Album der Natuur/1862/Het zilver
| Het zilver (1862) door G. F. van Limborgh van der Meersch. |
| 'Het zilver,' werd gepubliceerd in twee delen in Album der Natuur (elfde jaargang (1862), pp. 33-53 en 65-79. Dit werk is in het publieke domein. |
HET ZILVER;
DOOR
G. F. van LIMBORCH van der MEERSCH,
Kapitein-Ingenieur.
Onder de metalen is voorzeker het zilver een der meest bekende en in het dagelijksche leven van het uitgestrektst en meest verschillend gebruik; hetzij men het als munt, als huisraad of versiersel bezigt, er gaat geen dag voorbij, dat er niet, in alle beschaafde landen der aarde, door bijna ieder mensch gebruik van wordt gemaakt. Wij vermeenen den lezers van het Album der Natuur geene ondienst te zullen doen met over dit zoo algemeen bekend metaal eenige, misschien minder algemeen bekende bijzonderheden mede te deelen, zoo omtrent zijne eigenschappen, als omtrent de wijze, waarop het in de natuur voorkomt, van zijne bijmengselen wordt afgescheiden, en hoe men zijn gehalte, dat is het gewigt aan zuiver zilver in een gegeven gewigt metaal, ontdekt.
Daar het niet zelden in de natuur gedegen, dat is als metaal voorkomt en daarbij ligt smeltbaar is, kan het geene verwondering baren, dat het reeds in de oudste tijden bekend was en de opmerkzaamheid had tot zich getrokken.
De oude scheikundigen, stofscheiders, zoo als zij zich noemden, beschouwden het echter niet als een enkelvoudig ligchaam. Albertus magnus, die in de 13e eeuw leefde, meende dat het uit zwavel en kwik voortkwam; het zilver was, volgens de stofscheiders en alchymisten, onvolmaakter dan het goud; dáárom, zeiden zij, was het ten opzigte van het goud, als de maan ten opzigte van de zon, en daar nu in hun geheimzinnig schrift het goud door het teeken van de zon ʘ werd voorgesteld, gaven zij aan het zilver het teeken van de [ 34 ]maan Þ, en noemden het aardsche maan, luna. Zij schreven er vele geneeskrachten aan toe, voornamelijk tegen de ziekten der hersenen, omdat het hoofd met de maan in een geheimzinnig verband stond. In het algemeen geloofden de oude medicijnmeesters, dat, wanneer een metaal of steen of eenig deel eener plant gelijkenis had met eenig deel van het menschelijk ligchaam, of volgens hunne begrippen daarmede in verband stond, dan ook dat metaal of die steen of plant geneeskrachten tegen de ziekten dier deelen in zich bevatte. Dat die gelijkenissen somtijds ver gezocht werden, kunnen onze lezers zich ligt voorstellen, men behoeft daartoe slechts de afbeeldingen van planten en delfstoffen te zien in oude boeken, zelfs van het laatst van de 17de eeuw, waarin de poëtische vrijheid somtijds tot het uiterste is gedreven. Vele van die merkwaardige krachten zijn echter bij den vooruitgang der wetenschap in rook verdwenen; en buiten eene schaarsche toepassing van eene der zilververbindingen, wordt het in de geneeskunst niet meer gebruikt, dan om de pil te verzilveren.
Het verdwijnen dier oude droombeelden heeft echter de begeerte naar het zilver niet doen verminderen; er wordt nog een veelsoortig en nuttig gebruik van gemaakt, en er wordt genoeg gezwoegd en gezweet om dat edele metaal te verkrijgen. Dat het niet gemakkelijk magtig te worden is, weten wij allen bij ondervinding; elk in zijn werkkring moet daartoe hetzij zijne ligchaams-, hetzij zijne geestkrachten aanwenden, en hoe veel moeite en arbeid het kost om het edel metaal van het onedel gezelschap, waarin het meestal gevonden wordt, te scheiden, zullen mijne lezers kunnen beoordeelen, wanneer zij het geduld hebben de volgende bladen te lezen.
De uiterlijke eigenschappen van het edel metaal zijn allen lezers bekend; zij kennen dien eigendommelijken metaalglans, waarop de lucht geen invloed uitoefent — ten ware die met zwaveldampen bezwangerd zij[1]; — zij weten, dat het, na het platina en het goud, het zwaarste metaal is. Het soortelijk gewigt is 10.5. Het is harder dan goud, doch niet zoo hard als koper; daarom wordt het in het gebruik nooit zuiver aangewend, maar wordt er altijd een gedeelte koper bijgesmolten, waardoor het meer hardheid verkrijgt. Na het goud [ 35 ]is het zilver het smeed- en rekbaarst metaal; men kan het onder den hamer tot ongelooflijk dunne plaatjes slaan, waarvan 8000 op elkander gelegd nog niet de dikte van 2 ½ streep hebben, terwijl een pond zilver tot een draad kan getrokken worden van meer dan 450 uren gaans. Daarbij is het zeer taai, want een draad van 2 streep middellijn breekt eerst bij een gewigt van 85 pond. Het is vatbaar om zeer goed gepolijst te worden, en in dien toestand kaatst het het licht en de warmte meer dan eenig ander metaal terug; zijn uitstralingsvermogen voor de warmte is derhalve zeer gering, dat wil zeggen, dat in een gesloten zilveren ketel, het vocht langer warm blijft dan in dien van eenig ander metaal, en dit is dan ook de reden, waarom onze dames zooveel prijs stellen op zilveren trekpotten.
Het zilver is smeltbaar bij eene temperatuur van 1000° celsius, en geeft in het smidsvuur duidelijk waarneembare dampen. In salpeterzuur, koningswater, alsmede in kokend zwavelzuur is het oplosbaar.
De rijkste zilvermijnen vindt men op hooge breedten, in verhevene gebergtestreken. Eenige beroemde zilverbergwerken—Kongsberg in Noorwegen, Sala in Zweden—liggen niet ver van de poollanden (Kongsberg op 59° 40', Sala op 59° 54' N.B.) Ook in warmere luchtstreken komt het zilver veeltijds voor in de nabijheid van hooge bergtoppen, welke niet zelden tot diegene behooren, welke met eeuwige sneeuw bedekt zijn. In Europa levert Saksen het vierde gedeelte van al het zilver, dat daar gewonnen wordt. Verder vindt men ook zeer rijke mijnen in Noorwegen, Zweden, het Hartzgebergte, Hongarije enz., alsook in Zuid-Amerika, in Mexico, Peru, Bolivia, Chili, enz.
In bijna al deze mijnen, waar de erts voornamelijk uit zwavelzilver bestaat, vindt men ook gedegen zilver, meest als draden en haren, of takvormig of ook gelijkende naar mos- of boomachtige plantgewassen. Voornamelijk te Kongsberg komen sierlijke exemplaren voor van door- en ineengewikkelde en gewarde draden en mosachtige boompjes, welke niet zelden, met teerlingvormige kristallen, mede van gedegen zilver, bezet zijn.
Het zilver is het zuiverst onder al de gedegen metalen, doch het bevat evenwel altijd nog eenige hoeveelheid goud, koper, ijzer, arsenicum of lood.
[ 36 ]Het komt ook in grootere en kleinere onregelmatige blokken met afgeronde kanten voor, en niet zelden bijna aan de oppervlakte van den bodem, zoo als in Zuid-Amerika, waar het dikwijls, wanneer de zoden weggenomen werden, aan de graswortels hangende gevonden werd. In de 15de eeuw werd te Schneeberg in Saksen uit eene zilverader een zoo geweldig groot blok gedegen zilver uitgehouwen, dat hertog albert van saksen, in de mijn nedergedaald, het als tafel gebruikte om het middagmaal aan te houden; met hoeveel gasten hij aangezeten was wordt niet vermeld, doch bij het uitsmelten zou het blok 40,000 pond (natuurlijk oude) zuiver zilver uitgeleverd hebben. 't Is lang geleden en ver van hier gebeurd!
Men vindt het zilver niet, even als het goud, in korrels, als gerolsel, aan de oevers of op den bodem van rivieren, maar het komt daarentegen, op verschillende wijze, met andere stoffen en metalen verbonden, als erts voor. De meest algemeen voorkomende ertsen zijn: zwavelzilver of zilverglans, spiesglans-zwavelzilver of rothgültigerts, chloorzilver of hoornzilver, bromiumzilver, iodiumzilver, zilverhoudend zwavellood of galena, zilverhoudend zwavelkoper, arsenikzilver enz.
Naar mate de zilverertsen verschillende metalen bevatten, of naarmate het zilver met verschillende stoffen verbonden is, moet men ook eene andere wijze volgen om het af te scheiden. Wij zullen achtereenvolgend de meest in gebruik zijnde bewerkingen eenigzins nader beschouwen, in de hoop, dat onze lezers ons wel op onzen togt door de verschillende fabrieken zullen willen volgen.
