Titel: Bischof, Analyse der Normalthone, welche zur Werthstellung der feuerfesten Thone dienen.
Autor: Bischof, Carl
Fundstelle: 1870, Band 196, Nr. CXXII. (S. 438–456)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj196/ar196122

CXXII. Analyse der Normalthone, welche zur Werthstellung der feuerfesten Thone nach meinem Verfahren120) dienen; von Dr. Carl Bischof.

Beschreibung des Ganges der Thonanalysen.

Zunächst beschreibe ich den Gang, welcher sich bei meinen zahlreichen in den letzten Jahren ausgeführten Thonanalysen bewährt hat.

Von der regelrecht aus mindestens einigen Pfunden dargestellten Durchschnittsprobe des lufttrockenen Thones werden, nachdem eine hinreichende Menge in dem Achatmörser auf das Allerfeinste zerrieben und dieselbe gesiebt worden ist, 5–6 Portionen121) von circa 1–2 Grm. abgewogen.

Das hygroskopische Wasser wurde durch vorsichtiges längeres Trocknen bei einer Temperatur welche 110° C. nicht überschritt, bis zwei eine Stunde aus einander liegende Wägungen übereinstimmten, ermittelt und darnach die Probe zur Bestimmung des Anziehungswassers unter einer Glocke in eine feuchte Atmosphäre gebracht und nach etwa 8–10 Tagen wiederholt gewogen, bis das Maximum der Gewichtszunahme erreicht war. Hierauf fand man den Totalglühverlust resp. Wasser, |439| Organisches und Flüchtiges durch heftiges (bei größerem Kohlegehalt länger fortgesetztes) Glühen bis das Gewicht constant blieb, wozu entweder dieselbe oder eine neue Portion diente. – Zeigte sich eine größere Beimengung von Kohle, so wurde dieselbe indirect ermittelt. 1 Grm. des Thonpulvers wurde in einem Kohlentiegel dicht eingeschlossen, letzterer ebenso in einem zweiten und alsdann 15 Minuten geglüht. Aus der Differenz mit der Bestimmung des Totalglühverlustes berechnete sich hiernach der Kohlegehalt. Nach der von Gintl (polytechn. Journal Bd. CLXXXIX S. 234) angewandten einfachen und deßhalb sich empfehlenden Methode zur Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in Graphitsorten vermochte ich keine übereinstimmenden Resultate zu erhalten.

Eine neue, vorher scharf getrocknete Menge wurde alsdann zur Bestimmung der Kieselsäure in der bekannten Weise mit der 5–6fachen Menge trockenen kohlensauren Natron-Kalis versetzt und im Platintiegel durch allmähliches einstündiges bis zur völligen Schmelzung gesteigertes Glühen aufgeschlossen.

In der mit Wasser aufgeweichten und sorgfältig mit Salzsäure versetzten Masse schied sich die Kieselsäure aus der klar werdenden salzsauren Lösung ab. Nach völligem Eindampfen im Wasserbade wurde die Masse einige Minuten lang in einem heißen Luftstrome unter Umrühren stärker erhitzt, dann mit mäßig concentrirter Salzsäure durch und durch angefeuchtet eine Stunde stehen gelassen. Hiernach wurde sie auf dem Wasserbade erwärmt und nach Verdünnung 4–5mal digerirt122) und decantirt, wobei auf die von der klar abgegossenen Flüssigkeit zurückgebliebene Kieselsäure 2–3mal einige Tropfen Salzsäure gegossen werden; alsdann wird die Kieselsäure auf ein Filter gebracht und schließlich heiß ausgewaschen, bis die angestellte Uhrglasprobe keinen oder keinen größeren Rückstand als das destillirte Wasser zeigt.

Bei der so erhaltenen und nach möglichst starkem Glühen wiederholt gewogenen Kieselsäure darf nicht versäumt werden sie mit Flußsäure zu behandeln und im seltenen, bei kieselreichen Thonen vorkommenden Falle, daß ein merklicher Rest (von mehreren Milligrammen) verbleibt, wurde derselbe quantitativ und eventuell qualitativ bestimmt.

Das Filtrat wurde stets mit einigen Tropfen rauchender Salpetersäure aufgekocht und dann in bekannter Weise die Thonerde nebst dem Eisenoxyd aus der heißen ziemlich verdünnten Lösung durch ganz wenig |440| überschüssiges Ammoniak gefällt; die Flüssigkeit wird dann so lange siedend erhalten als noch Ammoniak zu riechen ist, wornach man unter anfänglichem Luftabschluß mit warmem Wasser bis zur 20 tausendfachen Verdünnung decantirt. Das abgegossene Waschwasser ließ ich sämmtlich durch das Filter laufen und der Thonerdeniederschlag wurde schließlich auf dasselbe gespült, um mit kochendem Wasser das Auswaschen zu beendigen.123)

Bei den letzten Analysen bediente ich mich des Bunsen'schen Schnellfiltrirapparates mit dem besten Erfolge und wesentlicher Zeitersparniß; das Auswaschen wurde dabei bis zum 12fachen Volum des Thonerdeniederschlages fortgesetzt, stets aber das Filtrat geprüft, ob es chlorfrei war.

Das Glühen der Thonerde nebst dem Eisenoxyd geschieht mit Vorsicht in einer hinreichend heftigen Oxydationsflamme und sie wird gleichfalls wiederholt gewogen.

