Titel: | Ergänzungen und übersichtliche Bearbeitung, sowie neue Methoden der Ermittelung von Chrom, Kupfer und Nickel in den entsprechenden Stahlsorten. |
Autor: | Alfred Ziegler |
Fundstelle: | Band 285, Jahrgang 1892, S. 140 |
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Ergänzungen und übersichtliche Bearbeitung, sowie neue Methoden der Ermittelung von
Chrom, Kupfer und Nickel in den entsprechenden Stahlsorten.
Von Alfred Ziegler.
Mit Abbildungen.
Ergänzungen und übersichtliche Bearbeitung von Chrom, Kupfer und
Nickel.
I.Fortschritte in der Analyse von Chromstahl.
Seit meinen letzten Veröffentlichungen in dieser Zeitschrift habe ich die
verschiedenen Arten der Bestimmung von Chrom in Chromstahl einer kritischen
Bearbeitung unterziehen können, und richtete mein Augenmerk besonders auch darauf,
die seitherigen Methoden noch zu vereinfachen bezieh. zu verbessern.
In Nachfolgendem bespreche ich deshalb vier verschiedene Methoden, weil der eine
meiner Herren Fachgenossen lieber so, der andere anders wird arbeiten wollen, um so
mehr, als die Einrichtungen in Hüttenlaboratorien nicht immer so vollständig sind,
dass jede neue Methode mit dem vorhandenen Analysirwerkzeuge ohne weiteres
ausgeführt werden könnte.
Erste Vorschrift:
1 bis 2 g Substanz löst man in Salzsäure (1 : 3), oxydirt in der Porzellanschale
mit Wasserstoffsuperoxyd (oder HNO3), dampft zur
Trockene ab und bringt und wischt (eventuell unter Zuhilfenahme von, mit starker
Salzsäure getränktem Filterpapier) die Masse in den Silbertiegel, welcher, je
nachdem 1 g oder 2 g Einwage verwendet wurde, mit 6 g NaHO und 3 g NaNO3 oder mit mehrfachen Mengen beschickt ist.
Statt in den Silbertiegel kann man (aber weniger gut) die Masse aus der Schale in
einen Platintiegel bringen, der die sogen. Salpetersodaschmelze (120 g Na2CO3 + 80 g
KNO3) enthält, und darin die durch Behandeln
mit Salzsäure erhaltene Masse aufschliessen.
Das Aufschliessen im Silbertiegel ist in D .p. J.
1891 279 163 genau beschrieben worden und gilt auch
für die weitere Behandlung das daselbst über Ferrochrom Veröffentlichte. Die
Schmelze löst man in Wasser, wischt den Tiegel aus, leitet in die Lösung
überschüssige Kohlensäure ein, verdampft zur Trockene (in Platin- oder
Porzellangefäss), nimmt mit Wasser auf, filtrirt, wäscht mit Soda haltigem
Wasser aus und schliesst den Schmelzrückstand noch einmal auf. (Ist dabei noch
eine wesentliche Menge Chrom nachzuweisen, so sollte ein drittes Aufschliessen
stattfinden.)
Die übrige Behandlung der folgenden Schmelzen ist die der ersten.
Zweite Vorschrift:
Diese ist eigentlich nur in der Vorbereitung zum Aufschliessen verschieden von
der ersten, und führe ich selbe nur deshalb nochmals an, um eine praktische Art
der Behandlung mit Kupferammonchlorid zu empfehlen. (Siehe übrigens D. p. J. 1889 274 413,
1890 275 91 und 1891 279
163.)
Die gebohrte Stahlprobe kommt in einer je nach Gehalt verschiedenen Menge (jedoch
kaum unter 1 g) in einen Erlenmeyer-Kolben, welchem ein dreifach durchbohrter
Gummistopfen aufgesetzt wird. Durch die erste Durchlochung a geht, kurz unter dem Stöpsel endend, ein einmal
gebogenes Glasrohr, welches durch einen langen, leichten Schlauch mit einem
thunlichst gleichmässig Kohlensäure entwickelnden Apparate in Verbindung
steht.