Het zilverhoudend lood is meestal zwavellood, loodglans. Daar dit door de natuur langs den natten weg is gevormd, vindt men het in de neptunische of uit water bezonken gesteenten, en dat wel in de oudste lagen; het komt daar in legers of in gangen voor.
De erts wordt eerst op lood verwerkt, en dat lood bevat alsdan gewoonlijk al het zilver, en wel in zoo groote hoeveelheid, dat het er met voordeel kan worden uitgehaald. Men noemt het dan werklood, en de bewerking, waardoor het zilver verkregen wordt, heet kupellatie, Wanneer het lood 1⁄5000 zilver bevat, kan het er door deze bewerking met voordeel worden uitgetrokken.
[ 37 ]Vóór een twaalftal jaren is er door pattersen eene bewerking uitgevonden, waardoor uit zeer zilverarme loodsoorten een zilverrijk lood kan worden afgescheiden. Die bewerking noemt men afdrijving door kristallisatie. Men smelt namelijk eene groote massa zilverarm lood in gegoten ijzeren ketels, en laat het langzaam verkoelen, onder gedurig omroeren met, een ijzeren spatel; na verloop van eenigen tijd vertoont zich een kristalachtig poeder, dat men met een schuimspaan verwijderen kan, naar mate het gevormd wordt. Dit gedeelte nu van het lood, dat in onvolmaakten kristalvorm wordt afgescheiden, bevat zeer veel minder zilver dan het vloeibaar gebleven gedeelte; het laatste is dus, ten koste van het eerste, verrijkt. Door nu deze bewerking eenige reizen te herhalen, zoo op het in vasten staat afgescheiden lood, als op het andere gedeelte, bekomt men aan den eenen kant lood, dat hoe langer hoe armer, en aan den anderen kant lood, dat hoe langer hoe rijker aan zilver wordt. Het laatste wordt aan de kupellatie onderworpen, en het eerste in den handel gebragt.
Ten einde onzen lezers een denkbeeld te geven, hoedanig het lood door deze handelwijze verrijkt kan worden, dient, dat wij in onze verzameling bolletjes zilver bezitten, welke in eene fabriek, aan de baai van Spezzia in Toskane, door kupellatie verkregen zijn uit zilverhoudende galena van eene mijn bij Cagliari op het eiland Sardinië. Een zeker gewigt aan lood, dat niet aan de kristallisatie onderworpen was, gaf door de kupellatie slechts 6⁄100 wigtje zilver, terwijl hetzelfde gewigt van aan de kristallisatie onderworpen lood 86⁄100 wigtje zilver gaf; het lood was dus door deze bewerking meer dan 14 maal rijker aan zilver geworden.
De kupellatie van het werklood berust op de eigenschap van het zilver om, wanneer het in aanraking met de dampkringslucht verhit wordt, niet te oxyderen (zich niet met zuurstof te verbinden) en op de eigenschap van het lood en de andere in het werklood nog bevatte metalen om zich daarentegen ligt te oxyderen; de geoxydeerde metalen nu zijn smeltbaar en laten zich, zoo als wij zien zullen, gemakkelijk van het gesmolten zilver afscheiden.
De bewerking geschiedt in een oven; op de oppervlakte van het gesmolten metaal vormt zich eene laag gesmolten lood-oxyde, goud- of [ 38 ]zilverglit (lithargyrium) genaamd; daar het gesmolten metaal eene bolle oppervlakte heeft, vloeit het goudglit tusschen het metaal en de wanden van den oven; maakt men nu in dezen laatsten eene insnijding, welke men verdiept, naar mate het oppervlak van de gesmolten massa zakt, dan zal het goudglit gedurig afvloeijen en het zilver in den oven blijven.
Wij laten hier de beschrijving volgen van de manier, die in Clausthal in het Hartzgebergte gebruikelijk is, welke het gezegde zal verduidelijken.
Figuur 1 is de horizontale doorsnede over de lijn AB van figuur 2, en figuur 2 is de vertikale doorsnede over lijn DE van figuur 1.
[ 39 ]Het wulf W van den oven wordt gedekt door eene kap K van geklonken plaatijzer, die, door middel van kettingen aan eene kraan bevestigd, gemakkelijk weggenomen en geplaatst kan worden. Deze kap is van binnen met eene laag leem voorzien.
De oven heeft vier openingen: die, welke aan de vlam van den haard toegang verleent, de twee openingen b en b', waarin de pijpen uitmonden van twee blaasbalgen, welke gedurig versche lucht over het oppervlak van het bad verspreiden, waardoor de oxydatie van het lood bevorderd en het goudglit naar den kant geblazen wordt; verder de opening L om het lood in te brengen en eindelijk de opening g, waardoor het goudglit wegvloeit en die glitgoot (Glüttgasse) genaamd wordt.
Bij den aanvang der bewerking is deze opening door de kupel gesloten, doch deze wordt achtereenvolgend ingesneden, zoodat het goudglit kan wegvloeijen op den bodem van de werkplaats, alwaar het zich verzamelt en vast wordt. Het is zeer noodzakelijk, dat dit goudglit van het metaal verwijderd worde, dewijl het anders het toetreden van de lucht tot het lood verhinderen en zoodoende de verdere oxydatie beletten zou.
Om eene kupellatie te beginnen, moet men eerst de kupel gereed maken. Hiertoe wordt de kap omhoog gehaald, en de oude kupel, welke geheel met goudglit doortrokken is, uitgebroken. De stukken worden tot andere doeleinden gebruikt. Dan bevochtigt men de metselsteenen ss' van de zool met water, en brengt er den mergel laagsgewijze op, zorg dragende dien met een stamper vast ineen te werken; vervolgens laat men de kap weer neder en strijkt al de openingen zorgvuldig met leem digt.
Men laadt den oven met ongeveer 160 quintalen lood, en men begint te stoken. Het lood smelt al spoedig; dan brengt men de blaasbalgen langzamerhand in werking. Door de toegevoerde zuurstof van de lucht begint nu het lood te oxyderen, en het oppervlak van het bad wordt overdekt met een zwartachtig stof van loodoxyde met vreemde zelfstandigheden vermengd. Dit stof, Abstrich genaamd, smelt niet, omdat de temperatuur daartoe niet hoog genoeg is, Van tijd tot tijd werpen de werklieden eenig poeder van houtskool op het bad, en [ 40 ]door middel van een takkebos, dwars aan het einde van een ijzeren stang bevestigd, halen zij den Abstrich naar de glitgoot en verwijderen dien uit den oven.
Na verloop van eenigen tijd komt het gesmolten goudglit te voorschijn. Het eerst komende is onzuiver en wordt, als het uit den oven gevloeid is, afzonderlijk gehouden en niet met het zuiver goudglit, dat vervolgens komt, vermengd. Dit laatste wordt in den handel gebragt.
Men vervolgt nu de kupellatie, zorg dragende langzamerhand de blaasbalgen meer wind te doen geven, ten einde de oxydatie van het lood te bevorderen, alsmede om de glitgoot meer en meer in te snijden.
Wanneer nu op deze wijze bijna al het lood tot loodoxyde is geworden, zoo bevindt zich nog slechts een uiterst dun vliesje van dit laatste op het zilver, waardoor de oppervlakte van het metaal de kleuren van den regenboog vertoont; eindelijk scheurt ook dit dunne vliesje, het zilver komt glanzend te voorschijn, het blikt. Zoodra dit gebeurt, wordt het vuur uitgedoofd en de zool eerst met warm, en daarna met koud water overgoten, waarna men het zilver in de gedaante van eene schijf uit den oven haalt. De bewerking duurt ongeveer 30 uren, met inbegrip van het vervaardigen der kupel. De 160 quintalen werklood, te Clausthal, leveren 56 mark zilver uit, het mark van ¼ pond.
Het aldus verkregen zilver is echter niet geheel zuiver, maar bevat nog ruim 6 percent lood en andere metalen; het wordt daarom nog aan eene bewerking onderworpen, welke men louteren noemt. Het is nagenoeg eene herhaling van de kupellatie.
Het zilver wordt in een gegoten ijzeren ketel gesmolten, onder den invloed van een luchtstroom, welke de vreemde metalen oxydeert. De ketel is inwendig met eene dikke, vaste laag mergel en asch bekleed, welke eene poreuse kupel vormt, die de gesmolten oxyden inzuigt. Na deze loutering bevat het zilver nog slechts 1 percent lood of andere metalen.
Wij hebben nu de zilverhoudende loodertsen afgehandeld en kunnen overgaan tot de manier, waarop ons metaal uit de zilverhoudende [ 41 ]koperertsen wordt gewonnen. Deze ertsen bevatten dikwijls eene genoegzame hoeveelheid zilver om de moeite van het afscheiden rijkelijk te beloonen. Deze afscheiding kan op twee verschillende manieren geschieden, hetzij door smelting, in Duitschland saigern, in Frankrijk liquation genaamd, of wel door verbinding van het zilver met kwik of amalgamatie.