Zur Controlle der Reinheit der Thonerde schmolz ich dieselbe mit saurem schwefelsaurem Natron, nachdem die harten Stückchen unter Wasser auf das Allerfeinste zerrieben worden waren. Die Schmelze wurde durch Digestion mit einer reichlichen Menge Wasser gelöst; der alsdann bleibende Rückstand wird, sofern er nicht flockig ist, nochmals mit verdünnter bleifreier Schwefelsäure erhitzt, dann bis zur völligen Concentration abgedampft und wieder in einer sehr reichlichen Wassermenge gelöst, wobei sich die Kieselsäure in wolligen Flöckchen ausscheidet. Dieselbe wird abfiltrirt, ausgewaschen und gewogen, und deren Menge, wenn sie sich mittelst Flußsäure als rein erwies, in Abzug gebracht und der oben gefundenen Quantität zugerechnet.124) Das Filtrat von der Thonerde wurde wegen der sehr großen Verdünnung nicht weiter benutzt.

Zur Ermittelung der nicht chemisch gebundenen Kieselsäure oder der Sandbeimengung wie der Menge des Kalkes, der Magnesia und des Eisens, wurde eine neue Portion von circa 2 Grm. mit einer reichlichen Menge ziemlich concentrirter reiner (bleifreier) Schwefelsäure wiederholt und andauernd 12 Stunden lang in einem nicht zu engen Platintiegel erhitzt, bis die überschüssige Säure fast, aber nicht völlig abgeraucht war, alsdann gehörig verdünnt und digerirt, das Klare abgegossen, |441| der Rückstand nochmals mit Schwefelsäure aufgekocht und endlich die abgeschiedene Kieselsäure nebst dem Sande auf einem getrockneten und gewogenen Filter abfiltrirt. Völlig rein ausgewaschen, getrocknet und gewogen kann dieselbe zur wechselseitigen Controlle dienen; jedoch wird dabei häufig, bei sehr thonerdereichen Thonen in der Regel, ein kleiner Ueberschuß gefunden (zuweilen von durch die Schwefelsäure nicht zersetztem Mineral herrührend), welchen ich sobald er 1/2 bis höchstens 1 Procent nicht überstieg, vernachlässigte. Betrug der erhaltene Ueberschuß mehr, so wurden ergänzende Bestimmungen mittelst Aufschließen durch Flußsäure vorgenommen.

Aus dieser Kieselsäure, welche vorher nicht zu glühen, sondern bei 100° C. zu trocknen ist,125) wird der Sand abgeschieden durch drei- bis viermaliges126) Einkochen mit gelöstem kohlensaurem Natron, bis sich eben ein Salzhäutchen zu zeigen beginnt, aber nicht weiter. Hierauf wird verdünnt und bis zur völligen Klärung stehen gelassen, wornach erst der Sand, der ein vorwiegend körniges Ansehen haben muß, auf das Filter kommt.

In dem reichlich verdünnten und mit einigen Tropfen Salpetersäure (was nie zu verabsäumen) vorher aufgekochten Filtrat von der Gesammtkieselsäure fiel nach allmählicher Sättigung mit zweifach-kohlensaurem Natron, das Eisenoxyd und die Thonerde nieder, wobei der Kalk, die Magnesia und allenfallsige kleine Mengen von Mangan als Bicarbonate in Lösung gingen. Hierauf wurden in bekannter Weise in der angesäuerten und der genügend eingeengten Flüssigkeit die weiteren Bestimmungen ausgeführt mittelst oxalsaurem Ammoniak, phosphorsaurem Ammoniak etc. unter den üblichen Vorsichtsmaßregeln und Stehenlassen der Fällungen während beiläufig 24 Stunden.127)

|442|

Der Eisengehalt wurde maaßanalytisch ermittelt;128) nachdem nämlich aus dem frischen jedoch ausgewaschenen, von der Sandbestimmung herrührenden Eisenoxyd- und Thonerdeniederschlag der größte Theil der Thonerde mittelst Kali abgeschieden war, wurde derselbe in Salzsäure gelöst, chlorsaures Kali zugesetzt, das Chlor vollständig ausgekocht und nun mittelst eben überschüssigen Normal-Zinnchlorürs in stark saurer und kochender Lösung, zuletzt mit Jodlösung, das Eisen bestimmt.

Zu einer zweiten Controlbestimmung diente in gleicher Weise der von der nachfolgenden Alkalienbestimmung abfallende Eisenniederschlag.

Die Alkalien wurden gefunden durch Aufschließen von circa 2 Grm. des Thones mit gasförmiger Flußsäure in bekannter Weise,129) bis kein oder höchstens ein kohliger aber keinenfalls knirschender Absatz bei nachheriger Lösung in Salzsäure stattfand. Hierauf wurden mit reiner wenig überschüssiger Aetzbarytlösung die Schwefelsäure, Thonerde, Eisenoxyd und Magnesia abgeschieden; das Filtrat der Fällungen wurde mit kohlensaurem Ammoniak bei gelinder Wärme behandelt. Nach dem Abfiltriren des neuen Niederschlages wurde die angesäuerte Flüssigkeit eingedampft, der Salmiak bei gelindem Glühen verjagt, dann der gelöste Rückstand nochmals mit kohlensaurem Ammoniak ebenso behandelt, und so wiederholt verfahren bis die Chloralkalien rein erhalten wurden.