Durch die zweite Durchbohrung geht ein zweimal gebogenes Glasrohr b. Die dritte Oeffnung c verschliesst man nur zeitweilig mit dem Daumen, wenn man die
zersetzte Masse mit der Flüssigkeit durch den Kohlensäuredruck auf die
bereitstehende Filtrirvorrichtung B drücken will
(vgl. Fig. 1 und
2).
In die Zersetzungsflasche A füllt man nun auf die
Bohrspäne die auf dem Wasserbade bis etwa 70° C. erwärmte, bekannte Lösung von
Kupferammonchlorid in der Menge von 50 cc auf 1 g Stahl. Die Zersetzung beginnt
sofort und wird durch andauerndes Schütteln beschleunigt, so dass dieselbe je
nach der Stahlmenge in ¼ bis ¾ Stunde beendigt ist. Der Erlenmeyer-Kolben wird,
einerseits um ihn zu schonen, andererseits um der Flüssigkeit die Wärme
thunlichst zu erhalten, auf ein Stück Asbestpappe gestellt.
Textabbildung Bd. 285, S. 141Ziegler's Apparat zur Analyse von Chromstahl. Die Kohlensäure-Einleitung geschieht fortlaufend, bis der letzte Rest
der Flüssigkeit nach der Zersetzung auf das Filter gebracht ist.
Das zweifach gebogene Rohr suche man mit Kohlensäure gefüllt zu erhalten, was
durch Rechtsneigen des Kolbens, wobei das untere Ende des Rohres ausserhalb der
Flüssigkeit zu stehen kommt, leicht gelingt. Der sich etwa bildende
Eisenbeschlag darf nur bei der Zersetzung behufs Kohlenstoffbestimmung mit Säure gelöst werden.
Bei der Chrombestimmung muss man einen solchen mittels Wischer loslösen.
Den Inhalt des Filters kann man durch Auflegen einer Glasplatte und Anfüllen mit
Kohlensäure thunlichst vor der Einwirkung der Luft schützen. Nach der Filtration
wird der Rückstand mit Schmelze u.s.w. wie bei Vorschrift 1 weiter
behandelt.
Dritte Vorschrift:
a) Man oxydirt 1 bis 2 g (je nach Chromgehalt) im Platintiegel mit etwas
Salpetersäure von 1,2 spec. Gew.; trocknet und schliesst mit Natriumbisulfat
auf. Schmelzen des NaHSO4
allein schliesst zwar Stahlspäne auch auf, jedoch
viel langsamer.
b) Zur Vorbereitung kann man auch in verdünnter Schwefelsäure lösen, die Lösung
eindampfen und dann bis zum Entweichen von Säuredämpfen erhitzen. Nach dem
Abkühlen löst man auf dem Dampfbade mit zugesetztem Wasser, bis der Seidenglanz
(noch ungelöstes Eisensulfat) verschwunden ist. Der Rückstand enthält nach dem
Filtriren alle SiO2, aber auch noch geringe
Mengen Cr u.s.w. welche bei besonders genauen Analysen zu beachten sind.
Man raucht in diesem Falle nach Veraschen den Rückstand mit Flussäure ab und
schliesst nochmals mit NaHSO4, welches nun alles
löst, auf.
Die durch a) oder b) erhaltene Lösung erhitzt man nun und setzt so lange, bis die
rothe Farbe einige Minuten bleibt, eine Lösung von 8 g KMnO4 auf 1 l Wasser zu. Hierdurch wird das
schwefelsaure Chrom zu Chromsäure bezieh. chromsaurem Alkali oxydirt. Darauf
setzt man nun festes Na2CO3 zu der sauren Lösung in kleinen Antheilen,
damit die Flüssigkeit nicht übersteigt, bis zur alkalischen Reaction, lässt
absetzen, hebert und filtrirt die Flüssigkeit ab und behandelt dieselbe wie die
Lösung der Aetznatron-Salpeterschmelze bei Vorschrift 1 weiter.
