Titel: Albrecht, über Bestimmung des specifischen Gewichts mittelst hydrostatischer Cylinderchen.
Autor: Albrecht, Karl
Fundstelle: 1843, Band 89, Nr. CXIII. (S. 428–432)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj089/ar089113

CXIII. Leichte Methode, selbst von den kleinsten noch wägbaren Mengen starrer Körper oder tropfbarer Flüssigkeiten das specifische Gewicht vermittelst hydrostatischer Cylinderchen zu finden; von Karl Albrecht,

Secundarlehrer in Mettmenstetten im Kanton Zürich, ehemals Collaborator zu Calw im Königreich Württemberg.

Mit Abbildungen auf Tab. VI.

Es ist gewiß den meisten Chemikern oft schon verdrießlich gewesen, das specifische Gewicht kleiner Mengen von Salzen, Mineralien, Löthrohrproben, Flüssigkeiten u. s. w. wegen Mangels an einem passenden und bequemen Instrumente ununtersucht zu lassen und dadurch ein charakteristisches Merkmal des Körpers oft nach mühsamer Untersuchung zu verlieren.

Diesem Mangel hofft nun der Einsender dieses auf eine leichte und bequeme Art mittelst der in dem Nachfolgenden beschriebenen Methode abgeholfen und so die Mikrochemie mit einem neuen und nüzlichen Instrumente bereichert zu haben.

Diese Methode besteht in der Anwendung von graduirten Glasröhrchen, deren Raumtheilchen nach dem Gewichte des destillirten Wassers auf einer genauen Waage gemessen und die entsprechenden Gewichte einer empfindlichen Gran- oder Probirwaage beigegeben sind.

Die ganze Aufgabe, das specifische Gewicht eines Körpers zu finden, besteht bekanntlich darin, zu bestimmen, wie viele Raumtheile Wassers irgend ein starrer oder tropfbar flüssiger Körper einnimmt, und dann aus dem absoluten Gewichte dieser Wassertheile und des verglichenen Körpers eine Verhältnißzahl zu Eins zu berechnen, welche dann anzeigt, wie vielmal in gleichem Raume der verglichene Körper leichter oder schwerer ist als das Wasser. Durch diese Berechnung werden nun die zwei Zahlen eines Verhältnisses durch eine einzige Zahl ausgedrükt, welche in der Reihe der also gewogenen Körper das specifische Gewicht derselben angibt.

Ein jedes geometrisches Verhältniß ist ein Divisionsexempel, dessen Resultat die Verhältnißzahl zu Eins darstellt und dadurch anzeigt, wie vielmal das eine Glied größer oder kleiner ist als das andere.

Da jeder geometrische Bruch eine Verhältnißzahl zu Eins ist, so läßt sich das specifische Gewicht zunächst als einen solchen Bruch darstellen, und sodann in einen arithmetischen oder Decimalbruch verwandeln.

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Gesezt, man hätte ein Gewichtssystem, in welchem 1000 Gewichtstheile etwa 1 Loth des gewöhnlichen Gewichtes wiegen, so wird nach demselben ein Stükchen Gold von 484 solcher Gewichtstheilchen einen sehr kleinen Raum einnehmen. Verdrängt nun in dem graduirten Glasröhrchen dieses Stükchen Gold 25 Gewichtstheile Wassers, so ist eben dadurch gefunden, daß 484 Gewichtstheile Goldes einen eben so großen Raum einnehmen, als 25 gleiche Gewichtstheile Wassers. Dieses Gewichtsverhältniß des Goldes zum Wasser bleibt sich nun in jeder Menge bei gleichem Raume gleich, und folglich ist 25 : 484 = 1: 484/25 = 1 : 19,36; d. i. ein gleiches Volumen Goldes ist 19 36/100mal schwerer, als das gleiche Volumen Wassers, oder kurz: das specifische Gewicht des Goldes ist 19,36.

Die Verfertigung der graduirten Glascylinderchen und der dazu nöthigen Gewichte ist auf folgende Art leicht zu bewerkstelligen.