In dem Falle wo sich Anzeichen von Titansäure erkennen ließen, wurde ein etwaiger Rückstand von der Behandlung mit Flußsäure nebst dem sich ergebenden Thonerdeniederschlag (nachdem das Eisen abgesondert) mit saurem schwefelsaurem Kali behandelt und nach Will's Vorschrift weiter bestimmt.130)

Die qualitative und eventuell quantitative Prüfung auf Schwefel |443| wurde stets in einer besonderen größeren Portion von wenigstens 5 Grm. Thon vorgenommen. Derselbe wurde mit pulverisirtem chlorsaurem Kali und allmählich zugegossener mäßig concentrirter Salzsäure (beide schwefelsäurefrei) gemengt, und das Ganze gelinde digerirt bis alles Chlor ausgetrieben war. Die Schwefelsäure wurde nach dem Verdampfen des Säureüberschusses in der hinreichend verdünnten Flüssigkeit durch Chlorbaryum gefällt.131)

Die freie Thonerde ergab sich durch Schmelzen mit kohlensaurem Kali-Natron, Auslaugen mit Wasser, Abdampfen zur Trockne, hierauf Lösen in Salzsäure und Fällen durch Schwefelammonium.

Die freie Kieselerde oder das Kieselsäurehydrat wurde durch wiederholtes Auskochen von 5 Grm. des Thones mit einer concentrirten Lösung von kohlensaurem Natron bestimmt.

Hinsichtlich der Reihe, in welcher sich die gefundenen Bestandtheile aufführen lassen, um einen rascheren und bequemeren Ueberblick zu gewinnen, leiteten mich folgende Gesichtspunkte.

An erste Stelle setzte ich wie bisher die Thonerde, als den unbestreitbar werthvollsten Bestandtheil der Thone; dann möge die Kieselsäure als nächster Hauptbestandtheil folgen.

Die sogenannten flußbildenden Bestandtheile sind nach dem von Richters festgestellten Gesetze resp. nach den Aequivalentgewichten geordnet, wenn auch dieses Gesetz einer Einschränkung in gewissem Sinne, namentlich für die Praxis, bedarf. Nachfolgend erläutere ich dieß weiter.

Zuletzt folgen der Glühverlust und die sonstigen Beimengungen wie Kohle, Schwefel, Titan etc., welche in den Thonen nicht selten gefunden werden.

In Betreff der Wirkung der verschiedenen Basen, welche bei den Thonen als Flußmittel auftreten, ist nicht nur der Endpunkt des Glühergebnisses in Betracht zu ziehen, sondern es sind auch, und gerade für die technische Anwendung ist dieß von Bedeutung, frühere, bestimmt erkenntliche Zeichen der Einwirkung des Flußmittels dabei zu berücksichtigen.

Beobachtet man der Zeitdauer nach ein solches einem hohen Hitzegrade ausgesetztes Thongemenge, so gibt sich als erste deutliche Wirkung ein Ueberziehen der Probe mit einer Flußrinde zu erkennen, erst später folgt Erweichung unter Aenderung der äußeren Form und endlich |444| ein Zerfließen mit gänzlichem Verschwinden der gegebenen Gestalt. Drei Stadien lassen sich so kennzeichnen:

1) das der Glasirung, welche sich durch ein glänzendes Aussehen der Probe im Gegensatz zu einem matten, auch körnigen charakterisirt;

2) das der Erweichung mit Umwandlung der Form resp. des Prisma's in eine kegelähnliche Gestalt, und

3) das des Zerfließens zu einem runden oder sich mehr oder weniger ausbreitenden Tropfen.

Sowie bei verschiedenen Proben ein geringerer oder größerer Grad einestheils der Glasirung und andererseits der Erweichung sich kenntlich macht, so läßt sich beim Zerfließen ein mehr zähflüssiger Zustand von einem dünnflüssigeren unterscheiden.

Um diese Stadien bei den ausgezeichneten Richters'schen Versuchen in Betreff des Einflusses der verschiedenen Flußmittel zu verfolgen, wiederholte ich dieselben genau in der von Richters beschriebenen Weise.

1 Grm. kieselsaurer Thonerde (entsprechend der Formel Al²O³, 2SiO³) wurden auf das Allerinnigste beigemengt

0,04 Grm. Magnesia, Kalk, Eisenoxyd und Kali.

Aus je einem solchen Gemenge wurden kleine gleich große vierseitige Prismen geformt, dieselben genau in der vorgeschriebenen Weise in den Probetiegel gebracht und unter der ausführlich beschriebenen Controlle geglüht. Die vier verschiedenen Prismen nebst einem derartigen aus reiner kieselsaurer Thonerde klebte ich hierbei kreisförmig mittelst des besten feuerfesten Thones auf die Peripherie einer in den Tiegel eingesetzten Thonscheibe. Die Proben bis zum Momente des abschmelzenden Drahtes (normirter Schmiedeeisen-Schmelzhitze) ausgesetzt, sind nach dreimaliger Wiederholung desselben Versuches:

glasirt, glänzend: – die Kalk- und Kaliprobe, erstere stärker als letztere;

wenig oder nicht glasirt, d.h. ohne glasglänzende Rinde: – ist die Magnesiaprobe;

von mattem Ansehen: – ist das reine kieselsaure Thonerdeprisma, aber auch ebenso oder fast ebenso das Eisenprisma, welches nur mehr schmutzig gefärbt ist.

Ein gleiches Resultat wird erhalten, wenn man mehrmals (selbst 6mal hintereinander) dieselben Proben demselben normirten Hitzegrade unterwirft.

In geringerer Temperatur, etwa Gußstahlschmelzhitze, gibt sich keine in die Augen fallende Veränderung der Proben zu erkennen. Sie sind |445| nur zusammengesintert, wobei allerdings das Kalk- und Magnesiaprisma von festerem Zusammenhalt erscheint als das Eisen- und Kaliprisma.

