Chapter 3
Doch noch andere, heute bereits unentbehrliche Ersatzstoffe sind von der chemischen Technik geschaffen worden, und gar manche von ihnen dienen Zwecken, die man zur Zeit der Erfindung gar nicht voraussehen oder ahnen konnte. So suchte der Amerikaner Hyatt, 1880, nach einem Ersatz für Buchdruckwalzenmasse, die bis heute durch Mischen von Gelatine und Glyzerin in der Wärme hergestellt wird, und fand bei seinen Versuchen, als er eine Lösung von Schießbaumwolle mit Kampfer zusammenknetete, etwas neues, unendlich Wertvolleres, das _Zelluloid_, das heute zur Erzeugung der mannigfaltigsten Gebrauchs- und Schmuckgegenstände dient, und dessen Herstellung und Verarbeitung viele Tausende von Menschen beschäftigt. Diesem ersten Ersatz für Hartgummi und Elfenbein folgten im Laufe der Zeit mehrere andere, darunter der _Galalith_. Dieser wird aus dem Kasein, dem Käsestoff der Milch, hergestellt, indem man diesen Stoff durch Hinzufügung von gewissen Chemikalien, wie Formaldehyd usw., unlöslich macht.
Die jüngste Errungenschaft auf dem Gebiete der Ersatzstoffe ist der _künstliche Kautschuk_. Aber dessen Herstellungskosten müssen erst bedeutend herabgesetzt werden, bevor ein erfolgreicher Wettbewerb mit dem natürlichen Kautschuk möglich sein wird.
Wenn wir von einer Romantik der Chemie sprechen, so geschieht dies nicht zum mindesten deshalb, weil sie über ihren märchenhaften Zielen die Bescheidenheit und die Liebe zum Kleinen nicht verlernt hat. In der Tat, kein Gebiet, kein Stoff ist so gering, daß die Chemie ihm nicht die sorgfältigste Aufmerksamkeit zuteil werden ließe. Die Chemie hat alle nicht bloß berufen, sondern auch auserwählt. Vor ihrem Gerichtshof gibt es keine Standesunterschiede. Nicht nur Seide und Elfenbein sind würdige Gegenstände ihrer Bemühung, sondern ebenso der gewöhnliche Bauziegel und das Holz in seinen verschiedenen Formen.
Die Verwendung der Schwefelsäure in der chemischen Industrie. | | Anorganische Chemie | +----------+--------+-------+------------+--------+-------------+----------~ | | | | | | | | | | | Mutterlauge des | | Chilesalpeter | Chlorkalium | Chilesalpeters | Phosphorit | | | | | | | | Kochsalz | Brommagnesium- | Flusspat | | | | Lauge | | | | | | | | | | | | | | Braunstein | | +---+----+ +------+---+----+---+---+ +------+-----+ | | | | | | | | | | | | Salpeter- | Salzsäure | Brom Jod Flussäure Super- Phosphor- säure | | phosphat säure Sulfat Kaliumsulfat | | | | | | | (Glas, Soda, Zellstoff) (Pottasche) (Phosphor)
~----+------+---------+-------+----------+----------+-------------+ | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Kupferstein u. | | Bauxit, Ton | Monazit | Schwarzkupfer | | | | | | | | Gaswasser | Chromerz | Silberhaltiges | Pyritabbrände | | | | Gold | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Silberhalt. Rückst. | | Aluminium- | Thorsulfat | u. Kupfervitriol | | sulfat | | | | Ammon- | Chromate | Feingold u. Kupfer-, Zink- sulfat | | Feinsilber u. Eisenvitriol | | | (Alaun) (Glühkörper) (Höllenstein)
| Organische Chemie | +-------+---------+--------+-------+----+-----+---------+---------+---------~ | | | | | | | | | | | | | | | | | | | Rückstände | | | | | | | der Erdöl- | Pflanzen-Rohöle | | Alkohol Graukalk | Destillation | | | | | | | | | | | | | | Rohpetroleum, | Rohparaffin, | Fette Glycerin | | Roh-Benzin | rohe Paraffinöle | | | | | | | Ozokerit | | | | | | | | | +----+----+ | Salpeter- | | | | | | | | | säure | | | | | | | | +----+---+~ Aether Essig- Leucht- | Paraffine | Fett- Glycerin | säure petroleum, | Paraffinöle | säuren, | Benzin | Ceresin | Stearin Nitro- | | glycerin Schmieröle u. Gereinigte | Vaselin Pflanzenöle Dynamit u. Schiesspulver
