Part 6

Theoretisch gibt es also gar nichts Einfacheres als die Herstellung von Bier und von Spiritus durch Gärung: man braucht nur die oben beschriebene Bierwürze und die süße Kartoffelmaische mit Hefe zu versetzen und gären zu lassen, bis die Gärung von selbst aufhört. In Wirklichkeit müssen aber doch noch einige Umstände berücksichtigt werden, die freilich zum Interessantesten gehören, was die naturwissenschaftliche Forschung der letzten drei Jahrzehnte entdeckt hat. Man hat nämlich gefunden, daß es eine ungeheure Anzahl von verschiedenen Hefearten gibt, die sich zwar ihrem Aussehen nach nicht viel voneinander unterscheiden (Abb. 15 u. 16), um so mehr aber nach ihrem Verhalten bei der Gärung. Zwar spalten sie alle die Hauptmengen des Zuckers in Alkohol und Kohlensäure; aber neben diesem Hauptvorgang erzeugt jede Hefeart noch einen gewissen Prozentsatz von Nebenprodukten. Diese Nebenprodukte sind z. B. Fuselöle, Buttersäure, Weinsäure, Essigsäure, Glyzerin und viele andere Substanzen von mehr oder weniger auffallendem Geschmack und Geruch. Die Menge und die Zusammenstellung dieser Nebenprodukte ist für jede der vielen Hefearten anders, aber auch kennzeichnend, so daß man unter Umständen sofort am Geschmack des Bieres erkennen kann, welche Hefeart die Gärung erregt hat. Aber nicht bloß der Geschmack des Bieres hängt von der Hefeart ab, sondern auch seine Klarheit, die Beschaffenheit und Haltbarkeit seiner Schaumdecke, sein Geruch, seine Haltbarkeit. Nach diesen Feststellungen ist es begreiflich, daß gerade den großen Brauereien daran gelegen war, sich diese wissenschaftlichen Erkenntnisse für die Bierbereitung nutzbar zu machen. Denn vorher kam es gar oft vor, daß die Eigenschaften des Bieres durch eingedrungene fremde Hefesorten verdorben wurden, welche bei der Gärungstemperatur üppig wucherten. So findet sich z. B. in den Pferdeställen eine Bakterienart, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie unter dem Mikroskop stets in paketartigen Bündeln von 4–8 Einzelpilzen erscheint (Abb. 17). Daher hat sie den wissenschaftlichen Namen ~Sarcinae~ (= das Gepäckstück) erhalten. Diese Sarcinen verursachen eine Gärung mit widerlich schmeckenden Nebenprodukten. Da nun die Brauereien für den Vertrieb des Bieres stets mit Pferden arbeiten müssen, so war es früher fast unvermeidbar, daß mit dem aufwirbelnden Straßenstaub Sarcinenkeime in die Gärbottiche gerieten und dem Bier einen Stallgeschmack gaben.

[Illustration: Abb. 17. Das Aussehen der Sarcinen.]

