XVII. Ueber die chemischen Vorgänge, welche beim Imprägniren des Holzes mit Kupfervitriol stattfinden; von Dr. Chr. R. König.Aus dem dießjährigen Programm der Realschule zu Leipzig vom Verfasser mitgetheilt König, über die chemischen Vorgänge, welche beim Imprägniren des Holzes mit Kupfervitriol stattfinden. Im Allgemeinen sind bei Anwendung des Kupfervitriols als Conservationsmittel die meisten Erfahrungen gemacht und die besten Resultate erhalten worden. Zunächst aus diesem Grunde, dann auch, weil über die Wirkung dieses Salzes bisher noch nähere Angaben fehlten, endlich aber auch, weil seine beiden Bestandtheile, Kupferoxyd und Schwefelsäure, mit Sicherheit qualitativ und quantitativ zu bestimmen sind, habe ich zu meinen Versuchen ausschließlich dieses Salz angewendet. Ich habe diese Untersuchung auf Veranlassung meines hochverehrten Lehrers, Hrn. Prof. Dr. Erdmann, unternommen, und es sind von diesem die wesentlichsten Resultate bereits im Jahre 1858 der Naturforscher-Versammlung zu Carlsruhe mitgetheilt worden.S. den amtlichen Bericht über die 34. Versammlung der deutschen Naturforscher etc. Ich werde mich hier nur kurz über meine zahlreichen chemischen Versuche aussprechen, da ich gegenwärtig damit beschäftigt bin, meine Beobachtungen auch auf das mit Erfolg zur Imprägnation angewendete Chlorzink auszudehnen, und später sämmtliche Versuche, mit den erforderlichen Zahlenbelegen, zu veröffentlichen gedenke. Zu meinen Versuchen wendete ich vorzüglich Fichtenholz an, das entweder in Form von Sägespänen oder in dünnen Stückchen durch sehr langes Einlegen in eine Lösung von reinem Kupfervitriol in destillirtem Wasser möglichst vollkommen imprägnirt wurde. Um ein klares Bild von der Art der Wirkung des Kupfervitriols auf das Holz zu erhalten, war es nöthig, folgende Fragen zu beantworten: 1) Geht das Holz mit dem Kupfervitriol oder einem seiner Bestandtheile, Kupferoxyd und Schwefelsäure, eine chemische Verbindung ein? 3) Wenn dieß der Fall ist, welche Theile des Holzes sind es, die die Fähigkeit haben, den Vitriol oder den einen oder andern seiner Bestandtheile aufzunehmen? 3) Wie ist den bei Beantwortung dieser Fragen sich ergebenden Resultaten gemäß die Beobachtung zu erklären, daß mit Kupfervitriol imprägnirtes Holz der Fäulniß länger widersteht als nicht imprägnirtes Holz? In Bezug auf die erste Frage zeigten Versuche mit verschiedenen Hölzern, welche ich imprägnirte, daß sowohl Kupferoxyd als Schwefelsäure vom Holze aufgenommen wird. Beide können durch oberflächliches Waschen des Holzes mit kaltem oder heißem Wasser daraus nicht wieder entfernt werden. Es bleibt nach einfachem Abwaschen im Holze ein basisches Salz zurück, d.h. ein solches, welches mehr Kupferoxyd auf eine bestimmte Menge Schwefelsäure enthält als der Kupfervitriol; natürlich mußte dann in einer Vitriollösung, welche zum Imprägniren gedient hatte, ein saures Salz vorhanden seyn; dieß konnte auch durch die Analyse bestätigt werden. Was die zweite Frage betrifft, „welche Bestandtheile des Holzes haben die Fähigkeit, das Kupferoxyd oder die Schwefelsäure zu binden,“ so muß ich zunächst daran erinnern, daß das Holz aus einem Gewebe von langgestreckten oder röhrenförmigen Zellen gebildet wird, die aus der eigentlichen Holzsubstanz, der Cellulose, bestehen, und die zum Theil mit dem Safte (Wasser, stickstoffhaltige Materien und Mineralsalze) und daraus abgesetzten Stoffen erfüllt sind. Verschiedene Hölzer enthalten überdieß noch in ihrem Gewebe eine größere oder geringere Menge Harz. Betrachtet man mit Kupfervitriol imprägnirtes Holz, so sieht man an der grünen Färbung einzelner Stellen sehr deutlich, daß das Kupfersalz hauptsächlich zwischen den Jahresringen in den minder dichten Partien des Holzes abgelagert ist, also vorzüglich an den vom Safte erfüllten Stellen. Man beobachtet aber ferner, daß sehr harzreiches Holz viel mehr Kupfersalz aufnimmt als harzarmes, daß z.B. Eichenholz fast gar nicht dadurch gefärbt wird. Die Holzfaser scheint schon hiernach mit dieser Bindung von Kupfersalz wenig oder gar nichts zu thun zu haben, und in der That zeigt sich, daß reine Holzfaser, z.B. chemisch präparirte Baumwollenfaser, keine Spur Kupfersalz chemisch bindet; es kann aus derselben sämmtliches Salz durch anhaltendes Waschen mit Wasser wieder entfernt werden. Versucht man nun, da harzarmes Holz, wie schon erwähnt, sehr wenig Kupfervitriol aufnimmt, durch Auskochen mit Alkohol ein