~---+-------+-------+---------+-------+-------+------+----------+--------+ | | | | | | | | | | | | | | | Benzol, | | | | | | | | Naphtalin, | | | | | | | | Phenole, | | | | | | | | Naphtole | | Cellulose | Papier | Phenolnatrium | etc. | Naphtalin | | | | | | | | | | Stärke | Rohe Stein- | Benzol, | Anthrachinon | | | | kohlenteeröle | Naphtalin, | | | | | | | | Naphtylamine |Salpeter- | | | | | | | etc. | säure | | ~---+ | | | | | +---+ | | | | | | | | | | | Nitro- | Vegetabilisches | Carbolsäure | Nitrokörper | Phtalsäure Cellulose | Pergament | | | | | | | | Sulfosäuren | Anthrachinon- | | Stärkezucker Gereinigte | | sulfosäuren | | Teeröle | | | | | | | | (Indigo, (Celluloid, Kunstseide, (Phenole, | | Eosine) Explosivstoffe, Schiesspulver) Naphtole | | Farbstoffe) | (Alizarinfarbstoffe) | (Amidokörper, Diazo- u. Azo- verbindungen, Farbstoffe, Medikamente)
Ziegel und Holz sind, wie eigentlich alle Stoffe, am meisten in jenen Gegenden geschätzt, die daran arm sind. Wo Bausteine und Tonlager fehlen, da ist es natürlich um die Errichtung von Gebäuden, und damit um den Kulturfortschritt, traurig bestellt. Da fand die Chemie einen Ausweg, wenigstens für sandreiche Gegenden, indem sie den _Kalksandsteinziegel_ bildete, der sich trotz seiner Jugend immer größere Verwendungsgebiete erobert, und das mit Recht, denn sein Aussehen ist schön, seine Festigkeit groß, seine Herstellung einfach und billig. Man mischt nämlich den Sand mit so viel Kalkmilch, daß man ihn in Formen pressen kann, worauf diese Masse, die eigentlich nichts anderes ist als fester Mörtel, in Ziegelform, mit Dampf behandelt wird. Die Fabrikation dieser Ziegel nimmt weniger als 36 Stunden in Anspruch und unterscheidet sich durch diese Schnelligkeit vorteilhaft von der Herstellung der Tonziegel.
Ein ausgezeichneter Holzersatz für Fußboden- oder Treppenbelag der hauptsächlich aus Sägespänen besteht, ist der _Xylolith_, ein Holzstein, der fast die Wärme des Holzes und fast die Feuerfestigkeit des Steines besitzt. Seine Herstellung ist äußerst einfach; man vermischt Sägespäne mit etwas gebranntem Magnesit, feuchtet die Masse mit einer Lösung von Chlormagnesium an, bis sie breiig-teigartig ist, und läßt sie, in beliebige Formen gepreßt, an der Luft trocknen. Für fugenlosen Fußbodenbelag wird die teigige Masse 1 +cm+ dick glatt auf den Blindboden aufgetragen, worauf man sie trocknen läßt. Die trockene Xylolithmasse kann man ungefähr so wie Holz bearbeiten. Da sie überdies durch Zumischung von Erdfarben zu den Sägespänen beliebig gefärbt werden kann, ist es leicht begreiflich, daß dieser »Holzzement« sich einer stets zunehmenden Beliebtheit und wachsenden Verwendung erfreut.
Die auf Seite 35 beigefügte Tabelle aus dem »Deutschen Museum« zeigt uns die vielseitige Verwendung der Schwefelsäure in der chemischen Industrie.
So sorgt die Chemie, indem sie zahlreiche nützliche Stoffe herstellt, für die Bequemlichkeit des Menschen. Darüber vernachlässigt sie aber nicht das Gebiet des im höheren Sinne Angenehmen und Sinnerfreuenden.
