# Das Material zum großen Weltenbaue

Textdaten :
| Autor: | Carl Ernst Bock |
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| Titel: | Das Material zum großen Weltenbaue |
| Untertitel: | |
| aus: | Die Gartenlaube, Heft 28, 29, 30, S. 302–307, 315–317, 327–329 |
| Herausgeber: | Ferdinand Stolle |
| Auflage: | |
| Entstehungsdatum: | |
| Erscheinungsdatum: | 1853 |
| Verlag: | Verlag von Ernst Keil |
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| Erscheinungsort: | Leipzig |
| Übersetzer: | |
| Originaltitel: | |
| Originalsubtitel: | |
| Originalherkunft: | |
| Quelle: | Scans bei Commons |
| Kurzbeschreibung: | |
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## Das Material zum großen Weltenbaue.

Nur etwa 63 Stoffe brauchte der große Weltenschöpfer, um unsere Erde mit Allem, was auf ihr kriecht, fliegt und liegt, sowie wahrscheinlich auch die ganze Welt aufzubauen, obschon dieselbe so reich an den verschiedenartigsten lebenden und leblosen Gegenständen ist. Zur Zusammensetzung des Menschen und der Thiere reichten schon 15 dieser Stoffe hin, während in den Pflanzen gegen 18 derselben gefunden werden. Man nennt diese, die Grundlage aller Naturgegenstände bildenden Stoffe, welche der Scheidekünstler in keine andern Stoffe weiter zerlegen kann. „Elemente oder Grundstoffe.“ Sie sind in so außerordentlich ungleichem Verhältnisse in der Natur vertheilt, daß die Hälfte derselben nur mit Schwierigkeit aufzufinden ist, während [303] andere in die Zusammensetzung der meisten Körper eingehen. Gewöhnlich besteht aber ein Körper nur aus 2 bis 4, höchstens aus 6 bis 7 Elementen und nur in dem Menschen, sowie in den höhern Thieren und Pflanzen trifft man auf 15 bis 18. – Daß nun aber diese Elemente so sehr mannigfaltige Körper zusammenzusetzen im Stande sind, liegt darin, daß ihnen selbst und auch den Verbindungen mehrerer derselben eine sehr verschiedenartige Anziehungskraft zu einander innewohnt, welche der Chemiker Wahlverwandtschaft, Affinität, nennt, und daß diese Verwandtschaft durch eine Menge von Einflüssen (wie durch Wärme, Licht, Luft, Wasser, Elektricität, Magnetismus u. s. w.) leicht verrändert, verstärkt und vermindert, und ebenso zur Trennung, wie zur Bildung neuer Verbindungen benutzt werden kann. Am deutlichsten zeigt sich die chemische Verwandtschaft bei organischen (belebten, beseelten) Körpern (zu denen der Mensch, das Thier und die Pflanze gehört) und zwar nach deren Tode, denn mit dem Aufhören des Lebens treten die Elemente dieser Körper mit Hülfe von Wärme, Luft und Wasser so auseinander und vereinigen sich wieder zu so ganz andern Körpern, daß auch nicht die geringste Spur von dem Früheren zurückbleibt, obschon auch nicht das kleinste Theilchen davon verloren gegangen ist. Dasselbe ist der Fall beim Verbrennen von Gegenständen und überhaupt bei allen Veränderungen, welche vor unsern Augen vor sich gehen. Der Grund, daß eine so große Mannigfaltigkeit bei der Bildung der vielen Naturgegenstände aus so wenig Stoffen erzielt werden konnte, liegt darin, daß ein ganz kleines Theilchen eines Grundstoffes mehr oder weniger in einem Körper schon eine bedeutende Veränderung im Ansehen und der Beschaffenheit desselben hervorruft.
Die Elemente, von denen nur wenige (4) luftförmig, die meisten fest sind, trennt die Chemie in nichtmetallische und metallische, die ersteren wieder in gasförmige und feste, die letzteren in leichte und schwere (unedle und edle). – A. Zu den nichtmetallischen Grundstoffen gehören: a. luftförmige: 1. der Sauerstoff; 2. der Wasserstoff; 3. der Stickstoff und 4. das Chlor. b. feste: 5. der Kohlenstoff; 6. der Schwefel; 7. der Phosphor; 8. das Jod; 9. das Brom; 10. das Fluor; 11. das Selen; 12. das Bor; 13. das Silicium; 14. das Arsen. – B. Die metallischen Elemente sind: a. leichte Metalle (welche niemals in gediegenem Zustande, sondern immer in Verbindung mit andern Stoffen vorkommen und benutzt werden): 15. Kalium; 16. Natrium; 17. Lithium; 18. Baryum; 19. Calcium; 20. Strontium; 21. Magnesium; 22. Aluminium; 23. Beryllium oder Glycium; 24. Zirkonium; 25. Norium; 26. Yttrium; 27. Erbium; 28. Terbium; 29. Thorium; 30. Lanthanium; 31. Cerium; 32. Didymium; 33. Aridium; 34. Tellur. b. Schwere edle Metalle (welche an der Luft ihren Glanz behalten und meist gediegen angetroffen werden): 35. Platin; 36. Gold; 37. Silber; 38. Quecksilber; 39. Palladium; 40. Rhodium; 41. Iridium; 42. Ruthenium; 43. Osmium. c. Schwere unedle Metalle (die an der Luft ihren Glanz verlieren und nur selten gediegen gefunden werden): 44. Eisen; 45. Blei; 46. Kupfer; 47. Zink; 48. Zinn; 49. Wismuth; 50. Spiessglanz; 51. Mangan; 52. Nickel; 53. Kobalt; 54. Chrom; 55. Wolfram; 56. Molybdän; 57. Tantal; 58. Niobium; 59. Pelopium; 60. Titan; 61. Uran; 62. Vanadin; 63. Kadmium. – Betrachten wir jetzt die wichtigsten dieser Elemente näher.
Der Sauerstoff, das Sauerstoffgas (Oxygen), im Jahre 1774 als Element entdeckt, ist insofern der wichtigste aller Grundstoffe, als derselbe in der Natur der verbreitetste und in der größten Menge vorhandene Stoff ist (er soll 1/3 der ganzen Erde ausmachen), weil ferner derselbe überall, wo irgend Etwas auf unserer Erde entsteht, oder scheinbar untergeht (durch Feuer, Fäulniß u. s. f.), betheiligt ist und weil dieser Stoff hauptsächlich es ist, welcher das Leben des Menschen und der Thiere mit Hülfe des Athmens unterhält, weshalb er auch Lebensluft genannt wird. Sauerstoff heißt er aber darum, weil er zur Bildung von fast allem Sauren beiträgt. – Der Sauerstoff ist ein farb- und geruchloses Gas, welches unter allen Elementen die größte Neigung hat, sich mit andern Körpern zu verbinden; es findet sich vorzugsweise in der atmosphärischen Luft und im Wasser vor und besitzt die auffallende Eigenschaft, daß brennbare Körper in demselben mit ungemeiner Lebhaftigkeit (Schnelligkeit und Helligkeit) verbrennen, obschon er selbst nicht brennt. Man pflegt das Verbinden dieses Stoffes mit einem andern Elemente oxydiren und das Produkt dieser Verbindung Oxyd zu nennen. Wenn z. B. Eisen an der Luft rostet, verbindet es sich mit Sauerstoff, es oxydirt sich und so hat sich dann Eisenoxyd (der Rost) gebildet. Der Akt der Vereinigung des Sauerstoffs mit einem andern Stoffe ist stets von Wärmeentwickelung und oft auch von Lichtbildung begleitet; man nennt diesen Vorgang, wenn sich der Sauerstoff unter Licht und Wärmeentwickelung mit einem andern Körper verbindet, Verbrennung und der Chemiker bezeichnet sogar jede Verbindung eines Körpers mit Saurstoff als ein Verbrennen. Leichter und schneller findet eine solche Verbindung in der Wärme als bei kalter Temperatur statt und deshalb verdirbt auch im Sommer das Aufbewahrte in Küche und Speisekammer weit leichter als im Winter. Dagegen läßt sich aber auch in andern Fällen der Sauerstoff durch die Hitze aus seinen Verbindungen vertreiben und darum kann eine Hausfrau Milch auch im Sommer monatelang gut erhalten, wenn sie nur dieselbe täglich einige Male abkocht und dadurch den Sauerstoff aus der Milch heraustreibt, welcher den Milchzucker in Milchsäure umzuwandeln, die Milch sauer zu machen strebt. – Im menschlichen Körper besorgt der Sauerstoff, welchen wir durch das Einathmen atmosphärischer Luft in unsere Lunge und in das Blut aufnehmen, nicht nur fortwährend die Neubildung aller Gewebe und Organe, sowie die Entfernung alter abgestorbener Bestandtheile (den Stoffwechsel oder das Leben), sondern er verbrennt auch mehrere Stoffe und erzeugt auf diese Weise die Eigenwärme des Körpers. Bei dieser Verbrennung bildet sich ein schädlicher Stoff, die Kohlensäure, welche hauptsächlich durch die Lunge beim Ausathmen aus dem Körper ausgeführt wird. (In No. 16. u. 17. [304] der Gartenlaube ist beim Athmen ausführlich hierüber geschrieben.) Damit nun der Mensch immer die gehörige Menge des zu seinem Leben unentbehrlichen Sauerstoffes einzuathmen habe, ist vom Schöpfer die Einrichtung getroffen, daß die Pflanzen (besonders die grünen Theile derselben und zwar bei Sonnenlichte) Sauerstoff aushauchen und dafür die vom Menschen ausgeathmete Kohlensäure in sich aufnehmen. Man kann deshalb reinen Sauerstoff auch dadurch erlangen, daß man eine Pflanze mit einer Glasglocke überdeckt. – Die, unsere Erde umgebende atmosphärische Luft besteht zu einem Fünftel aus Sauerstoff und ist ein Gemenge aus diesem Elemente mit einem andern gasförmigen Grundstoffe, dem Stickstoffe. Darum sind alle Substanzen, welche mit der Luft in Berührung kommen, dem Einflusse des in ihr enthaltenen Sauerstoffes ausgesetzt und fortwährend in Gefahr von demselben verändert oder zerstört zu werden. Das Verderben der Speisen, das Sauerwerden von Getränken, das Rosten des Eisens, die Bildung des Grünspans am Kupfer, das Gähren, Faulen, Verwesen, Vermodern, Verwittern, Alles sind Erscheinungen, die vom Sauerstoffe der Luft erzeugt werden.
