eisens, selbst auf einer starken Kupferplatte (Daguerreotypplatte), krümmt sich letztere, sobald die niedergeschlagene Schicht eine gewisse Dicke erreicht hat, indem hierbei die concave Seite der zweiten Elektrode zugekehrt wird. Ist die Platte, auf welcher das Eisen niedergeschlagen wird, zu dick, oder bildet das gefällte Eisen eine Schicht von zu geringer Mächtigkeit, so findet die Krümmung zwar nicht statt, die Neigung zu derselben besteht jedoch fort; man bemerkt dieß beim Ablösen der Eisenschicht, welche sich sogleich auf die angegebene Weise biegt. Die Krümmung geht hierbei stets so vor sich, daß eine cylinderförmige Fläche gebildet wird, mit horizontal gestellter Achse.

Wird das Eisen auf einer polirten Fläche langsam reducirt, so erhält man bei geringer Dicke der Eisenschicht eine fehlerlose Oberfläche mit sammetartigem Ansehen; sobald jedoch die Schicht eine größere Dicke erreicht, zeigen sich deutlich Blasenbildungen, kenntlich als kleine Vertiefungen von ovaler Gestalt mit nach oben gekehrter und gestreckter Spitze.

Viele der angeführten Eigenschaften verliert das Eisen, sobald es über Kohlenfeuer geglüht wird. Die auffallende Härte nimmt ab und wird 4,5. Die Brüchigkeit schwindet nicht nur vollständig, sondern das Eisen gewinnt die entgegengesetzte Eigenschaft in sehr hohem Maaße. Während sich früher dünne Plättchen in den Fingern verreiben ließen, wird es nun ganz unmöglich sie zu zerbrechen; wohl läßt sich das Eisen zerreißen und mit der Schere wie Bleifolie zerschneiden, brechen aber läßt es sich nicht, selbst wenn man es zu wiederholten Malen an ein und derselben Stelle hin und wieder biegt und die Falze stark streicht; die Eisenplatte widersteht allen diesen Manipulationen, bei welchen doch selbst Papier bricht.

Wird das Eisen im Vacuo oder in einer von Sauerstoff freien Atmosphäre ausgeglüht, so ändert sich auch die Farbe desselben und wird fast so weiß, wie das zu Gefäßen verarbeitete Platin, namentlich auf der Außenseite, wenn das Eisen auf einer polirten Elektrode niedergeschlagen worden.

Auch in anderer Beziehung ändern sich die Eigenschaften des Eisens beim Ausglühen. Das geglühte Eisen rostet sehr schnell, sowohl an der Luft, als in ausgekochtem Wasser. Als ich zur Bestimmung des Volumens kleine Stücke ausgeglühten Eisens in einer Stöpselflasche mit ausgekochtem Wasser übergoß, färbte sich letzteres während des Wägens deutlich sichtbar grün. Als unter ganz gleichen Umständen geglühtes und ungeglühtes Eisen in Wasser gebracht wurden, zeigte ersteres sich in wenigen |46| Stunden auf der ganzen Oberfläche mit Rost bedeckt, während an dem ungeglühten Eisen nur wenige Rostflecken bemerkbar waren. Während des Rostens findet, wie ich unten zeigen werde, eine Gasabsorption im Eisen statt und wahrscheinlich auch eine Wasserzersetzung.

Das geglühte und ungeglühte Eisen verhalten sich auch elektrisch wesentlich verschieden. Um dieß zu untersuchen, bildete ich ein galvanisches Element aus Aetzkalilösung und zwei Eisenplatten, von denen die eine geglüht, die andere ungeglüht war. Zur Vergleichung dienten noch Kupfer- und Zinkplatten, welche bald zusammen, bald an Stelle der einen oder anderen Eisenprobe in die Kalilösung getaucht wurden. Bei allen Versuchen hatten die Platten nahezu gleichen Abstand von einander, so daß der Widerstand der Ketten constant war und die Stromstärken daher den elektromotorischen Kräften proportional gesetzt werden konnten. Hierbei fand ich für verschiedene Combinationen folgende Abweichungen am Wiedemann'schen Galvanometer:

