Titel: Zur Untersuchung von Eisen und Eisenerzen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1881, Band 242 (S. 435–439)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj242/ar242146

Zur Untersuchung von Eisen und Eisenerzen.

Zur Bestimmung des Eisenoxydes in Eisenerzen empfiehlt L. Pszczolka in der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1880 S. 633 die Titrirung mit unterschwefligsaurem Natrium und Jodkalium.

Zu diesem Behufe wird die Eisenchloridlösung bei einer Erzeinwage von 1,5 bis 2g zu 250 oder 500cc ergänzt und werden hiervon in zwei Kölbchen je 25 bis 50cc abpipettrirt. Der Inhalt der etwa 150cc fassenden Kölbchen wird zum Zwecke der Entfernung aller absorbirter Luft stark ausgekocht und dann erkalten gelassen; nun setzt man vorsichtig tropfenweise kohlensaures Natrium hinzu, bis der Kölbcheninhalt tief weingelb geworden ist. Man erfüllt hierdurch nicht allein die Hauptbedingung für die nachfolgende Titration, daſs nämlich die Lösung nur noch schwach sauer ist, sondern arbeitet später noch zur Sicherheit in einem Kohlensäure haltigen Räume. Nach Zusatz von etwa 1 bis 1g,5 reinstem festem Jodkalium läſst man aus einer Bürette so viel einer unterschwefligsauren Natriumlösung unter Umschwenken des Kölbchens zu, bis die Farbe der Eisenlösung nur mehr schwach weingelb geworden. Jetzt erst wird etwa 1cc eines verdünnten, ausgekochten Stärkekleisters zum Kölbcheninhalt gethan und die nun tiefblau gewordene Flüssigkeit unter langsam steigendem Erwärmen auf 60 bis 70° bis zur vollständigen Entfärbung tropfenweise mit unterschwefligsaurem Natrium versetzt. Temperaturmaximum und Endreaction sollen gleichzeitig erreicht werden. Wird die bereits |436| entfärbte Lösung nach einigen Minuten abermals blau oder gelblichbraun und behält sie nicht längere Zeit hindurch ihr milchig trübes Aussehen, so hat man entweder die ursprüngliche Eisenchloridlösung zu wenig ausgekocht, oder man war mit dem Zusätze des unter-schwefligsauren Natriums zu rasch vorgegangen und es würde in diesem Falle das Resultat um ein Weniges zu niedrig erhalten werden. Auch unzweckmäſsiger Stärkekleister beeinfluſst die richtige Entfärbung. (Vgl. Haswell 1881 240 308.)

Sorge (Oesterreichische Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1881 S. 78) hebt bezüglich der zur Zeit noch am meisten benutzten Chamäleonmethode hervor, daſs keineswegs erforderlich sei, die Eisenerze mit Schwefelsäure- und somit oft unvollständig – zu lösen, da man auch bei Anwesenheit von wenig freier Salzsäure genaue Resultate erhält, sobald man mit stark verdünnter und kalter Lösung arbeitet

Man löst 1g Eisenerz in einem 100 bis 150cc fassenden Kölbchen in ungefähr 20cc Salzsäure, dampft bis zu breiiger Consistenz ein, trägt eine nicht zu groſse Menge Zinkstaub ein., setzt 5cc concentrirte Schwefelsäure zu, verdünnt mit Wasser auf 40 bis 50cc und löst das überschüssige Zink durch Kochen; hat man die Menge des Zinkstaubes richtig bemessen, was nach einiger Uebung sehr leicht ist, so wird die Reduction dann beendet sein und die geringe Menge Zink sich rasch lösen. Ein gröſserer Ueberschuſs an Reductionsmittel muſs möglichst vermieden werden, da sonst seine Lösung zu lange dauert und die kleinen Theilchen schwer aus der Flüssigkeit entfernt werden können. Wenn alles Zink gelöst ist, spült man den Inhalt des Kölbchens in ein groſses Becherglas, verdünnt mit kaltem Wasser und titrirt; die ganze Bestimmung kann man bei leicht löslichen Erzen bequem in ¾ Stunden ausführen. Genügend eisenfreier Zinkstaub ist immer anzuschaffen.

Dieses Verfahren der Eisenbestimmung ist aber nur dann vortheilhaft, wenn der Rückstand des Erzes unberücksichtigt bleibt, oder doch in einer anderen Probe bestimmt wird. Die erste Anforderung an eine Bestimmungsmethode des Eisens für Hüttenlaboratorien ist zweifellos die Genauigkeit der Resultate, in zweiter Linie erst kommt die erforderliche Zeit in Frage und die leichte Handhabung einer Methode, so daſs es möglich ist, ihre Ausführung auch einem im analytischen Arbeiten Ungeübten beizubringen. Sorge empfiehlt daher die Titrirung des Eisenoxydes mit Zinnchlorür und Jod.

