Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03163.jsonl.gz/409

mehr
durch die fortgesetzte Gasentwickelung sich steigernden Druck zusammengepreßt. Die Röhre B ist umgeben von einem weitern Rohr D, in welchem sich flüssige Kohlensäure (oder Stickstoffoxydul) befindet, welche durch die gekuppelten Pumpen [* 2] F und F' zwischen dem röhrenförmigen Behälter E und dem Rohr D durch die engen Röhren [* 3] eff' in der Richtung der Pfeile in fortwährendem Kreislauf [* 4] gehalten wird. Durch die Wirkung der Pumpen wird eine so rasche Verdampfung der flüssigen Kohlensäure bewirkt, daß ihre Temperatur infolge des hierbei stattfindenden Wärmeverbrauchs auf -130° C. sinkt. Um eine so große Menge (2 kg) Kohlensäure in flüssigem Zustand zu erhalten, ist der Behälter E von einem Rohr G umgeben, in welchem flüssige schweflige Säure, aus dem Behälter H durch die Röhre h kommend, vermittelst der Pumpen I und I' in fortwährenden Kreislauf versetzt, zu raschem Verdampfen gebracht und dadurch bis -60° abgekühlt wird.
Der Behälter H, welcher ähnlich einem Röhrenkessel gebaut ist, wird durch einen Strom kalten Wassers kühl erhalten. Nachdem der Apparat in Gang [* 5] gesetzt ist, steigt der Druck des Sauerstoffs in dem auf -130° C. abgekühlten Rohr auf 525 Atmosphären, sinkt alsdann wieder und bleibt unveränderlich auf 470 Atmosphären. Dieses Sinken und die schließliche Unveränderlichkeit des Druckes zeigt an, daß ein Teil des Gases sich verflüssigt hat. Öffnet man jetzt den Hahn, [* 6] so entweicht in der That mit großer Heftigkeit ein flüssiger Strahl, welcher bei elektrischer Beleuchtung [* 7] zwei Teile unterscheiden läßt, einen innern durchsichtigen und einen äußern blendend weißen, welch letzterer aus Staub von gefrornem Sauerstoff besteht, da ein Teil der Flüssigkeit bei der äußerst lebhaften Verdampfung durch Verdunstungskälte zum Erstarren gebracht wird. Es gelang Pictet, das spezifische Gewicht des flüssigen Sauerstoffs zu bestimmen; es ergab sich gleich 0,9787. Wasserstoff wurde flüssig bei einem Druck von 650 Atmosphären und bei einer Temperatur von -140°, welche erzielt wird, wenn man statt der Kohlensäure flüssiges Stickstoffoxydul anwendet. Beim Öffnen des Hahns entwich ein undurchsichtiger Flüssigkeitsstrahl von stahlblauer Farbe, und gleichzeitig verursachte der fest gewordene Wasserstoff auf dem Boden ein prasselndes Geräusch wie von niederfallenden Schrotkörnern.
Vgl. Töpfer, Die gasförmigen Körper (Berl. 1877);
Meyer, Die kinetische Theorie der Gase [* 8] (Bresl. 1877).
II. Technisches.
Gase finden in der Technik mannigfache Verwendung, erfordern aber behufs ihrer Behandlung eigentümliche Vorrichtungen. Mehrfach benutzt man Gase, welche dem Erdboden entströmen, wie im Staat New York bei Fredonia und in der Gegend von Pittsburg, wo aus dem Boden aufsteigende brennbare Gase, in besondern Brunnen [* 9] aufgefangen, zur Beleuchtung von Städten, als Heizmaterial, zum Puddeln, zum Brennen des Porzellans, auch in Hochöfen Verwendung finden. Bei Szlatina in Ungarn, [* 10] auch in China [* 11] werden aus Steinsalzlagern ausströmende Gase benutzt, und an manchen Orten, wie bei Brohl am Laacher See, hat man versucht, der Erde entströmende Kohlensäure zur Darstellung von Bleiweiß [* 12] oder doppeltkohlensaurem Natron zu verwerten.
