Titel: | Fabrikation der Schwefelsäure; von Robert Hasenclever, Fabrikdirector in Stolberg. |
Fundstelle: | Band 217, Jahrgang 1875, S. 41 |
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Fabrikation der Schwefelsäure; von Robert Hasenclever,
Fabrikdirector in Stolberg.
(Fortsetzung von S. 517 des vorhergehenden
Bandes.)
Hasenclever, über Fabrikation der Schwefelsäure.
Berechnung der producirten Schwefelsäure. Ueber den
Gehalt der wässerigen Schwefelsäure existiren in den chemischen Fabriken
verschiedene mehr oder weniger von einander abweichende Tabellen. In den neuesten
Lehrbüchern von Graham-Otto, Wagner, Volley
(Schwarzenberg) u.a. haben die Angaben von Bineau als die richtigsten Eingang gefunden. In vielen
Schwefelsäurefabriken rechnet man dagegen immer noch nach den älteren Angaben von
Vauquelin, d'Arcet, Dalton und Ure. Bei Aufstellung der letzteren Tabellen wird angenommen, daß die
Schwefelsäure des Handels von 66° B. nicht reines Hydrat sei, sondern bei
einem Volumgewicht von 1,830 etwa 6 bis 7 Proc. Wasser mehr als H₂SO₄
enthalte. In neuester Zeit hat, J. Kolb (1873 209 268) ausführliche und genaue Untersuchungen über den
Gehalt von Säuren verschiedener Volumgewichte an Monohydrat veröffentlicht, durch
welche die Angaben von Bineau zum größten Theil ihre
Bestätigung finden. Der Unterschied, welcher in dieser Beziehung bisher geherrscht
hat, rührt aber nicht nur von den ungleichen Gehalten her, welche verschiedene
Tabellen geben, sondern auch von der ungleichen Graduirung der Beaumé'schen Aräometer selber. Gerlach
(1870 198 313) hat eine interessante Zusammenstellung der
Volumgewichte gegeben, welche den einzelnen Graden der Aräometerscale
entsprechen.Da sich die chemische Großindustrie noch immer fast ausschließlich des Beaumé'schen Aräometers bedient, so ist
die a. a. O. gegebene Formel d = 144,3/(144,6
– n) (wo d
das Volumgewicht und n den Grad Beaumé
bedeutet) für die Umwandlung der Beaumé'schen Grade in Volumgewichte, zumal für den Gebrauch im
Laboratorium, von ganz erheblichem Interesse, und es
verlohnt sich daher, ihre Herleitung näher zu begründen.Wenn ein Aräometer in Wasser bei 0°, in einer zweiten Flüssigkeit D von dem Vol.-Gew. d nur bis n° einsinkt, so haben die
beiden verdrängten ungleichen Flüssigkeitsvolume dasselbe Gewicht, nämlich
das Gewicht des Aräometers. Bezeichnet man mit G
das Gewicht dieses Aräometers – das Gewicht eines Wasservolums,
welches dem Volum eines Scalentheils entspricht, als Einheit genommen
– so ist das Gewichtdes von dem Aräometer verdrängten WasservolumsGeines gleichen Volums der Flüssigkeit D vom Vol.-Gew. d.Gddes durch n Scalentheile verdrängten
Wassersneines gleichen Volums der Flüssigkeit Dnd.Nun ist es aber offenbar gerade dieses letztere Gewicht, um welches sich die
Gewichte Gd und G
von einander unterscheiden, und man hat daherGd – G = nd,woraus folgt:d = G/(G – n) und G
= nd/(d –
1)Für den Fall von Schwefelsäuremonohydrat vom Vol.-Gew. 1,842, in
welchem das Beaumé'sche Aräometer (bei
15°) bis zu 66° einsinkt, erhält man, indem diese Werthe in
dem letztgenannten Ausdrucke für d und n substituirt werden, für G die Zahl 144,3 und hat daherd = 144,3/(144,3 – n)Die in diesem Ausdrucke figurirende Zahl 144,3
repräsentirt also das Gewicht des Aräometers, wenn das Gewicht eines
Wasservolums, welches dem Volum eines Scalentheils entspricht, als Einheit
angenommen wird.A. W. Hofmann.
Es wäre sehr wünschenswerth, wenn sämmtliche Schwefelsäurefabrikanten gleiche
Reductionstabellen bei ihren Berechnungen zu Grunde legten, denn bei den Angaben
über das Ausbringen von Schwefelsäure von 66° B. aus Kies und Schwefel werden
häufig verschiedene Tabellen benützt, so daß sich dann die Betriebsresultate
verschiedener Fabriken nicht immer direct mit einander vergleichen lassen.
Die folgende Zusammenstellung der Angaben verschiedener Tabellen dürfte in dieser
Beziehung von Interesse sein.
GradBeaumé.
Vol.-Gew.nach Kolb.
Gehalt der Schwefelsäure an Monohydrat
nach:
Vauquelin.
d'Arcet.
Tabellenverschiedener Fabriken.
Bineau.
Kolb.
