XXXIV. Untersuchung einer aschenreichen Kohkssorte; von Dr. C. Stölzel in Nürnberg. Stölzel's Untersuchung einer aschenreichen Kohkssorte. Bei Untersuchungen von Brennmaterialien auf ihren Heizwerth ist man in neuerer Zeit mehr und mehr davon abgekommen, die Berthier'sche Probe als maaßgebend zu betrachten, und hat sich besonders auf die organische Elementaranalyse gestützt. Es zwang hierzu bekanntlich die doppelte Erfahrung, daß diese Methode den Brennwerth stets zu niedrig angab, indem beim Erhitzen des zu untersuchenden Materielles mit Bleiglätte aus demselben gasförmige Producte entweichen, welche sich namentlich anfänglich, ehe die ganze Masse die gehörige Temperatur erreicht hat, bei aller Vorsicht der Oxydation theilweise entziehen, und zweitens daß der Wärmeeffect sehr verschieden ist, je nachdem der Sauerstoff den Kohlenstoff oder Wasserstoff eines Brennmaterials sich aneignet, was bei Berthier's Methode ganz unberücksichtigt bleibt, da sie nur die im Ganzen erhaltene Bleimenge, einerlei welcher Antheil davon durch die reducirende Wirkung des Kohlenstoffs, und welcher durch die des Wasserstoffes entstand, als maaßgebend betrachtet. Trotzdem wird das so bequeme und rasch ausführbare Verfahren bei Untersuchungen von Kohks praktischen Werth behalten, denn da diese fast nur Kohlenstoff als wärmeerzeugendes Element enthalten, so wird fast ausschließlich nur durch diesen aus der Bleiglätte das Blei ausgeschieden, während überhaupt nur geringe Mengen von Kohlenwasserstoffen sich entwickeln können, und dadurch die Fehlerquelle fast ganz wegfällt, welche bei Holz, Torf, Braunkohlen und Steinkohlen vorhanden ist. Man findet zuweilen die Angabe, daß Berthier's Methode vermöge eines constanten Fehlers gegen die organische Analyse, den Brennwerth um etwa 1/9 zu niedrig anzeige; geht man indessen auf den Grund von deren Fehlerhaftigkeit zurück, so kann dieß höchstens nur bei einer gewissen Classe ähnlich zusammengesetzter Brennmaterialien Geltung haben, während im Allgemeinen sich die auf diesem Wege erhaltenen Resultate um so mehr den durch die Elementaranalyse erhaltenen nähern müssen, je kohlenstoffreicher das Material ist mit dem man es zu thun hat. Daher ist sie für die meisten Heizstoffe von ganz untergeordnetem Werthe, für Kohks sehr schätzbar. – Vor einiger Zeit habe ich mehrere Kohkssorten mittelst Elementaranalyse und Berthier's Probe untersucht, und gab mit letztere den Heizwert!) derselben gegen erstere nur etwa um 1/25 und noch weniger zu gering an. Es möge hier aber besonders ein Fall Erwähnung finden, bei dem mit angeblich aus Stockheimer Kohlen bereitete Kohks mit sehr bedeutendem Aschengehalte vorlagen, und wo gerade das dem sonst gewöhnlichen entgegengesetzte Resultat eintrat, nämlich durch Berthier's Probe der Heizwerth sich etwas höher als durch die Elementaranalyse herausstellte. I. Qualitative Untersuchung. Die Kohksasche enthielt zunächst die gewöhnlichen Bestandtheile: Eisenoxyd, Thonerde, Kalkerde, Spuren von Magnesia und Natron, dann Kieselsäure, Schwefelsäure, Schwefel und Salzsäure; außerdem aber nicht unbedeutende Mengen von unterschwefliger Säure. Wurde im wässerigen Auszuge mit salpetersaurem Silberoxyde auf Salzsäure reagirt, so entstand deßhalb wegen der Löslichkeit des Chlorsilbers in unterschwefligsauren Salzen anfänglich