Titel: Bischof, Analyse etc. von drei bayerischen Feldspathen.
Autor: Bischof, Carl
Fundstelle: 1876, Band 222 (S. 265–271)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj222/ar222067

Analyse nebst Bestimmung der Schmelzbarkeit von drei bayerischen Feldspathen1); von Dr. Carl Bischof.

Die früher (1875 217 319) für verschiedene Feldspathe nachgewiesene gesetzmäßige Beziehung zwischen pyrometrischem und analytischem Resultat fand durch folgende Untersuchungen, und theils in sehr entschiedener Weise, ihre neue Bestätigung.

1. Feldspath aus dem Fichtelgebirge von Arzberg.

Dieser Feldspath besteht aus einer krystallinischen Masse mit dem bekannten eigenthümlich blätterigen Gefüge, ist weiß mit einem Stich |266| ins Gelblich-Graue, lebhaft glasglänzend. Vereinzelte theils derbere eisenschüssige Stellen treten auf.

Sorgsam aus vorliegenden Handstücken im Gewichte von 1k eine Durchschnittsprobe bereitet, welche ein weißes Pulver gibt mit einem schwachen Stich ins Graue, und annähernder Platinschmelzhitze ausgesetzt:

ist gänzlich zerflossen und hat sich als weißliche Glasur ausgebreitet, in der einzelne Luftbläschen schwimmen und dunkelgefärbte Stellen bemerkbar sind.

In geringerm Hitzegrade, lebhafter Rothglühhitze, in welcher ein Gußstahlsplitter zu schmelzen beginnt:

ist die Probe zu einer außen glasirten, innen durch und durch glasartigen Masse erweicht, welche dunkelgrau aussieht mit theilweise dunklern Flecken. Der Bruch ist dicht, glasglänzend.

Diese in dem bezeichneten geringem Hitzgrade eingetretene, deutlich glasartige Erweichung charakterisirt den in Rede stehenden Feldspath als einen minder schwer schmelzbaren.

Augenscheinlich ist die leichtere Schmelzbarkeit eine ähnliche, wie früher beschrieben bei dem böhmischen Feldspathe und dem aus dem Odenwalds (von Dr. Mitscherlich), welche in demselben Hitzgrade gleichfalls stark glasirt erscheinen.

Bei der analytischen Bestimmung wurde in dem scharf getrockneten Durchschnittspulver gefunden:

Kieselsäure 70,10
Thonerde 17,16
Eisenoxyd 0,91
Kalk 0,45
Magnesia 0,98
Kali 1,52
Natron 8,65
–––––
99,77.

Sofort fällt der außergewöhnliche Kieselsäuregehalt in die Augen. Ferner enthält der vorliegende Feldspath verhältnißmäßig ziemlich Magnesia und gehört zu den natronhaltigen, also den Albiten.

Berechnet man die chemische Formel in bekannter Weise, so werden von dem Normalverhältniß des berechneten Doppelsilicates nicht sehr abweichende Zahlen 1 : 2,75 : 12,41 NaO, SiO₃ + AlO₃, 3 SiO₃ (statt 1 : 3 : 12) erhalten, worin die reiche Kieselsäuremenge gegenüber der verminderten Thonerdemenge ihren unverkennbaren Ausdruck findet.

Berechnen wir, wie früher angegeben, die chemische Zusammensetzung analog der der feuerfesten Thone, so ergibt sich: 0,83 (AlO₃, 4,68 SiO₃) + RO, oder nach dem für die Schmelzbarkeit der Feldspathe aufgestellten Gesetze 0,83 × 4,68 = 3,88, d.h. die berechnete verhältnißmäßig hohe Zahl (wie gesagt annähernd gleich der für den böhmischen wie Odenwalder |267| Feldspath gefundenen) correspondirt ebenso zutreffend mit dem pyrometrischen Resultate.

Der unmittelbar gefundenen größern Leichtflüssigkeit entspricht die mittelbar aus der Analyse abgeleitete größere Schmelzbarkeitszahl. Dem umgekehrten Fall begegnen wir bei den nachfolgenden Feldspathen.

2. Feldspath aus der Oberpfalz bei Weiden.

Ein wenig frisches Gestein, äußerlich gelb gefärbt mit braunen Flecken. Glänzende Flächen sind kaum zu bemerken, welche theils schwach veilchenblau angelaufen. Stellenweise findet sich Glimmer und Quarz derb ausgeschieden.

Die aus einer gleichen Menge sorgfältigst dargestellte Durchschnittsprobe, im Ansehen weiß mit dunklern Pünktchen, wie oben heftig geglüht:

ist ebenso zusammengeflossen zu einer gelblichbraun gefärbten, ziemlich blasigen Glasur.

In der bezeichneten gleichen, hellen Rothglühehitze:

ist mit unbewaffnetem Auge keine Schmelzung zu beobachten; erst unter der Loupe tritt ein leiser Schmelzanflug hervor. Die Probe ist weiß mit vereinzelten schwarzen Pünktchen. Dieselbe erscheint aber ein wenig aufgetrieben.

Der Bruch ist kaum glänzend, etwas schaumig.

