Anleitung zur quantitativen chemischen Analyse
d. Die Flüssigkeit versetzt man zunächst mit Salmiak und fügt etwas
oxalsaures Ammon zu. -- Nach dem Absitzen filtrirt man die kleine Menge oxalsauren Kalks ab (welche dem in Lösung übergegangenen Gyps entspricht). Das ausgewaschene und getrocknete Filter verbrennt man in oder über der Schale, in welcher sich die Hauptmenge des Kalks als schwefelsaurer Kalk befindet, behandelt den Inhalt der Schale vorsichtig mit etwas verdünnter Schwefelsäure, verdampft, glüht und wägt. Nach dem Wägen erhitzt man den Inhalt der Schale mit concentrirter Salzsäure, um den Gyps zu lösen. Die unlöslich bleibende $Kieselsäure$ behandelt man noch mehrmals mit Salzsäure und wäscht sie endlich auf einem Filterchen vollkommen aus. Zieht man ihre Menge von der des zuletzt gewogenen Schaleninhaltes ab, so erfährt man die Menge des $Kalkes$ aus dem Gewichte des so ermittelten schwefelsauren Kalkes.
e. In der von dem oxalsauren Kalke abfiltrirten Lösung bestimmt man die $Magnesia$ mit phosphorsaurem Natron (§. 82. 2.). Zieht man ihre Menge, berechnet auf schwefelsaure Magnesia, sammt der des Gypses und der Kieselsäure ab von dem in b. ermittelten Gesammtgewicht der schwefelsauren Salze, so bleibt als Rest: $schwefelsaures Natron$.
4. Aus den in 1.-3. ermittelten Zahlen ergiebt sich, nachdem man sie auf 1000 Thle. Wasser berechnet hat, die Menge der gebundenen $Kohlensäure$ auf folgende Art.
Man addirt die Mengen Schwefelsäure, welche den gefundenen Basen entsprechen, und zieht von der Summe erstens die direct gefundene, zweitens eine dem gefundenen Chlor äquivalente Menge (für 1 Aeq. Cl 1 Aeq. SO_3) ab; der Rest ist äquivalent der mit den Basen zu $einfach$ kohlensauren Salzen verbundenen Kohlensäure. Somit entsprechen 500 der so übrig bleibenden Schwefelsäure 275 Kohlensäure.
5. $Controle.$
Addirt man die Menge des Natrons, Kalks, der Magnesia, der Schwefelsäure, der Kieselsäure, der Kohlensäure und des Chlors und zieht von der Summe eine dem Chlor äquivalente Menge Sauerstoff ab (da dasselbe mit Metall, nicht mit Oxyd verbunden ist), so erhält man eine Zahl, welche nahezu gleich sein muss der in 3. a. gefundenen Gesammtmenge der Salze. -- $Vollkommene$ Uebereinstimmung kann nicht erwartet werden, da beim Eindampfen des Wassers Chlormagnesium partiell zerlegt und basisch wird, da die Kieselsäure etwas Kohlensäure austreibt, da kohlensaure Magnesia sich schwer entwässern lässt, ohne Kohlensäure zu verlieren, und da sie im Abdampfungsrückstande als basisches Salz enthalten ist, während in der Berechnung die dem neutralen Salze entsprechende Menge Kohlensäure aufgeführt ist.
II. $Das zu untersuchende Wasser ist nicht klar.$
Man füllt dasselbe in eine grosse Flasche von bekanntem Inhalt, verschliesst dieselbe mit einem Glasstopfen, lässt das Wasser durch Stehen im Kalten sich klären, nimmt das klare durch einen Heber so weit als möglich ab, filtrirt den Rückstand und wägt den Inhalt des Filters nach dem Trocknen oder Glühen. Mit dem klaren Wasser verfährt man nach I.