kein Niederschlag, während bei Zusatz von mehr Silberlösung die charakteristische Reaction auf unterschweflige Säure eintrat; andererseits war in der salpetersauren Lösung der Asche nach geschehener Oxydation der unterschwefligen Säure sogleich Salzsäure nachweisbar. Die mit Wasser gekochten Kohks selbst gaben einen gelb gefärbten schwach alkalisch reagirenden und schwach nach Schwefelwasserstoff riechenden Auszug, der bei weiterm Abdampfen an der Luft neutral wurde, die Farbe verlor, dann keine Schwefelmetalle mehr enthielt, dagegen mit Salzsäure, salpetersaurer Silber – und Quecksilberoxydullösung und dadurch, daß nicht unbedeutende Mengen von Chlorsilber sich in ihm lösen konnten, ansehnlichen Gehalt an unterschwefliger Säure zeigte. Bei weiterer Concentration schied sich neben Gyps gelber Schwefel durch Zersetzung von unterschwefligsaurer Kalkerde aus, und der durch Eindampfen erhaltene Rückstand entwickelte mit Schwefelsäure stark schweflige Säure. Zur Entscheidung der Frage, ob der unterschwefligsaure Kalk ursprünglich in den Kohks enthalten oder etwa erst durch das Kochen aus schwefligsaurem Kalke und Schwefel entstanden war, wurde eine andere Menge Kohks auf einem Trichter mit kaltem Wasser ausgezogen, indem man die Flüssigkeit unmittelbar in Chlorbariumlösung tröpfeln ließ. Der dadurch entstehende Niederschlag bestand aus schwefelsaurem, schwefligsaurem und unterschwefligsaurem Baryt, wovon der letztere durch Behandeln mit viel kochendem Wasser entfernt und in der Flüssigkeit die unterschweflige Säure nachgewiesen werden konnte, während der Rückstand mit Schwefelsäure schweflige Säure entwickelte. Die vorliegenden Kohks enthielten demnach außer den gewöhnlichen mineralischen Bestandtheilen etwas Schwefelcalcium und bedeutende Mengen von schwefligsaurem und unterschwefligsaurem Kalke. Auch in anderen Sorten vonvou geringerem Aschengehalte habe ich wenigstens Spuren dieser Salze gefunden, und sind diese wohl fast in allen gypshaltigen Kohks vorhanden, da die Bedingungen zu ihrer Bildung bei der Verkohkung der Steinkohlen gegeben sind. Eine größere Menge Kohks, durch Kochen mit Wasser von den darin löslichen Bestandtheilen befreit und sodann mit Alkohol ausgezogen, gaben beim Abdampfen dieses Auszuges einen harzigen, mit leuchtender Flamme verbrennlichen Rückstand. II. Quantitative Untersuchung. Hierzu wurden stets die bei 100° C. getrockneten Kohks verwendet. 1) Die Aschenbestimmung geschah einmal durch Einäscherung im Platintiegel; ein anderesmal durch Wiegen des bei der organischen Analyse mittelst Verbrennen im Sauerstoffstrom im Schiffchen erhaltenen Rückstandes, und wurden dadurch 35,95 Proc. und 36,46 Proc. mineralischer Bestandtheile gefunden. 2) Zur Bestimmung des Schwefels verbrannte man eine Probe mit einem Gemenge gleicher Theile Soda und Salpeter, und wog die gebildete Schwefelsäure schließlich als schwefelsauren Baryt. Es fanden sich 4,7 Proc. Schwefel. 