De eerste manier wordt toegepast op het zoogenaamde zwart-koper, hetwelk reeds door bewerking van den koperoxyde of koolzuur koper bevattenden erts is verkregen. Zij berust op het volgende grondbeginsel: als men koper met lood te zamen smelt en plotseling verkoelt, blijft die legéring[2] innig verbonden, maar indien men dit mengsel weder langzaam verhit of wel de legéring langzaam laat verkoelen, dan scheiden de twee metalen zich van elkander; het lood houdt al het zilver terug, dat vroeger in het koper bevat was, en dit laatste metaal blijft nog slechts met eene geringe hoeveelheid lood vermengd. Het zilver wordt dan door kupellatie uit het lood verkregen.
Wij willen nu de wijze, waarop deze bewerking plaats heeft, eenigzins uitvoeriger beschouwen.
In een kleinen oven worden 3 deelen zwart-koper met 10 of 12 deelen, zoo mogelijk, zilverhoudend lood tezamengesmolten.
Dit alliëersel giet men in gegoten ijzeren vormen, waarin het plotseling, in den vorm van schijven, verkoelt. Deze schijven worden
Het koper, met nog een gedeelte lood gemengd, blijft op de platen terug als sponsachtige half gesmolten stukken, terwijl het afgescheiden lood bijna al het zilver bevat. De op de platen terug gebleven stukken koper kunnen nog een gedeelte zilverhoudend lood uitleveren, [ 43 ]wanneer men ze aan een hoogeren graad van hitte blootstelt; dit geschiedt dan ook, en wel in een bijzonderen smeltoven, waarvan figuur 5 eene vertikale doorsnede voorstelt volgens de lijn CD van figuur 6 en figuur 6 eene horizontale doorsnede volgens de lijn AB van figuur 5.
De stukken koper worden op de zool van den oven O gelegd, boven de gangen GG, welke met hout gevuld worden. Men steekt de brandstof aan en sluit de deur van den oven, terwijl de trek bevorderd wordt door de kleine openingen ppp, welke in den schoorsteen S uitmonden. Door deze smelting wordt weder een gedeelte lood afgescheiden, maar, daar de lucht in den oven zeer oxijderend is, verandert het meeste lood in goudglit, dat in de gangen G valt; een klein gedeelte koper wordt mede geoxydeerd en blijft in het goudglit opgelost. Men bekomt alzoo zwart koper, hetwelk het grootst gedeelte van het zilver en lood, dat het nog bevatte, heeft afgegeven, en zilver- en koperrijk goudglit, hetwelk men later weêr bij het lood en rood koper voegt, dat in den oven gesmolten en op de boven beschreven manier tot schijven wordt gegoten.
De tweede wijze, waarvan wij vroeger spraken, de amalgamatie, wordt op drie verschillende manieren toegepast. Men onderscheidt die in de Freiburgsche, de Mansfeldsche en de Amerikaansche amalgamatie-methode.
Laat ons deze methoden, waarvan de theorie eenigzins ingewikkelder is, een weinig nader beschouwen.
De zilver-ertsen in Saksen bevatten gemeenlijk zwavelzilver, zwavelantimonium, zwavelarsenicum, zwavelkoper, zwavellood, zwavelijzer en de rotssoorten, welke de gangen opvullen, waarin de ertsen als aderen voorkomen. Deze rotssoorten zijn meestal kwartsachtige gesteenten, bevat in de oudste bezonken lagen van schilferklei en graauwakke.
Wij zullen nu eerst de Freiburgsche methode kortelijk beschrijven.
De ertsen, welke meer dan 1 percent lood of 1 percent koper bevatten, worden van de amalgamatie uitgesloten, omdat deze metalen zich, even als het zilver, in het kwik oplossen, hetwelk de afscheiding van het zilver-amalgama zeer moeielijk maakt en het koper doet verloren gaan. Zoodanige ertsen moeten versmolten worden om er zilverhoudend lood of zwartkoper uit te winnen.
[ 44 ]De voor de amalgamatie geschikte ertsen, welke een gehalte van 2 tot 50 lood zilver in het centenaar hebben, worden zoodanig vermengd, dat ze een gemiddeld gehalte bezitten van 6 tot 7 lood.
Tot het vormen van zwavelzilver en ijzer-oxyde, welke ligchamen onontbeerlijk zijn voor de scheikundige omzettingen bij de amalgamatie, is het noodig, dat er in de te behandelen massa eene toereikende hoeveelheid pyriten (zwavelijzer-kristallen) voorhanden zij. Indien dus de ertsen daarvan niet genoeg bevatten, mengt men er een gedeelte zwavelijzer onder.
Hierop wordt de erts, na tot poeder gebragt te zijn, in een reverbereer-oven geroost, bij langzamerhand vermeerderde hitte en onder bijvoeging van nagenoeg 10 percent keukenzout. Het hoofddoel van het roosten met keukenzout is de omzetting van al de zilververbindingen in chloorzilver.
Het mengsel begint nu te droogen en wordt op de zool van den oven gelijkmatig verspreid; na verloop van eenigen tijd verhoogt men de temperatuur tot de gloeihitte, waarop ze gedurende 4 uren gehouden wordt. In het begin ontwijkt er water, arsenicum en antimonium, vervolgens zwaveligzuur en nog later zoutzuur en dampen van chloorijzer.
De voornaamste scheikundige omzettingen, welke door het roosten bewerkt worden, zijn de navolgende: — het zwavelkoper en het zwavelijzer veranderen, door de zuurstof van de lucht, in zwavelzuur koperoxijde en zwavelzuur ijzeroxyde; deze stoffen hebben slechts een kortstondig bestaan, want het zwavelzilver ontneemt haar weder een gedeelte van hare zuurstof en wordt daardoor tot zwavelzuur zilveroxyde, terwijl het zwavelzuur koper- en ijzer-oxyde tot oxydule-zouten worden terug gebragt. Het gevormde zwavelzuur-zilver blijft evenmin bestaan, het zilver vereenigt zich met een gedeelte van de chloor van het keukenzout tot chloorzilver, en het zwavelzuur met het geoxydeerde sodium tot zwavelzure soda.
Na de roosting worden de grovere deelen door uitziften gescheiden en, onder bijvoeging van nog eenig keukenzout, nogmaals geroost en vervolgens tot een fijn poeder gemalen en, met het overige, in de amalgamatie-tonnen gebragt.
[ 45 ]
Deze amalgamatie-tonnen zijn van hout (zie de figuren 7 en 8) en versterkt door ijzeren hoepels en dwarsijzers. De bodems van deze tonnen zijn van gegoten ijzeren schijven voorzien, welke draaiassen dragen, die zich juist in de as van de ton bevinden. Op een der bodems is een getand rad rr" waarvan de tanden in die van een ander rad rr' vatten, hetwelk zich op een houten as R bevindt, welke as door een waterrad in beweging wordt gebragt.
Elke ton heeft eene opening a, gesloten door eene spon, welke door een ijzeren beugel op hare plaats wordt gehouden. De spon zelve is doorboord en met een houten of ijzeren stop gesloten. Eene van de tap-platen, waarop de draaiassen wentelen, is vast, de andere is door middel der schroef v beweegbaar, zoodat men het rad rr' van elke ton afzonderlijk van het groote rad kan vrij maken, zonder de beweging te doen ophouden der andere tonnen CC, welke ter wederzijde van de houten as geplaatst zijn, en twee aan twee in de tanden vatten van een zelfde rad rr' . Boven elke ton is eene kist E geplaatst, die de [ 46 ]bereide stof bevat, welke gemakkelijk in de tonnen wordt gebragt, door middel van eene lederen slang f, waarvan het ondereinde in de opening a van elke ton wordt gestoken.
In de bakken D, eveneens boven elke ton geplaatst, giet men het benoodigde water voor elke lading. Onder de tonnen zijn vergaarbakken m n m' aangebragt, waarin, na de bewerking, het amalgama wordt verzameld. Men begint met in elke ton 150 kan water te gieten, en daarna laat men er uit de kist E 500 pond gerooste erts in loopen, hierbij voegt men 50 pond in stukken gesneden plaatijzer en maakt de opening met de spon digt.
Nadat al de tonnen aldus gevuld zijn, laat men die, gedurende 2 uren, langzaam draaijen; na verloop van dien tijd maakt men ze achtereenvolgens van het groote rad los en onderzoekt de lijvigheid van de daarin vervatte pap. Naar mate die te lijvig of te dun is, voegt men er water of gerooste erts bij.
Als alles nu in zooverre gereed is, giet men in elke ton 250 pond kwikzilver en brengt den toestel in beweging. De tonnen moeten nu gedurende 20 uren ronddraaijen, met eene snelheid van 20 omwentelingen in de minuut. Hierbij wordt het zilver, koper, enz, door het kwikzilver opgelost, en er wordt veel warmte ontwikkeld, door de scheikundige omzettingen, welke in het mengsel plaats hebben.
Na verloop van 20 uren laat men den toestel stil houden, vult de tonnen verder met water en laat ze dan nog gedurende 2 uren omdraaijen, doch nu slechts met eene snelheid van 8 omwentelingen in de minuut. Het amalgama wordt daardoor afgescheiden van de andere stoffen, wier pap, door toevoeging van het water, zeer verdund is geworden.
