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Kupellation Die ist ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetallen zum Beispiel Gold oder Silber aus Legierungen mit uned

Kupellation

Die Kupellation ist ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetallen, zum Beispiel Gold oder Silber, aus Legierungen mit unedleren Metallen. Das Kupellationsverfahren ist auch als Abtreiben oder Treibarbeit bekannt, historisch auch als Läuterung. Das verunreinigte Metall wird dazu mit Blei legiert, welches sich an die Verunreinigungen bindet. Das entstehende Bleioxid wird mitsamt den unedleren Metalloxiden von einem porösen Tiegelchen, der Kupelle oder Kapelle, aufgesogen. Es ist ein entscheidender Verfahrensschritt bei der Silberverhüttung. Gold und Silber lassen sich auf diese Weise jedoch nicht voneinander scheiden.

Einsatzgebiete Bearbeiten

  • Probierwesen, zur Bestimmung des Silbergehalts in Bleierzen
  • Analyse des Edelmetallgehalts (Feuerprobe) von Metalllegierungen
  • Recycling von edlen Metallen
  • Silberverhüttung

Verfahren Bearbeiten

Die Kupellation nutzt den Umstand der unterschiedlichen Sauerstoffaffinität der beteiligten Metalle aus. Edle Metalle wie Silber und Gold lassen sich nur sehr schwer oxidieren. Unedle Metalle hingegen können im flüssigen Zustand sehr leicht oxidiert werden. Edelmetalle lassen sich so bis 99,99 % reinigen.

Zur Durchführung der Kupellation wird das zu prüfende Metall mit etwa der doppelten Masse an Blei in einer Kupelle im sogenannten Probierofen in oxidierender Atmosphäre geschmolzen. Folgende chemische Reaktion läuft dabei ab:

Auf diese Weise wird die Konzentration des edlen Metalles während der Oxidation stetig größer, bis das gesamte Blei in Blei(II)-oxid (Bleiglätte) umgewandelt und auch die begleitenden Metalle oxidiert sind. Aufgrund der geringeren Oberflächenspannung der Oxidschmelze wird diese von der Kupelle aufgesaugt, während das Edelmetall als kleine Perle, das Güldischsilber, zurückbleibt. Aus Bleiglätte lässt sich durch Schmelzen in reduzierender Atmosphäre wieder Blei darstellen. Der Teil des Bleis, der als gasförmiges Bleioxid oder Bleidampf entweicht, geht allerdings verloren.

Die Kupelle ist ein tiegelartiges Gefäß, jedoch aus porösem Material. Durch die im Unterschied zum gewöhnlichen Tiegel sehr viel größere Oberfläche der Schmelze werden die Oxidationsprozesse beschleunigt. Hergestellt werden Kupelle aus Pflanzenasche, Knochenasche und Magnesia, um eine chemische Reaktion mit dem Bleioxid zu verhindern. Georgius Agricola berichtet auch von der Notwendigkeit, die Kupelle vor dem Gebrauch auszuglühen, um ein Herausspritzen des Bleis beim Schmelzen zu verhindern. Dies wurde als Abätmen bezeichnet.

Berechnung des Feingehalts Bearbeiten

Das zu prüfende Metall wird vor und nach der Kupellation gewogen. Anhand des Unterschieds lässt sich sein Feingehalt berechnen:

Dabei ist m1 die ursprüngliche Legierungsmasse und m2 die Masse des Regulus.

Geschichte Bearbeiten

Edelmetall- und Bleifunde in Anatolien des dritten vorchristlichen Jahrtausends, mindestens aber 2500 v. Chr., lassen die Verwendung der Kupellation für deren Gewinnung glaubhaft erscheinen.

In der Bibel wird geläutertes Silber in Psalm 12,7 erwähnt: „Silber, geschmolzen im Ofen, von Schlacken geschieden, geläutert siebenfach“.

