Titel: Zur Werthbestimmung der Kohle.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 285 (S. 47–48)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj285/ar285013

Zur Werthbestimmung der Kohle.

Mit Bezug auf die in diesem Journal 1891 280 * 63. 89. 136 erschienene Abhandlung von Prof. Bunte erhalten wir die unter I abgedruckte Zuschrift des Herrn Scheurer-Kestner in Thann.

Wir haben von dem Inhalt derselben Herrn Bunte Kenntniss gegeben und lassen dessen Erwiderung unter II folgen.

I.

In einer Abhandlung von Prof. Bunte, die in D. p. J. 1891 280 63. 89. 136 erschienen ist, schliesst der Verfasser, dass die Verbrennungswärme der Steinkohle durch Berechnung mittels der Dulong'schen Formel festgestellt werden kann, oder mindestens, dass „man mit einer für die Praxis ausreichenden Genauigkeit die Verbrennungswärme der Kohle aus der genauen chemischen Analyse einer Durchschnittsprobe berechnen kann.“

Diese Behauptung, gegen die ich schon seit langen Jahren gekämpft habe, ist durch die Bunte'sche Abhandlung selbst nicht bewiesen. Im Gegentheil: die Tabelle der Saarkohlen zeigt mit der Dulong'schen Formel einen Unterschied von – 4,2 und + 2,8, also einen Unterschied von ± 7 Proc. zwischen zwei der untersuchten Kohlen (vgl. Ziehwald H und Griesborn).

Die andere Tabelle verschiedener Kohlen zeigt entsprechend noch einen Unterschied von – 3,7 und + 2,0, also ± 5,7 Proc.

Solcher Unterschied scheint mir zur Verwerfung der Dulong'schen Formel hinreichend, unbeachtet dass zwischen anderen Kohlen der Unterschied noch grösser ist.

Schwackhöfer hat für eine Kohle im Calorimeter einen Ueberschuss von 6 Proc. auf die nach Dulong'scher Formel berechnete Verbrennungswärme1) gefunden; Fischer gleichfalls 5,4 Proc.2) Bunte selbst hat in seinen Münchener Versuchen einen Ueberschuss von 6,5 Proc. für die Ruhrkohle General-Erbstollen bestätigt.3)

Um solche Erörterungen zwischen Vertheidigern der Dulong'schen Formel und seinen Gegnern zu Ende zu bringen, habe ich mich entschlossen, ein widersprechendes Verfahren anzuwenden, indem dasselbe Kohlenmuster der calorimetrischen Untersuchung von einem anderen Experimentator und von mir unterworfen wurde. Ich wandte mich an Mahler, der kürzlich mittels der Berthelot'schen Bombe4) die Verbrennungswärme von fünf verschiedenen Kohlen bestimmt hat.

Die von mir ausgewählte Kohlensorte rührt von Bascoup (Nordfrankreich) her. Sie hat mir vor 4 Jahren sehr niedrige Ergebnisse geliefert.5) Deshalb habe ich sie gewählt, um einen entscheidenden Versuch zu führen.

Zuerst wurde sie in dem Laboratorium der Faculté des sciences von Lille der Analyse unterworfen und die Analyse von mir wiederholt. Dann wurde die calorimetrische Prüfung von mir in der Berthelot'schen Bombe vom Collège de France und von Mahler in der Ecole des mines mit seiner Berthelot-Mahler'schen Bombe ausgeführt.

Analyse Lille Scheurer-Kestner
C 92,08 92,00
H 6,04 5,85
O + N + S 1,88 2,15
––––– –––––
100,00 100,00

Verbrennungswärme.

Mahler 8813
Scheurer-Kestner 8828
nach Dulong 9368

Unterschied zwischen Dulong und Beobachter.

Mahler hat mithin ein Minus 555 W.-E. = 5,9 Proc.
Scheurer-Kestner desgleichen 540 = 5,9

Mahler hat ferner, ohne Aufforderung meinerseits, eine andere Kohle calorimetrirt, wovon er die Ergebnisse mir freundlichst mittheilte. Die Kohle war eine englische Nixonkohle, die ich vor etlichen Jahren schon analysirt und in der Bombe geprüft habe.6)

Analyse.

