Titel: Smith, über die Bestimmung der in der Luft enthaltenen organischen Substanz.
Autor: Smith, N. A.
Fundstelle: 1859, Band 153, Nr. XVII. (S. 56–60)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj153/ar153017

XVII. Ueber die Bestimmung der in der Luft enthaltenen organischen Substanz; von Dr. N. A. Smith.

Vorgetragen in der Royal Institution of Great Britain am 25. März 1859. – Aus der Chemical Gazette, Mai 1859, Nr. 397.

Um den relativen Gehalt der Luft an organischer Substanz zu bestimmen, benutze ich das sogenannte mineralische Chamäleon, das übermangansaure Kali oder Natron, welches Forchhammer zur Bestimmung der organischen Substanz im Wasser vorgeschlagen hat. Anfangs ließ ich die Luft durch die Chamäleonlösung strömen, fand aber, daß dadurch keine vollständige Einwirkung erzielt wurde; die Luft muß nothwendig mit der zu zersetzenden Lösung einige Zeit in Berührung bleiben. Es gelang mir dann den relativen Gehalt der Luft an organischer und sonstiger oxrydirbarer Substanz durch einen einfachen Titrirversuch in einigen Minuten zu bestimmen. Sehr geeignet ist dazu eine Flasche von 80 bis 100 engl. Kubikzoll (beiläufig 1 1/2 Liter) Inhalt.

Die anzuwendende Chamäleonlösung muß außerordentlich schwach seyn; es sind 600 Grains derselben erforderlich, um 5 Grains einer Normallösung von Oxalsäure zu zersetzen, von welcher 1000 Grains 1 Grain kohlensaures Natron neutralisiren, daher 1000 Grains dieser Normallösung 1,184 Grain krystallisirte Oralsäure enthalten.

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Zur Darstellung der Chamäleonlösung bereitete ich mangansaures Natron auf die Art, daß ich salpetersaures und kohlensaures Natron und Braunstein, mit Zusatz von ein wenig chlorsaurem Kali, erhitzte. Bei Anwendung dieses Präparats blieb die kleinste Spur von salpetersaurem Salz in der Chamäleonlösung. Von diesem mangansauren Salz wurde eine Lösung in reinem Wasser gemacht und durch dieselbe Kohlensäure geleitet, bis eine röthliche Färbung entstanden war. Sie wurde dann mit Oxalsäure titrirt, nachdem drei bis vier Tropfen reine Schwefelsäure zugesetzt worden waren. Um diese Lösung, welche ein Gemisch von mangansaurem und übermangansaurem Alkali ist, auf die geeignete Stärke zu verdünnen, muß man das reinste Wasser anwenden, welches man sich verschaffen kann; wenn man ein nicht ganz reines Wasser einige Zeit lang mit einem mangansauren Alkali stehen läßt, so wird es gereinigt.

Die Chamäleonlösung zersetzt sich allmählich sogar in einer luftdicht verschlossenen Glasröhre; obige Lösung war in einer solchen Glasröhre nach etwa drei Monaten fast farblos geworden. Wenn sie durch häufiges Oeffnen der sie enthaltenden Flasche der Luft ausgesetzt wird, so verändert sie sich bald. Man muß sie daher von Zeit zu Zeit auf ihre Stärke probiren, und wenn dieselbe von der normalen abweicht, durch Berechnung eine Reduction vornehmen. Ich wende eine so außerordentlich schwache Lösung von übermangansaurem Alkali deßhalb an, weil selbst die schlechteste Luft nur eine äußerst geringe Menge von organischer Substanz enthält.