Seit der Mensch in Wahrheit ein Mensch ist, erfreut sich sein Auge an dem saftigen Grün und den vielfarbigen Blumen der Wiesen, an dem Blau des Himmels und dem Purpur und Rot des Sonnenaufganges. Das Schöne erfreut ihn, das Schönste erscheint ihm heilig. Er liebt die _Farbe_, den bunten Schmuck und glaubt, wenn er sich selbst damit ziert, liebenswerter zu werden. So jauchzt er auf, wenn er irgendwo zufällig eine bunte, erdige Farbe findet und bemalt sich mit dem kostbaren Gute in einfacher Weise Gesicht und Körper. Hat er einmal die Stufe der Nacktheit überwunden und es bis zur Herstellung von Gewändern, zum Verspinnen und Verweben von Flachs und Schafwolle gebracht, so trachtet er, den Schmuck der Färbung auf das Gewebe zu übertragen. Jahrhundertelang muß er da wohl suchen und versuchen, bis er endlich durch Zufall einige brauchbare, dauerhafte Farbstoffe findet, den Purpur der Purpurschnecke, den Krapp und den Indigo und einige Farbhölzer.
Durch Jahrtausende blieb die Farbstoffkenntnis des Menschen auf diese wenigen Stoffe beschränkt, unter denen der _Indigo_ der wichtigste ist. Er wird als blaue Farbe aus dem Safte der Indigopflanze und des Waid in primitiver Weise hergestellt. Kurz vor der Blüte werden die Pflanzen dicht über dem Boden abgeschnitten, hierauf in Bottiche oder gemauerte Gruben gebracht und mit Wasser bedeckt. Nach zwölf bis fünfzehn Stunden wird das nun gelb gefärbte Wasser in einen zweiten, tiefer gelegenen Bottich abgelassen und daselbst durch Schlagen mit schaufelartigen Stangen oder durch ein Schaufelrad in vielfache innige Berührung mit der Luft gebracht, wodurch der gelöste Pflanzensaft unlöslich wird und sich als blauer Schlamm am Boden absetzt. Dieser Schlamm wird gut gewaschen, gepreßt und getrocknet und stellt nun den »natürlichen« Indigo des Handels dar.
Vor der Eröffnung des Seewegs nach Ostindien wurde der in Europa verwendete Indigo aus dem Waid gewonnen, der seit dem neunten Jahrhundert in Frankreich und Deutschland stark angebaut wurde. Nach der Eröffnung des Seeweges wurde der Waid immer mehr durch den indischen Indigo verdrängt, und weder Gesetze noch Monarchen waren imstande, die Einfuhr aus Indien zu hemmen, so daß der europäische Waidbau schließlich zugrunde gehen mußte.
Wenn wir uns vor Augen halten, daß der Indigo in der Indigopflanze nicht fertig gebildet ist, und daß statt seiner die Pflanze nur eine fast farblose Substanz, Indigoweiß genannt, enthält, daß dieses Indigoweiß sich im Wasser löst und durch Berührung mit Luft blaues Indigopulver ergibt, also auf ähnliche, aber umständlichere Weise entsteht wie der Eisenrost aus dem Eisen, da wird es uns klar, daß diese Entdeckung sicherlich einer Reihe höchst merkwürdiger Zufälle und dem Aufwande scharfer Beobachtung zu danken ist. Durch Zufall ist wohl ein Bund von Indigopflanzen in einen Wasserbottich oder Teich geraten, durch Zufall oder vielleicht in gedankenlosem Spiele sind die Pflanzen dann durch Schaufeln oder sonstwie mit Luft in Berührung gebracht und von einem scharfen Beobachter das ausgeschiedene blaue Indigopulver bemerkt worden. Ähnlichen Zufällen hat man wohl die Herstellung des Krapps aus der Färberröte und des Purpurs aus der Purpurschnecke zu verdanken.
So mußte sich denn die Färberei lange, lange Zeit hindurch mit ganz wenigen Farbstoffen begnügen, bis man endlich, mit Hilfe der immer leistungsfähiger werdenden Chemie und nicht ohne Benutzung glücklicher Zufälle dahin kam, die längst erblaßte und vergangene Farbenpracht längst versunkener geologischer Zeiten wieder herzustellen und aufzufrischen. Denn nichts anderes als Leichname der Pflanzenwelt eines früheren Erdalters sind die Kohlenlager, denen wir heute nebst so vielem anderen die Teerfarben, auch _Anilinfarben_ genannt, zu verdanken haben, die an Mannigfaltigkeit die Naturfarben übertreffend, die bunte Pracht der modernen gewerblichen Erzeugnisse ermöglichen.
Wenn man Kohle unter Luftabschluß erhitzt -- dies wird, wie bereits früher bemerkt, von der Leuchtgas- und Koksindustrie in größtem Maßstabe ausgeführt -- so hinterbleibt der bekannte poröse Koks, während Leuchtgas und Teer in heißem Zustand entweichen. Durch Abkühlung wird der Teer verflüssigt und dadurch zugleich das Leuchtgas in reinem, teerfreiem Zustande erhalten.