C 90,27
H 4,39
O + N + S 5,34
––––––
100,00

Verbrennungswärme.

Mahler 8759
Scheurer-Kestner 1888 8864
ibid. 1892 8700
nach Dulong 8579
aus der Analyse berechnet ohne Rücksicht
auf Sauerstoff

8807

Unterschied zwischen Beobachtung und Dulong'scher Formel.

Mahler + 180 W.-E. = 2,0 Proc.
Scheurer-Kestner 1888 + 285 = 3,3
ibid. 1892 + 121 = 1,4

Unterschied zwischen Beobachtung und der Formel C 8080 + H 34500.

Mahler – 48 W.-E. = 0,5 Proc.
Scheurer-Kestner 1892 – 107 = 1,2

Es liegen also hier zwei Kohlen vor, deren Verbrennungswärme unzweifelhaft festgestellt ist und deren Analysen für sicher zu halten sind; dagegen ist der Unterschied nach der Dulong'schen Formel bedeutend und das Resultat ganz anders: im ersten Falle – 5,9 Proc. im zweiten + 2,0 oder +1,4 Proc. Noch ist zu bemerken, dass die Verbrennungswärme der Nixonkohle mehr von der Dulong'schen Berechnung abweicht als von der einfachen Zusammenrechnung der Verbrennungswärmen C + H.

Es kann nach diesen zwei Beispielen nicht mehr die Rede davon sein, die Dulong'sche Formel für die Verbrennungswärme anzuwenden. Es gibt heute keine Formel, die zu diesem Zweck dienen kann. Nur allein calorimetrische Versuche, wie ich es seit mehr als 20 Jahren behauptet habe, führen zu sicheren Ergebnissen. Der Gebrauch der Dulong'schen Formel führt die Gefahr einer Täuschung von mehr oder weniger als 7 Proc. mit sich, soweit wir bis jetzt wissen. Es ist möglich, es ist sogar wahrscheinlich, dass die Schwankungen noch grösser sein können für Kohlensorten, die noch nicht mit dem Calorimeter geprüft sind.

Dass von der Dulong'schen Formel kein Gebrauch gemacht werden kann, ohne dass man eine Unsicherheit von wenigstens 7 Proc. zu erwarten hat, ist durch diese Untersuchungen bewiesen. Es geht mit den Steinkohlen wie im allgemeinen Falle. Die Dulong'sche Formel ist nur auf die Elementaranalyse gegründet, aber die Kohlensorten unterscheiden sich auch durch ihre Immediatzusammensetzung. Die Immediatzusammensetzung ist von der molecularen Structur wie von der Elementarzusammensetzung abhängig.

Als Beispiel betrachten wir zwei Kohlensorten aus dem Pas de Calais (Nordfrankreich), welche ähnliche Elementarzusammensetzung haben: die erste 84,95 und die zweite 84,90 Proc. Kohlenstoff – nur ist die eine eine fette und die andere eine magere Kohle –, die eine gibt beim Destilliren 18 Proc. ihrer Kohlenstoffe als Kohlenwasserstoffe und Oxyde ab, die andere nur 9,9 Proc. Bei der Anwendung der Dulong'schen Formel wird trotzdem für die Verbrennungswärme dieser beiden Kohlenstoffmengen derselbe Coefficient verwendet, was unzulässig ist. Man weiss ja schon lange, dass Körper, deren Zusammensetzung dieselbe ist, wie z.B. Essigsäure und Ameisensäure-Methylester, doch durch ihre Verbrennungswärme sehr verschieden sind und sich noch mehr von der Dulong'schen Formel entfernen. Die letzte übertrifft sie um 30,8 Proc. Wenn solche |48| Schwankungen bei Substanzen von gleichen Zusammensetzungen beobachtet werden können, um wie viel mehr ist es wahrscheinlich, dass es unmöglich ist, mit irgend einer Sicherheit eine Formel für die Verbrennungswärme von Körpern, die so verschieden wie die Steinkohlen in ihrer Structur sind, anzuwenden.

II.

