20.5.14

Färgämnen från tjära. En ny industri, grundad på den moderna kemin, af J. J. C

Litterär tidskrift utgifven i Helsingfors 9, 15.9.1864

*Ordet är numera infördtidet högre skriftspråket af Helsingfors Tidningar; se dess ledande artikel i n:o 141 för innevarande år om E. Beauvois' nyaste arbete. Tjära - ja det är en ganska ful och obehaglig vara; och stenkolstjäran är kanske ännu fulare och obehagligare än den bruna, sirapstjocka, föga välluktande "'smörja",* som i vårt land fabriceras! Men varan är ju en aktningsvärd vara och har dessutom ganska högt värde. Den är oundgänglig vid skeppsbyggen och en hel hop andra nyttiga företag; den utgör ju en af våra vigtigaste exportartiklar, och enhvar känner huru mycket man äflals att anlägga tjärugnar öfverallt i landet. Ja den har, denna vara, tillochmed redan i många år alldeles direkt tjenat den högsta bildningen hos oss, i det den mycket omskrifna "tjäruskatten" i icke obetydlig mån bidragit till vårt Universitets förkofran och framgång. Således, all respekt för tjäran ! - Men nog finnes det ju en hel mängd respektabla och nyltigaprodukter, hvilka derföre ej äro behagliga och dem man ej eljest har någon lust att komma i alltför nära beröring med, och som man i sällskaper af god ton ej tycker särdeles om. Icke anses till exempel en med beck och tjära belamrad sjöman för en rätt passande figur i en salong, och säkert är att icke blott de fina damerna skulle känna sig generade af en dylik persons närhet, utan äfven att de eleganta herrarne skulle, som man säger, "draga sig" för honom. Vi tro äfven derföre att ett sådant sällskap skulle finna sig ganska färvånadt, om man förklarade, att dess medlemmar, då de äro som mest fina och eleganta, bära på sig produkter af samma grofva ämne, som förskräcker dem hos den simple sjöbussen, och att det just är från tjäran som de mest lysande färgerna i deras sidenklädningar och halsdukar härstamma. Sådant är likväl förhållandet,så underligt det än kan förefalla.

I våra dagar sysselsätta sig tusendetals menniskor med att för lyxens behof framställa dessa färger och de lärde anstränga sig för att förklara de dervid försiggående processerna, och derigenom alltmera möjliggöra de vidare framstegen af denna i ordets alla bemärkelser så lysande industri. Den fula tjäran kommer i en kemists kanske ännu fulare och för mången ännu mera afskräckande laboratorium. Här kokar ock destillerar och filtrerar han den och behandlar den på gud vet icke hvilka alla sätt, och slutet är att han derifrån till den praktälskande verldens tjenst utlemnar de vackraste färger i violett, rödt, grönt, blått, gult och svart, hvilka sedan spridas åt alla håll och kanter. Ja, den ännu endast några år gamla industrin att framställa sådana färger, har redan vuxit så, att den begynt inverka på och förändra vissa delar af sjelfva verldshandeln. England, handelns stora centrum, som hittills från alla delar af jorden infört färgämnen och för dem årligen utgifvit flere millioner, har nu med ens kommit till den ståndpunkt, att det, tvärtemot att införa nu kan utskeppa färgämnen till de länder, från hvilka det förut tog sina behofver åt detta håll. Så till exempel försändes nu derifrån tjärblått till det indigoproducerande Indien, tjärkarmosin till Mexico, hvarifrån man förut införde nästan all cochenille, och de gula tjärfärgerna till China, Japan och andra trakter, från hvilka färgerikonsten hittills tagit sitt gelbholtz och sin quercitron. Och dessa stora förändringar i handeln och inom de länder sjelfva, der denna industri drifves, skola dag för dag och år förår alltmera tillvexa.

Men låtom oss nu kasta en blick på sjelfva beredningssätten och de kemiska produkter och processer, hvarpå dessa grunda sig.