Wird die Temperatur wesentlich höher, bis zur Schmelzhitze des Platins gesteigert, so beginnen erst andere und zwar die gleichen Verhältnisse sich einzustellen (mit charakteristischer Ausnahmestellung des Eisens eventuell), wie sie von Richters entdeckt wurden. In diesem Hitzegrade und zwar wenn ein in einer Thonerdekapsel eingeschlossenes Platin-Drahtgeflecht völlig zur hämmerbaren Kugel zusammenschmolz und der Tiegel aus dem besten schlesischen Thon schon entschiedene Anzeichen von Erweichung verräth, ist:

am meisten erweicht, zerflossen zu einem Email: – die Magnesiaprobe;

erweicht unter Aenderung der Form, glasirt: – das Kaliprisma; und

matt oder kaum glasirt, höchstens ein wenig pockig: – die Eisenprobe.

Das Eisenprisma hält sich also selbst in diesem heftigsten Hitzegrade noch verhältnißmäßig am unverändertsten, annähernd gleich der reinen kieselsauren Thonerde.

Erst wenn die völlige Weißgluth noch höher getrieben wurde, so daß der die Proben enthaltende Tiegel seine Dienste zu versagen begann, glückte es, wenn nicht der bereits zusammengehende Tiegel die Proben mit vernichtete, daß das Eisenprisma kegelähnlich erweichte, die Kanten völlig sich abrundeten und der Bruch ein bläuliches Email mit kreisrunden Löchern zeigte, während das Kaliprisma sich noch ziemlich scharfkantig erhalten hatte und innen porzellanartig dicht und kaum porig war.

Also erst in diesem höchsten Hitzegrade, in welchem endlich das Eisen das Kali in seiner flußbildenden Wirksamkeit einholt, ja überholt, kam für die angestellten Proben das Gesetz der Aequivalente zur vollen Geltung.

Es erübrigt noch die Frage, wie gestalten sich diese beschriebenen Verhältnisse – der gewissermaßen ungleichen Verzögerung des endlichen Schmelzpunktes – bei einer noch größeren Vermehrung des Zusatzes der Basen und umgekehrt. Zu dem Zwecke steigerte ich den Zusatz der vier Basen noch auf 6 und 8 Procent.

Nachdem die Proben wie oben sorgfältigst dargestellt worden, ergaben sich auf Grund gleichfalls dreifach wiederholten Versuches folgende Resultate: Bei 6 Procent Zusatz bleibt das Verhältniß zu Gunsten der Magnesia gegen den Kalk wie für das Eisen gegen das Kali in normirter Schmiedeeisen-Schmelzhitze dasselbe; wird dagegen der Hitzegrad |446| höher gesteigert, so kann es zutreffen, daß sich gewissermaaßen das Gesetz der Verzögerung und das der Aequivalente das Gleichgewicht halten, bis dann in annähernder Platin-Schmelzhitze letzteres Gesetz vorherrscht. Bei 8 Proc. Zusatz hingegen beginnt schon in der normirten Schmiedeeisen-Schmelzhitze das Gesetz der Aequivalente die Oberhand zu gewinnen.

Es folgt daraus daß, je größer der Zusatz ist, in verhältnißmäßig um so geringerer Temperatur sich schon das Gesetz der Aequivalente geltend macht und der beschriebene Spielraum der Zeitdauer noch ein um so mehr verschwindender ist. Umgekehrt, je geringer der Zusatz ist, um so höhere Temperatur ist erforderlich für den Richters'schen Endpunkt und ein um so größerer Abstand bleibt zur Beobachtung der bezeichneten verzögernden Verhältnisse übrig.

Für die Praxis im Großen ergibt sich aus diesen Versuchen – besonders entschieden und deutlich bei einem angenommenen Gehalte von 4 Procent Flußmittel – für die meisten Fälle wo ein so höchst bedeutender Hitzegrad wie Platin-Schmelzhitze nicht erreicht wird, Folgendes:

Am indifferentesten verhält sich das Eisenoxyd. Am ehesten bewirkt andererseits einen glasigen Ueberzug der Kalk und alsdann das Kali, wodurch also z.B. namentlich der Flugasche um so frühere wie gewiß festere Angriffspunkte zur Zerstörung gegeben werden. Die Magnesia nimmt hinsichtlich unmerklicher Glasirung in demselben Feuersgrade eine mittlere Stellung zwischen den genannten Basen ein.

Je mehr die Menge des Flußmittels über 4 Procent steigt, in um so geringerer Temperatur wie Temperaturdifferenz machen sich die bezeichneten Verschiedenheiten überhaupt geltend, bis sie sich endlich verwischen und in das Gegentheil umschlagen.

So höchst werthvoll es ist, das Gesetz kennen gelernt zu haben, welches schließlich in der Wirkungsweise der Flußmittel entscheidend ist, so wird dennoch durch die aufgedeckten eigenthümlichen Verhältnisse von Neuem die eigentlich selbstverständliche Regel bestätigt, daß für die relativen Anforderungen der Technik im Großen bloß mit einem absoluten Maaßstab nicht immer gedient und damit die Erklärung mancher sonst widersprechenden Erscheinungen wie Erfahrungen nicht gegeben ist.

|447|

I. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit132) = 100.

Garnkirk-Thon.

Der Vollständigkeit wegen lasse ich hier meine frühere Analyse,133) deren sämmtliche Bestimmungen aus wenigstens je zwei gut übereinstimmenden im Mittel berechnet, folgen.

Procentische Zusammensetzung des bei 100° C. getrockneten Thones.

