Titel: Stammer, über einen Tropfenaspirator und dessen praktische Verwendung in Laboratorien.
Autor: Stammer, Karl
Fundstelle: 1863, Band 169, Nr. XVI. (S. 48–54)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj169/ar169016

XVI. Ueber einen Tropfenaspirator und dessen praktische Verwendung in Laboratorien etc.; von Dr. C. Stammer.

Mit einer Abbildung.

Kürzlich wurde in diesem Journal (Bd. CLXVIII S. 26) aus der Chemical News ein Aufsatz mitgetheilt, worin Carey Lea einige Apparate zum ununterbrochenen Saugen oder Blasen von Luft beschreibt. Dadurch werde ich veranlaßt. Einiges mitzutheilen, was zu diesem Gegenstande in Beziehung steht, und namentlich von einem einfachen Apparate zu sprechen, welcher den beregten Zweck in viel vollkommenerer Weise erfüllen dürfte.

Zunächst ist die Anwendung des Wasserstrahls zur Hervorbringung eines Luftstromes durch Saugen und zur Anwendung als Aspirator in Laboratorien durchaus keine neue, und der obengenannte Herr Verf. hätte eine ganz einfache Einrichtung dieser Art, wenn auch nicht mit so vielen Abänderungen wie er sie darstellt, schon in den Annalen der Chemie und Pharmacie für 1852 (Bd. LXXXI S. 330) finden können, wo W. Johnson (ursprünglich in dem London Chem. Soc. Quarterly Journ. t. IV p. 186) einen einfachen Aspirator beschrieb und abbildete, der nicht |49| nur auf demselben Princip, wie der Löthapparat von Sprengel beruht, sondern im Ganzen genommen auch wenig von dem von Lea empfohlenen Apparate abweicht.

Es muß sogar der Johnson'sche Apparat noch vortheilhafter gearbeitet haben als der letztere, da derselbe nach der angeführten Notiz (bei einem Wasserrohre von 3/8'' Weite, einen Ablauf von 1'' Länge und 2/8'' Weite) einen, vom Wasserdruck unabhängigen Luftstrom von ungefähr 1 Kubikzoll in der Secunde, bei einem Wasserverbrauch von etwa 0,69 Kubikzoll lieferte. Dieß entspricht ungefähr 1000 K. C. Luft in der Minute, bei einem Wasserverbrauch von circa 700 K. C.

Dagegen erhielt Lea nur 400 K. C. Luft bei einem Verbrauch von 1300 K. C. Wasser. Wenn dieß auch weniger in der Construction als in den Größenverhältnissen der Apparate begründet seyn wird, so beweist es doch, daß der zuletzt angegebene nicht eben als eine Verbesserung zu betrachten ist.

Johnson fand, daß die Länge des Abflußrohres von wesentlichem Einfluß auf die Höhe des Wasserdruckes ist, welchen der gesaugte Luftstrom zu überwinden vermag. Bei einer Länge von 25' dieses Rohres konnte ein Wasserdruck von 5' überwunden werden; Lea gibt dagegen nur 15''' als den beim Saugen überwundenen Wasserdruck an.

Die Ursache, daß der Johnson'sche Aspirator so wenig Eingang in Laboratorien gefunden hat – und daß der von Lea jetzt beschriebene einen solchen wohl noch weniger finden wird – liegt in dem Uebelstande des starken Wasserverbrauchs und des erforderlichen Wasserdruckes. Wenige Laboratorien dürften in der Lage seyn, etwa zum Zweck der lange dauernden trockenen Luftströmungen bei Trockenversuchen die erforderliche Wasserleitung zur Verfügung zu haben. Während der ältere Aspirator allerdings eine Ersparniß von etwa 30 Proc. Wasser gegen die gewöhnlichen Aspiratoren nachweist, findet bei den „neueren“ ein ganz und gar ungünstiges Verhältniß statt, indem er ungefähr 3 Vol. Wasser auf 1 Vol. Luft bedarf.

Selbst die Chemiker in Fabriklaboratorien, wo man lange Wasserleitungen von beliebigem Druck benützen kann, werden zugeben, daß gegen einen solchen Aspirator immer noch ein gewöhnlicher Glockenaspirator vorzuziehen ist, bei welchem eine umgekehrt im Wasser hängende und durch Gegengewichte in die Höhe gezogene Blechglocke das Saugen oder Blasen bewirkt. Nimmt man die Glocke nicht zu klein, so kann man leicht mehrere Tage hindurch ununterbrochen Luft damit saugen und bedarf dazu gar keines Wasserstromes.

Indessen hat auch diese Vorrichtung ihre bekannten Nachtheile, |50| namentlich in Folge des nicht unerheblichen Raumbedürfnisses, und ich glaube daher Manchem einen Dienst zu erweisen, wenn ich nachstehend einen kleinen Apparat beschreibe, welcher so zu sagen keinen Raum beansprucht, keine Kosten verursacht und mit einer sehr geringen Wassermenge, wie eine solche unter allen Verhältnissen zu beschaffen ist, ausreicht.

