Cтраница 3
Привожу эту рекламу настолько в точном переводе, насколько мог ее записать, дополняя некоторыми полученными сведениями. Для приготовления пользуются всякой фосфорноизвестковой солью, например фосфоритами или сжеными костями. На заводе Фуркада употребляют фосфорит, содержащий 19 % фосфорной кислоты. В воздуходувном горне плавят фосфорноизвестковую соль с окислом железа ( железною рудою) в углях, употребляя 60 % железной руды, содержащей 35 % окиси железа. Получается фосфористое железо, содержащее до 20 % фосфора. Его измельчают и смешивают 100 частей его с 120 частями прокаленной сернонатровой соли и с 5 частями угля. Эту смесь обрабатывают в содовой печи, как соду. Готовая масса оставляется на воздухе, выщелачивается и в растворе дает фосфор-нонатровую соль. В остатке получается сернистое соединение железа и натрия, которое можно обжигать и вновь получать окись железа. Пока ничего нельзя сказать положительного об этом новом, не вполне еще описанном способе, но если он будет практичен, ему предстоит сделаться весьма распространенным, потому что все вещества и приемы, необходимые для производства, не представляют затруднений. Описывают в Chemical News и Dyngler s Journal этот способ иначе, но мы приводим то, что узнали на выставке. [31]
Отличительную черту огромного большинства продуктов химических заводов составляет отсутствие их применения в обыкновенном, домашнем обиходе. Купоросного масла, соды, квасцов и тому подобных товаров не видно в обыденной жизни, а между тем они производятся в количестве миллионов пудов. Это потому, что они служат сами материалами, применяемыми на других заводах и фабриках. Так, например, сода идет в мыловарении, стеклоделии, белильном производстве, а продукты этих последних обращаются всюду в общежитии. Но из предшествующего уже очевидно, что без существования местных химических заводов нельзя ждать широкого развития многих иных и всего возможного удешевления их продуктов, потому что привозное иностранное химическое сырье вследствие уже одной платы за далекий провоз не может быть дешевым. Так, например, для стекла ныне применяется сульфат или прокаленная сернонатровая соль, и основать производство стекла в России на иностранном сульфате - значит навсегда отказаться от возможности достичь вывоза дешевейших стеклянных изделий. [32]
Сто фунтов карналлита, выламываемого в залежах, дают на нынешних заводах средним числом около 12 фунтов хлористого калия. Из 10000 фунтов карналлита извлекают до 3 фунтов брома. Получение сернокалиевой соли в Стассфурте весьма ограничено и никак не достигает больше 40 000 центнеров. Завод Цирфогеля доставляет около 60000 центнеров глауберовой соли и до 2000 центнеров борной кислоты. Цена поваренной соли в Стасофурте не лревышает 5 опеек за 3 пуда, то есть за центнер, конечно, не считая акциза. Хлористый калий, содержащий до 80 % этой соли, продают около 2 руб. 70 коп. Безводную сернонатровую соль продают, смотря по чистоте, центнер от 30 до 90 копеек. Это есть подмесь ангидрида. [33]
Что касается до двойных разложений хлористого натрия, то они чрезвычайно разнообразны и служат к получению всех почти других соединений натрия и хлора. Двойные разложения поваренной соля основываются почти исключительно на возможности замены металла натрия водородом и другими металлами. Но ни водород, ни другие обычные металлы прямо не выделяют натрия из поваренной соли и замещение натрия в поваренной соли водородом и разными другими металлами производится при переходе натрия в какие-либо другие натриевые соединения. Если водород или другой металл М были в соединении с элементами X, то производят двойное разложение: NaCl - j - MX NaX - f - MCI. Такие двойные разложения идут, при особых условиях, иногда до конца, иногда только отчасти, как это мы и постараемся уяснить в дальнейшем изложении. Чтобы познакомиться с двойными разложениями поваренной соли, мы будем следовать тому пути, каким в практике чаще всего перерабатывают поваренную соль на соединения хлора и натрия. Для этой цели опишем сперва обработку поваренной соли серною кислотою, причем получается хлористый водород и сернонатровая соль. [34]