Det skulle dock blifva alltför vidlyftigt att lemna ens en ytlig öfversigt öfver hela detta vidsträckta område af den moderna kemiska industrin. Vi skola derföre hufvudsakligen hålla oss till de hithörande kroppar, hvilka närmast hafva sitt ursprung från det ämne man kallat anilin och hvilka till följd häraf äfven benämnas anilinfärger. Dessa
äro äfven de mest bekanta och hafva spridt sig så, att det tillochmed hos oss redan blifvit ett slags hemslöjd att färga med åtminstone en del af dem.

Så mycket må här dock nämnas att man betraktar dessa baser såsom derivater af den till de oorganiska föreningarne vanligen räknade basiska kropp, som kallas ammoniak, hvilken består af endast qväfve och väte. I en del af ammoniakens vätes ställe skulle då ett kolväte hafva inträdt,
hvilket synes om vi jemföra formlerna
N { H
  { H och N
  { H

{ C12H5
  H
  H
af hvilka den förra betecknar ammoniak och den andra anilin. Vi se då att hos anilin kolvätet C12H5 (fenyl) intager en eqv. vätes ställe i ammoniak. Tillika må omnämnas, att man i nyaste tid velat införa ett annat betraktelsesätt af anilins konstitution, men det nu anförda är tillsvidare det allmänt antagna.
Det första vi da hafva att göra med är anilin. Detta i så många afseenden intressanta ämne, hörer till den klass af kemiska föreningar som man kallar organiska baser, och består af elementerna kol, väte och qväfve. Redan sedan temmeligen lång tid tillbaka har detsamma varit föremål för kemissternes noggranna och vidlyftiga undersökningar och derigenom blifvit af stor vigt i theoretiskt afseende, för förklarande af en mängd af de qväfvehaltiga organiska basernas konstitution och egenskaper. Anilin kan äfven derföre betraktas såsom typen för en stor, mycket stor afdelning af dessa föreningar. Men vi hafva ej nu att göra med dessa theoretiska frågor,* och vi skola derföre öfvergå till beskrifning af sätten för vår ifrågavarande förenings framställande.

Anilin framställdes tidigare från det allmänt kända ämne, som bär namn af indigo, genom att sammansmälta detta med kalihydrat. Detta förtjenar omnämnas derföre att den kropp vi hafva att göra med erhållit sitt nuvarande namn från indigo,hvilket äfven benämnes anil. Då indigo emellertid är en dyr vara, använder man det ej för att bereda anilin i någon större skala. Största mängden deraf erhålles från stenkolstjära. För detta ändamål behandlas tjäroljan med chlorvätesyra. Anilinen som finnes färdigbildad i densamma, förenar sig då med syran och den lösning, hvari föreningen hålles upplöst, afhälles, behandlas med kalk samt underkastas destillation. Kalken, som är en starkare bas, förenar sig härvid med den nyssnämnda syran och anilin blir fri; och då det är ett flygtigt ämne destillerar det öfver och uppsamlas i förlaget. Detta är det hufvudsakliga vid ett sådant beredningssätt.

Sedan anilin numera blifvit en så vigtig handelsvara har man dock äfven för dess framställning i stort försökt andra methoder hvilka redan förut i smått blifvit använda af kemisterna i deras laboratorier. Det främsta rummet bland dessa intager användandet af benzol, äfven kallad benzin. Denna kropp består endast af kol och väte och betraktas såsom en väteförening af samma kolväte (fenyl) som ingår i anilin. Den finnes äfven i stenkolstjära och ingår bland annat i de nuförtiden så allmänt använda "fläckvattnen" t. ex. det af Brönner fabricerade. Benzolen, som är en lätt olja, behandlas först med stark salpetersyra. Ifrån denna syra som innehåller qväfve, ingår nu detta element i förening med benzolens kol och väte. Men tillika inträder äfven en viss mängd syre och detta måste bortskaffas för att frambringa anilin, hvilket, som vi sett, ej innehåller något syre. Detta bortskaffande kan ske på mångahanda sätt, till exempel genom att tillsätta zink och saltsyra, då väte utvecklas, af hvilket en del med syret bildar vatten som afskiljes, och en annan del träder till föreningen, som derigenom förvandlas till anilin. - Ännu må omnämnas ett förfaringssätt, af hvilket man en tid hoppades mycket, fastän det numera tyckes visa sig att man troligen ej i stort kan så bra använda det som man trodde till följd af försök i smått på laboratorierna. Detta består deri attman sammanblandar fenylalkohol och ammoniak i rör som tillslutas och sedan upphettas. Fenylalkoholen eller fenylsyran är en kropp som äfven finnes i stenkolstjära och som innehåller samma kolväte som ingår i anilin och benzol. Genom den omnämnde upphettningen förenar sig då detta kolväte medammoniakens elementer så att anilin bildas.