Mein Apparat zur Prüfung der Luft mittelst der angegebenen Chamäleonlösung besteht einfach in einer Flasche (von 80 bis 100 engl. Kubikzoll Inhalt) mit durchbohrtem Stöpsel, durch welchen zwei Röhren gehen, deren jede mit einem Sperrhahn von Glas oder von hartem Kautschuk versehen ist. Um die Flasche mit der zu prüfenden Luft zu füllen, entfernt man den Stöpsel und führt das Rohr einer Saugpumpe ein, welches bis auf den Boden der Flasche reicht. Diese Pumpe ist ein kleiner cylindrischer Blasebalg von 4 Zoll Durchmesser, welcher ausgedehnt 8 Zoll hoch ist und auf beiläufig 2 Zoll Höhe zusammengedrückt werden kann; die Seiten desselben bestehen aus einem Mackintosh-Zeug. Vermittelst dieser Pumpe wird die Luft aus der Flasche ausgesaugt und die äußere Luft tritt dann in dieselbe ein; 6 bis 10 Pumpenzüge haben sich für eine Flasche von 100 Kubikzoll Inhalt als ausreichend gezeigt. Die Probeflüssigkeit gießt man in eine Bürette, welche etwas mehr als die erforderliche Menge davon faßt. Aus dieser gießt man einen Theil derselben in die Röhre welche durch den Stöpsel geht, und öffnet den Sperrhahn, damit sie durchläuft. Man wendet stets nur kleine Quantitäten von der Probeflüssigkeit an; nachdem sie in die Flasche getreten ist, verbreitet man sie an den |58| Seiten derselben und läßt sie hinreichende Zeit (5 bis 6 Minuten) lang der Einwirkung der Luft ausgesetzt.

Um die Farbe der Flüssigkeit zu beurtheilen, läßt man dieselbe an den Seiten des Gefäßes hinabfließen und an einer Stelle am einen oder andern Ende des cylindrischen Theils der Flasche sich sammeln. Diesen Theil muß man in die Ebene des Auges bringen, so daß die große Achse und folglich der tiefste Farbeton der Beobachtung dargeboten wird. – Die ersten wenigen Tropfen Probeflüssigkeit, welche man in die Flasche goß, werden meistens sogleich entfärbt; man muß dann noch einige Tropfen zusetzen und so fortfahren, bis eine wahrnehmbare Farbe verbleibt, wornach der Versuch beendigt ist. Man liest dann die verbrauchte Quantität des Reagens an der Bürette ab. Wenn die Probeflüssigkeit die normale Stärke und die Flasche die erforderliche Größe (100 Kubikzoll) hat, erspart man eine Reduction der verbrauchten Grains von Probeflüssigkeit, welche den relativen Gehalt der Luft an oxydirbarer Substanz repräsentiren.

Manchmal ist der Gehalt der Luft an organischer Substanz so gering, daß man mit dem Luftvolum des Flascheninhalts keine bestimmbare Reaction erhält. In diesem Falle nehme ich den Stöpsel aus der Flasche und fülle sie nochmals mit Luft, wie vorher, was ich nöthigenfalls mehrmals wiederhole. Während dieses Füllens mit Luft reducire ich die Oberfläche der in der Flasche enthaltenen Probeflüssigkeit auf ihren kleinsten Betrag; die Veränderung welche sie dann bei dieser Operation erleidet, ist entweder unmerklich, oder so constant, daß sie keinen Einfluß auf die Resultate hat.

Bei der Analyse der Luft nach diesem Verfahren findet man, daß sich ein entschiedenes Resultat in beiläufig fünf Minuten herausstellt. Manchmal ist das Resultat in einer Minute entschieden, das heißt, die rasche Reaction ist nach dieser Zeit beendigt. Wenn man nämlich eine in Zersetzung begriffene organische Substanz in die Chamäleonlösung bringt, so wird diese rasch zerstört; ist die organische Substanz hingegen nicht im Zustande der Zersetzung, so wirkt sie viel langsamer.

Die in der Luft enthaltene organische Substanz kann also von zweierlei Beschaffenheit seyn und charakterisirt sich durch die rasche oder langsame Zersetzung der Chamäleonlösung. In großen Städten, wo man Steinkohlen brennt welche viel Schwefelkies enthalten, findet man in der Luft schweflige Säure, welche dem Chamäleon ebenfalls den Sauerstoff entzieht. Wir messen also nach der beschriebenen Methode den Betrag an Sauerstoff, welchen sämmtliche in der Luft enthaltene oxydirbare Substanz erfordert, die in manchen Fällen bloß aus organischer Substanz besteht, in anderen Füllen aber aus organischer Substanz gemischt mit unorganischen Gasen.

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Ich theile nun einige von den Hauptresultaten mit, welche ich nach dieser Methode erhielt.

Relative Quantitäten von organischer und sonstiger oxydirbarer Substanz in 100 Kubikzoll Luft.

