Beitrag zur Kenntnis der Kolloidnatur des Tons

Beitrag zur Kenntnis der Kolloidnatur des Tons.

Von A. Fodor und t3. Schoenfe ld . (Aus dem Physiologischen Institut der UniversitS.t Halle.)

r am 23. Juli 1923.)

Der Ton wurde in der letztcr~ Forschungsperiode durch die aug keimende Kolloidchemie als ein Gemisch yon mehr oder minder stark verwitterten und dutch NaturkrS.fte aufgeschlossenen Silikaten er- kannt, deren Dispersit~itsgrad yon der grob zu nennenden Besehaffm~- heir his zu feineren und suspensJonsbest~indigcn 13estandteilen reieht, die in einer bestimmten Tonsorte in variierenden Mcngenverh/iltnissen vertreten sind und die Endeigenschaften des Tons in kolloider Hinsicht bestimmen. Diese Auffassung des Tons geht aus den Er6rterungen yon G. Wiegner 1) deutlich hervor, indes andere Autoren, wie P. Ehren- bergS), die Existenz eines ,,Kolloidtons" ganz ausdrtieklich betonen, worunter die feinsten suspensionsf/ihigsten Bestandteile verstanden werden, die bereits an der Schwelle echter kolloidl6slicher Substanzen stehen. Vom theoretisehen Gesichtspunkte, d. h. von jenem der Lehre yon der KontinuitS.t der Materie, linden wit es logiseher, die Existenz eines ,,Kolloidtons" nicht allzu sehr hervorzuheben, da hierdurch leicht die Xltere und tiberwundene s', Terminologie und Auffassung der ,,kol. loiden Stoffe" statt der ,,kolloiden Zust~inde'" zu neuem Leben gerufen werden kSnnten.

In Wirkliehkeit besteht also der Ton vorztiglich aus einem Ge- misch ~rober und feiner disperser Stoffe mit physikalisch-chemisch sich kontinuierlich ver/indernden Eigensehaften, wobei freilich die feinsten Bestandteile im Vergleich zu wahren kolloiden LSsungen immer noeh als grobdispcns und unbest~tndig bezeichnet werden mtissen.

Angesichts dieses Uinstandes und dessen Konsequenz, dab auch die kolloiden Ph/tnomene im einzelnen, n~imlieh die Ilydratation, die

~) G. Wiegner, Boden und Bodenbildung, Dresden u. Leipzig (1918). 2) p. Ehrenberg, Die Bodenkolloide, Dresden u. Leipzig (1921). s) Dank der Ansichten yon Wolfg. Ostwald und P.P.v. Weimarn.

1

KOLLO1DCHEMISCHE BEIHEFTE BAND XlX, HEFT 1~3

Adsorptionsverbindungen mit Elektrolyten usw. mit dem Verteilungs- grade sich stetig ver/indern , wurde das Verhalten des Tons in seinen Suspensionen bei der Einwirkung yon Zusgtzen mannigfacher Art unter Beobachtung des Sedirnentes sowohl, als auch der fiber dern letzteren stehenden Flfissigkeit studiert. Vorl/~ufig Wurde diescs Studium blo/] nach der qualitativen Seite hin ausgedehnt, als erste Stufe zu weiteren, auch quantitativen, Beobachtungen.

Das Hauptgewicht wurde jedoch den Koagulationsbedingungcu und den Peptisationserscheinungen entgegengebracht.

Wie auch auf anderen Gebieten der Kolloide, l~flt sich die elektrische Entladungstheorie nicht ohne weiteres verwenden, um allen Seiten der Koagulation der Tone gerecht zu werden. Der Begriff der ,,Auf: ladung" mit Elektrolyten bedaff einer ganz wichtigen Krg/inzung, ohne die man nicht auskommen kann, n~irnlich des Begriffee der Auf- ladung durch die Ionen des Wassers selber. Man kann Ton Jahre hindurch mit reinem Wasser auswaschen, ohne da/3 er aufh6ren wird kata- phoretisch zur Anode zu wandern, ebensowenig wie dies bei in gleicher Weise behandeltem aus Hefesaft oder Pankreassaft usw. unter besonders vorsichtigen ]3edingungen geflockten Phosphorprotein der Fall ist. Woher kommt diese Wanderungsf/ihigkeit ? Entgegen den Autoren, die die Ansicht vertreten, dab es sich stets urn beigernengte Verunreini- gungen handelt, dir den Ladungssinn und das WanderungsverrnSgen bestimmen, vertreten wit die Ansicht, dab diese letzteren n!cht mit dergleichen akzessorischen Stoffen zusarnmenh~ingen mfissen, sondern da/B die Ionen des Wassers diese Ladungen bedingen. Wir gelangen sornit zu jenen Anschauungen, die der eine yon uns 1) fiber das Wesen der Enhydronen von kolloidverteilter Materie rnitgeteilt hat, ffir die der Ton ein besonders interessantes Beispiel dutch seine Stellung an der Grenze zwischen dem grobdispersen und dem wahren kolloidverteilten Zustande darstellt.

Die vorliegende Arbeit ist somit als ein Studium der Tonenhydronen zu betrachten, die letzteren sind uber den bereits beschriebenen Protein- enhydronen und Farbstoff~nhydronen anzureihen. W~hrend aber bei jenen in erster Reih~ das. Wanderungsver rn6gen irn Stadium verschiedener Aufladungen und Dispersationsgraden verfolgt wurde, konnte hier, beim Ton, gleichzeitig auch auf den Zusamrnenhang zwischen der Aufladung und der Ko~gulationsbereitschaft gefahndet werden.

Die theoretischen Er6rterungen finder man im Anschlufl an dic Experimente unter ,,Diskussion der Ergebnisse".

1) A. Fodor, Kolloidchem. Beih. 18 77 (1923).

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS

Experimenteller Tell, Herstellung des Tons.

Die Tone, die wir benutzten, hatten eine weiBgraue F~rbung und waren ziemlich hart. Sie wurden gemahlen und durch ein feines Haar- sieb gestrichen, dann mit destilliertem Wasser (ungef/~hr Vierfaches seines Gewichts) in einen Brei verwandelt, mit verdfinnter Salpeter- s~ure sauer gemaeht und stehen gelassen. Die klar aberstehende Fltissig- keit wurde abgehoben und der Rtickstand mit destilliertem Wasser unter Schtitteln erschSpfend gewasehen. Der Ton setzte sich anfangs schnell und wurde fast jede zwei Stunden dekantiert und ausgewaschen, bis die fiberstehende F!tissigkeit trfibe blieb und der Ton sich mehr oder weniger schwer sedimentierte.

Auf diese ~Veise wurden die in dem Folgenden charakterisierten Tonsuspensionen hergestellt.

Charakterisierung der einzelnen Tonsuspensionen. Ton A ist sehr bcst~ndig; er enth/iit auf 25 ccm Suspension 1,6730 g

Trockensubstanz. Das ultramikroskopische Bild zeigt neben einem Teppich yon Aggregaten eine groBe Zahl verschiedener schwingender Vinzelteilchen.

Ton b ist ziemlich bestgndig und enth/ilt eine groBe Menge feiner Teilchen, die durch das Ultramikroskop zu sehen sind und sich in starker Brownseher Bewegung befi'nden. Es sind auch grobe Aggregate darunter, die zumeist keine Bewegungen aufweisen. 0,244 g Tongehalt auf 25 ccm Suspension.

Ton U ist im allgemeinen grSber als Ton b und befindet sich in viel geringerem Marie in Brownscher Bewegung. Ton b und Ton U enthalten die gleiche Tonmenge.

Ton B. Tongehalt yon 25 ccm Suspension = 1,1617 g. Die ultramikroskopische Betrachtung ergab ein dichtes Feld, das aussehliefilich aus groben Aggregaten bestand. Brownsche Bewegung war kaum bemerkbar. Ton B ist unbest/indig in Seiner Suspension.

Ton C war sehr unbest/indig, Tongehalt = 0,6109 g (95 cem). A r b ei t s m e t h o d e. Eine Serie von, gleich kalibrierten Glaszylindern

yon 20 eem Inhalt mit Einteilung wurde mit der Tonsuspension be- schickt, die in den Tabellen angegebenen Zus~tze gemacht, so raseh als m6glich umgeschtittelt und die Sedimentation in Abwesenheit und in Anwesenheit der versehiedenen angewandten Zus~tze beobaehtet. Die in den Tabellen angeftihrten Zahlen bedeuten die yore Boden der

1"

4 KOLLOIDCHEM1SCHE BEII-IEFTE BAND NIX, HEFT 1--3

Zylinder aufwXrts gerechneten Einteilungen, bis zu welchen Senkung erfolgte. Da der lichte Durchmesser s/imtlichef Zyl inder der gleiche war, k6nnen diese Zahlen mit dem Senkungsvolumen prop0rtional gesetzt werden. Im fbrigen enthalten die Tabellen Angaben fiber das Aus- sehen der tiber dem Sediment stehenden Flfissigkeit (Ue). Je nach der Natur des Zusatzes war letztere in h6herem oder geringerem Grade getrfib~ bzw. klar.

In den Versuehen wurde ~er~er die kataphoretische Wanderung, die Leitf/ihigkeitsmessung, die Ermitt lung der Wasserstoffionenkonzen- tration und die Ultramikroskopie nach den in den frtiheren experimen- tellen Arbeiten der einen yon uns (F) hinlgnglieh er6rterten Methoden ausgeffihrt.

Versuch I.

Versuche. Ser ie I.

Ton und A lka l i bzw. Ngture.

Ton und Ammoniak .

Tonmenge Ammoniak

Wasser

10 ccm Ton A. 0ccm NH~OH

0,75 n. 8 ccm

ident, i ident. 1 ccm i 9. ecru

7 ccm I 5 ccm

4

ident. 4 ccm

4 ccm

ident. 6 ccm

2 ccitt

ident. 8 ccm

0 ccm

nach 24 St nicht gesetzt n.g. i n.g. n.g. n.g. n.g. ,, 48 ,, Spuren yon tUel) sehri Ue s.t. Ue s.t. Ue s.t. Ue s. t.

Sediment I triJbe ! 0,15 0,2 0,9.5 0,8 l Sp. sea. i

Ultramikro- Auf einem ! Alles in I Die Sedimentation beginnt, skopisches Teppich von i lebhafter Bild groben I Bewe-

Aggregaten i. gung. schwingen Aggregate

feine Teilchen sind sp/ir- I lich zu isehen, nut

schwin- gend6 EinzeL teilchen

indem sich ein Aggregaten- Teppich merkbar macht.

Die Zahl der schwingenden Teilchen nimrnt ab

Keine Brown- sche Be- wegung.

Ergebnis: Ammoniak fb t keine sedimentierende Wirkung aus innerhalb 24 Stunden. Erst nach 48 Stunden beginnt sich eine geringe Sedimentation bemerkbar zu machen.

1) Ue = Die fiber dem sichtbaren Sediment stehende Fltissigkei~.

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS 5

Versuch 2. Ton B und Laage in gr6t3eren Konzent ra t ionen bis 12 Stunden.

Tonmenge Natrium-

hydroxyd ~-

Wasser

nach 1 St.

,, 12 ,

Versuch 3.

10ccmTonB ident, ident . - ident. ~ ident. ] ident, ident.

0,1 ecru 0,2 ecru / 0,3 ccm 0,4 ecru t 0,5 ccm 0,6 ccm 0,7 con

4,9 ccm 4,8 ccm / ~ 4,7 ccm 4,6 ccm 14,5 ccm 4,4 ccm 4,3 ccm

nicht gesetzt n. g~

rl. g .

J Ue t. { Ue t. n .g . i n .g . [ n .g .

Ues. t.') Ues . t. l 8,25 7,5 , I Ue etw. Ue etw. i ! i triibe trfibe

i : 4

Ton und Lauge

in grSBerea Konzent ra t ionen bis 24 Stunden.

Tonmenge

9 n NaOH ~

u;o

nach 24 St.

Versuch 4.

1 2 3 4 5 I 6

10 ccm Ton U

8 Trpfi

5 Ue klar

ident.

0,1 ccm

6 Tr.

1,2 Ue

sehr triibe !

ident.

0,2 ccm

4 Tr.

2,3 Ue

trfibe

ident.

0,3 ccm

2 Tr.

2,60 Ue

etw. triibe

ident.

0,4 ccm

1 Tr.

2,65 Ue klar

Ton und Lauge in k le ineren Konzent ra t ionen .

ident .

0,5 ccm

2,70 Ue klar

1 I ~ B m 5

Tonmenge 20 ccm t ident, ident, ident, ident. Ton U

Lauge ~ 1 Tr. 2 Tr. 3 Tr. 4 Tr.

nacb 3 St. 1,25 1 0,3 0,3 0,3 0 ,3 Ue klar Ue sehr trfibe Ue s.t . Ue s.t . Ue s. t.

Ultramikro- Im Felde bei Aggregaten- ~ Keine Be- - - skopisches Bild Ehrlich Blen- Teppich, dar- wegung (Dekantatfi) de32 b~sieht I fiber 5 -6 be-

man keine / wegte Teil- Bewegung i chen proFeld !

Ergebnis : K le ine Mengen yon Lauge wirken ausgesprochen suspen- d ierend, grOt3ere Mengen dagegen verhalte~, sich kompl iz ierter , ~ndem

~) Ue sehr triibe.

6 KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND XIX, HEFT 1- -~3 '

hier eine teilweise Koagulat ion. erfolgt, Fltissigkei~ mehr oder weniger trf ibe ist.

wirken eine K1/~rung der letzteren.

indes die dartiber s tehende Erst relat iv grof3e Mengen be-

u 5. Koagu la t ion mi t Ka lkwasser .

1 2 3 4 ,~

Tonmenge

n Kalkwasser ~i

Wasser . . . . . . . . . . L.

naeh 1 St.