Die sich zeigende Schmelzung ist eine wesentlich geringere, ähnlich, wenn auch nicht völlig gleichkommend mit der noch geringern des früher untersuchten norwegischen Feldspathes und des aus dem Spessart.

Der Weidner Feldspath fällt in dieselbe Kategorie oder Gruppe der größern Schwerschmelzbarkeit.

Die Analyse ergab:

Kieselsäure 65,49
Thonerde 19,44
Eisenoxyd 0,59
Kalk 0,86
Magnesia 0,89
Kali 1,95
Natron 10,17
–––––
99,39.

Der Kieselsäuregehalt ist im Allgemeinen ansehnlich kleiner, der Gehalt an Magnesia gleichfalls hervortretend. Die bedeutend vorwiegende Natronmenge ordnet den Feldspath auch den Albiten zu. – Die beträchtlich abweichende chemische Formel 1 : 2,60 : 9,82 weist namentlich auf eine so große Kieselsäureabnahme hin, daß eine Fortführung der Säure in Folge von Zersetzungsprocessen in reichem Maße anzunehmen ist.

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Die Thonberechnungsweise ergibt:

0,82 (AlO₃ 3,86 SiO₃) + RO oder 0,82 × 3,86 = 3,17,

d.h. also entsprechend mit der verminderten Schmelzbarkeitszahl hat sich auch die Leichtflüssigkeit vermindert, oder umgekehrt, je kleiner jene, um so größer ist die Schwerschmelzbarkeit.

Derselbe Fall wiederholt sich mit dem dritten untersuchten Feldspath.

3. Feldspath aus der Oberpfalz bei Tirschenreuth.

Derselbe zeigt ein mattes Ansehen, ist schwach bläulichweiß. Glimmerblättchen finden sich auf den Spaltungsflächen wie theils eingesprengt. Ein schwacher, gelblicher Eisenanflug ist vielfach zu bemerken.

Die ebenso wie früher dargestellte Durchschnittsprobe, welche fast reinweiß aussieht, heftig erhitzt:

gibt eine ähnliche Glasur; doch erscheint dieselbe im Ganzen reiner, aber reichlicher von Luftbläschen erfüllt.

In derselben lebhaften Rothglühehitze:

ist ein leiser Schmelzanflug zu beobachten. Die Probe zeigt einen geringen Stich ins Graue. Der Bruch ist leise glänzend; runde Bläschen sind bemerkbar.

Die Anzeichen der Schmelzung sind ähnlich, doch machen sie sich etwas mehr geltend als bei dem vorigen Spath. Der in Rede stehende Feldspath gehört derselben strengflüssigen Gruppe an, nimmt aber seinen Platz einen kleinen Abstand tiefer ein.

Die analytische Bestimmung ergab:

Kieselsäure 64,08
Thonerde 21,73
Eisenoxyd 0,93
Kalk 0,53
Magnesia 0,78
Kali 1,48
Natron 10,08
–––––
99,61.

Die Menge der Kieselsäure ist zurück-, die der Thonerde hervortretend. Der Magnesiagehalt ist etwas geringer. Der Feldspath gehört gleichfalls zu den Albiten. – Die chemische Formel von 1 : 3,14 : 10,31 zeigt eine Vermehrung der Thonerde, läßt dagegen auf eine auch nicht unbedeutende Entführung von Kieselsäure schließen.

Die zweite Berechnungsweise gibt:

0,96 (AlO₃ 3,37 SiO₃) + RO oder 0,96 × 3,37 = 3,24,

d.h. es stellt sich in überraschender Weise mit der etwas erhöhten Zahl auch eine gewissermaßen proportional gehende Erhöhung der Leichtflüssigkeit ein.

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Im Vergleiche zu den obigen Feldspathen Nr. 1 und 2 nimmt 3 eine mittlere Stellung ein, sich weit mehr an Nr. 2 anlehnend; in der That finden wir in der Schwerschmelzbarkeitszahl einen numerischen Ausdruck, welcher diesen Verhältnissen höchst entsprechend ist.

Dieses, in vorliegendem Falle, volle Zutreffen legt trotzdem zur genauen Begründung die Aufgabe auf, weitere derartige Vergleiche anzustellen. Vergleichen wir zu dem Zwecke unter den sämmtlich bisher untersuchten Feldspathen die pyrometrischen Resultate mit den genannten berechneten Schmelzbarkeitszahlen, und zwar die von beiden Gruppen je unter sich.

Zu der strengflüssigern Gruppe mit den kleinern Zahlenwerthen gehören 4 Feldspathe, welche ich gleich geordnet nach den berechneten Schmelzbarkeitszahlen aufführe:

a) Bayerischer Feldspath von Weiden = 3,17
b) „ „ „ Tirschenreuth = 3,24
c) Feldspath aus dem Spessart = 3,30
d) „ von Norwegen = 3,54.