Sauerstoff134)
Thonerde 35,98 16,767 O³
Kieselsäure, mech. geb.
„ als Sand
39,63135)
4,63
44,26 27,954 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd136)
Alkalien137)
0,85
0,42
1,00
1,60
0,340
0,120
0,200
0,272

0,932 O
(= 2,796 O³)
Glühverlust 14,99138)
–––––
99,10139)

Hiernach ergibt sich folgende chemische Formel, der Gleichförmigkeit wegen in derselben Weise wie von Richters aufgestellt:

6,00 (Al²O³, 1,67 SiO³) + RO

oder in Worten ausgedrückt: In dem Garnkirk-Thon kommen hinsichtlich gleichwerthiger Sauerstoffmengen auf 1 Theil Flußmittel 6,00 Thonerde |448| und 10,00 Kieselsäure. Das Verhältniß zwischen Thonerde und Kieselsäure ist 1 : 1,67.

Zur maaßgebenden Beurtheilung eines feuerfesten Thones sind stets die drei Factoren: Thonerde, Kieselsäure und Flußmittel, resp. deren Verhältniß unter einander, in Betracht zu ziehen.

Das Bindevermögen dieses Schieferthones ist = 2.

Wegen des bereits erwähnten immer selteneren Vorkommens des besten Garnkirker-Thones in ungemischter Qualität empfiehlt sich als vorzüglicher Ersatzthon der von Richters beschriebene und analysirte Thon Nr. I von Saarau.140) Die frühere Analyse dieses Thones, von mir im Jahre 1863 unternommen, resp. einer damaligen Durchschnittsprobe aus einigen tausend Centnern, ergab:

Thonerde 33,14 15,444 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
41,02
8,20
49,22 31,086 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Alkalien
0,14
0,25
0,46
0,56
0,056
0,071
0,092
0,095


0,314 O
Glühverlust 15,95
–––––
99,72

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

16,39 (Al²O³, 2,01 SiO³) + RO

oder 1 Theil Flußmittel kommt auf die sehr bedeutende Menge von 16,39 Thonerde, aber auch noch größere von 32,98 Kieselsäure. Das Verhältniß zwischen Thonerde und Kieselsäure ist 1 : 2,01.

Gemäß neuerdings ausgeführter Analyse einer aus einem Quantum von einigen Centnern besonders ausgesuchten Probe hat das wohl reinste Material die nachfolgende Zusammensetzung.

Zu den Probestücken wurde ausgelesen eine derbe, eigenthümlich linsenförmig sich absondernde Masse von sehr feinem, zarten Korn, tiefdunkler Färbung wie überhaupt recht gleichmäßigem, hornartigen Ansehen. Unreinigkeiten oder fremde Beimengungen sind darin keine oder höchst selten zu bemerken.

|449|

Gefunden wurde in dem bei 110° C. getrockneten Thone:

Thonerde 36,30141) 16,917 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
38,94142)
4,90143)
43,48 27,688 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,19144)
0,19145)
0,46146)
0,42147)
0,076
0,054
0,092
0,071

0,293 O
Glühverlust 17,78148)
––––––
99,18149)

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

19,25 (Al²O³, 1,64 SiO³) + RO

oder 1 Theil Flußmittel kommt auf die höchst bedeutende Menge von 19,25 Thonerde, aber auch die beträchtliche Menge von 31,50 Kieselsäure. Das Verhältniß zwischen Thonerde und Kieselsäure ist 1 : 1,64.

Die ausgesuchte reinste Varietät unterscheidet sich demnach von dem früheren Durchschnittsvorkommen durch ihren größeren Gehalt an Thonerde und geringeren an Kieselsäure, namentlich an Sand; während die einzelnen flußbildenden Bestandtheile innerhalb der Grenzen der möglichen |450| Fehlerquellen in sehr naher Uebereinstimmung als constant anzunehmen sind.

Hinsichtlich der bevorzugten Thonerdemenge, wie auch hinsichtlich der Kieselsäuremenge, nähert sich der von Richters analysirte Thon dieser reinsten Varietät. In Betreff der Flußmittel zeigt sich ein abweichendes Verhalten.

II. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = 70–60 Procent.

Geschlämmter Kaolin von Zettlitz in Böhmen.

Thonerde 38,54150) 17,960 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
40,53,
5,15
45,68 28,851 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,38
0,08
0,90
0,66
0,152
0,023
0,180
0,112

0,467 O
Glühverlust 13,00151)
––––
99,24

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

12,82 (Al²O³, 1,61 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf (die große Menge) 12,82 Thonerde
2) 1 „ „ „ „ 20,59 Kieselsäure
und 3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,61 Kieselsäure.

Bei diesen günstigen Verhältnissen ist es auffallend, daß der Kaolin pyrometrisch nicht einen noch höheren Platz einnimmt. In chemischer Hinsicht übertrifft er fast durchweg den Garnkirker-Thon. Es dürfte dieß darauf hinweisen, daß außer den chemischen Verhältnissen die physikalischen auch ein Wort mit zu sprechen haben, ja bei sonstiger Aehnlichkeit entscheidend seyn können. Die außerordentlich feine Zertheilung wie der aufgelockerte Zustand des geschlämmten Kaolins gegenüber dem körnigen, besonders dichten des Schieferthones, resp. dessen merklich höheres specifisches |451| Gewicht,152) dürfte hierbei den Ausschlag geben, wozu auch der innigst verbundene Kohlegehalt des letzteren kommt.

Nachweislich wirkt die Kohle, diese in unseren Oefen unschmelzbare Substanz, so lange sie sich unverbrannt erhält, erhöhend auf die Schwerschmelzbarkeit eines Thones.

III. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = 50 Procent.

a. Normalthon unter den sehr kieselreichen aber vorzüglich reinen Rohkaolinen, – der weiße ungeschlämmte Thon von Saarau (bez. Nr. III von Richters).