18 ,,

3 Tagen

10 ccm Ton B

12,05 ccm

15,0 Ue Mar

10,0 Ue kl/~r

5,5 Ue klar

5,0 Ue Mar

ident, ident, ident. . ident.

0,245 ccm 2,45 ccm [ 12,0 ccm 25 ccm r

11,75 ccm 9,60 ccm ~

14,2 Ue klar

9.2 Ue klar

6,0 Ue klar 5 ,0

Ue Mar

15,0 Ue Mar

11,25 Ue klar

6,8 Ue klar

5;8 Ue klar

13,8 Ue klar

10,0 Ue klar

7,5 Ue klar

6,5 Ue klar

18,3 Ue Mar

19,8 Ue klar

7,5 Ue klar

6,5 Ue Mar

Ergebnis: Der Zusatz von Kalkwasser.zu Ton liefert also ein ganz

charakterist isehes Bild, indem hier zwei Phgnomene hervortreten: einmal sind die fiber dem Sediment stehenden Flt issigkeiten durchgehends

klar, auch schon bei ganz ger ingen Ka /kzus~tzen . Sodann ist

das Se~kungsvolumen des Tons um so gr6t3er, je gr6/3er der Kalkzusat z ist, was hauptsgchl ich nach l~Lngerer Zeit, etwa 18 Stunden, wahrge-

nommen werden kann. Auch seheint ein Sgtt igungszustand sich ein- zustellen, indem diese Zunahme des Senkungsvolumens bei weiterer Vermehrung des Kalkzusatzes nieht mehr ansteigt.

Versuch 6a. Ton und S/~ure.

3 5 i 6

Tonmenge Ton U

I!,:u. To. b)I HCI n/ " SS.ure 1 - - j 1 Tr.

Wasser 5 Tr. , 4 Tr.

nach 20 Min..] nicht ge- f 2,0 jj setzt j Ue 9 ! etw trfibe

10 ccm ident, ident, ident, ident, ident.

Tr,

3 Tr.

2,0 Ue

etw. triibe

3 Tr.

2 Tr.

2,0 Ue

etw. trfibe

4 Tr,'

1 Tn

2,0 Ue

etw. triibe

5 Tr.

2,0 Ue

etw. triibe

"Ergebnis: 1 Tropfen HC1 ~1 ~ ist genfigend, um innerhalb 20 Minaten sowohl Ton b als Ton U auszufloeken. Dabei hat sieh Ton b st~trker sediment!err als U.

FODOR U. SCHOENFELDt KOLLOIDNATUR DES TONS 7

Versuch 6b.

I ..... r ......................

Tonmenge 10 ccm ident. ! ident. Ton b ! '

n I S~iure H CIj-0{ ) 1 Tr. ~ Tr. [ 4 Tr.

nach 20 Min. nicht gesetzt nicht gesetzt 0,4 Ue sehr trfibe

,, 1 St. ,, ,, Spuren yon Sediment 0,4 Ue triibe

,, 9. ,, Spuren yon Sediment - - Sediment (0,4) ,, 5 . . . . . . ;, - - Ue triibe (wie c=

Versuch 6c.

|

Tonmenge 10 ccm ident. ] ident. Ton U

S/iure 1 Tr. '2 Tr. 4 Tr.

nach 9.0 Min. (0,5) 1,6 1 ,3 Ue sehr trtibe Ue klarer als I I Ue wie 9.

,, 5 St. stark sedimentiert - - I - -

Es waren 2 Tropfen HCI ~(jn 0 gentigend, um Ton 1.7 zu Ergebnis:

koagulieren, was bei Ton b noch nicht der Fal l war. Nach 2Stunden I1

ist bei Ton b bei 1 Tropfen HC l l0 0 nur eine sPurenweise Sedi-

mentierung zu beobachten, w/~hrend bei Ton U die Sedimentierung stark zutage t rat ; aueh ist die f iberstehende Flfissigkeit bei Ton U viel

klarer als bei Ton b, d:e bei letzterem ausgesprochen trf ibe ist. Nach n

5 Stunden ist Ton b (1 Tropfen HCI~-~6 ) nicht sedimentiert, dagegen.

ist es U sehr stark. Die f iberstehende Fltissigkeit ist bei bs trfiber als bei c2; b a und c a zeigen keine merkbaren Unterschiede. GrS13ere S/iure-

rnengen wirken unabh/ingig yon der Best/ indigkeit des Tons an sich stark sedimentierend. Best / ind igere Tone er fo rdern zur ro l l -

s t / ind igen Sed i rnent ie rung innerha lb k f i r zerer Ze i t r~ume

grS f le re S~iuremengen a ls re la t iv Unbest~ind ige .

8 KoLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTF_ . , BAND X lX , HEFT 1 - -3

Versueh 6d. Ton und ganz k le ine S /~uremengen.

I 2 3 ,~

Tonmenge 10 cem Ton b ident, ident, ident. n

S~iure HCI~0- 0 - - 1 Tr. 2 Tr. 4 Tr.

nach 20 Min. ,, 3 St.

nicht gesetzt

0,3 Ue triibe

nicht gesetzt nicht gesetzt nieht gesetzt Spuren yon Sediment

Ue sehr triibe 0,2

Ue sehr triibe

Versuch 6e. Dasse lbe .

Tonmenge n

S~iure H C1400

nach 20 Min.

1

10 ccm Ton U

2 3 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . =z..

ident, ident, ident.

1 Tr. 2 Tr. 4 Tr.

nicht gesetzt nicht gesetzt 0,4 [Ue sehr triibe

nicht gesetzt

,, 3 St. ebenso wie 3 . . . . 0,2 i 0,4 0,2 Ue sehr triibe i Ue triibe

Ue sehr triibe ,, 5 ,, 0,4 0,4 Ue klar i Ue klar

Ue triibe Ue Mar

Ergebnis: In 40 Minuten hat sich bei Ton U (4 Tropfen HCl!tO0 )

ein Sediment gebildet, dagegen ist bei Ton b nut eine Spur des Sedi-

ments zu beobachten. Es 1Xt3t sich bel Ton U schon bei 2 Tropfen

i}~ HC1 die Tendenz zur Sedimentierung erkennen. Nach 9. Stunden 400 ist bei Ton U ein Sediment gu~: zu sehen (0,4 era), was auch der Fal l bei Ton b ist, allein es ist die f iberstehende Flfissigkeit bei Ton b viel

trfiber. Naeh 5 Stunden ist her zu beobachten, dat3 bei 4 Tropfen n

HCI~00 die Fltissigkeit trtibe ist und man ein Sediment kaum wahr-

nehmen kann. Von HC1 genf igen a l so ger ing f f ig ige Mengen, vonder

Gr6 f lenordnung etwa 10 :~, um e ine Sed iment ie rung mi t k la rer f ibers teheader F l f i ss igke i t zu erz ie len . Der Charak -

~er d ieser Sed iment ie rung i s t von jenem mi t A lka l i l auge ,

Ka lk und Sa lze ganz verseh ieden.

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS

Ser ie I I .

Ton unt l Sa lze .

A. Sed imentat ion be i Anwesenhe i t von NaC1.

1 2 3 t 4 5 . . . .

t Tonmenge l0 cem Ton A ident, ident, ident, ident. Wasser ..0,2 ccm ,, ,, ~ ,, ,, 9 n

NaCI~ - - 1,2 cem 2,4 ccm 3,6 cem 4,8 ccm

. . . . . . . . . . . 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

nach 2 St. aochnichtgesetzt Ue sehrtriibe Ueetwastriibe Ue klar ] wie 3 l t 2,2 L 2,2

,, 6 ,, nicht gesetzt ] Ue trtibe IUeetwastriibel ue Mar ,, 3 ! 2,2 I 2,2 i2 ,0

,, 24 ,, SpurenSediment Ue Mar Ue klar I wie 3 3 ! 2,0 t 1,7

Der bestSmdige Ton A wurde also bereits nach etwa 2 Stunden

durch das Kochsalz koaguliert, wobei jedoch die f iberstehende Flfissig-

keit zun~tchst t r ibe blieb, wenigstens be i nieht zu groflen Salzmengen. Erst naeh 15mgerer Zeit erfolgt V611ige Kl~trung dieser Trtibe.

Wie be i der Fa l lung des Tons dureh SS.uren, muB auch

b ie r zw ischen groben und fe ineren Bestandte i len des ers te .

ren unterseh ieden werden. Man bemerkt jedoch, dab verdtinnte S~uren v ie l wirksamer sind

als Salze, da bereits durch wenige Tropfen einer 10 ":~ - -HC1 gleiehe

Effekte erzielt werden, wie dureh relat iv grot3e Salzmengen.

B. Sed imentat ion yon Tonsuspens ion be i Zusatz von KC1.

Tonmenge

Kaliumchlorid; Wasser

naeh 11/~ St.

24 7,

1 2 3 4 5

10 c~m Ton A ident, ident, ident., ident. - - 0,9 ccm 1,8 ccm 2,7 ccm 3,6 ccm

5 ccm 4,1 ccm 3,2 ccm 2,3 ccm 1,8 ccm

nicht gesetzt

7p 1]

Spuren Sediment nicht gesetzt

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

Ue klar 2,0

Ue klar 2,0

Ue Mar 3,0

Ue Mar ! 3,0

Ue Mar 3,0

Ue Mar 2,0

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

Ue klar 2,5

Ue Mar 2,5

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

Ue klar 2,0.

Ue klar 2,0

Auffal lend ist in diesem Versuch gegentiber jenem mit NaCI die

raschere Kl~rung der Flfissigkeiten, die hier rmr 1~2 Stunden ~erfordert.

10 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT 1~:~

1 ccml : ) NaCI wirkte nach 2 Stunden noch lange nicht kl~rend, in-

des die gleiehe Kel-Menge nach einer Stunde bereits eine klare Flfissig-

keit tiber dem Sediment ergab, obwohl letzteres bei NaCI sieh mehr

gesenkt hatte als beim KCI-Versueh.

C. Sed imentat ion von Tonsuspens ion bei Zusatz von CaCI~

1 2

10 ccm Ton A

5 ccm H 10

nicht gesetzt

Spuren Sediment fast nicht gesetzt

Tonmenge n

Salz CaCI~ i-0

Wasser

nach 30 Min.

,, 111t St.

,, 24 ,,

I 3

ident.

1,15 ccm

3,85 ccm 2,7 cc

Ue klar 4,0

Ue klar 3,0

Ue klar 3,0

Ue Mar 2,5

ident.

2,3 ccm

ccm

Ue klar 3,8

Ue klar 3,~1

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

ident.

3,45 ccm

1:,45 ccm

Ue Mar 3,7

Ue klar 3,0

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

ident.

4,6 ccm

0,4 ccm

Ue klar 3,8

Ue klar 3,0

Ue klar 3,0

Ue klar 2,5

Bezeichnend ist hier, dab die Flfissigkeiten bereits nach 30 Minuten

in allen Versuehen klar sind.

D. Sed imentat ion von Tonsuspens ion bei Zusatz yon MgCI 2,

Tonmenge Mg CI~ Wasser

10 ccm Ton A

8.6 ccm

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,

l iden't. ] ident, ident.

2,15 ccm" 4,3 ccm 6,45 ccm 6,45 ccm 5,3 cem 2,15 ccm

nach 20 Min.

,, 1 St.

~ 6 ~

nicht gesetzt

7Y ~

n, g~

Ue klar 10,0

Ue klar 3,9.

Ue klar 2,5

Ue klar Ue klar 9,5 7,5

Ue Mar Ue klar 7,5 7,5

Ue klar ~ Ue Mar 3,3 3,0

Ue klar Ue Mar 2,5 2,8

Wie CaCI~, so wirkt auch MgC12 rasch kl~trend.

Zusammenfassend 15.fit s i ch a lso sagen

5

ident. 8,6 eem

Ue klar 7,5

Ue klar 7,5

Ue klar 3,5

Ue klar 2,5

dab die sed i -

ment ie rende Wi rkung von d iesen be iden Sa lzen die vor -

hergehenden t iber t r i f f t (s. auch Versuch E).


E. Sed iment ie rung durch versch iedene Kat ionen

be i g le ichen An ionen.

1 2 3 ! 4

Tonmenge 10 ccm Ton A ident, ident, ident.

ccm Ca CI 210 1 verschied. Salze 1 ccm NaCI ; 1 ccm KCI~0 1 n ccm MgCI~ ]~0n

nach 20 Min. Ue triibe Ue triibe Ue ktar i Ue klar 6,8 5,1 5,8 1 5 8

,, i2 St. Ue Mar Ue klar Ue Mar ] Ue Mar 3,6 ~ 3,6 4,1 t 3,7

Ergebn is : Aus den Versuchen E geht hervor, dab yon dcn ange-

wandten 'Kat ionen K, Ca und Mg am st/~rksten sediment ierend wirken,

irides Na in diese L Wi rkung bedeutend zurf ickbleibt. Nach 12 Stunden

ist freilich so gut wie alles ausgeglichen.

F. Sed imentat ion bc i Anwcscnhc i t yon NaaSO 4,

T0nmenge

Natriumsulfat

Wasser

nach 20 Min.

,, 1 St.

,, 12 St.

1 2 3 4

10 ccm Ton A n

1 ccln NaSO4I()

3 ccm

Ue triibe 10,0

Ue trfibe 5,5

Ue klar 3,0

ident.

2 ccm

2 ccm

Ue triibe 8,9.

Ue klar 5,4

Ue Mar 3,0

ident.

3 ccm

1 ccm

Ue triibe 8,25

Ue klar 5,4

Ue Mar 3,0

ident.

4 ccm

Ue triibe 7,0

Ue klar 5,4

Ue Mar 3,0

G. Sed imentat io1~ yon Tonsuspens lon bc i Anwesenhe i t

yon NaNO a.

Tonmenge .NaNO, Wasser

nach 15 Min.

:, 1 St.

,, 12 St.