Der Wasserstoff, das Wasserstoffgas (Hydrogen), ebenfalls ein luftförmiges Element und seit 1766 bekannt, ist nach dem Sauerstoffe am reichlichstem in der Natur vorhanden, kommt aber nicht wie dieser frei, als Gas, sondern immer nur mit andern Stoffen, entweder zu flüssigen oder festen Körpern verbunden vor. Wie sein Name schon besagt, bildet der Wasserstoff einen Bestandtheil des Wassers, denn dieses besteht nur aus Wasserstoff und aus Sauerstoff. Diese beiden Stoffe lassen sich auch recht gut aus dem Wasser durch Zersetzen desselben ein jeder für sich darstellen, wie man umgekehrt auch durch das Vereinigen beider Stoffe Wasser erzeugen kann. Die Platin- oder Döbereinerschen Feuerzeuge beruhen auf Bildung von Wasserstoff aus Wasser und aus Entzündung desselben mittelst Platinaschwamm, wobei sich dann wieder durch die Verbindung des Wasserstoffes mit dem Sauerstoffe der Luft Wasser bildet. – Der Wasserstoff ist ein farbloses Gas, ohne Geschmack und Geruch, und das leichteste unter allen Gasen; es ist 14mal leichter als die atmosphärische Luft und kann deshalb am besten zum Füllen der Luftballons verwendet werden. Nähert man demselben eine Flamme, so entzündet es sich und verbrennt mit schwachem Lichte, aber unter Entwicklung großer Hitze; es verbindet sich dabei mit dem Sauerstoffe der Luft zu Wasser. Man verwendet dasselbe deshalb auch zur Verstärkung des Feuers und der Hitze (in der Schmiede, dem Dampfbade); spritzt man nämlich auf glühende Kohlen Wasser, so wird dieses zerlegt, indem sein Sauerstoff mit der Kohle sich verbindet, während das freiwerdende Wasserstoffgas verbrennt und Hitze entwickelt. Eine Vermengung von zwei Theilen Wasserstoff und 1 Th. Sauerstoff führt den Namen Knallgas, weil dieses Gemenge, wenn es mit einem brennenden oder glühenden Körper berührt wird, unter donnerähnlichem Knalle verbrennt (eine Explosion macht) und dabei zu Wasser wird. Beim Verbrennen des Knallgases entwickelt sich eine solche Hitze, wie sie auf keine andere Weise hervorgebracht werden kann. Diese, in den sogenannten Knallgasgebläsen benutzt, macht selbst Kreide so glühend, daß sie ein dem Sonnenlichte ähnliches Licht gibt, welches bei den sogenannten Hydro-Oxygengas-Mikroscopen zur Beleuchtung benutzt wird. – Die Verbindungen des Wasserstoffs mit dem Kohlenstoffe (s. bei diesen), bilden theils brennbare Gase, theils flüchtige Oele. – In den Menschen-, Thier- und Pflanzenkörpern macht der Wasserstoff einen Hauptbestandtheil aus, während er im Mineralreiche weniger verbreitet ist. Die Verbindung des Wasserstoffs mit Chlor bildet die Salzsäure.
Der Stickstoff, das Stickstoffgas (Nitrogen. Azot), seit 1772 bekannt, ist wie der Sauer- und Wasserstoff ein luftförmiges, farb- und geruchloses Element, welches den größten Theil unserer atmosphärischen Luft ausmacht und nur wenig Neigung hat, sich mit andern Körpern zu verbinden. Die Luft besteht nämlich aus einem Gemenge von 4 Theilen Stickstoff und 1 Theile Sauerstoff; wird dieser eine Theil Sauerstoff entfernt und bleibt nur der Stickstoff übrig, so kann in dieser Luft weder ein Feuer brennen, noch auch Mensch und Thier athmen, sie ersticken und daher rührt der Name Stickstoff. Dennoch ist dieser Stoff für uns von der größten Wichtigkeit, weil er einen Hauptbestandtheil derjenigen Nahrungsmittel bildet, welche vorzugsweise zur Ernährung unseres Körpers dienen, wie Fleisch, Ei, Milch, Mehl, Hülsenfrüchte etc., während derselbe im Fette, Zucker, Stärkemehl, Alcohol etc. fehlt. Er findet sich ferner in großer Menge im Salpeter (Nitrum), welcher zur Bereitung des Schießpulvers gebraucht wird, in der Salpetersäure (Scheidewasser), im Ammoniak (einer Verbindung von Wasserstoff und Stickstoff), in der Blausäure und im Berlinerblau; auch hilft er die werthvollsten Arzneien, wie Chinin und Morphin, zusammensetzen.
Das Chlor, seit 1774 bekannt, aber erst 1820 in die Reihe der Elemente gestellt, ist wie die vorigen Stoffe gasförmig, allein es hat eine schwach grünlich-gelbe Farbe und einen eigenthümlichen, erstickenden und Husten erregenden Geruch, auch wirkt es, wenn es eingeathmet wird, sehr nachtheilig auf die Lunge. Dieses Gas kommt niemals frei, im reinen, unverbundenen Zustande vor, obschon es sehr verbreitet und für die Erhaltung des Menschen, sowie für Oeconomie und Gewerbe von der größten Wichtigkeit ist. Die werthvollste Verbindung des Chlors ist die mit Natrium zu Kochsalz, welches einen Hauptbestandtheil des menschlichen Körpers, einen Theil der Erdrinde und einen Bestandtheil des Bodens und Wassers bildet. Das Kochsalz enthält die größte Menge Chlors, denn 100 Pfund desselben enthalten 60 Pfund Chlor. – Außer im Kochsalze findet sich das Chlor auch noch in der Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure) und im Bleichkalke (Chlorkalke). Gegen Pflanzen- und Thierstoffe äußert das Chlor eine schnell zerstörende Wirkung, welche man mit Vortheil zum Bleichen, Zerstören übelriechender Gase und krankmachender Ausdünstungsstoffe benutzt. Außerordentlich leicht vereinigt sich das Chlor mit Metallen und diese Verbindungen, welche meist im Wasser löslich sind, werden Chlormetalle (oder Halöidsalze) genannt. – Das Chloroform, welches in der neuern [305] Zeit so vielfache Anwendung als Betäubungsmittel bei Operationen findet, wird aus Chlorkalk, Alkohol und Wasser dargestellt.