Manchester (Durchschnitt von 131 Versuchen) 52,9
„ All Saints, Ostwind (37 Versuche) 52,4
„ „ Westwind, weniger rauchig (33 Versuche) 49,1
„ „ Ostwind über 21° C. (16 Versuche) 58,4
„ „ „ unter 21° C. (21 Versuche) 48,0
„ in einem geschlossen erhaltenen Hause 60,7
„ in einem unbedeckten Ferkelstalle 109,7
Themse bei Lambeth 43,2
„ „ Waterloobrücke 43,2
London bei warmer Witterung (6 Versuche) 29,2
„ nach einem Gewittersturm 12,3
Felder während warmer Witterung im nördlichen Italien 6,6
Feuchte Felder bei Mailand 18,1
Ruhige offene See (Nordsee, 60 engl. Meilen von Yarmouth) 3,3
Wald zu Chamouny 2,8
Luzerner See 1,4

Die ersten Versuche machte ich in Manchester und erhielt im Durchschnitt in der Stadt die Zahl 50, welche gegen das Land zu allmählich abnahm und in den Feldern auf 13 herabsank. Die Atmosphäre an der Themse wurde nicht geprüft, während sie am schlechtesten war, sondern unmittelbar nachher, wo sie jedoch schon aufgehört hatte den Geruchssinn der meisten Personen zu afficiren; sie gab dann die sehr hohe Zahl 58. Einige Versuche in den Straßen von London ergaben die Ziffern 22 bis 34. In der Schweiz und der Lombardei erhielt ich die Ziffern 6 bis 18. Die feuchten Felder um Mailand herum gaben 18; wenn das Wasser von den Reisfeldern abzieht und die ungesunde Jahreszeit veranlaßt, wird sich aber ohne Zweifel eine viel höhere Ziffer herausstellen.

Versuche in den unteren Theilen unserer (englischen) Städte bewiesen entscheidend, daß die Luft dort schlechter ist; die Ursache davon ist nach meiner Ansicht, daß eine trockenere Luft der organischen Substanz nicht so schnell aufzusteigen gestattet. Nur mit Hülfe von Feuchtigkeit wird die organische Substanz in die Luft geführt.

Die Feuchtigkeit selbst äußert, wie vorauszusehen war, gar keine Wirkung auf die Probeflüssigkeit; eine der niedrigsten Zahlen erhielt ich auf der Nordsee, beiläufig 60 engl. Meilen vom Lande, an einem ruhigen und heitern Tage.

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Die Höhe hat einen entschiedenen Einfluß auf die Güte der Luft; in den höheren Gegenden von Lancashire, bei Preston, erhielt ich die Zahlen 2 bis 4. Der Einfluß der See ist eben so entschieden wie derjenige der Höhe.

Die Wärme vergrößert den Gehalt der Luft an organischer Substanz, wenn Feuchtigkeit zugegen ist. Trockenheit scheint diesen Gehalt zu vermindern. Den Einfluß großer Kälte habe ich noch nicht ermittelt.

Bei warmer Witterung ist der Einfluß des Regens sehr auffallend; derselbe wirkt bis auf einen gewissen Grad abkühlend, hauptsächlich aber reinigend durch Waschen der Luft. Nach einem Gewittersturm und Regenguß fiel im Camden Square die frühere Zahl 31 auf 12.

Der Einfluß der Städte, besonders unserer rauchigen Städte, ist ebenfalls ein sehr entschiedener; man kann in der Umgebung derselben mittelst der Chamäleonlösung sofort erkennen, ob der Wind von der Stadt oder vom Lande her weht.

Ich habe stets einen auffallenden Unterschied zwischen der Vorder- und Hinterseite der Häuser in Manchester gefunden; ein ähnlicher Unterschied zeigte sich, wenn ein Zimmer einige Zeit bewohnt gewesen war.

Bis jetzt wissen wir noch nicht, welche Art organischer Substanz gesund und welche ungesund ist; dieß ist der Hauptpunkt, auf welchen wir zunächst unsere Aufmerksamkeit zu richten haben; zur Zeit vermögen wir nur den Gesammtbetrag von organischer Substanz in der Luft zu bestimmen.

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