* Mången skall säkert anmärka att denna beskrifning alldeles ej passar in på den produkt som från några af våra apothek erhålles med påskrift "anilin", och hvilken är röd och genast användes att färga ullgarn m. m. Detta kommer deraf, att den vara apotheket lemnar ingalunda är anilin, utan en upplöst anilinfärg. Det bör anmärkas att det i detta, likasom i alla andra fall, är ganska orätt att gifva ut ämnen med oriktig etikett. Framställd på det ena eller andra af de anförda sätten är anilin nu en klar ofärgad, starkt ljusbrytande olja, som är tyngre än vatten, kokar vid 182° C. och oförändrad kan destilleras.* Under sina studier af denna oljaktiga kropp hade kemisterna redan länge kännt några af dess förhållanden till vissa andra ämnen, som voro egnade att lätt framvisa densamma der den förekom. Så hade man till exempel funnit att den minsta qvantitet anilin, om den blandas med en lösning af chlorkalk, genast åstadkommer en ganska intensiv blåviolett färgning. Samma förhållande inträder äfven om man behandlar anilin med chromsyradt kali och svafvelsyra. Men man hade, som sagdt, fästat, sig vid dessa reaktioner endast såsom igenkänningstecken och alldeles ej tänktpå dem såsom något af värde för industrin. Det var först år 1856 som den engelske kemisten Perkin begynte försöka att använda de sålunda uppkomna färgande ämnena till färgning af tyg, isynnerhet siden. Hans förfarande var att lösa svafvelsyrad anilin i vatten och dit tillsätta en lösning af surt chromsyradt kali, hvarigenom efter någon tid en brun fällning afsätter sig. Den renas genom tvättning med lätt tjärolja och löses derefter i trädalkohol, hvartill sättes något vinsyra eller oxalsyra. Denna lösning har en vackert violett färg och utgör sjelfva färgbadet. - Någon tid härefter arbetade den schweiziske kemisten Bolley äfven med dessa saker och framställde en ungefär liknande färg genom att låta chlorkalklösning och anilin inverka på hvarandra. Något senare ändrades methoden så, att man använde endast chlor i stället för chlorkalk, och vidare begynte man äfven förfara sålunda, att man icke först framställde färgämnet skildt och löste det, utan i stället, genom blandning af de behöfliga ämnena, lät färgen bilda sig idet bad der tyget låg, då detsamma genast blef färgadt.

Under den närmast följande tiden gjordes visserligen fortfarande åtskil-liga försök åt detta håll, men det arbete som dock kanske främst förljenar att härefter omnämnas,är det som utfördes af den celebre Londonerkemisten A. W. Hoffmann. Denne utmärkte vetenskapsman, hvilken den organiska kemin är skyldig så stor tacksamhet, sysselsatte sig år 1858 med att studera kolets chlorföreningars inverkan på anilin. Han fann härvid, utom en bas som han framställde ren, äfven ett rödt färgämne, hvilket han dock ej denna gång närmare studerade i kemiskt afseende. Hans upptäckt var nu visserligen ej af särdeles stort direkt inflytande på anilinfärgernas industri, fastän senare äfven flere fabriker, grundade på hans förfaringssätt blifvit inrättade; men denna upptäckt har värde först derföre att den ledde en större mängd kemisters och teknikers uppmärksamhet på dessa färgämnen, och för det andra derföre att Hoffmanns eget intresse för dessa frågor väcktes, så att han senare, som vi skola se, åter upptog dem och till följd deraf bringat mera klarhet i dem än någon annan.