Томсен ( 1869) приложил термохимический метод к сильно разбавленным растворам и вовсе не обращал внимания на воду. Если образовавшуюся среднюю сернонатровую соль смешать с п эквивалентами серной кислоты, то при атом смешении поглощается некоторое количество тепла, а именно, количество ( поглощающегося) тепла - п 1650 ( п -) - 0 8) единицам тепла. Пай едкого натра, соединяясь с эквивалентом азотной кислоты, выделяет - ( - 13617 единиц тепла, а увеличение количества азотной кислоты влечет на каждый пай поглощение тепла, равное - 27 единицам; точно так же, при соединении с соляной кислотой, выделяется - - 13 740 единиц тепла, и на пай, прибавленный сверх того, соляной кислоты поглощается - 32 единицы тепла. Томсен смешивал затем одну из трех средних солей с кислотою, в ней не содержащеюся; напр. Поглощение происходило, потому что взята была уже средняя соль, а смешение всех вышеназванных средних солей с кислотами производит поглощение тепла. Количество поглощающегося тепла могло дать понятие о процессе, совершающемся при таком смешении, потому именно, что серная кислота, прибавленная к сернонатровой соли, поглощает значительное количество тепла, тогда как соляная и азотная при этом поглощают очень малое количество тепла. Томсен наблюдал, что при увеличении количества азотной кислоты возрастает все более и более количество поглощающегося тепла, а именно, когда на 1 / 2Na2SO4 было взято HNO3, то на пай едкого натра, заключающегося в сернр-натровой соли, поглощается 1752 единицы тепла. Когда было взято вдвое более азотной кислоты, поглотилось 2026 единиц тепла, втрое более-2050 единиц тепла. Если бы двойное разложение было полное в том случае, когда взят был один эквивалент азотной кислоты на эквивалент Na2SO4, то по расчету из подобных данных должно было поглотиться - 2989 единиц тепла; в действительности же поглощалось только - 1752 единицы тепла. [35]
Из сложных соединений глинозема нужно упомянуть еще об ультрамарине или лазоревом камне. Он встречается в природе около байкальского озера в кристаллах, отчасти бесцветных, отяасти окрашенных в различные зеленые, синие и фиолетовые цвета. При накаливании становится матовым и приобретает весьма яркий синий цвет. В атом виде он и употребляется для шлифовки и украшений ( подобно малахиту) и как яркая синяя краска. В настоящее время ультрамарин - как краску - фабрикуют искусственно в больших массах, и это производство составляет одно из весьма полезных завоеваний науки, потому что синее окрашивание ультрамарина было предметом многих научных исследований, вследствие которых только и получилась возможность фабрикации этого природного вещества. Самый характерный факт, относящийся до ультрамарина, состоит в том, что при обливании кислотою он отделяет сернистый водород и становится бесцветным. Очевидно, что синий цвет ультрамарину свойствен вследствие содержания сернистых соединений. Если прокаливать глину с сернонатровою солью и углем ( образуется сернистый натрий) без доступа воздуха, то получается белая масса, которая при накаливании на воздухе становится зеленою; обработанная водою, она оставляет бесцветное вещество, известное под названием белого ультрамарина. Накаленное на воздухе, оно поглощает кислород и становится синим. Причину окрашивания приписывают содержанию сернистых или многосернистых металлов, но всего вероятнее, что здесь содержится сернистый кремний или его сероокись SiOS. Во всяком случае сернистые соединения здесь играют важную роль, но вопрос еще неясен. Зеленый, вероятно, содержит более серы, а в голубом принимают еще большее количество. [36]
Завод дает такие выгоды акционерам, что в последние 20 лет уплатил капитал уже два раза и ежегодно еще развивается. Завод этот производит кроме соды очень много чистой серно-натровой соли для выплавки зеркального стекла, купоросное масло, бертолетову соль и белильную известь. Последняя особенно много доставляет заводу выгод. Большая часть ее идет за границу и особенно в Россию. Положение завода, впрочем, таково, что все сырые продукты доставляются более или менее издалека. Это произошло оттого, что завод сперва был добавлением СенТобена, который отстоит от Шони около 15 верст. Ее привозят по железной дороге в измельченном уже виде - молотую; часть соли доставляют в очищенном виде, и она идет на приготовление чистой сернонатровой соли, для плавки зеркального стекла. Особенно избегается при этом подмесь железа, которая придавала бы стеклу окраску. [37]