Dieser schwarze Steinkohlenteer ist der Grundstoff und der Ausgangspunkt der Teerfarbenindustrie.
Die nebenstehende Tafel zeigt die Vielseitigkeit der Farbstoffe und der Nebenprodukte, die alle aus Teer gewonnen werden.
Der Steinkohlenteer ist eine Mischung mehrerer Kohlenstoffverbindungen, von denen Benzol, Phenol, Kresol, Naphthalin und Anthrazen die wichtigsten sind. Sie alle werden bei der Destillation des Steinkohlenteers gewonnen und ergeben, nachdem sie mehreren chemischen Verfahren unterzogen wurden, die bekannten Teerfarbstoffe, deren erster, das Mauvein, im Jahre 1856 von W. H. Perkin in London dargestellt wurde.
Diese ursprünglich englische Industrie kam in Deutschland zu ungeahnter Blüte und feierte hier ihre größten Triumphe. Sie trat mit der Natur selber in Wettbewerb und übertraf, überwand, besiegte sie in dem Streite um das Krapprot und in dem Streite um den Indigo.
Vor dem Jahre 1868 wurde die Menge des jährlich erzeugten Krapps auf 70 Millionen Kilogramm geschätzt. Im Jahre 1868 entdeckten Graebe und Liebermann, daß der Krapp, auch Alizarin genannt, auf eine sehr einfache Art aus dem Anthrazen, einem der oben erwähnten Bestandteile des Steinkohlenteers, hergestellt werden könne. Infolge dieser Entdeckung wird heute das Krapprot nicht mehr aus der Pflanze, sondern in den chemischen Fabriken erzeugt, und der Krappbau, der zumal für Südfrankreich von großer Bedeutung war, hat heute fast vollständig aufgehört.
Dasselbe Schicksal wird dem natürlichen Indigo zuteil, seitdem wir nach A. v. Baeyers Entdeckung den Indigo billiger und reiner, als es die Pflanzenkraft vermag, herstellen. So unterliegt auf diesem Gebiete die Landwirtschaft der chemischen Industrie. Im Jahre 1889 kamen noch 33 612 Kisten Indigo aus Indien nach Europa. Heute hat die Einfuhr wegen der gewaltigen Erzeugung des künstlichen Indigos in Deutschland fast ganz aufgehört. Ein paar Fabriken bringen heute das hervor, was früher große Landstrecken in Indien erzeugten.
Eine riesige Industrie setzt in Deutschland die wissenschaftlichen Errungenschaften der Teerfarbenchemie in wirtschaftliche Werte um. Von den zahlreichen großen Fabriken dieser Art sei nur die größte, die im Jahre 1865 gegründete _Badische Anilin- und Sodafabrik_ in Ludwigshafen am Rhein, mit einigen Ziffern gekennzeichnet, um von der Ausdehnung dieser Industrie einen kleinen Begriff zu geben:
Diese Fabrik beschäftigt heute über 200 Chemiker, 150 Ingenieure, 900 kaufmännische Beamte und über 8000 Arbeiter. Der Grundbesitz der Fabrik beträgt 220 +ha+. Davon sind 411 200 +qm+ mit 450 Fabrikgebäuden, 656 Arbeiter- und 108 Beamtenwohnungen bebaut. Sie verbraucht jährlich etwa 35 000 Waggons Kohlen. Damit werden 160 große Dampfkessel geheizt, die 386 Dampfmaschinen treiben und 25 000 Pferdestärken erzeugen. Es werden jährlich 50 000 000 Kubikmeter Wasser und 12 000 000 Kilogramm Eis verbraucht. Eine eigene Gasfabrik liefert etwa 22 000 000 Kubikmeter Gas zur Heizung und Beleuchtung. Außerdem sind Dynamomaschinen mit zusammen 10 000 Pferdestärken vorhanden, die 500 Elektromotoren, 1400 Bogenlampen und 20 000 Glühlampen mit Elektrizität versorgen.
Neben dieser Fabrik sind vor allem die Farbwerke vormals Meister, Lucius und Brüning in Höchst am Main hervorzuheben (Abb. 18).