Det är nu ifrån och med år 1858 som aninlinfärgindustrin tagit riktig fart. Sedan dess hafva otaliga experimenter blifvit gjorda, en mängdpatenter i alla länder årligen uttagits och en hel storartad litteratur uppkommit. Utom de tidigare nämnda
ämnena (chlorkalk m. fl.) begynte man nu att låta flere salter af tunga metaller inverka på anilin. Bland dessa förtjenar isynnerhet nämnas tennchlorid och salpetersyrad qvicksilfveroxid, med hvilka man frambragte mera rent röda färger i flere nyanser. Att dock skrifva en fullständig historik öfver huru vår färgindustri under denna tid utvecklade sig, skulle erbjuda många stora svårigheter. Man finner nemligen anförda de hvarandra mest motsatta resultäter, mycket ofullständiga och oklara detaljuppgifter samt slutligen en alldeles förskräcklig massa af namn; ty hvar och en fabrikant som på något vis ändrat förfaringssättet gaf sin produkt en ny egen benämning. För att gifva våra läsare en ungefärlig föreställning om allt detta, vilja vi anföra att under år 1861 flere än åttatio afhandlingar om de ifrågavarande färgämnena sågo dagens ljus, samt att vi räknat att för dessa färger under senare år öfver tjugu namn varit antagna. Af dessa benämningar söka en del att angifva substansens färg eller andra fysiska egenskaper, andra åter dess kemiska sammansättning, och slutligen äro en hel mängd hemtade från yttre, af sjelfva ämnet alldeles oberoende förhållanden. Så till exempel benämndes tvenne röda anilinfärger, den ena Magenta och den andra Solferino, emedan de framställdes just på den tid, då ryktet om de stora italienska segrarne gick genom verlden. Ett namn som under åren 1860-62 mycket användes och till en del äfven utträngde de andra var fuchsin, hvilket säkert är bekant för flere. Man betecknade dermed isynnerhet de mera rent röda (karmosinröda eller fuchsiafärgade) färgerna från anilin. Detta fuchsin var dock lika litet som de öfriga någon väl karakteriserad ren kemisk förening.

* Denna sammansättning är, uttryckt i kemiska tecken: C40 H19N3Under allt detta äflande att framställa färger och under det de alltmera och mera vunno allmänhetens bevågenhet, försökte man äfven att utforska ämnenas verkliga sammansättning och förklara sjelfva deras bildningsprocess, och en mängd theorier uppställdes. Det är dock ingen öfverdrift att säga, det de alla voro mer eller mindre misslyckade. - Det var först år 1862 som A. W. Hoffmann började bringa någon reda i detta kaos. Han inlemnade nemligen detta år en afhandling till franska vetenskapsakademin om de färgämnen som härstamma från anilin. Sedan han här först kastat en blick på frågans ställning och förklarat de hvarandra motsägande resultater, hvartill man kommit, härröra deraf att hans föregångare ej haft rena substanser, öfvergår han till beskrifning af ett bland dessa färgämnen i rent tillstånd. Han benämner detsamma rosanilin. Detta är det ämne som gifver den röda färg, man kallat fuchsin, rosein o. s. v. Han hade erhållit salter af detsamma från en af sina förra elever mr. Nicholson, som numera drifver en af de största fabriker för frambringande af detta färgämne, och som är den hvilken föret, enligt H:s uppgift, framställt dess saltartade föreningar i rent tillstånd. Det är från det ättiksyrade saltet som Hoffmann framställde sjelfva ämnet i fritt tillstånd. Han fann detsamma vara enbasisk kropp, hvilken i rent tillstånd vid vanlig temperatur bildar fullkomligt ofärgade kristaller, men som utsatt för luftens inverkan först antager en rosenfärg och sedan blir djupt röd utan att någon vigtsförändring eger rum. Dess salter, af hvilka tre olika serier finnes, äro färgade, och det är dessa, och isynnerhet ättiksyrad rosanilin, som användas till sjeliva färgningen. Salterna med en aeqvivalent syra visa nemligen i reflekteradt ljus en grön metallglans, liknande den man finner på en mängd skalbaggar, men i genomfallande ljus äro de röda. Deras lösningar i vatten och alkohol hafva en präktig karminröd färg. - Genom analyser af sjelfva basen och dess salter samt genom studium af några härledningsprodukter har Hoffmann fastställt dess sammansättning.* Mera noggrann än föregångarne, ansåg han sig ej kunna gifva någon tillfredsställande förklaring öfver detta ämnes bildande från anilin eller uttala någon bestämd åsigt om dess konstitution, innan han närmare undersökt de öfriga föreningar som uppkomma vid denna invecklade process. Med dessa arbeten har han sedan sysselsatt sig och har äfven publicerat ett och annat i detta afseende, men detta ligger ej inom området för vår närvarande framställning.