In Betreff der Berechnung der Analyse verweise ich auf §. 180 und bemerke nur, dass man dabei $gewöhnlich$ (denn es kann dabei eine gewisse Willkür stattfinden) folgenden Grundsätzen folgt:
$Chlor$ bindet man zunächst an Natrium, bleibt ein Rest, an Magnesium, dann an Calcium. -- Bliebe dagegen Natron übrig, so wird dies an Schwefelsäure gebunden. -- Die $Schwefelsäure$, beziehungsweise den Rest derselben, bindet man an Kalk. Die $Kieselsäure$ führt man unverbunden auf, den Rest des $Kalks$ und der $Magnesia$ als kohlensaure Salze und zwar bald als einfach, bald als zweifach kohlensaure Salze.
Dass zuweilen die Ergebnisse der qualitativen Analyse ein anderes Zusammenberechnen bedingen können, muss stets beachtet werden.
Bei der Darstellung der Resultate bezieht man die Mengen öfters statt auf 1000 Thle. auf 10000 Thle. Wasser, häufig giebt man die Quantitäten der Bestandtheile auch noch nach älterer Art in Granen im Pfund Wasser an (1 Pfund = 7680 Gran).
B. $Analyse der Mineralwasser[94].$
§. 174.
Wie wir in der qualitativen Analyse bereits gesehen haben, erweitert sich der Kreis der Stoffe, auf deren Bestimmung bei der Analyse der Mineralwasser Rücksicht zu nehmen ist, im Vergleich zu den in süssen Gewässern zu bestimmenden, schon beträchtlich, so zwar, dass es im Ganzen folgende Stoffe sind, auf welche man seine Aufmerksamkeit zu richten hat.
[94] Vergleiche den betreffenden Abschnitt in meiner Anleit. zur qualit. Analyse, achte Aufl. §. 199.
a. $Basen$: Kali, Natron, Lithion, Ammon, Kalk, Baryt, Strontian, Magnesia, Thonerde, Eisenoxydul, Manganoxydul (Zinkoxyd, Kupferoxyd, Bleioxyd, Zinnoxyd, Antimonoxyd).
b. $Säuren$ etc.: Schwefelsäure, Phosphorsäure, Kieselsäure, Kohlensäure, Borsäure, Salpetersäure, Chlor, Brom, Jod, Fluor, Schwefelwasserstoff, Quellsäure und Quellsatzsäure (arsenige und Arsensäure).
c. $Unverbundene Elemente und indifferente Gase$: Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenwasserstoff.
d. $Indifferente organische Stoffe.$
Manche von diesen Bestandtheilen kommen in den meisten Quellen in vorwaltender Menge vor, namentlich Natron, Kalk, Magnesia, zuweilen Eisenoxydul, ferner Schwefelsäure, Kohlensäure, Kieselsäure, Chlor und zuweilen Schwefelwasserstoff. Die übrigen finden sich fast immer nur in höchst geringer Menge. Die in der obigen Uebersicht eingeklammerten Stoffe sind gewöhnlich nur in den schlammigen Ocher- oder festen Sinter-Absätzen der Quellen nachweisbar[95], welche sich bei den meisten Mineralquellen da bilden, wo die Luft auf das abfliessende oder in Reservoirs aufbewahrte Wasser wirkt.
[95] Dass man, sofern in solchen Bleioxyd, Kupferoxyd etc. gefunden wird, mit grösster Sorgfalt prüfen muss, ob diese Oxyde auch wirklich aus dem Wasser stammen und nicht etwa von metallenen Röhren, Hähnen etc. herrühren, habe ich bereits bei der qualitativen Analyse erwähnt.
Ich theile den folgenden Abschnitt ein: 1. in die $Ausführung der Analyse$ und 2. in die $Berechnung und Zusammenstellung der Resultate.$
1. $Ausführung der Mineralwasseranalyse.$
Die Ausführung der Analyse zerfällt der Natur der Sache nach in zwei Abtheilungen, nämlich erstens in die Arbeiten, welche an der Quelle selbst zu unternehmen sind, -- zweitens in die, welche im Laboratorium ausgeführt werden.
A. $Arbeiten an der Quelle.$
I. Apparat und Erfordernisse.
§. 175.
Im Folgenden finden sich, zur Erleichterung der Sache, die Gegenstände aufgezählt, die man haben muss, wenn man die an der Quelle vorzunehmenden Arbeiten ausführen will.