Weitaus in den meisten Fällen aber werden in der Technik entwickelt. Oft genügt es, gewisse Substanzen zu erhitzen, z. B. Braunstein oder chlorsaures Kali, die in der Hitze Sauerstoff abgeben und ein sauerstoffärmeres Oxyd oder Chlorkalium hinterlassen. Man benutzt zum Erhitzen eine eiserne Flasche, [* 13] in deren Mündung ein Rohr luftdicht eingesetzt wird, Retorten oder retortenähnliche Metallgefäße, auch wohl, wie bei der Zersetzung von doppeltkohlensaurem Natron, zur Gewinnung von Kohlensäure verschlossene eiserne Kessel mit Rührwerk, wobei das Gas durch ein Rohr im Deckel des Kessels entweicht, oder einen etwas geneigt liegenden cylindrischen Ofen mit Eisenmantel und Ziegelfutter, welcher auf Friktionsrollen ruht und durch Zahnräder in Umdrehung versetzt wird.
Das doppeltkohlensaure Natron gelangt in den obern Teil des Ofens und wird durch Feuerungsgase, welche direkt durch den Ofen strömen und wesentlich auch Kohlensäure liefern, zersetzt. In großen Mengen wird Kohlensäure durch Brennen von Kalk erhalten, freilich nicht rein, weil zur Erzielung vollständiger Verbrennung des Heizmaterials überschüssige Luft in den Ofen eingeführt werden muß und außerdem der Stickstoff derjenigen Luft, die ihren Sauerstoff an das Brennmaterial abgegeben hat, der Kohlensäure sich beimischt. Die Kalköfen zur Gewinnung von Kohlensäure sind kontinuierlich arbeitende Schachtöfen, am obern Teil verengert und durch einen Deckel verschlossen, unter welchem ein seitliches Rohr zur Ableitung des Gases angebracht ist. Ein kräftiges Gebläse [* 14] bewirkt den Luftzug durch die Feuerungen und saugt die Kohlensäure an.
Sehr häufig gewinnt man Gase durch trockne Destillation [* 15] sowohl als Haupt wie als Nebenprodukt. Das Material wird in liegenden, seltener in stehenden cylindrischen Retorten erhitzt, aus welchen die flüchtigen Destillationsprodukte in Kühlapparate [* 16] geleitet werden, um die Dämpfe der starren und flüssigen Produkte zu verdichten und von den Gasen zu trennen (s. Leuchtgas). [* 17] In den Retorten bleibt nach der Zersetzung ein nicht flüchtiger Rückstand, welcher vor der neuen Beschickung entfernt werden muß.
Man hat indes auch kontinuierlich arbeitende Retorten konstruiert, aus welchen das abdestillierte Material ohne Unterbrechung der Arbeit entfernt wird, während frisches in gleichem Maß eingeführt wird (s. Paraffin). [* 18] Aus dem verschiedenartigsten Material, welches aber stets reich an Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff ist oder wesentlich aus diesen Elementen besteht (Stein- und Braunkohle, Holz, [* 19] Torf, Knochen, [* 20] Fett, Öl etc.), erhält man durch trockne Destillation Gasgemische, die aus Kohlenwasserstoffen, Wasserstoff, Kohlenoxyd und Kohlensäure bestehen und hauptsächlich als Heiz- und Leuchtmaterial (Leuchtgas) benutzt werden.
Während in den Retorten der Luftzutritt vollständig ausgeschlossen ist, erhitzt man bei der Gasfeuerung [* 21] (s. d.) gewöhnliches Brennmaterial bei beschränktem Luftzutritt, so daß ein Teil desselben verbrennt und dabei hinreichende Wärme [* 22] entwickelt, um die Hauptmasse wie bei einer trocknen Destillation zu zersetzen. Das entstehende Gemisch von Gasen und Dämpfen wird hier direkt in die Apparate geleitet, in welchen es zur Verwendung gelangt. Da auch in Schachtöfen das angewandte Brennmaterial nicht vollständig verbrannt wird, so entweichen aus der Gicht brennbare Gase, welche man jetzt häufig auffängt (Gichtgase) und als Brennmaterial benutzt.