Man kann auch die Flüssigkeit mit der Fällung auf ein bestimmtes Maass auffüllen
und filtrirte Theilmengen zur Analyse benützen.
Vierte Vorschrift:
Diese bietet einige Vortheile, obwohl sie gut controlirt werden muss, wenn man
sicher sein will, genaue Resultate zu erzielen.
Man löst in Salzsäure, dampft zur Trockene ein, erwärmt einige Stunden auf etwa
120° C., behandelt mit (99 Proc. Tr.) Alkohol (Chromchlorid ist darin so gut wie
unlöslich), wodurch ein grosser Theil der anderen Chloride von Chrom getrennt
wird, filtrirt unter Absaugen (hierzu eignen sich ganz besonders die gehärteten
Filter Nr. 575 von Schleicher und Schüll in Düren,
Rheinland) und behandelt den Rückstand mit Aetznatron-Salpeterschmelze u.s.w.
wie bei Methode 1.
Die alkoholische Lösung, aus welcher ohnedem durch Destillation der Alkohol
wieder gewonnen werden soll, wird in ihrem Rückstande auf Chromgehalt
geprüft.
Allgemeine Bemerkungen zu Obigem.
Selbstverständlich richtet man sich beim Aufschliessen mit Aetznatron-Salpeter-
bezieh. Salpeter-Sodaschmelze nach der Menge des vorhandenen
Eisenoxydrückstandes.
Das endgültig gewogene Cr2O3 ist in allen Fällen durch
Salpeter-Sodaschmelze bezieh. NaHSO4-Schmelze
auf Reinheit zu prüfen.
Vorschrift 3 kann auch mit der Reinhardt'schen
Zinkoxydfällung nach Desoxydation durch unterphosphorigsaures Natron combinirt
werden.
Die Chromatlösung wird manchmal durch Zusatz von überschüssiger Salzsäure so
oxydirt, dass sie durch freie Chromsäure lange gelb bleibt (besonders bei
Anwesenheit von Salpeter). Durch etwas Alkoholzusatz kann die Umwandlung in
Chromchlorid rasch erreicht werden.
Die Fällung des Chromoxydhydrates mit Ammoniak, welche je nach dem
Oxydationsgrade auf verschiedene Weise vor sich geht und somit bald in längerer,
bald in kürzerer Zeit beendet ist, darf, wenn Platingefässe nicht zur Verfügung
stehen, nur in guten Porzellanschalen vorgenommen werden.
Der Glasstab soll während des Erhitzens nicht in der ammoniakalischen Lösung
bleiben, da Glas bekanntlich stark von Ammoniak angegriffen wird und dann
eventuell das Chromoxyd verunreinigen hilft.
Am besten wären Platinstäbe zu benützen. Nach den angegebenen Methoden wurden
wiederholt Chromstähle von 0,37 bis 1,7 Proc. Chromgehalt analysirt und die
Vorschrift 1 für am besten befunden.
Zum Schlusse kann ich nicht umhin, als fünfte Vorschrift einen Hinweis auf
die Chromtitrirung zu geben.
In dem demnächst von Dr. Fr. Böckmann
herausgegebenen, bei Springer in Berlin erscheinenden Werke: Die chemisch-technischen Untersuchungsmethoden ist
eine diesbezügliche Methode nach A. A. Blair: Die
chemische Untersuchung des Eisens, übersetzt von L. Rürup, referirt.
Ferner finden sich sehr bemerkenswerthe gediegene Ausführungen über diesen
Gegenstand in der Oesterreichischen Zeitschrift für
Berg- und Hüttenwesen, 1884 S. 463 bis 465, von Dr. H. Peterson.
Ich habe noch nicht genügende Erfahrung über diese Zeit ersparende Methode; es
wird mir aber vielleicht einmal gegönnt sein, in dieser Zeitschrift darüber
Mittheilungen, zu machen.
II.Uebersichtliche Darstellung der Methoden, Kupfer
in Stahl und Eisen zu bestimmen.
