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Lauge, bis der ganze Inhalt der Pfanne in einen dicken Brei von kohlensaurem Natron mit 1 Molekül Kristallwasser verwandelt ist, und bringt diesen auf die Salzfilter, um die Rotlauge, welche alle Verunreinigungen und mehr Ätznatron als S. enthält, von dem Salze zu trennen. Letzteres wird wohl mit etwas Wasser oder reiner Sodalösung gewaschen, die Rotlauge aber in die Pfannen zurückgepumpt oder auf Ätznatron verarbeitet. Bei Pfannen mit Unterfeuerung soggt man das sich ausscheidende kohlensaure Natron aus, solange es noch rein genug erscheint, und verdampft die Mutterlauge zur Trockne, um ein Gemenge von kohlensaurem Natron und Ätznatron (kaustisches Sodasalz) zu erhalten, oder man verarbeitet sie auf Ätznatron oder karbonisiert die Rohlauge, indem man sie mit Sägespänen versetzt, welche später beim Kalcinieren zu Kohlensäure verbrennen und das Ätznatron in kohlensaures Natron, das Schwefelnatrium in schwefelsaures Natron verwandeln. Vollständiger wird das Schwefelnatrium oxydiert (u. infolgedessen das Schwefeleisen ausgeschieden), wenn man die erwärmte Lauge in einem Koksturm einem Luftstrom entgegenführt oder ein Gemisch von Kohlensäure u. Luft mittels des Injektors in die Lauge bläst.
Das Rohsalz, welches sich aus der verdampften Lauge ausgeschieden hat, wird im Flammofen kalciniert und bei Anwendung von Sägespänen am besten in einem Ofen mit kreisförmigem, rotierendem Herd und mechanischem Rührapparat bis zu vollständiger Verbrennung der Sägespäne erhitzt. Bisweilen bläut man auch die S. durch Zusatz von etwas Ultramarin oder regeneriertem Braunstein, welcher blaues mangansaures Natron bildet. Das kalcinierte Sodasalz (Sekundasoda) ist weiß, soll weniger als 2 Proz. Ätznatron und weniger als 1,5 Proz. unlösliche Substanzen enthalten.
Sie wird in raffiniertes Sodasalz (Primasoda) verwandelt, indem man sie in heißem Wasser löst, die Lösung absetzen läßt, verdampft, das ausgeschiedene Salz [* 2] aussoggt, im Flammofen trocknet und glüht. Es ist ganz weiß, in Wasser vollständig löslich, frei von Eisen [* 3] und Schwefelnatrium, fast frei von Ätznatron, aber von nicht höherer Gradigkeit als die Sekundasoda. Zur Darstellung der kristallisierten S. löst man möglichst reine Sekundasoda in heißem Wasser und bringt die geklärte Lösung in flache eiserne Kristallisiergefäße, welche bis an den Rand gefüllt und mit Bandeisen bedeckt werden. Die Kristallisation beginnt an letzterm, und man erhält im Winter in 6-8, im Sommer in 14 Tagen große Kristalle, [* 4] welche nach oberflächlichem Abtrocknen in Fässer verpackt werden. Sie enthalten nur 0,5-1 Proz. schwefelsaures Natron und 0,3-0,4 Proz. Chlornatrium. Die Mutterlauge liefert beim Verdampfen und Kalcinieren eine besonders für die Glasfabrikation [* 5] benutzte S. Die Zusammensetzung von kalcinierter S. des Handels zeigt folgende Tabelle:
|Französische raffinierte und karbonisierte S.||Englische S. für Seife||für Spiegelglas||Raffiniert||Glassoda|
|Kohlensaures Natron||76.67||87.01||92.34||95.39||98.20||77.08||78.55||98.20||80.64|
|Ätznatron||-||-||-||-||-||4.88||4.15||-||-|
|Schwefelnatrium||-||-||-||-||-||0.63||-||-||0,33?|
|Schwefelsaur. Natron||8.51||3.25||2.15||1.50||0.35||5.12||1.70||0.35||0.63|
|Chlornatrium||12.48||6.41||3.28||2.11||0.99||7.13||5.62||0.99||7.66|
|Kieselsaures Natron||-||-||-||-||-||2.40||0.25||-||-|
|Kohlensaurer Kalk||-||-||-||-||-||0.32||0.33||-||0.07|
|Eisenoxyd||-||-||-||-||-||0.32||0,27?||-||-|
|Unlösliches||0.12||0.22||0.08||-||0.06||0.66||0.48||0.06||1.29|
|Wasser||2.22||3.11||1.15||1.00||0.40||1.06||8.65||0.40||8.43|
Von sehr zahlreichen andern Methoden zur Darstellung von S. hat nur noch der Ammoniaksodaprozeß größere Bedeutung gewonnen. Derselbe beruht darauf, daß eine gesättigte Lösung von Kochsalz (Chlornatrium) mit doppeltkohlensaurem Ammoniak einen Niederschlag von doppeltkohlensaurem Natron und eine Lösung von Chlorammonium (Salmiak) gibt. Die filtrierte Kochsalzlösung von 24° B. fließt in ein hohes, cylindrisches Gefäß, [* 6] welches tiefer steht als das Lösungsbassin und mit demselben durch ein vom Boden des einen zum Boden des andern führendes Rohr kommuniziert.