Im römischen Kulturgebiet wurden Kupellen gefunden, die in das erste vorchristliche Jahrhundert datiert wurden. Da die Tiegelchen mit Bleioxid vollgesogen sind, erhielten sie sich im Boden sehr gut. Plinius der Ältere berichtet in seiner Naturkunde von der Anwendung der Kupellation zur Silberverhüttung.

Literatur Bearbeiten

  • G. Agricola: De re metallica, 1556.
  • P. T. Craddock: Early Metal Mining and Production, S. 205ff, 1995.
  • Marcos Martinón-Torres, Thilo Rehren, Sigrid von Osten: A 16th century lab in a 21st century lab: archaeometric study of the laboratory equipment from Oberstockstall (Kirchberg am Wagram, Austria). In: Antiquity. Band 77, Nr. 298, September 2003 (online – freier Volltext).
  • E. Pernicka / G. Wagner: Thasos als Rohstoffquelle für Bunt- und Edelmetalle im Altertum, DER ANSCHNITT, Beiheft 6, S. 224–231, Vereinigung der Freunde von Kunst und Kultur im Bergbau e.V., Bochum 1988, ISBN 3-921533-40-6
  • Theophilus Presbyter: De diversis artibus. 12. Jahrhundert
  • Th. Zimmermann: Zu den frühesten Blei- und Edelmetallfunden aus Anatolien – Einige Gedanken zu Kontext und Technologie. Der Anschnitt, 57. Jahrgang, S. 5–6. Deutsches Bergbaumuseum, Bochum 2005.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Th. Zimmermann: Zu den frühesten Blei- und Edelmetallfunden aus Anatolien – Einige Gedanken zu Kontext und Technologie. Der Anschnitt, 57. Jahrgang, S. 5–6. Deutsches Bergbaumuseum, Bochum 2005.
  2. Psalm 12: EU