Bei vollständiger Verbrennung liefern die Brennmaterialien Kohlensäure und Wasser, und erstere wird häufig aus Koks dargestellt, indem man einen lebhaften Luftstrom durch die brennenden Koks saugt (Kindlerscher Ofen, s. Zucker). [* 23] Wie die durch Brennen von Kalk gewonnene Kohlensäure, ist aber auch diese mit Stickstoff und Sauerstoff gemengt. Bisweilen hat man versucht, auf solche Weise ¶
mehr
Kohlensäure als Nebenprodukt zu gewinnen, indem man die Feuergase der Dampfkesselfeuerungen aus dem Fuchs [* 25] absaugte. Besonders bei Gasfeuerungen mit Braunkohle soll man eine recht reine Kohlensäure gewinnen. Die Schwierigkeit liegt immer darin, daß der Hauptzweck der Feuerung nicht beeinträchtigt werden darf, und daß das Gas viel Asche mit fortreißt und empyreumatische Produkte enthält. In Öfen [* 26] von eigentümlicher Konstruktion verbrennt man Pyrite (Schwefelkies), um schweflige Säure (mit Sauerstoff und Stickstoff gemengt) zu gewinnen, und als Nebenprodukt erhält man letztere beim Rösten schwefelhaltiger Erze. Die Röstöfen werden jetzt allgemein mit Vorrichtungen zum Auffangen und Ableiten schwefliger Säure versehen (s. Schwefelsäure). [* 27]
Glühende Kohle zersetzt Wasserdampf in Wasserstoff, Kohlenoxyd und Kohlensäure. Solches »Wassergas« [* 28] (s. d.) wird dargestellt, indem man Kohle in Retorten oder Kammern erhitzt und dann Wasserdampf zuleitet. Die Retorten werden von außen erhitzt, in den Kammern aber verbrennt ein Teil der Kohle und erhitzt dadurch die übrige Kohle sowie einen Regenerator, durch welchen man, nachdem eine genügend hohe Temperatur erreicht ist, Wasserdampf zu der glühenden Kohle treten läßt, bis die Temperatur abermals einer Erhöhung bedarf. Die Kohle verbrennt also abwechselnd in Luft und Wasserdampf.
Derartige Methoden mit abwechselnder Einwirkung von Luft oder hoher Temperatur und Wasserdampf finden mehrfach Anwendung. So erhitzt man zur Darstellung von Wasserstoffgas Ätzkalk mit überschüssiger Kohle und erhält hierbei als Rückstand ein Gemisch von Kohle mit kohlensaurem Kalk, welches durch Behandeln mit überhitztem Wasserdampf regeneriert wird, indem die Kohlensäure durch den Wasserdampf ausgetrieben und wieder Ätzkalk erzeugt wird. Nach Abstellung des Wasserdampfes erhält man beim Erhitzen abermals Wasserstoff.
Wenn man Ätznatron mit Braunstein (Mangansuperoxyd) in kohlensäurefreier Luft erhitzt, so entsteht mangansaures Natron, und dies zerfällt bei derselben Temperatur, sobald man überhitzten Wasserdampf hinzuleitet, in Sauerstoff, Ätznatron und Mangansesquioxyd. Nach Abstellung des Wasserdampfes wird beim Erhitzen in kohlensäurefreier Luft abermals mangansaures Natron gebildet. In vollkommen kontinuierlicher Weise wird Sauerstoff dargestellt, indem man konzentrierte Schwefelsäure in einem geeigneten Gefäß [* 29] auf glühende Platinschnitzel oder Ziegelstücke fließen läßt. Die Schwefelsäure zerfällt dann in schweflige Säure und Sauerstoff. Hiermit vergleichbar ist die Methode der Chlorgewinnung, nach welcher man ein Gemisch von Chlorwasserstoffgas und Luft über erhitzte Ziegelsteine leitet, welche mit Kupfervitriol imprägniert sind. Es entstehen hierbei Wasserdampf u. Chlor gemischt mit Stickstoff und überschüssiger Luft.