Die Niveaus der Flüssigkeiten müssen sich also in beiden Gefäßen nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren [* 7] richten. In dem zweiten Gefäß liegt ein durchlöcherter Boden, und wenn man unter diesen Ammoniak leitet, so durchströmt dasselbe die Salzlösung in feiner Verteilung und wird leicht absorbiert. Dabei vergrößert sich aber das Volumen der Flüssigkeit, während ihre Dichte auf 13-16° sinkt. Infolgedessen steigt das Niveau nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren, und man kann den Gang des [* 8] Apparats leicht derartig regeln, daß aus einem Seitenrohr des zweiten Gefäßes eine mit Ammoniak gesättigte Flüssigkeit abfließt.
Diese letztere wird gekühlt und gelangt in einen Apparat, in welchem sie durch Kohlensäure zersetzt wird. Letztere erhält man durch Brennen von Kalk oder durch Zersetzung eines kohlensauren Salzes mit einer Säure und leitet sie unter starkem Druck am Boden des Apparats in die Flüssigkeit. In dem Apparat liegt in regelmäßigen Abständen eine Anzahl durchlöcherter Platten von der Gestalt eines Kugelsegments mit der konvexen Seite nach oben und unter jeder dieser Platten eine zweite ebene Platte mit nur einem oder einigen wenigen Löchern.
Der Apparat wird mit Flüssigkeit beinahe gefüllt erhalten, doch fließt letztere durch ein Rohr in etwa der halben Höhe desselben zu, so daß sie nur in der obern Hälfte des Apparats erneuert wird. Sie sinkt sehr langsam nieder und sättigt sich sehr bald mit Kohlensäure. Man zieht sie alle 30 Minuten portionenweise ab und bringt sie auf Vakuumfilter, um das abgeschiedene doppeltkohlensaure Natron von der Salmiaklösung zu trennen. Nachdem das Salz mit wenig Wasser gewaschen ist, wird es in Apparaten von eigentümlicher Konstruktion getrocknet und erhitzt, wobei es die Hälfte seiner Kohlensäure verliert.
Diese wird durch Waschen von Ammoniak befreit und dann von neuem benutzt. Aus der Salmiaklösung wird das Ammoniak durch Destillation [* 9] mit Kalk wieder gewonnen. Der gesamte Verlust an Ammoniak bei der Fabrikation beträgt 5 Proz. Man zersetzt die Salmiaklösung auch mit Magnesia, verdampft die erhaltene Chlormagnesiumlösung und erhitzt den Rückstand in Wasserdampf, wobei Salzsäure entweicht und Magnesia zurückbleibt. Auf diese oder eine ähnliche Weise wird das Chlor des Chlornatriums in Form von Salzsäure gewonnen. Die Ammoniaksoda ist sehr rein, frei von Ätznatron, Schwefelnatrium und Eisen und unschwer 98-99gradig zu erhalten.