3) Für die Kohlenstoff- und Wasserstoffbestimmung führte ich eine erste Elementaranalyse durch Verbrennen mit chromsaurem Blei, eine zweite nach der Wöhler'schen Methode durch Verbrennen der Substanz im Platinschiffchen mit gekörntem Kupferoxyd im Sauerstoffstrome aus, unter Anbringung eines Röhrchens mit Bleisuperoxyd zwischen Chlorcalcium- und Kaliapparat zur Zurückhaltung der schwefligen Säure. Hierdurch wurden gefunden a) 54,26 Proc. C und 54,17 Proc. C: b) 0,64 Proc. H und 0,63 Proc. H, und zeigten die auf verschiedenem Wege erhaltenen übereinstimmenden Resultate, daß nicht etwa kleine Mengen der schwer verbrennlichen Kohks der Verbrennung entgangen und dadurch die Kohlenstoffbestimmung zu niedrig ausgefallen war. In 100 Theilen der bei 100° C. getrockneten Kohks sind demnach enthalten:         I.        II.   Mittel. Kohlenstoff         54,26 Proc.   54,17 Proc.   54,22 Proc. Wasserstoff     0,64    „     0,63    „     0,64    „ SauerstoffSchwefelStickstoff     9,15    „     8,74    „     8,94    „ Asche   35,95    „   36,46    „   36,20    „ –––––––––––––––––––––––––––––––––– 100,00    „ 100,00    „ 100,00    „ 4) Schließlich wurde die Berthier'sche Probe in der Art vorgenommen, daß man etwa 1/2 Gr. der getrockneten Kohks mit einem großen Ueberschusse eines Gemenges von 3 Theilen Bleiglätte und 1 Theil Chlorblei erhitzte. Es schieden bei 2 Versuchen 1 Theil Kohks 19,78 und 19,79 Theile Blei aus. Berechnet man sich nach der organischen Elementaranalyse die Menge Blei welche ausgeschieden werden mußte, so verlangen 100 Th. Kohks, da 1 Theil Kohlenstoff 2,66 Theile Sauerstoff, 1 Theil Wasserstoff 8 Theile Sauerstoff zur Verbrennung nöthig haben: 54,22 . 2,66 + 0,64 . 8 = 149,34 Theile Sauerstoff oder 1 Theil Kohks 1,49 Sauerstoff, welche aus Bleiglätte genommen 19,32 Theile reducirtes Blei hinterlassen würden. Diese berechnete Bleimenge stellt sich sogar noch etwas niedriger, weil die Kohks selbst Sauerstoff enthalten, welcher zur Verbrennung dient und nicht aus der Bleiglätte genommen zu werden braucht.Die im Mittel erhaltenen 8,94 Proc. Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff lassen sich hier nicht ohne beträchtlichen Fehler als Sauerstoff überhaupt berechnen, und von der Sauerstoffmenge in Abzug bringen, welche die Kohks im Ganzen zur Verbrennung brauchen, da ein wesentlicher Theil davon Schwefel ist und dieser selbst wieder Sauerstoff zur Oxydation beansprucht. Der Grund warum bei aschenreichen Kohks wie den vorliegenden durch die Berthier'sche Methode der Brennwerth etwas höher als durch die organische Analyse gefunden wird, was den gewöhnlichen Erfahrungen ganz widerspricht, ist einfach in der Menge und Natur der Aschenbestandtheile zu suchen, welche durch einen Gehalt an Schwefelcalcium, schwefligsaurem und unterschwefligsaurem Kalke reducirend wirken, und dadurch die aus Bleiglätte ausgeschiedene Menge des Bleies um etwas vermehren können. Es würde aber selbst in diesem Falle unzweckmäßig seyn, wenn man der weitläufigen organischen Analyse unbedingt den Vorzug geben wollte. Sie berechnet den Sauerstoffgehalt der Kohks durch Abzug des gefundenen Kohlenstoffs, Wasserstoffs und der Asche vom Ganzen; beträgt die Aschenmenge der Kohks nur wenige Procente, so kann dieß ohne wesentlichen Fehler geschehen; ist diese dagegen bedeutend, so nimmt die Genauigkeit des Resultates sehr ab, und der sonst überwiegende Werth der organischen Analyse gegen Berthier's Probe wird sehr herabgesetzt, indem die Kohks die mineralischen Bestandtheile in anderer Verbindungsweise und anderen Mengen enthalten als ihre Asche; dort sind sie in nach Umständen möglichst reducirter, hier in möglichst oxydirter Form vorhanden.