Der Kohlenstoff, Carbogen, ein festes und verbrennliches, aber weder im Wasser, noch Säuren, nur im schmelzenden Eisen lösliches, sonst unschmelzbares Element, bildet den Hauptbestandtheil ebensowohl der gewöhnlichen Kohle, wie auch des Diamants, und stellt, mit etwas Eisen vermischt, den Graphit, das Reißblei (in den Bleistiften) dar. Im Diamant, welcher nichts anderes als krystallisirter Kohlenstoff ist, und ebenso wie Kohle verbrennt (wobei er sich mit dem Sauerstoffe der Luft zu Kohlensäure verbindet), findet sich dieser Grundstoff am reinsten und stärksten verdichtet, während in allen übrigen Kohlenarten mehr oder weniger fremde Beimengungen und eine weit geringere Dichtheit existirt. Ohne Zweifel waren die Diamanten einst im flüssigen Zustande und könnten wir jetzt eine Hitze erzeugen, in welcher der Kohlenstoff flüssig würde, so könnten wir auch sehr leicht aus Kohle echte Diamanten fabriciren. – Der Kohlenstoff ist es nun aber auch, der den menschlichen, sowie den thierischen und pflanzlichen Körper zusammensetzen hilft und sich hier vorzugsweise im Fette, Zucker, Gummi, Stärke, Alkohol findet, der ferner eine hauptsächlichste Quelle der Wärme, sowie des Lichtes und der schwarzen Farbe darstellt. Man nennt ihn in den Pflanzen Pflanzenkohle, (wie die Holz-, Stein- und Braunkohle) und aus thierischen Theilen gewonnen, thierische Kohle. Diese Kohle gewinnt man aber durch das Verkohlen organischer Körper, d. h. durch Erhitzen derselben bei gehemmtem Luftzutritt, durch das Verbrennen derselben bei Mangel an der gehörigen Menge von Sauerstoff (wie in den Meilern). Der Vorgang dabei ist folgender: die Verbindung des Kohlen-, Wasser- und Sauerstoffs, aus welchen Stoffen die organischen Körper hauptsächlich bestehen, wird in der Hitze gelöst und der frei gewordene Wasserstoff verbindet sich nun sofort mit dem Sauerstoffe zu Wasser, so daß dem Kohlenstoff kein Sauerstoff zur Verbindung mehr übrig geblieben und er jetzt für sich vorhanden ist. Die Stein- und Braunkohlen sind aus urweltlichen Pflanzen entstanden, indem vor vielen Tausenden und Millionen von Jahren ganze Wälder durch große Erdrevolutionen verschüttet wurden und das Holz in diesem bedeckten Zustande langsam verkohlt ist. Der Torf ist ein ähnliches, nur der jüngsten Erdschicht angehöriges, kohlehaltiges Gebilde, welches der Pflanzenzersetzung seinen Ursprung verdankt. – Die Kohle dient uns als vorzüglichstes Feuerungsmaterial, sie besitzt ferner, und zwar vorzüglich als Knochenkohle (Beinschwarz, gebranntes Elfenbein) die Eigenschaft, färbende Stoffe aus Flüssigkeiten hinwegzunehmen und wird deshalb in den Raffinerien zur Entfärbung des Zuckers benutzt. Die Holzkohle wird uns dagegen durch ihre Porosität sehr nützlich, indem sie andere Stoffe in ihre Zwischenräume mit Begier aufsaugt. Wenn sie Wasserdampf und Luft in sich aufnimmt und verdichtet, kann eine Erwärmung und Selbstentzündung derselben entstehen. So läßt sich fauliges Wasser durch Schütteln mit frischgeglühter und kleingestoßener Holzkohle von schlechten, übelriechender Stoffen reinigen; deshalb filtrirt man auf Seeschiffen das Wasser, wenn es faulig geworden ist, durch Kohlenpulver und ebenso macht man in Paris, was kein frisches Wasser besitzt, das Seinewasser trinkbar. Daher wendet man auch in Krankenzimmern zerkleinerte Kohle an, um die Luft von schädlichen Ausdünstungen zu reinigen. Dem Branntweine entzieht die Kohle das Fuselöl und dem Biere die Hopfenbestandtheile. Pflanzen- und Thierstoffe werden lange Zeit vor Fäulniß bewahrt, wenn man sie in Kohlenpulver packt oder mit demselben einreibt; aus diesem Grunde räuchert man das Fleisch, um ihm eine Kruste von Kohlenstoff zu geben; deshalb bleibt das Wasser in Fässern, welche im Innern etwas verkohlt sind, lange trinkbar, und darum verkohlt man Holzpfähle, welche in die Erde eingerammelt werden. Von großer Bedeutung ist außerdem die Anwendung der Kohle als Desoxydationsmittel, d. h. um den Oxyden ihren Sauerstoff zu entziehen, indem sie sich mit demselben zu Kohlensäure verbindet. Fast alle Metalle und namentlich das Eisen werden dadurch gewonnen, daß man ihre Oxyde mit Kohle zusammenglüht. Im Schießpulver spielt die Kohle eine Hauptrolle; der Kien- und Lampenruß, überhaupt Ruß, wird aber zu schwarzen Farben verarbeitet. – Im menschlichen Körper dient der Kohlenstoff, welcher hauptsächlich durch die fetten, zuckerigen, stärkemehlhaltigen und spirituösen Nahrungsmittel eingeführt wird, nicht blos zur Bildung der Gewebe und vorzugsweise des Fettes, sondern auch zur Entwicklung der Eigenwärme, indem derselbe durch den Sauerstoff verbrannt und in Kohlensäure verwandelt wird, welche wir dann fortwährend ausathmen (s. Athmungsproceß in Gartenlaube No. 16 u. 17).
Verbindungen des Kohlenstoffes. Unter diesen steht die luftförmige Kohlensäure obenan, sie bildet sich bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen durch die Verbindung des Kohlenstoffes mit dem Sauerstoff, (1 Loth Kohlenstoff und 22/3 Loth Sauerstoff), sie ist es, welche von Menschen und Thieren fortwährend ausgeathmet wird und sich heim Verbrennen, Verwesen und Gähren entwickelt. Die Kohlensäure ist in Wasser auflöslich, und sie ist es, welche dem Biere den perlenden Schaum und dem Champagner, sowie allen sogen. moussirenden Getränken das Brausende verleiht, welche den Sauer-Brunnen ihren angenehmen erfrischenden Geschmack ertheilt und das Brunnenwasser frisch und erquickend macht. Während die Kohlensäure für unsere Magen sich nicht nur nicht nachtheilig, sondern sogar erquicklich zeigt, ist sie für die Lungen ein höchst gefährliches Gas. (S. Athmungsproceß in Gartenlaube No. 16 u. 17.) Denn ebensowenig als ein Licht darin brennen kann, ebensowenig können Menschen und Thiere in dieser Gasart leben; man erstickt, wenn zu viel Kohlensäure in der Luft, in welcher man zu athmen gezwungen, vorhanden ist. Da nun Menschen und Thiere Kohlensäure ausathmen, so wird auch der Aufenthalt vieler Menschen in einem kleinen und verschlossenen Raume für die Gesundheit und das Leben gefährlich. Da ferner Kohlensäure in großer Menge in Kellern, wo Most [306] und Bier oder andere dergleichen Flüssigkeiten gähren, sich entwickelt, so ist der Eintritt in solche Keller, welche lange Zeit verschlossen gewesen sind, nicht ohne Gefahr und es muß deshalb erst der Versuch angestellt werden, ob und wie ein Licht darin brennt. In der Hundsgrotte bei Neapel dringen Ströme von Kohlensäure aus der Erde (Mofetten) und füllen die Höhle einige Fuß hoch mit diesem Gase. Da dieses schwerer als die atmosphärische Luft ist, so zieht sich dasselbe nur auf dem Boden hin und Menschen, welche mit dem Kopfe über diese Kohlensäureschicht hinausragen, können ohne Gefahr in die Grotte treten, während Hunde darin sterben. In Indien ist ein Thal, das sogenannte Giftthal, rings von Bergen eingeschlossen, dessen kohlensäurereiche Luft Menschen und Thiere tödtet, die dasselbe betreten. Man sollte nun glauben, daß sich auch bei uns in der atmosphärischen Luft nach und nach eine zu große, für Menschen und Thiere gefährliche Menge von Kohlensäure anhäufen müßte, da fortwährend beim Ausathmen und bei Verbrennungen, sowie beim Gähren und Faulen Kohlensäure gebildet wird, allein die Pflanzen nehmen so viel davon wieder in sich auf, und hauchen dafür Lebensluft (Sauerstoff) für uns aus, daß nur ein sehr geringer und unschädlicher Antheil von Kohlensäure in der atmosphärischen Luft vorhanden ist. – Das Kohlenoxydgas (Kohlendunst, Kohlengas) ist ebenfalls eine Verbindung von Kohlenstoff mit Sauerstoff, aber mit einer geringeren Menge des Letzteren als in der Kohlensäure. Dieses