Deremot har samme A. W. Hoffmann år 1863 uti Reports by the Juries aflemnat en berättelse om de kemiska expositionsartiklarne vid den internationella Londoner-expositionen år 1862, och deri skildt behandlat "tjärfärgämnenas industri." Denna berättelse är för oss af större intresse, emedan vi här få en kort öfversigt öfver alla hithörande färger och dervid få tillfälle att göra bekantskap med äfven andra af dem än de röda. - Hoffmann uppställer här fem egentliga gufvudfärger, hvilka vore skilda kemiska föreningar. Vi skola i korthet redogöra för dem.

1) Anilinviolett som innefattar hvad man förut kallat mauve, indisin, violin, rosolan, tyralin, anilein och fenamin. Denna färg är den som bildas genom inverkan på anilin af chlorkalk, chromsyra, mangansuperoxid, blysuperoxid samt fri chlor eller fri underchlorsyrlighet.

2) Anilinrödt, omfattande rosanilin, fuchsin, azalein, magenta, solferino och rosein, erhålles genom inverkan af kolsuperchlorid, tennchlorid, salpetersyrad qvicksilfveroxid och salpetersyra. Detta är den färg vi nyss mera i detalj beskrefvo.

3) Anilingult, som äfven kallas Chrysanilin, uppkommer alltid vid beredningen af rosanilin och kan frigöras derifrån. Den är ett gult pulver, som knappast löses i vatten, men lätt i alkohol och aether. Den är ca organisk bas som med syror bildar kristalliserade salter. Den förgår siden och ylle vackert guldgula.

* Sammansättningen vore då:
Anilinviolett - C40H14N3
Chrysanilin - C40H17N3
Rosanilin - C40H19N:3
De nu anförda trenne färgämnena äro framställda såsom rena kemiska föreningar, hvilka, enligt Hoffmanns och Scheurer-Kestners analyser, till sin sammansättning skulle skilja sig från hvarandra endast genom olika halt af väte.*

Det ämne till hvilket vi nu närmast komma hör deremottill de minst utredda bland anilinfärgerna. Det är:

4) Anilingrönt äfven Emeraldin kalladt. Då anilin behandlas med flere reagentier, t. ex. chlorsyradt kali jemte saltsyra, uppkomma vackra indigoblå färgningar, hvilka dock icke äro så beständiga att de användas till blåfärgning. Men efter tillsats af syror förvandlar sig färgen till grön, och denna har man försökt använda i färgningskonsten. Om man vid denna färgs bildande tillika tillsätter några metallsalter, t. ex. kopparvitriol, får man äfven en svart färg, som numera ganska mycket användes, isynnerhet vid kattuntryckerierna. - Den gröna och svarta färgen äro dock, som sagdt, föga studerade. Annorlunda förhåller det sig deremot med

* Dess formel vore då: C40H16(C12H5)3N35) Anilinblått. Sättet på hvilket detta stabila och värdefulla färgämne bildas är följande. Man blandar ett rosanilin-salt med ett öfverskott af anilin och håller blandningen en tid vid högre temperatur. Den sålunda uppkomna färgen har burit namn af Bleu de Paris och Bleu de Lyon och användes mycket vid färgerierna i Frankrike. Till sin kemiska karakter anser Hoffmann densamma vara en förening, ihvilken en del af rosanilens väte är ersatt af samma kolväte (fenyl) som finnes i anilin, benzol etc.*