J[ 1 2 ...... ! ~3 4 q

1 ccm Ton A ident. / ident, ident. 1 c~m 2 ecru ! 3 ccm 4 ccm 4 ccm 3 ccm 2 ccm - -

Ue sehr triibe Ue triibe 1 Ue triibe ,nicht gesetzt 7,0 7,0 '/ 8,2

Ue etwas ifiibe Ue e . t . / Ue e . t . Uetr i ibe 4,3 4,3 i 4,3 j 5,5

Ue klar Ue Mar Ue Mar Ue klar 3,6 3,6 , 3,6 9 3,6

12 KOLLOIDCI - tEMISCI - IB BE I I - IEFTE BAND X IX , HEFT i - -3

Zu verzeichnen ist, dab die kl~rende Wirkung yon Natr iumsui tat

and Natr iumnit rat st i rker hervortrit~ als wie bei Natriumchlorid, je-

doch jene yon CaC12 und MgC12 nicht erreichL

H. Sed imentat ion yon Ton A in Anwesenhe i t

yon neut ra lem Phosphat .

Zusammensetzung des Phosphates:

1 Vol. NaH~PO 4 molekular / das Gemisch ergab nach der Indika-

2 ,, Na~HPOo ,, t torenmethq~de eine neutrale Reakt ion

Tonmenge [0 ccm TonA ident, ident, ident, ident, ident. Phosphat 1 ccm 2 ccm I 3 ccm 4 ccm I 5 cem ] - - neutral ~"

Wasser 4 ccm 3 ccm" 2 ccm 1 ccm i - - i 5 ccm ! i

nicht gesetzt n .g . n .g . n .g . I n.g. n .g . Uesebrtriibe Ue s.t . Ue s.t. Ue s.t . Ue s 1:. Ue s, t. Spuren Sedi- Sp. Sed. Sp. Sed. Sp. Sed. Sp. Sed. Sp. Sed.

merit 0,5 ~ -- 0,6 0,7 0,8 6,2 !

Ncutrales Phosphat dieser Konzentrat ion besitzt somit beinahe

gar ke ine sedimenfierende Wirkung, und der Ton ist selbst naeh

48 Stunden nut in SpUven gesenkt.

nach 24 St. ,, 48 St.

Ser ie I I I .

Ton , Lauge und Salz .

A. Sed imentat ion bei Anwesenhe i t yon NaC1 und Lauge.

Tonmefige

Lauge

Salz Wasser

nach 2 St.

~ 6 ~

,, 15 ,,

, 24 ,,

1 t 2

10 ecm Ton AI

0,2ccmNaOH 1

5 ccm

nicht gesetzt

ident.

1,2 ccm 3,8 ccm

ident.

2,4 ccm 2,6 ccm

nicht gesetzt Ue fast klar I 4,6

,, ,, , Ue klar

Ue sehr triibe 3,5 Ue klar

Ue trfibe Ue klar 3,5 2,5

ident.

3,6 ccm 1,4 ccm

Ue klar 3,5

Ue klar 3,5

Ue klar 2,5

Ue klar 2,5

ident.

7~

4,8 ccm 0,2 ccm

Ue klar 3,5

Ue klar 3,5

Ue klar g,5

Ue klar 2,5


A. 1. Sed iment ie rung von Ton B

.be i var i ie renden Laugenmengen und NaC1.

Sed iment ie rung von Ton B be i Zusatz yon 2 T r0pfen Lauge

und NaC1.

Tonmenge n

Lauge ~-

Kochsalz

Wasser

1 2 3 4 5

i0 ccm ident, ident. . ident, ident.

- - 5 Tr. ,, ,, , ,

- - t - - ~ 1,2 ccm 1,2 ccm 1,2 ccm I n 1 n n I NaCt l -~ NaC 1-0 NaC1)

6..!25.~ccm I 6,0 ccm i 4,8 ccm 4,8 ccm 4,8 ccm I

nicht gesetzt gesetzt nicht gesetzt I Ue tfiibe i 14,2 i Ue triibe Ue klar ,, ~ . . . .

15,0 i 7,5 Ue klar i Ue etw. triibe

5,5 Ue 5,0 Ue klar ,, sehr trfibe ~ Ue klar

5,0 2,5 ! 4,0

nicht gesetzt nicht n~ch 20 Min

,, 1 St.

~} 6 ~

,, 24 ,

A. 2. Zusatz von 10 Tropfen Lauge und NaC1.

Tonmenge n

NaOH

Salz

Wasser

1 2 [ 3 4 5

10 ccm ident. I i ident ident, ident.

- - 10 Tr. ] - - - - i 1,2 ccm 1,2 ccm 1,2 ccm r

b n n n I N~ cl ~06 N~ o f6 N~ cl ~

6 ccm 6 ccm I 4,8 ccm 4,8 con 4,8 ccm

nach 20 Mi]

,, 1 St.

~ 4 ~

,, 18 ,,

nicht gesetzt

Ue klar 15,0

Ue Mar 6,0

Ue klar 5,5

Ue Mar 5;0

nicht gesetzt ! nicht gesetzt

Ue sehr triibe Ue trfibe 3,25 5,0

Ue sehr trfib{ Ue trfibe 3,25 ~ 5,0

Ue ,triibe I Ue trfibe 3,5 1 3,5

nicht gesetzt

Ue triibe 9 5,0

Ue triibe 5,0

Ue triibe 3,5

Ue etwas tr. 11,2

Ue etwas tr. 7,5

ue klar 5,0

Ue klar 5,0

Ue klar 3,7

14 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT 1 - -? ,

A. 3. Zusatz von 15 Tropfen Lauge und NaC1.

1 2 3 4 5

Tonmenge Lauge Na C1

Wasser

nach 20 Min.

,, 1 St.

,, 6 ,;

, 18 ,,

~0 cem

6 ccm

ident. 15 Tr.

6 ccm

ident. ,)

1,2 ccm n

NaCt ~0~ 4,8 cem

ident. ),

1,2 ecru n

Na Cl

4,8 ccm

ident. ))

12 ccm n

Na Cl -ff 4,8 ccm

nicht gesetzt

Ue klar 15,0

Ue klar 6,0

Ue klar 5,5

Ue klar 5,0

Ue sehr trfibe 15,0

Ue sehr triibe 7,5

Ue trfibe 6,2

Ue triibe 5,5

Ue klar 3,5

Ue trfibe 12,5

Ue trfibe %5

Ue trfibe 5,2

Ue etwas tr. 4,8

Ue klar 3,5

Ue triibe 11,5

Ue triibe 75

Ue klar 5,2

Ue klar 570

Ue klar 3,5

Ue tr/ibe 10,0

Ue trtibe 7,5

Ue klar 5,6

Ue klar 5,0

Ue klar 3,7

Ergcbn is der Versuche 1--3. Anwesenheit von 'Lauge ver-

sehiebt d ie Sedimentation naeh der Richtung h6herer Salzkonzentra-

tionen gegenfiber den Versuehen ohne Lauge. Bemerkenswert ist die n

Erscheinung, wonaeh die Sedimentation in 1. bei 1,2 ccm~0- -NaC l

(Nr. 3) vie] sparer einsetzt (hath etwa 6 Stunden zu sehen) als bei

n NaCI und dann die. VerzSgerung pl6tzlich einholt. Auch 1,2 ccrn 2

die Tab. 2 und 3 enthalten ~thnliche Resultate. Wit k6nnen dicses "O ~ Phfinornen als , ,Naehsed i rnentat ! n bezeichnen.

Ahnliche Verh~Itnisse herrschen bei KC1 in Gegenwart yon Lauge.

B. Sed imentat ion yon Tonsuspens ionen bei Ar twesenhe i t

yon Lauge und KC1.

Tonmenge

KCI~o n

Lauge i

Wasser

nach 1 St.

,) ~ ))

)) 6 ,~

24 ,, ,,

1 2 3 4, 5

10 ccm

0,2 ccm

5 CCITt

ident, ident.

0,9 ccm 1,8 ccm J

ident, ident. l 4,1 ccm 3,2 ccm

ident, ident.

2,7 ccm 3,6 ccm

ident, ident. I

2,3 ccm 1,4 ccm

nicht gesetzt I

1 ~) * )) ]

i

Ue3,8trfibe i


Ue klar Ue klar 4,7 I 4,8


Ue klar Ue klar 2,9 , 3,6

Ue klar 5,0

Ue klar 4,9

Ue klar 4,0

Ue klar 3,5

Ue klar 5,9.

Ue klar 5,0

Ue klar 4,3

Ue klar 3,9

FODOR U. 8CHOENFELD , KOLLOIDNATUR DEs TONS 15

n) hindern die Sedimentation Geringe Laugenmengen (0,2 ccm 1 ,

gegenfiber Versuchen ohne Lauge. Dies/iut?ert sich darin, daft die Sen-

kungsvolumina gr6Ber bleiben. Dagegen l inden wir die fiir das KC1

bezeichnende raschere Kl~irung auch in Anwesenheit der obigen Lauge-

mengen vor. (Man vergleiche mit dem NaC1-Versueh der Serie I I IA,)

Sed iment ie rung durch versch iedene Sa lze bei Anwesenhe i t

yon Lauge .

1 2 3 4 5

Tonmenge Lauge Salze

nach 20 Min.

,, 12 St.

10 ccm 0,2 ccm

1 ccm NaCI

ident,

1 ecru KCI

Ue triibe Ue trfibe 7,~ 6,s

Ue klar Ue Mar 4,25 4,25

I ident, ident.

1 ccm Ca CL

Ue klar i i ,0

Ue klar 6,25

1 ccm Mg CI~

Ue triibe 7,0

Ue Mar 3,9

ident.

1 ecru n

Fe C1, ca~

Ue klar 3,6

Ergebn is : In Anwesenheit von Lauge wird de Sedimentierung

verz6gert, wobei das Ca an erste Stelle tr itt und yon Na gefolgt wird.

Naeh 12 Stunden verhalten sich die Versuehe mit NaC1 und Mg gleich,

wogegen das Ca die Sedimentation stark gehemmt hat.

Ton A, Lauge und Phosphat .

Tonmenge Lauge Phosphat

nach 20 Min.

,, 4 St.

,, 24 ,,

1 2

10 ccm ident. 0~2 ccm 9,

1 ccm

nicht ge- n .g . setzt

n .g . n .g .

Ue triibe I Ue s. tr. 4,0 ! o,s

;~ 4 5 6

ident.

2 ccm

n. g.

il, g~

Ue s. tr. 1,25

ident.

3 ccm

no go

Ue s. tr. 1,25

Ue triibe 2,3

,ident. ~y

4 cEm

YI. g .

Ue s. tr. 3,R5

Ue triibe 2,6

ident.

5 ccm

rl, g.

Ue s. tr. 5

Ue triibe 3,25

16 KOLLOIDCHEMISCHE BE1HEFTE BAND XIX, HEFT I - -~

Ser ie IV, To l l und Phosphat .

A.

Tonmenge 20 ccm i ident, ident, ident, ident. Ton b i n n n n

Phosphat - - i 1 ccm 2-50 1 ccm 2-5-6 1 ccm 2-5-0 I ccm 25(i i Ph = 5 Ph = 6 Ph = 7 Ph =8

nacla-20 ]~inl ....... ffmht--gesetzt[ U-~e~el~rtr~ ...... n:-g: ......... -~-. -g__--'- I '~-n.- g i 0,3 I

,, 3 St. n .g . I Ue sehr tr. n .g . n .g . l n .g . , 0,3

,, 18 ,, Ue tr/ibe / Ue tr. n .g . n .g . [ n .g . 0,15 [ 0,35 Spuren v. Spuren v. Spuren v.

i Sediment Sediment Sediment 'L (0,05) (0,05) (0,05)

Dekant ie r t : Ultramikrosko- 5 - -10 Teil-] Das Feld Pro Feld 4 Teilchen / 0 Teilchen pische Unter- chen in list dunkel. 4--5 Teil- in Schwin- ! in Brown- suchung Brownscher [ 1--2 Teil- i chen gung scher Be

Bewegung I chen in i ; wegung (Ehrlich- I Bewegung i Blende) ! t

Aus diesem Versuch geht zun/~chst hervor, daft Phosphatzusatz einen relativ best~ndigen Ton wie Ton b ira ph- Interval l 5 bis 8 bei

obigen K0nzentrat ionen (~) nicht zur Koagulat ion verhilft. T ro tz -

dem f inder man e ine au f fa l lende Abnahme der sehwingen- dei~ Te i l chen im Gesichtsfeld gegentiber der phosphatfreien Probe (1). Da die letzteren vorztiglich Prira~trteilchen darstellen, so muff das Phos- phat auf diese aggregierend wirken, gleichzeitig abet die gebildeten Sekund/irtei lchen vor weiterer Zusammenbal lung schtitzen.

]3.

Tonmenge

Phosphat

naJ6-St . . . . . . . . . . . . .

,, 18,,

Ultramikro- skopisches

Bild (doppelt gepriift)

1 2

20 ccm Ton b ident. n

- - 1 ccm 5-(J0 Ph = b

Spuren vl Sedi- [ Sp. v. Sed. ment fast nicht ! n .g .

gesetzt Je nicht so triibd wie bei 2u. 3

0,5 5 his 10 Teilchen in Bewegung

(pro Feld~ 32 ttt~) i

ident. n

1 ccm BOO PI~ = 6

Sp. v. Sed, n .g ,

Dasselbe Bild

Dekant ie r t : 3 Teilchen in Bewe-

gung

4 5

ident, ident. n

1 ccm 500 1 ccm

] Ph=7 I Sp. v Sed. Sp. v. Sed.

n.g . i fastn, g.

wie nach 6 St.

li0 n Teilehen t Viel mehr Schwin- als 10 Teil- gung chen in

Schwin- gung

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOiDNATUR DES TONS 17

Ergebnis: Am schw/~chsten i s t die Brownsehe Bewegung (Ehr- tich-Blende 32#/z) bei Ph = 5 (3 Teilchen); bei Ph = 7 sind 10 Teilchen, bei Ph ~ 8 viel mehr als 10 Tei lchen in Schwingung. Ohne Blende erscheint das gesamte Gesiehtsfeld in Bewegung.