Nu worden de tonnen los gemaakt en de opening a naar onderen gebragt; men trekt de kleine stop uit de spon, en het gëamalgameerde kwikzilver loopt door de opening in de ontvangbakken m n m' .
Zoodra de verdunde pap te voorschijn komt, sluit de werkman het spongat; als al het amalgama door de pijpjes ii' en de goten hh in een bijzonderen vergaarbak is gevloeid, wordt het spongat weder geopend en de achtergebleven stoffen vloeijen op hare beurt in de bakken m n m' en de goten hh, van waar ze in groote verzamelbakken [ 47 ]geleid worden, welke zich in eene lager gelegen verdieping bevinden. De stukken plaatijzer worden, door een rooster, in de tonnen terug gehouden.
Het chloorzilver heeft zich, bij deze bewerking, in de pekel opgelost, is, onder den invloed van het metallisch ijzer, ontbonden, en het vrij geworden zilver heeft zich met het kwik geamalgameerd, terwijl er chloorijzer in de zoutoplossing blijft. De chloorverbindingen van koper en lood zijn op dezelfde wijze ontbonden en hare metalen zijn eveneens geamalgameerd.
Wij hebben gezien, dat de tornen met het gerooste mengsel en het bijgevoegde ijzer gedurende 2 uren worden omgedraaid, alvorens er het kwik wordt bijgedaan; men doet dit dáárom, om in dien tijd aan het chloorijzer door het ijzer een gedeelte van zijn chloor te laten ontnemen en in ijzerchloruur te veranderen; indien men echter het kwik bijvoegde, vóór dat deze verandering had plaats gehad, zoo zou door de werking van het chloorijzer op het kwik een gedeelte chloor zich met dit laatste verbinden tot chloorkwik (calomel), en daardoor een aanmerkelijk verlies aan kwik ontstaan, omdat het kwik niet door het ijzer uit het chloorkwik wordt afgescheiden.
Wij hopen dat onze welwillende lezers deze scheikundige verbindingen, ontbindingen en wederverbindingen gelukkig zullen zijn doorgeworsteld, dat ze door dien zuren appel zullen gebeten hebben, en vóór alles hopen wij, dat het ons eenigzins gelukt moge wezen hun daarvan een niet al te onduidelijk denkbeeld te geven. Over het vervolg der bewerking kunnen wij zeer kort zijn.
De van het amalgama afgescheiden stoffen worden in kuipen gedaan en, na daarin met nog meer water verdund te zijn, door middel van borden, welke om eene vertikale spil bevestigd zijn, sterk omgeroerd. In de kuipen zijn op verschillende hoogten openingen, waardoor men achtereenvolgens het met de stoffen vermengde water laat afloopen; het amalgama, dat er zich nog in bevindt, zinkt op den bodem en wordt bij dat gevoegd, hetwelk uit de tonnen gekomen is.
Al dit amalgama wordt nu in linnen filtreerzakken gedaan; het vloeibaar kwik, dat slechts weinig vreemde metalen bevat, loopt door de zakken heen en men houdt een papachtig mengsel over, dat uit [ 48 ]nagenoeg 5 deelen kwik en 1 deel zilver bestaat, door eenige vreemde metalen in geringe mate verontreinigd.
Deze pap wordt vervolgens in destilleertoestellen verhit om het kwik te vervlugtigen; de destilleertoestellen zijn op verschillende wijze ingerigt; zie hier de beschrijving van een der eenvoudigsten.
Eene gegoten ijzeren buis a b figuur 9, aan haar eene uiteinde gesloten, wordt met omstreeks 150 pond amalgama gevuld; aan de opening b van deze buis bevestigt men een elleboog c d e, waarvan de pijp e f wordt ingelaten in eene geslagen ijzeren buis, welke even in het water reikt, dat in den bak V bevat is.
De bewerking is nu duidelijk men verhit de buis a b langzamerhand tot de roode gloeihitte, het kwik destilleert en verdikt zich in den bak V, terwijl het zilver, door min of meer koper en lood verontreinigd, in de buis a b terug blijft. — Overigens wordt dit zilver op de boven omschreven wijze gezuiverd.
De tweede manier van amalgamatie is in het Mansfeldsche gebruikelijk en wordt toegepast op den zilverhoudenden kopersteen.
In de bitumineuse mergelschilfer, ook koperschilfer genaamd, van Thüringen komt veel zilverhoudend koper voor, waaruit de nog zilver bevattende kopersteen gewonnen wordt door den erts herhaalde keeren met kiezelaardige slakken te roosten.
Hoe uit dezen kopersteen het zilver door amalgamatie wordt verkregen, willen wij nu met onze lezers nagaan.
De kopersteen wordt gestampt en gezift en vervolgens tusschen molensteenen van graniet tot een ontastbaar poeder gewreven; men bevochtigt dit poeder met eene kleine hoeveelheid water en roost het in een reverbereeroven, waarvan de bijgevoegde afbeelding, figuur 10, eene horizontale doorsnede voorstelt. Deze oven heeft gewoonlijk twee verdiepingen en is voorzien van eene verdigtingkamer, waarin [ 49 ]het medegevoerde stof en de dampen teruggehouden worden. De kopersteen
De arbeider werkt de massa, met een ijzeren krabber, gedurig dooreen om eene grootere oppervlakte aan den oxyderenden invloed der lucht bloot te stellen.
Dit roosten duurt ongeveer 3 uren, waarna de massa met den ijzeren krabber uit den oven gehaald en in eene kist gestort wordt.
Na deze eerste roosting wordt het poeder vermengd met 9 of 10 percent van zijn gewigt aan keukenzout en 10 percent tot zeer fijn poeder gebragten kalksteen; men voegt er water bij en kneedt de pap wél dooreen, totdat alles gelijkmatig vermengd is en eene gelijkslachtige massa vormt, welke in eene droogstoof gedroogd wordt.
De massa, welke nu brokkelig is geworden, brengt men tusschen de molensteenen wederom tot poeder en onderwerpt ze aan eene tweede roosting, en wel dezen keer in het onderste gedeelte A van den oven, terwijl er weder een nieuw gedeelte poeder, zonder keukenzout en kalksteen, in het bovenste gedeelte B, geroost wordt. De kalksteen (koolzure kalk) wordt er bij gevoegd om een gedeelte van de zwavelzouten van koper en ijzer te ontbinden, welke een aanmerkelijk verlies aan kwik zouden teweeg brengen, zoo ze bij de amalgamatie in te groote hoeveelheid aanwezig waren.
In het onderste gedeelte A is de hitte veel sterker dan in B; daardoor wordt het koolzuur van den kalksteen vrij, en het zwavelzuur [ 50 ]zuur der metaalzouten verbindt zich met den kalk tot gips, terwijl de metalen als oxyden terug blijven.
Wanneer nu de werkman veronderstelt, dat de massa genoeg geroost is, beproeft hij ze. Hij neemt daartoe een gedeelte, dat hij met water en kwik mengt en kneedt, hij verdunt die pap met eene grootere hoeveelheid water en onderzoekt dit amalgama. Naar mate zijner bevinding voegt hij er in den oven hetzij nog een weinig keukenzout, hetzij nog een weinig kalksteen of nog wat kopersteen bij. Deze tweede roosting duurt niet langer dan 1½ à 2 uren.
De stof is nu gereed om in de amalgamatie-tonnen gedaan te worden, welke op dezelfde wijze zijn ingerigt als die te Freiburg. In elke ton stort men 500 pond van het geroost mengsel, 150 kan warm water en 40 stukken plaatijzer; men sluit de openingen met de spon, en, nadat al de tonnen geladen zijn, laat men ze eenigen tijd omwentelen, waarna er 150 pond kwik wordt bijgevoegd. De tonnen worden dan gedurende 14 uren in beweging gehouden, met eene snelheid van 15 omwentelingen in de minuut. Na verloop van dien tijd giet men in elke ton nog 100 kan water, en laat ze nog eenigen tijd met gematigde snelheid in beweging, ten einde de afscheiding van het amalgama te bevorderen.
Wanneer deze bewerking nu afgeloopen is, wordt het amalgama uit de tonnen gedaan. Hiertoe maakt men ton voor ton van het groote rad los, brengt het spongat onder en neemt de spon uit het gat, waarop het geamalgameerde kwik in den ontvangbak m n m' (zie figuur 8) vloeit en vandaar in de goot h, waardoor het in een bijzonderen vergaarbak loopt. De verdere behandeling is dezelfde als te Freiburg.
Er blijft nu nog over om de wijze te beschrijven, waarop in Amerika het zilver van de erts gescheiden wordt, — het is eentoonig, — het is al weder door amalgamatie.
Het geschiedt daar echter op eene geheel andere wijze.