Angående den närmare tillgången vid bildande af de ämnen, hvilka vi nu i ettsammanhang lärtkänna,sväfva vi idunkel,fastän vinu redan känna flere af dem i rent tillstånd. Flere försökatt förklara denna tillgång hafva visserligen fortfarande blifvit gjorda, och sednast har under de tvenne sista åren H. Schiff utfört vidlyftiga arbeten åt detta håll. Något fullständigt har dock ej vunnits. Man har väl velat karakterisera dessa processer, åtminstone imånga fall, såsom oxidationsprocesser, men ganska invecklade äro de och mycket svåra att tillsvidare klart uttrycka uti kemiska eqvationer med kemiska tecken. - Ett alldeles nyligen af Hoffmann framvisadt förhållande kommer äfven att ännu mera föröka svårigheterna vid förklaringen och bevisar att man hittills mer eller mindre varit på alldeles oriktiga vägar. Han uppgifver sig nemligen hafva funnit att fullkomligt kemisk ren anilin med de vanliga för anilinfärgers framställning begagnade ämnen, alldeles ej gifver några färger. För att dessa skola bilda sig är det nödvändigt att anilin till större eller mindre grad är blandad med toluidin, en med anilin på likartadt sätt sammansatt bas. Detta ämne skall älven, enligt Hoffmanns uppgift, alltid finnas i fabriksmässigt framställd anilin. Denna öfverraskande upptäckt bidrager, som lätt inses, att ändra alla hittills antagna åskådningssätt, och vi se att frågan åt detta håll ännu är nästan alldeles outredd.

Vårt ämne skulle nu leda oss att lemna en redogörelse för de methoder man har alt fästa anilinfärgerna på de väfnader eller garn man vill färga. En stor mängd olika förfaringssätt hafva här sökt göra sig gällande. Isynnerhet i början af anilinfärgindustrin, såg man många patenter uttagas att färgautan betningsmedel, det vill säga utan att, hvarken till tyget eller färglösningen, tillsätta något annat ämne som skulle tjena att fixera sjelfva färgämnet. Man framhöll att åtminstone de violetta anilinfärgerna voro sådana som man i färgerier kallar subjektiva färgämnen. I senare tider tyckes man dock allmänt begynt använda betningsmedel, isynnerhet för rosanilin, om hvilket de källor vi varit i tillfälle att rådfråga, innehålla något fullständigare uppgifter i detta afseende. Ett synnerligt värde såsom betningsmedel har garfsyran, den syra som fås från galläpple. Man dränker tyget eller garnet först i en garfsyrelösning och inför det sedan i en lösning af något rosanilinsalt, då färgen jemte syran utfälles på den kropp som skall färgas. Äfven ser man angifvet alt alun samt natronlösningar af lerjord användas såsom betningsmedel för fuchsin. Allt detta hör dock mera till den rent tekniska praktikens detaljer, hvilka vi här måste förbigå.

* H. Schiff har nyligen meddelat beskrifning öfver ett sätt att bestämma ifrågavarande färgers intensitet förmedelst spektroskopet, hvilket sätt vi dock ej närmare känna.Vi vilja i stället till slut beröraen fråga som är af ej ringa vigt. Denna gäller anilinfärgernas intensitet i förhållande till andra färgämnen, samt deras hållbarhet. Vi äro dock ej i tillfälle att anföra alldeles nya undersökningar åt detta håll,* icke senare än från 1861. De franske kemistemes nestor E. Chevreul offentliggjorde detta år sina iakttagelser rörande denna fråga. De röra den på nämnda tid använda fuchsin. Han säger att intet rödt färgämne kan förliknas med fuchsin, hvad beträffar färgens liflighet, intensitet och renhet. Fuchsin ger åt siden enrödfärg, hvilken kan betraktas såsom typ för rosenrödt. Innan man kände fuchsin, lemnade safflor den vackraste rosenröda färg. Beträffande liflighet och intensitet förhåller sig eochenille-rosenrödt till safflor-rosenrödt som det sistnämnda till fuchsin-rosenrödt. De fruntimmer som älska den rosenröda färgen böra derföre, om de bära safflor-rosenrödt och ännu mera om deras klädningar äro färgade med cochenille-rosenrödt icke ställa sig i bredd med dem som bära den fuchsin-rosenröda färgen. Älskare af rosenrödt på siden äro derföre stor tack skyldige upptäckaren af fuchsin. Men denna färg bör ej användas för sådant siden, som skall begagnas till tapeter, gardiner eller möbeltyg, ty fuchsin är ej någon beständig färg.

J. J. C.

Ei kommentteja :