Bei der Gärung tritt, wie schon erwähnt wurde, zugleich eine ungeheure Vermehrung der Hefe ein, welche sich als grauer Schlamm in den Gärgefäßen zu Boden setzt. Dieser Hefeschlamm wurde früher ohne weitere Umstände wieder zur Gärung neuer Würze verwendet. Waren nun unerwünschte Hefearten hineingeraten, so beeinflußten sie natürlich auch die neue Gärung ungünstig. Jetzt verfährt man daher ganz anders. Jetzt besitzt jede bessere Brauerei Einrichtungen zur +Reinzucht+ ihrer spezifischen Hefeart und zur fortlaufenden Kontrolle der Reinheit ihrer Zucht. Der „Spatengeschmack“ des Münchener Spatenbräus, der Löwenbräu-, Hofbräu-, Kindlbräu-Geschmack wird also gewissermaßen im Laboratorium reingezüchtet. Das Verfahren ist aus der Bakteriologie übernommen. Es wurde von den großen Bakteriologen Robert +Koch+ und +Pasteur+ ausgearbeitet und ist merkwürdig genug, um hier ausführlich beschrieben zu werden. Es beruht auf der Entdeckung der sogenannten +festen Nährböden+. Unter dem Nährboden bzw. der Nährflüssigkeit versteht man den Stoff, auf welchem sich die Bakterien entwickeln und vermehren sollen. Dieser Stoff kann entweder flüssig sein, wie die Bierwürze, oder fest, wie z. B. Kartoffeln oder Gelatine. Voraussetzung ist nur, daß er alle diejenigen Stoffe in genügender Menge enthält, welche das Bakterium zu seiner Entwicklung braucht. Einer der brauchbarsten Nährböden für die meisten Bakterienarten besteht aus einer kräftigen Fleischbrühe, in welcher man so viel Gelatine aufgelöst hat, daß sie beim Erkalten fest wird. Diese „Nährgelatine“ ist gewissermaßen zugleich ein flüssiger und ein fester Nährboden, je nach der Temperatur, bei welcher man sie anwendet. Ihre Anwendung hat umwälzend in der Bakteriologie gewirkt und hat die planmäßige Erforschung der Bakterientätigkeit erst möglich gemacht. Wenn man nämlich ein Gemisch verschiedener Bakterienarten in einen +flüssigen+ Nährboden bringt, so vermehren sie sich darin nicht bloß, sondern die Vermehrungsprodukte +vermischen+ sich auch fortwährend miteinander. Hat aber der Nährboden die Eigenschaft, nach kurzer Zeit zu erstarren, so muß jeder Keim sich an derjenigen Stelle vermehren, an welcher er durch den erstarrten Nährboden festgehalten wird. Die einzelnen Bakterien sind nun wegen ihrer winzigen Größe (¹⁄₅₀₀ Millimeter und weniger) nicht mit bloßem Auge sichtbar. Sobald sie aber, nach 2–3 Tagen, durch die Vermehrung zu einer Kolonie angewachsen sind, kann man diese in der Nährgelatine schon mit unbewaffnetem Auge als einen kleinen, grauen Fleck erkennen. Es ist klar, daß jeder solche Fleck aus einer „Reinzucht“ derjenigen Bakterienart bestehen muß, die sich im Augenblick des Erstarrens der Gelatine an der betreffenden Stelle befunden hat. Entnimmt man also diesem Fleck mittels einer Nadel so viel Bakterien, als an der Nadel hängen bleiben, und überträgt man diese auf eine neue Portion bakterienfreien Nährbodens, so können sich auf diesem nur Bakterien dieser +einen+ Art entwickeln, die man in Reinzucht zu haben wünscht.

Diese Kochsche Methode der fest-flüssigen Nährböden gestattet uns also auf allereinfachste Weise, uns aus einem Gemisch der verschiedensten Bakteriensorten jede Art in Reinzucht oder „Reinkultur“ herzustellen. Freilich muß man dabei manche Vorsichtsmaßregeln beachten, wenn nicht unliebe Überraschungen eintreten sollen. Denn wir müssen bedenken, daß nicht bloß in der Luft Millionen von Bakterienkeimen schweben, sondern daß auch jeder feste Gegenstand damit besät ist, und daß auch das reinste Trinkwasser von solchen Keimen geradezu wimmelt. Würden wir also unsere Versuche ohne Rücksicht auf diese Umstände ausführen, so würden zahllose Keime aus der Luft und aus dem Wasser und aus den Oberflächen unserer Gefäße alle Reinkulturversuche vereiteln. Aber glücklicherweise lassen sich alle Bakterien und ihre Keime durch bloßes Erhitzen auf 80–100 ° leicht töten. Man braucht also die Glasgefäße und Instrumente, welche keimfrei sein sollen, bloß in kochendes Wasser zu tauchen oder besser in trockener Luft auf 100 ° zu erhitzen, dann sind sie solange keimfrei, bis aus der Luft oder durch Berührung mit anderen Gegenständen neue Keime daran kommen. Die Flüssigkeiten werden durch Kochen keimfrei gemacht. Deshalb ist frisch abgekochtes Wasser stets keimfrei, und in dieser Beziehung dem reinsten Quellwasser vorzuziehen. Schwieriger ist es, die Ansteckung eines Nährbodens durch diejenigen Bakterien zu verhindern, welche aus der Luft hineinfallen oder mit den Luftströmungen hineingerissen werden. Das bloße Zustopfen der Flaschen nützt deshalb nicht viel, weil die Luft bei verschiedenen Temperaturen und Barometerständen einen verschiedenen Raum einnimmt, und weil daher häufig beim Öffnen des Stopfens die Luft stürmisch in die Flasche eindringt und dabei Bakterien mitreißt. Deshalb kam Pasteur auf den ausgezeichneten Gedanken, solche Flaschen mit einem trockenen Wattebausch zu verschließen. Die Watte läßt die Luft ungehindert durch sich hindurchtreten, nicht aber die Bakterien, obwohl es unter diesen solche gibt, welche kleiner als ¹⁄₁₀₀₀ Millimeter sind. Sie bleiben alle in den obersten Schichten des Wattebauschs zurück. Der Wattebausch ist also ein richtiges Filter für die Bakterien. Unsere Abbildungen 18 und 19 zeigen, in welcher Weise man Glaskolben und Reagensgläser mit solchen Wattepfropfen bakteriendicht verschließt. Man stellt dabei, namentlich beim Öffnen, die Gefäße gern schief, damit nicht aus der Luft Keime hineinsinken; auch verkohlt man die Unterseite der Wattepfröpfe gern ein wenig über einer Flamme, damit alle daran hängenden Keime verbrannt werden.