1) Bekanntlich kann Kupfer in schwach salzsaurer Lösung (in der sich kein anderes
durch Schwefelwasserstoff fällbares Metall in Lösung befinden darf) durch H2S vollständig gefällt werden. Es ist jedoch beim
Lösen in Salzsäure immer auf einen etwaigen darin unlöslichen Rückstand, welcher
Schwefelkupfer enthalten könnte, Rücksicht zu nehmen.
2) Dr. M. A. v. Reis beschreibt in Stahl und Eisen, 1889 Nr. 8 S. 720 und 1891 Märzheft S.
238, ein Verfahren der Fällung von As bezieh. Cu in Eisen mittels sulfocarbonsaurem
Ammon, wobei die lästige Fällung durch Schwefelwasserstoff umgangen werden kann.
Das sulfocarbonsaure Ammon stellt Reis durch Schütteln einer Mischung von 100 cc
Schwefelkohlenstoff, 500 cc concentrirtem Ammoniakwasser und 500 cc 95procentigem
Alkohol (bis sich der CS2 gelöst hat) und Verdünnen
dieser Lösung mit 4 Raumtheilen Wasser her.
Die Lösung soll vor Licht und Luft geschützt aufbewahrt werden.
Die Methode nach Reis ist, von mir etwas modificirt, (da
in der Originalabhandlung durch ein Versehen die nöthige Abscheidung der SiO2 ausgelassen erscheint) folgendermaassen
auszuführen:
Je nach dem Kupfergehalte sind: von Roheisen, Ferromangan und Stahl 10 g; von
Eisensorten, denen absichtlich Kupfer einverleibt ist, entsprechend weniger, etwa
0,2 bis 1 g einzuwiegen.
Man löst in einer bedeckten Porzellanschale in der nöthigen Menge (50 cc bis 150
ccDie angeführten Maximalzahlen sind die von Reis
für die Einwage von 10 g angegebenen.) Salzsäure (1 Vol.
concentrirte HCl: 0,5 Vol. H2O) endlich unter
Kochen. Nun dampft man zur Trockene, löst und filtrirt. Der SiO2-Rückstand, welcher u.a. noch etwas Cu enthalten
kann, wird durch Abrauchen mit HF und H2SO4 von der SiO2
befreit, mit NaHSO4 aufgeschlossen, gelöst, verdünnt
und mit H2S gefällt. (Man kann auch diese Lösung zur
salzsauren Hauptlösung bringen.Reis will in den Fällen, in welchen sich nicht
alles in HCl löst, das eventuell im Rückstande befindliche Cu durch
oxydirenden Zusatz von 30 cc H2O2 und Erhitzen in Lösung bringen. Ob dieses
Verfahren immer genügt, weiss ich nicht, ziehe deshalb das zur sicheren
Lösung führende Verfahren vor.)
Zur erwärmten Gesammtlösung gibt man nun, je nach der Einwage, 2 g bis 5 g
festes unterphosphorigsaures Natron hinzu und kocht. Ist die Desoxydation beendet,
so verdünnt man mit heissem Wasser auf 200 cc bis 700 cc, setzt 5 cc bis 10 cc
Ammonsulfocarbonatlösung unter längerem Umrühren hinzu und filtrirt den sich rasch
absetzenden dunkelbraunen Niederschlag sogleich. Ausgewaschen wird 10mal mit einer
Mischung von 500 cc heissem Wasser + 5 cc Ammonsulfocarbonatlösung + 10 cc
concentrirte Salzsäure; und dann 3mal mit heissem Wasser. Das Filter kommt mit dem
noch nassen Niederschlage in den gewogenen Porzellantiegel, wird vorsichtig
verascht, danach 5 Minuten bei schwacher Rothglut (damit Kupfer nicht in das
Tiegelemail einschmilzt) unter Lufteinwirkung erhitzt und als CuO gewogen.
3) Als selbständige oder controlirende Cu-Bestimmung nach der Fällung als Schwefelkupfer wäre noch die Farbenvergleichung einer
Probelösung mit einer Normalkupferlösung zu erwähnen.