Die Gradigkeit der S. wird in Deutschland [* 10] nach Prozenten von kohlensaurem Natron, in England nach Prozenten von ¶
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»wirklichem« oder »nutzbarem« Natron (Na2O) ^[(Na2O)] angegeben. In der Available Soda der Engländer ist alles inbegriffen, was auf Säuren, in der Seifenfabrikation etc. wirkt, also neben kohlen- auch kieselsaures Natron, Ätznatron und Thonerdenatron. Bei gewöhnlicher S. ist die deutsche Bezeichnung die rationellste, doch führt sie auch die andern auf Probesäure wirkenden Natriumverbindungen als kohlensaures Natron auf und, auf Ätznatron angewandt, zählt sie nach Graden einer Substanz, welche hier nur als Verunreinigung erscheint, und kommt auf 120 Proz. In die englische Bezeichnung hat sich, weil man von falschen Atomgewichten ausgeht, ein Irrtum eingeschlichen, so daß sie um 1,316 Proz. ihres eignen Betrags zu viel zeigt. Manche Fabriken verkaufen nach wirklichem Gehalt an Na2O (Gay-Lussacsche Grade), andre aber (Liverpool) [* 12] geben manchmal 2-3 Proz. mehr an. Die französischen Grade zeigen an, wie viele Gewichtsteile Schwefelsäure [* 13] H2SO4 durch 100 Teile angewandte S. gesättigt werden.
Die Ausbeute an S. bleibt hinter der Theorie weit zurück. 100 Teile schwefelsaures Natron sollten 74,65 Teile kohlensaures liefern und das 96proz. Sulfat 71,66 Proz. Man erhält aber in den besten englischen Fabriken aus 96proz. Sulfat nur 69-70 Proz. S. von 52°, d. h. nur 35,9-36,4 Proz. (statt 41,9) Na2O . Bei Anwendung des sehr reinen Staßfurter Salzes (mit 99 Proz. Chlornatrium) erhält man aus 100 Teilen Salz 120 Teile Sulfat, aus 100 Teilen Sulfat 150 Teile Rohsoda. 100 Teile S. (90proz.) = 214 Teile Rohsoda = 142,6 Teile Sulfat = 118,8 Teile Salz.
Kohlensaures Natron Na2CO3 bildet eine weiße, undurchsichtige Masse vom spez. Gew. 2,5, schmeckt und reagiert alkalisch, löst sich in Wasser, nicht in Alkohol. 100 Teile Wasser lösen
|bei 0°||6.97 Teile||bei 25°||28.50 Teile|
|" 10°||12.06 "||" 30°||37.24 "|
|" 15°||16.20 "||" 38°||51.67 "|
|" 20°||21.71 "||" 104°||45.47 "|
Den Gehalt der Sodalösungen von verschiedenem spezifischen Gewicht bei 15° zeigt folgende Tabelle:
|Prozent||Spez. Gew. für wasserfreie S.||Spez. Gew. für kristallisierte S.||Prozent||Spez. Gew. für kristallisierte S.|
|1||1,010||1,004||20||1,078|
|2||1,021||1,008||21||1,082|
|3||1,031||1,012||22||1,086|
|4||1,042||1,016||23||1,090|
|5||1,052||1,020||24||1,094|
|6||1,063||1,023||25||1,099|
|7||1,074||1,027||26||1,103|
|8||1,084||1,031||27||1,106|
|9||1,095||1,035||28||1,110|
|10||1,106||1,039||29||1,114|
|11||1,116||1,043||30||1,119|
|12||1,127||1,047||31||1,123|
|13||1,138||1,050||32||1,126|
|14||1,149||1,054||33||1,130|
|15||-||1,058||34||1,135|
|16||-||1,062||35||1,139|
|17||-||1,066||36||1,143|
|18||-||1,070||37||1,147|
|19||-||1,074||38||1,150|
Die kristallisierte S. enthält 10 Moleküle (62,9 Proz.) Kristallwasser, ist wasserhell, durchsichtig, vom spez. Gew. 1,4, schmilzt bei 34°, verwittert schnell an nicht zu feuchter Luft und verwandelt sich in ein zartes, weißes Pulver mit 5 Mol. Kristallwasser, welches bei 38° noch 4 Mol. verliert, bei stärkerm Erhitzen wasserfrei wird, bei Rotglut (leichter als kohlensaures Kali) schmilzt und auch bei höherer Temperatur sich nicht zersetzt. Wasserdampf treibt aus der in Platin schmelzenden S. Kohlensäure aus, und Kohle zerlegt das Salz bei Weißglut in Natrium und Kohlensäure. Schwefel gibt beim Schmelzen mit S. Schwefelnatrium und unterschwefligsaures Natron.