[Illustration: Abb. 18. Glaskolben mit bakteriendichtem Watteverschluß.]

[Illustration: Abb. 19. Schiefgestelltes Reagensrohr mit Nährgelatine.]

[Illustration: Abb. 20. Petrischale zum Herstellen von Reinkulturen.]

Wenn man nun aus einer unreinen Hefe eine bestimmte Sorte reinzüchten will, verfährt man folgendermaßen: man bringt ein wenig von der Hefe in einen Glaskolben, der keimfreie („sterile“ oder „sterilisierte“) Nährgelatine enthält, welche man bei möglichst niederer Temperatur, durch Eintauchen in warmes Wasser, verflüssigt hat. Die Hefe wird vor dem Einbringen mit etwas Wasser fein zerrieben und dann durch Umschwenken des Kolbens gut mit der Gelatine vermengt. Nun gießt man den Inhalt des Glaskolbens auf eine sauber gereinigte, keimfreie Glasplatte und läßt ihn dort in dünner Schicht unter dem Schutze einer Glasglocke erstarren. An Stelle der Glasplatte und der Glasglocke kann man auch eine sogenannte +Petri+-Schale (vergl. Abb. 20) nehmen, das sind zwei flache Glasschalen mit zylindrischem Rand, von welchen die größere als Deckel über die kleinere gestülpt wird, während in diese die Nährgelatine gefüllt wird. Nach einigen Tagen zeigt sich die Gelatine ganz mit grauen Pünktchen besät, deren jedes aus einer Kolonie von Bakterien bzw. Hefezellen einer Art besteht. Meistens lassen sich verschiedene Arten schon am verschiedenen Aussehen ihrer Kolonien erkennen, zumal wenn man das Vergrößerungsglas zu Hilfe nimmt. Man sucht sich die gewünschte Art aus und überträgt sie mit einer sogenannten Impfnadel in ein Kölbchen mit steriler Nährflüssigkeit (z. B. Bierwürze). Die Impfnadel besteht aus einem 5 ~cm~ langen Stück Platindraht von ½ ~mm~ Dicke, der mit einem Ende in einen langen Glasstab eingeschmolzen, am anderen Ende zu einer Öse gebogen ist (vgl. Abb. 21). Der Draht muß aus Platin sein, damit er durch Ausglühen in einer Flamme keimfrei gemacht werden kann, ohne dabei zu oxydieren. Man glüht die Öse aus und überträgt mit ihr ein wenig von der zu züchtenden Kolonie in die neue Nährlösung, wo sie sich nun ganz rein und frei von fremden Keimen entwickeln muß.

[Illustration: Abb. 21. Impfnadel zum Uebertragen von Reinkulturen.]