Die Lösung der Probe wird in der Regel so hergestellt, dass die salzsaure Lösung der
Substanz mit H2S gefällt, der ausgewaschene
Niederschlag verascht und in HNO3 gelöst wird.
Blieb nach dem Lösen in Salzsäure ein unlöslicher Rückstand, so ist dieser ebenfalls
nach Veraschen in heisser Salpetersäure zu lösen und der ersten salpetersauren
Lösung zuzufügen.
Die gesammte Kupferlösung wird nun auf dem Wasserbade eingeengt, mit Ammoniakwasser
versetzt; bis ein entstandener Kupferniederschlag eben wieder gelöst istDie Nuance
nicht nur die Stärke der Probelösung muss genau dieselbe wie die der
Normallösung sein. Ueberschüssiges Ammoniak verändert solche meistens ins Violette., und
direct (da sich hierbei manchmal noch Eisenhydroxydflöckchen ausscheiden) in das
entsprechende Eggertz-Rohr durch ein kleinstes Filterchen filtrirt. In einem
gleichen graduirten Rohre befindet sich je nach der Stärke der Probelösung ein
bestimmtes Maass der passenden Normalkupferlösung und kann dann durch Verdünnen mit
Wasser der gleiche Farbenton hergestellt und nach der beobachteten Anzahl der
Cubikcentimeter der Gehalt an Cu berechnet werden.
Die Normalkupferlösung hat man sich in grösserer Menge aus reinstem Batterie- oder
Bandkupfer durch Lösen desselben in HNO3 und eben Ueberneutralisiren mit NH3 in ganz ähnlicher Weise wie die Probelösung
hergestellt. Ich finde eine Normalkupferlösung von 0,0002 g Cu in 1 cc und eine
solche von 0,002 g Cu in 1 cc für alle Fälle ausreichend, und halten sich diese
Lösungen wohlverwahrt lange Zeit.
Stärkere Vergleichskupferlösungen beobachte man in schwächeren Röhren, schwächere in
Eggertz-Röhren mit grösserer lichter Weite. Es reichen nach meinen Erfahrungen
Eggertz-Rohre
a)
von
24 cc
Fassungsraum
in
0,2 cc
getheilt,
l. W.
1,5 cm
b)
„
16 cc
„
„
0,1 cc
„
l. W.
1,2 cm
c)
„
9 cc
„
„
0,1 cc
„
l. W.
0,9 cm
in der Länge von etwa 15 bis 16,5 cm für alle Bestimmungen
aus.
Kann man bei geringem Cu-Gehalte 5 bis 10 g Substanz einwiegen, so ist es leicht,
mittels dieser Methode noch einige Tausendstel-Procent Cu in kurzer Zeit zu
bestimmen.
4) Sei noch auf die elektrolytischen Bestimmungsweisen des Cu (beschrieben in
Fresenius: Quant. Analyse, Bd. II S. 495 ff., und
A. Classen: Quant. chem. Analyse durch Elektrolyse)
hingewiesen, welche jedoch nur bei höherem Cu-Gehalte in Eisensorten Anwendung
finden dürften.
Da das Kupfer in der Analyse als CuS, als CuO und als metallisches Cu gewogen werden
kann, so hat man es, wenn dieses Metall als CuS bestimmt war, in der Hand, durch
Umwandlung dieser Verbindung in CuO bezieh. Cu das Resultat mehrfach zu controliren.
Zu diesem Zwecke erhitzt man das gewogene Schwefelkupfer bei Luft- oder
Sauerstoffzutritt oder unter Lufteinleiten und erhält so CuO, welches wieder gewogen
wird. Erhitzt man nun diese Verbindung im Wasserstoffstrome oder in einem durch
Kalilauge gereinigten, aus einem Gasometer unter Druck austretenden
LeuchtgasstromeDer übliche Gasleitungsdruck ist in der Regel zu gering, um das Gas durch
Reinigungsgefässe zu drücken., so verwandelt sich selbe in
metallisches Kupfer. Diese Operationen können in ein und demselben (Rose) Tiegel
unter Anwendung des bekannten Porzellanrohres mit durchlochtem Deckel vorgenommen
werden; nur ist es gut, wenn man zu diesem Zwecke das durch die Ansatzplatte gehende
Porzellanrohrende durch ein aufgestecktes Platinblechröhrchen (welches man leicht
durch Zusammenrollen eines Stückchen Platinbleches herstellen kann) gegen den
Tiegelinhalt zu verlängert.