1 Phosphat in grofler Vegdfinnung (5-0=0n) vermag also bei Neutral-

t/~t bzw. schwacher Alkalit/~t (Ph ~--- 7 bis 8) die Erhaltung von Prim~r- tei lchen zu f6rdern. Bei schwach saurer Reaktion dagegen (p~ : 5) tritt wohl Aggregation, jedoch noch keine K0agulation ein.

C. Die E inwi rkung var i ie render Phosphatmengen bei neut ra le r Reakt ion au f Ton b und U.

Tonmenge 20 ccm Ton b ident, ident, idejat, ident. n n n P lT r . n Phosphat 0 Tropfen I Tr. : [ 2 Tr.~0 5 Tr. 10-(i i ~0

nach 18 St. Ue triibe nicht ge- / n.g. n.g. I n.g. ...... 0,5 c.cm __ s etzt ~1 ............................. i

. . . . . . . . . . . . . . . .

Tonmenge 20 ccm Ton U ident n ident, n ident, il ident.

J n i 1 Phosphat 1 Tr. ~- 2 Tr. 10 5 Tr. ~[0-0 i 100 I

nach 18 St. Ue klar Ue triibe I Ue triibe Ue triibe Ue sehr 1,0 Sp. v. Sed. [ Sp. v. Sed. Sp. v. Sed. triibe

0,3

Man sieht hier, dab selbst der unbest/~ndige Ton U durch Phosphat in seiner Sedimentation gehemmt wird. Bei Ton b muff das nicht erst hervorgehoben werden.

D. Ton U und Phosphat .

[1 Tonmenge

Phosphat

nach 18 St.

Ultramikro- skopisehes

Bild

20 ccm Ton U ident, ident, ident, ident, n t 1"1 I n n

-- 1 ccm2-5-0 lccm250 1 ccm~-6 1 ccm2-~

i P =5 I P,,=G p =7 p =8

Uel,0klar Ue sehr0,2 tr. Ue sehr0,2 tr. Ue sehr0,2 tr. Ue sehr0,2 tr.

Dekant ie r t : 5--7 Teil- Keine ! Unregel- chen in Bewegung m~igig

Brownseher 0 bis 6 Bewegung j

i

4--5 Teil- chen in

Brownscher Bewegung

18 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , ,HEFT 'I--~I

Das Resultat ist yon jenem mit Ton b in Versuch A erhaltenen nicht verschieden, insbesondere auch, was die ultramikroskopischen Befunde betrifft.

E. Ko l lo id ton und Phosphat .

Tonmenge

Phosphat

nach 18 St. Ultramikro- skopisches

Blld

20 ccm Ton K~) i ident. ! n

0 ccm ' 1 ccm 250

i Ph = 5 I

nicht gesetzt n .g . 9 i Unz/ihlige Tefl-I

chen in Brown-! [

scher Bewegung[

i

ident, ident. I ident. r l n n

1 ccm250 1 ccm250 ' 1 ccm~5it Ph = 6 Ph ~ 7 Ph = 8

n.g. i n .g. n .g . 7--8 Teil- i 8--10 TeiL

chen in Br.l I chen in Br. 1 Bewegung i i Bewegung

Auch hicr, beim Kolloidton, deckt sich das Ergebnis mit dem bei Ton b und Ton U.

F. D ie E inwi rkung von saurem Phosphat auf: Ton b.

I ~ 3 4 5

Tonmenge 20 ccm Ton b ident, ident, ident, ident. n n n 13.

Phosphat 0 Tropfen 1 Tr. ~ 1 Tr. ~i-i) 1 Tr. 100 1 Tr. 10[)

nach 20 Min. nicht gesetzt Ue triibe n .g .

,, 1 St . . . . .

,, 18 ,, f Ue triibe / 0,5

Ultramikro- 3 Teilchen in skopisches Br. Bewegung

Bild

n .g . n .g. 1 ,8 j

e wen. tr. n .g . n .g . ~ 11. g. 1,25 !

Ue klar Ue triibe Ue triibe ue trfibe 1,0 0,2 0,2 0,2

Dekant ie r t : 3 Teilchen 3 Teilchen ] 3 Teilchen

in Br. in Br. i in Br. Bewegung Bewegung Bewegung

ka l i schem PhosDhat au f Ton b. G. E inwi rkung von a lka l i sc

Tonmenge

Mk. Phosphat

nach 18 St.

9.0 ccm Ton b

0 Tropfen

Ue triibe 0,5

Ultramikro-

2 [ 3 I I

ident [dent. I n i n

! Tr .~- i I Tr.~i j

n .g . ] n .g . I

Dekant ie r t :

F ...... 4

J ident. n

1 Tr. i -~

n. g.

3 Tei!chen in 7 Teilchen 7 Teilchen 7 Teilchenl skopisches Br. Bewegung in Br. in Br. in Br.

Bild Bewegung Bewegung Bewegung

' )Der Kolloidton K wurde nach Given'(Diss. loc. cit.) bereitet.

5

ident. n

5 Tr ~[(-j(i

r ig .

7 Teilchen :in Br.

Be~wegung

FODORU. SCHOENFELD, KOLLOiDNATUR DES TONS 19

Ergebnis: Die makroskop ische Untersuehung der Einwirkung yon saurem und alkalischem Phosphat ergab, daft letzteres sttirker suspendiert. Bei Einwirkung des sauren Phosphats hat die Suspension sehon nach 1 Stunde starke Koagulat ion gezeigt, was beim alkali schen Phosphat 'nicht der Fall war.

Die u l t ramikroskop ische Untersuchung ergab, dab die Zahl tier schwingenden Teilchen in der Nullprobe und bei saurem Phosphat dieselb e ist, dagegen zeigte das alkalische Phosphat eine st~irkere B r o w n- sehe Bewegung.

It. Sed imentat ion yon Ton A in Anwesenhe i t Yon Ph ;0sphat .

Das Phosphat war neutral (geprfift mit Hilfe der Indikatoren-Me- rhode) und wurde hergestellt aus 1 Vol. Na H 2 P O~ und 2 Vol. Na~ H P 0 4.

Tonmenge

Phosphat Wasser

nach 24 St.

,, 48 ,,

ccm Ton A i 10 ident, ident, ide~t, ident. '~ ident. n

-- 1 ccmi{) 2 ccm 3 ccm 4ccm ! 5ccm 5 ccm 14 ,, 3 ,, 2 ,, 1 ,,. i - -

I Ue triibe n.g. n.g. n .g .n .g , i n. g.

4,5 - - Ue tr. Ue tr. Ues . tr. Ues . tr. Ues . tr.

0,8 0,4 0,5 0,6 i 0,6

Verg le ichender

~I.

10 ccm Ton C 12 ,

2 cem saures Phosphat 1{)

fiitriert und

5 cem entnommen.

Wasserstoffionenkonzentrati0n methodejvon L. M iehae l i s .

Versuch f iber das Verha l ten Yon saurem Phosphat und Salzs~iure.

II.

10 ecm Ton C n

1 Tropfen H C! i-0:

filtriert und

5 ccrn entnomme n

ermittelt nach der Indikatoren-

I. und II. ergaben die gleiche Wasserst0ffionenkonzentration:

I. wandert im fJberffihrungs- iI. wandert nieht, appara~ zur Anode.

2*

90 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT 1--~

Ser ie V.

Kataphorese . t)

Versuch 1. Kataphoreseversuch mit Ton U.

Anordnung des Versuchs: A+gINaCIIHoOfTonlHsO iCuCls (Cu).

Der Ton U wandert sehr langsam zur positiven Elektrode, was nach einer Sttinde wahrnehmbar ist. Stromst~irke 0,1 Milliamp.

Versuch 2. Kataphoreseversuch mit CaCI., n - 10" Anordnung des Versuciis- 2~gtNaCliHeO + 9. Tropfen Ca(;12 Ton

+ 2 Tropfen CaC1 s !HsO + 9. Tropfen CaC1 a ! CuCt, i Cu.

Bei Zufiigung yon 2 Tropfen CaCI~I O zu Ton U findet keine

Wanderung mehr start. Die FItissigkeit, die bei Beginn der Kataphorese trtibe war, sediment~iert sieh im Laufe einer Stunde partiell.

Versuch 3a . Ka~al~horeseversuch mit neut ra lem Phosphat .

Anordnung des Versuchs: A*g t NaC1 i neutrales Phosphat !Ton

+ neutrales Phosphat ! Phosphat ! CuC12 Cu. n 10 cem Ton U und 5 ecm neutrales Phosphat l(i wandern gegen

die Anode sehr stark. Dies ist schon innerhalb 5--10 Minuten gut bemerkbar . Stromst~irke ~ 5 Milliamp.

Das Ph0sphat ist auf Neutralit~t nach der Indikatorenmethode yon Michae l i s geprtift (Nitrophenol als Indikat0r).

Versueh 3b. Kataphoreseversuch mit saurem Phosphat .

+ Anordnung des Versuchs: Ag I NaC1 ] saures ehosphat i Ton und

sautes Phospha~ ! saures Phosphat i Cu C12 i Cu.

Ergebnis: Die Suspensionen (10' ecm Ton -~- 2 ccm sautes Phos- n phat )-6) wandern innerhalb 20 Minuten bei 0,7 Milliamp. bedeutend zur

Anode.

1). Diese Versuche wurden im Apparat nach L. Michaelis ausgefikhrt. Die Elektrodenr~iume enthielten die diversen Zusiitze stets in der genau gleichen Konzentration wie der Mittelraum, welcher den Ton und Zusatz enthielt.


Versuch 4. Versuch mit Ca(OH)2. a) Bei Zusat gr6t3erer Mengen yon Kalk:

n Versuchsanordnung: ~g I NaCl ~ H20 + 5 ccm CalOI-I)2~51 Ton

rl + 5 cem Ca(OH)~-glH~O-t- 5 ccm Ca(OH)245!n J CuCle I Cu. n

Ergebnis: Ton U wandert bei Zusatz yon 5 ccm Ca(OIt)2 ~ auf

10 cem Ton nicht. ~ Es findet eine starke Koagulation statt.

b), Bei Zusatz ger!nger Mengen yon Kalk:

Versuchsanordnung: hg ~ N~.Cl I H~O-~ 5 'I'r0pfen Ca OH245 t n

Ton + 5 Tropfen Ca (OH)245 II H~O -f- 5 Tropfen Ca(OH)~ 1CuCl~ i Cu. Stromst~rke 0,1 Milliamp.

rl Ergebnis: Ton und 5 Tropfen Ca(OH)~ wandert zu der Anode

st~.rker als ohne Zusatz, wohl aber sehwg~eher als bei Lauge bei den gleiehen Mengenverh~.ltnissem

Versueh 5. Versuch mit Ammoniak.

Versuehsanordnung: P~gl Na CI[ H 20 -~- 4 Tropfen N H 40 H (25 Proz.) I Ton + 4Tropfen NH~OH {25 Proz.) [ H20-4- 4 Tropfen NH4OH ! CuC1 , i C u.

Ergebnis: Bei einer Stromstgrke ~0,3 Milliamp. wandert die Suspension innerhalb 10 Minuten stark zur Anode.

Versuch 6. Kataphoreseversuche mit versch iedenen Laugenmengen.

a) Geringe Alkalimengen. 4- n

Versuchsan~ Ag _Na CI i H a O + Lauge ]-~ I Ton -~ Lauge 106 ]

H 20 + Lauge ]~00 -I CU c!-' ! Cu. Ergebnis: Bei einer Stromst~irke von 0,1 Milliamp. wandert die

Suspension schon innerhalb 10 Minuten betr~idhtlieh zur Anod~e.

b) Mittlere Alkalimenge: n , 11

Versuchsanordnung: Ag i Na CI l H~ O + Lauge ]- 6 ! Ton und Lauge i-6 !

+ Lauge lCu ICu. Ergebnis: Bei einer Stromsti~rke yon 0,5 Milliamp. wandert

die Suspension (10 ccm Ton U-f- 5 Tropfen NaOH~0) innerhalb

10 Minuten stark zur Anode.

22 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT 1- -3

c) GrOBere Alka!imengen: + , rI D., augi3~ i CuCj2 } Cu" agl NaC~ I H~O + Lauge 1 ! Ton + La,-,ge-i- i ~=O + L "

Ergebnis: Bei Stromstiirke -~ 10 Milliamp. findet keine Wande- rung s tar t . Die Suspension koaguliert stark innerhalb 5 Minuten.

n Versuch 7. Kas bei NaCli~ b-

rl Versuchs~nordnung: Xg i NaCl i H~O + 6 Tropfen NaCli-0-0 j Ton

+ 6 ~I'ropfen NaClio61H~O + 6 Tropfen NaCI~0 { CuC12 ICu. Ergebnis: Die Tonsuspension Wandert innerhalb 10 Minuten bei

Stromst~rke yon 0,1 Milliamp. betr~ehtlieh zur Anode.

Versueh 8. K 'a~caphoreseversuch mit Humus.

A. Kataphorese mit saurem Humus,

Versuchsanordnung: A+g i NaC1 i H20 I Ton+saurer Humus [

~o j Cu% I Cu. Ergebnis: Die Suspension (20 ccm Ton 27 4 ccm sauren Humus) wan-

dert bei einem Bruchteil yon 0,1 Milliamp. innerhalb 15 Minuten ganz betr~chtlieh zur Anode.

B. Kataphorese mit saurem Humus bei ger ingen Salzs/ iuremengen.

+ i Versuchsanordnung: Ag i NaCI ! H20 i Ton@ saurer Humus

27 2 Tropfen H CI CuC12 } cU.

Ergebnis: Die Suspension (10 ccm Ton-[-1 ecru saurer Humus

27 2 Tropfen H CI ~O ) wandert innerhalb 10 Minuten stark zur Anode.

C. Kataphoreseversuch mit saurem Humus bei grot3en Salz- s~uremengen.

Versuehsanordnung: Ag I NaC1 i H20 l Ton 27 1 ccm sauren Hu- n

mus+8 Tropfen HCli-0 I H~O I CuCI,~ I Cu. Ergebnis: Die Suspension 10 Ccm Ton-~-1 ccm saurer Humus

n 27 8 Tropfen HCll~ wandert tiberhaupt nieht.

t -ODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS 23

Ser ie V1.

Adsorpt ionsversuchc .

A. Vcrsuchsanordnung:

2.0 ccm Ton

50 cem Ca Cl.,

gcsci tteit f i l tr iert und 50 ccm entnommen

rl Titr. = 4,0 i(i AgNOa.

O-Versuch.

20 ccm 1:I 2 0

50 ccm CaCI a

geschtittelt

50 ccm entnommen n

Titr. - - 3,9 li) AgNOv

Versuch B: Versuchsanordnuag w ie in A.

Ton 50 ccm Ton 50 Ton 50 Ton 50 Ton

Kalkwasser 50 ,,*) 40 ,, 30 ,, 20 ,,

Wasser . 10 ,, 20 ,, 30 ,,

7 Tage stehen lassen.

*) Titr. s. o. = Versuch in A.

Meh,'mals geschtittelt, f i ltriert, 25 ccm cntnommen und titr iert.

Verbrauch :

50 Ton

10 ,, 40 ,,

n n n n n ~ 3,08 5. 5o :,() 5,7 H C1 5i) 4,52 H CI . 1,98 0, 94

Zusammenste l lung:

C o ----- 9,34 7,48 5,60 3, 74 1,87

C = 5,7 4,52 3,08 1,98 0,94

Co--C = 3,64 2,96 2,52 1,76 0193

is. Kurve :.

~0

s ~ odY~

&5 5,0 :0 I00

24 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT t - -a

C. Adsorpt ionsversuche mi t Ton und Lauge anter Zuh i l fe -

nahme der potent iometr i schen Methode .

1 2 0 --- Versuch

10 ccm Ton n

0,5 NaCH 50

2 ccm H,O BX= 1110 Ohm 190

BX' = 820 Ohm ph ---- 7,16

[+1 = 6 ,92 . lOS c=1oN]=1,04.10,7

(gefunden) c o == [O H] = 1833.10-~'

(berechnet) c o -- c ~ 1831,96 9 10-7

ident.

1 ccm n

NaOH~

1,5 ecru I l l0 Ohm

190 913 Ohm

8,632

2,38 9 10-9

30,2 9 10-7

3666. 10-7

3635,8.10-7

ident. I1

1,5 ccm g~

1 ccm

1110 Ohm 17,5 u

951 Ohm 9,3

5,02 9 10qo

143 9 10-7

5500. 10-7

5357 9 10-7

$ 4

ident. n

2 ccm

0,5 ccm 1110 Ohm

19 1013 Ohm

10,21

6,17 9 1041

1170. 10-7

733').. 10-7

6162. 11)-7

(s. Kurve S. 23).

10 ccm HjO n

1,5 ,, NaOH.~

1 ccm

1110 Ohm 19,50

1050 Ohm 10,88

1,32. 10 ql 5500 9 10-7

Um die Adsorption der Lauge durch Ton zu messen, muflte hier

yon der Titrationsmethode, die beim Kalkwasser verwendet wurde,

Abstand genommen werden, da die Tonsuspension dureh alle ange-

wandten Filter trfib l id. Diese Tatsaehe verhindert die Verwendbar-

keit yon geeigneten Indikatoren und maeht den Gebrauch s ta t i scher

Methoden notwendig. Als solehe kam die potentiometrisehe Methode

in Betraeht. Es wurde diese Methode in der Anordnung yon L. M icha el i s

angewandt und aus den ermittelten elektromotorisehen Krfiften die

Ph-Werte bzw. die entspreehenden H-Ionenkonzentrat ion c naeh der

Formel yon Nernst (Elektromotorisehe Kraft x - - - : -RT ln 1 c) berech-

net. Aus den H-Zahlen wurden die zugehOrigen OH-Werte auf Grund

der Formel (OH) 9 (H) -~ Kw -~ 0,72 9 10 14 (18 ~ erhalten. Zur Messung

gelangten die tri iben Filtrate, die eine grofle Bestgndigkeit aufwiesen

und wAhrend der Messung sieh nicht merkbar sedimentierten.

D. Adsorpt ionsversueh mi t Phosphat"

(naeh der Leitf~higkeitsmethode, ausgeffihrt bei 24,60 in einem Wider-

standsgefS.t3 yon der Kapazit~it = 0,1685).

1. 10 ecru Ton C + 5 eem neutrales Phosphat,

a =501, b ~499, R----100 Ohm,

K ~ spezifisehe Leitf~higkeit = 0,1685 b AR -- 1692 9 10-:'.

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS ~a5

2. 10 ccm Ton C + 5 ccm Leitf~ihigkeit,wasser, a : 600, b = 400, R - 400 Ohm, K = 0,0632 9 10-:;.

3. 10 ccm Leitf~.higkcitswasser-+- 5 ccm ncutrales Phosphat, a =600, b-----400, R =400,

K ~ 1,733 9 10 ":~.

Die Summe der berechncten Leitf~higkeit = 1,796. 10-:(

Die gefundene betr~igt ~- 1,692- 10 '~.

'Die Differenz = 0,104.10 "'~ (etwa 6 Proz./ entspricht der Adsorp- tion yore Phosphat.

Ser ie VI I .

Ton und Humus.

10 ccm Acidum huminicum, ein braunschwarzes Pulver (hergestcllt bei E. Merk-Darmstadt) wird durch Zusatz yon etwa 100 ccm Wasser in Ammoniak aufgeiSst und durch Salzs~ture wieder gef~tllt. Der Nieder- schlag wird mit destill iertem Wasser gewaschen, his die saure Reaktion verschwindet . Sodann wird der Niederschlag in destill iertem Wasser aufgeschwemmt; die so erhaltene Suspension yon Humuss~ture zeigt

.4_ eine Wasserstoff ionenkonzentration yon (t t )=: 7,9" 10 .~ (mit Hilfe der potentlometrischen Methode ermittelt).

Versuch 1. Ton und saurcr Humus.

,12 I + 1 5 Tonmenge 10 ccm ident, ident, ident, ident.

Ton +i ! SauterHumus 8 ccm 6 ccm i 4 ccm 2 ccm Wasser 8ccm ! - - 2ccm 4H~O 6H 20 . . . . . . . . . . . . . . . H, O . . . . . . . . . . . . . .

nach 12 St. stark mcht n.g. n.g. n .g . gesetzt gesetzt (schon nach

20 Min.: i

6 7 [ 8

ident.

1 ccm 7H~O I

n. g.

ident. [ ident.

'/~ ccm ] 0,75

7,5H~O 1 7,75

n .g . n .o

Ergebnis: Bereits die verwendeten Mengen von saurem Humus obiger Azidit~tt verhindern die Senkung yon Ton in hohem Maf3e.

~6 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X lX , HEFT I--~

Versuch 2. Ton , saurer Humus und KC1.

Tonmenge ~ S urer Humus Ii

Ill Kaliumchlorid 1-0

Wasser [

1 I 2 I 3 I 5 I G

ccm Ton ident, ident, ident, ident. - - 10 ccm [ ,, ,, I ,, ,,

!

ccm 'i 4 ,, } 3 ccm 2"ccm ! 1 ccm 0 ccm I

- ,, 12 . 3 . :5 , ,

nach 20 Min Ue e . t . Ue e . t . Ue e . t . Ue e . t . Ue e. t . 2,75 2,75 j 2,75 2,75 2,75 ] 2,75

,, 4 St. Ue Mar Ue klar I Ue klar Ue klar Ue klar 1,25 1,25 i 1.25 1,25 1,25

Ergebn is :SobMd ger inge Sa lzmengen anwesend sind, h6rt die

Schutzwi rkung der Humuss~turesuspension auf.

Versuch 3. Ton , a lka l i scher Humus

und Sa lz (KC1).

A lka l i tg t der verwendeten Humuss~uresuspens ion --- 1 ,10 .10 s

(potent iometr i sch ermi t te l t ) .

1

Tonmenge 10 ccm Ton

Alkalischer 10 ccm Humus

Kalium- 5 ccm n chlorid K CI 1~

Wasser - -

nach 20 Min

,, 4 St.

ident.

4 ccm n

K CI~- 6 lccmH~C

Ue sehr ! Ue triibe riibe 2,2 2,5

Ue Mar Ue klar 1,5 1,4

.3

ident.

3 ccm n

KCli5 2 ccm

Ue triiber als in 2

0,8 Ue nicht vollst~n- dig klar

1,3

i ident, ident. I

2 ccm 1 ccm n n

KCl i - 6 KC I~

3 ccm 4 ccm

ident.

5 ccm

Inicht He-! i n .g . i n .g . setzt L

Ue sehr Ue noch n .g . triibe triiber alsl 0,5 in 4. i

Das Sedi-] , ment I noch ge-] iringer alsl H bei 4.

Nur ! Spuren

yon ~Se&ment~

ident.

6 ccm

Ue klar 2,5

Ue klar 1,25

i

i Bei V.erwendung v0n Humus l6sung ganz ger inger Alkal iszenz

(s. 0ben)wi rd die Schutzwi rkung erst bei rdat iv groflen sa lzmengen

aufgeh0Ben.


Versuch 4. A. Ton , saurer Humus

und gr6 /3ere Mengen von S~iuren (HC1 1).

ident, ident, ident, ident.

3 Tr. 2 Tr. 1 Tr.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - - i T J Tonmehge I10 ccm Ton} Saurer Humus i 1 ccm

n H CI :1 . . . . . . i4 Tropfen

9 IF nach 20 Mm. f. Ue Mar

F; 3,2 Ue klar

3,9. Ue klar

3,0 Ue klar

2,7 nicht ge-

setzt

B. Ton und Sgure (ohne Humus) .

1 '2 3 4 5 : : z _ ~ =_= : :=- _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = . . . . .

10 ccm Ton ident, ident, ident, ident.

4 Tropfen 3 Tr. 2 Tr. 1 Tr. - -

1 ccm ident, ident, ident, ident.

Tonmenge n

SalzsS.ure -1 Wasser

nach ~0 Min. Ue klar 2,8

Ue klar 2,8

Ue Mar 2,8

Ue klar 2,8

Ue Mar 2,8

Ergebnis: D ie Anwesenheit yon saurem Humus im Vergleich zur

humusfreien Probe ~wird in Gegenwart st/ irkerer S/iuren Yon keiner Schutzwirkung begleKet.

C. Ton , saurer Humus .n

und ger ingere Mengen yon S~iure (HCI-ff).

[ I 2 8 4

Tonmenge I 10 ccm Ton Satl~'er Humus ~ lccm Salzs/i~e - [ 8 Tr0pfen

nach 20 Min. ,! Ue klar

1! 2,6 ,, 2;St: !i Ue klar

' t! 2,0

ident, ident. 1 ccm 1 ccm 6 Tr . 4 Tr.

Ue klar i Ue klar. 2,6 I 2,6

Ue klar " Ue klar 2,0 [ 2,0

ident. 1 ccm 2' Tr.

Ue klar 2,6

Ue klar 2,0

Ergebnis: Ger ingere S~turemengen verhindern somit die Schu~z- wirkung yon Humus n icht ; obgleich sie ohne Anwesenheit des letzte-

ren ls tark ~sedimentierend wirken, verh i r idert bereits l eem des sauren

Humus die Senkung.

~8 KOLLOIDCHEMISCHE BEIHEFTE BAND XIX, HEFT t--:~

Diskussion der Ergebnisse. L Ton und A lka l i .

Von Alkalien wurden geprfift: Ammoniumhydroxyd, _Natrium- hydroxyd und Kalziumhydroxyd (Serie I), als jene Alkaliarten, d!e fiir die praktische Bodenkunde von Belang sind. Als Gesamtergebnis dfirfen wir, wie es sich bereits aus den Versuchen 1--5 ergibt, sagen, daft das Verhalten dieser drei Alkaliarten durchaus unterschiedlieh ist, und daft man im engeren Sinne kolloidchemisch betrachtet die Wirkung des tdnen yon ihnen mit jener des anderen nicht ohne weiteres identifizieren darf.

Was insbesondere das Verhalten des Ammoniumhydroxyds anbelangt, so wirkt es selbst in groflen Mengen noch nicht eindeutig f6r- dernd auf die Zusammenballung der TonteiIchen, w~hrend es in kleine- ren Mengen, die jedoch welt fiber denjenigen analog wirkender Natron- laugemengen stehen, ausgesprochen f6rdernd auf die Suspension.~- fAhigkeit des Tones wirkt. Dem entspricht auch das Bild unter dem U l t ramikroskop; bei allm~.hlichem Zusatz sieht man zunXehst, dab die groben Aggregate, die in der ursprfinglichen Tonsuspension einen gleichmXfligen Teppich bilden, dispergiert werden, in lebhafte Brownsche I3ewegung geraten. Bei gr6fleren Zus~ttzen hi~rt dieser Dispergierungsvorgang, der mit der B i ldung des Ko l lo id tons ident i sch ist, auf, wiederum entstehen Aggregate durch Zusammen- t.reten von Prim~rteilchen, wobei jedoeh zu betonen ist, daft t ro tz d ieser Aggregat ion noch immer ke ine F loekung in dem Sinne er fo lg t , wie dies ffir entsprechend groBe Natronlauge- oder gar K alziumhydroxydmengen gilt.

Man bemerkt daher yon vornherein die nachweisbare Unter - .~eheidbarke i t zw isehen dem Aufh6ren der Brownsehen moleku laren Bewegung e inerse i t s und der Aus f lockung anderse i t s . Den klarsten Beweis ffir das Ausbleiben einer Flockung trotz Aufh6rens der Schwingung im ]:)unkelfelde liefert der kataphoreti- sehe Uberftihrungsversueh (Serie V, Versuch 5). Wir sehen hier, dat~ der enorme Zu[atz yon 4 Tropfen 25proz. Ammoniaks, entsprechend einer etwa 15fachen NormalitY.t, die anodische Wanderung, die dem Tone an sieh, d. h. ohne geeignete Zus~tze nut in schwachem Mafle zu- kommt (Versuch 1 der gleichen Serie), sehr s tark vergr6flert, eine Erscheinung~ die bekanntlich mit der groflen elektrisehen Aufladung tier Kolloidteilehen zusammenh~ingt und gegen jedwede ausgesproehene Neigung zur Sedimentation spricht.

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS ~!~

Zusammenfassend dfirfen wir daher behaupten, dab eine Tonsus- pension durch Arnmoniak in Jhrer elektrischen Aufladung sowohl, als auch.in der Neigung zur Bildung von Kolloidton sehr stark gef6rdert wird, und dai] selbst Konzentrationen, die for das Bestehen des Kolloid- tons nicht mehr gfinstig siI{d, noch aufladend wirken.

Wit komrnen zur Besprechung des Verhaltens yon Nat r ium- hydroxyd . Wie die TabeIlen (Serie I, 2--5) zeigen, wirken relativ klcine Mengen noch suspendierend, gr6flere hin.gegen rufen verwickel- tere Verh~tltnisse hervor. Hier erfolgt eine teilweise Flockung, "indern zun/ichst nur die gr6bsten Teilchen zur Sedimentation gelangen, indcs die feineren, dern Kolloidton entspreehenden Teilchen noch schwebend bleiben. Ein Tell des Tones bleibt bei rnittleren Zus/~tzen noch in relativ feiner Suspension. Demgern/~t] gelingt es auch nicht, diese Suspensionen klar zu filtrieren; selbst gehlirtete Filter lassen die Teilchen durch. Ebenso spricht der kataphoret i scheVersuch bei mittleren Laugen- mcngen (Serie V, Versuch 6) ftir eine bedeutende elektrische Aufladung tier Partikelchen, die erst bei griit3eren Alkalirnengen verschwindet. Wie bei Amrnoniak in gr6t3eren Konzent~afionen die Brownsche Be- wegung wohl zum Stillstand kornrnt, jedoch eine Flockung noch nicht her- beigefiihrt wird, erfolgt bei entsprechenden kleinen Natronlaugenrnengen gleichfalls ein Aufh6ren der Molekularbewegung ohne nachweislichc Flockung. Wit sehen auch hier wiederum, daft die Aggregation der feinsten Kolloidtonteilchen noch keineswegs identisch rnit itirer Eni- ladung ist, und dab zwischen beiden Stadien ein weiterer Spielraunl der Wirkung yon Zus~tzen geboten wird.

Zurn Unterschiede von Arnmoniak tritt hier .jedoai~ die FJockung, 9 die, wie schon erw~hnt wurde, zun/~chst bei den felnsten Teilchen halt- macht, alsbald ganz allgemein auf, so daf3 das anfangs trfibe Dekantat einer klaren L6sung Platz macht.

Das Ph/ inornen, nach welchem bestirnmte Laugenmengen auf grobe Partikelehen bereits flockend wirken, die feinsten jedoch in Sus- pcnsio~ lassen, steht mit anderweitigen Erscheinungen im engen Zu- sarnmenhange, die man unter dem Namen , ,Rt ickver f i i i ss igung des Tones" kennt. Darunter versteht man die Erscheinung, wonach eine bestirnrnte Natronlaugenmengc, die eine gegebene Tonsuspension vollst~indig zur Flockung brachte, nach einiger Zeit wieder irnstande ist, nach Aufwirbeln der Mischung, diese in Suspension zu halten.

Es ist eine in der Kolloidchernie ganz allgernein bekannte Tat- Sache, daft eine bestirnmte Gewichtsmenge eines dispersen K6rpers bei der Einwirkung frernder Stoffe sich je nach dem Dispersit~tsgrade

30 KOLLOIDCI- IF. 'MISCHE BEI I - IEFTE BAND N iX , t tEFT 1- - : '

in seinen Eigenschaften im allgemeinen ganz verschieden verh~ilt, insbesondere verschieben sich die Schwellenwerte ganz erheblich mit der Ver~inderung des ersteren, und zwar in dem Sinne, daft eine Vergr6f3e- rung der Oberfl~che einer h6heren Konzentration zur Flockung bedarf. So zeigte Sven Od6n i) am Schwefelsol, dab die Steigerung des Di~- persit~itsgrades den Schwelienwert erh6tlt, und aus H. F reund l i chs 2) 13efunden geht hervor, daft geringere elektrische Aufladungcn der Obcr- fl~iche eine entsprechend kleincre Konzentration des F.illenden Elek~ro- lyten zur vollst~indigen Koagulation erfordern.

Auf Grund der crwfihnten allgemeinen GesetzmM3igkeit sind wir .inch in der Lage, sowohl die ]Zinstellung eines Sehwellenwertes, als aueh die Rtiekverflfissigmlg des Tones zu verstehen, ohne uns prinzipiell an die elektrische Theorie (ier Koagulation als allein entscheidendc~ Vaktor zu binden. Vichnehr dfifften wir init A.-b'odor a) der Anschau- ung beipfliehten, daft der Hydratationszustand der Dispersoide~ zu welchen auch Tonsuspensionen geh6ren, ein Merkmal i.~t, dessert Beein- flussung sowohl die Adsorptionserscheinungen einsehliel31ieh der Pepti- sation, ferner auch die Flo'ckungsvorg~inge in klarerer Weise zu deutcn gestattet als elektrische Vorg~inge. Offenbar liegen in beiden korrela- rive Erscheinungen ~) vor, so daft eine einseitig geffihrte Erkl~iru~.gs- weise dem Gesamtkomplex der Tatsachen nieht gerecht wird. Wir wollen unter anderem auf die tIydratationsvorg/inge bei Tonsuspcn- sionen zurfiekkommen und dabei den Naehweis liefern, dab sich eim: ganze Reihe von Erscheinungcn ungezwungen verstehen !~f~t, we1~n wir zum Anfangspunkte unserer Bet raehtungen die Hydrat - ht i l len der Tonte i l chen machen. 5)

Wie gesagt, wissen wit einmal, da!J die Konzentrationsschwelle ftir f/illende Elektrolyte mit der Vergr6fter'ung des Dispersit~tsgrades eine Erh6hung erfS.hrt, so k6nnen wir auch die Erscheinung der Rfiek- verfl/issigung des Tones darauf zurtiekffihren, daft w~ihrend des Stehens des gefioekten Tones mit der Zeit eine Erh6hung des Dispersit~itsgrades dureh die Lauge, die zuvor jenseits der FlockungssehweUe war, vor sich geht, was sodann zur Folge hat, dab die gleiche Laugenmenge unter- schwellig wird. Diese Erh6hung des Dispersit~tsgrades ihrerseits be-

1) Sven Odin,. der kolloide Schwefel, Inaug.-Diss. Upsala, S. 118 (1913), zitiert naeh G. Wiegner. Versuchstat. 84,. S. 289 (1914).

l) H. Freundlich, Kapillarchemie, Leipzig (1922). s) A. Fodor, Kolloidchem. Beih. 18 (199.3), *) Ober die Bedeutung korrelativer Vorgiinge siehe A. F o d o r, Das Ferment-

problem, Dresden und Leipzig (19~o.). b) Fodor, Kolloidehem. Beih. loc. eit.

FODOR U. SCHOEN'FELD, KOLLOIDNATUR DES TONS .~[

rubt:auf eimr Pept i sa t ion des Tones , einemrein kolloidchemischcn Vorgang, der an sich insofern als eine chemische Reaktion angesprochen werden darf, als ihm chemische Wechselwirkungen zwischen dem Pep- tisator (der Lauge). und der Oberflttehe des Dispcrsoids zugrunde liegen.

DaB es sich hier nicht um eine chemisehe ~nderung des Tons im gew6hnlichen Sinne handelt, sondern um einen KoUoidvorgang, geht aus folgendem Versuche hervor:

Das Gemisch yon Ton und Lauge wird nach erfolgter Rtickver: fltissigung durch ein geh~irtetes Filter abfiltriert und mehrere Tage hindurch mit destiIliertem Wasser gewaschen. Naeh Ablauf dieser Zeit ist die Lauge aus dem Filterrtickstand vollst~indig ausgewaschen wor- den, und der im Wasser dispergierte Ton zeigt vollkommen die urspriing- lichen Eigenschaften. Er ist nunmehr mit Lauge wieder koagulierbar und auch die Flockung rtiekverfltissigbar. Diese Operationen lassen sich beliebig oft wiederholen. Es geht aus dieser Sachlage hervor, dab im Gegensatz zu P. Ehr 'enbergs 1) Ansiche ke ine andereVer t inderung des Tones vor l iegen kann als eben die erw~ihnte t 'ept i sa t ion des le tz teren .

Es ergibt sich (lie Frage, welcher Vorgang dieser Peptisatioib speziell beim Ton, zugrunde liegt. I-Iier sind wir nun an einem Punkte angelangt, woes seine Schwierigkeiten hat, mit der elektrischen Theoric allein durchzudringen und wo uns die Heranziehung der Hydrathtillci~. der Tonteilchen zur Deutung grSBere Dienste leistet.

Wir nennen ein von einer Hydratmembran umgebenes Tonteil- chen ein Ton-Fnhydron" ) und erteilen diesem Kolloidgebilde das Symbol

. : i

Dieses Bild besagt, dab die innerste Sehicht der Hydratmembran infolge ihrer enorm starken Haftfestigkeit nicht mehr elektrisch neutral bleibt, sondern eine gewisse Spaltung in seine Elemente erfS.hrt, yon welchen das HydroxyIion die Materie der Tonteilchen elektronegativ beladet. Bekanntlich wandert eine auch elektrolytfreie Tonsuspension an sich bereits anodiseh, die hierzu erforderliche Ladung kann jedoeh aussehlie/31ich dem Wasser zugeschrieben werden. Gewisse Zus~itze

*) P. Ehrenberg, Bodenkolloide. Dresden und Leipzig (1921). -') In Analogie zu den Protein-Enhydronen yon A.Fodor, Koll.-Zeitschr. 9.1t,

9~8 (19tl), 80, 313 d99.9.). NS.here Priizisierung dieses Begriffes siehe in den oben zitierten Mitteilungen (Fermentproblem, ferner in den Kolloidchem. Beih.).

~ KOLLOIDCHIZ~ISCHE BEI I - IEFTE BAND X IX , HEFT t--~;

in geringen Mengen, wie Elektrolyte vor allen anderen, bewirken zu- n~ichst eine Verst~irkung der kataphoretischen Wanderung, weil diese Zus~itze bis zu e inem bedeutenden Grade in die Hydrat - sch icht e indr ingen kbnnen, d.h. adsorb ie r t werden. Wird jedoch ein bestimmtes MaB des Zusatzes iiberschritten, so wird die Haft- festigkeit (Adh/ision) der Membran zum Kolloid so stark vermindert, dab dies eine Losl6sung der Membran zur Folge hat, mlt anderen Worten : dab eine Dehydratat ion cintritt:

o--a" + HOH NaOH oh + NaOH | Ton I-IOH NaOH .... ~- , Ton NaOH

--+ (Ton)+ HOH+ NaOH

---+ Fortschreitendes Eindringen des NaOH in die Hydratschicht b~s zur Dehydratisierung.

Sobald aber die Verh~ltnisse so tiegen, daft kleine Laugenmengen die kataphoretische Wanderungsf~ihigkeit beftirdern, gr6ffere hingegen cntgegengesetzt, d.h. koagulierend und somit entladend wirken, muff die Wanderung und auch die Aufladung des Tons tiber ein Opt imum gehen. Dieses letztere ist das Produkt yon zwei Wirkungen: erstens der aufladenden Wirkung der in die Hydratschicht eindringenden Natronlauge, zweitens der dehydratisierenden und die Haftfestigkeit der Membran allm~.hlich aufhebenden Wirlmng der Lauge. Der Ein- flut3 des ersteren Faktors wird erst dann abklingen, wenn jener des zweiten die Oberhand beh~tlt, ein Umstand, der das Optimum hervor- bringt.

Es ist einleuchtend, dat3 der Schwellenwert des F~tllungsmittels um so mehr betr~tgt, je gr6Ber die Gesamtsumme der Hydratations- hfillen an Volumen, d.h. je starker die Oberfl~ichenentfaltung yon vornherein ist. Es ist ferner auch einzusehen, da~ man, um die Koagula- tionswirkung dieser reinen Tonsuspensionen zu erkl~tren, schwerlieh eine Entladung annehmen kann, ohne vorher eine Aufladung festgestellt zu haben, (tie vernichtet werden muff. Als ein solches aufladendes Agens kann aber ausschliefflieh das ,,])ipol"-Wasser selbst in Gestalt seiner Solvatationshfille auftreten. Die Verqichtung dieser letzteren ist das wichtigste Korrelat des Flockungsph~nomens.

Wir kommen nunmehrzum eigent l ichenVorgang der Pept i sa - t ion nach er fo lg ter Koagu la t ion . Worin besteht dieser?

Die Theorie der Peptisationsvorg~nge ist noch nicht so weir gekl~rt, dab man in der Lage ware, sie eindeutig zu nennen. Mit P. P.v. Wei -

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DF.,S TONS ~3

m a rn 1) dtirfen wir sie als Vorg~.nge betrachten, bei welchen eine chemisehe Reaktion noeh nicht auf die ganze Masse der reagierenden Stoffe sieh ausdehnt, sondern yon der Korngr6t3e bzw. Oberfl~tchenenffaltung der beteiqgten Dispersoide abhangt. Im innigen Zusammenhang steht die Peptisation zu der Erscheinung der chemisehen Adsorpt ion , da erstere ohne letztere nicht m6glieh ist. Bei der Peptis3,tion werden dutch die OberflS.che des sieh dispergierenden Kolloids in der Regel ionogene Bestandteile des Peptisators adsorptiv gebunden, bei welchem Vorgange die chemisehe Natur des peptisierten Stoffes aussehlaggebend ist, so dab wir in der Tat bereeht ig t s ind, yon e iner ehemisehen B indung zwischen D isperso id und Pept i sa tor zu spreehen. Dit'. IntensitS.t dieser chemisehen Bindung ist, wie es nach dem Gesagten Mar sein dtirfte, eine Funktion der Korn- grtii3e im Sinne v. We imarns . Demgem~it3 definiert A. Fodor 2) die sogenannten Absorptionsverbindungen als chemische Verbindungen, die s!eh yon gew6hnlichen ehemischen Verbindungen nur dureh ihre im allgemeinen viel geringeren Intensitaten unterseheiden, wobei abet diese Intensit~tten mit waehsender Oberflttche entsprechend vergr6t3ert werden und ein H6ehstmafl dann erreiehen, wenn Oberfl~iehe = Mas.~e wird, somit also beim Erreiehen ,.wahrer" molekularer Dimensionen (Din = 10 s era).

Auch bei der Peptisierung des Tons dureh Natronlauge mtissen wit einer Chemosorpt ion die geb/ihrende Stellung einrS.umen. Dadureh, dab das Natriumhydroxyd die Oberfl/iche der Tonteilehen unmittelbar aufladet, wird der Ton suspendiert. Die Riiekverfltissigung k6nnen wit uns daher in der Weise entstanden denken, daf3 die in fo lge der rasehen dehydrat i s ie renden Wi rkung der Nat ron lauge koagu l ie r ten Tonte i lehen naeh ih rer Koagu la t ion bei der l~ingeren Ber / ih rung mi t der Lauge d ieser h in re iehend Ge- legenhe i t b ie ten bis zu ih rer Ober f l t t che zu d i f fund ieren und auf d iese Ar t die ehemische Absorpt ion yon NaOH und eet. par . die Pept i sa t ion hervorzuru fen . Die urspr t ing - l ichen Enhydronen des Tons mi t dem Symbol

/I .... Ton i~ j H,O ....

i :

~) P. P. v. Weimarn, Zur Lehre yon den Zust~inden der Materie. Dresden und Leipzig (1914).

~) Fodor, in Eichwald-Fodor. Die physikaliseh-ehemische Grundlage der Biologie. Berlin (1919).

3

:~4 KOLLOIDCHEMISCHE BE IHEFTE BAND X IX , HEFT I--:4

entsprechen nach erfolgLer Pcptisation dem Symbole -1

1- OH N+a NaOtf -t- H~O Ton Oit NaOH -l- H.O...

: _5

Wie man bemerkt, sind die Tonteilchen nunmehr start mit dem au, dem Wasser hervorgegangenen Hydroxylion mit jenem des Natrium- hydroxyds unmittelbar beladen. Indes also beim Enhydron das W ass e r se lbst als Pept i sa tor wirkt, 0bernimmt diese Funktion beim Alkali- ton das Natriumhydroxyd. Die chemisehe Natur des Tons spielt dabei tiberall die wesentliehste Rolle, indem er als K6rper mit sauren Eigen- s~:haften eine vorztigliehe Bindungsf~higkeit for Anionen, wie das Hydr- oxylion, ferner bestimmte Salzanionen, yon welchen sp~ter die Redt" sein wird, besitzt. Bereits hier dtiHen wit den Satz aussprechen, dat~ al le Ionen bzw. E lekt ro ly te auf den Ton pept i s ie rend und daher d i sperg ie rend e inwi rken , die imstande sind, sieh mit ihm absorpt iv zu verb inden. DaB hierbei der ,,Kolloidton- gehalt" des betreffenden Tons ffir den Grad der Dispergierbarkeit marl- gebend ist, versteht sich yon selbst, da der Kolloidton infolge seiner feinen Besehaffenheit und groBen Oberfl~ehe den Ionen eine viel gr613er~. Angriffsfl/~ehe und daher Gelegenheit zur Aufladung bietet als gr6bere "I'onbestandteile. Wenn wit Laugenmengen zu Tonen g le iehen Troekengeha l tes , iedoch versch iedener Fe inhe i t zuf f igen, wird die D ispers ion bei jenen am we i tes ten gede ihen , die die gr6Bt.e Fe inhe i t bzw. den h6ehsten Gehal~ an Kol lo id- ton bes i tzen. Aufd ieserTatsacheberuhtd ieMethodevonP. Ehren- berg und Given t), Kolloidton herzustellen: indem sie zu einer Ton- s,~spension Ammoniak hinzuffigen, bewirken sie, dab sieh die feinen Bestandteile mit letzterem intensiver aufladen als die gr0ben. Sie bleiben daher l~nger dispergiert als diese und gestatten eine Trennung beider, wie sie beim gew6hnliehen Sehl~.mmverfahren nieht erreieh- bar ist.

Um nochmals au~ diese l;rage der Rtickver/10ssigung einzugchcn, m6chten wit erw~ihnen, dab diese ganze Erscheinung lediglich dem Umstande zu verdanken ist, dab die Dehydratisierung der Tonteilchen durch die in die Adhiisionshtille eindringende Lauge (s. oben) rascher erfolgt, als die Lauge bis zur Oberfliiehe des Tons vordringen kann. W~ire dies nicht der Fail, so f~inde auch keine Koagulation statt.

J) Ehrenberg und Given, Koll.-Zeitschr. 17; Given, Inaug.-I)iss., G6ttingen 1915.

FODOR U. SCHOENFELD, KOLLOIDNATUR DES TONS ~5

Eine weitere 0berlegung ftihrt uns zur Ansicht, dab der 5chwellcn- wert der Laugenzus~tze nich~ durch die Laugemnengen ausschliefllich bzw. durch die yon ihnen bedingte Alkalit~it der Tonsuspensi0nen hervorgebracht wird, sondern dab in erster Reihe die Korngr~fle des Tons als entsclleidender Faktor hervortritt. In der Tat haben wir wieder- holt die FeststelIung gemacht, daft der Schwcllcnwcrt einerseits yon der Natur des betreffenden Tons abh~ngt, ferner, dab verschiedene Mengen tines und desselben Tons im g'.eichen Volumen um so gr6Bere Laugen- zus~itze als Schwellenwerte bedingen, je gr6t3er die Tonmenge war. ] ) ieser Umstand gent igt , um eine e inse i t ige Hervorkehrung d~,r Bedeutung der Wassers to f f ionenkonzent rar ion Jfir die 5cd iment ie rung yon Toncn abzu lehnen.

DaB beim A:ka',iton eine Absorption yon Natronhydroxyd in der Tat mit im Spiele ist, besagt Versueh (: der Serie VI. Hier werden glciehe Tonmengen mit steigenden Laugenmengen behandelt und weiter nach den Angaben vou S. 23 untersueht. Die absorl;ierten Laugen- mengen c o ~ e bzw. die naeh erfo!gter Absorption in L6sung verbiiebe- hen Konzentrationen e zeigen schon durch ihre bedeutenden I)i[feren- zen, dab einc Adsorpt ion der Lauge durch den Ton in nen- nenswer tem Ma/3e s tar t f inder . Beim Auftragen der zusammen- geh6rigen Werte auf Logarithmenpapier erhalten wir eine Linie, die ciner Geraden sehr stark in die NS.he kommt, besonders im Anfangs- tei[, die den niederen Konzentrationen entsprieht. Erst bei grOflerem Laugenzusatz zeigt sich eine kleine Abweiehung yon de'r Geraden, wie dies auch bei Absorptionen ge~6ster Stoffe dureh Tierkohle keine sel- tcne Beobachtung darstellt. Wi r k6nnen also die Seh lut ] fo lge- rung aufs te l len , dab der Ton durch eine naehweisbare Adsorpt ion yon Nat ron lauge pept i s ie r t wird.

Wit kommen zur Bespreehung der Wi rkung des Ka lz ium- hydroxyds au; Tonsuspensionen. Wie der Versuch 5 der Serie I besagt, wirkt der Zusatz yon steigenden Mengen Kalkwasser sehr stark koagulierend auf die Tonsuspension, was wir daran erkennen k6nnen, dat3 die fiber dem Sediment s.tehende Flfissigkeit im Gegensatz z,~r FS.llung mit Natronlauge absolut klar ist. Ferner sehen wir die bekannte und auch 6fters besehriebene Erscheinung auftreten, dab das Volumen des Sedimentes mit steigendem Kalkzusatz zunimmt, und dab diese Ansehwellung bei gentigend groflen ZusS.tzen konstant bleibt.

Die Meinungen fiber die sich hier abspielenden Vorg~nge sind noch nicht gekl~irt. P. Roh land 1) vertritt die Ansicht, dab hierbei die Hydr-

~) P. Rohland, Die landwirtschaftliehe Versuehsstation, 85. 3*

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oxylionen die wichtigste Rolle spielen, ferner dab diese Anschwellung auf eine erhi3hte Wasserbindung (Quellung) zurtickfahrbar ist. P. Ehrenberg t) sprach die Meinung aus, daft die Kalkaufnahme durch Ton nicht einer Adsorption, sondern einer chemischen Bindung entspricht. Die in dieser Arbeit mitgetei',ten kataphoretischen und Absorp- tionsversuche sollten dazu beitragen, das Wcsen dcr KMkaufnahme, dieses ftir die praktische Landwirtschaft so ttberaus wichtigen Vorganges, aufzuklXren.

DaB der Kalkzusatz bedeutend energischcr, d.h. bereits in viel geringeren Konzentrationen und voUstXndiger fRllend wirkt als Natrium- hydroxyd, geht, wit es schon erwS.hnt wurde, daraus hervor, dab hier die f~illende Wirkung yon vornherein auch auf die fe ins ten Par - t i ke lchen der Tonsuspension ausgedehnt wird, w~hrend sich dort in Iolge der gegentiber feineren Teilchen stRrkeren Haftfestigkeit der Hy- drathiillen der F~tllung zun~.chst Widerstand b ietet. Nichtsdestoweniger wirken ganz geringe Kaikmengen auch noch nicht v611ig entladend, dean der kataphoretischc Versuch mit solchen geringen Mengen zeigt cine deur Verst~irkung dcr Wanderung im Vergleich zu einer reinen Tonsuspension. Daraus folgt, daft die Wirkung des Kalkes nicht dem Wcsen nach, sondern lediglich graduell verschieden von jener des Na- triumdyoxyds und des Ammoniaks ist.

Ammoniak , Nat ron lauge und Ka lkhydrat t iben in d icser Rc ihenfo lgc eine s te ts gr6f ler werdende fS.11ende Wi rkung auf den Ton aus, indes die pept i s ie rende Wi rkung, insbc- sondcrc abcr das ze i t l i che E in t re ten der le tz teren in d ieser Rc ihenfo lge kont inu ier l i ch verz6ger t wird.

Ammonak besitzt nicht nut die geringste koagulicrendc, sondern auch neben dot gr6gten peptisierendcn \~irkung auch die Eigenschaft, daft bei ihm das Vordringen bis zu dem Kolloidteilchen selbst, d.h. das Passieren der l[ydratschicht, am rasckesten erfolgt. Daft bei der Natronlauge diesc beiden Momentc, das koagulierende einerseits und das peptisierende anderseits, zeitlich getrennt sind, haben wir bei der Besprechung des Ph/inomens der Rtickverfltissigung hinl~nglich crfahren. Bei Kalziumhydroxyd sind diese beiden Geschchnisse in zeitlicher Be- ziehung noch entfernter voneinander, da hier die Flockung bereits unter bedeutend leichteren Bedingungen eintritt.

Woran erkennen wir beim Kalkt:on das Bcstehen einer Pepti- sation ? Man hat die erwMmte Anschwellung, d. h. Volumenzunahme des Kalktons, wit schon angedeutet wurde, auf eine Quellung zurtick

~) P. Eh re n b e rg, Die l~odenkolloidc, S. 2.~)r; ft., Dresden und LeqJzig (1922).

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zuffihren versucht. Nun ist aber der Kalk ip der ganzen Kolloidchemic, insbesondere auf dem Gebiete der Proteine usw., als ein energisehes Dehydratationsmittel bekannt.

In der Volumenzunahme eine Quellungserscheinung zu sehcn, scheint angesichts dieses Umstandes also unwahrscheinlich. Dazu kommt noch die den Landwirten bekannte Tatsache, daft eine Quellung gerade der ungemergelte Tonboden aufweisen kann, wXhrend nach er- folgtem Kalken der ]3eden kr t ime l ig wird, also genau das Gegenteil der Quellung zur Schau tr~igt. 1) Diese die Krfimelstruktur hervor- bringende Eigenschaft des Kalkes steht in bester l]bereinstimmung aueh mit seiner entw~ssernden Wirkung auf Proteine und andere Kollo- ide. Daft eine Volumenzunahme trotz der Entw~isserung erfolgt, ist unseres Erachtens eben auf die Peptisation zurfickzuffihren. Wie wir bei der analogen Wirkung an Natronlauge gefunden haben, verbindet sich der Ton in unmittelbarer Weise mit dem Kalk, unter Bildung yon TonmizeIIen folgender Natur:

9 a l Wiederum sehen wir in diesen Gebilden eine Adsorptionsverbindung, [tir die sodann die oben besprochenen l~Tberlegungen gelten.

Der Naehweis, daft hier in der Tat ein wahrer Adsorptionsvorgang vorliegt, wurde durch den Versueh B der Serie VI dargetan. Er zeigt, (lab auch bei der Kalkaufnahme dureh Ton die Adsorptionsisotherme Gtiltigkeit besitzt, daran erkennbar, daB die logarithmisch aufgetrage- nen zusammengeh6rigen W erte auf einer Gerazten zu liegen kommen.

Dem Umstand, daB, wie aus Auswaschungsversuehen hervor- girg, der Ton durch ersehSpfendes Auswasehen nieht die ursprfing- liehe AufnahmefS.higkeit in quantitativer Beziehung ffir Kalk wieder- erlangt, besagt nichts gegen die adsorptive Aufnahme des Kalkes bei der Peptisation. Selbstverst~tndlieh liegt hier, wie bei jeder Pepti- sation, eine ehemisehe Adsorption vor, was sehon aus dem oben an- gewandte n Symbol ffir die Kalktonmizelle ersiehtlich ist. Der Unter- schied gegenfiber ehemischen Vorg~ngen im gew6hnlichen Sinne des Wortes liegt also darin, dab hier die ehemisehe AffinitSt nieht yon dcr ganzen Masse des Tons, sondern yon einer aktuellen OberfEtehe aus-

') Engels (Landwirtsch. Versuchsstation, 88, 433 [1914.~) gelangt ebenfalls zur Ansicht, dab gekalkter Tonboden sehnell abtrocknet und kein Wasser ., tauen l~igt.

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,gch~:. DaB diest; aktuellc Oberfl~iche beim Auswaschen des Tones nicht unbedingt wieder die gleiche werden rnul3, wie vor der Kalkbehandlung, ist nicht weiter ~ehsam. Wird sic aber durch bestimm~e Umst~nde ver- kleinert, so muff auch die Reaktionsf~thigkeit.mlt Kalk abnehmen, wic es in der Tat zutrifft.

Zusammenfassend dt i r fen wir a lso behaupte l~, dab dt'r Ka lkzusatz nach t, r fo lg ter Dehydratat ion und cet. par. FA l lung auf den Ton sekundAr unter Adsorpt ion yogi Ca(OH),, pept : i s ie rend w i rk t , fe rner dab h ie rdureh die krfi- n lel ige Beschaf fenhe i t ties Tons bed ingt wird, deren En i - s tehung dem s tark ~'ntw~isserJ/deu Vcrha l ten (le~ Ca-'i 'on~ zuzuschre iben ist.

In sehr gutem Einklang stehen die hier ausgesprochenen Ansichtcn mit jenen yon H. Hager l ) ; vor allen Dingen kommt dieser Autor zum Ergebnis, d~t] d ic vielfach verbreitete Auffassung, wonm:h der gebramat~: Kalk im Bodcn in kurzer Zeit in kohlensauren Kalk vcrw~l~delt wird, nicht zu l~echt besteht, zumal er in ganz kurzer Zeit vom Ton adsorbicrt wird. Der Bodcn nimmt bcreits nach 1 Minute den grSBten Teil des zu Gebote stehenden Kaikes auf. Nut ein kleiner Tell des letztcrcl~ d~irlte also ]n kohlensauren Kalk verwandelt werdcn.

Diese Resultate stimmen mit den yon uns-gemachten [3eobachtun- gen sehr gut tiberein, indem auch wit in zahlreiehen F~illen die auBer- ordentlich schnelle Aufnahme des Kalkes durch Ton feststellen konnten, uT~d zwar unab.h/r davon , ob dabe i gescht i t te l t wurdt ' oder n icht . J)iese Tatsaehe spricht daffir, dab beim Ton die VerhRlt- nisse ganz gleich sind, wie bei der Adsorption dutch Tierkohle, WO sich das Adsorptionsgleichgewicbt sehr schnell ein.~tellt.

Ferner steht eine well'ere Behauptung Hagers mit diesen t3efundeq in ausgezeiehneter lJbereinstimmung, dab n~.xnlich um so mehr Kalk gebunden wird, je reieher der Boden an feinsten Bestandteilchen ist Aueh diese Tatsache sprieht deutlich ftir die Adsorptionsauffassung.

Zuriiekblickend fiDden wir also in den bier entwickeltcn theoretischen Ansichten tiber die Einwirkung yon Alkalien auf Ton, dab der Dehy(lratisierun~ als Ursache der Flockung eine grSBere Bedeutung zugeschrieben wird, als der elektrisehen Entladung. Wit crinncrn uns, dab auf S. 3:3 (lie Koaguh~tion ~tuf ciner Aufhebung dcr Haftfesfigkeit der um die "Fonteilchen befindlichen Hvdrathfillen zurfickgeffihrt wurde. A. Fodor bezeichnet neuerdings diese Art tier Adsorption, (lie nicht: nur beim Ton, sondern aueh ganz allgemein bei Dispersoiden zur Koagu-

r~ H. Hager , Journal ffir Landwirtschaft 65, 2, 4, 3 (1.qlT).

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lation fahren kann, als Lyosorption. 1) Bei ihr spieh:n elektrisehe Ent- ladungen, d ie bei Chemosorptionen, z. B. Peptisationen, eine wichtige .qtelle einnehmen, keine fiihrende Rolle. Daft man mit der Entladungs- theorie keineswegs fiberall zum Ziele kommt, ergibt sieh unter anderem beim Ton aueh aus Argumenten yon J .H . Marschhaupt f ) Die VrklS.rung Roh lands (betreffs der Aufflockung durch NaOH), wonaeh die Tonteilchen eine ,,kolloidchemische t(onstitutionsS.nderung" erfahren, von den t tydroxylionen mit gleicher elektrischer Ladung au.~- einander getrieben und sich infolge der Massenwirkung zu gr6t?eren Vloeken zusammenballen, kommt diesem Autor nicht wahrscheinlich vor. \Vie soil man sich in der Tat die Fntladung negativer Tontcilehen denken, wenn dureh die entgegengesetzt geladenen und daher als Ent- ladungsmittel einzig und allein in Betracht kommenden ]onen zL~- gleich auch immer die gleichnamigen herbeigezogen werden ? Entladct: bei NaOH-Zusatz das positive Na-Ion, so ladet daffir das OH-Ion um so stS.rker auf usw.

Es l~tBt sich bereits begreifen, dab diese VorgRnge in der Dispersoid-

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Riickverflfissigung des Tons Gesagte). Da kleine Mengen yon Lauot.n infolge des Vordringens yon O H-lonen bis zur Tonsubstb.nz iiberwiegend aufladend und noch zu wenig vermindernd auf die Haftfestigkeit der Hydratmembran wirken, ist es verst~ndlieh, dab yon Alkalien gr6flere Mengen zur Koagulation erforderlich sind, und daf~ hicr kleine Mengen stabilisieren.

Dieser Gesichtspunkt f~llt bei der S~urewirkung gSnzlich ~ort. Die H-Ionen, deren Einflul] bei den S/iuren weitaus fiberwiegt, bcsitzen nicht die Eigenschaft, die Oberfl~iche zu beladen, und kommen als peptisierende Stoffe fiberhaupt nicht in Frage. Aus diesem Grunde f/~llt beim Zusatz yon S/~ure zu Tonsuspensionen der stabilisierende Einfhfl3. den die Alkalien austiben, g~nzlich fort, und es bleibt lediglich der dehydratisierende Einflufl fibrig. Aber selbst in geflocktem Zustande bietet der dureh S~ture geflockte Ton einen ganz anderen Habitus als der durch Alkali geflockte. W/ihrend im letzteren Falle die Tonteil- chen infolge der pepdsierenden Wirkung des Alkalis (die. wie wir sahen. auch naehtr/iglich eintreten kann) yon Hydroxylionen an ihrcr Ober- fl~iche beladen sind, dieser Umstand aber ihre Verfestigung zu dichteren Massen verhindert, verhalten sich die mit S~turen geflockten Tonteil- chen analog wie dutch Neutralsalze gcf~illte im entgegengesetzt en Sinne. Diese sind weder durch Hydrath f i l l en mehr, nocti durch auf ladende Ionen vone iuander i so l ie r t , und fo lg l i ch s teht bei ihnen dem n ichts im Wege, dab sie dcr mo leku laren At t rakt ion gehorchend zu ver fes t ig ten Massen f t ihren, die dem Landwi r t als die ge f f i rehteten Krustenb i ldungen ent- gegent re ten . Die Ents tchung von so lchen Ver fes t igungen ist also dor t besonders m6glich, wo S~.ure bzw. an sauren Salzen (physiologiseh saure Dfingesalze) reiehe B6den vorhanden sind, besonders beiMangelanHumusstoffen. Zug le ich geht aus d iesen Dar- legungen hervor , daft man n ieht al le Ar ten yon F lockungen auf die g le iche Grundersche inung zur f i ck f / ih ren kann, und daft das F lockungsmi t te l in hohem Mat3e verantwor t l i ch ist ftir den Zustand dcs , ,Gels" bzw. Koagels . Bereits bei einer oberfl/tchlichen verglcichenden Betrachtung erkennt man den grot]en Unterschied zwischen einem durch S/iure gefloekten Ton-Koagel und einer alkalischen Flockung. Ersteres ist sehon im Rea~enzglas bedeutend dichter und geballter als die alkalische Flockung, die unter Umst~inden, wie beim Kalk, cinch geradezu gequollenen Habitus vor- t~iuscht. Als Symbole mtiBtcn ~vir for diese beiden Arten :con Floekun- gen f91geude Bilder w~ihlen:

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ftir S/~ureflockung: . _Ton.i-Ton -- Ton ..,

wobei die sieh aueh. in strukturchemischer Hinsicht ~tuflernde Verfesti- gung der Silikatkomplexe hier nicht mehr weiter berfieksichtigt werden sell.

Ein ganz. anderes ]3ild gewinnt der S~urezusatz bei Anwesenheit yon relativ geringen Mengen von Humuss~.uren (Serie VII). Bereits

geringe Mengen yon saurem Humus yon einer Azidit/~t yon [I~/J = 7,9 9 10 .4 verhindern die Senkung yon Ton in hohem Maf3e. Diese bekannte Schutzwirkung yon Hunms 1) ist unseres Erachtens auf die Wirkung des An ions der HumussXuren zurfiekzuffihren , wie aus der kataphoretischen Serie (Versuch 9) deutlich hervorgeht. Dieser Versueh zeigt, dab die Tonsuspensiou in Gegenwart von Humus ganz betr~tchtlich zur Anode wandert, bedeutend stitrker als die gleiche Tonprobe ohne Zusatz. Es mut]te somit eine negative Aufladung des Tones dutch Hurnuss~iurdanionen erfolgen, so dal3 wir berechtigt sind, in letzteren ausgesproehene Peptisatoren des Tons zu sehen. Wie wir unten ausffihren werden, sp ie len neben den Humat ionen noch die Phosphat - ionen die Rol le yon s tab i l i s ie renden und schf i t zenden ionen. Sobald also die Oberfl~ehe der Tonteilehen durch ein peptisie- rendes Anion beladen ist, wird jener stabilisierende Faktor, den wir oben bei Zusatz yon S~ure allein zum Ton vermit3t haben, gegenw~rtig sein. Dadurch abet wird das gleiehe erreicht, wie dutch das (OH) der Alkalien, n/~mlich eine Erh6hung der Flockungsschwclle bei der Koagu- lation dttrch Dehydratisierung.

;~. Ton und Salze.

Es wurde schon frtiher crw~hnt, dai] die neutrale Salzwirkung beinahe in jeder Hinsicht, his auf die IntensitRt, der S~urewirkung an die Seite gesetzt werden kann. Hier wie deft ist die Flockung dadurch ge- kennzeichnet, dab sic auf einer Dehydratisierung beruht, der keine Peptisation folgt. Was die Dehydratisierung anbelangt, so kommt diese bei S~urezusatz bedeutend rascher zustande, was daran erkennbar ist, daft hier viel geringere Konzentrationen flockend wirken als

1) Fickenday, Notiz fiber die Schutzwirkung auf Tonsuspensione,L J. f. L. 54; Fischer, S/iuren und Kolloide des Humus (Kuhn-Archiv 4); Sven Oddn, Die Humussiiuren, KoIloidchem. Beih. 19 (1919).

4~ KOLLOIDCHEM|SCHE BEIHEFTE BAND XIX, HEFT 1--:~

bei Satzen. Auch sehen wir aus dem kataphoretischen Versuch 7, da[l sehr kleine Mengen Kochsalz die Wanderung nach der Anode l~egiinsti- gen, indes ~ihnliche S~iuremengen Hingst koagulieren. Die Hydrathtille der T.onteilchen vermag also das Neutralsalz bis zu einem gewissen Grade zu ertragen, und es wird, wie bei Laugenzusatz, die Stabilit~it durch diese Gaben noch vergr6fiert, wobei sich a'uch hier wieder ein optimaler Zusatz ftir die Stabilit~it ergibt. - - Wenn man Tonsuspen- sionen mit Hilfc yon NaC1 und anderen Sahen koaguliert , so bemerkt man, duff auch hier die tiberstehende Fltissigkeit zun~chst trtibe bleibt, sofern man nicht zu groBe Zus~itze macht. Bei relativ geringen Salz- mengen werden also auch hier zun~chst die grobdispersen Bestandteile ge:[lockt, indes die disperseren zun~ichst'suspendiert bleiben. Die Er- kl~irung ftir diese Erscheinung, die wit selbst bei der S~urewirkung, wenn auch graduell stark vermindert, antreffen, bestcht (wie beim Alkali- ton) darin, dab die Teilehen mit grOfleren OberflXchen mehr Sah ertragen als die Teilchen mit grSberen Oberfl~ichen, ohne zu flocken.

Ein Vergleich verschiedener angewandter K a t i o n e n untereinander zeigt, dab die zweiwertigen, Ca und Mg, bei gleichem Anion eine

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Beitrag zur Kenntnis der Kolloidnatur des Tons