Nebenbei sei bemerkt, daß man die Kochschen festen Nährböden auch benutzt, um die Bakterien in der Luft, im Trinkwasser, im Erdboden zu +zählen+: denn so viel Bakterien in einer gewissen Menge dieser Stoffe sind, so viel sichtbare Kolonien müssen auf der Glasplatte nach dem Vermischen mit Nährgelatine oder Pflanzengelatine (Agar-Agar) entstehen.

Erst seit der Einführung dieser Hefereinzucht ist es möglich, Biere und destillierte Schnäpse von stets gleichen Eigenschaften mit aller Sicherheit herzustellen. Auch für die Weingewinnung aus den Trauben wendet man seit langem schon reingezüchtete Hefen an. Auf den reifen Beeren der Weintrauben und auf den Zwetschen liegt ein Reif, welcher aus Hefezellen besteht, die den Preßsaft dieser Früchte von selbst in Gärung versetzen. Daher kommen zerquetschte Früchte stets von selbst in Gärung, wobei, je nach ihrem Zuckergehalt, mehr oder weniger Alkohol entsteht. Durch Abdestillieren gewinnt man dann die destillierten Schnäpse daraus. Da aber die natürlichen Hefen auf der Fruchthaut in verschiedenen Jahren von verschiedener Beschaffenheit sind, so ist es zuverlässiger, auch diese Gärungen mit Reinzuchthefe von erprobten Eigenschaften vorzunehmen. --

Es wurde schon oben gesagt, daß durch Gärung zuckerhaltiger Flüssigkeiten der Alkoholgehalt nicht höher als auf etwa 10–12 % steigen kann. Wenn also ein „natürlich“ vergorenes Getränk, etwa ein Wein, 15 % oder mehr Alkohol enthält, so können wir mit Bestimmtheit sagen, daß er künstliche Zusätze von Sprit erhalten hat. Es gibt aber noch ein anderes Verfahren, um den Alkoholgehalt einer vergorenen Maische zu erhöhen: das +Destillieren+. Während nämlich Wasser bekanntlich erst bei 100 ° siedet, kocht der Alkohol schon bei 78 °. Erhitzt man nun Gemische von Alkohol und Wasser zum Sieden und kühlt man die Dämpfe vorsichtig ab, so wird zuerst der Wasserdampf wieder zu Wasser, während der Alkoholdampf erst unterhalb von 78 ° verflüssigt wird. Dieses Verdampfen und Wiederflüssigmachen des Dampfes nennt man bekanntlich Destillieren. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn man aus einer solchen Maische die Hälfte abdestilliert, darin +aller+ Alkohol enthalten ist. Das Destillat nimmt aber nur die Hälfte Raum ein, ist also in bezug auf seinen Alkoholgehalt doppelt so stark als die ursprüngliche Maische. So kann man +Branntwein+ und Schnäpse von hohem Alkoholgehalt destillieren. Man kann aber auch aus ordinärer Kartoffelmaische reinen Spiritus, der nur noch 4–5 % Wasser enthält, abdestillieren, wenn man die Dämpfe in sogenannten Kolonnenapparaten sehr vorsichtig abkühlt. In Deutschland werden auf diese Weise jährlich etwa 5 Millionen Hektoliter reiner Alkohol erzeugt.

[Illustration: Abb. 22. Senkwage, um den Alkoholgehalt einer Flüssigkeit zu messen (nach Erdmann).]