Nach der Analyse von Richters153) ist seine Zusammensetzung:

Thonerde 17,31 8,067 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
19,99
55,89
75,88 47,924 O³
Eisenoxyd
Kali
0,56
0,46
0,112
0,078
0,199 O
Wasser 5,70
–––––
99,91

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

14,15 (Al²O³, 5,94 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 14,15 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 84,07 Kieselsäure,
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 5,94 Kieselsäure.

b. Normalthon unter den durch größte Fettigkeit wie Bildsamkeit am meisten hervorragenden Thonen – der beste und vorzüglichste belgische Thon bei Andennes (zweite Reihe von Strud-Maiseroul).

|452|
Thonerde 34,78154) 16,208 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
39,69
9,95
49,64155) 31,352 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,41156)
0,68157)
1,80158)
0,41159)
0,164
0,194
0,360
0,070

0,788 O
Glühverlust 12,00160)
––––
99,72161)

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

6,86 (Al²O³, 1,93 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 6,86 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 13,26 Kieselsäure,
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,61 Kieselsäure.

IV. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = 45 Procent.

Thon von Mühlheim bei Coblenz (beste Durchschnittsqualilät), Ersatzthon für den belgischen.

Thonerde 36,00 16,777 O³
Kieselsäure, chem geb.
„ als Sand
41,00
6,74
47,74 30,151 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,33
0,40
2,57
1,05
0,132
0,114
0,514
0,178

0,938 O
Glühverlust 11,81162)
–––––
99,90163)
|453|

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

5,96 (Al²O³, 1,80 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 5,96 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 10,72 Kieselsäure.
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,80 Kieselsäure.

V. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = circa 30 Procent.

Grünstädter Hafenerde, Repräsentant kaolinartiger Thone auf secundärer Lagerstätte.

Thonerde 35,05 16,334 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
39,32
8,01
47,33 29,893 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
1,11
0,16
2,30
3,18
0,444
0,046
0,460
0,540

1,490 O
Glühverlust 10,51164)
–––––
99,64165)

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

3,65 (Al²O³, 1,83 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 3,65 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 6,69 Kieselsäure,
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 1,83 Kieselsäure.

VI. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = 20 Procent.

Thon von Oberkaufungen bei Cassel; im Handel bekannt als Thon vom Mönchsberg. Repräsentant mittelmäßiger feuerfester Braunkohlenthone.

Thonerde 27,97 13,035 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
33,59
24,40
57,99 36,625 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,54
0,97
2,01
0,53
0,216
0,277
0,402
0,090

0,985 O
Glühverlust 9,43166)
–––––
99,44
|454|

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

4,73 (Al²O³, 2,81 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 4,73 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 13,29 Kieselsäure,
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 2,81 Kieselsäure.

VII. Classe.
Grad der Feuerfestigkeit = 10 Procent.

Thon von Niederpleis an der Sieg. Repräsentant der gewöhnlichen aber feuerfesten Braunkohlenthone.

Thonerde 28,05 13,072 O³
Kieselsäure, chem. geb.
„ als Sand
30,71
27,61
58,32 36,834 O³
Magnesia
Kalk
Eisenoxyd
Kali (vorherrschend)
0,75
0,72
1,89
1,39
0,300
0,206
0,378
0,236


1,120 O
Glühverlust 8,66
–––––
99,78

Diese Zusammensetzung gibt die chemische Formel:

3,89 (Al² O³, 2,82 SiO³) + RO

oder 1) 1 Theil Flußmittel kommt auf 3,89 Thonerde,
2) 1 „ „ „ „ 10,96 Kieselsäure,
3) auf 1 Theil Thonerde kommen 2,82 Kieselsäure.

Eine Zusammenstellung der Analysen der Normalthone enthält die Tabelle S. 455 und 456.

Gefällige Mittheilungen nehme ich im Interesse der Sache stets mit vielem Danke entgegen und stelle es Industriellen anheim, mir Thonproben zur Prüfung zukommen lassen zu wollen.

Wiesbaden, im Mai 1870.

|455|

Zusammenstellung der Analysen der Normalthone.

Textabbildung Bd. 196, S. 455
|456|

Zusammenstellung der Analysen der Normalthone.

Textabbildung Bd. 196, S. 456

Polytechn. Journal Bd. CXCIV S. 420; erstes Decemberheft 1869.

|438|

Die abgesonderten Bestimmungen sind aus doppeltem Gesichtspunkte zu rechtfertigen und in gewisser Hinsicht empfehlenswerth.

Zuerst ist das Augenmerk aus die möglichst absolute Bestimmung der Thonerde zu richten, resp. deren reine Abscheidung und vollkommenste Auswaschung, welche letztere bei der Kieselsäure nicht minder streng zu beachten ist; ferner sind die bekanntlich in relativ meist sehr geringfügiger Menge vorkommenden aber immerhin mitentscheidenden Beimengungen von Magnesia, Kalk, Eisen, Alkalien schärfer zu ermitteln aus Bestimmungen, welche einzig die stricte Abscheidung der einen Substanz bezwecken.

Besteht ein Thon aus einem augenscheinlichen Gemenge von Thon und Sand oder sonstigen gröberen auch sandartigen Theilen, so empfiehlt es sich als sehr zweckmäßig, vor der chemischen Analyse erst eine mechanische anzustellen. (Man s. die Abhandlung von Fresenius im Journal für praktische Chemie Bd. LVII S. 65.)

|439|

Das erstemal wird die Flüssigkeit gehörig aufgekocht und man läßt die Kieselsäure sich völlig absetzen.

|440|

Sammelt man das erste Filtrat für sich, lauert es an und dampft es ein, so gibt zuweilen Ammoniak einen neuen wenn auch sehr geringen flockigen Niederschlag von Thonerde mit Spuren von Kieselerde, selbst wenn das Eindampfen in einem Platingefäß stattfindet. Beim Eindampfen in einem Porzellangefäße ist derselbe beträchtlicher.

|440|

Diese Correctur ist für eine genaue Feststellung des Verhältnisses zwischen Thonerde und Kieselerde stets erforderlich.

|441|

Zur Berechnung der Kieselsäure dient ein abgewogener aliquoter Theil von dem bei 100° getrockneten Gemenge, welches scharf geglüht wird.