Op die plaatsen, meestal hoog gelegen, waar het zilver gewonnen wordt, is de brandstof schaars, ze liggen ver boven de grens, welke de bosschen bereiken; langs moeijelijke rotsachtige paden zou het brandhout vervoerd moeten worden door muilezels, lamas of menschen, [ 51 ]waarmede aanmerkelijke kosten zouden gepaard gaan. Men volgt daarom aldaar eene wijze van bewerking, waarbij weinig brandstof gebruikt wordt, doch daarentegen is bij deze methode het verlies aan kwik veel grooter dan bij de vroeger beschreven manieren. Men moet echter van twee kwaden het kleinste kiezen.
De ertsen in Peru en Chili, waar de voornaamste zilverbergwerken zijn, bestaan uit gedegen zilver òf alleen òf verbonden met zwavelantimonium en zwavel-arsenicum, uit chloorzilver enz. Meestal zijn deze stoffen zoo fijn verdeeld in de ertsen aanwezig, dat ze op het gezigt niet in den gangsteen zijn te onderkennen.
De ertsen worden eerst droog gestampt, en dan, met water, op molens (arrastes) zeer fijn gemalen. De brei wordt, voor zoo veel noodig, gedroogd en in hoopen van 500 à 600 quintalen op een bestraaten vloer (patio) gelegd. Deze hoopen dragen den naam van taarten (tortadas). Men bevochtigt ze met water en voegt er van 2 tot 5 percent keukenzout bij, waarna ze uitgespreid worden en door paarden of muilezels getreden, welke daarop ronddraven, tot dat het eene gelijkslachtige massa is geworden. Nadat deze massa eenige dagen stil heeft gelegen, voegt men er ½ à 1 percent magistral bij; deze bestaat uit koperkies, dat 8 à 10 percent zwavelzuur koper bevat, waardoor het eigenlijk zijne werking uitoefent. Daarna wordt alles weer door de paarden getreden en goed dooreen gemengd; vervolgens mengt men er een gedeelte kwik onder, en wanneer dit geheel gelijkmatig verdeeld is, neemt de werkman een klein gedeelte van de pap en verdunt dit in een houten bakje om het geamalgameerde kwik af te zonderen. Op het uiterlijk aanzien van dit kwik beoordeelt de werkman den gang der bewerking en ziet, of er kalk of magistral moet bijgevoegd worden. Wanneer de oppervlakte van het kwik grijsachtig is en het zich goed aaneen hecht, is de gang der bewerking goed, maar wanneer het kwik zeer verdeeld is en eene donkere kleur heeft, met bruine vlekken aan de oppervlakte, is dit een teeken, dat er te veel magistral bij is, de taart is te warm, zegt men, en er zou veel kwik verloren gaan, zoo men de bewerking op dien voet deed voortgaan; daarom voegt men er dan zoo spoedig mogelijk kalk bij, welke een deel ontbindt van het zwavelzuur [ 52 ]koperoxyde, dat door de scheikundige reactie gevormd is. Blijft daarentegen het kwik zijne vloeibaarheid behouden, dan gaat de bewerking niet vooruit, de scheikundige omzettingen gaan te langzaam, en de taart is te koud; men moet er dan magistral bijvoegen om de werking te verhoogen.
Er verloopen nagenoeg 14 dagen, eer het kwik met genoeg zilver verbonden is om een papachtig amalgama te vormen; na verloop van dien tijd, giet men er eene tweede hoeveelheid en later eene derde en laatste hoeveelheid kwik bij.
Van tijd tot tijd herhaalt de werkman de boven omschreven proef om over den loop der bewerking te kunnen oordeelen. De geheele bereiding duurt tusschen de twee en drie maanden, naarmate van den aard der ertsen en van de weêrsgesteldheid. Wanneer men oordeelt, dat de bewerking is afgeloopen, wordt alles met water verdund om het amalgama af te scheiden, en dit wordt, even als in Europa, gefiltreerd en gedestilleerd.
Wij mogen niet nalaten onzen lezers ten minste een oppervlakkig overzigt te geven van de scheikundige werkingen, waarop deze behandeling berust.
Het keukenzout, uit chloor en sodium bestaande, en het zwavelzuur koperoxyde van de magistral ontbinden elkander wederkeerig en vormen chloorkoper en zwavelzure soda. Het metallisch zilver ontneemt aan het gevormde chloorkoper een gedeelte chloor, dat chloorzilver vormt. Het koperchloruur (eene verbinding van koper met minder chloor) lost zich in de keukenzout-oplossing op en werkt op het voorhanden zwavelzilver, daardoor wordt zwavelkoper en chloorzilver gevormd, en op zijne beurt werkt het kwik op het chloorzilver, dat zich in de zoutoplossing oplost, er wordt kwik-chloruur gevormd, en het zilver verbindt zich met het overige kwik.
Evenals bij de amalgamatie in Freiburg, is het ook hier van belang, dat er geen chloorkoper vrij blijft, daar dit het verlies aan kwik nog zou vergrooten, door de helft van zijn chloor aan het kwik af te staan om het in kwik-chloruur te veranderen. Daarom voegt men er kalk bij, welke het chloorkoper ontbindt, dat door te veel magistral ontstaan was. Het koperchloruur oefent geen nadeeligen invloed uit.
[ 53 ]Het alsnu verkregen zilver bevat nog veel koper en andere metalen; het wordt daarvan door loutering gezuiverd, op dezelfde wijze als dit geschiedt bij het door kupellatie verkregen zilver. Evenwel moet er wegens de groote hoeveelheid koper, welke het mengsel bevat, te voren nog lood worden bij gesmolten.
De loutering kan ook langs den natten weg geschieden door zwavelzuur. In het Harzgebergte onder anderen behandelt men het zilver in porceleinen potten met geconcentreerd kokend zwavelzuur, waardoor het koper en zilver worden opgelost; het daarin bevatte goud blijft onopgelost. Het zilver wordt door koper nedergeslagen en bevat dan nog slechts eene geringe hoeveelheid koper. Deze methode noemt men finering. Men heeft daarbij het voordeel, dat men tevens het goud verkrijgt, hetwelk bij de loutering door afdrijven met het zilver verbonden blijft. Dikwijls dekt het verkregen goud de kosten der finering en zelfs wordt meestal de finering ondernomen met het doel om het goud te winnen.
Zoo hebben wij dan nu de verschillende wijzen beschouwd, waarop het zilver uit zijne ertsen wordt verkregen, en wij hebben daaruit geleerd, dat dit met nog al aanmerkelijke onkosten en moeite vergezeld gaat. De prijs van het kwik vooral heeft grooten invloed op de onkosten der amalgamatie; bij de Amerikaansche manier bedraagt het verlies voor elk deel zilver 11⁄3 deel kwik, en toch is de amalgamatie de eenige manier, die men bij het bewerken van die ertsen mag volgen.
HET ZILVER;
DOOR
G. F. van LIMBORCH van der MEERSCH,
Kapitein-Ingenieur.
(Vervolg en slot van bladz. 53.)
Wij willen nu overgaan tot een niet minder belangrijk gedeelte der geschiedenis van het zilver. Wij hebben het nu (bij manier van spreken) zoo als het uit de smelterijen komt; laat ons nu nagaan, hoe het voor ons gebruik geschikt gemaakt wordt en hoe men zich overtuigt, dat men bij den koop van zilveren voorwerpen goede waar voor zijn geld bekomt, en hoe, dat het geld zelf goed is.
Vroeger zagen wij reeds, dat het zuiver zilver te zacht is om als zoodanig voor huisraad, sieraden of munten te kunnen dienen; het zou te spoedig afslijten, vervormd worden en zijne scherpe randen en hoeken verliezen. Het wordt dan daarom ook altijd met eenig koper gealliëerd, waardoor het meer hardheid verkrijgt. Deze alliages kunnen zeer verschillend zijn, en de hoeveelheid zilver daarin voorhanden wordt gehalte genaamd. Naar mate een alliage meer zilver bevat, is het van beter of hooger gehalte. Eene staaf bij voorbeeld, die op 1000 deelen 900 deelen zilver bevat, wordt gezegd een gehalte van 900⁄1000 te hebben.
Het koper, wanneer het met zilver geällieerd is, heeft invloed op de kleur van dit laatste, welke niet zoo geheel wit is, als die van het zuiver zilver. Gewoonlijk geeft men aan voorwerpen van weelde de kleur van het zuiver zilver terug, door eene bewerking, welke men de witmaking noemt. Hiertoe wordt het voorwerp donkerrood gloeijend gemaakt, waardoor het koper aan de oppervlakte geoxydeerd wordt, dompelt men dan het voorwerp in verdund salpeterzuur of in [ 66 ]zwavelzuur, dan wordt het koperoxyde opgelost, en de oppervlakte blijft zuiver zilver, dat nu wel is waar mat is, daar de zilverdeeltjes als het ware van elkander gescheiden zijn, door het koper dat ze verloren hebben, doch door polijsten gemakkelijk zijn glans terug bekomt.
Het zilver wordt gesoldeerd met een alliage van 667 deelen zilver, 233 deelen koper en 100 deelen zink.