Nebenbei erwähnt sei, wie man den Alkoholgehalt einer Flüssigkeit bestimmt. Alkohol ist leichter als Wasser. Daher wird eine Schwimmvorrichtung aus Glas, eine sogenannte +Senkwage+ (Aräometer), in Alkohol und in alkoholhaltigen Mischungen tiefer einsinken als in reinem Wasser. (Abb. 22.) Diese Aräometer werden in der hier abgebildeten Form aus Glas geblasen; damit sie aufrecht schwimmen, ist die untere Kugel mit Bleischrot oder Quecksilber gefüllt, während die bauchige Erweiterung das Schwimmen erleichtert. In der oberen, röhrenartigen Verlängerung des Schwimmers ist eine Papierskala mit Ziffern angebracht, welche gleich den Alkoholgehalt der betreffenden Flüssigkeit angeben. Sinkt das Aräometer also z. B. bis zur Marke 20 ein, so hat die Flüssigkeit 20 % Alkohol. Dabei ist aber folgendes zu beachten: die Zahlen stimmen nur, wenn die Mischung nur Wasser und Alkohol enthält. Dies ist immer bei denjenigen Flüssigkeiten der Fall, welche man durch +Destillation+ gegorener Maischen erhält. Die Maischen selbst, also Bier und Wein z. B., enthalten noch eine Menge anderer Stoffe, wie Dextrin, Gerbsäuren, Fruchtsäuren, Zucker usw. Diese anderen Stoffe machen die Mischung schwerer, so daß die Senkwage zu wenig Alkohol angeben würde. Will man also den Alkoholgehalt eines Weines bestimmen, so destilliert man ein Drittel davon ab, setzt die Senkwage in das Destillat und teilt das Ergebnis durch die Zahl 3. --

Bevor wir unsere Unterhaltung über den Alkohol schließen, wollen wir uns noch ein wenig mit der +Hefe+ beschäftigen. Die Hefe vermehrt sich bekanntlich bei der Gärung und setzt sich in den Gärbottichen als grauer Schlamm zu Boden, mit dem man lange Zeit nichts Ordentliches anzufangen wußte. Man bekam davon viel mehr, als man beim besten Willen verbrauchen konnte. Dies wird verständlich, wenn man bedenkt, daß in Deutschland jährlich an Bier allein etwa ein Hektoliter auf den Kopf der Bevölkerung, im ganzen also etwa 65 Millionen Hektoliter, erzeugt wird. Was soll mit der vielen Hefe gemacht werden? Zwar zum Brot- und Kuchenbacken wird viel gebraucht, aber doch bei weitem nicht so viel, als in den Gärungsgewerben erzeugt wird. Dazu kommt, daß die Hefe nicht lange haltbar ist, selbst nicht in gepreßter Form (als +Preßhefe+, jährlich in Deutschland allein 450000 Zentner Erzeugung!). Aber die chemische Untersuchung hat gezeigt, daß die Hefe die Eigenschaften eines ganz vorzüglichen +Nahrungsmittels+ besitzt, nämlich wegen ihres +Stickstoff+reichtums, wodurch sie dem Rindfleisch nahezu gleichwertig ist. Sie direkt zu essen, geht wegen der Gärungen, die sie im Darmkanal erregen würde, nicht wohl an; aber man kann sie durch überhitzten Dampf töten und kann dann vorzügliche +Fleischbrühen+ und +Fleischextrakte+ aus solcher Hefe machen, die an Wohlgeschmack und Nährwert nicht hinter Liebigs Präparaten zurückstehen. Und unter den landwirtschaftlichen Futtermitteln spielt die stickstoffreiche „+Futterhefe+“ schon lange eine bedeutende Rolle. Aber damit ist die Zukunft der Hefe noch nicht erschöpft. Neuerdings, während des Krieges, ist nämlich durch den Chemiker der Universität Königsberg, Professor Lassar-Cohn, ein bedeutender Fortschritt erzielt worden, den uns folgende Überlegung verständlich machen wird. Bei der Fütterung des Viehs spielen die stickstoffhaltigen Futtermittel, die Klee-, Lupinen- und Wickenarten eine bedeutende Rolle als Mastmittel. Andrerseits geben die Tiere im Harn und in den Fäkalien große Stickstoffmengen von sich, die dadurch wieder für die Fütterung nutzbar gemacht werden, daß man die Klee- und Lupinenfelder damit düngt. Auf diesem Umwege dauert es freilich ein halbes Jahr, bis der Fäkalstickstoff von den Tieren wieder als Nahrung aufgenommen wird. Lassar-Cohn kam auf den Gedanken, diese Zeit dadurch abzukürzen, daß er den Harn der Kühe als Nährflüssigkeit für +Hefekulturen+ benutzte. Der Harn wird aus dem Stall in ein Bassin geleitet und darin mit einer geeigneten Hefeart besät. Nach einigen Stunden wird die vermehrte Hefe abgesiebt, gewaschen und sogleich wieder verfüttert. Die Tiere nehmen das nahrhafte Futter gern, und der Landwirt nutzt so den Stickstoff der Jauche nicht bloß schneller, sondern auch viel besser aus als bei ihrer Anwendung als Düngemittel.