Bei einem vorher geglühten Gemenge von chemisch gebundener und mechanisch beigemengter Kieselsäure wird der Sand resp. die in kohlensaurem Natron unlösliche Kieselsäure meist in größerer, mitunter sogar in beträchtlich größerer Menge gefunden.

Die Temperatur der Glühhitze ist dabei nicht etwa allein bestimmend. Von zwei Thonen, deren so erhaltene Gesammt-Kieselsäure gleich heftig geglüht worden, war bei dem einen die Löslichkeit der Kieselsäure in kohlensaurem Natron wesentlich vermindert, dagegen bei dem anderen nur wenig.

|441|

Bei sehr sandreichen Thonen setzt man das Kochen mit kohlensaurem Natron so lange fort, bis Salmiak keinen Niederschlag mehr gibt.

|441|

Versetzt man diese eingeengte Flüssigkeit mit einigen Tropfen Ammoniak, so scheidet sich bei merklich eisenhaltigen Thonen stets ein geringer, oft eigenthümlich wolliger, anfangs weißlicher flockiger Niederschlag aus, welcher vorherrschend aus Eisen besteht, nebst ein wenig Kieselerde und zweifelhaften Spuren von Thonerde. Spuren von Mangan waren darin zuweilen nachweisbar. Der Niederschlag wird obigem Eisen vor dessen Bestimmung hinzugefügt.

|442|

Die abgeklärte Kalkfällung wurde, ehe sie auf das Filter kam, nochmals mit heißem Wasser decantirt. Gewogen wurde der Kalk bei vorhandenen kleinen Mengen als Aetzkalk. – Die Magnesia wurde stets in der genügend salmiakhaltigen Flüssigkeit gefällt, die nur gelinde warm gehalten war; ausgewaschen wurde sie mit 3 Theilen Wasser und 1 Theil Ammoniak.

Versucht man das Eisen, den Kalk und die Magnesia mittelst einfacher Behandlung des Thones mit concentrirter Salzsäure und selbst bei wiederholter längerer Digestion mit derselben zu extrahiren, so fällt namentlich bei den mit Kohle (und Organischem überhaupt) stark erfüllten Thonen, die Eisenbestimmung stets und oft wesentlich geringer aus. Auch die Kalk- und Magnesiamenge findet sich gewöhnlich etwas kleiner; während bei vorheriger Zersetzung mit Schwefelsäure und weiterem oben angegebenen Verfahren die Menge des Eisens wie der genannten Erden nicht oder nur unerheblich geringer als durch Aufschließen gefunden wurde.

|442|

Fresenius' quantitative Analyse, fünfte Auflage, S. 242.

|442|

Man s. Fresenius' quantitative Analyse, fünfte Auflage, S. 375 und folgende.

|442|

Will's Anleitung zur chemischen Analyse, S. 262.

|443|

Wegen der leichteren qualitativen Prüfung zog ich diese Methode derjenigen mittelst Schmelzen mit kohlensaurem Kali und Salpeter vor.

|447|

Das Vielfache des Gewichtes des Thones an Normalgemenge-Zusatz resp. dessen Zahl mit 10 multiplicirt und das Product von 100 abgezogen, gibt den Grad der Feuerfestigkeit oder Feuerbeständigkeit in Procenten ausgedruckt; man s. Seite 433 meiner Abhandlung in Bd. CXCIV dieses Journals.

|447|

Polytechn. Journal Bd. CLXIX S. 485.

|447|

Berechnet nach der neuesten (fünften) Auflage von Fresenius' quantitativer Analyse. Ich führe die bez. Factoren speciell an, da sich Richters älterer, abweichender Zahlen bediente.

Thonerde × 0,46602 = O³

Kieselsäure (wenn SiO³) × 0,63158 = O³

Magnesia × 0,39970 = O

Kalk × 0,28571 = O

Eisenoxyd × 0,9 =Eisenoxydul

Eisenoxydul × 0,22222 = O

Kali × 0,16982 = O.

|447|

Durch Auskochen mit kohlensaurer Natronlösung ließ sich 0,25 Proc. freie Kieselsäure ausziehen.

|447|

Berechnet stets als Oxydul.

|447|

Berechnet stets als Kali.

|447|

Darin 4,5 Proc. Kohle.

|447|

Eine nachträgliche Prüfung auf Titansäure ließ deren Anwesenheit wie auch die von Schwefel deutlich erkennen.

|448|

Polytechn. Journal Bd. CXCI S. 230.

|449|

Mittel aus zwei Bestimmungen, wovon die eine genau in der beschriebenen Weise ausgeführt 36,10 Proc. (incl. 3 Milligrm. Thonerde, welche durch Eindampfen des ersten Filtrates erhalten wurden), die andere, wobei das Auswaschen mittelst Schnellfiltration nach Bunsen vorgenommen worden, 35,99 Proc. (incl. 5 Milligrm. nachträglicher Thonerde aus dem ganzen Waschwasser) ergab. Erstere Thonerde löste sich durch Behandlung mit schwefelsaurem Natron und Schwefelsäure bis auf einen Rückstand von 7 Milligrm. auf, der aber mit Flußsäure geprüft keine Kieselerde gab, sondern als ein gleicher Rest Thonerde genau bestimmt wurde. Ebenso gab die schnellfiltrirte Thonerde einen Rückstand von 5 Milligrm., welcher gleichfalls Kieselerde nur undeutlich, wohl aber einen Rest von Thonerde von 4 1/2 Milligrm. nachweisen ließ. Ein bei der Gesammtkieselsäure vorgefundener Rest von 0,0025 zurückgebliebener eisenfreier Thonerde wurde obiger Thonerde noch hinzugerechnet.