völlig harzfreies Holz darzustellen und imprägnirt dieses, so färbt es sich nicht wie das harzige Holz, und es kann schon durch Waschen mit wenig Wasser das Kupfersalz daraus entfernt werden. Ebenso kann man harzhaltigem, imprägnirtem Holz (ich verwendete als solches sogenanntes Kienholz) durch Alkohol mit dem Harze sämmtliches Kupfersalz entziehen. Man erhält beim Eindampfen dieser alkoholischen Lösung eine grüne, Harz und Kupferoxyd (wahrscheinlich in der Form eines Resinats) enthaltende Masse. Aus diesen Beobachtungen folgt, daß die Bestandtheile des Kupfervitriols im Holze durch das Harz gebunden werden. Untersucht man aber endlich, zur völligen Entscheidung der Frage, ob bei dieser Aufnahme von Kupfersalz nicht auch andere Bestandtheile des Holzes mitwirken, ein und dasselbe Holz vor und nach der Imprägnation, so ergibt sich die höchst merkwürdige Thatsache, daß imprägnirtes Holz weniger Stickstoff enthält als nicht imprägnirtes, ja es ist möglich, durch anhaltendes Behandeln des Holzes mit Kupfervitriollösung sämmtliche stickstoffhaltige Bestandtheile aus dem Holze auszuziehen. Man findet die stickstoffhaltige Substanz in der Lösung wieder.Es sey hier erwähnt, daß man in den verschiedenen Lehrbüchern der Chemie von einander abweichende Angaben in Bezug auf das Verhalten des Eiweiß zu Kupfervitriollösung findet, daß aber einige neuere Lehrbücher die auch mit meinen Versuchen übereinstimmende Angabe enthalten: daß eine Lösung von Eiweiß (Albumin) mit wenig Kupferlösung einen unlöslichen Niederschlag von Kupfer-Albuminat gibt, der in einem Ueberschuß von zugefügter Kupfervitriollösung sich wieder auflöst. Ich erinnere daran, daß beim Imprägniren des Holzes mit Kupfervitriol die geringe Menge stickstoffhaltiger Substanz mit einem großen Ueberschuß an Kupfersalz zusammenkommt, also mit Leichtigkeit gelöst werden kann. Gehen wir endlich zur dritten Frage über: Wie ist die Beobachtung zu erklären, daß mit Kupfervitriol imprägnirtes Holz der Fäulniß länger widersteht als nicht imprägnirtes? Wir haben gesehen, daß die stickstoffhaltigen Bestandtheile vorzugsweise als Fäulnißerreger wirken; entfernen wir diese, wie es durch Behandlung des Holzes mit Kupfervitriol geschieht, nun so ist dem Holze der Bestandtheil genommen, welcher als sein gefährlichster Feind beim Lagern in der Luft und Feuchtigkeit auftritt. Nach diesen Beobachtungen glaube ich schon vor Beendigung meiner Versuche mit anderen Salzen die Vermuthung aussprechen zu können, daß wahrscheinlich auch andere Substanzen mit denen man günstige Resultate bei der Imprägnation erhielt, wie das Chlorzink oder die Mutterlauge von Salinen (Chlornatrium), in ähnlicher Weise lösend auf die eiweißartigen Stoffe des Holzes wirken und sie aus demselben ausziehen. Es mag aber die Conservation durch Kupfervitriol auch noch dadurch bedingt werden, daß die entstehende Kupfer-Harzverbindung die Poren des Holzes mehr oder weniger erfüllt, die Holzfaser umkleidet und so den Zutritt des Sauerstoffs abhält, sowie ferner das Holz weniger zugänglich für Insecten macht. Diese Thatsachen stimmen mit der Erfahrung, welche die Praxis gewonnen hat, vollkommen überein. Man hat gefunden, daß weiches Holz von lockerem Gefüge nach dem Imprägniren viel länger hält als dichteres Holz; nach den angeführten Versuchen erklärt sich dieß einfach daraus, daß aus großzelligem, weicherem Holze die stickstoffhaltigen Materien durch den Kupfervitriol viel leichter ausgewaschen werden können, als aus dichtem, schwerem Holze. Die Versuche geben aber der Praxis zugleich auch den Weg an, auf welche Weise am vortheilhaftesten mit Kupfervitriol imprägnirt werden kann. Es wird bei dünnen Hölzern, um die eiweißartigen Stoffe auszuziehen, genügen, die Hölzer längere Zeit in einer 1–2 procentigen Kupfervitriollösung unter öfterem Bewegen liegen zu lassen. Dickere Hölzer dagegen wird man in hölzernen oder steinernen Gefaßen (weil Metalle durch das Kupfersalz angegriffen werden) mit durch Wasserdampf erhitzter Vitriollösung behandeln oder sie, wo dieß angeht, nach dem Verfahren von Boucherie imprägniren müssen. Wenn bisweilen die Imprägnirungsversuche nicht das gehoffte Resultat gegeben haben, so mag die Ursache darin liegen, daß man die Eintauchung nur so lange hat dauern lassen, als zur Tränkung nöthig war, während nicht Tränkung, sondern nur Auslaugung, die viel längere Zeit erfordert, wie sich aus dem Obigen ergibt, den Zweck erfüllt.