Gas bildet sich, wenn bei der Verbrennung der Kohle nur wenig Luft zutritt, also beim unvollkommnen und langsamen Verbrennen von Kohlen (mit erstickter Flamme), wie dies in Oefen der Fall ist, wo die Klappe geschlossen und dadurch der Luftzug gehindert wird, ferner wenn Kohlen nur glimmen und die auf denselben sich bildende Asche den Zutritt der Luft erschwert (in Kohlentöpfen). Entzündet man das Kohlenoxydgas, so brennt es mit schöner blauer Flamme und wird dadurch, daß es nun noch mehr Sauerstoff aufnimmt, zu Kohlensäure. Dieses Gas ist, wenn es eingeathmet wird, höchst giftig und die gewöhnlichste Ursache der Erstickung von Menschen, die in einem Zimmer schliefen, in welchem Kohlen brannten. – Kohlenwasserstoffgas heißt die Verbindung des Kohlenstoffes mit Wasserstoff und diese verbrennt mit heller Flamme, weshalb es auch Leuchtgas genannt wird. Vereinigen sich 75 Gewichtstheile Kohlenstoff mit 121/2 Gewichtstheil Wasserstoff, und dies ist der Fall, wenn kohlenwasserstoffreiche Körper bei höherer Temperatur erhitzt werden, so bildet sich das schwere Kohlenwasserstoffgas (ölbildendes Gas), welches in Gasbereitungsanstalten durch Erhitzen von Steinkohlen in verschlossenen eisernen Cylindern gewonnen wird. In diesen Cylindern bleibt dann der sogen. Koak zurück, der aus ziemlich reinem Kohlenstoffe besteht und deshalb ein gutes Brennmaterial ist. Vereinigen sich dagegen, bei niedriger Temperatur, 75 Gewichtstheile Kohlenstoff mit doppelt soviel Wasserstoff, dann entsteht leichtes Kohlenwasserstoffgas, welches auch Grubengas (schlagende Wetter, feurige Schwaden) und Sumpfluft genannt wird, weil sich dasselbe in Gruben von Steinkohlenbergwerken entwickelt und hier, wenn es durch ein Grubenlicht entzündet wird, heftige Explosionen veranlaßt, und weil dasselbe über Sümpfen durch Zersetzung von Pflanzen und Thieren entsteht und dann im Menschen, wenn dieser die Sumpfluft einige Zeit einathmet, bei uns zu Lande das kalte oder Wechselfieber, in heißen Ländern die gefährlichen Sumpffieber erzeugt. Zum Füllen der Luftballons bedient man sich des leichten Kohlenwasserstoffgases, weil dieses um die Hälfte leichter als die atmosphärische Luft und viel billiger als das noch viel leichtere Wasserstoffgas ist. – Der Stahl ist eine Verbindung von Kohlenstoff mit Eisen; mit dem größern Gehalte an Kohlenstoff nimmt die Festigkeit und Härte des Stahls zu.
Schwefel ist ein ziemlich verbreitetes und auch im menschlichen Körper befindliches Element, welches rein (gediegen) in Sicilien und in der Nähe von Neapel gefunden wird, sonst aber gewöhnlich mit Metallen verbunden vorkommt (besonders als Schwefeleisen und Schwefelkupfer). Im Handel erscheint der Schwefel in Gestalt von größern Stücken (als Stangenschwefel) oder als feines gelbes Mehl (Schwefelblumen). Die bekannteste Anwendung des Schwefels ist die zu Schwefelhölzchen und Schießpulver (mit Salpeter und Kohlen), sowie zum Schwefeln der Körbe und Weinfässer (damit der Wein nicht so leicht durch Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft sauer werde). Neuerlich benutzt man den Schwefel zum Vulkanisiren des Kautschuk, weil dieser durch die Verbindung mit Schwefel weicher und von länger dauernder Elasticität wird. – Mit Sauerstoff verbunden stellt der Schwefel das Vitriolöl oder die Schwefelsäure dar; mit Wasserstoff vereinigt bildet sich ein Gas, das Schwefelwasserstoffgas, welches öfters in Cloaken erzeugt wird, wie faule Eier stinkt und sich sehr gern mit Metallen verbindet. Deshalb laufen auch gar nicht selten beim Reinigen der Abtrittsgruben die messingenen Schlösser, sowie die silbernen Löffel und dergl., selbst die mit Bleiweiß gestrichenen Thüren gelblich, bräunlich oder auch schwärzlich an. Dieses Gas ist sehr giftig und hat schon manchem unvorsichtigen Grubenarbeiter den Tod gebracht. – Im menschlichen, thierischen und pflanzlichen Körper trifft man den Schwefel in den eiweißartigen Substanzen an, welche deshalb auch bei ihrem Faulen Schwefelwasserstoffgas entwickeln, und wenn silberne Löffel durch manche Speisen, wie durch Eier und Fische, gelb oder schwärzlich anlaufen, beruht dies auf der Bildung von Schwefelsilber mittels des Schwefelwasserstoffes aus der schwefelhaltigen Eiweißsubstanz.
Phosphor ist als Oxyd in Verbindung mit Kalk (als phosphorsaurer Kalk) in der Natur sehr verbreitet; auch im Menschenkörper wird er in ziemlich großer Menge angetroffen, denn jeder ausgewachsene Mensch trägt etwa 6 Pfund phosphorsauren Kalkes nur in der Masse seiner Knochen mit sich herum, abgesehen davon, daß auch in den eiweißartigen Substanzen (im Gehirn und in den Nerven) Phosphor enthalten ist. Es gelangt aber dieser Stoff hauptsächlich durch die Nahrung aus den verschiedenen Getreidearten in unsern Körper und diese selbst bedürfen deshalb eines [307] Bodens mit phosphorsaurem Kalke. – Der reine Phosphor ist ein gelblicher, durchsichtiger Körper von wachsartiger Härte, welcher im Dunkeln leuchtet und sich in der Luft sehr leicht entzündet, weshalb derselbe unter Wasser aufbewahrt werden muß und zu Streichzündhölzchen benutzt wird. Neuerlich verwendet man denselben auch anstatt des Arseniks zur Bereitung von Rattengift. – Phosphor mit Sauerstoff verbunden stellt Phosphorsäure dar und aus dieser, welche man durch Uebergießen weißgebrannter Knochen mit Schwefelsäure gewinnt, wird erst der reine Phosphor dargestellt.
Das Arsen ist der Grundstoff des weißen Arseniks oder der arsenigen Säure, des Giftmehls oder Hüttenrauches, einer Verbindung von Arsen mit Sauerstoff. – Das Arsen welches auch gediegen, meist jedoch mit Schwefel, Eisen, Kobalt und Nickel verbunden gefunden wird, ist grau und mit farbenspielendem Metallglanze; es entwickelt beim Erhitzen einen starken Knoblauchsgeruch und weiße Dämpfe (d. i. weißer Arsenik). – Der weiße Arsenik ist geruch- und geschmacklos und wird deshalb sehr oft zu Vergiftungen gemißbraucht, die aber sehr bald zu entdecken sind, weil der Arsenik sehr leicht durch die Chemie nachgewiesen werden kann. (Das beste Mittel, um die Wirkung des Arseniks aufzuheben, ist das Eisenoxydhydrat.) Benutzt wird dagegen derselbe als Rattengift, zum Conserviren des Felles ausgestopfter Thiers, zur Bereitung von Stearinkerzen (damit dieselben nicht so leicht zerbrechen) und von Farben, besonders von Schweinfurter Grün (mit Kupfer); auch findet derselbe Anwendung in der Färberei und Glasfabrication, sowie in der Feuerwerkerei (mit Schwefel, beim bengalischen Weißfeuer).
Das Silicium oder Kiesel findet sich nur mit Sauerstoff zur Kieselsäure oder Kieselerde verbunden, aber in den allermeisten Mineralien, so daß dieses Element nach dem Sauerstoffe das verbreitetste auf der Erde ist und die hauptsächlichste Grundlage der Erdrinde ausmacht. Die schönste Form, in welcher die Kieselerde auftritt, ist die der wasserhellen, sechsseitigen Säulen des Bergkrystalls; außerdem bestehen alle Minerale, welche zur Familie des Quarzes gehören und eine große Härte zeigen, wie z. B. der Achat, Amethyst (violett), Carneol (roth), Chrysopras (grün), Rauchtopas (schwarz), der Feuerstein u. s. f. aus fast reiner Kieselsäure, die ferner noch die Hauptmasse alles Sandsteines und Sandes ausmacht. In Verbindung mit Kali, Natron, Kalk, Bleioxyd und Thonerde stellt die Kieselsäure Substanzen dar, aus welchen Glas, Porzellan, Steingut und alle übrigen Thonwaaren verfertigt werden. Auch in den Pflanzen, besonders in den Gräsern und Schachtelhalmen, findet man die Kieselsäure, sowie fast in allen Gewässern eine geringe Menge dieser Säure aufgelöst enthalten ist. Im menschlichen Körper trifft man nur wenig davon in den Haaren und Knochen.