Алесский содовый завод имеет до 24000 куб. Печи для сожигания колчедана о 12 - 14 очагах, так что в каждый очаг производится засыпка чрез 2 часа. Завод имеет 10 печей, большею частью муфельных, для разложения поваренной соли, которой расходует ежедневно около 35 тонн. На заводе употребляется ежедневно около 100 тонн угля, привозимого из соседнего Бесседжа, 36 тонн известняка, 4 / 2 тонны извести для приготовления белильного порошка, до 7 / 2 тонн марганца ( из Романеши и Пиренеев) и около 1 тонны чилийской селитры. Трата последней доходит до этой значительной цифры, потому что приготовляют часть азотной кислоты на продажу, а главное потому, что при камерах нет гемосаковых готовых колонн для поглощения окислов азота. При этом, как известно, на 100 пудов серы расходуется до 10 пудов селитры, при употреблении же колонн никак не более 6 пудов. В каждый заряд идет 425 кг безводной сернонатровой соли. Сырая сода лежит дня три. Выщелачивание ведется в английском ряде бассейнов. [38]
Что касается до двойных разложений хлористого натрия, то они чрезвычайно разнообразны и служат к получению всех почти других соединений натрия и хлора. Двойные разложения поваренной соля основываются почти исключительно на возможности замены металла натрия водородом и другими металлами. Но ни водород, ни другие обычные металлы прямо не выделяют натрия из поваренной соли и замещение натрия в поваренной соли водородом и разными другими металлами производится при переходе натрия в какие-либо другие натриевые соединения. Если водород или другой металл М были в соединении с элементами X, то производят двойное разложение: NaCl - j - MX NaX - f - MCI. Такие двойные разложения идут, при особых условиях, иногда до конца, иногда только отчасти, как это мы и постараемся уяснить в дальнейшем изложении. Чтобы познакомиться с двойными разложениями поваренной соли, мы будем следовать тому пути, каким в практике чаще всего перерабатывают поваренную соль на соединения хлора и натрия. Для этой цели опишем сперва обработку поваренной соли серною кислотою, причем получается хлористый водород и сернонатровая соль. С помощью хлористого водорода получается самый хлор и почти все другие соединения этого элемента; при помощи же сернонатровой соли добывают соду, Na2CO3, едкий натр, самый металл натрий и другие его соединения. Даже в лаборатории животных организмов поваренная соль подвергается подобным изменениям, доставляя натровую щелочь и хлористоводородную кислоту, участвующие в процессах животного организма. Потребность соли для пищи как для людей, так и для животных, станет очевидною, если мы узнаем, что в веществах, выделяемых из крови в желудок и кишечный канал, находятся как хлористый водород, так и соли натрия. [39]
Точные опыты, преимущественно же исследования брюссельского профессора Стаса, показывают то отношение, которое существует между серебром и хлористыми металлами, вполне реагирующими между собою. Эти исследования привели к определению атомных весов или паев Ag, Na, К, С1, Br, J и др. и отличаются образцовою точностью, а потому мы опишем их хотя вкратце. Так как из хлористых металлов для осаждения серебра чаще всего употребляется поваренная соль, тем более, что ее легко получить в чистом виде, то мы и приведем здесь численные наблюдения, добытые Ста-сом, для указания соотношения между количествами хлористого натрия и серебра, реагирующими между собою. Для этого была взята чистая каменная соль, содержащая только небольшую подмесь магнезиальных и известковых соединений и, сверх того, небольшое количество поташных солей. Такая соль была растворена в воде, и насыщенный раствор испарялся кипячением. При кипячении выделялся хлористый натрий, а кипящий маточный рассол, содержащий подмеси, был слит. К полученной соли прибавлены 65 / о-ный спирт и хлористая платина, для того, чтобы удержать в осадке все соли калия с некоторою частью солей натрия. После осаждения полученный раствор был испарен в платиновой реторте, а потом собраны отдельные части кристаллизации такой очищенной поваренной соли. Та же самая соль приготовлена была из сернонатровой соли, из виннонатровой соли, из азотнонатровой соли и из двойной платиновой соли, для того, чтобы иметь хлористый натрий, приготовленный различными способами и из различных источников, и все виды хлористого натрия были очищены и исследованы по отношению к серебру. [40]
