Titel: Heeren, über die Bestimmung der Dichtigkeit des Schießpulvers.
Autor: Heeren,
Fundstelle: 1856, Band 141, Nr. LXVII. (S. 279–292)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj141/ar141067

LXVII. Ueber die Bestimmung der Dichtigkeit des Schießpulvers; von Hrn. Prof. Dr. Heeren.

Aus den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereins. 1856, S. 168.

Bei der Untersuchung des Pulvers auf seine Dichtigkeit treten eigenthümliche und so große Schwierigkeiten hervor, daß man sich bis jetzt mit annähernden Bestimmungen begnügen mußte, um wenigstens vergleichungsweise über die verhältnißmäßige Dichtigkeit mehrerer vorliegenden Pulversorten Aufschluß zu erhalten. Diese Schwierigkeiten entspringen aus dem Umstande, daß die einzelnen Pulverkörner eine mehr oder weniger poröse Masse bilden, welche zwischen den Theilchen des Salpeters, Schwefels und der Kohle noch Luft einschließt, und welche, wenn man sie in eine Flüssigkeit schüttet, um nach der gewöhnlichen Methode das specifische Gewicht zu bestimmen, diese Flüssigkeit einsaugt und demnach weniger derselben verdrängt, als die Körner eigentlich ihrem Raume nach verdrängen müßten.

Um jedem Mißverständniß vorzubeugen, bemerke ich, daß es sich bei den vorliegenden Untersuchungen nicht um das kubische Gewicht, d.h. das specifische Gewicht des ganzen Pulvers mit Einschluß der Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern, sondern lediglich um die Dichtigkeit der Körner selbst, oder um den Grad der Verdichtung des Pulverkuchens handelt. Es herrscht unter den Schriftstellern über Artillerie-Technik keine Uebereinstimmung der Nomenclatur; so werden z.B. die Ausdrücke absolutes und relatives specifisches Gewicht von Timmerhans und Werther in gerade entgegengesetztem Sinne gebraucht. Ich werde, um die Verwirrung nicht zu vermehren, mich der Werther'schen Bezeichnung bedienen, und mit absolutem specifischem Gewicht jenes der festen Substanz ganz ohne Luft; mit relativem specifischem Gewicht jenes der einzelnen Pulverkörner; mit kubischem Gewicht jenes des ganzen Pulvers, mit Einschluß der zwischen den Pulverkörnern befindlichen Luft, bezeichnen.

Die von einigen vorgeschlagene Anwendung des Leslie'schen Stereometers und des damit verwandten Say'schen und des Regnault'schen Volumenometers ist durchaus unzulässig. Bekanntlich bestehen diese Instrumente im Wesentlichen aus einem Glasballon, der mit einem verticalen Glasrohr communicirt, welches, unten mit einem Hahn versehen, mit Quecksilber gefüllt werden kann. Oeffnet man nun den Hahn, so sinkt |280| das Quecksilber in der Röhre nur bis zu einer gewissen Tiefe, welche von dem Volumen der in dem Ballon befindlichen, sich ausdehnenden Luft abhängt. Wiederholt man denselben Versuch, nachdem man eine gewogene Menge des zu untersuchenden Körpers in den Ballon gebracht hat, so wird das Quecksilber weniger tief sinken, weil die Menge der Luft in dem Ballon in Folge der Gegenwart des fremden Körpers eine kleinere ist als vorher, und man kann nun aus dem Unterschiede der Quecksilberstände den Raum des fremden Körpers berechnen. Auf Pulver angewandt, kommt nun aber der Umstand in Betracht, daß, wenn sich die Luft in dem Ballon verdünnt, unfehlbar die in den Pulverkörnern enthaltene Luft an der Verdünnung Theil nimmt, folglich zum Theil heraustritt, so daß man keineswegs den Raum, welchen die ganzen Pulverkörner einnehmen, sondern nur jenen der festen Substanz, also das absolute specifische Gewicht, erfährt.

Meyer „Artillerie-Technik,“ Th. I, S. 283, beschreibt den Gebrauch des Stereometers, ohne etwas anderes dagegen einzuwenden, als daß zum Gebrauch viel Uebung gehöre. Er empfiehlt sodann als einfachste Methode die gewöhnliche mittelst Alkohol, ohne des Eindringens desselben in die Pulverkörner auch nur zu gedenken.

Timmerhan's traité élémentaire d'artillerie S. 219, spricht sich ganz in gleichem Sinne aus wie Meyer und handelt sehr ausführlich über das Say'sche Volumenometer, offenbar in gutem Glauben an seine Brauchbarkeit.