Jod und Brom sind seltenere Grundstoffe, die sich vorzüglich in einigen Salzen und Pflanzen des Meeres, sowie in manchen heilsamen Quellen (Kreuznach, Marienbad, Heilbrunn, Nenndorf, Hall) finden lassen. Beide Stoffe wurden neuerlichst zum Daguerreotypiren benutzt, weil sie mit Silber verbunden gegen das Licht ungemein empfindlich sind. – Jod mit Stärke zusammengebracht, ertheilt dieser augenblicklich eine lebhaft blaue Farbe. Am wichtigsten ist aber das Jod wegen seiner medicinischen Wirksamkeit, die sich vorzugsweise auf die Schild- und Brustdrüse bezieht, weshalb dieses Mittel bei Kröpfen bisweilen gute Dienste thut.
Fluor bildet mit Calcium den Flußspath und mit Alaunerde den Topas; es ist übrigens ein unbedeutendes Element und nur deshalb interressant, weil durch seine Einwirkung auf das Glas dieses matt und angeätzt wird.
Das Bor, ein seltener Stoff, kommt als Borsäure mit Natron verbunden unter dem Namen Borax vor, welcher beim Schmelzen edler Metalle als Flußmittel und zum Grünfeuer benutzt wird.
Zum Aufbaue unserer Erde, sowie auch zur Erschaffung von Menschen, Thieren und Pflanzen tragen, wie im früheren Aufsatze angeführt wurde, eine große Menge von Metallen bei, d. h. von festen dichten Körpern (mit Ausnahme des Quecksilbers), die jedoch meistens bei mehr oder minder hohen Temperaturgraden in den tropfbarflüssigen und einige sogar in den gasförmigen Zustand übergehen (schmelzen und sich verflüchtigen). Viele dieser Metalle sind krystallisirbar, die meisten undurchsichtig, dehnbar, schwerer als Wasser, von eigenthümlichem Glanze und mit Leitungsvermögen für Wärme und Electricität versehen. Diese genannten Eigenschaften kommen aber nicht etwa allen Metallen und auch nicht in demselben, sondern in sehr verschiedenem Grade zu, weshalb sich auch eine erschöpfende Erklärung von Metall nicht geben läßt. So schmelzen einige Metalle schon unter der Siedehitze des Wassers (80°), während andere über 1000 Grade Hitze zum Schmelzen brauchen. Quecksilber verdunstet (verflüchtigt sich) schon bei gewöhnlicher Temperatur, während die meisten Metalle bei den gewöhnlich anzuwendenden Hitzegraden feuerbeständig sind. Am dehnbarsten sind: Gold, Silber, Kupfer, Platin und Eisen; am schwersten wiegen Platin, Gold und Wolfram, am leichtesten die Metalle der Alkalien; die besten Leiter für Wärme und Elektricität sind Kupfer, Silber und Gold.
– Zu dem Sauerstoffe haben die Metalle eine große Verwandtschaft und bei weitem die meisten kommen in der Natur mit diesem Stoffe verbunden, als Metall-Oxyde, vor; nur die edlen Metalle findet man in der Natur nie in dieser Verbindung. Nächst dem Sauerstoffe ist Schwefel derjenige Körper, mit welchem man die unedlen Metalle am häufigsten verbunden antrifft (als Schwefelmetalle: Kiese und Blenden, mit einem metallischen oder nichtmetallischen Glanze und gewöhnlich von messinggelbem Ansehen. Die Verbindungen [316] der Metalle unter sich nennt man Legirungen; in der Natur finden wir nur Legirungen von edlen Metallen. Die Verbindung der Metalle mit Quecksilber wird Amalgam genannt. – Die Elemente, welche nach allgemeiner Uebereinkunft zu den Metallen gezählt werden, sind die folgenden:
A. Leichte Metalle. Sie stellen silberglänzende Körper von geringer Dichte und Härte dar, die niemals in metallischem oder gar gediegenem Zustande, sondern stets mit andern Stoffen verbunden in der Natur angetroffen werden; sie haben ein geringes Gewicht, ja einige derselben sind sogar leichter als Wasser. Erst seit einigen Jahren ist es gelungen, dieselben in metallischem Zustande darzustellen; ihre Verbindungen sind aber schon längst gekannt und haben vielfache und wichtige Anwendungen in den Gewerben, sowie sie auch die Hauptmasse Dessen ausmachen, was wir Erde, Boden und Gesteine nennen. Man unterscheidet folgende Gruppen von leichten Metallen. a. Alkalimetalle sind: Kalium, Natrium und Lithium, ihre Oxyde sind die eigentlichen Alkalien (Kali und Natron.) – b. Erdalkalimetalle: Calcium, Baryum und Strontium. – c. Erdmetalle: Magnesium, Aluminium, Beryllium, Zirkonium, Yttrium, Erbium, Norium, Terbium, Thorium etc. Die bekannten Oxyde dieser Metalle sind: die Magnesia (Talk- oder Bittererde), die Alaun- oder Thonerde, Beryllerde, Zirkonerde, Yttererde, Erbinerde, Norerde, Terbinerde, Thorerde.
Kalium wurde erst im Jahre 1807 aus der Pottasche als Metall dargestellt und als solches zeigt es sich silberglänzend, so weich, daß man es kneten und mit dem Messer zerschneiden kann, und so leicht, daß es auf dem Wasser schwimmt. Am merkwürdigsten ist die außerordentliche Verwandtschaft dieses Metalles zum Sauerstoffe, die so groß ist, daß man dasselbe nur unter Steinöl aufbewahren kann, damit es den Sauerstoff der Luft nicht an sich ziehet. Wirft man ein Stückchen Kalium auf das Wasser, so entzündet sich dasselbe und fährt zischend, mit violetter Farbe auf dem Wasser umher. Dieser Vorgang erklärt sich so: das Kalium verbindet sich mit dem Sauerstoff des Wassers so energisch, daß die hierdurch entstehende Erhitzung den freiwerdenden Wasserstoff entzündet, dessen Flamme durch etwas verdampfendes Kalium violett gefärbt wird. Die Verbindung des Kaliums mit dem Sauerstoff, welche sich in Wasser auflöst, heißt dann Kaliumoxyd oder Kali. Das Kalium, welches als Oxyd für die Pflanzen von großer Bedeutung ist, da die meisten diesen Stoff enthalten und zu ihrem Gedeihen im Erdboden verlangen, hat in den Gewerben keine Anwendung, nur der Chemiker benutzt dasselbe, um anderen Stoffen ihren Sauerstoff zu entziehen. Dagegen sind viele der Verbindungen des Kaliums in häufigem Gebrauche, wie: das Kali oder Kaliumoxyd, die Verbindung des Kalium mit Sauerstoff, welches auch Aetzkali oder Aetzstein genannt wird und in Wasser aufgelöst Aetzlauge oder Seifensiederlauge heißt, weil sie mit Fett verbunden Seife bildet. - Das kohlensaure Kali, die Verbindung des Kaliumoxyds mit Kohlensäure, welche den Namen der Pottasche führt, gewinnt man durch Auslaugen der Holzasche und zwar vorzüglich der der Landpflanzen. Man benutzt sie zur Herstellung der Seife, des Glases, des Salpeters, des Schießpulvers und des Alauns. Sie wird aber immer mehr von der weit wohlfeileren Soda verdrängt. – Der Salpeter, oder das salpetersaure Kali, die Verbindung des Kaliumoxyds mit Salpetersäure, läßt sich im Großen entweder durch Auslaugen salpeterhaltiger Erde (in Spanien, Aegypten, Ostindien, Südamerika) oder dadurch herstellen, daß man ein Gemenge von thierischen Stoffen, Dammerde, Stroh, Mist, Kalk oder Asche in Haufen an einen luftigen Orte anhäuft, oft umschaufelt und mit Urin übergießt, wobei sich in Folge der eintretenden Fäulniß nach und nach Ammoniak, Salpetersäure und endlich Salpeter bildet. Der Salpeter wird (mit Kohle und Schwefel) zur Fabrication des Schießpulvers und der Salpetersäure benutzt. Außerdem wendet man ihn auch noch zum Einpökeln an. - Der Weinstein oder das weinsaure Kali wird aus dem Weine gewonnen und findet sich im Safte der Trauben aufgelöst, doch da es in einer Mischung von Weingeist und Wasser sehr wenig löslich ist, so setzt es sich während der Gährung als eine Kruste an den Wänden der Gefäße ab.
