Titel: | Bestimmung von Sauerstoff und Kohlenstoff im Eisen. |
Fundstelle: | Band 245, Jahrgang 1882, S. 293 |
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Bestimmung von Sauerstoff und Kohlenstoff im
Eisen.
Ledebur's Bestimmung von Sauerstoff und Kohlenstoff im
Eisen.
Nach A. Ledebur (Stahl und
Eisen, 1882 * S. 193) enthalten viele Sorten schmiedbaren Eisens
Sauerstoff, und zwar im Schweiſseisen als Eisenoxyduloxyd mechanisch der Hauptmenge
des Eisens beigemengt, im Fluſseisen wahrscheinlich als Eisenoxydul gelöst,
gewissermaſsen legirt. Quantitativ steht dieser gelöste Sauerstoff des Fluſseisens
jenen mechanisch beigemengten des Schweiſseisens zwar durchschnittlich nach, seine
Einwirkungen auf die Eigenschaften des Eisens sind aber gröſser und ist daher die
Bestimmung dieses im Fluſseisen gelösten Sauerstoffes kaum minder wichtig als die
des Schwefels und Phosphors.
Groſse Sorgfalt ist auf die Erlangung reiner und trockener Eisenspäne zu verwenden.
Die Gewinnung fettfreier Späne gelingt am besten, wenn man einen frischen Bohrer
schmieden, in fettfreiem Wasser härten läſst und mit demselben auf einer Unterlage
die Späne ausbohrt. Feilen sind zunächst mit Aether, dann mit Alkohol zu reinigen
und doch werden die Späne meist geringe Mengen organischer Stoffe enthalten. Zur
Entfernung der letzten Spur Feuchtigkeit und der kleinen Menge organischer Stoffe
glüht man die Späne in reinem und vollständig trockenem Stickstoff, welcher durch
Erwärmen von 1 Th. salpetrigsaurem Natrium, 1 Th. salpetersaurem Ammonium, 1 Th.
dichromsaurem Kalium und 10 Th. Wasser hergestellt, durch Eisenvitriollösung und
über glühende Kupferspäne geleitet, schlieſslich mittels Phosphorsäureanhydrid
getrocknet wird. Der erforderliche Wasserstoff wird aus Zink und Schwefelsäure
entwickelt, durch Natronlauge und alkalische Bleilösung, dann durch ein mit
platinirtem Asbest gefülltes, erhitztes Rohr geleitet, schlieſslich nnt
concentrirter Schwefelsäure und Phosphorsäureanhydrid getrocknet. Von den zu
untersuchenden Eisenfeilspänen wurden etwa 15g
mittels Porzellanschiffchen in ein etwa 18mm
weites, 70cm langes Glasrohr geschoben, welches
dann mittels Kautschukpfropfen und T-Rohr mit den den
trocknen Stickstoff und Wasserstoff zuführenden Leitungen verbunden wird, während
das andere ausgezogene Ende das mit Phosphorsäureanhydrid beschickte Absorptionsrohr
trägt.
Zunächst wird bei einem Versuch das Rohr mit den Kupferspänen erhitzt und ein
langsamer Strom Stickstoff durch den Apparat geleitet; dann wird nach etwa 2 Stunden
das Rohr mit den Eisenspänen erhitzt, während noch ununterbrochen Stickstoff
hindurchgeht, um alle flüchtigen Stoffe auszutreiben. Nun erst wird das
Absorptionsrohr mit Phosphorsäureanhydrid vorgelegt, der Quetschhahn der
Stickstoffleitung geschlossen, der der Wasserstoffleitung geöffnet. Für das Glühen
im Wasserstoffstrome genügen 30 bis 45 Minuten. Dann dreht man allmählich die
Flammen aus und läſst den Apparat erkalten, während noch unausgesetzt Wasserstoff
hindurchgeht. Nach abermals 30 Minuten wird das Absorptionsrohr entfernt, mit einer
besonderen Leitung verbunden, welche zur Verdrängung des eingeschlossenen
Wasserstoffes mit Phosphorsäure getrocknete Luft hindurchführt, und schlieſslich
gewogen. Man wägt nun auch das Schiffchen sammt Inhalt und ermittelt den
Gewichtsverlust. Derselbe muſs, wenn der Versuch gelungen war, wenigstens annähernd
genau mit dem aus dem absorbirten Wasser gefundenen Sauerstoffgehalte stimmen. Ist
er geringer als dieser, so läſst sich mit ziemlicher Sicherheit auf eine
Fehlerquelle während des Glühens schlieſsen.
Auf diese Weise untersuchtes graues Roheisen ergab keine Gewichtszunahme des
Absorptionsrohres, enthielt daher keinen Sauerstoff. Martineisen aus Oberhausen
enthielt 0,035 Proc. Sauerstoff, Fluſseisen aus Bochum 0,047, Thomaseisen, und zwar
Schöpfprobe vor vollständiger Entphosphorung der Birne entnommen, von den
„Rheinischen Stahlwerken“ 0,068 Proc., Thomaseisen-Schöpfprobe nach
beendeter Entphosphorung 0,111 und Schweiſseisen von der „Gutehoffnungshütte“
0,515 Proc. Sauerstoff. Nach Ledebur findet die groſse
Menge des Sauerstoffes im Schweiſseisen ihre genügende Erklärung, wenn man die
reichliche Menge Schlacke erwägt, welche allem Schweiſseisen beigemengt zu sein
pflegt. Die Sauerstoffbestimmung gibt ein Mittel zur ungefähren Gewichtsbestimmung
jener Schlacke. Dieselbe wird gröſstentheils als Eisenoxyduloxyd, Fe3O4 mit 27,5 Proc.
Sauerstoff, zugegen sein; es beträgt alsdann die Schlackenmenge des Eisens 1,8
Proc.
Zur Bestimmung des Kohlenstoffes ist nach Ledebur die
Methode von McGreath und Ullgren die empfehlenswertheste. Sie beruht bekanntlich auf dem Zerlegen
des Eisens durch Kupferammoniumchlorid, Sammeln des zurückbleibenden Kohlenstoffes
auf einem Asbestfilter und Oxydation desselben zu Kohlensäure durch ein Gemisch von
concentrirter Schwefelsäure und Chromsäure. Man verwendet hierzu passend eine
Kochflasche, deren Hals einen Scheidetrichter trägt, zum Einlassen der Chromsäure
und Schwefelsäure, während Gase und Dämpfe durch ein seitlich angebrachtes Rohr
abziehen, damit die verdichtete Flüssigkeit langsam in die heiſse Schwefelsäure
zurückflieſst.