Stimmen die Umwandlungsgewichte nicht mit den theoretischen Umsetzungswerthen, so war
die gewogene Masse nicht rein. Zum Schlusse bleibt dann immer noch die
colorimetrische Vergleichung als letzte Bestätigung.
Der Kohlenstoff kann in Stählen bis zu 4 Proc. Cu- und
bei etwa 0,4 Proc. C-Gehalt eben noch mittels der
Eggertz-Methode bestimmt werden, obwohl hier schon Fehler bis zu 0,04 Proc.
gegenüber der sehr genauen nassen Verbrennung nach Zersetzen mit Kupferammonchlorid
eintreten können.
III.Uebersichtliche Bearbeitung der
Ermittelungsweisen von Nickel in Nickelstahl und eine neue technische Art dieser
Bestimmung.
Da man neuerer Zeit des öfteren in den Fachzeitschriften (wie: Stahl und Eisen, Iron u.s.w.) über
Beschiessungsversuche von Panzerplatten zu lesen in die Lage kommt, bei welchen
Berichten der Nickelstahl als ganz besonders tauglich zu jenem Zwecke hervorgehoben
wird, werden sich manche Stahlhütten, wenigstens versuchsweise, jenen Anregungen
zuwenden, und den betreffenden Analytikern wird die Aufgabe zufallen, die nicht sehr
einfache Bestimmung von Nickel in Stahl auszuführen. Es ist deshalb vielleicht
zeitgemäss, auf oben angedeuteten Gegenstand näher einzugehen.
Bisher wurde Ni neben viel Fe (Mn und Si), unter anderem auf folgende Arten
bestimmt:
1) Durch Fällung mit Schwefelammon nebst nachherigem Ansäuern mit Salzsäure und
Einleiten von Schwefelwasserstoff. Beschrieben in Fresenius:
Quant. Analyse, Bd. I S. 579, c. Randnummer 89. Wenn möglich, vermeidet man
jedoch gerne das geradezu unappetitliche Arbeiten mit Schwefelammon.
2) Durch A. Classen's Trennung als oxalsaures Salz
(Fresenius: Quant. Analyse, Bd. II S. 395).
Die salzsaure Lösung wird nach Abscheidung der SiO2
oxydirt, zur Trockene verdampft, der Rückstand mit der 7fachen Menge einer Lösung
von neutralem, oxalsaurem Kali (1 : 3) kurze Zeit auf dem Wasserbade erwärmt und ein
etwa ungelöster Rest durch tropfenweisen Zusatz von Essigsäure in klare Lösung
gebracht. Man erhitzt nun zum Kochen, fügt unter Umrühren 80procentige Essigsäure
zu, und zwar mindestens ein der zu fällenden Flüssigkeit gleiches Volumen. Dann
fällt Nickel, wenn solches in geringer Menge vorhanden, krystallinisch, sonst amorph
aus. Nach der Vorschrift wird nun 6 Stunden auf 50° C. erhitzt, heiss filtrirt und
mit einer Mischung von concentrirter Essigsäure, Alkohol und Wasser (1 : 1 : 1)
vollständig ausgewaschen.
Das Oxalsäure Nickel wird getrocknet, langsam im Platintiegel erhitzt, zuletzt stark
und lang geglüht. Bei ungenügendem Auswaschen ist das NiO Kali haltig. Mangan wird
mitgefällt (kann aber nach Extrabestimmung abgezogen werden). Die Methode erfordert
grosse Uebung. Besondere Schwierigkeiten macht das heiss vorzunehmende Filtriren und
Auswaschen. Die starken essigsauren Dämpfe sind sehr lästig, so dass man gerne zu
anderen Ermittelungen greift.