Werther „unorganische Chemie,“ 2. Abth., die Artillerie- und Ingenieur-Technik umfassend, hat die Unbrauchbarkeit jener Instrumente richtig erkannt und sagt S. 86: „Nach vielen Versuchen über die beste Methode zur Ermittelung des relativen specifischen Gewichtes, welche alle die Unanwendbarkeit der Stereometer oder Volumenometer für diesen Zweck erwiesen, ist man in der Pulverfabrik zu Spandau bei Anwendung des Alkohols stehen geblieben. Man bedient sich einer in 1/60 Kubikzoll getheilten, ungefähr 1/2 Zoll weiten Glasröhre, in welche wasserfreier oder fast wasserfreier Alkohol gegossen und dann das vorher gewogene vollkommen getrocknete Pulver durch einen lang- und weithalsigen Trichter eingefüllt wird. Die Differenz zwischen dem Stande des Alkohols vor und kurz nach der Eintragung des Pulvers gibt das specifische Gewicht des letztern an. Das Ablesen geschieht sogleich, nachdem die Oberfläche des Alkohols zur Ruhe gekommen, und man geht bei dieser Methode von der Voraussetzung aus, daß in den ersten Momenten nach Einschütten des Pulvers noch keine Luft aus den Poren der Pulverkörner verdrängt wird, während dieß zwischen den einzelnen Körnern der Fall ist. In der That sieht man auch erst nach längerem Verweilen des Pulvers im Alkohol eine große |281| Menge Luftblasen nach und nach entweichen. Wenn dieses Verfahren auch auf keine absolute Genauigkeit Anspruch machen darf, so erfüllt es doch bei Anwendung von gehöriger Sorgfalt und Gleichmäßigkeit in verschiedenen Proben für jene relativen Bestimmungen seinen Zweck. Das zu untersuchende Pulver trocknet man unter der Luftpumpe oder im Wasserbade, und läßt es dann unter einer Glocke mit Schwefelsäure eine Zeit lang stehen. Die Röhre, welche 7 Kubikzoll Inhalt hat, füllt man nur bis zu 2 Kubikzoll mit Alkohol an und wählt dann ungefähr 1 Loth Pulver in Kuchen oder Körnern, oder bis zu 3 Kubikzoll Alkohol für 1 Loth Pulversatz.“

Genauer, obwohl etwas mühsamer als die so eben nach Werther beschriebene Maaßbestimmung, ist die Bestimmung dem Gewichte nach. Ein mit einer Glasplatte oder einem eingeschmirgelten Glasstöpsel genau verschließbares Gläschen wird mit absolutem Alkohol von genau bestimmter Temperatur gefüllt und gewogen; sodann schüttet man die getrocknete und gewogene Pulverprobe so rasch wie möglich ein, verschließt das Glas sofort und bestimmt abermals das Gewicht. Hierdurch erfährt man die Menge des durch das Pulver aus dem Gefäße verdrängten Alkohols, also die Gewichte gleicher Raumtheile Pulver und Alkohol, folglich das specifische Gewicht des ersteren im Verhältnis zu dem letzteren. Wird sodann die gewonnene Zahl mit dem specifischen Gewicht des Alkohols multiplicirt, so ergibt sich das specifische Gewicht des Pulvers zum Wasser.

Da sich diese Methoden auf die, jedenfalls zweifelhafte Annahme stützen, daß während der kurzen Zeit des Versuchs ein Eindringen des Alkohols in die Pulverkörner nicht statt finde; da ferner bei den meisten der von mir untersuchten Pulversorten das Entweichen von Luftbläschen aus den Körnern sogleich nach dem Einschütten begann: so schien es mir wichtig, die Menge des während der kurzen Zeit des Versuchs in die Pulverkörner eindringenden Alkohols annähernd zu bestimmen, und es wurden zu dem Ende gewogene kleine Pulvermengen, die sich in einem Gläschen befanden, versuchsweise mit einem oder mehreren Tropfen Alkohol betröpfelt und sofort stark geschüttelt, um den Alkohol auf alle Körner gleichmäßig zu vertheilen. Bei diesem, mit englischem Kanonenpulver angestellten Versuche zeigte sich nun daß, wenn die Menge des Alkohols etwa 7 Procent vom Gewicht des Pulvers betrug, derselbe während der zum Versuche nöthigen Zeit von 3 bis 4 Secunden vollständig eingesogen wurde, so daß die Körner völlig trocken erschienen. Da nun das specifische Gewicht des Alkohols ziemlich genau 1/2 von dem des Pulvers ist, so folgt, daß jene 7 Gewichtprocente nahe 14 Procent des Raumes betragen. Demnach findet sich bei Bestimmung des specifischen Gewichtes |282| die Menge des verdrängten Alkohols um 14 Procent zu klein, und man müßte, um der Wahrheit nahe zu kommen, die gefundene Menge des verdrängten Alkohols um den sechsten Theil höher veranschlagen. Gesetzt, man habe 5 Gramme Pulver in Alkohol geschüttet, und es betrage die Menge des verdrängten Alkohols 2,4 Gramme, so würde sich hieraus (das specifische Gewicht des Alkohols = 0,794 vorausgesetzt) das specifische Gewicht des Pulvers = 1,654 berechnen; wird aber die Menge des verdrängten Alkohols um 1/6 höher, also = 2,8 Gramme angenommen, so findet sich das specifische Gewicht des Pulvers = 1,418. Ist nun auch diese Fehlerquelle einem Jeden, der sich mit solchen Bestimmungen abgibt, im Allgemeinen wohl bekannt, so beruhigt man sich doch mit der Annahme daß ja bei allen Pulversorten derselbe Fehler begangen werde, und daß, da es sich gewöhnlich nur um Vergleichungen handle, man seine Absicht mit einer für praktische Zwecke hinlänglichen Genauigkeit erreiche.