Man nehme eine Glasröhre, deren Luftcylinder eine Dike von 2 bis 3 Linien des alten französischen Zolles hat. Diese zerschneide man in Stüke von 5 bis 6 Zoll Länge, koche sie in Wasser ½ Stunde lang aus, schleife sie zuerst auf einem Sandsteine, dann mit Wasser und Schmirgel auf einem flachen Eisen oder Kupfer flach ab, und bohre auf die bekannte Weise mittelst Terpenthinöhl, worin ein wenig Kautschuk aufgelöst ist, mit einem wohlgehärteten Stichel66) oben am Ende der Röhrchen zwei Löcher am Durchmesser des Cylinderchens, ziehe durch dieselben einen Henkel von feinem Platindraht, um sie an einer Granwaage aufhängen zu können, und nun klebe man eine auf folgende Art eingetheilte Papierscale auf jedes der Röhrchen von gleichem Kaliber.

Man verschafft sich ein Messingblech von der Dike einer halben Linie, dessen Stirne etwa 2 Zoll breit ist. In diese Stirne schneidet man auf die nämliche Art, wie man die Gewindstähle verfertigt, auf einer Drehbank, indem man das Blech gegen einen eingespannten Gewindbohrer drükt, die Zähne des Gewindes, welches bloß 3/5 Millimeter Steigung haben darf, ein, feilt die so eingetheilte Stirne keilförmig zu, schleift den Grat ab, und drükt nun die in gerader Linie liegenden Zähne, welche man vorher mit einem Reißblei überstrichen hat, auf einen Papierstreifen ab, decimirt die Theilpunkte und rechnet |430| die Einheit als Tausendtel. Diese Eintheilung ist in Beziehung auf die mechanische Aufgabe, nämlich auf Genauigkeit, die möglichst richtige, welcher selbst diejenige nachsteht, die auf einer Theilmaschine bewerkstelligt wurde. Dabei hat dieses einfache Theilinstrument den wesentlichen Nuzen, daß man durch dasselbe leicht eine Menge gleich graduirter Glasröhren und Maaßstäbe in wenigen Augenbliken sich selbst verfertigen kann, und folglich ist auch diese Theilmethode, bei welcher die Zehntausendtel noch ziemlich genau geschäzt werden können, für die chemische Meßkunde ein Gewinn, und also die Mittheilung derselben am rechten Ort.

Um die Röhrchen unten zu verschließen, kitte man mittelst des bekannten Glaskittes aus 1 Gewichtstheil Mastix, 6 Thl. Alkohol, 2 Thl. Hausenblase, 16 Thl. Fruchtbranntwein und ½ Th. Ammoniakgummi ein vierekiges Stükchen flaches, mattgeschliffenes Glas als Füßchen an das eben geschliffene Cylinderchen. Die Röhrchen für starke Säuren oder äzende Alkalien werden unten zugeschmolzen, bei ihrem Gebrauche muß aber eine Tara für das bis an den ersten Theilstrich gehende Wasser abgezogen werden. In den Händen der Kenner werden wohl solche Anstände leicht beseitigt werden; was aber die Verfertigung des zu den Röhrchen gehörigen Gewichtes betrifft, auf dessen Genauigkeit hier, schon wegen der Kleinheit der Raumtheile, natürlich alles ankommt, so wird klar seyn, daß man bloß ein Normalgewicht von 100 Raumtheilen Wassers in den gleichen Cylinderchen genau abzuwägen braucht, um vermittelst einer genauen Probirwaage alle übrigen Gewichte darnach verfertigen zu können. Die Art dieses Verfahrens bedarf keiner weiteren Erläuterung; bei meinen Röhrchen ist die Länge von 100 solchen Raumtheilchen 2 Zoll 7½ Linien des alten französischen Maaßes. Um die Einheiten zu bekommen, wiegt man ein Stükchen Platindraht mit 10 Gewichtstheilen Wassers in dem Röhrchen ab, macht nach demselben, wie Fig. 34 zeigt, 10 Adversallinien, und feilt sich nach diesem Muster die neun untergeordneten Gewichtstheile ab, natürlich von gleichem Drahte und mit der gehörigen Genauigkeit. Auch noch ½, ⅓, ¼, ¾, 1/5 kann auf diese Art als Gewicht ausgemittelt werden.

Gebrauch der Röhrchen. Dieser erstrekt sich auf starre Körper, sowohl in compacter als Pulverform, auf Flüssigkeiten jeder Art, und selbst mit einer leichten Abänderung auf kleine Mengen von Gasen.