Die Hefe hat auch noch in anderer Beziehung eine Zukunft. Man hat nämlich (Prof. +Lintner+ in Charlottenburg) die Beobachtung gemacht, daß es Hefearten gibt, welche +Fett+ erzeugen, obwohl sie auf ganz billigem fettfreiem Nährboden wachsen, und man hat daran berechtigte Hoffnungen geknüpft, auf diese Weise dereinst aus Kartoffelmehl Fett darstellen zu können.

9. Brennstoffe.

Unsere wichtigsten Brennstoffe sind das +Holz+, die +Kohle+ und das +Erdöl+. Solange diese Stoffe, namentlich die beiden erstgenannten, unmittelbar und ausschließlich zum Brennen verwendet wurden, gab es keine Chemie der Brennstoffe. Aber teils durch Zufall, teils gezwungen durch die Not der besten Ausnutzung, hat man gelernt, diese Stoffe vor dem Verbrennen gar vielseitig zu behandeln und eine Menge der wichtigsten Nebenprodukte aus ihnen zu gewinnen, nämlich (um nur einige zu nennen): +Leuchtgas+, +Benzol+, +Naphthalin+, +Teerfarbstoffe+, +Ammoniak+, +Essigsäure+, +Blutlaugensalz+, +Benzin+, +Petroleum+, +Vaseline+, +Paraffin+, +Schmieröle+, +Ceresin+ usw. So entstand eine Chemie der Brennstoffe, deren Ergebnissen wir dieses Kapitel widmen wollen.

1. Die Kohle.

Holz und Kohle verhalten sich zueinander wie Gegenwart und Vergangenheit. Denn jedes Holz geht unter gewissen Umständen im Laufe der Zeit in Kohle über. Das Wesentliche für diese Verwandlung ist, daß das Holz +feucht+ erhalten und vor der Berührung mit der Luft geschützt werden muß. Dann wird es schon nach einigen Jahrhunderten dunkelbraun, nach Jahrtausenden schwarz, und noch später verliert es seine faserige Beschaffenheit und geht in +Braunkohle+ über. Der Übergang dieser Braunkohle in +Steinkohle+ scheint allerdings eine fast unermeßlich lange Zeit beansprucht zu haben, die sich jedenfalls über viele Jahrhunderttausende erstreckt.

Man kann also das Werden der Kohle in drei Stufen teilen: es beginnt mit der +Vertorfung+ des Holzes, wodurch es zwar schwarz wird, aber seine Struktur noch behält; darauf folgt die Bildung der +Braunkohle+ und dann die der +Steinkohle+. Der Vorgang der Vertorfung ist oft genug in geschichtlicher Zeit erfolgt: in den großen Mooren Jütlands und Schleswigs finden wir vertorfte Eichbaumstämme und Sumpfföhren neben den Geweih- und Knochenresten der ausgestorbenen Riesenhirsche, Elche und Rentiere; auch Reste von normannischen (Wikinger-) Schiffen aus vertorftem Eichenholz haben sich gefunden. Aus dem Bett des Rheins wurden die unteren, ganz schwarzbraun vertorften Teile der Eichenpfähle gehoben, auf welche Cäsar vor fast 2000 Jahren seine Rheinbrücke hatte bauen lassen.

Die Bildung der Braunkohle, welche die Holzstruktur verloren hat, geht fast immer auf die +Tertiärzeit+ zurück, also auf jene Zeit vor etwa 200000–300000 Jahren mit italienischem Klima, in welcher wir die ersten Menschenspuren bei uns nachweisen können, und in welcher die vielen vulkanischen Basaltergüsse in der Eifel, im Vogelsgebirge, in der Rhön und im böhmischen Mittelgebirge erfolgten und die Alpen entstanden sind.