Men vervaardigt ook voorwerpen van bladen koper, die geheel met zilver overdekt worden; men noemt dit pleet. Dit pleet wordt op de volgende manier gemaakt. De bladen koper worden goed schoon gemaakt door ze met een scherp werktuig af te krabben, waarna men ze in eene sterke oplossing van salpeterzuur zilveroxyde dompelt, waardoor ze met eene dunne laag van metallisch zilver overdekt worden. Men legt nu op elk blad koper eene plaat zilver, welke 1⁄20 of minder van het gewigt van het koper heeft, en brengt koper en zilver tusschen pletrollen, totdat het tot de begeerde dikte gebragt is, het zilver heeft zich dan zóó vast op het koper gehecht, dat men het er niet werktuigelijk van scheiden kan.
Echter wordt tegenwoordig het pleet al meer en meer verdrongen door koperen of bronzen voorwerpen, die langs den galvanischen weg verzilverd zijn.
Ten einde de koopers voor een mogelijk bedrog te vrijwaren, heeft de regering den waarborg der goud- en zilver-werken ingesteld. Elk stuk wordt, vóór het in den handel mag gebragt worden, van regeringswege onderzocht en, nadat het gehalte voldoende bevonden is, gestempeld. Stukken, welke meer koper bevatten dan bij de wet is toegestaan, worden stuk geslagen, opdat ze niet ter verkoop zouden aangeboden worden.
Het gehalte voor de zilverwerken moet bedragen: voor de eerste keur 934⁄1000 en voor de tweede keur 833⁄1000. Daar het zeer moeijelijk is om het zilver en koper in zulke juiste verhoudingen te alliëren, is er eene speling toegestaan voor deze beide keuren van 5⁄1000, zoodat voor de eerste keur zilver van 929⁄1000, en voor de tweede keur van 825⁄1000 nog wordt goedgekeurd; men noemt deze speling het remedie. Bij de zilverwerken is het hooger gehalte geoorloofd; dit is echter bij de munten niet het geval. Indien daarbij het gehalte te hoog was, [ 67 ]zou dit nadeelige gevolgen hebben; de muntstukken, méér dan de nominale waarde bezittende, zouden spoedig versmolten worden en uit de circulatie verdwijnen. Men heeft daarom bij de munten een remedie boven en beneden het gehalte. Voor de zilveren munt is het gehalte bepaald op 945⁄1000 met een remedie van 1½ duizendste boven en beneden; voor de pasmunt is het 649⁄1000 met een remedie van 2⁄1000, en voor de Oost-Indische munt 720⁄1000 met 3⁄1000 remedie. Het onderzoek nu naar dit gehalte, het essayeren, kan op twee manieren geschieden, door kupellatie of langs den natten weg.
De kupellatie berust geheel op dezelfde gronden als de vroeger beschrevene, welke op de ertsen wordt toegepast; wij kunnen dus hierover zeer kort zijn, te meer, daar deze wijze, waarbij veel omzigtigheid noodig is, zal men eenigzins naauwkeurige uitkomsten verkrijgen, bijna geheel door het essaai langs den natten weg is vervangen.
Naarmate van het gehalte van het zilver, dat men ten naasten bij vermoeden kan, wordt er lood bij gesmolten. De kupel bestaat uit een potje bij figuur 11 in doorsnede voorgesteld.
De oven is een aarden trekoven met een plaatijzeren cylinder als schoorsteen; de moffel wordt zóó geplaatst, dat zij geheel met houtskool omgeven is.
Wanneer de oven goed heet is, opent men de deur en doet eenig lood in de kupellen en, zoodra dit gesmolten is, voegt men er het zilver in het overige lood (bladlood) gewikkeld bij. Als het zilver blikt, is het essaai afgeloopen. Men moet dan de kupel langzaam laten afkoelen, opdat het zilveren bolletje niet plotseling koud worde, want het gesmolten zuiver zilver slurpt eenige zuurstof uit de lucht op, welke het bij verkoeling weder afgeeft, en wanneer dit plotseling gebeurt, wordt er een gedeelte van het metaal uit de kupel gedreven, en het essaai is mislukt; men zegt dan, dat het zilver gespat heeft.
Wanneer het zilver-bolletje na de bekoeling een klein uitwasje als een paddestoeltje heeft, is dit een teeken, dat het gespat heeft. Zal het essaai naauwkeurig zijn, dan moet het zilver-bolletje niet vast aan de kupel hechten, het onderste gedeelte moet effen en mat zijn en het bovenste glanzend en glad, zonder rimpels of oneffenheden.
Het hangt ook veel van den hittegraad van den oven af, of het essaai gelukken zal. Is deze te hoog, dan vervlugtigt zich een gedeelte van het zilver en een gedeelte ook wordt met het goudglit, dat dan uiterst vloeibaar is, door de kupel opgeslurpt, en het essaai geeft te weinig zilver. Is daarentegen de temperatuur van den oven te laag, dan is er wel geen zilververlies, maar dan blijft er in het bolletje eenig lood terug en het essaai geeft te veel zilver. Dit zijn twee klippen, die moeielijk te vermijden zijn. Raakt men vrij van Scilla, dan vervalt men op Charybdis.
Een met alle voorzorgen door een deskundige gedaan essaai kan tot op 2 of 3 duizendsten naauwkeurig zijn.
Wij behoeven niet te zeggen, dat het hierbij gebruikte lood zoo vrij mogelijk van zilver moet zijn. Men verzekert zich te voren door 50 wigtjes lood aan de kupellatie te onderwerpen, hoeveel zilver er nog in bevat is, en brengt dat bij de essayen in rekening.
[ 69 ]Het essaai langs den natten weg, dat wij eenigzins uitvoeriger zullen beschrijven, is in 1830 het eerst door gay-lussac voorgesteld. Het geschiedt door het in salpeterzuur opgeloste zilver door middel van het in pekel bevatte chloor als chloorzilver neder te slaan.
Deze wijze van essayeren berust op eene merkwaardige scheikundige wet, namelijk deze: dat alle enkelvoudige stoffen zich met elkander volgens vaste, bepaalde gewigtsverhoudingen verbinden.
Men kan zich de enkelvoudige stoffen denken als te bestaan uit oneindig kleine, aan de waarneming ontsnappende deeltjes, atomen, waarin zij langs den mechanischen weg niet verdeeld kunnen worden, maar wèl, bij voorbeeld, door smelten of oplossen. Door proeven en berekeningen heeft men voor elke stof het gewigt gevonden, waarmede een atoom zich met één of meer atomen van al de overige stoffen — meest in zeer eenvoudige verhouding — verbindt. Die gewigten heeten aequivalent- of verbinding-gewigten. De daarvoor gevonden getallen zijn echter geene volstrekte, maar slechts betrekkelijke grootheden; om deze betrekkelijke waarden in absolute getallen te kunnen uitdrukken, is men van eene stof uitgegaan, wier aequivalent men als eenheid voor al de overigen heeft genomen. Deze stof is de zuurstof, wier equivalent dus 1 of 100 is. Sommigen nemen het waterstof-aequivalent als eenheid aan, waardoor dan natuurlijk al de andere aequivalenten veranderen.
Meestal — wij willen ons hier met de uitzonderingen niet ophouden — is een aequivalent gelijk een atoom.
Een paar voorbeelden mogen dit ophelderen. Water bestaat uit een aequivalent waterstof en een aequivalent zuurstof; het aequivalent van het eerste is 12,50 en dat van het laatste 100, men kan dus door eene eenvoudige evenredigheid vinden, dat er, bij voorbeeld in 500 wigtjes water 408,8 wigtjes zuurstof en 91,2 wigtjes waterstof zijn. Zwavelzuur bestaat uit een aequivalent zwavel en 3 aequivalenten zuurstof, het aequivalent van de zwavel is 200, in 500 wigtjes zwavelzuur zijn dus 200 wigtjes zwavel en 300 wigtjes zuurstof.
Wanneer nu zamengestelde stoffen elkander ontleden en nieuwe verbindingen aangaan, hebben die verbindingen altijd volgens de aequivalent-gewigten plaats; de stoffen vervangen elkander volgens die gewigten; [ 70 ]wanneer zwavel in plaats van zuurstof treedt, vervangt altijd 200 zwavel 100 zuurstof, wanneer zwavel in plaats van waterstof treedt, vervangen altijd 200 zwavel 12,50 waterstof enz.
Heeft men nu eene oplossing van salpeterzuur zilveroxyde en voegt men daarbij eene oplossing van keukenzout, dan vormt zich chloorzilver en salpeterzure soda, zoo als wij vroeger reeds gezien hebben.
Het chloorzilver bestaat uit een aequivalent chloor (443,28) en een aequivalent zilver (1349,66). Het salpeterzuur zilveroxyde bestaat uit een aequivalent stikstof (175,06) met 5 aequivalenten zuurstof en een aequivalent zilver met een aequivalent zuurstof. Het keukenzout bestaat uit een aequivalent chloor en een aequivalent sodium (287,44). Deze getallen nu kennende kan men berekenen, dat men 0,54 wigtje keukenzout zal moeten oplossen om daarmede 1 wigtje zilver als chloorzilver neder te slaan; en hierop berust nu de titreermethode, aldus genaamd, omdat eene zoutoplossing, waarvan eene bekende hoeveelheid een bekend gewigt aan zilver nederslaat, eene getitreerde oplossing wordt genaamd.