Man löst 1g Erz in 20 bis 30cc verdünnter Salzsäure, verdünnt, wenn das Erz nur Oxyd enthält, nach beendeter Lösung mit der 2 bis 3 fachen Menge heiſsen Wassers, filtrirt und kann sofort in der von Fresenius angegebenen Weise titriren. Den Rückstand bringt man sammt dem Filter direct in den Platintiegel, erhitzt erst schwach, |437| dann zum starken Glühen und kann so bei glattem Verlauf Eisen und Rückstand eines Erzes in ½ bis ¾ Stunden bequem bestimmen. Enthält das Erz Oxydul, so oxydirt man die unverdünnte Lösung in bekannter Weise mit ehlorsaurem Kalium.

Nach diesem Verfahren kann man in einem nur Oxyd haltenden Erze, falls die Bestimmung des Rückstandes nicht berücksichtigt wird, den Eisengehalt innerhalb 15 bis 20 Minuten völlig genau bestimmen. Vor der Chamäleonmethode hat Zinnchlorür den Vortheil voraus, daſs man bei letzterem vor der Filtration in concentrirter Lösung oxydirt, während man bei Chamäleon nach der Filtration, d.h. in verdünnter Lösung reduciren muſs; die Reduction wird also der Regel nach weit mehr Zeit beanspruchen als im anderen Fall die Oxydation und auſserdem wird viel öfter ein nur Eisenoxyd haltendes, als ein nur Oxydul haltendes Erz zu bestimmen sein, d.h. man wird bei Zinnchlorür weit öfter die Oxydation als bei Chamäleon die Reduction entbehren können. Die Bestimmung mittels Natriumhyposulfit hat die eben genannten Vorzüge allerdings mit der Zinnchlorürmethode gemein; dagegen hält bei ihr wiederum die Neutralisation und die unter langsamem Erwärmen auszuführende Titrirung weit länger auf als das Titriren mit Zinnchlorür und Jod. Ein wesentlicher Vorzug dieses Verfahrens ist die Anwendung der stark salzsauren Lösung; diese Fehlerquelle, welche man beim Natriumhyposulfit erst durch die Neutralisation und bei Chamäleon durch starke Verdünnung und vorsichtige Anwendung der Säure unschädlich machen muſs, fällt demnach bei Zinnchlorür ganz weg. Zieht man noch in Betracht, daſs die Zinnchlorürmethode gegenüber der Bestimmung mit Natriumhyposulfit den groſsen Vortheil hat, selbst von einem Ungeübten bald sicher gehandhabt werden zu können, so glaubt Verfasser, daſs sich Zinnchlorür zur Bestimmung des Eisens in der Praxis besser eignen wird als unterschwefligsaures Natrium.

Die leichte Zersetzbarkeit der Zinnchlorürlösung wird im Laboratorium der Georgs-Marienhütte dadurch vermieden, daſs man die in einer Flasche mit Tubus am Boden befindliche Lösung nach Bedarf unten abläſst, den Raum in der Flasche über der Lösung aber mit der Gasleitung verbindet, so daſs das Leuchtgas jede Oxydation verhütet.

Zur Bestimmung des Siliciums im Roheisen und Stahl lösen Th. M. Brown und P. W. J. Shimer (Iron, 1881 Bd. 17 S. 116) 1g des Metalles in 25cc Salpetersäure von 1,2 sp. G., fügen dann 25 bis 30cc verdünnte Schwefelsäure (1 : 3) hinzu, verdampfen zur Verflüchtigung der Salpetersäure, nehmen den Rückstand vorsichtig mit Wasser auf, filtriren möglichst heiſs ab und waschen die ausgeschiedene Kieselsäure mit heiſsem Wasser aus. – Die Verf. fanden ferner im amerikanischen Roheisen bis 0,32 Proc. Titan. (Vgl. Haswell 1881 237 314.)

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Zur Bestimmung des Chroms im Eisen und Stahl löst J. O. Arnold (Chemical News, 1880 Bd. 42 S. 285) je nach dem voraussichtlichen Chromgehalte des Metalles 1 bis 5g desselben in 20cc starker Salzsäure, verdampft vorsichtig zur Trockne und schmilzt den Rückstand mit einer Mischung gleicher Theile Soda und Salpeter; Eisen gibt hierbei unlösliches Oxyd, Mangan, Silicium und Chrom aber Alkalimanganat, bezieh. Silicat und Chromat. Man nimmt die Schmelze mit 80cc heiſsem Wasser auf, fügt zur Zersetzung des Manganates 3 bis höchstens 4 Tropfen Alkohol hinzu und filtrirt die Lösung von dem ausgeschiedenen Eisen- und Manganoxyde vorsichtig durch ein doppeltes Filter ab. Die das Chrom und Silicium enthaltende Lösung versetzt man mit 20cc Salzsäure, kocht, bis die salpetrigen Dämpfe ausgetrieben sind, übersättigt dann schwach mit Ammoniak, sammelt das ausgeschiedene Chromhydrat und die Kieselsäure auf einem Filter, wäscht aus und behandelt dann den Rückstand auf dem Filter mit heiſser Salzsäure. Nun wird die Lösung zur Trockne verdampft, der Rückstand mit Salzsäure haltigem Wasser aufgenommen, die filtrirte Lösung mit Ammoniak gefällt, der Niederschlag von H6Cr2O6 auf dem Filter gesammelt, dann geglüht und als Oxyd gewogen. (Vgl. Schöffel 1880 235 405.)