10
1,075
11,73
–
11,5
11,40
–
10,98
11,0
10,8
20
1,162
24,01
–
23,3
23,46
–
21,97
22,4
22,2
30
1,263
36,52
–
36,9
36,60
–
35,93
34,9
34,7
40
1,383
50,41
–
51,6
51,49
–
49,94
48,4
48,3
50
1,530
66,54
66,45
66,9
66,17
63,8
63,92
62,7
62,5
60
1,711
84,22
82,34
83,3
82,80
79,4
79,90
78,0
78,1
66
1,842
100,00
100,00
100,0
100,00
94,0
97,87
100,0
100,0
Reinigung der Schwefelsäure. Die Schwefelsäure des
Handels enthält meist geringe Mengen von Blei, Eisen und Arsen, abgesehen von Spuren von Selen oder
Thallium, die darin gelöst sein können. Nur bei vereinzelten Fabrikationen kommt es
darauf an, daß eine reine Säure im großen Betriebe angewendet wird, wie z.B. zur
Darstellung von eisenfreiem Glaubersalz für Spiegelglasschmelzen. In den meisten
Fällen ist der Eisen- und Bleigehalt der Schwefelsäure ihrer Verwendung nicht
nachtheilig. Will man die Metallsalze aus der Säure entfernen, so läßt sich dieses
einfach durch Destillation bewirken.
Die Beseitigung des Arsengehaltes der Schwefelsäure ist von größerer Wichtigkeit und
sind zur Erreichung dieses Zieles verschiedene Vorschläge gemacht worden. H. A. Smith (S. 5 des citirten Werkes) hat ausführliche
Untersuchungen über den Arsengehalt von Schwefelkiesen mitgetheilt. Er fand im
Schwefelkies von:
Spanien
Tharsis und Comp.Mason
1,651 Proc.1,745 „
Arsen„
Belgien
0,943 „
„
Westphalen
1,878 „
„
Norwegen
1,649 „
„
„
(schwefelreich)
1,708 „
„
Beim Rösten bleibt ein Theil des Arsens in den Abbränden zurück, ein Theil setzt sich
in den zur Bleikammer führenden Canälen ab, ein weiterer Theil gelangt in die
Schwefelsäure, geht mit dieser in die verschiedenen mit ihrer Hilfe dargestellten
Producte über und findet sich schließlich in dem aus den Sodarückständen
regenerirten Schwefel wieder. Nach Smith's Untersuchungen
enthält:
Norwegischer Kies (harte Sorte)
1,649 Proc.
Arsen
Nach dem Brennen
0,469 „
„
Schwefelsäure
1,051 „
„
Flugstaub im Canal vor der Bleikammer
46,360 „
„
Kammerschlamm
1,857 „
„
Salzsäure
0,691 „
„
Natriumsulfat
0,029 „
„
Sodarückstand der Auslaugerei
0,442 „
„
Soda
0 „
„
Regenerirter Schwefel
0,700 „
„
Was die Abscheidung des Arsens aus der Schwefelsäure anlangt, so sind in den letzten
Jahren über diesen Gegenstand mehrere wichtige Beobachtungen gemacht worden.
Bussy und Buignet haben die
gebräuchlichen Methoden der Entfernung dieser Verunreinigung in der Schwefelsäure
untersucht und als unzureichend erkannt (vergl. 1864 172
454).
BücknerBückner, Bayerisches Kunst- und
Gewerbeblatt, 1864 S. 480. hat sein früheres Verfahren zur Beseitigung des Arsens, welches darin bestand,
Schwefelsäure mit Chlorwasserstoffsäure zu erhitzen, modificirt. Er hat anerkannt,
daß mittels Chlorwasserstoffsäure das Arsen sich nicht entfernen läßt, wenn es in
Form von Arsensäure in der rohen Schwefelsäure sich befindet. Um die Arsensäure in
arsenige Säure überzuführen, wird entweder die zu reinigende rohe Säure zuerst mit
etwas Kohle erhitzt und sodann mit Chlorwasserstoffsäure behandelt, oder es wird das
Erhitzen mit Kohle und das Behandeln mit Chlorwasserstoffsäure gleichzeitig
vorgenommen. Da erfahrungsmäßig die Säure in den meisten Fällen Arsensäure enthält,
so ist die Erhitzung mit Kohle in jedem Falle anzurathen.
Blondlot empfiehlt die Umwandlung der arsenigen Säure in
Arsensäure bei einer durch Destillation zu reinigenden Schwefelsäure nicht durch
Salpetersäure, sondern durch Braunstein oder Kaliumanganat zu bewirken (1864 172 457).
LyteLyte, Chemical News
v. X p. 173. schlägt vor, die rohe Säure zuerst mit 1/4 bis 1/2 Proc. Oxalsäure in einer
Schale auf 110° zu erhitzen, dann mit chromsaurem Kali zu versetzen,
schließlich zu destilliren. Die Oxalsäure beseitigt die salpetrige Säure, die
Chromsäure verwandelt die arsenige Säure in Arsensäure.
In Freiberg und Oker wird die
Schwefelsäure durch Schwefelwasserstoff gereinigt, und ist dies Verfahren besonders
empfehlenswerth, seitdem das Gas nicht mehr in die Flüssigkeit eingeleitet wird. Man
läßt die Schwefelsäure in einem Fällthurm abwärts fließen, in welchem Prismen wie im
Gerstenhöfer'schen Ofen, aber von Blei angebracht
sind – jedoch mit dem Unterschied, daß eine Kante nach oben und eine Fläche
nach unten gekehrt ist. In diesen Fällthurm tritt unten ein Schwefelwasserstrom,
welcher aus Rohstein und Schwefelsäure entwickelt wird. Durch das Abfließen der
Säure in dünnen Schichten ist die Ausfällung des Schwefelarsens eine recht
befriedigende. (Vergl. 1874 213 25).
(Schluß folgt.)