Способы фабрикации этой натровой соли довольно просты, и потому соль дешева. Ее приготовляют или из серноватистоизве-стковой соли, чрез смешение ее раствора с раствором солей натра ( угольною или серною) или прямо из сернонатровой соли. В первом случае серноватистоизвестковую соль приготовляют обыкновенно из остатков содового производства. Их оставляют на воздухе и потом обрабатывают водою, извлекающею серноватистоизвестковую соль. Получающийся слабый раствор должно сгущать очень осторожно, особенно под конец. По охлаждении сгущенного раствора выделяются кристаллы серноватисто-известковой соли. Иногда и это лучше: прямо полученный из содовых остатков раствор серноватистоизвестковой соли смешивать с раствором соды: угольноизвестковая соль садится, а серноватистонатровая соль остается в растворе, который можно безопасно выпаривать. Если же приготовление серноватистонатровой соли производится прямо из сернонатровой соли, то ее сперва прокаливают с углем для превращения в сернистый натрий, а потом подвергают действию сернистого газа до тех пор, пока не получится раствор, имеющий слабокислую реакцию. Тогда раствор отстаивают, сливают и прибавляют раствора сернистого натрия до получения средней реакции. [41]
На заводе Франка отобранный карналлит растворяется в горячей воде, при 83 Р, доводя до крепости в 32 Боме. При этом остается кизерит с некоторым количеством поваренной соли; его, конечно, бросают. При охлаждении полученного рас твора выделяется около 60 % всего того хлористого калия, который находился во взятой соли. Маточный рассол выпари вают до 31 Боме, причем осаждается смесь, заключающая в себе поваренную соль и сернокислые соли магния и калия. Эта смесь употребляется для удобрения. При охлаждении и выпарении осаждается снова хлористый калий, содержащий уже гораздо больше, чем прежде, поваренной соли. Эту смесь хлористых металлов обрабатывают холодною водою для того, чтобы извлечь поваренную соль. После нового выпарения и охлаждения маточный рассол выделяет карналлит в том виде и составе, в каком он встречается в природе. В последнем маточном рассоле остаются хлористый магний и бромистые металлы. Этот маточный рассол употребляют отчасти для придания нитям материи гибкости и известной степени влаж ности. Большую часть его бросают шга перерабатывают на бром, смешивая с соляною кислотою и перекисью марганца, Бром выделяется прежде хлора; его сгущают посредством глиняных змеевиков, приготовляемых в Англии. В зимнее время пользуются холодом для того, чтобы из смеси хлори стого натрия и серномагниевой соли получить сернонатровую соль, которую прокаливают и пускают на содовое произвол ство. [42]
Соли принадлежат к разряду тел, давно известных в практике и потому знакомых во многих отношениях издавна. Впрочем, первоначально не отличали понятия об основаниях, кислотах и солях. Боме оспаривал мнение Руэля о разделении солей, утверждая, что только средние соли суть истинные, а что основные суть простые смеси средних солей с основаниями, а кислые с кислотами, полагая, что одним промыванием можно отнять от них кислоту или основание. Руэлю, в средине XV11I столетия, принадлежит главная заслуга изучения солей и распространения в своих увлекательных лекциях учения об этом роде соединений. Первые весовые исследования солей были сделаны Венделем около того же времени. Он изучил двойные разложения солей и заметил, что при двойном разложении средних солей всегда получаются средние же соли, и путем взвешиваний доказал, что это происходит оттого, что для насыщения данного количества любого основания требуются равные относительные количества разных кислот, но всегда в тех же весовых относительных количествах. При этом произойдет двойное разложение, потому что образуется мало растворимая серноизвестковая соль. Сколько бы мы ни прибавляли каждой из солей, все-таки средняя реакция сохранится; следовательно, чрез замену металлов не нарушается средний характер солей; значит, то количество серной кислоты, которое насыщало натр, достаточно для насыщения извести, и то количество азотной кислоты, которое насыщало известь, достаточно для насыщения натра, содержавшегося в соединении с серною кислотою в сернонатровой соли. Венцель даже был убежден в том, что вещество не пропадает в природе, и, на