Natrium unterscheidet sich vom Kalium nur wenig, seine Verbindungen sind aber bei weitem wichtiger als die des Kaliums und unter diesen nimmt das Kochsalz den obersten Platz ein. Man findet das Natrium in einigen Fossilien, im Quellwasser, Meerwasser, sowie in Strand- und Meerpflanzen. Wird dasselbe auf feuchtes Fließpapier gelegt, so verbrennt es unter Funkensprühen mit gelber, leuchtender Flamme. Für die Pflanzenwelt hat das Natrium weniger Bedeutung als das Kalium, nur einige wenige Küstenpflanzen, sowie alle im Meere befindlichen Gewächse nehmen es reichlich in sich auf. - Verbindungen des Natrium sind: das Natriumoxyd oder das Natron, die Verbindung des Natrium mit Sauerstoff; sie ist auch ätzend, doch in geringerem Grade als das Kali und kommt vereinigt mit Kohlensäure als kohlensaures Natron oder Soda vor. Die Soda findet sich in der Natur als Bestandtheil vieler Mineralquellen und mancher Seen; ferner als Auswitterung an vulkanischen Gesteinen oder als Ausschwitzung der Erdoberfläche (unter dem Namen Trona in der Berberei). Da aber diese natürliche Soda für die vielen technischen Zwecke, zu denen sie gebraucht wird, in zu geringer Menge existirt, so stellt man sie künstlich dar, entweder durch Verbrennen von Strand- (Salz-) Pflanzen und Auslaugen der Asche dieser Pflanzen, oder aus dem Kochsalze, wobei man zugleich das Glaubersalz oder schwefelsaure Natron, eine Verbindung von Natron mit Schwefelsäure (die auch in Mineralwässern und Salzsoolen vorkommt und ebenfalls zur Fabrikation von Glas und Soda benutzt wird) gewinnt. Die Soda, welche weit wohlfeiler als die Pottasche und nicht wie diese Wasser aus der Luft anzieht, wird hauptsächlich zur Fabrikation der harten Seifen, des Glases und in der Färberei benutzt. – Das Kochsalz oder Chlornatrium, die Verbindung des Natrium mit Chlor, ist deshalb, weil es zu den für Menschen und Thiere ganz unentbehrlichen Nahrungsmitteln [317] gehört, in sehr großer Menge in der Natur vorhanden und findet sich als festes Gestein (Steinsalz), in Wasser aufgelöst (in Salzquellen oder Soolen) und im Meerwasser (Meersalz). Man benutzt dasselbe zur Darstellung des Chlors, der Salzsäure, der Soda und des Glaubersalzes. Unser reines Tafelsalz besteht aus 40 Theilen Natrium und 60 Theilen Chlor.
Calcium bildet die Grundlage des Kalkes und macht sonach einen bedeutenden Theil der Erdmasse, sowie einen Hauptbestandtheil des Pflanzen-, Thier- und Menschenkörpers aus. An und für sich hat es wenig Interesse, wird jedoch durch seine Verbindungen äußerst wichtig. – Das Calciumoxyd oder der Kalk, die Kalkerde, die Verbindung des Calcium mit Sauerstoff, wird in den Kalköfen durch Glühen des kohlensauren Kalkes gewonnen, wobei die Kohlensäure entweicht. Diese Erde ist sehr ätzend (deshalb Aetzkalk genannt), zieht Wasser mit großer Begierde aus der Luft an und verbindet sich mit Wasser unter beträchtlicher Erhitzung (zu gelöschtem Kalke). Man benutzt den Kalk vor Allem zum Mörtel (zum Tünchen), in der Weißgerberei zum Wegbeizen der Haare, zum Reinigen des Leuchtgases, zur Raffination des Zuckers und zu noch andern chemischen Arbeiten. – Der kohlensaure Kalk, die Verbindung des Kalkes mit Kohlensäure, kommt in vielfacher Form und unter sehr verschiedenen Namen in der Natur vor, besonders als Kalkspath, Kreide, Marmor, lithographischer Stein, gemeiner Kalkstein; im Thierreiche bildet er die Knochen-Gehäuse und Schalen (der Eier); im Pflanzenreiche den kalkigen Ueberzug vieler Wassergewächse (der Korallen). Diese Kalkverbindung kommt auch im Wasser, besonders im sogen. harten Wasser vor und bildet in Folge des Kochens den in der Haushaltung unter dem Namen Kessel- oder Topfstein bekannten festen Ueberzug im Innern der Gefäße. – Der schwefelsaure Kalk, die Verbindung des Kalkes mit Schwefelsäure, bildet den Gyps und Alabaster. – Mit Kieselsäure verbunden ist der Kalk Bestandtheil des sogenannten Milchglases und vieler Minerale; in Verbindung mit Chlor stellt er den Bleich- oder Chlorkalk dar; mit Phosphorsäure vereinigt, bildet er den Hauptbestandtheil der Menschenknochen.
Magnesium ist ein sehr verbreitetes Element und hilft wie der Kalk ganze Gebirgsmassen zusammensetzen, denn es findet sich im Dolomit, Serpentin, Meerschaum, Seifen- oder Speckstein, Augit, Asbest, Amiant und in der Hornblende. Uebrigens ist das Magnesium nur in seinen Verbindungen, welche fast alle einen bittern Geschmack und abführende Wirkung haben, wichtig, vorzugsweise aber in seiner Verbindung mit Sauerstoff als Magnesiumoxyd oder Bittererde, Talkerde, Magnesia, die sich gern mit Kohlensäure und Schwefelsäure vereinigt. Die kohlensaure Magnesia kommt in der Natur als Magnesit in Gemeinschaft mit kohlensaurem Kalke als Dolomit, eine in ziemlich großen Massen auftretende Felsart, vor. Die schwefelsaure Magnesia führt auch den Namen Bittersalz und findet sich im Meerwasser, sowie in manchen Quellen (Seidschütz, Epsom, Kissingen u. a.).
Aluminium macht einen sehr beträchtlichen Theil unserer Erdrinde aus, denn seine Verbindung mit Sauerstoff, also das Aluminiumoxyd, bildet unter dem Namen Thonerde oder Alaunerde nächst der Kieselerde und dem Kalke, die Masse der meisten Minerale, besonders des Feldspathes, Glimmers und Smirgels. Aber auch edle Steine, wie der Saphir (blau oder gelb), der Rubin (roth), Smaragd (grün), Topas (gelb), Granat- und Lasurstein werden von der Thonerde zusammengesetzt. Am wichtigsten ist die Verbindung der Thonerde mit der Kieselsäure, welche Thon genannt wird und die Grundlage für den Töpfer- und Pfeifenthon, die Porcellanerde, die Walkererde, den Letten oder Lehm abgiebt. – Der Alaun ist eine Verbindung von schwefelsaurer Thonerde mit schwefelsaurem Kali und wird in bedeutender Menge in den Färbereien gebraucht. Die Thonerde ist nämlich durch ihre große Verwandtschaft zur Pflanzenfaser und zu den Farbestoffen ausgezeichnet und vermittelt so die Vereinigung beider.
Baryum und Strontium. Das erstere Element kommt als schwefelsaurer Baryt oder Schwerspath vor und dieser wird als weiße Farbe benutzt, während man den salpetersauren Baryt in der Kunstfeuerwerkerei zur Erzeugung der schönen zeisiggrünen Farbe gebraucht. – Das Strontium bildet in seiner Verbindung mit Sauerstoff den Strontian und dieser, mit Salpetersäure verbunden, wird zur Darstellung des Rothfeuers verwendet.
B. Schwere Metalle sind glänzende Körper von großer Dichte und Härte, welche den Gesteinen und Erden ihre Färbung geben, während die leichten Metalle deren Massen bilden. Die gelben, braunen und rothen Färbungen rühren in der Regel vom Eisen und Mangan, die blauen und grünen vom Kupfer, Kobalt und Chrom. Für den Pflanzen-, Thier- und Menschenkörper sind nur sehr wenige dieser Metalle von Vortheil, die meisten dagegen von Nachtheil. Sie zerfallen, wie im vorigen Aufsatze angeführt wurde, in die unedlen und edlen Metalle und von diesen sind die folgenden von besonderer Wichtigkeit.