Het voorgaande goed begrepen zijnde, zal het vervolg geene zwarigheden opleveren.
Het chloorzilver wordt als een wit poeder nedergeslagen, en is in verdund salpeterzuur onoplosbaar. Daar het door schudden ligt bijeen gebragt kan worden, is het gemakkelijk om, indien men de zoutoplossing langzamerhand bijvoegt, het oogenblik waar te nemen, dat er geen zilver meer wordt nedergeslagen.
Men maakt bij voorbeeld gebruik van eene zoutoplossing, waarin zoo veel chloor bevat is, dat eene kan daarvan juist een wigtje zuiver zilver nederslaat. Om nu het gehalte van een alliage te bepalen, lost men een wigtje daarvan in 5 of 6 wigtjes salpeterzuur op en voegt er voorzigtig de zoutoplossing, welke in een verdeeld maatglas bevat is, bij, totdat een toegevoegde druppel geen nederplofsel meer geeft. Men schudt het fleschje, dat de zilveroplossing bevat, telken reize om het vocht helder te maken, eer men er weder zoutoplossing bijvoegt. — Daar nu elke kubieke duim der zoutoplossing 1⁄1000 wigtje zilver nederslaat, zal het aantal gebruikte kubieke duimen het gehalte tot in duizendsten aangeven.[ 71 ]In geval men het essaai doet op een stuk zilver, bij voorbeeld een muntstuk, waarvan het gehalte ten naastenbij bekend is, kan men deze methode vereenvoudigen en tot eene groote naauwkeurigheid brengen.
Men maakt dan gebruik van twee getitreerde zoutoplossingen, de eerste normale zoutoplossing genaamd, waarvan 1⁄10 kan juist een wigtje zilver nederslaat, en eene andere, de decime zoutoplossing, welk 10 maal meer verdund is, en waarvan men dus eene kan noodig heeft om een wigtje zilver te praecipiteren. Somtijds moet men nog van eene derde oplossing gebruik maken, decime zilveroplossing genaamd, waarvan de kan een wigtje zilver in oplossing heeft. Deze gebruikt men om te zien of, en zoo ja, hoeveel keukenzout er in de salpeterzure oplossing is gebleven, nadat al het zilver geprecipiteerd was, en dus in het geval dat men vermoedt, dat er minder dan een wigtje zilver in oplossing was.
Laat ons, om de denkbeelden te bepalen, veronderstellen, dat het gehalte van een alliage voor de munt moet bepaald worden. Zoo als wij gezien hebben, moeten de munten om goedgekeurd te worden minstens een gehalte van 943,5⁄1000 hebben; laat ons nu vermoeden dat het te onderzoeken alliage slechts 942,5⁄1000 bevat.
Als dit waar was, zou 1000⁄942,5 of 1,061 van het alliage 1 zilver bevatten. Men weegt nu naauwkeurig 1,061 wigtje alliage af, en doet het in een fleschje met ingeslepen stop, vervolgens lost men het in 5 of 6 wigtjes salpeterzuur op en giet 1⁄10 kan van de normale zoutoplossing in de flesch. Indien nu de alliage werkelijk het gehalte 5 heeft, dan is het klaar, dat al het zilver nedergeslagen is en dat er geen keukenzout meer in de oplossing zal zijn, naardien al het chloor zich met het zilver verbonden heeft. Is het gehalte hooger, dan zal er nog zilver, en is het lager, dan zal er nog keukenzout in de oplossing zijn.
Om zich hiervan te overtuigen, sluit men de flesch digt en, na door schudden het vocht helder te hebben gemaakt, voegt men er een duim van de decime-zoutoplossing bij. Is er nu nog zilver in oplossing, dan zal er nog een nederslag ontstaan of, indien er weinig zilver in is, zal men eene duidelijke witte troebeling waarnemen; is dit [ 72 ]het geval, dan schudt men de flesch weder en voegt er nog een duim van de oplossing bij; ontstaat er nog troebeling, — een derde duim, — en zoo gaat men voort, zoo lang er de minste troebeling bespeurd wordt, telkens een duim bijvoegende.
Laat ons nu veronderstellen, dat 4 kubieke duimen van de decime zoutoplossing, achtereenvolgens toegevoegd, nog eene troebeling in de zilveroplossing hebben te weeg gebragt, maar de vijfde niet meer, dan mag men daaruit besluiten, dat, na het nederslaan van 1 wigtje zilver door de normale zoutoplossing, er ten minste nog 3 duizendsten wigtjes zilver aanwezig waren; de vierde duim heeft wel eene troebeling te weeg gebragt, maar de vijfde niet, en men kan dus niet weten, of de vierde duim geheel en al tot chloorzilver gebragt is; men moet dus gissen, dat de zilveroplossing nog tusschen de 3 en 4 duizendsten wigtje zilver bevatte. Men neemt nu de helft aan en zegt het gehalte is 942,5 + 3,5 of 946⁄1000, hetwelk nu zeker op ½ duizendste naauwkeurig is. Het valt nog binnen de grens van het remedie, het alliage is dus goed.
In het geval dat de eerste duim van de decime zoutoplossing, boven de 1⁄10 kan van de normale bijgevoegd, reeds geene troebeling doet ontstaan, dan kan men zeker zijn, dat het gehalte niet hooger dan 942,5⁄1000 is.
Maar het kan ook lager zijn; men weet nu wel, dat er geen zilver meer in is, maar men weet niet, of de geheele normale zout-oplossing werkzaam is geweest. Het is klaar dat, indien er minder zilver in was, dan men vermoedde, er dan een gedeelte keukenzout ongebruikt gebleven en vrij in de oplossing is. In dit geval maakt men gebruik van de decime-zilveroplossing, waarvan elke kubieke duim 1⁄1000 wigtje zilver in oplossing heeft.
Men begint met er 1 duim bij te doen om den duim decime-zoutoplossing, welke het vocht helder heeft gelaten, te veronzijdigen. Het vocht weder helder geworden zijnde, voegt men er nog een duim bij; veroorzaakt deze nog troebeling, dan schudt men totdat het vocht helder is, en gaat voort met telkens een kubieken duim bij te voegen, totdat er geene troebeling meer te bespeuren is. Veronderstellen wij nu, dat de 3 eerste duimen (buiten de allereerste, die veronzijdigd [ 73 ]is en dus buiten rekening blijft) nog troebeling hebben te weeg gebragt, maar de vierde niet, dan is het waarschijnlijk, dat de derde duim niet geheel gebruikt is, nemen wij dan aan, dat er slechts de helft van verbruikt is, en dat dus 2½ duim van de decime zilveroplossing genoegzaam is geweest om het vrije keukenzout te veronzijdigen, dan moet men van het gehalte 942,5⁄1000 nog 2½ duizendsten aftrekken en men vindt dus 940⁄1000 voor het ware gehalte.
Aan de munt, waar dagelijks een groot aantal essayen gedaan worden, is het van belang zoo snel en eenvoudig te werken, als dit, zonder de naauwkeurigheid te benadeelen, kan geschieden. Te Utrecht geschiedt het volgens de methode van guy-lussac met eenige verbeteringen, door professor mulder en den inspecteur-essayeur-generaal van riemsdijk ingevoerd.
De normale oplossing van keukenzout is bevat in eene glazen flesch (figuur 13), die met drie halzen voorzien is. Door den eenen hals wordt de oplossing in de flesch gebragt; de tweede hals bevat eene kurk met een naauw buisje, met een caoutchouc-kapje gesloten en [ 74 ]dat, onder het gebruik der flesch, tijdelijk wordt weggenomen om de lucht toe te laten. In den derden hals is een glazen hevel, welke tot op den bodem der flesch reikt. De hevelbuis bestaat uit twee stukken door een caoutchouc-buisje m verbonden, een veiligheidsmaatregel tegen het breken der lange buis. De onderste buis eindigt in eene caoutchouc-buis nn' , die op eene tafel rust.
Op de tafel is een hefboompje o aangebragt, dat de buis nn' digt knijpt. De flesch met de normale oplossing is hooger geplaatst dan de hierna te vermelden pipette, welke laatste door den hevel van onderen op door de hydrostatische drukking gevuld wordt, als het hefboompje o wordt opgeligt en de kraan f der pipette geopend is. Door het hefboompje meer of minder te openen, kan men den toevoer van de normale oplossing naar de pipette regelen.
De pipette d heeft zooveel inhoud, dat, indien zij tot aan een daarop aangegeven merk gevuld is, en men het vocht vrij laat uitvloeijen, er, zonder hetgeen aan de pipette blijft hangen, juist 100 kubieke duimen afvloeijen. Zij is in koperen ringen gevat, die door armen cc' aan eene koperen buis ab bevestigd zijn, welke gemakkelijk om een ijzeren staaf beweegbaar is. Uit de figuur is de inrigting duidelijk te zien; de pipette kan op en neder en in horizontale rigting bewogen worden, en zoo doende op de plaats gebragt worden, waar ze gevuld wordt, waar men ze laat afvloeijen en boven de proefflesch.