Die Entstehung der Steinkohle aber reicht zurück bis in die ältesten Zeiten organischen Lebens auf der Erde, als sich Böhmerwald, Fichtelgebirge und Erzgebirge als höchste Gebirge Europas erhoben und von Jura und Alpen noch keine Spuren vorhanden waren.

Welche chemischen Veränderungen mit dem Holz während dieser Verwandlungen vor sich gegangen sind, das lehrt am besten ein Vergleich der Analysen von Holz, Braunkohle und Steinkohle. Wir erinnern uns dabei, daß der Hauptbestandteil des Holzes, der +Zellstoff+, aus Kohlenstoff und Wasser im Verhältnis von 6 Atomen Kohlenstoff zu 5 Molekülen Wasser zusammengesetzt ist. Wir werden also beim Vergleich unser Augenmerk hauptsächlich auf das Verhältnis dieser drei Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zu richten haben.

Zusammensetzung:

---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------ | Kohlen- | Wasser- | Sauer- | Stick- |Schwefel |Asche | stoff | stoff | stoff | stoff | | ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------ Eichenholz | 50,22 | 6,0 | 43,4 | 0,1 | -- | 0,3 ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------ Braunkohle vom | 60,44 | 5,3 | 22,0 | Spur | 0,86 | 0,65 Bauersberg | | | | | | ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------ Steinkohle von | 83,63 | 5,2 | 9,1 | 0,6 | -- | 1,53 Duttweiler | | | | | | ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------ Englischer | 93,00 | 3,1 | 1,7 | 0,5 | 0,7 | 1,0 Anthrazit | | | | | | ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------

Wir sehen, daß mit fortschreitender Verkohlung der Kohlenstoffgehalt scheinbar zunimmt, weil der Gehalt an Wasserstoff und Sauerstoff abnimmt. Daraus könnte man zunächst schließen, daß die natürliche Verkohlung des Holzes bei der Braun- und Steinkohlenbildung der gleiche Vorgang sei, wie die künstliche Verkohlung beim Erhitzen des Holzes, z. B. die Meilerverkohlung. Aber dieser Schluß wäre ganz falsch. Denn bei der künstlichen Verkohlung bleiben wirklich nur Kohle und Aschenbestandteile zurück, aber in der natürlichen Steinkohle sind noch eine Menge anderer Stoffe, die gerade beim Erhitzen erst verdampfen. Diese Stoffe sind es, welche die Chemie der Steinkohle so interessant machen.

Holz, Torf und Braunkohle haben die gemeinsame Eigenschaft, Kali- oder Natronlauge in der Hitze braun zu färben. Die echten Steinkohlen tun dies in der Regel nicht mehr, und man kann auf diese Weise im großen und ganzen Steinkohlen und Braunkohlen gut unterscheiden; Farbe und Aussehen sind nicht kennzeichnend, denn die Braunkohlen sind oft ganz schwarz wie echte Steinkohle.

Erhitzt man Holz in einem Gefäße bis zum Glühen des Gefäßes, so entweichen brenzliche Dämpfe, und es hinterbleibt lockere, poröse, federleichte Holzkohle. Erhitzt man aber eine der natürlich vorkommenden Kohlearten, so entweichen zwar ganz ähnliche Dämpfe, aber es hinterbleibt eine viel dichtere, schwerere und härtere Kohle, welche man bekanntlich +Koks+ nennt. Auch die Dämpfe lassen in ihrer Beschaffenheit wichtige Unterschiede erkennen: die Verflüchtigungsprodukte des Holzes sind +sauer+ und röten angefeuchtetes Lakmuspapier deutlich; die der Steinkohle sind dagegen infolge ihres Ammoniaküberschusses +alkalisch+ und bewirken, daß gerötetes Lakmuspapier wieder blau wird. Kühlt man die brenzlichen Dämpfe ab, so erhält man in beiden Fällen eine braunschwarze Flüssigkeit, welche deutlich aus zwei übereinandergelagerten Schichten besteht, die sich offenbar nicht miteinander mischen können, weil sie sich zueinander verhalten wie Öl und Wasser. Die obere, leichtere Schicht ist ganz schwarz und besteht aus dickem Teer; die untere, mehr braun gefärbte Flüssigkeit, ist dagegen wässerig und läßt sich mit Wasser in jedem Verhältnis mischen. Außer dem kohligen Rückstand und diesen beiden Flüssigkeiten entsteht beim Erhitzen des Holzes und der Kohlearten noch ein vierter, sehr wichtiger Stoff, nämlich das +Leuchtgas+. Die Gewinnung und weitere Verarbeitung dieser vier Produkte hat eine gewaltige und sehr interessante Industrie hervorgerufen, mit der wir uns nun etwas näher beschäftigen wollen.