1. $Ein gewöhnlicher Stechheber$, Fig. 92., dessen Inhalt man dadurch genau erforscht hat, dass man ihn mit Wasser füllte und dieses in ein Messgefäss auslaufen liess. -- Er mag 300 bis 400 Cubikcentimeter enthalten.
2. $5 Flaschen$, von denen jede den Inhalt des Stechhebers etwa 1-1/2 mal zu fassen vermag, mit guten Korkstopfen versehen.
3. $Ein gutes Thermometer$. Am besten ein solches, bei dem die Grade in die Glasröhre geätzt oder geritzt sind.
4. Eine Mischung von 2 Vol. Salmiakgeist und 1 Vol. Chlorbaryumlösung. Dieselbe wird gewöhnlich trüb. Es hat dies nichts zu sagen. Sie wird an der Quelle filtrirt.
5. Etwa 8 weisse Flaschen von 1-1/2-2 Liter Inhalt mit gut schliessenden Stopfen, am besten fein eingeriebenen Glasstopfen. Sollen die Flaschen mit Korkstopfen verschlossen werden, so legt man zweckmässig dünne Blättchen vulcanisirten Kautschuks unter dieselben.
6. Grössere mit Glas- oder Korkstopfen gut zu verschliessende Flaschen, welche zusammen wenigstens 50 Pfund Wasser fassen. In Ermangelung solcher kann man sich auch eines kleinen Vitriolölballons bedienen.
7. Zwei grosse und ein mittelgrosser Trichter.
8. Schwedisches Filtrirpapier.
9. Kolben, Bechergläser, Lampe, Glasstäbe, Glasröhren, Kautschukschläuche, Feilen, Scheere, Messer, Korkstopfen, Bindfaden etc.
10. Reagentien und zwar vornehmlich folgende: Ammon, Salzsäure, Essigsäure, Gerbe- und Gallussäure (oder Galläpfelinfusion), Lackmustinctur (frisch bereitete), Reagenspapiere. Zu diesen Erfordernissen kommen unter gewissen Umständen noch folgende hinzu:
a. _Wenn das Wasser Schwefelwasserstoff oder ein alkalisches Schwefelmetall enthält._
11. Eine Auflösung von Jod in Jodkalium von bekanntem Gehalt. -- Dieselbe muss sehr verdünnt sein, am besten so, dass 100 C. C. etwa 0,100 Gramm Jod enthalten. Eine solche erhält man, wenn man zu 1 Vol. der $Bunsen$'schen Jodlösung (§. 114. Anhang) 4 Vol. Wasser mischt.
12. Essigsäure.
13. Stärkemehl.
14. Eine Bürette.
b. _Wenn das Wasser viel Eisenoxydul enthält, und dieses an der Quelle direct (volumetrisch) bestimmt werden soll._
15. Eine Lösung von übermangansaurem Kali. Dieselbe verdünnt man zur Prüfung stark eisenhaltiger Wasser so, dass 100 C.C. etwa 0,04 Eisen aus dem Zustand des Oxyduls in den des Oxyds überführen. Zur Prüfung schwacher Eisenwasser muss dieselbe noch verdünnter sein. -- Da dieselbe an Ort und Stelle titrirt werden muss, so braucht man ferner abgewogene Stückchen Clavierdraht, ferner Bürette und Pipette.
c. _Wenn im Wasser die aufgelösten indifferenten Gase (Stickgas, Sauerstoff etc.) bestimmt werden sollen._