Siehe auch Bearbeiten

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Die Kupellation ist ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetallen zum Beispiel Gold oder Silber aus Legierungen mit unedleren Metallen Das Kupellationsverfahren ist auch als Abtreiben oder Treibarbeit bekannt historisch auch als Lauterung Das verunreinigte Metall wird dazu mit Blei legiert welches sich an die Verunreinigungen bindet Das entstehende Bleioxid wird mitsamt den unedleren Metalloxiden von einem porosen Tiegelchen der Kupelle oder Kapelle aufgesogen Es ist ein entscheidender Verfahrensschritt bei der Silberverhuttung Gold und Silber lassen sich auf diese Weise jedoch nicht voneinander scheiden Inhaltsverzeichnis 1 Einsatzgebiete 2 Verfahren 3 Berechnung des Feingehalts 4 Geschichte 5 Literatur 6 Einzelnachweise 7 Siehe auchEinsatzgebiete BearbeitenProbierwesen zur Bestimmung des Silbergehalts in Bleierzen Analyse des Edelmetallgehalts Feuerprobe von Metalllegierungen Recycling von edlen Metallen SilberverhuttungVerfahren BearbeitenDie Kupellation nutzt den Umstand der unterschiedlichen Sauerstoffaffinitat der beteiligten Metalle aus Edle Metalle wie Silber und Gold lassen sich nur sehr schwer oxidieren Unedle Metalle hingegen konnen im flussigen Zustand sehr leicht oxidiert werden Edelmetalle lassen sich so bis 99 99 reinigen Zur Durchfuhrung der Kupellation wird das zu prufende Metall mit etwa der doppelten Masse an Blei in einer Kupelle im sogenannten Probierofen in oxidierender Atmosphare geschmolzen Folgende chemische Reaktion lauft dabei ab 2 P b M e t a l l l e g i e r u n g O 2 P b O u n e d l e M e t a l l o x i d e P b e d l e M e t a l l e displaystyle mathrm 2Pb Metalllegierung O 2 rightarrow PbO unedle Metalloxide Pb edleMetalle nbsp Auf diese Weise wird die Konzentration des edlen Metalles wahrend der Oxidation stetig grosser bis das gesamte Blei in Blei II oxid Bleiglatte umgewandelt und auch die begleitenden Metalle oxidiert sind Aufgrund der geringeren Oberflachenspannung der Oxidschmelze wird diese von der Kupelle aufgesaugt wahrend das Edelmetall als kleine Perle das Guldischsilber zuruckbleibt Aus Bleiglatte lasst sich durch Schmelzen in reduzierender Atmosphare wieder Blei darstellen Der Teil des Bleis der als gasformiges Bleioxid oder Bleidampf entweicht geht allerdings verloren Die Kupelle ist ein tiegelartiges Gefass jedoch aus porosem Material Durch die im Unterschied zum gewohnlichen Tiegel sehr viel grossere Oberflache der Schmelze werden die Oxidationsprozesse beschleunigt Hergestellt werden Kupelle aus Pflanzenasche Knochenasche und Magnesia um eine chemische Reaktion mit dem Bleioxid zu verhindern Georgius Agricola berichtet auch von der Notwendigkeit die Kupelle vor dem Gebrauch auszugluhen um ein Herausspritzen des Bleis beim Schmelzen zu verhindern Dies wurde als Abatmen bezeichnet Berechnung des Feingehalts BearbeitenDas zu prufende Metall wird vor und nach der Kupellation gewogen Anhand des Unterschieds lasst sich sein Feingehalt berechnen F 1000 m 2 m 1 displaystyle F 1000 cdot frac m 2 m 1 nbsp Dabei ist m1 die ursprungliche Legierungsmasse und m2 die Masse des Regulus Geschichte BearbeitenEdelmetall und Bleifunde in Anatolien des dritten vorchristlichen Jahrtausends mindestens aber 2500 v Chr lassen die Verwendung der Kupellation fur deren Gewinnung glaubhaft erscheinen 1 In der Bibel wird gelautertes Silber in Psalm 12 7 erwahnt Silber geschmolzen im Ofen von Schlacken geschieden gelautert siebenfach 2 Im romischen Kulturgebiet wurden Kupellen gefunden die in das erste vorchristliche Jahrhundert datiert wurden Da die Tiegelchen mit Bleioxid vollgesogen sind erhielten sie sich im Boden sehr gut Plinius der Altere berichtet in seiner Naturkunde von der Anwendung der Kupellation zur Silberverhuttung Literatur BearbeitenG Agricola De re metallica 1556 P T Craddock Early Metal Mining and Production S 205ff 1995 Marcos Martinon Torres Thilo Rehren Sigrid von Osten A 16th century lab in a 21st century lab archaeometric study of the laboratory equipment from Oberstockstall Kirchberg am Wagram Austria In Antiquity Band 77 Nr 298 September 2003 online freier Volltext E Pernicka G Wagner Thasos als Rohstoffquelle fur Bunt und Edelmetalle im Altertum DER ANSCHNITT Beiheft 6 S 224 231 Vereinigung der Freunde von Kunst und Kultur im Bergbau e V Bochum 1988 ISBN 3 921533 40 6 Theophilus Presbyter De diversis artibus 12 Jahrhundert Th Zimmermann Zu den fruhesten Blei und Edelmetallfunden aus Anatolien Einige Gedanken zu Kontext und Technologie Der Anschnitt 57 Jahrgang S 5 6 Deutsches Bergbaumuseum Bochum 2005 Einzelnachweise Bearbeiten Th Zimmermann Zu den fruhesten Blei und Edelmetallfunden aus Anatolien Einige Gedanken zu Kontext und Technologie Der Anschnitt 57 Jahrgang S 5 6 Deutsches Bergbaumuseum Bochum 2005 Psalm 12 EUSiehe auch BearbeitenGoldgewinnung Silberstempel Der Feingehalt und seine Prufung Treibherd Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kupellation amp oldid 224339313