[Illustration: Abb. 23. Leuchtgasgewinnung im kleinen.]

Betrachten wir zunächst das +Leuchtgas+. Seine Gewinnung aus Steinkohle wurde um die Mitte des 18. Jahrhunderts in England entdeckt. Unsere Abbildung 23 zeigt, wie man sich das Gas selbst bereiten kann. Man füllt eine kleine gläserne Retorte, am besten eine aus schwer schmelzbarem, sog. böhmischem Glas, halb mit Steinkohlengrus und erhitzt sie kräftig mit einer großen Spiritus- oder Gasflamme. An den Retortenhals ist eine sogenannte „Vorlage“, ein Glasballon mit zwei Halsöffnungen, mittels Korks luftdicht angeschlossen. In dieser Vorlage sammelt sich der Teer und das Teerwasser, während das Gas durch ein Glasröhrchen entweicht, das man in den zweiten Hals eingesetzt hat.

Die Zusammensetzung des Leuchtgases wechselt in sehr weiten Grenzen, je nach der Kohlensorte, welche man zu seiner Darstellung verwendet. Durchschnittlich besteht es +zur Hälfte+ aus +Wasserstoffgas+, welches bekanntlich 14½mal leichter als Luft ist. Infolgedessen ist auch das Leuchtgas ⅓ bis ½mal leichter als Luft. Die andere Hälfte des Leuchtgases besteht zum größeren Teil aus „Methan“ oder +Sumpfgas+, einer Verbindung von Kohlenstoff und Wasserstoff, aus welcher auch die Gasblasen bestehen, welche aus den schlammigen Böden der Seen oft emporsteigen. Der Rest besteht vorwiegend aus dem giftigen +Kohlenoxydgas+ sowie aus ein wenig Kohlensäuregas und aus komplizierteren Verbindungen von Kohlenstoff mit Wasserstoff, wie Äthylen, Azetylen usw. Das Kohlenoxydgas, dessen Menge im Leuchtgas zwischen 6 und 12 % schwankt, ist sein gefährlichster und schädlichster Bestandteil, denn er verursacht die zahllosen Leuchtgasvergiftungen, welche in unseren Großstädten meistens von den Beteiligten absichtlich herbeigeführt werden, und in ihrem Gefolge viele, zwar in der Regel nicht beabsichtigte, aber darum nicht minder gefährliche Explosionen. Es ist vielleicht sehr wenig schmerzhaft, aber gewiß nicht sehr anständig, sich durch Öffnen der Gashähne mit Leuchtgas zu vergiften; denn in vielen Fällen fordert diese Methode des Selbstmords noch weitere Opfer an Menschenleben, wenn ahnungslose Hausgenossen das betreffende Zimmer mit brennendem Licht betreten und dadurch eine Explosion des gefährlichen Leuchtgas-Luft-Gemisches hervorrufen. Leider hat man diesen üblen Bestandteil des Leuchtgases bis jetzt nicht in befriedigender Weise beseitigen können.

Eine Leuchtgasanalyse zeigt folgende Prozentgehalte der genannten Gase:

Wasserstoffgas 52,79 % Sumpfgas 34,43 % Kohlenoxydgas 7,19 % Äthylen, Azetylen usw. 4,01 % Kohlensäuregas 1,58 % -------- 100,00 %

[Illustration: Abb. 24. Schematische Darstellung der Leuchtgas-Fabrikation. a = Ofen, b = Kühler, c = Gaswäscher, d = Reiniger, f = Gasometer, g = Ableitung mit Brenner.]