3) Durch die (u.a. in A. Classen: Quant. chem. Analyse durch
Elektrolyse beschriebene) anscheinend leichte Trennung der beiden so
ähnlichen Metalle Eisen und Nickel wäre wohl ein Ersatz geboten; jedoch steht nicht
jedem Laboratorium ein elektrolytischer Apparat zur Verfügung.
4) Man hat auch die durch Br oxydirte salzsaure Lösung kalt mit BaCO3 gefällt, um im Filtrate das Ni zu bestimmen;
jedoch ist diese kalte Fällung nicht immer vollständig und gibt leicht ungleiche
Resultate.
5) Th. Moore hat eine besonders für Co-Bestimmung
anzuwendende, in Chemiker-Zeitung, 1892 Nr. 22
Repertorium Nr. 8, referirte Methode angegeben, nach welcher er die mit NaHSO4 aufgeschlossene Masse mit Ammoncarbonat behandeln
und so Fe, Mn u.s.w. in Schmelze unlöslich ausscheiden will. Ni und Co sollen in
Lösung gehen. Auch diese Art ist sehr unbequem und gab mir selbst bei Anwendung von
praktischeren Neutralisationsmitteln kein brauchbares Resultat.
6) Die bekannte „basische Fällung“ mit ihrem schleimigen, schwer auswaschbaren
Eisenniederschlage empfiehlt sich auch nicht besonders.
So versuchte ich denn eine neue Art der Nickelbestimmung, welche der Stahltechnik
brauchbare analytische Resultate in kurzer Zeit verschaffen sollte, ausfindig zu
machen.
Es gelang mir nach vielen Versuchen, in dem borsauren
Ammon ein Salz in Anwendung zu bringen, welches in stark ammoniakalischer
Lösung so gut wie alles Fe, Mn, Al und andere ähnliche Körper vom Nickel (bezieh. Co
und Cu) trennen hilft. Da nun Ni (wie Cu), um bestimmte ausgeprägte Eigenschaften
des Stahles zu erzielen, demselben kaum in einer Menge unter 1 Proc. zugesetzt wird,
der Co- und Cu-Gehalt des Würfelnickels aber in der Regel verschwindend gering zu
nennen ist, so kann meine Methode, welche ich anschliessend beschreibe, selbst wenn
Spuren von Ni (bezieh. Co) beim Eisenniederschlage bleiben bezieh. Co und CuDieses kann jedoch vorher durch H2S entfernt
werden. mit dem Ni gefällt werden,
als technisch verwendbar bezeichnet werden, was auch die verschiedenste
Controle erwies.
7) Zur Ausführung dieser Methode schlage ich nun
folgenden Gang der Analyse vor.
a) Entweder kann man einen Theil der zur Volhard'schen
Mn-Titrirung vorbereiteten schwefelsauren Lösung benutzen, oder
b) man löst 2mal (die Analyse sollte immer doppelt gemacht werden) 1 g (bis zu einem
Gehalte von 8 bis 10 Proc. Nickel) vorsichtig mit aufgelegtem Deckel in einer
Porzellanschale durch Königswasser (bezieh. in HCl und oxydirt dann mit H2O2), verdampft auf
dem Wasserbade zur Trockene, scheidet durch längeres Erwärmen bei Anwendung von
Königswasser unter wiederholtem Zusätze von concentrirter Salzsäure die SiO2 vollständig ab, nimmt mit salzsaurem Wasser auf
und filtrirt. In zwei Platin- oder Porzellanschalen hat man so viel einer Lösung von
borsaurem Ammon mit überschüssigem Ammoniakwasser zum Kochen gebracht, als zur
Fällung des vorhandenen Eisens, Mangans u.s.w. ausreicht. Nun giesst man die
salzsaure oder schwefelsaure Lösung der Substanz langsam unter Umrühren ein, wodurch
man einen mehr körnigen, sich leicht absetzenden und gut auswaschbaren Niederschlag
erhält. Man decantirt nun, filtrirt das Abgegossene und übergiesst den Niederschlag
einmal mit concentrirtem Ammoniakwasser. Darauf wäscht man je nach der Menge des
Niederschlages wiederholt mit kaltem Wasser aus. Statt dessen kann man auch die
Flüssigkeit mit der Fällung auf ein bestimmtes Maass auffüllen und filtrirte
Theilmengen zur weiteren Analyse verwenden. Das Filtrat, welches alles Ni enthält,
wird, wenn nöthig, auf etwa 100 cc auf dem Dampf bade eingeengt, filtrirt und das