|449|

Die Prüfung mittelst Flußsäure auf die Reinheit der Kieselsäure gab einen unaufgeschlossenen, funkelnden und wohl aus feinsten Glimmerblättchen bestehenden Rest von 2 Milligrm., welcher nicht weiter berücksichtigt wurde und einen Gehalt von zurückgehaltener eisenfreier Thonerde von 2 1/2 Milligrm., der von der Gesammtkieselsäure in Abzug kam.

|449|

In dem Sande lassen sich Glimmerschüppchen wahrnehmen.

|449|

Mittel aus den getrennten zwei Bestimmungen: 0,1727 und 0,1976 Proc.

|449|

Mittel aus den zwei getrennten Bestimmungen: 0,1778 und 0,2032 Proc.

|449|

Mittel aus den zwei getrennten Bestimmungen: 0,40 und 0,52 Proc.

|449|

Mittel aus den zwei gesonderten Bestimmungen: 0,37 und 0,47 Proc.

|449|

Mittel aus den zwei Bestimmungen: 17,73 und 17,83 Proc. Die Masse war weiß geworden mit einem Stich in Grau. Das hygroskopische Wasser des lufttrockenen Thones beträgt 1,55 Proc.; der Kohlegehalt 1,95 Proc.

|449|

Von Schwefel wurde gefunden 0,008 Proc. = 0,031 Schwefelkies. Kocht man den Thon mit Salpetersalzsäure und prüft die saure Lösung mit Schwefelwasserstoff, so scheidet sich eine höchst geringe Menge eines dunklen Niederschlages ab, welcher vor dem Löthrohr geprüft, eine Boraxperle gab, die in der Oxydations- wie Reductionsflamme mit einem Stich in's Bräunliche opalisirte.

|450|

Bei der Prüfung der Thonerde auf ihre Reinheit (mittelst Lösung derselben durch schwefelsaures Natron und Schwefelsäure, und des verbleibenden Rückstandes mittelst Flußsäure) fand sich eine Menge von 1,10 Proc. Kieselsäure, welche der Gesammtkieselsäure hinzugerechnet wurde. Andererseits fand sich bei der Kieselerde ein genau bestimmter, und ebenso abgerechneter Rest von 0,75 Proc. bräunlich gefärbter Thonerde. Die Prüfung derselben vor dem Löthrohr ließ darin kein Mangan erkennen. In dem eingedampften Filtrat wurden nachträglich 2 1/2 Milligrm. Thonerde gefunden.

|450|

Das hygroskopische Wasser des lufttrockenen Thones betrug 1,10 Proc.

|451|

Eine vergleichende Bestimmung des specifischen Gewichtes der Normalthone folgt später nach.

|451|

Polytechn. Journal Bd. CXCI S. 232.

|452|

Mittel aus den zwei gesonderten Bestimmungen; 34,98 und 34,58 Proc. Freie Thonerde fand sich in dem Thone 2,15 Proc. Die Prüfung auf die Reinheit der Thonerde wurde übersehen.

|452|

Mittel ebenso aus: 49,73 und 49,55. Die Prüfung auf die Reinheit der Kieselsäure ergab nur einen Thonerderest von 1–2 Milligrm., welcher unberücksichtigt blieb.

|452|

Mittel deßgl. aus: 0,46 und 0,36.

|452|

Mittel deßgl. aus: 0,75 und 0,60.

|452|

Mittel deßgl. aus: 1,97 und 1,63.

|452|

Mittel deßgl. aus: 0,47 und 0,35.

|452|

Wasser, Kohle und Schwefel. Der Schwefel beträgt weniger als 0,01 Proc. Das hygroskopische Wasser macht 6,40 Proc. aus; das Anziehungswasser 10,73.

|452|

Eine specielle Prüfung auf Titansaure ergab in 1 Grm. Thon höchstens 1/2 Milligrm.

|452|

Wasser und Kohle nebst Spuren von Schwefel resp. Schwefelkies. Hygroskopisches Wasser enthält der lufttrockene Thon 13,00 Proc.

|452|

Ein Gehalt von Titansäure ist darin deutlich nachweisbar.

|453|

Wasser, Kohle und Schwefel. Gefunden wurde 0,084 Proc. Schwefel. Hygroskopisches Wasser enthielt der lufttrockene Thon 5,80 Proc.

|453|

Von Titansäure waren nur undeutliche Spuren zu bemerken.

|453|

Wasser und Organisches nebst Spuren von Schwefel. Das hygroskopische Wasser betrug 4,30 Proc.

|455|

Die Anziehung betrug unter 3 verschiedenen Bestimmungen im Minimum 3,11 Procent.

|455|

Unter 6 Bestimmungen des zu verschiedenen Zeiten unter einer mit Wasser abgesperrten Glasglocke ausgesetzten trockenen Thones wurde als geringste Anziehung 9,55 Proc. beobachtet.

|456|

Unter 4 Bestimmungen ergab sich als Minimum 9,87 Proc.

|456|

Unter 4 verschiedenen Bestimmungen war das Minimum 6,15 Proc.

|456|

Unter 4 verschiedenen Bestimmungen war das Minimum 5,94 Proc.

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