Kommen bei der Entwickelung von Gasen Flüssigkeiten zur Anwendung, so benutzt man in der Regel weit- oder mehrhalsige Flaschen und versieht diese mit einem Rohr zur Ableitung des Gases und mit einer Vorrichtung zum Nachgießen von Flüssigkeit, wie in [* 24] Fig. 1. Man füllt z. B. in die Flasche granuliertes Zink, setzt den durchbohrten Kork [* 30] mit den beiden Röhren auf und gießt durch das Trichterrohr verdünnte Schwefelsäure ein, worauf sich Wasserstoffgas entwickelt. Statt der Flasche benutzt man einen Kolben, wenn die Masse erwärmt werden muß, und im großen wendet man in der Regel Flaschen aus Thon an, welche mit zwei Öffnungen a b [* 24] (Fig. 2 u. 3) zum Eingießen der Flüssigkeit und zum Ableiten des Gases sowie mit einer großen Öffnung zum Einbringen des festen Materials versehen sind, auch wohl einen Siebcylinder c zur Aufnahme des letztern erhalten und in Holzkasten gestellt werden, um sie durch Dampf [* 31] erhitzen zu können.
Bei noch größerm Betrieb, wie in den Sodafabriken, benutzt man als Entwickelungsgefäße aus geteerten Sandsteinplatten konstruierte Kasten, welche mit den erforderlichen Öffnungen zum Beschicken und Entleeren und zum Ableiten des Gases versehen sind (vgl. Chlor). Einen ähnlichen, nur einfacher aus Steinplatten konstruierten Kasten benutzt man zur Darstellung von Kohlensäure aus Kalk und Salzsäure und einen aus Bohlen zusammengesetzten Kasten, der innen mit Bleiplatten ausgekleidet ist, zur Darstellung von Schwefelwasserstoff aus Schwefeleisen und Schwefelsäure.
In den Mineralwasserfabriken dienen zur Entwickelung der Kohlensäure aus Magnesit und Schwefelsäure kupferne, innen verzinnte und mit Blei [* 32] ausgekleidete liegende Cylinder mit Rührwerk und domartigem Aufsatz, in welchem sich ein Bleigefäß zur Aufnahme der Schwefelsäure befindet, die durch ein von außen zu regulierendes Ventil [* 33] in den Cylinder fließt. Letzterer besitzt noch eine Öffnung zum Einfüllen des Magnesits, eine zweite Öffnung zum Ablassen der gebildeten Lösung von schwefelsaurer Magnesia, ein Manometer [* 34] und ein Sicherheitsventil.
Sehr praktisch sind Apparate, bei welchen die Gasentwickelung beliebig und ohne Materialverlust unterbrochen werden kann. Ein derartiger Apparat besteht z. B. [* 24] (Fig. 4) aus einem Glascylinder, in welchem mittels eines durchbohrten Korkes ein unten in eine Spitze auslaufendes Rohr steckt, welches mit granuliertem Zink oder Marmor gefüllt und oben durch ein Hahnrohr geschlossen ist. Bei Öffnung dieses Hahns tritt die Säure aus dem Cylinder in das Rohr, und alsbald entwickelt sich Gas, welches durch das Hahnrohr entweicht. Schließt man nun den Hahn, so drückt das sich noch weiter entwickelnde Gas die Säure aus dem Rohr heraus, und damit hört die Gasentwickelung auf, um sofort wieder zu beginnen, sobald man den Hahn öffnet. Dieser Appa-
[* 24] ^[Abb.: Fig. 1. Gasentwickelungsflasche.]
[* 24] ^[Abb.: Fig. 2. u.
Fig. 3. Zweihalsige Gasentwickelungsflaschen.]
[* 24] ^[Abb.: Fig. 4. Kontinuierlicher Gasentwickelungsapparat.] ¶