Wie ich aus den vorstehenden Mittheilungen ersehe, lässt Herr Scheurer-Kestner seine älteren calorimetrischen Versuche, welche bis zu 15 Proc. höhere Werthe ergeben hatten, als die Dulong'sche Regel, stillschweigend fallen und sucht, unter Berufung auf die früheren Arbeiten von Schwackhöfer, von mir u.a. seinen Widerspruch gegen die Dulong'sche Formel durch neue Versuche aufrecht zu erhalten. Zu dem Ende theilt Herr Scheurer-Kestner Versuche über eine Kohle von Bascoup mit, welche um etwa 6 Proc. weniger Wärme im Calorimeter ergeben haben soll, als die Berechnung aus der Elementarzusammensetzung.

Wären die vorstehend mitgetheilten Versuchsergebnisse einwandfrei, so würde gegenüber der ausserordentlich grossen Zahl von Steinkohlen, bei denen der berechnete Werth mit dem gefundenen sehr nahe übereinstimmt, die Kohle von Bascoup eine Ausnahme von der Regel darstellen, deren Möglichkeit ich niemals in Abrede gestellt habe und zwar wäre dies, wie ich hinzufügen darf, die einzige Ausnahme in ihrer Art. Zunächst habe ich aber begründeten Anlass anzunehmen, dass die von Herrn Scheurer-Kestner angegebene Elementarzusammensetzung der Kohle von Bascoup und also auch der daraus berechnete Dulong-Werth unrichtig sind. Die ganz ungewöhnliche Zusammensetzung dieser „Magerkohle“, welche nach Scheurer-Kestner 5,8 bis 6 Proc. Wasserstoff und 1,04 bis 1,31 Proc. Sauerstoff neben 0,84 Proc. Stickstoff7) enthalten soll, hat mich veranlasst Herrn Scheurer-Kestner um Ueberlassung einer Probe dieser Kohle zu bitten. Diese Probe, für deren Uebersendung ich Herrn Scheurer-Kestner dankbar bin, hat bei der Elementaranalyse ein von dem obigen völlig abweichendes Ergebniss geliefert, nämlich 90,7 Proc. C, 3,9 Proc. H (statt 6), 5,4 Proc. O + N + S. Da die Möglichkeit einer Verwechselung seitens des Absenders nicht ausgeschlossen ist, so muss die definitive Entscheidung darüber, ob die Kohle von Bascoup eine Ausnahme von der Regel darstellt, vorläufig noch ausgesetzt bleiben. Ich habe Schritte gethan, um in den Besitz völlig authentischer Proben der fraglichen Kohle zu kommen und behalte mir vor baldigst über das Ergebniss der Untersuchung zu berichten.

Was die Frage anlangt, ob die Dulong'sche Regel praktisch brauchbare Anhaltspunkte für die Beurtheilung des Heizwerthes der Steinkohle liefert, so haben alle neueren calorimetrischen Versuche, mit alleiniger Ausnahme derjenigen des Herrn Scheurer-Kestner und des einzigen Versuches von Herrn F. Fischer, zu einer bestimmten Bejahung derselben geführt. Ich verweise in dieser Beziehung auf meine vor kurzem gemachte Mittheilung in diesem Journal, 1892 283 256. Voraussetzung für die Brauchbarkeit der Dulong'schen Regel ist selbstverständlich eine richtige Elementaranalyse. Wo diese Voraussetzung nicht zutrifft, da wird man, trotz der besten calorimetrischen Methoden, vergeblich nach einem einfachen Zusammenhang zwischen Verbrennungswärme und chemischer Zusammensetzung der Steinkohle suchen.

Karlsruhe, chemisch-technisches Laboratorium der technischen Hochschule, Juni 1892.

H. Bunte.

|47|

Zeitschrift für analytische Chemie, 1884 S. 453.

|47|

D. p. J. 1885 258 * 330.

|47|

Bericht über die Heizversuchsstation München, Tabelle I Nr. 34, aber nach den nöthigen Correcturen, die ich im J. 1883 in dem Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse festgesetzt habe.

|47|

Comptes rendus, Académie des sciences 1892.

|47|

Comptes rendus, Académie des sciences 1888.

|47|

Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse, 1888, Verbrennungswärme 8864 etwas zu hoch.

|48|

Vgl. Comptes rendus 1892. Schwefel ist nicht bestimmt.

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