16. Einen Glasballon von bekanntem Inhalt. Er halte etwa 700 C.C.
17. Eine Gasleitungsröhre. Dieselbe wird mittelst eines durchbohrten Korkes in den Ballon (16.) luftdicht eingepasst.
18. Einen graduirten Cylinder von etwa 150 C.C. Inhalt und eine Anzahl ausgezogener Röhren (s. 23.).
19. Eine kleine Wasserwanne.
20. Kalilauge.
21. Einen Dreifuss, auf welchen der Ballon gestellt werden kann.
22. Etwas Wachs.
d. _Wenn die Gase bestimmt werden sollen, welche sich aus der Quelle entwickeln._
23. Eine Anzahl Röhren, von leicht schmelzbarem Glase, 2-3 Cm. weit, der Theil _a b_ 10-12 Cm. lang, von folgender Form (Fig. 93) und ein Löthrohr. -- Diese Röhren sind vorgerichtet, um das Gas an der Quelle aufzufangen und zu Hause zu untersuchen. Soll dasselbe an Ort und Stelle $genau$ untersucht werden, so muss man einen völligen pneumatischen Quecksilberapparat mitführen, -- soll dagegen nur die Menge der durch Kalilauge absorbirbaren Kohlensäure bestimmt werden gegenüber den durch Kali nicht absorbirbaren Gasen, so hat man nur eine graduirte Röhre nebst einem kleinen Trichter, sowie Kalilauge nöthig. Entströmt aber der Quelle Schwefelwasserstoffgas, so ist noch
24. Ein Kolben mit etwas ausgezogenem Hals, sammt Kautschukschlauch und Quetschhahn, und
25. ammoniakalische Kupferchloridlösung erforderlich (siehe §. 176. 14.).
II. Specielle Ausführung.
§. 176.
1. Man prüft das Wasser in Betreff seines äusseren Ansehens (Farbe, Klarheit etc.). Hierbei ist zu beachten, dass ein Wasser oft auf den ersten Anblick klar erscheint, während es bei genauer Besichtigung in einer grossen weissen Flasche einzelne oder viele, farblose oder gefärbte Flöckchen oder dergl. wahrnehmen lässt. -- Ist Letzteres der Fall, so lässt man eine Flasche 1 oder 2 Tage stehen, giesst dann das klare Wasser ab und betrachtet etwaige auf den Boden abgelagerte Substanzen unter dem Mikroskop. Man wird dabei öfters Infusorien, Pflanzen niedrigster Art etc. entdecken[96].
[96] Vergl. chem. Untersuchung der wichtigsten Mineralwasser des Herzogthums Nassau von Prof. Dr. $Fresenius$, III. Die Quellen zu Schlangenbad. Wiesbaden bei C. W. $Kreidel$ 1852, und namentlich $Schulz$ in den Jahrbüchern des Vereins für Naturkunde im Herzogthume Nassau, Heft VIII.
2. Man beobachtet, ob sich aus der Quelle Gase entwickeln, ob das Wasser in einem Glase Gasperlen ansetzt und beim Schütteln in halbgefüllter Flasche Gas entbindet.
3. Man prüft den Geschmack und Geruch des Wassers. Zur Entdeckung sehr geringer Mengen von Riechstoffen füllt man ein Trinkglas, besser noch eine Wasserflasche, halb mit Wasser, verschliesst mit der Hand, schüttelt stark, nimmt die Hand weg und beobachtet dann, ob ein Geruch wahrnehmbar ist.
4. Man prüft die $Reaction$ des Wassers mit den verschiedenen Reagenspapieren (besser noch mit blauer und ganz schwach gerötheter Lackmustinktur) und beobachtet, ob sich die Farbe, welche das Papier angenommen hat, beim Trocknen an der Luft ändert.
5. Man prüft die $Temperatur$ des Wassers. Lässt sich dieselbe so bestimmen, dass man das Thermometer in die Quelle senken und seinen Stand genau beobachten kann, während es im Wasser bleibt, so ist diese Bestimmungsmethode die einfachste und beste; anderenfalls senkt man eine grosse Flasche mit darin befindlichem Thermometer in die Quelle, lässt sie, nachdem sie sich gefüllt hat, noch längere Zeit in der Quelle, zieht sie dann heraus und beobachtet den Stand des in der Flasche stehenden Thermometers. -- Strömt das Wasser aus einem Rohre aus, so lässt man es in einen kleinen weithalsigen Kolben fliessen, schüttet es aus, füllt wieder, wiederholt dies nochmals und senkt endlich das Thermometer ein, dessen Kugel man längere Zeit der Wirkung des Wasserstrahles ausgesetzt hatte.
Die Angabe der Quellentemperatur muss durch folgende Notizen vervollständigt werden:
a. Datum,
b. Temperatur der Luft,