Man benutzt S. hauptsächlich zur Darstellung von Glas [* 14] und Seife. Sehr viel Kristallsoda dient als Reinigungsmittel in der Hauswirtschaft, ebenso kalcinierte S. in Fabriken, namentlich zur Beseitigung von Ölfarbe, ferner zum Bleichen von Baumwolle [* 15] und Leinen, in der Fabrikwäsche der Wolle, in der Färberei, Zeugdruckerei, Papierfabrikation, [* 16] zur Darstellung der meisten Natronsalze, überhaupt in unzähligen Fällen bei der Darstellung chemischer Präparate, namentlich auch der Farbstoffe, wie des Ultramarins etc. Sie dient ferner als Mittel gegen den Kesselstein, in der Metallurgie besonders des Stahls etc. überhaupt benutzt man S. überall, wo früher Pottasche angewandt wurde, bis auf wenige Fälle, in denen die Eigenschaften des Kalis maßgebend sind, wie bei der Darstellung von Alaun, [* 17] Kalisalpeter, Blutlaugensalz, Kristallglas, Schmierseife etc.
S. war als Nitrum den Alten bekannt. Erst seit dem 15. Jahrh. bezeichnete man das natürlich vorkommende oder aus Pflanzenasche dargestellte kohlensaure Alkali als kohlensaures Natron, verstand darunter aber auch kohlensaures Kali, und bei Geber findet sich der Ausdruck S. für fixes Alkali. Erst Stahl (1702) und bestimmter Duhamel (1736) unterschieden das Kali vom Natron, und letzterer zeigte die Identität der Base des Kochsalzes mit derjenigen des »mineralischen Alkalis«, wie man das kohlensaure Natron im Gegensatz zum kohlensauren Kali nannte.
Seitdem bemühte man sich, aus dem Kochsalz S. darzustellen; doch blieb zunächst das kohlensaure Kali ungleich wichtiger, obwohl bereits die Araber die natürliche S. nach Europa [* 18] gebracht hatten und die Barilla in viel größerer Menge in den Handel kam. Die Entwickelung der Baumwollindustrie verteuerte die Pottasche um so mehr, als die Produktion derselben eher ab- als zunahm und man auf Zufuhren aus dem waldreichen Rußland, Illyrien und Kanada angewiesen war. Zur Hebung [* 19] dieses Übelstandes setzte die französische Akademie der Wissenschaften einen Preis aus für das beste Verfahren der Sodafabrikation.
Nach Malherbes Vorschlägen von 1778 hatte Alban bei Paris [* 20] S. durch Erhitzen von Glaubersalz mit Eisen und Holzkohle dargestellt, doch ging seine Fabrik noch vor der Revolution wieder ein. 1787 entdeckte Leblanc seinen Prozeß, und in Verbindung mit andern und mit dem Gelde des Herzogs von Orléans [* 21] gründete er eine Fabrik bei St.-Denis, die indes auch den Stürmen der Revolution erlag. 1806 wurden in Frankreich bereits Spiegel [* 22] mit Leblancsoda dargestellt, und 1814 führte Losh das Verfahren in England ein.
Die großartige Entwickelung der Sodaindustrie datiert aber erst von 1823, in welchem Jahr in England das Salzmonopol aufgehoben und von Muspratt eine Sodafabrik in Liverpool gegründet wurde. Die Sodaindustrie entwickelte sich am mächtigsten in England und konzentrierte sich hauptsächlich auf das südliche Lancashire und die Ufer des Tyne. In Deutschland wurde das Leblancsche System zuerst 1828 in Schönebeck eingeführt, etwas später in Ringkuhl bei Kassel, [* 23] und in Österreich [* 24] begann die Sodafabrikation erst 1851. Anfangs verursachte das Salzsäuregas große Übelstände, und 1863 erschien in England die Alcali Act, nach welcher nicht mehr als 5 Proz. der entwickelten Säure ¶