Nun aber lehrt nicht nur der Augenschein, daß das Entweichen von Luft aus dem Inneren der Pulverkörner mit sehr ungleicher Geschwindigkeit statt findet, sondern es folgt auch aus der Natur der Sache, daß poröse sowohl wie auch nicht polirte Pulversorten dem Eindringen des Alkohols zugänglicher sind, als dichte und polirte Sorten, woraus wieder folgt, daß die letzteren verhältnißmäßig mehr Alkohol verdrängen als die ersteren, daß mithin der Unterschied zwischen dichten und porösen, so wie zwischen polirten und unpolirten Sorten sich geringer zeigen muß, als er in Wirklichkeit existirt. Bei sehr porösem, unpolirtem Pulver findet das Eindringen des Alkohols mit solcher Schnelligkeit statt, daß sich schon während der kurzen Zeit des Einschüttens die Poren zum großen Theil mit Alkohol füllen, und man statt eines ungewöhnlich niedrigen, gerade umgekehrt ein ungewöhnlich hohes specifisches Gewicht findet, wie aus folgendem Versuch hervorgeht: Ich bereitete durch feines Zerreiben von Kanonenpulver, Befeuchten desselben mit 8 Procent Wasser und gelindes Pressen einen Pulverkuchen, dessen wirkliches specifisches Gewicht, nach der weiter unten vorkommenden genaueren Methode bestimmt, 1,32 betrug. Als derselbe nach der gewöhnlichen Einschüttemethode untersucht wurde, fand sich das specifische Gewicht = 1,81. Ein anderer, stärker gepreßter Pulverkuchen von 1,53 wirklichem specifischen Gewicht gab nach der Methode des raschen Einschüttens die Zahl 1,75. Man ersieht hieraus, daß bei beiden Bestimmungen die nach der gewöhnlichen Methode gefundene Dichtigkeit bedeutend von der Wahrheit abweicht, aber bei dem sehr porösen Pulver mehr als bei dem weniger porösen; ja, daß sogar das porösere eine größere Dichtigkeit (1,81) zeigen konnte, als das dichtere, (1,75). Je lockerer daher das Pulver, um so mehr wird sich das relative |283| specifische Gewicht dem absoluten annähern, welches durchschnittlich = 2 angenommen werden kann.

Wäre es möglich, statt des Alkohols eine andere Flüssigkeit zu benutzen, welche nicht in das Pulver einzudringen vermag, so wäre das Problem gelöst, und es liegt keinesfalls in der Unmöglichkeit, daß eine solche noch gefunden werden könne. Die einzige mir bekannte, das Quecksilber, ist bei gekörntem Pulver besonders aus dem Grunde unbrauchbar, weil es seiner großen Cohärenz wegen die Zwischenräume zwischen den Körnern nicht vollständig ausfüllt.

Nach vielfachen vergleichenden Versuchen habe ich das folgende Verfahren als das genaueste und zuverlässigste erkannt, und wenn auch dasselbe in vollständiger Ausführung für die gewöhnlichen Pulverproben zu mühsam und langwierig erscheint, so mußte doch zunächst die Absicht dahin gehen, nur erst in den Besitz irgend eines, wenn auch etwas weitläufigen, doch aber einigermaßen genauen Verfahrens zu gelangen; auch läßt sich, wie wir sehen werden, eine Vereinfachung anbringen, mittelst deren ohne erheblichen Nachtheil für die Genauigkeit des Resultates ein bedeutender Zeitgewinn erreicht werden kann.

Die Idee des von mir vorzuschlagenden Verfahrens, welches ich der Kürze halber das Sättigungsverfahren nennen will, kommt einfach darauf hinaus, die gewogene Probe mit Alkohol vollständig zu tränken, um die Möglichkeit eines ferneren Einsaugens abzuschneiden, das so gesättigte Pulver wieder zu wägen und darauf in ein mit Alkohol gefülltes Gläschen zu schütten, um die Menge des verdrängten Alkohols, mithin den Rauminhalt der Pulverkörner, zu finden.