Er is nu iets meer dan 100 kubieke duim in de pipette; het is echter noodzakelijk, dat de oplossing juist tot aan het merk komt, men moet dus de pipette tot aan het merk laten afvloeijen, en daartoe dient de inrigting bij figuur 14 afgebeeld.
Boven aan de pipette is eene koperen buis vastgemaakt, met twee kranen f en g. De kraan f is zeer wijd en de kraan g zeer naauw,terwijl zij bovendien, geopend zijnde, [ 75 ]nog zeer weinig lucht ontvangt, daar aan het einde van de buis eene haarbuis van glas is aangebragt.
Bij het vullen der pipetten is, zoo als gezegd is, de kraan f geopend, en daardoor ontsnapt dus de lucht bij het intreden der normale oplossing; zoodra deze tot 2 duim boven het merk gekomen is, wordt de kraan f gesloten. Wil men nu het vocht tot op het merk laten afvloeijen, dan opent men de kleine kraan g, welke door de haarbuis slechts zeer langzaam lucht inlaat, waardoor eene groote naauwkeurigheid mogelijk wordt. Alvorens men echter de kleine kraan opent, plaatst men de punt der pipette tegen een met vloeipapier omwonden glasreepje, dat onder een hoek van 70° à 80° in een glazen kelk gesteld is; opent men dan de kraan g, dan zal het overtollige vocht, — dat slechts zeer weinig bedraagt, omdat de 2 duim boven het merk in de naauwe buis der pipette zijn — zich op het vloeipapier verdeelen en er zal niet meer dan een dun laagje vloeistof aan het vlak geslepen ondervlak van de punt der pipette blijven kleven.
Men doet gemeenlijk een aantal essayen tegelijk, en heeft dan eene reeks van genommerde flesschen en in elke flesch eene oplossing van 1.061 wigtje muntalliage. Elk tiental flesschen wordt in een blikken flesschendrager met 10 vakken, even als de flesschen van 1 tot 10 genommerd, geplaatst, en, nadat in elke flesch het metaal en het salpeterzuur zijn gebragt, worden zij met den flesschendrager in warm water gedompeld om de oplossing van het metaal te bevorderen. Daarna wordt in elke flesch uit de pipette de 100 kubieke duim normale zoutoplossing gebragt, waarna zij in den schudbak (figuur 15) geplaatst worden.
Deze bak hangt aan het uiteinde van eene veer cd en is van onderen bevestigd aan eene spiraalveer ab. De essayeur vat den steel e f en schudt den toestel gedurende eenige oogenblikken, waardoor het vocht helder wordt.
[ 76 ]De decime oplossing van zout en die van zilver worden niet in kubieke
duimen, maar in druppels toegevoegd, en zijn bevat in druppeltoestellen.
Deze druppeltoestel — afgebeeld in figuur 16 met eenige details in figuur 17 en 18 — is een peervormig glazen vat, van ongeveer 1 kan inhoud, van boven gesloten met eene kurk, waarin een glazen buisje met zeer naauwe opening, die met een caoutchouc-kapje kan gesloten worden. Onder aan het kegelvormig gedeelte van het glazen vat is eene caoutchouc-buis (figuur 17) met eene klemkraan h; in de caoutchouc-buis is een klein stuk glazen buis bevestigd, hieraan eene tweede caoutchoucbuis met eene klemschroefkraan? (figuur 18) en
De flesschen bevatten nu, als zij uit den schudbak genomen worden, bij de metaaloplossing eene hoeveelheid van 100 kubieke duim zoutoplossing uit de pipette, zoodat er een wigtje zilver kan nedergeslagen zijn. Elke flesch wordt nu achtereenvolgens behandeld. Het vocht helder zijnde, brengt men, — wij zullen een voorbeeld nemen, — uit den druppeltoestel 2 druppels der decime zoutoplossing in de flesch; komt er dan een nederplofsel, en ziet men — wat bij eenige ervaring gemakkelijk is — dat men nog niet aan de grens gekomen is, dan voegt men er nog 5 druppels bij; bekomt men nog een nederslag, en is men nog niet aan de grens, wederom toevoeging van 10 druppels; komt er nog een nederslag, dan nog 10 druppels bijgevoegd en geschud; is het vocht helder geworden, weder 5 druppels, nog nederslag, — geschud, weder 5 druppels, nog een nederslag, doch men begint de grens te naderen; nogmaals geschud, op nieuw 2 druppels bijgevoegd, — een geringe troebeling, nog 2 druppels, weder eene geringe troebeling, nog 2 druppels, — het vocht blijft helder.
Men heeft nu 43 druppels van de decime zoutoplossing verbruikt. De laatste druppels hebben geen nederslag gegeven en moeten dus worden afgetrokken; van de vóórlaatste 2 weet men niet, of ze beiden noodig waren, men neemt aan, dat er één van noodig is geweest, zoodat er in alles 40 druppels nog een nederslag hebben gegeven. Deze 40 druppels maken 2 kubieke duim, en elke kubieke duim van de decime zoutoplossing slaat 1⁄1000 wigtje zilver neder, men vindt aldus:
wigtje.
met de normale oplossing 1,000
met de 40 druppels der decime-oplossing 0,002
_____
1,002 zilver. [ 78 ]Indien echter de 2 eerste druppels van de decime zoutoplossing geen nederslag hadden gegeven, zou men niet zeker kunnen zijn, of wel de geheele normale zoutoplossing verbruikt was. Men voegt dan 2 druppels van de decime zilveroplossing bij om de 2 bijgevoegde druppels zoutoplossing te veronzijdigen, en handelt vervolgens met de decime zilveroplossing op gelijke wijze; elke druppel daarvan bevat
1⁄20000 wigtje zilver, dat van het wigtje van de normale oplossing moet worden afgetrokken.
De oplossingen worden voor eene temperatuur van 15° C, gemaakt; men moet dus de temperatuur in aanmerking nemen en de proeven naar tafels van de temperatuur-correctie verbeteren.
Het chloorzilver wordt door de werking van het licht gedeeltelijk ontleed; daarom wordt bij het essayeren alles in flesschen behandeld met inwendig zwart geverwde metalen kokers omgeven, en draagt men zorg, dat bij het schudden en andere behandelingen het gevormde chloorzilver niet aan het licht worde blootgesteld.
Vele andere handgrepen en voorzorgsmaatregelen zijn nog bij dit essaai in acht te nemen. Om niet te wijdloopig te worden en omdat het hier toch alleen geldt een oppervlakkig overzigt van de zaak te geven, gaan wij die met stilzwijgen voorbij.
Wie meer daarvan begeert te weten, hij leze in het eerste deel eerste stuk 1857 der scheikundige verhandelingen en onderzoekingen door g. l. mulder: "de Essayeer-methode van het zilver," aan welke verhandeling het bovenstaande grootendeels ontleend is.
Tot slot willen wij nog iets zeggen over het salpeterzuur zilveroxyde, het eenige der zilverzouten, waarvan men toepassingen heeft gemaakt. Men kan dit zout laten kristalliseren door uitdamping en verkoeling. De kristallen worden gesmolten en in vormen tot pijpjes gegoten; het wordt door de wondheelers gebruikt om het wild vleesch uit de wonden weg te bijten, en men noemt het lapis infernalis of helsche steen.
Het is zeer oplosbaar in water, en deze oplossing wordt spoedig ontbonden door alle ligchamen, welke zich gretig met zuurstof verbinden, zooals de bewerktuigde ligchamen; het geeft dan zwarte vlekken, [ 79 ]bij voorbeeld op de huid of op papier. De kappers verkoopen haar onder den naam van Eau de Perse, om het haar zwart te verwen. Ook gebruikt men eene oplossing van salpeterzuur zilveroxyde, met een weinig gom vermengd, om linnen stoffen te merken. Men maakt het linnen op de plaats waar het gemerkt moet worden eenigzins stevig door zeep en brengt er met een warm strijkijzer glans op. Daarna teekent men er de letters met eene pen op, en legt het in de zon, wanneer de letters spoedig zwart worden; zij zijn onuitwischbaar en worden door het wasschen eer donkerder dan ligter.
En hiermede zijn wij aan het einde gekomen van de taak, welke wij ons hadden opgegeven. Wij hebben, zoo wij meenen, het voornaamste wat over het zilver te zeggen is behandeld; echter zouden wij nog over de verzilvering door het galvanismus kunnen spreken, doch daarover zouden wij in te veel bijzonderheden moeten treden, en dan zou dit, misschien reeds te lang opstel nog uitgebreider zijn geworden. Moge het desniettemin met eenige belangstelling gelezen worden, dan zullen wij ons de oogenblikken daaraan besteed niet beklagen.