Eisen, wegen seiner Anwendung das werthvollste aller Metalle, findet sich gediegen in allen Meteorsteinen, während die (gelben, braunen und rothen) Erze, aus welchen es dargestellt wird, Verbindungen von Eisen mit Sauerstoff, also Eisenoxyde sind, wie Magneteisenstein, Eisenglanz und Rotheisenstein, Rasen- und Spatheisenstein u. s. w. Diese Eisenerze werden mit Kohle gemengt einer heftigen Gluth (in den Hohöfen) ausgesetzt, in welcher die Kohle sich mit dem Sauerstoffe zu Kohlensäure verbindet und entweicht, während das Eisen als glühender Strom in Formen von Sand fließt, wo es zum sogen. Roh- oder Gußeisen erstarrt. Dieses Gußeisen, welches leichter schmelzbar, aber hart und spröde, mit Hammer und Feile nicht zu bearbeiten ist, enthält noch 5–6 Procent Kohlenstoff, und wenn ihm dieser bis auf etwa 2 Procent entzogen wird, so verwandelt es sich in Stahl, während das gänzlich von Kohle befreite Eisen den Namen Stab- oder Schmiedeeisen führt, welches letztere in der Hitze weich und dehnbar wird. Dem Stahle kann nach seiner verschiedenen Behandlung ein verschiedener Grad von Härte, Sprödigkeit und Elasticität verliehen werden. – Durch die Verbindung des Eisens mit dem Sauerstoffe bildet sich der Rost, vorzüglich bei gleichzeitiger Einwirkung von Feuchtigkeit und Luft.
Die im Wasser löslichen Verbindungen des Eisens haben einen herben (tintenähnlichen) Geschmack und nehmen, wenn sie mit gerbstoffhaltigen Flüssigkeiten (mit einer Abkochung von Galläpfeln oder Eichenrinde) vermischt werden, eine violette bis schwarze Farbe an. Es zeigt sich dies schon beim Schneiden des Obstes mit einem eisernen Messer, vorzugsweise aber bei der Tintenfabrication. Das grüne Vitriol oder Eisenvitriol, die aus schönen grünen Krystallen bestehende Verbindung von Eisen, Sauerstoff und Schwefelsäure, wird am häufigsten zur Darstellung von Farben (Tinte, Berlinerblau) benutzt; auch gießt man seine Auflösung in Abtritte, um den übeln Geruch derselben zu entfernen. In den sogen. Stahlbrunnen kommt das Eisen oxydirt und mit Kohlensäure verbunden vor. – Im menschlichen Körper findet sich Eisen (etwa 1/2 Loth) in dem rothen Farbstoffe des Blutes; sein Mangel darin erzeugt die Bleichsucht.
Mangan ist nach dem Eisen das verbreitetste der schweren Metalle, obschon es nur selten in bedeutender Menge auftritt, aber es gibt fast kein Eisenerz, dem nicht Mangan beigemischt wäre. Dieses Metall ist sehr hart und spröde, schwierig rein darzustellen und nur in der allerstärksten Hitze zum Schmelzen zu bringen, deshalb auch keiner technischen Anwendung fähig. Eine sauerstoffreiche Verbindung desselben, der Braunstein, wird aber in der Chemie vielfach benutzt, vorzugsweise zur Darstellung von Sauerstoff. Mangangehalt kann den Mineralien rosenrothe, violette, braune und schwarze Färbung ertheilen.
Kupfer findet sich nicht selten im gediegenen Zustande in der Natur, weshalb es den Alten weit früher als das Eisen bekannt war. Die Phönicier holten dasselbe von der Insel Cypern, woher sich der lateinische Name Cuprum und von diesem der deutsche Kupfer schreibt. Häufiger trifft man dieses Metall aber mit Sauerstoff oder Schwefel verbunden an (in dem Rothkupfererz, Kupferlasur, Malachit, Kupferglanz, Kupferkies, Buntkupfererz und Fahlerz). Das Kupfer ist ein hartes und dabei zähes und dehnbares Metall, das sich zu Tafeln walzen und in Draht ausziehen läßt; seinen lebhaften Glanz verliert es an der Luft bald, indem es sich hier mit einer Oxydschicht überzieht und dadurch eine braune Farbe annimmt; jedoch wird es von der Luft weniger verändert als das Eisen. – Die Verbindungen des Kupfers, welche sich meistens durch eine schöne blaue und grüne Färbung auszeichnen (wie das Braunschweiger und Schweinfurter Grün, das Mineralblau und der Grünspan), haben eine giftige Wirkung; besonders muß man sich vor dem Grünspan (essigsaurem Kupferoxyde), der sich leicht in kupfernen Gefäßen bildet, in Acht nehmen. – Von den Legirungen des Kupfers sind am wichtigsten: das Messing, aus 71 Theilen Kupfer und 29 Theilen Zink; das Rothmessing oder Tomback, aus 85 Theilen Kupfer und 15 Theilen Zink, welches in dünne Blättchen geschlagen das unechte Blattgold darstellt; die Bronce, aus 85–97 Theilen Kupfer und 15–3 Theilen Zinn; das Kanonenmetall, aus [328] 90 Theilen Kupfer und 10 Theilen Zinn; das Glockenmetall, aus 75–80 Theilen Kupfer und 20–25 Theilen Zinn; das Neusilber oder Argentan, aus 2 Theilen Kupfer, 1 Theil Nickel und 1 Theil Zinn.
Blei wird gewöhnlich aus dem Bleiglanze, einer Verbindung des Bleies mit Schwefel, gewonnen. Unter allen schweren Metallen ist das Blei das weichste, denn es kann mit dem Messer zerschnitten werden, auch läßt es sich in dünne Platten walzen und zu Röhren ausziehen, sowie zu mancherlei Gußwerk (Kugeln, Schrot) verwenden. Auf den menschlichen Körper übt das Blei eine sehr verderbliche Wirkung aus und es ist deshalb vorzüglich von Speisen, sowie in Dampfform fern zu halten. Es erzeugt leicht heftiges Bauchgrimmen, die sog. Bleikolik; ferner aber auch Krämpfe, Lähmungen und Abzehrung, mit einem schmalen bläulichen oder schiefergrauen Saume da am Zahnfleische, wo dieses an die Zähne stößt. Am leichtesten entsteht Bleivergiftung durch den Gebrauch bleihaltiger Zinngeschirre und schlecht gebrannter Töpferwaare. – Von den Verbindungen des Bleies haben eine ausgedehnte gewerbliche Benutzung: die Bleiglätte oder Silberglätte, ein Bleioxyd, welches mit Kieselsäure vereinigt die Glasur unserer Topfwaaren bildet; die Mennige, ebenfalls ein Oxyd; das Bleiweiß oder kohlensaure Bleioxyd; der Bleizucker oder das essigsaure Bleioxyd. – Die wichtigsten Legirungen bildet das Blei mit dem Zinn als Schnellloth der Klempner und als Orgelpfeifenmetall.
Zinn findet sich in der Natur nie gediegen, sondern mit Sauerstoff verbunden als Zinnstein und in Verbindung mit Schwefel als Zinnkies. Nächst dem Silber ist das Zinn das schönste der weißen Metalle und wegen seines Glanzes und seiner Unveränderlichkeit an der Luft wird es vielfach zu Tischgeräthschaften verarbeitet. Auch läßt sich dasselbe in sehr dünne Blättchen (unechtes Blattsilber genannt) schlagen und zu Zinnfolie und Stanniol auswalzen, womit die Pfropfen der Champagnerflaschen überzogen, sowie gewöhnlich Vanille und feine Chocoladen verpackt sind. Vorzüglich benutzt man aber das Zinn dazu, um das Eisen vor dem zerstörenden Einflusse der Luft zu schützen, indem man Eisenbleche mit Zinn legirt, worauf dasselbe Weißblech genannt wird. Auch Kupfergeschirre werden verzinnt und dadurch für die Speisen weniger gefährlich. – Von den Verbindungen des Zinns kommen in Anwendung: das Zinnoxyd zur Darstellung des Emails und der Glasur von Fayence; das Chlorzinn zum Färben des Kattunes; das Schwefelzinn als Musivgold, wegen seines goldähnlichen Ansehens. – Legirungen kommen am häufigsten zwischen Zinn und Kupfer oder mit Blei vor (s. vorher bei diesem Metallen).
Zink kommt ebenfalls in der Natur nie gediegen vor, sondern gewöhnlich mit Sauerstoff oder Schwefel verbunden, als Galmei und Zinkblende. Dieses Metall ist an sich sehr spröde, wenn es aber bis zum Siedepunkte des Wassers erwärmt wird, so läßt es sich in Bleche auswalzen. Es wird theils zu Gußwerken, theils zu Dachbedeckungen benutzt; letzteres deshalb, weil es sich an der Luft mit einer Haut von Oxyd überzieht, welche die darunter liegenden Theile vor fernerer Oxydation schützt. – Die Verbindungen des Zinks sind schädlich und erregen Brechen; von Legirungen sind wichtig: Messing, Tomback und Neusilber.