Es muß nun zunächst einer Einwendung begegnet werden, welche voraussichtlich von manchem meiner Leser gemacht werden wird, daß nämlich die Aufgabe, die Pulverkörner gerade vollständig mit Alkohol zu schwängern, ohne durch äußerlich anhaftenden Alkohol ihr Volumen und Gewicht fälschlich zu vergrößern, eine sehr schwierige sey. Diese Schwierigkeit verschwindet bei angemessener Manipulation, welche natürlich einen wesentlichen Theil meines Verfahrens bildet, und daher gleich hier schon zur Erörterung kommen mag.

Es ist zunächst zu erwägen, daß die Poren in den Pulverkörnern von so außerordentlicher Kleinheit sind, daß trotz ihres Vorhandenseyns die Körner ganz glatt erscheinen, daß diese daher auch bei völliger Anfüllung mit Alkohol äußerlich sich fast trocken darstellen können. – Zum Behuf der Tränkung nun gibt man das Pulver in ein beliebiges Gefäß, übergießt es mit Alkohol, so daß es davon ganz bedeckt ist, bringt das Ganze unter den Recipienten einer Luftpumpe und setzt das Auspumpen der |284| Luft so lange fort, als noch Bläschen aus den Körnern entweichen. Der Alkohol geräth hierbei in Folge des sehr verminderten Luftdruckes zum Kochen, doch sind die großen Dampfblasen desselben von den feinen Luftbläschen leicht zu unterscheiden, auch trägt die Dampfentwickelung dazu bei, das Entweichen der Luft zu befördern. Nach Beendigung dieser Operation überläßt man das Pulver, noch vom Alkohol überdeckt, etwa eine Stunde lang sich selbst, um diesem die nöthige Zeit zu gönnen, in die feinsten Poren einzuziehen. In Ermangelung einer Luftpumpe kann man das Pulver etwa 24 Stunden lang im Alkohol belassen, indem während dieser Zeit alle Luft von selbst entweicht; doch halte ich aus mehreren Gründen die Anwendung der Luftpumpe für besser. Man gießt nun den Alkohol vom Pulver so gut wie möglich ab, schüttet das Pulver auf ein doppelt zusammengelegtes Stück weißes Löschpapier und schiebt es darauf mittelst eines Messers hin und her, bis es zwar noch stark feucht, aber nicht mehr naß erscheint. Wie in tausend andern Dingen, so macht auch hier einige Uebung und Erfahrung den Meister. Beim ersten Beginn, zumal mit feinkörnigem Pulver, wird man vielleicht Neigung verspüren, an der Ausführbarkeit zu zweifeln; man wird aber bei öfterer Wiederholung bald dahin gelangen, durch abwechselndes Streichen und Schütteln des Pulvers auf dem Papier die Abtrocknung bis zu dem geeigneten Grade zu bewirken. Man schüttet nun das äußerlich noch feuchte Pulver in ein, aus einer weiten Glasröhre angefertigtes cylindrisches Gläschen mit flachem Boden, so daß es stehen kann, und mit oben gerade abgeschliffenem Rande, um es mit einer kleinen Glasplatte verschließen zu können. Dieses Gläschen kann einen Durchmesser von etwa 2/3 Zoll und eine Höhe von 3 Zoll haben. Nachdem das feuchte Pulver von dem Papier in dieses Glas gebracht ist, kann man sich mittelst einer Loupe überzeugen, daß die Oberfläche der Pulverkörner noch frei anhängenden Alkohol enthalte, als Beweis, daß sie im Innern noch vollständig mit Alkohol gesättigt sind. Um nun diesen kleinen überflüssigen Rest des Alkohols zu entfernen, schneidet man einen Streifen Löschpapier von solcher Breite, daß er sich bequem in das Gläschen bringen läßt, schließt das Gläschen mit dem Daumen oder der Glasplatte und schüttelt es, um das Pulver mit dem Löschpapier in vielfältige Berührung zu bringen, so lange, bis das Pulver äußerlich gerade abgetrocknet ist, was man theils mit der Loupe, theils auch daran erkennt, daß die Körner nicht mehr an den Wänden des Glases und an dem Papier hängen bleiben. Auch diese Operation erscheint wahrscheinlich in der Beschreibung viel schwieriger und unsicherer, als sie bei der Ausführung ist. Es bedarf übrigens kaum der Erwähnung, daß sich mit grobkörnigen Sorten, besonders mit Kanonenpulver, |285| dessen Dichtigkeitsverhältnisse gerade am häufigsten der Controle bedürfen, weit leichter, als mit feinen Sorten arbeiten läßt. Das getränkte Pulver wird dann mit dem Gläschen gewogen.

Das ganze Verfahren der Sättigungsmethode, so wie ich es bisher befolgt habe, besteht nun in Folgendem: Man verschafft sich ein kleines Gläschen von etwa 2 Loth Wasser Inhalt mit eingeriebenem Glasstöpsel, welcher an einer Seite mit einer feinen eingefeilten Furche versehen ist, und bestimmt, zur Ersparung vieler Wagungen, ein für allemal das Gewicht des mit absolutem Alkohol bei 17° R. gefüllten Glächens. Das Pulver wird zum Zweck des Trocknens in einer kurzen weiten Glasröhre oder einem kleinen Porzellantiegelchen längere Zeit in einem Sandbade auf etwa 40 bis 50° erwärmt, sodann in einer mit warmem Sand gefüllten Schale einige Zeit unter die Luftpumpe gebracht, dann sogleich gewogen und in das, etwa zur Hälfte mit Alkohol gefüllte Gläschen geschüttet. Man stellt dasselbe dann wieder unter die Luftpumpe, um die Luft aus den Körnern vollständig zu entfernen, füllt hierauf das Gläschen bis zur Mündung mit Alkohol, setzt den Stöpsel auf und stellt oder hängt es in ein Gefäß mit Wasser von 17° R., worin es etwa 1 Stunde verbleibt. Nach Verlauf dieser Zeit nimmt man es heraus, setzt, im Fall sich ein Luftbläschen darin finden sollte, noch etwas Alkohol hinzu, trocknet es äußerlich schnell und vollkommen ab, und bestimmt genau das Gewicht. Man entleert es nun von dem Alkohol, schüttet das Pulver auf Löschpapier und sodann in das Cylindergläschen, um es nach der gegebenen Beschreibung äußerlich abzutrocknen, und bestimmt das Gewicht. Zur Controle kann das Pulver wieder getrocknet und nochmals gewogen werden, ja man könnte sich in diesem Falle die Wägung des Pulvers vor dem Versuche ganz ersparen. Da sich aber zwischen den Gewichten vor und nach dem Versuch, vorausgesetzt, daß absoluter Alkohol angewendet wurde, welcher nur eine außerordentlich kleine Menge Salpeter und Schwefel aufzulösen vermag, eine höchst unbedeutende Differenz zeigt, so darf man sich der Mühe der zweiten Wägung schon überheben. Jedenfalls aber würde es fehlerhaft seyn, die erste Trocknung wegzulassen, weil von feuchtem Pulver sich etwas mehr Salpeter löst als von trocknem.

Die angegebene Temperatur von 17° R. ist keineswegs nothwendig, und bei meinen Versuchen nur deßhalb gewählt, weil es zweckmäßig schien, den Alkohol um ein Geringes wärmer zu machen, als das Arbeitslocal, dessen Temperatur durchschnittlich 15° betrug, damit während der Wägung eine geringe Zusammenziehung des Alkohols eintreten und sich dieser aus der Furche des Stöpsels zurückziehen mußte, was zur Vermeidung eines Gewichtverlustes durch Verdunstung wünschenswerth schien.

|286|

Man hat nun also

  • a das Gewicht des Glases mit Alkohol,
  • b das Gewicht des trocknen Pulvers,
  • c das Gewicht des mit Alkohol getränkten Pulvers,
  • d das Gewicht des Glases mit Alkohol und getränktem Pulver,

und findet hieraus das specifische Gewicht x im Verhältniß zum Alkohol nach der Formel

x = b/(a + cd)

endlich das specifische Gewicht im Verhältniß zum Wasser durch die Formel

x¹ = be/(a + cd)

worin e das specifische Gewicht des Alkohols bezeichnet.

Gegen die Richtigkeit dieser meiner Methode könnte nun aber der Zweifel erhoben werden, daß vielleicht beim Eindringen des Alkohols in die Poren des Pulvers eine Anschwellung desselben eintreten könne, die von Meyer in dem bereits angezogenen Werke S. 283 auch behauptet wird; wie ja bekanntlich Holz und andere poröse Substanzen durch Tränkung mit einer Flüssigkeit anschwellen. So wenig Wahrscheinlichkeit auch diese Annahme darbieten mochte, weil ja das zum größten Theil aus Salpeter und Schwefel bestehende Pulver eine spröde, nicht dehnbare Masse darstellt, so war es doch unerläßlich, durch directe Versuche die Genauigkeit des Verfahrens zu prüfen; es mußte also auf anderem Wege, der keinen Zweifel zuließ, die Bestimmung des specifischen Gewichtes ausgeführt und das Resultat mit dem nach meinem Verfahren gewonnenen verglichen werden.

In dieser Absicht wurde Kanonenpulver aufs feinste zerrieben, mit 8 Procent Wasser angefeuchtet und in einer cylindrischen eisernen Form gepreßt. Der so erhaltene Pulverkuchen bildete eine Scheibe von 77 Mill. Durchmesser und 13 Mill. Dicke. Nach dem Trocknen wurde ein Stück desselben in Gestalt eines Kreisausschnittes gewogen und sodann mit geschmolzener Stearinsäure, durch Auftragen derselben mit einem Pinsel, oberflächlich getränkt, wobei natürlich aufs sorgfältigste vermieden wurde, durch äußerlich anhängende Stearinsäure das Volumen des Stückes zu vergrößern. Da auch das Pulverstück nur gelinde und bei weitem nicht bis zum Schmelzpunkt der Stearinsäure erwärmt war, so beschränkte sich die Tränkung nur auf eine höchst geringe, für den Zweck des Versuches jedoch, das Stück auf kurze Zett vor der Einwirkung des Wassers zu schützen, hinlängliche Tiefe.

|287|

Das auf gewöhnliche Art in Wasser bestimmte specifische Gewicht fand sich

= 1,47.

Von demselben Pulverkuchen wurde sodann ein anderes Stück mittelst einer scharfen Beißzange bis zur Größe von Kanonenpulver zerkleinert. Dasselbe, von allem anhängenden Staub gereinigt und sodann nach dem von mir empfohlenen Verfahren auf sein specifisches Gewicht untersucht, ergab

bei einer Bestimmung 1,48,

bei einer zweiten 1,455.

Das Mittel aus beiden betrug also, fast übereinstimmend mit dem vorhergehenden,

1,467.

Von einem anderen, stärker gepreßten Pulverkuchen wurden zwei Stücke genau gewogen, und dann oberflächlich mit Schellackfirniß getränkt. Sie wogen vor der Tränkung 9,373 Grm.; nach der Tränkung und dem Trocknen des Firnisses 9,427 Grm. Das Gewicht des von ihnen verdrängten Wassers betrug 5,902 Grm.; folglich das specifische Gewicht 1,588. Dieselbe Bestimmung, mit zwei anderen Stücken wiederholt, ergab 1,570; also Mittel beider Versuche 1,579. Derselbe Pulverkuchen, bis zur Kanonenpulvergröße zerkleinert und nach der Sättigungsmethode untersucht, ergab

bei einer Bestimmung 1,572,

bei einer zweiten 1,580;

also im Mittel 1,576.

Ein dritter Pulverkuchen von 76 Mill. Durchmesser und 9 Mill. Dicke wurde vermittelst Quecksilber auf sein specifisches Gewicht untersucht. Eine niedrige cylindrische Glasschale, deren innerer Durchmesser dem des Pulverkuchens entsprach und deren oberer, gerade abgeschliffener Rand mit einer Glasplatte geschlossen werden konnte, wurde mit Quecksilber gefüllt und gewogen; es wurde sodann der ganze Pulverkuchen innerhalb des Quecksilbers festgeklemmt, das Ganze nach dem Verschluß mit der Glasplatte wieder gewogen und hernach das specifische Gewicht berechnet. Derselbe Versuch viermal wiederholt, ergab die Zahlen 1,51; 1,515; 1,52 und 1,51; also im Mittel 1,514. Derselbe Pulverkuchen, zur Größe von grobem Kanonenpulver zerkleinert und nach der Methode der Sättigung untersucht, ergab 1,493.

Ein vierter, sehr schwach gepreßter Pulverkuchen, ebenfalls mittelst Quecksilber untersucht, besaß ein specifisches Gewicht = 1,30. Zerkleint |288| bis zur Größe von grobem Kanonenpulver und nach der Sättigungsmethode geprüft, ergab er als specifisches Gewicht die Zahl 1,325.

Diese Versuche nun bilden das eigentliche Fundament zur Begründung meines Verfahrens, und ich halte die Uebereinstimmung der so eben aufgeführten Zahlen unter Berücksichtigung der schwierigen Aufgabe wohl für genügend; jedenfalls liefert sie den Beweis, daß ein Anschwellen des Pulvers bei der Sättigung mit Alkohol nicht eintritt.

Abgekürztes Verfahren.

Dieses Verfahren ist in solchen Fällen zulässig, wo man mit Pulversorten zu thun hat, die in ihrer Zusammensetzung nicht bedeutend differiren, deren absolutes specifisches Gewicht also ein für allemal bestimmt und dann als bekannt vorausgesetzt werden kann. Da nämlich die drei Bestandtheile des Pulvers fast genau ein und dasselbe specifische Gewicht besitzen, so bleibt das specifische Gewicht ihrer Mischung nahezu dasselbe, wenn auch in der Zusammensetzung kleine Abweichungen vorhanden sind. So schwankte das absolute spec. Gewicht mehrerer von mir untersuchten, aus verschiedenen Fabriken herrührenden Pulversorten zwischen den Zahlen 1,99 und 2,03. In Fällen also, wo in dieser Beziehung keine erheblichen Abweichungen zu vermuthen sind, z.B. beim Bezug des Pulvers aus renommirten, oder dem Staate gehörigen Fabriken, kann das abgekürzte Verfahren zur Anwendung kommen. Es besteht einfach darin, eine gewogene Probe des Pulvers in der oben beschriebenen Art mit Alkohol zu sättigen und die dadurch veranlaßt Gewichtszunahme zu bestimmen.

Bezeichnen wir mit

b das Gewicht des trocknen Pulvers, mit

e das specifische Gewicht des Alkohols, mit

f die Gewichtszunahme des Pulvers durch Sättigung mit Alkohol, mit

g das als bekannt vorausgesetzte absolute spec. Gewicht der Pulvermasse, so findet sich das spec. Gewicht des Pulvers durch die Formel

= beg/(be + gf).

Beispiel: Das Gewicht der getrockneten Pulverprobe, also b, sey = 5 Gramme, das Gewicht derselben nach der Sättigung mit Alkohol sey 5,94, also die Zunahme (f) = 0,94 Gramme; das specifische Gewicht der Pulvermasse (g) sey = 2,01, jenes des Alkohols (e) = 0,794; so findet sich das specifische Gewicht des Pulvers

= (5 × 0,794 × 2,01)/(5 × 0,794 + 2,01 × 0,94) = 1,36.

|289|

Vergleichung der Einschütt- mit der Sättigungsmethode.

Daß das bisherige Verfahren mittelst Einschüttens in Alkohol kein einigermaßen genaues Resultat geben könne, weil schon während der kurzen Zeit des Einschüttens der so dünnflüssige Alkohol in die Poren der Pulverkörner eindringt, ist oben gezeigt, und es muß daher die Menge des verdrängten Alkohols zu klein, folglich das specifische Gewicht zu groß ausfallen.

Ich werde nun beispielweise einige Bestimmungen nach beiden Methoden anführen, um den Unterschied der Resultate zu zeigen.

Der bereits oben erwähnte gepreßte Pulverkuchen, dessen specifisches Gewicht nach dem Verfahren des Tränkens mit Stearinsäure sich = 1,47 gezeigt hatte, gab bis zur Kanonenpulvergröße zerkleint, nach der Sättigungsmethode 1,467; nach der Methode des Einschüttens dagegen 1,657.

Der andere Pulverkuchen von 1,588 wirklichem specifischem Gewicht ergab nach der Sättigungsmethode in zwei Versuchen 1,58 und 1,572; nach der Methode des Einschüttens dagegen 1,746.

Der dritte schon oben erwähnte Pulverkuchen von 1,514 wirklichem specifischem Gewicht zeigte nach dem Einschüttverfahren 1,68.

Der vierte Pulverkuchen von 1,30 wirklichem und nach dem Sättigungsverfahren = 1,325 gefundenem specifischem Gewicht zeigte, nach dem Verfahren des Einschüttens untersucht, die Zahl 1,81.

Es bestätigt sich demnach die schon a priori zu vermuthende Fehlerhaftigkeit des gebräuchlichen Einschüttverfahrens und die durchgängig zu hohe Angabe des spec. Gewichts.

Die folgenden Zahlen sind die Resultate einiger von mir gemachten Bestimmungen:

Methode der
Sättigung
Methode des
raschen
Einschüttens
Kanonenpulver von Waltham-Abbey vom
28. Febr. 1850

1,556

1,715
Kanonenpulver ebendaher, ältere Fabrication 1,524 1,617
Kanonenpulver von Bomlitz im Königreich
Hannover

1,401

1,568
Kanonenpulver von Aerzen im Königreich
Hannover

1,470

1,520
Kanonenpulver nach der Champy'schen
Methode fabricirt, aus einer unbekannten Fabrik

1,440

1,568
|290|

Um einen recht klaren Begriff von den verschiedenen Graben der Dichtigkeit dieser Pulversorten zu geben, habe ich berechnet, in welchem Verhältniß das Volumen der mit Luft erfüllten Poren zu dem Volumen der ganzen Pulverkörner steht, wobei das letztere zu 100 angenommen ist; nämlich

Kanonenpulver von Waltham-Abbey vom 28. Februar 1850 100 : 22,6
Kanonenpulver ebendaher, älterer Fabrication 100 : 24,1
Kanonenpulver von Bomlitz 100 : 30,3
Kanonenpulver von Aerzen 100 : 26,9
Champy'sches Pulver 100 : 28,3

Aber selbst diese Ausdrucksweise zeigt die Unterschiede noch nicht in ihrer wahren Größe, indem ja der wahre Unterschied in dem Verhältniß zwischen Luft und fester Substanz liegt. Die folgende Zusammenstellung zeigt dieses Verhältniß, wobei das Volumen der festen Substanz = 100 gesetzt ist:

Kanonenpulver von Waltham-Abbey, vom 28. Februar 1850 100 : 29,2
Kanonenpulver ebendaher, älterer Fabrication 100 : 31,8
Kanonenpulver von Bomlitz 100 : 43,4
Kanonenpulver von Aerzen 100 : 36,8
Champy'sches Pulver 100 : 39,4

Zum Schluß dieses Aufsatzes habe ich eine, meines Wissens früher noch nicht beobachtete sonderbare Erscheinung anzuführen.