Bestimmung des Kohlenstoffes im Stahl. Während J. W. Westmoreland (Chemical News, 1880 Bd. 41 S. 152) findet, daſs das colorimetrische Verfahren von Eggertz noch befriedigende Resultate gibt, wenn der Kohlenstoffgehalt des zu untersuchenden Stahles nicht über 1 Proc. beträgt, fand J. Sp. Parker (Chemical News, 1880 Bd. 42 S. 88) bei der Untersuchung von Tiegelguſsstahl mit diesem Verfahren viel zu niedrige Resultate. Beim Lösen gleicher Mengen Bessemerstahl und Tiegelguſsstahl von gleichem Kohlenstoffgehalt gab ersterer eine orangegelbe, der Tiegelguſsstahl eine braune Lösung und der unlösliche Rückstand des Bessemerstahles bildete kleine Schuppen in Form der angewendeten Metallspäne, der Tiegelguſsstahl braune, fein vertheilte Flocken. Durch Härten des Stahles geht die braune Abart des Kohlenstoffes in die gelbe über; erstere ist nach Parker im Tiegelguſsstahl gelöst, letztere im Bessemerstahl mit dem Eisen chemisch verbunden.

Th. W. Hogg (Daselbst S. 130) bestätigt die Beobachtungen Parker's, nimmt aber im gehärteten Stahl 3 Abarten des Kohlenstoffes an, nämlich Graphit, gebundenen Kohlenstoff, welcher mit heiſser Salpetersäure eine farbige, und solchen, welcher eine farblose Lösung gibt. Glühender Stahl enthält eine Verbindung von Kohlenstoff mit Eisen, welche bei plötzlicher Abkühlung gröſstentheils unzersetzt bleibt, bei langsamer Abkühlung aber zerfällt. Dem entsprechend gaben Stahlproben vor dem Härten beim Lösen in Kupferchlorid und Verbrennen des ausgeschiedenen Kohlenstoffes dieselbe Menge Kohlenstoff als |439| durch Einzelbestimmung des Graphites und des gebundenen Kohlenstoffes, nach dem Härten aber nach letzterem Verfahren weniger als mit Kupferchlorid, wie folgende Analysen zeigen:


Stahlproben
Gebundener
Kohlenstoff
colorimetrisch

Graphit
Gebundener
Kohlenstoff
und Graphit
Gesammt-
Kohlenstoff
d. Verbrennung
1) Vor dem Härten 0,89 0,29 1,18 1,18
Nach „ „ 0,58 Spur 0,58 1,09
2) Vor „ „ 0,45 0,04 0,49 0,47
Nach „ „ 0,21 0 0,21 0,50
3) Vor „ „ 1,05 Spur 1,05 0,99
Nach „ „ 0,52 Spur 0,52 1,02

Zum Aufsammeln des ausgeschiedenen Kohlenstoffes bei seiner Bestimmung im Roheisen empfiehlt J. C. Smith im American Chemical Journal, Bd. 1 S. 368 einen kleinen, etwa 1cm weiten Trichter mit einer Schicht Asbest auf einer durchlöcherten Platinscheibe, um die Anwendung einer Wasserluftpumpe zur Beschleunigung der Filtration zu ermöglichen.

S. C. Justum (Chemical News, 1880 Bd. 41 * S. 17) umgibt das Eisenstück bei seiner elektrolytischen Lösung mit einem mehrfachen Filter zur Sammlung des ausgeschiedenen Kohlenstoffes.

Bei der Bestimmung des Phosphors im Stahl hat J. O. Arnold (Chemical News, 1881 Bd. 43 S. 147) gefunden, daſs die Phosphorsäure aus der Lösung in Gegenwart des ganzen Eisens nicht völlig durch Molybdän saures Ammonium gefällt wird; dies geschieht erst nach Abscheidung der gröſsten Menge des gelösten Eisens beim Rochen der Lösung, worauf alle Phosphorsäure mit wechselnden Mengen Molybdänsäure ausgeschieden wird. Durch Lösen des Niederschlages in Ammoniak und Zusatz von Magnesiamischung kann sie nun völlig als Ammonium-Magnesiumphosphat gefällt werden. Die directe Fällung mit Magnesiamischung gibt, wegen der Löslichkeit des Phosphates in citronensaurem Ammonium, zu niedrige Angaben.

Zur Bestimmung von basischer Schlacke und Oxyden im Eisen löst W. Bettel (Daselbst S. 100) 5g Eisenspäne in 10g Brom, mit 35g Bromkalium und 150cc Wasser, filtrirt und wäscht mit einer Salzsäure haltigen Lösung von Schwefligsäure aus, dann mit Salzsäure haltigem und schlieſslich mit reinem Wasser. Nun wird eingedampft und die Kieselsäure mit einer Sodalösung ausgezogen.

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