Es sind heute insgesamt ungefähr siebzig Teerfarbenfabriken in Tätigkeit, die jährlich Farbstoffe im Werte von über 200 000 000 Mark erzeugen und die Farbengier der ganzen Welt befriedigen. Das Kopftuch der Böhmin, der Schal der Kreolin, der Sombrero des Mexikaners, der Fez des Türken, das Gewand des Muezzin, der feine Perser- und der billige Juteteppich, die Steinnußknöpfe des Negers, der Turban des Mohammedaners, die bunten Plakate der Tanzunterhaltungen, die Ornamente der Tanzordnung, die Schuhe und Seidengewänder der Ballkönigin, die Uniform des Marschalls und des gemeinen Soldaten, die Kutte des Mönches und der Purpur des Kardinals, der Hut des Bettlers und die Schleppe der Königin, sie alle sind geziert, geschmückt und gefärbt durch die wunderbaren Stoffe, die, aus der dunklen, toten Kohle hervorgezaubert, den Triumph des regenbogenfarbigen Lebens verkünden. So erwächst aus der Vernichtung der Vorwelt das Streben und die Bejahung eines neuen Lebens, so folgt auch hier dem frostigen, dunklen Winter ein neuer lichter Frühling, ein Wiedererwachen der schlummernden Kräfte und Möglichkeiten der Natur. Ein geringer Stoff, die Kohle, ist zur Königin geworden, weil er, ohne sich vorzudrängen, im Bewußtsein seines Wertes seine Zeit abwartete.
Hat hier die Chemie mit milder Ruhe farbige Schönheit geschaffen, so hat sie in der Erzeugung von gewaltigen Zerstörungsmitteln, in der Steigerung der menschlichen Kraft und Leistungsfähigkeit nicht weniger geleistet. Wenn wir heute keine uneinnehmbaren Festungen mehr kennen, wenn wir die mächtigsten Kriegsschiffe durch Torpedos vernichten, Felsen sprengen und durchbohren, den Atlantischen Ozean mit dem Stillen verbinden und Berge versetzen können, so ist dies nur möglich durch die wunderbar gewaltigen Kräfte, die -- dank der Entwicklung der Chemie -- in einer kleinen Stoffmenge aufgehäuft werden können, durch Kräfte, die wie gefesselte Riesen, sich ruhig verhalten, bis die Fessel gelöst ist, durch jene Stoffe, die nach der Art ihrer Wirkung, als _Sprengstoffe_ bezeichnet werden.
Bis ins neunzehnte Jahrhundert hinein war nur _ein_ Sprengstoff in Verwendung, das bekannte Schießpulver, das eine Mischung von Kohle, Schwefel und Salpeter ist, durch dessen Entzündung und darauffolgende Verbrennung große Gasmengen so rasch gebildet werden, daß die fesselnde Kapsel des Pulvers zersprengt und jedes Hindernis, das sich der Ausdehnung der Gase in den Weg stellt, fortgeschleudert wird, daß, mit anderen Worten, eine Sprengwirkung eintritt. Diese Mischung war vielleicht schon Hannibal bekannt. Jedenfalls bedeutet das unklare Wort »+acetum+«, womit, wie Livius sagt, Hannibal die seinen Marsch behindernden Felsen aus dem Wege räumte, einen schießpulverähnlichen Sprengstoff, und nicht, wie die Philologen sonderbarerweise meinen, »Essig«.
Als zu Beginn des neunzehnten Jahrhunderts die Chemie mündig ward, da wurde nicht nur die Zahl der Sprengstoffe bedeutend vermehrt, sondern auch ihre Wirkungskraft ins Riesenhafte erhöht. (Dabei spielt besonders die Verwendung der Salpetersäure und der Salpeterschwefelsäure eine große Rolle.)[1] Es wurde -- um nur die wichtigsten Produkte zu nennen -- die Schießbaumwolle, das Dynamit, die Pikrinsäure und die Sprenggelatine dargestellt. Die Schießbaumwolle ist heute ein Hauptbestandteil der meisten rauchlosen Pulver, das Dynamit und die Sprenggelatine werden zu technischen Sprengungen aller Art verwendet, während die Pikrinsäure den Hauptbestandteil des französischen Melinits bildet, und das englische Geschützpulver Lyddit nichts anderes ist als geschmolzene Pikrinsäure.
[1] Über die vielseitige Verwendung der Salpetersäure und der Salpeterschwefelsäure in der Sprengstoffabrikation wie in der chemischen Technik überhaupt gibt die beifolgende Tabelle aus dem »Deutschen Museum« Aufschluß: