Vitriolöl - Schwefelsäure alchemistisch dargestellt

Wissenschaftliche Experimente von besonderem historischem Interesse.

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Uranylacetat
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Vitriolöl - Schwefelsäure alchemistisch dargestellt

Beitrag von Uranylacetat »

Vitriolöl - Schwefelsäure alchemistisch dargestellt

In diesem Experiment wird Schwefelsäure nach alchemistischer Methode durch trockene Destillation von verwittertem grünem Eisenvitriol (Eisen(II)-sulfat) im Probierglas-Maßstab dargestellt. Dieses Experiment bedarf einer Vorbereitung - siehe unter diesem Punkt.
Die Bezeichnung Vitriol (von lateinisch vitrum = Glas) soll schon Plinius als Bezeichnung für grünes, kristallines Eisen(II)-sulfat verwendet haben, weil dieses eine entfernte Ähnlichkeit mit grünem Glas hat. Von der Bezeichnung leitet sich auch Vitriolöl als Bezeichnung für Schwefelsäure ab, die früher aus Eisenvitriol hergestellt wurde.


Geräte:

Mörser mit Pistill. Abdampfschale oder Petrischale, schwerschhmelzbares Probierglas (SUPERMAX), einfaches Probierglas, Gummistopfen mit gewinkeltem Glasrohr. Becherglas oder Erlenmeyerkolben als Kühlgefäß, Stative mit entsprechendem Material, Spatel, Kartuschen- oder Bunsenbrenner


Chemikalien:

Eisenvitriol / Grünes Vitriol = Eisen(II)-sulfat Heptahydrat Warnhinweis: xn

Bariumchlorid-Lösung 0,1M (2,44 g Bariumchlorid in destillierten Wasser zu 100 ml lösen) Warnhinweis: t

Wasser destilliert oder entmineralisiert für die Vorlage


Hinweise:
Beim Destillieren entstehendes Schwefeltrioxid und Schwefeldioxid sind ätzend sowie giftig und dürfen nicht eingeatmet werden. Das Destillat und der ölige Probierglas-Rückstand (Schwefelsäure) sind ätzend.


Vorbereitung:

In eine Abdampfschale oder Petrischale wird zuvor im Mörser fein pulverisiertes Eisen(II)-sulfat ("Eisenvitriol" oder "Grünes Vitriol") gegeben und zum Verwittern offen an der Luft für eine Woche beiseite gestellt. Dabei tritt stellenweise leichte braune Verfärbung ein, die von basischem Eisen(III)-sulfat herrührt.


Durchführung:

Man gibt 6 - 8 Spatel des zuvor vorbereitend verwitterten Pulvers in ein schwerschmelzbares Probierglas und baut folgende einfache Apparatur auf:

Bild

In das senkrechte Probierglas als Vorlage gibt man ca. 1 cm hoch Wasser und achtet darauf, dass zwischen Glasrohr und Wasser ca. 1 cm oder etwas mehr Abstand gehalten wird. Keinefalls darf das Glasrohr in das Wasser tauchen! Den Rand des als Auffanggefäß fungierenden Probierglases kann man ggf. mit etwas Watte oder geknüllten Filterpapier leicht abdichten, sofern man keinen Abzug hat.

Nun erhitzt man das verwitterte, grün-bräunliche Vitriol im waagerechten Probierglas. Es sammeln sich im Auffanggefäß weiße Nebel. Im kühleren Teil des Probierglases schlagen sich einige Tropfen einer öligen Flüssigkeit nieder, die beim Erhitzen ebenfalls dichte weiße Nebel entwickeln. Das hellgrüne Eisensulfat geht während des Erhitzens zunächst in ein weißes, später in ein rotbraunes Pulver über.

Nach Entfernung des Probierglasstopfens spült man die Flüssigkeitströpfchen mit wenig Wasser in eine kleine Abdampfschale. Die Lösung gibt mit Bariumchlorid-Lösung einen Niederschlag von unlöslichem Bariumsulfat (Schwerspat, Baryt). Auch die in der Vorlage befindliche Flüssigkeit enthält - wie die "Bariumchloridprobe" zeigt - Schwefelsäure.


Entsorgung:

Reste des Destillats und der schwefelsäurehaltige Rückstand werden mit Soda, Natron oder Natronlauge neutralisiert und können in dieser geringen Menge auch über das normale Abwasser entsorgt werden.


Erlkärung:

Beim Erhitzen von Eisen(II)-sulfat entweicht zunächst Kristallwasser, dann findet folgende Zersetzung statt:

2 FeSO4 --- > Fe2O3 + SO2 + SO3

Es entsteht also; was man auch am Geruch erkennen kann, neben Schwefeltrioxid - SO3 - auch Schwefeldioxid. Das Schwefeltrioxid verbindet sich mit dem Wasser der Vorlage bzw. mit Spuren von Feuchtigkeit im Probierglas zu Schwefelsäure:

H2O + SO3 --- > H2SO4

Der rotbraune Rückstand besteht aus Eisen(III)-oxid, Fe2O3; er wurde im Mittelalter unter der Bezeichnung "Caput mortuum" als Farbe verwendet.

Schwefelsäure ist unter dem alten Namen Vitriolöl schon seit langer Zeit bekannt. Erste Hinweise finden sich in den Texten des historisch umstrittenen arabischen Alchemisten Dschabir ibn Hayyan aus dem 8. Jahrhundert. Danach werden sie und mögliche Herstellungsverfahren auch in den alchimistischen Schriften des Albertus Magnus (1200-1280) und Basilius Valentinus (um 1600) erwähnt. Diese beschreiben Verfahren, um aus natürlich vorkommenden Sulfaten etwa Chalkanthit oder Alaun Vitriolöl zu gewinnen. Der Name Vitriolöl leitet sich von der alten Bezeichnung "Vitriole" für diese Minerale ab. Die erste Quelle für größere Mengen Schwefelsäure war Eisenvitriol. Ab dem 16. Jahrhundert wurde in Böhmen, Sachsen und am Harz nach dem Vitriolverfahren Schwefelsäure hergestellt. Nach dem ersten Produktionsort Nordhausen wurde das Produkt "Nordhäuser Vitriolöl" genannt.

Die rauchende oder Nordhäuser Schwefelsäure (Vitriolöl, Pyroschwefelsäure, lat. Acidum sulfuricum fumans, frz. Huile de vitriol, engl. vitriol-oil) wurde früher in der Gegend von Nordhausen durch Destillation von entwässertem Eisenvitriol in tönernen Retorten hergestellt. Später wurde sie besonders in Böhmen und England gewonnen, wo man das Eisenvitriol nicht nur entwässerte, sondern durch fortgesetztes Rösten möglichst vollständig in basisches schwefelsaures Eisenoxyd verwandelte. Dadurch entstand eine größere Ausbeute, indem der gesamte Schwefel des Eisenvitriols in Schwefelsäureanhydrid umgesetzt wird, während bei dem Nordhäuser Verfahren ein Teil als schweflige Säure verloren geht. Das Destillat wurde in Vorlagen, die wenig Wasser oder englische Schwefelsäure enthalten, aufgefangen und der aus Eisenoxyd bestehende Rückstand unter dem Namen Colcothar (lat. Caput mortuum) für sich verkauft.


Fotos:

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Eisenvitriol gepulvert

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Eisenvitriol verwittert

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Während des Erhitzens und der Destillation

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Während des Erhitzens und der Destillation

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Während des Erhitzens sich bildender Rückstand aus rotem Eisen(III)-oxid

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Nachweis der entstandenen Schwefelsäure mit Bariumchlorid-Lösung


Literatur:

"225 x Chemie – Ein Experimentierbuch“ von Kurt Waselowsky 
Franckh’sche Verlagshandlung W. Keller & Co. 1982 – ISBN 3 440 05045 9 
Seite 71, Versuch 16.2

"MERCK'S WARENLEXIKON"
1920 Reprint von manufactum oder online: http://www.manufactum.de/lexicon.html
"Der einfachste Versuch, den man selbst gemacht hat, ist besser als der schönste, den man nur sieht." (Michael Faraday 1791-1867)

Alles ist Chemie, sofern man es nur "probiret". (Johann Wolfgang von Goethe 1749-1832)

„Dosis sola facit venenum.“ (Theophrastus Bombastus von Hohenheim, genannt Paracelsus 1493-1541)

"Wenn man es nur versucht, so geht´s; das heißt mitunter, doch nicht stets." (Wilhelm Busch 1832 -1908)

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Vanadium
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Beitrag von Vanadium »

Schöön :) Vor allem das Bild von der gerade stattfindenden Zersetzung mit dem Eisenoxid mag ich! :D
Löst sich das Schwefeldioxid nicht genauso im Wasser? Wenn du die Lösung noch hast, könntest du ja einmal auf eine reduzierende Wirkung testen (Sulfit).

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Uranylacetat
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Beitrag von Uranylacetat »

Natürlich löst sich das auch enstehende Schwefeldioxid im Wasser und setzt sich zu schwefliger Säure um. :wink: Bei den paar Tröpfchen Oleum, die da entstanden sind; lohnte sich eine weitere Analytik einfach nicht.

Übrigens findet man Eisen(II)-sulfat als "Grünsalz" noch in manchen Raiffeisen- und Garten-Märkten zur Bekämpfung von Moosen auf Rasenflächen.
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eule
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Beitrag von eule »

Schön, daß dieser kleine Versuch mal wieder gezeigt wird.
Eine Frage habe ich dazu: hast du auch ein Bild des verkohlten Stopfens? :)
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Uranylacetat
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Beitrag von Uranylacetat »

Hallo eule,

schön, mal wieder von Dir zu lesen...

Ein Foto habe ich davon nicht gemacht, die paar Tröpfchen Oleum haben den Stopfen im Probierglasinneren mächtig braun-schwarz werden lassen.
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

Schön beschriebener, klassischer Versuch! Dass es Verfahren zur Destillation von verwittertem und nicht-verwittertem Eisenvitriol gab, wusste ich nicht. Die Verwendung von verwittertem Eisen(III)-hydroxysulfat ist, wie Uranylacetat schon schrieb, nämlich viel ergiebiger:

2 Fe(OH)SO4 ---> Fe2O3 + 2 SO3 + H2O

Das Wort Colcothar leitet sich übrigens von dem Hügel Golgotha ab, wo Jesus gekreuzigt wurde (Wikipedia), ist also eine andere Bezeichnung für Caput mortuum = Totenkopf. Als caput mortuum wurden alchemistisch verschiedene feste Rückstände bezeichnet, die nach der trockenen Destillation von Feststoffen übrigblieben, also nachdem alles Flüchtige "Geistige" daraus vertrieben worden war und nur die "tote Hülle" zurückblieb. Es gab dafür ein eigenes alchemistisches Zeichen: einen Kreis mit drei kleinen Kreisen darin (die Augenhöhlen und Nase des Schädels darstellend). Man sieht, wie sehr die alchemistische Gedankenwelt mit den Ideen des Christentums (und letztlich Platos) verquickt war.
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

"Wer nur Chemie versteht, versteht auch die nicht recht!" (G.C. Lichtenberg, 1742 - 1799)

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Uranylacetat
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Beitrag von Uranylacetat »

Hallo lemmi,

vielen Dank für die geschichtliche Ergänzung! :wink: Ich finde diese Zusammenhänge immer wieder faszinierend....
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lemmi
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Beitrag von lemmi »

[EDIT: Korrektur gelesen, Kleinigkeiten geändert und verschoben]
"Alles sollte so einfach wie möglich gemacht werden. Aber nicht einfacher." (A. Einstein 1871 - 1955)

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