Filtrat in der richtigen Weise (so dass nur noch geringer Ammoniakgeruch
wahrzunehmen ist) nach Fresenius: Quant. Analyse, Bd. I
S. 263, mit reinster Natron- oder Kalilauge gefällt, filtrirt und ausgewaschen.
Auch hierbei sind Glasstäbe thunlichst zu vermeiden, oder wenigstens nicht unnöthig
lange in der Flüssigkeit zu belassen. Das gefällte Nickeloxydulhydrat wird nun unter
Zugabe von etwas geschmolzenem Ammonnitrat in das
Filter noch nass in den gewogenen Platintiegel gebracht, langsam verkohlt,
mit einigen Tropfen rauchender Salpetersäure befeuchtet, vorsichtig verascht und
dann längere Zeit über dem Gebläse unter Luftzutritt geglüht, damit etwa vorhandenes
Nickelhyperoxyd wieder reducirt wird, und gewogen.
Der so erhaltene Glührückstand ist schmutziggraugrün und muss auf Reinheit geprüft
werden. NaHSO4 schliesst ihn schnell unter
Zurücklassung der SiO2 auf, während Salzsäure erst
nach längerer Zeit und scheinbar nicht vollständig löst.
Das borsaure Ammon ist in Platin- oder wenigstens Porzellangefässen darzustellen.
War der Glührückstand noch verunreinigt, so kann die Fällung mit borsaurem Ammon in
der NaHSO4-Schmelzlösung wiederholt werden; dies
geschieht jedoch besser, wenn das Nickel noch im hydratischen Zustande sich
befindet, in der salzsauren Lösung.
Bei guter Oxydation und richtigem Arbeiten genügt in der Regel eine einmalige
Fällung. Die grösste Verunreinigungsquelle ist wohl die Kieselsäure, da solche 1)
aus der Probe (wenn SiO2 nicht gut abgeschieden
wurde), 2) aus den Gefässen, 3) aus der in Glasflaschen aufbewahrten Aetzlauge
stammen kannKali- oder Natronlauge sollte wohl immer frisch bereitet Anwendung finden, da
sie aus den Aufbewahrungsflaschen stets SiO2
u.s.w. aufnimmt.; aber auch auf Alkaligehalt ist zu prüfen.
Das Nickeloxydulhydrat wird auch anscheinend nach dem Oxydationsgrade, in welchem
sich das Nickel in Lösung befindet, fast blau bis dunkelgrün gefällt.
Mangan und Silicium können
in Nickelstählen auf die schon wiederholt angegebene Weise bestimmt werden; obgleich
bei höherem Nickelgehalte etwas von der rosa Endreactionsfarbe bei der Volhard'schen Mangantitrirung durch die grüne
Nickellösungsfarbe ausgelöscht wird.
Durch Vergleichung der Eggertz-Probe mit der nassen Verbrennung nach vorheriger
Zersetzung durch Kupferammonchlorid habe ich festgestellt, dass genaue Kohlenstoffbestimmungen immer auf die zweite Weise
ausgeführt werden sollten.
Zum Schlusse sei mir noch gestattet, einige Literaturnachweise über
Nickelbestimmungen anzugeben. Es finden sich solche in: Chemiker-Zeitung, 1891 Nr. 13, ref. nach Comptes
rendus, 1891 Bd. 112 S. 722; ferner ebenda: 1891 Nr. 28, ref. nach Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 1891
Bd. 24 S. 3204; ferner ebenda: 1892 Nr. 18, Bericht aus der Sitzung der chemischen
Gesellschaft für den Regierungsbezirk Aachen, vom 11. Februar 1892.