Wismuth ist eins der seltener vorkommenden Metalle und findet sich meist gediegen im Granit und Thonschiefer. Weder an sich noch in seinen Verbindungen ist das Wismuth von besonderer technischer Wichtigkeit; es wird zu optischen Gläsern und weißer Schminke benutzt. Dagegen sind Legirungen desselben mit Blei und Zinn in Gebrauch, zum Abklatschen (Clichiren) von Holzschnitten, Druckformen (Stereotypen). Interessant ist die Legirung von 1 Theil Blei, 1 Theil Zinn und 2 Theile Wismuth, weil dieselbe schon im siedenden Wasser schmilzt.
Antimon oder Spießglanz, findet sich am häufigsten mit Schwefel verbunden als Grauspießglanz. Es ist ein Metall von zinnweißer Farbe, glänzend und so spröde, daß es sich leicht zu Pulver zerstoßen läßt. Die Antimonverbindungen spielen in der Medicin eine große Rolle und von diesen ist der Brechweinstein das wirksamste Mittel. – Eine sehr wichtige Legirung ist die von 1 Theil Antimon mit 4 Theilen Blei, weil man aus dieser die Buchdruckerlettern gießt.
Nickel und Kobalt kommen gewöhnlich in Gesellschaft mit einander und in Verbindung mit Schwefel und Arsen vor. Beide Metalle sind sehr hart, spröde und schwer schmelzbar. Das Nickel nähert sich zwar in seinen Eigenschaften dem Eisen, da es sich in Platten hämmern läßt, allein für sich allein wird es trotzdem nicht verarbeitet. Die meisten Verbindungen desselben zeichnen sich durch eine schöne grüne Farbe aus. Die wichtigste Anwendung des Nickels ist die, daß es mit Kupfer und Zink oder Zinn eine Legirung bildet, welche Neusilber oder Argentan genannt wird. Chinasilber ist galvanisch versilbertes Neusilber. – Der Kobalt wird gar nicht als Metall verwendet, sondern nur in seinen Verbindungen als schöne blaue oder rosenrothe Farbe benutzt, besonders als Schmalte (Waschblau) und Kobaltultramarin bei der Glas- und Porzellanmalerei (blauer Streusand).
Chrom ist eins der weniger verbreiteten Metalle und wird in metallischem Zustande auch nicht verwendet, sondern nur in seinen Verbindungen als Farbe, besonders das Chromgelb und das grüne Chromoxyd. Wegen seiner schönen Farben hat dieses Metall auch seinen griechischen Namen, welcher Farbe bedeutet, erhalten.
Quecksilber gehört wie Silber und Gold zu den edlen Metallen und findet sich nur selten gediegen vor, gewöhnlich mit Schwefel verbunden als Zinnober (in Spanien, Idria, Mexico, Californien). Es ist ein sehr schweres, flüssiges und an der Luft nicht veränderliches Metall, dessen Anwendung zu Thermometern (Temperaturmessern) und Barometern (Luftdruckmessern) von der größten Wichtigkeit ist. Es besitzt die Fähigkeit, den Zusammenhang aller übrigen Metalle, mit Ausnahme des Eisens, aufzuheben, diese also aufzulösen und damit flüssige Gemenge (Amalgame) [329] darzustellen; vorzüglich benutzt man diese Fähigkeit zur Gewinnung von Gold und Silber. Eines Amalgams aus Quecksilber und Zinn bedient man sich zum Belegen des Glases, welches dadurch zum Spiegel wird. Die Dämpfe des Quecksilbers, sowie die Verbindungen desselben äußern auf den menschlichen Körper eine sehr giftige Wirkung (erzeugen Speichelfluß), werden aber trotzdem als Heilmittel angewendet (wie das Calomel, der Sublimat und das Präcipitat). Das Knallquecksilber, welches zum Füllen der Zündhütchen gebraucht wird, besteht aus Quecksilberoxyd und Knallsäure.
Silber kommt in der Natur ziemlich häufig und zwar theils gediegen, theils mit Schwefel oder andern Metallen verbunden vor. Dieses Metall ist härter als Gold, weniger hart als Kupfer, schmilzt in nicht allzugroßer Hitze und ist so weich und dehnbar, daß es in äußerst dünne Blättchen geschlagen und in sehr feinen Draht ausgezogen werden kann. Die verbreitetste Anwendung des Silbers ist die zu Münzen, Geräthen, Zierrathen und Instrumenten. Wegen seiner Weichheit wird das Silber aber stets mit Kupfer legirt, wodurch es größere Härte bekommt. Das Verhältniß des Kupfergehaltes zum Silber wird in der Weise ausgedrückt, daß man von einer bestimmten Gewichtseinheit vollkommen reinen Silbers (Feinsilbers) ausgeht. Eine solche Einheit ist die Mark, welche 16 Loth wiegt. Man nennt nun ein Silber 13löthig, wenn in 16 Loth nur 13 Loth Silber und 3 Loth Kupfer vorhanden sind, 14löthig, wenn es 14 Loth Silber und 2 Loth Kupfer enthält. Gewöhnlich wird 13- und 14löthiges Silber verarbeitet. – Von den Verbindungen des Silbers ist nennenswerth: das salpetersaure Silberoxyd oder der Höllenstein; ferner das Knallsilber oder knallsaure Silberoxyd, welches zu Knallerbsen und Knallfidibus, nicht aber zu Zündhütchen verwendet wird; die Verbindungen mit Jod, Brom und Chlor, welche wegen ihrer leichten Zersetzung durch das Licht zum Daguerreotypiren gebraucht werden.
Gold findet sich fast nur gediegen, häufig mit Silber verbunden, und zwar lose in Körnern, Blättchen oder Klumpen, im Sande vieler Flüsse und im aufgeschwemmten Lande, sowie in Urgesteinen. Afrika, Ungarn, der Ural, Südamerika und Californien liefern die größte Menge des Goldes. Das Gold ist unter allen Metallen das dehnbarste und geschmeidigste, wird weder von der Luft noch von Säuren verändert und kann nur von freiem Chlor aufgelöst werden, weshalb man sich des Königswassers (eines Gemenges von Salpetersäure und Salzsäure) zu seiner Auflösung bedienen muß. Da dieses Metall viel zu weich ist, um ganz rein verarbeitet werden zu können, so wird es mit Silber oder mit Kupfer legirt und gewinnt dadurch an Härte. Mit Silber verbunden bildet sich die weiße, mit Kupfer die rothe, mit beiden Metallen die gemischte Legirung oder Karatirung. Eine Mark feines Gold wird nämlich in 24 Karat getheilt und 24karätiges Gold ist demnach feines Gold, 23karätiges enthält dagegen 23 Karat Feingold und 1 Karat Kupfer oder Silber u. s. f. In Deutschland verarbeitet man 8-, 14- und 18karätiges Gold, in Frankreich 18-, 20- und 22karätiges. Die holländischen und österreichischen Ducaten werden aus 23karätigem, die preußischen und französischen Goldmünzen aus 213/4karätigem Golde gemacht.
Platin findet sich nur gediegen und zwar in geringer Menge im Platinerze, welches besonders in Südamerika im aufgeschwemmten Lande und am Ural in Form kleiner, rundlicher, metallglänzender, stahlgrauer Körper vorkommt. Es ist das schwerste aller Metalle, unschmelzbar und wie Gold nur im Königswasser löslich. Seiner Unschmelzbarkeit wegen und weil es von keiner Säure angegriffen wird, benutzt man das Platin zu chemischen Geräthschaften. In Rußland wurde es früher auch zu Münzen ausgeprägt.
In sehr fein vertheiltem Zustande stellt das Platin eine graue, sehr poröse Masse, den sogen. Platinschwamm dar, welcher die merkwürdige Eigenschaft besitzt, Gase in seinen Zwischenräumen zu verdichten und dadurch die chemische Verbindung solcher zu bewirken. Hierauf beruht die Anwendung des Platinschwammes zu den Wasserstoff-Feuerzeugen (s. früher bei Wasserstoff), bei welchen ein kleiner Strom Wasserstoffgas auf ein Platinschwämmchen geblasen, sich entzündet.
Am Schlusse dieses Aufsatzes bittet der Verfasser diejenigen Leser um Entschuldigung, welche sich bei der trockenen Aufzählung und Beschreibung der Grundstoffe gelangweilt haben, allein eine, wenn auch nur oberflächliche Kenntniß der wichtigsten dieser Elemente und ihrer Verbindungen kann Keinem erlassen werden, der Anspruch auf richtige Bildung machen und die spätern chemischen und medicinischen Aufsätze der Gartenlaube verstehen will. Es ist übrigens Pflicht eines jeden Menschen, welcher sich über das Thier erheben will, seinen Wohnsitz, die Erde, und die auf derselben herrschenden Gesetze und Vorgänge kennen zu lernen.