Wenn man bei Bestimmung der Dichtigkeit des Pulvers dasselbe in ein mit Alkohol gefülltes Gläschen schüttet und dieses gleich darauf mit einem Glasstöpsel verschließt, welcher an einer Seite einen feinen mit der Feile gemachten Canal enthält, so beginnt sehr bald der Alkohol aus diesem Canal auszutreten, und zwar in so bedeutender Menge, daß er oft über den Hals des Gläschens überfließt und so die genaue Wägung völlig vereitelt. Bei mehreren Versuchen, mittelst eines besonderen Apparates angestellt, dessen Beschreibung hier übergangen werden kann, betrug die Menge des ausfließenden Alkohols gegen ein Drittel von dem Volumen der Pulverkörner. Es muß also im Innern des Glases eine beträchtliche Ausdehnung eintreten.

Diese Ausdehnung einer Temperaturerhöhung, zuzuschreiben, ist sicher nicht zulässig, weil ja der Alkohol auf keinen der Bestandtheile des Pulvers eine chemische Einwirkung ausübt; auch zeigte ein Thermometer, in die Masse gebracht, keine Temperaturveränderung an.

|291|

Dagegen lassen sich die folgenden Ursachen, wenigstens als theilweise mitwirkend, vermuthen:

1. Eine Verdampfung von Alkohol in der aus den Körnern entweichenden Luft, folglich eine Vergrößerung des Luftvolums. Nach eigens darüber angestellten Versuchen entspricht die Spannung des Alkoholdampfes bei 17° R. einer Quecksilberhöhe von 19''' Par., also etwa 1/17 Atmosphäre, und es könnte somit das Volumen der Luft sich nur um den siebenzehnten Theil vermehren, so daß diese Ursache jedenfalls nur sehr geringen Antheil an der Erscheinung nehmen kann.

2. Könnte die Kohle nach ihrer bekannten Eigenschaft, Gasarten zu absorbiren, atmosphärische Luft im verdichteten Zustande enthalten, welche durch den Alkohol ausgetrieben, sich ausdehnen würde. Da aber die Kohle bei der Bereitung des Pulvers mit einer concentrirten Salpeterlösung durchtränkt wird, welche nachher in den Poren eintrocknet, so ist schwerlich anzunehmen, daß sie ihre Absorptionskraft in ungetrübtem Zustande beibehält. Es ist nun zwar nicht unglaublich, daß das ganze Pulver, als poröser Körper, Luft in seinen Poren verdichten könne; doch haben Versuche gezeigt, daß die in Frage stehende Erscheinung auch dann sich in voller Stärke zeigt, wenn das Pulver unmittelbar vorher noch warm unter der Luftpumpe behandelt und dadurch von der eingeschlossenen Luft getrennt wurde; und da notorisch die Absorption und Verdichtung der Gasarten durch Kohle und andere poröse Körper nur ganz allmählich und langsam erfolgt, so ist kaum anzunehmen, daß in der kurzen Zeit, die zwischen der Behandlung in der Luftpumpe und dem Versuche verstrich, das Pulver eine erhebliche Luftmenge absorbiren konnte.

3. Könnte der in Folge der Kapillarität in die Poren des Pulvers von allen Seiten gleichmäßig eindringende Alkohol die Luft im Innern der Körner zusammendrängen und so verdichten; denn bei der außerordentlichen Feinheit der Poren muß das Eindringen mit sehr bedeutender Kraft vor sich gehen. Wenn nun im Augenblick des Einschüttens eine solche Luftverdichtung vor sich geht, bald darauf aber diese Luft aus dem Inneren der Körner zu entweichen beginnt, so wird sie ihren früheren Dichtigkeitszustand wieder annehmen, sich also ausdehnen.

Welche der genannten Ursachen, oder ob vielleicht alle zusammen wirksam seyen, wage ich um so weniger zu entscheiden, als ich es für sehr wohl möglich halte, daß es dem Scharfblick eines Anderen besser als mir gelingen könne, die wahre Ursache zu entdecken; nur möchte ich noch darauf aufmerksam machen, daß eine etwa vermuthete Anschwellung der Körner, wenn sie auch statt fände, doch nimmermehr eine Ausdehnung |292| des Ganzen zur Folge haben könnte, weil eine bloße Umlagerung der verschiedenen flüssigen, festen und luftförmigen Theile keinen Grund zu einer Ausdehnung abgibt.

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