Proben der vier vorstehenden Spathe wurden vorsichtig derselben Rothglühhitze so lange ausgesetzt, bis ein Theil derselben einen leisen Schmelzanflug zeigt, während ein anderer noch völlig ohne Zeichen einer Schmelzung ist (wogegen selbstredend die der sauren Gruppe deutlich glasirt sind); hiernach gehören zu den völlig ungeschmolzenen nicht die Feldspathe a und b, sondern schlechterdings c und d. Den augenscheinlich strengflüssigern Feldspathen entsprechen nicht geringere Zahlen (wenn auch um eine immerhin kleine Größe), ja im Gegentheil der überhaupt schwerstschmelzbare norwegische Feldspath weist sogar die relativ höchste Gruppenzahl auf. Diese an und für sich geringen, doch nicht unübersehbaren pyrometrischen Modificationen finden also in den vorliegenden Zahlenverhältnissen nicht ihren parallelen Ausdruck, was darauf hindeutet, daß die Fehlerquellen, und zwar die analytischen, in diesem Falle größer sind als die bezüglichen Schmelzbarkeitsdifferenzen, oder daß die letztem zu klein sind, um nicht in der allgemeinen Abhängigkeit von der Bestimmungsweise verdeckt werden zu können.

Untersuchen wir ebenso die leichtflüssige Gruppe der Feldspathe. Hierher gehören geordnet:

e) der böhmische Feldspath = 3,79
f) „ bayerische „ von Arzberg = 3,88
g) „ Odenwalder „ (von Dr. Mitscherlich) = 3,90.

Die sämmtlichen 7 Feldspathe wurden noch vorsichtiger der gleichen, schwächern Temperatur, welche Gußeisenschmelzhitze eben erreichte, ausgesetzt, |270| so daß nur die Feldspathe der mehr sauren Kategorie eine beginnende Schmelzung aufweisen, während die übrigen völlig ohne solche Anzeichen sind; es erscheint entschieden am öligsten der Odenwalder Feldspath, dann folgt f der bayerische, und e der böhmische zeigt das ölige Aussehen noch geringer. Die also an sich ebenfalls kleinen pyrometrischen Unterschiede scheinen in diesem Falle auch in den Zahlenwerthen ihren Ausdruck zu finden, und ist die Differenz von 0,02 bei f und g als ein Spiel des Zufalles zu betrachten, so dürfte doch ganz correct der größere Abstand zwischen e und g um so deutlicher auch zahlenmäßig zur Geltung kommen.

Indessen ist dabei nicht zu vergessen, daß die Zahlenwerthe selbst bei der größten Genauigkeit der analytischen Methoden von den gewissen unvermeidlichen Fehlerquellen abhängig sind, und daß namentlich die Ermittlung der an sich geringfügigen erdigen Flußmittel um so mehr eine sorgfältigste Gleichmäßigkeit in der Bestimmungsweise voraussetzt. Auch ist hinsichtlich der pyrometrischen Prüfungsweise ein bestimmter, gewissermaßen einheitlicher Gesichtspunkt festzuhalten, der aus einer ganzen Reihe derartiger Versuche als der maßgebendste sich erwies. Die Erhitzung ist jedesmal vorsichtig so weit zu treiben, bis eine theilweise Schmelzbildung eintritt. Dieselbe beginnt mit einem Oeligwerden der Proben und äußert sich weiterhin mit einem glänzenden Ueberzug (Glasirung), während an jenen Stellen, wo dies weniger der Fall, noch ein mattes Ansehen vorhanden ist; etwas zu wenig beeinträchtigt hier das Resultat nicht. Wird nämlich der bezeichnete Hitzgrad nicht ganz erreicht, so ist die Unterscheidung noch immer eine deutliche; wird er aber bedeutend höher gesteigert, so verlieren die Unterscheidungskennzeichen an Schärfe.

Andere Umstände, z.B. vereinzelte Flecken der Probe oder ein leises Aufblähen, wie es der Kalk und Magnesia haltige Feldspath (Nr. 2) zeigt, welche bei genauer Beobachtung eine größere oder geringere Schmelzbildung nicht beeinflussen, sind nicht ausschlaggebend.

Fassen wir zum Schluß vorstehende Resultate kurz zusammen.

1) Das Gesetz, wonach eine aus der chemischen Zusammensetzung berechenbare bestimmte Zahl einen Anhalt für die Schmelzbarkeit eines Feldspathes gewährt, und welches nunmehr mit sieben verschiedenen untersuchten Vorkommen zutreffend nachgewiesen wurde, ist immer mehr als ein allgemeines zu betrachten.

2) Die Feldspathe lassen sich mittels der Schmelzbarkeitszahl in zwei Gruppen sondern, einer leichtflüssigem oder mehr sauren mit einer relativ |271| höhern Zahl und einer strengflüssigern oder weniger sauren mit einer relativ niedrigem Zahl.

3) Modificationen innerhalb der einzelnen Gruppen, besonders wenn sie gering, sind in gleichlaufender Uebereinstimmung nicht genügend sicher durch die Schmelzbarkeitszahl nachzuweisen, namentlich bei der strengflüssigern Feldspathgruppe; während bei der leichtflüssigern in den vorliegenden Fällen das pyrometrische Resultat mit dem Zahlenausdruck hinsichtlich stritten Zusammentreffens keinen Wunsch übrig läßt.

Wiesbaden, August 1876.

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