Um starre Körper nach ihrem Volumen mit diesen Röhrchen zu messen und mit dem Gewichte des Wassers zu vergleichen, ist es vollkommen gleichgültig, welche Flüssigkeit in das Röhrchen gegossen wird; man braucht bloß auf der Scale abzulesen, wie hoch dieselbe steigt, |431| wenn das Körperchen hineingeworfen wird, und man darf bloß, wie oben, mit den Wasserraumtheilen in sein absolutes Gewicht dividiren, so wird die Verhältnißzahl zu Eins, oder sein specifisches Gewicht herauskommen. Wäre z. B. jenes Stükchen Gold von 484 Theilen des absoluten Gewichts der Waage in die Flüssigkeit, welche etwa 30 Raumtheile des Gläschens einnimmt, geworfen worden, so würde diese auf 55 Theile steigen: folglich wäre es einem Raume von 55 – 30 = 25 Wasservolum-Theilen gleich, und die Berechnung seines specifischen Gewichts geschieht wie oben gezeigt wurde. Eben so kann das specifische Gewicht von Edelsteinen, Salzkrystallen, Mineralien etc. gefunden werden.

Um das specifische Gewicht von kleinen Mengen irgend einer Flüssigkeit zu finden, hat man bloß nöthig, dieselbe in das Gläschen zu gießen, ihren Raum auf der Scale abzulesen, sodann zu wägen und die Verhältnißzahl zu 1 Theil Wasser zu berechnen. Gesezt man hätte in das Gläschen 103 Raumtheile Salzsäure gegossen, und durch Wägung fänden sich für dieselben 123 Gewichtstheile, folglich wäre nach obiger Methode 103 : 123 = 1 : 1,1941, d. i. die Salzsäure hätte ein specifisches Gewicht von 1,1941, oder, was einerlei ist, die 103 Raumtheile Salzsäure sind 1,1941mal schwerer als 103 Raumtheile Wassers.

Oder man hätte in dem Gläschen 36 Raumtheile absoluten Alkohols, und diese wiegen 28½ Gewichtstheile der Waage, so ist 36 : 28½ = 1 : 28½/36 = 1 : 19/24 = 1 : 0,791. Demnach ist das specifische Gewicht des Alkohols = 0,791.

Da es öfter vorkommen wird, daß man von einer Flüssigkeit, deren spec. Gewicht man sucht, wenigstens 1 Loth oder mehr hat, so läßt sich mittelst unserer Waage ganz leicht dieses Gewicht unmittelbar darstellen. Man macht sich etwas weitere Glasröhrchen mit Platindrahthenkeln, welche unten zugeschmolzen sind, wiegt in denselben 1000 Gewichtstheile Wassers genau ab, feilt an dem Niveau einen Theilstrich und klebt auf das Röhrchen die Zahl der Tara, so darf man nur bis an den Strich eine andere beliebige Flüssigkeit gießen und wägen, so erhält man durch diese Wägung nach Abzug der Tara unmittelbar ihr spec. Gewicht. Auf diese Art würden die 1000 Raumtheilchen des Gläschens, mit obigem Alkohol gefüllt, nur 0,791 wägen, und 1000 Theile jener Salzsäure 1,194. Mit einer Pipette kann man leicht die Flüssigkeit bis genau auf den Theilstrich bringen.

Aus dieser Darstellung wird sich ergeben, daß die hydrostatischen Cylinderchen ihrem Zwek, nämlich das spec. Gewicht kleiner Theile von starren oder flüssigen Körpern zu finden, wirklich auf eine leichte |432| Art entsprechen, und nach der angegebenen Methode kann nun auch die Verfertigung der dazu nöthigen Scalen und Gewichte keiner Schwierigkeit unterliegen, und jeder Chemiker wird sie sich leicht verfertigen können. Die Anwendung dieser Waage zu Auffindung des spec. Gewichts kleiner Mengen Gase soll später gezeigt werden.

Fig. 32 ist eine Ansicht des hydrostatischen Cylinderchens sammt Füßchen, Scale und Henkel. Fig. 33 stellt ein Probir-Cylinderchen vor mit dem Theilstrich C für 1000 Gewichtstheile Wasser, und Fig. 34 zeigt die Transversallinien für die Verfertigung der Gewichts-Einheiten aus Platindraht unter Zehn und unter Eins.

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Der Verfasser machte bekanntlich im J. 1836 die Entdekung, daß sich das Glas mittelst eines mit zähem Terpenthinöhl befeuchteten Grabstichels beliebig durchlöchern läßt und daß sich zu diesem Zwek dem frischen Terpenthinöhl durch Zusaz von etwas Kampher oder Kautschuk die Eigenschaften des alten ertheilen lassen; man vergleiche polytechnisches Journal Bd. LIX S. 78.

A. d. R.

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