основании этого, в своем Учении о сродстве он делал поправки результатов своих исследований, если замечал, что полученные им величины менее тех, которые были взяты. Хотя Венцель и вывел совершенно точно закон относительно двойного разложения солей, но он еще не определил тех количеств, в которых кислоты и основания действуют друг на друга. Это сделано было в самом конце XVIII столетия Рихтером. Он определил весовые количества оснований, насыщающих кислоты, и кислот, насыщающих основания, и достиг до чисел уже довольно верных, хотя его выводы и неверны, а именно, он утверждал, что количества оснований, насыщающих данную кислоту, изменяются в арифметической прогрессии, а количества кислот, насыщающих данное основание, в геометрической. Вслед за тем Рихтер изучал осаждение металлов из солей посредством других металлов и заметил, что при этом средняя реакция растворов не нарушается. Он определил и те весовые количества металлов, которые заменяют Друг друга в солях. [43]
Азотная кислота, NHO11, называется иначе крепкою водкою или селитряною кислотою. В свободном состоянии она в природе встречается лишь в малых количествах в воздухе и дождевой воде, после гроз, но даже и в воздухе азотная кислота не остается долго свободною, соединяется с аммиаком, следы которого также находятся постоянно в воздухе. Потому-то в природе азотная кислота всегда встречается в виде солей. Это название есть испорченное латинское sal nitri. Калиевая соль, KNO: i, есть обыкновенная ( призматическая или поташная) селитра; натровая соль, NaNO3, есть чилийская, или кубическая, селитра. Селитры образуются в почве из азотистых веществ, медленно окисляющихся в присутствии щелочей. Примеры такого окисления в природе чрезвычайно часты. Одна из таких селитр, именно натровая, извлекается в больших массах в Перу и Чили из почвы, где образовалась чрез окисление животных остатков. Этот вид селитры и служит в технике для приготовления азотной кислоты и других соединений азота с кислородом. Азотная кислота получается из чилийской селитры посредством нагревания ее с серною кислотою. При этом водород серной кислоты меняет место с натрием селитры. Из H2SO4 чрез это происходит или кислая соль NaHSO4 или средняя Na2SO4, а из селитры образуется азотная кислота, которая и улетучивается. Разложение выражается уравнениями: 1) NaNO3 - ( - - - H2SO4 N НО3 - - NaHSO4, если происходит кислая соль, и 2) 2NaNO3 - bHaSO4 Na2SO4 - f - 2NHO3, если происходит средняя сернонатровая соль. Серная кислота, как говорится, при этом вытесняет азотную из ее соединения с основанием. [44]
Это дает в то же время и возможность легко сличать разные способы и видоизменения производства. Весы составляют на этом заводе такой же часто употребляемый инструмент, как тележки на рельсах. Все вешается и тем дает возможность строгому контролю. Убежден, что успех завода обязан и этой строгой отчетности едва ли не столько же, как и тому участию многих химиков, какое нигде не заметно столь ясно, как на этом заводе. Он состоит из многих отдельных частей, назначенных для особых производств. В одной части завода колчедан разбивают молотками на длинных ручках. Этим заняты на открытом месте мужчины, женщины и даже дети. Работа тяжелая, в наклонку, сдается отдельно с кубика: точно такую же разбивку я видел везде, где жгут колчедан. Говорят, пробовали употреблять машины, но без успеха, а нужно бы уничтожить эту утомительную работу и заменить ее машинною. Привезенный известняк и марганец крошатся под бегунами. На дворе между двумя зданиями для названной цели стоит ряд глиняных сосудов для поглощения соляной кислоты. Получаемая сернонатровая соль собирается в особом магазине и по анализам сортируется. Лучшая идет на стекло, худшая на соду. В особом ряде печей производится прокаливание для получений сырой соды, причем пользуются теряющимся жаром для испарения содовых растворов, особенно же идущих для приготовления углекислой соды. В особенных частях здания идет выщелачивание, производимое двумя способами, один обыкновенный английский, другой совершенно оригинальный в колоннах, которые будут описаны далее. Растворы или прямо сгущаются и выпариваются досуха в особых отражательных печах, прямым действием пламени, или сперва выпариваются для выделения углекислой соли, а остаток подвергается особой обработке. [45]