Element Abweichung
f – Kali – F – 6
Cu – Kali – F – 9
Cu – Kali – f + 1
Cu – Kali – Zn + 114
f' – Kali – Zn + 114
F – Kali – Zn + 91

Hier bedeutet f geglühtes, F ungeglühtes Eisen. So ungenügend diese Versuche auch sonst scheinen mögen, so geht aus ihnen doch entschieden ein verschiedenes elektromotorisches Verhalten der beiden Eisenarten hervor, indem das ungeglühte Eisen dem Kupfer näher steht, als das geglühte; außerdem ist bei Anwendung von Aetzkalilösung die elektromotorische Kraft eines Elementes aus geglühtem und ungeglühtem Eisen annähernd 20 mal kleiner, als die von Kupfer und Zink in einer eben solchen Lösung.

Die große Veränderung, welche das Eisen beim Ausglühen in Bezug auf Härte und Brüchigkeit erleidet, erinnerte mich an eine ähnliche, wenn auch viel weniger auffallende Aenderung des mit Wasserstoff imprägnirten Palladiums, wie ich solche bei der Wiederholung der Graham'schen Versuche gefunden hatte. Wenn diese Aenderungen in den Eigenschaften des Palladiums dem aufgenommenen Wasserstoff zuzuschreiben sind, so lag es nahe, den ähnlichen Erscheinungen beim Eisen einen ähnlichen Beweggrund unterzulegen. In dieser Voraussetzung untersuchte ich die Menge der, in dem auf galvanischem Wege reducirten Eisen enthaltenen Gase und fand in der That, daß dieselben unter günstigen Umständen |47| in sehr bedeutender Menge von dem Eisen absorbirt werden, wie die weiter anzuführenden Versuche beweisen werden.

Um das Volumen der Gase zu messen, welche das unter angeführten Umständen reducirte Eisen enthält, wurde dasselbe in schmale Streifen gebrochen und in eine Porzellanröhre gebracht, welche an dem einen Ende durch einen Kautschukpfropfen luftdicht verschlossen wurde, während das andere Ende desselben mit einem Sprengel'schen Aspirator in Verbindung gebracht wurde. Die Röhre wurde nun ohne Erwärmung evacuirt. Hierbei zeigten mehrfache Versuche, daß das Eisen kein Gas entließ; in der That zeigte die aus dem Aspirator austretende Luft, welche in einem Maaßrohre gesammelt und dann nach Bunsen's Methode untersucht wurde, keine Beimengungen fremder Gase; nur zuweilen fand sich bei einigen Versuchen ein etwas erhöhter Kohlensäuregehalt bis 1,1 Volumprocent; doch war die ganze Menge desselben so gering, daß ich nicht mit Bestimmtheit anzugeben vermag, ob dieser hohe Gehalt wirklich dem aus dem Eisen getretenen Gase oder Beobachtungsfehlern zuzuschreiben ist. Nachdem aus dem Aspirator und der Röhre alle Luft entfernt worden, wurde die Röhre entweder gleich über Kohlenfeuer bis zum hellsten Roth oder bis zur Weißgluth, also etwa 1000° C., erhitzt, oder aber die Erwärmung wurde erst zu niedrigerem Grade getrieben und dann bis zum hellsten Roth gesteigert, wobei die während jeder Periode sich entwickelnden Gase einzeln gesammelt und untersucht wurden. Die Analyse der Gase führte ich nach den von Bunsen angegebenen Regeln aus. Im Nachfolgenden theile ich nun die Versuche über diesen Gegenstand mit.

1) Das Eisen ist von mir auf einer versilberten, hoch polirten Daguerreotypplatte niederschlagen. Das Gefüge war äußerst feinkörnig und vollkommen frei von Blasenbildung. Auf einer Platte von 370 Quadratmillimeter Oberfläche wurden täglich nur 3–4 Grm. Eisen reducirt. Die Dicke der Eisenschicht, berechnet aus ihrem Gewicht, wobei, wie immer, das spec. Gew. des Eisens zu 7,7 angenommen wurde, betrug 0,08 Millimet. Die erste Gasprobe wurde entwickelt bei dunkler Rothgluth, also etwa bei 600°, indem die Porzellanröhre über Gasflammen erhitzt wurde. Nachdem kein Gas mehr entwickelt wurde, erhitzte ich die Röhre über Kohlenfeuer; die nun entweichenden Gase bildeten die zweite Probe. Bei diesen Versuchen erhielt ich folgende Gasvolumina, bezogen auf 760 Millimet. Druck und 0° Temperatur, wobei das Volumen des Eisens = 1 gesetzt ist.

|48|
1. Probe 2. Probe Im Ganzen
Vol. Proc. Vol. Proc. Vol. Proc.
Wasserdampf 38,4 58,5 13,9 43,2 52,2 53,4
Stickstoff 12,4 18,8 2,9 8,9 15,2 15,5
Kohlenoxyd 7,4 11,3 7,2 22,7 14,7 15,1
Kohlensäure 6,6 10,1 5,7 17,8 12,4 12,7
Wasserdampf 0,8 1,3 2,4 7,4 3,2 3,3
–––––––––––––––––––––––––––––––––
Summa 65,6 100,0 32,1 100,0 97,7 100,0

2) Zu diesem Versuche benutzte ich die erste der zwei Eisenproben, welche Hr. Klein die Güte hatte, mir auf die in der Expedition der Staatspapiere gebräuchliche Weise zu präpariren. Auf einer Platte von gegen 100 Quadratcentimet. Oberfläche wurden täglich gegen 12 Grm. Eisen niedergeschlagen. Die Oberfläche war feinkörnig mit deutlicher Blasenbildung. Dicke der Platte 0,125 Millimeter. Es wurden zwei Gasproben genommen; die erste wurde bei 100° C. entwickelt, die zweite über Kohlenfeuer bei heller Rothgluth.

Bei 100° Ueber Kohlen Im Ganzen
Vol. Proc. Vol. Proc. Vol. Proc.
Wasserstoff 2,7 94,5 13,1 65,1 15,8 68,7
Stickstoff 0 0 0,8 4,0 0,8 3,5
Kohlenoxyd 0 0 5,5 27,3 5,5 23,9
Kohlensäure 0,1 2,8 0,3 1,5 0,4 1,7
Wasserdampf 0,1 2,7 0,4 2,0 0,5 2,2
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Summa 2,9 100,0 20,1 100,0 23,0 100,0

3) Zu diesem Versuche nahm ich die zweite Probe des von Klein präparirten Eisens. Es war eben so feinkörnig wie das der ersten Probe. Dicke der Platte 0,14 Millimet. Das Gas wurde entwickelt bei 100° und über Kohlenfeuer.

Bei 100° Ueber Kohlen Im Ganzen
Vol. Proc. Vol. Proc. Vol. Proc.
Wasserstoff 2,2 92,1 10,6 56,2 12,8 60,3
Stickstoff 0 0 1,2 6,3 1,2 5,6
Kohlenoxyd 0 0 5,7 30,1 5,7 26,7
Kohlensäure 0,08 3,4 0,8 4,6 0,9 4,3
Wasserdampf 0,1 4,5 0,5 2,7 0,6 3,0
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Summa 2,38 100,0 18,8 100,0 21,2 99,9

4) Das Eisen zu diesem Versuche habe ich selbst auf einer Kupferplatte unter sehr schwachen Strömen reducirt; im Laufe von 5 Tagen erhielt ich 8 Grm. Eisen. Die Dicke der Platte betrug 0,27 Millimet. Es wurde nur eine Probe von Gasen genommen, welche über Kohlenfeuer entwickelt waren.

|49|
Vol. Proc.
Wasserstoff 12,0 58,3
Stickstoff 1,2 5,8
Kohlenoxyd 3,6 17,4
Kohlensäure 2,8 13,6
Wasserdampf 1,0 4,9
–––––––––––
20,6 100,0

Aus den bisherigen Versuchen lassen sich einige Schlüsse über die Bestandtheile der absorbirten Gase, über den Einfluß welchen die Temperatur auf die Entwickelung derselben ausübt, sowie über die Abhängigkeit der absorbirten Gasmengen von der Dicke der absorbirenden Eisenschicht machen. Außer den angeführten Gasen habe ich keine anderen in dem Eisen aufgefunden; es bleibt dabei jedoch unbestimmt, ob wirklich die angeführten Gase in dem Eisen in der gefundenen Zusammensetzung enthalten sind, oder ob sich nicht einige derselben erst beim Ausglühen bilden. Das Auftreten des Wasserstoffes ist leicht erklärlich; der Gehalt an Kohlensäure kann daher rühren, daß die Flüssigkeit, aus welcher das Eisen reducirt worden, dieses Gas gelöst enthält; nicht nur nimmt sie dieselbe aus der Luft auf, sie wird vielmehr auch in der Flüssigkeit entwickelt, da zur Neutralisation der überschüssigen Schwefelsäure kohlensaure Magnesia verwandt wird. Auf demselben Wege, wie die Kohlensäure, kann auch der Stickstoff in das Eisen gelangen, nämlich aus der Reductionslösung. Daß der Stickstoff etwa daher gefunden worden sey, daß der Aspirator nicht vollständig geschlossen habe und atmosphärische Luft zugeströmt sey, diesen Einwand muß ich beseitigen, da ich besondere Sorgfalt auf dichten Verschluß verwandte und bei jedem Versuche mich hiervon überzeugte. Woher aber rührt der Wasserdampf, woher das Kohlenoxyd? Ersterer scheint zum großen Theile sich beim Glühen zu bilden, da der erste Versuch zeigt, daß bei einer Temperatur von 600° etwa nur 0,8 Vol. Wasserdampf frei werden, während bei 1000° 2,4 Vol. entweichen. Wäre der Wasserdampf schon als solcher in dem Eisen vorhanden, so müßte er doch bei 600° frei werden. Wenn sich aber der Wasserdampf erst beim Glühen des Eisens auf Kosten eines Theiles des vorhandenen Wasserstoffes bildet, woher rührt dann der Sauerstoff? Es mögen wohl Rostflecke an dem Eisen vorhanden gewesen seyn, die meiner Beobachtung entgangen sind, doch habe ich die Eisenstücke, bevor ich sie in die Röhre einführte, sorgfältig betrachtet und nur rostfreie eingelegt. Diese Voraussetzung ist auch nicht nothwendig, da die Entstehung des Kohlenoxyds sich erklären läßt durch Desoxydation der Kohlensäure in Berührung mit rothglühendem Eisen und durch darauf folgende Desoxydation des Eisens durch Wasserstoff. Sollte es nicht |50| auch denkbar seyn, daß Wasserstoff bei hoher Temperatur die Kohlensäure direct zersetzt und sich auf diesem Wege Kohlenoxyd und Wasserdampf bilden? Ich weiß nicht, ob die Chemie eine solche Zersetzung zuläßt, sie scheint mir jedoch nicht unwahrscheinlich und, so viel ich weiß, sind die chemischen Eigenschaften des Wasserdampfes bei hoher Temperatur noch wenig untersucht.

Diese Voraussetzung erklärt jedoch nicht vollständig das Vorhandenseyn des Kohlenoxyds. Berechnet man nämlich in dieser Voraussetzung aus dem Volumen des Wasserdampfes die Menge des entstandenen Kohlenoxyds, so findet man dieselbe in Wirklichkeit viel größer, als die Rechnung es ergibt. Somit muß denn zugestanden werden, daß in dem Eisen Kohlenoxyd als solches vorhanden war. Ich kann mir jedoch keine Rechenschaft über das Entstehen desselben geben.

Vergleicht man die Resultate der beiden im zweiten und dritten Versuche untersuchten Gasproben, so sieht man, daß die vom Eisen absorbirten Gase schon bei 100° C. frei zu werden beginnen, doch entwickeln sich bei dieser Temperatur nur etwa 10 Proc. der absorbirten Gase, die übrigen 90 Proc. entweichen erst bei stärkerer Erhitzung; bei dunkler Rothgluth sind bereits 2/3 der gesammten Gasmenge frei geworden (Versuch 1); der letzte Theil entweicht dann erst bei einer Temperatur von gegen 1000° C. Freilich bleibt es hier noch fraglich und zweifelhaft, ob bei der höchsten Temperatur, welcher das Eisen bei meinen Versuchen ausgesetzt wurde, wirklich alle Gase aus demselben entwichen. Ferner zeigen der zweite und dritte Versuch, daß bei 100° C. vorzüglich nur der von dem Eisen absorbirte Wasserstoff frei wird, indem er resp. 94 und 92 Proc. der gesammten, bei 100° C. frei werdenden Gasmenge beträgt. Bei der Rothgluth werden auch schon die anderen Gase, vorzüglich Kohlensäure, reichlich entwickelt; das Kohlenoxyd und der Stickstoff treten erst bei den höchsten Temperaturen auf.

Was die Zusammensetzung des Gases anbetrifft, so scheint der Wasserstoffgehalt bei den Versuchen ziemlich gleich gewesen zu seyn, wie folgende Zusammenstellung der gefundenen Resultate zeigt:

Volumina der einzelnen Gase in
Procenten der ganzen Gasmenge
Wasserstoff 53,4 68,7 60,3 58,3
Stickstoff 15,5 3,5 5,6 5,8
Kohlenoxyd 15,1 23,9 26,7 17,4
Kohlensäure 12,7 1,7 4,3 13,6
Wasserdampf 3,3 2,2 3,0 4,9
Gesammtmenge 97,7 23,0 21,2 20,6 Volumina
Dicke der Schicht 0,08 0,125 0,14 0,27 Millim.
|51|

Wesentlich verschieden sind bei den Versuchen der Gehalt an Stickstoff, Kohlenoxyd und Kohlensäure; doch muß bemerkt werden, daß die zwei von Hrn. Klein mir zugesandten Proben unter sich sehr wohl stimmen, ebenso die beiden von mir erhaltenen Proben. Dadurch wird es wahrscheinlich, daß die Stromstärke, bei welcher das Eisen reducirt wurde, einen merklichen Einfluß auf die Zusammensetzung des absorbirten Gases ausübt, denn darin vorzüglich unterscheiden sich die Gewinnungsweisen des Eisens des Hrn. Klein von der meinigen; ich habe jedoch die Frage in dieser Richtung nicht weiter verfolgt.

Wenn in der Zusammensetzung die absorbirten Gase nicht sehr stark von einander variiren, so zeigt sich hingegen die Menge des absorbirten Gases bei verschiedenen Versuchen sehr veränderlich und zwar scheint sie in naher Beziehung zu der Dicke der reducirten Eisenschicht zu stehen, wie obige Zusammenstellung der Resultate zeigt, so daß mit zunehmender Dicke der Eisenschicht das Volumen des absorbirten Gases abnimmt (das Volumen des Gases immer auf das des Eisens bezogen). Dieser Umstand deutet darauf hin, daß es vorzüglich die ersten reducirten Eisenschichten sind, die das Gas in größter Menge enthalten. Um mich von dieser Thatsache zu überzeugen, verfuhr ich auf folgende Art:

5) Die Oberfläche einer versilberten Kupferplatte wurde der Länge nach von oben nach unten durch einen eingeschnittenen Strich in zwei gleiche Theile getheilt, und eine von den so erhaltenen Hälften durch einen zweiten Strich nochmals in zwei gleiche Theile. Es wurde nun das Eisen erst auf der ganzen Platte reducirt, dann, nachdem sich eine Schicht desselben niedergeschlagen hatte, die erste Hälfte mit einem isolirenden Firnisse bedeckt und mit der Reduction des Eisens auf der zweiten Hälfte fortgefahren. Nach einiger Zeit wurde dann der eine Theil dieser letzten Hälfte gleichfalls isolirt, so daß nun die Reduction des Eisens nur auf dem letzten Viertheile erfolgte. Es wurde alsdann, nach beendigter Reduction, der Firniß mit Alkohol abgewaschen und die Eisenplatte nach den gezogenen Linien in drei Theile zerbrochen. Auf diese Weise erhielt ich nun drei Proben reducirten Eisens von verschiedener Dicke, die bei gleichen Bedingungen gewonnen waren. Diese drei Proben wurden nun gesondert ausgeglüht. Die Untersuchung des Gases dieser drei Proben ergab folgende Resultate:

1. 2. 3.
Gesammtmenge der Gase in Kub. Centim. 9,27 6,65 5,14
Gewicht des untersuchten Eisens in Grm. 0,3887 0,5325 0,6127
Volumen des Eisens in Kub. Centim. 0,0505 0,0692 0,0796
1 Vol. Eisen absorbirt Gasvolumina 185,4 96,4 64,3
|52|
1. 2. 3.
1 Quadratcentimeter der Platten wog 0,0153 0,0375 0,0690
Flächeninhalt der Eisenproben in Quadratcentim. 25,4 14,2 8,8
100 Quadratcentim. Fläche absorbirt Gase in K. C. 36 47 59
Dicke der Eisenschicht in Millim. 0,020 0,048 0,090

Beim Zuwachs der Dicke von 0 bis 0,020 Millimet. sind daher absorbirt 36 Kubikcentimet., von 0,20 bis 0,048 Millimet. 9 Kubikcentimet., von 0,048 bis 0,090 Millimet. 12 Kubikcentimet. Bei einem Zuwachs von 0,01 Millimet. absorbiren daher die verschiedenen Schichten folgende Gasvolumina:

1. Schicht 18 K. C.
2. 4
3. 3

Man sieht also, daß in der That mit zunehmender Dicke das Eisen die Gase in geringerer Menge absorbirt.

6) Es wurde eine ähnliche Platte benutzt, wie die im vorigen Versuche beschriebene, indessen mit dem Unterschiede, daß sie in vier Theile getheilt war, auf welchen das Eisen in verschiedener Dicke ablagerte. Auf dem letzten Theile der Platte, wo das Eisen die größte Mächtigkeit hatte, zeigten sich bereits Blasenbildungen, von denen auf der dritten Platte noch keine Spur bemerklich war. Die Untersuchung der Gase ergab:

Gesamtmenge der Gase in K. C. 34,08 46,82 57,68 64,72
Gewicht des untersuchten Eisens in Grm. 1,5823 2,6650 4,4974 6,7926
Volumen des Eisens in K. C. 0,205 0,346 0,583 0,882
1 Vol. Eisen absorbirt Gasvol. 164,4 135,3 101,4 73,2
1 Quadratcentim. der Platte wog in Grm. 0,0176 0,0296 9,0594 0,1046
Flächeninhalt der Eisenprobe in Quadratcentimeter 90 90 76 65
100 Quadratcentimeter absorbiren an Gasen in K. C. 38 52 76 99
Dicke der Eisenschicht in Millimeter 0,0228 0,0385 0,0771 0,1358

Mit Zuwachs der Dicke nimmt die Absorption zu:

von 0 bis 0,0228 = 0,0228 von 0 bis 38 = 38
0,0228 0,0385 = 0,0157 38 52 = 14
0,0385 0,0771 = 0,0386 52 76 = 24
0,0771 0,1358 = 0,0587 76 99 = 23

Daher nimmt für einen Zuwachs in der Dicke von 0,01 Millimet. die absorbirte Gasmenge zu:

in der 1. Schicht um 17 K. C.
„ „ 2. „ „ 9
„ „ 3. „ „ 6
„ „ 4. „ „ 4
|53|

Die Ergebnisse dieses Versuches stimmen mit denen des 5. sehr wohl überein und zeigen auf's Deutlichste, daß das Eisen mit zunehmender Dicke immer weniger und weniger Gase absorbirt.

Durch die stärkere Ansammlung der Gase in den ersten Schichten des Eisens wird wohl die Krümmung derselben beim Reduciren, von der ich oben gesprochen habe, zu erklären seyn, sowie auch der Umstand, daß bei einer gewissen Mächtigkeit der gefällten Schicht die Blasenbildung unvermeidlich auftritt.

7) Ich habe noch einen Versuch gemacht über das Rosten des galvanisch niedergeschlagenen und dann geglühten Eisens, der zu einem interessanten Resultate geführt hat. Ich benutzte dazu die 2. Probe des von Hrn. Klein mir zugesandten Eisens. Nachdem dasselbe bei einem früher beschriebenen Versuche durch heftiges Glühen alle Gase verloren hatte, wurde es vier Tage unter Wasser gehalten. In dieser Zeit hatte sich eine große Menge Rost gebildet. Das Eisen wurde darauf sorgfältig abgetrocknet und der Rost, so viel es sich thun ließ, abgeschabt. Das so gereinigte Eisen wurde alsdann in die Porzellanröhre des Sprengel'schen Aspirators gebracht und über Kohlenfeuer geglüht. Schon bei der Rothgluth begann eine Gasabscheidung, die mit steigender Temperatur wuchs. Die Analyse der Gase ergab folgende Zusammensetzung:

Vol. Proc.
Wasserstoff 2,54 66,5
Stickstoff 0,06 1,5
Kohlenoxyd 0,02 0,5
Kohlensäure 0,53 13,9
Wasserdampf 0,67 17,6
–––––
3,82

Der sehr bedeutende Gehalt an Wasserdampf rührt hier wohl gewiß von nachgebliebenem Roste her, dessen Sauerstoff einen Theil des freiwerdenden Wasserstoffes bei der hohen Temperatur zu Wasser verbrannte. Berechnet man unter dieser Voraussetzung die Menge des freien Wasserstoffes, so hat man folgende Zusammensetzung des absorbirten Gases:

Vol. Proc.
Wasserstoff 3,21 84,0
Stickstoff 0,06 1,5
Kohlenoxyd 0,02 0,5
Kohlensäure 0,53 13,9
––––––––––––
3,82 99,9

Es folgt hieraus, daß das Eisen beim Liegen unter Wasser 3,8 Volumina Gase aufgenommen hatte, die vorwiegend aus Wasserstoff bestehen. |54| Es hat demnach das galvanisch reducirte Eisen die Eigenschaft, Wasser zu zerlegen und den Wasserstoff hierbei zu absorbiren.

8) Um mich zu überzeugen, wie weit die Gasabsorption eine allgemeine, die galvanische Reduction der Metalle begleitende Erscheinung sey, fällte ich Kupfer aus einer Kupfervitriollösung und bestimmte das Volumen und die Zusammensetzung der in demselben eingeschlossenen Gase. Das Kupfer resultirte aus der Lösung in feinkörniger Platte und hatte große Brüchigkeit, die es auch nach dem Ausglühen behielt. Bei der Analyse der Gase fand sich:

Vol. Proc.
Wasserstoff 3,40 77,3
Stickstoff
Kohlenoxid 0,37 8,4
Kohlensäure 0,49 11,1
Wasser 0,14 3,2
–––––––––––
4,40 100,0

Man sieht demnach, daß auch Kupfer, während es reducirt wird, Gase in sich aufnimmt, die überwiegend Wasserstoff enthalten.

Die Untersuchungen haben somit zu folgenden Resultaten geführt:

1) Durch galvanische Ströme reducirtes Eisen und Kupfer enthalten Gase, vorzüglich Wasserstoff.

2) Das Volumen der vom Eisen absorbirten Gase schwankt in sehr weiten Grenzen, doch ist das Eisen befähigt, zuweilen sehr bedeutende Mengen an Gas aufzunehmen: bei meinen Versuchen bis 185 eigene Volumina.

3) Die Absorption der Gase findet vorzüglich in den ersten sich bildenden Schichten des Eisens statt.

4) Beim Erwärmen des reducirten Eisens beginnt die Gasausscheidung bei Temperaturen unter 100°; bei dieser Temperatur entweicht jedoch vorzüglich nur Wasserstoff.

5) Ausgeglühtes, galvanisch reducirtes Eisen oxydirt im Wasser, zum Theil wenigstens auf Kosten des Sauerstoffes desselben, indem es das Wasser zerlegt und den frei werdenden Wasserstoff ganz oder theilweise absorbirt.

|44|

Man sehe Jacobi's Abhandlung „über die Herstellung von Eisenniederschlägen auf galvanischem Wege nach Klein's Methode“ im polytechn. Journal, 1868, Bd. CLXXXIX S. 480.

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