Textabbildung Bd. 169, S. 50

In seiner einfachsten Gestalt kann man sich den Sauger aus einer ziemlich weiten, unten in eine engere Spitze auslaufenden Glasröhre herstellen; eine gewöhnliche Chlorcalciumröhre von mittlerer Größe reicht dazu vollkommen hin und ist in der nebenstehenden Figur in ihrer Anwendung zum Saugen dargestellt. Durch einen doppelt durchbohrten Kork f steckt man zwei Glasröhren b und e, in der in der Figur angedeuteten Weise. Bei a bringt man einen kleinen Hahn, Glashahn oder Gasbrennerhahn an, und verlängert das Ende d durch Ansetzen beliebiger Röhren bis zu einem Wasserabfluß, Auffangeeimer oder dergl. Das Rohr a wird mit einem Wassergefäß in Verbindung gebracht, welches, wie wir gleich sehen werden, nicht groß zu seyn braucht und etwa auf einem Schranke oder sonst wie aufgestellt seyn kann; mit dem Rohr e bringt man den Apparat in Verbindung, aus welchem die Luft gesaugt werden soll.

Zu bemerken ist, daß der Sauger möglichst hoch und in verticaler Richtung, so aber, daß man den Hahn leicht einstellen kann, aufzuhängen, und daß der Wasserausfluß so tief wie möglich zu bewirken ist.

Wenn man nun das Wasser so langsam einfließen läßt, daß es bei b in einzelnen Tropfen austritt und auch in c noch in getrennten Tropfen abfließt (weßhalb die Mündung b senkrecht über c stehen muß), so entsteht bei e ein starker Luftstrom, indem so zu sagen die einzelnen |51| durch die Rohrleitung ausfließenden Tropfen die entstehenden Zwischenräume mit Luft vollsaugen.

Der Versuch ist leicht gemacht: in jedem Laboratorium findet sich ein Wasserbehälter mit Hahn; man braucht nur diesen Sauger daran anzubringen, das Wasser tropfenweise in einen Eimer ablaufen zu lassen und bei e ein Passendes Rohr anzubringen, um die auffallend starke Wirkung des kleinen Apparates alsbald zu sehen. Man wird sich dabei überzeugen, daß die verbrauchte Wassermenge gegenüber der gesaugten Luftmenge sehr klein ist.

Läßt man das Wasser nach Art des Sprengel'schen Gebläses in eine geschlossene, mit zwei Röhren versehene Flasche fließen, so kann man die oben eingesaugte Luft unten durch ein Ableitungsrohr von dieser Flasche sammeln und ebenso wie das dazu erforderlich gewesene Wasser messen. Man wird sich so noch leichter von der großen Wirksamkeit des Apparates überzeugen.

Wenn man bei e durch einen Gummischlauch ein langes Glasrohr anfügt, welches senkrecht in ein Gefäß mit Wasser taucht, so wird darin das Wasser bis zu einer um so beträchtlicheren Höhe gehoben, je tiefer der Wasserabfluß unterhalb der Oeffnung b belegen ist. An der Höhe der aufgesaugten Wassersäule hat man noch einen weiteren Maaßstab für die Kraft des Saugers.

Daß diese eine nicht geringe, und gegen die aller ähnlichen Vorrichtungen sehr vortheilhaft abstechende ist, beweisen folgende Zahlen, welche, wie bereits bemerkt, auf große Genauigkeit keinen Anspruch machen, die aber wohl Jeden, welcher derartiger Apparate bedarf, alsbald zur Annahme des hier beschriebenen veranlassen werden.

Die Weite der Röhre bei b war etwa 2''', bei c etwa 1,5''', die Fallhöhe, d.h. senkrechte Entfernung von b bis zum Ausfluß aus der Ableitungsröhre 3 Fuß. (Der Stand des Wassergefäßes oberhalb a ist ohne Bedeutung und ein Druck nicht weiter erforderlich, als daß das Wasser durch den Hahn a regulirt werden kann.)

1) Es wurde der Hahn so gestellt, daß jede Secunde 2 Tropfen Wasser sielen; nachdem am Ausfluß 2400 Kub. Centim. Luft aufgefangen (mithin oben bei e ebensoviel gesaugt) worden, waren nur 230 K. C. Wasser verbraucht. Es saugt also unter diesen Umständen ein Raumtheil Wasser über 10 Raumtheile Luft! In einer bei e angesetzten und in Wasser tauchenden Röhre stieg das Wasser etwa 3 Fuß hoch.

2) Die Druckhöhe wurde durch ein angesetztes Gummirohr auf etwa 4' 10'' vermehrt. Es waren nunmehr zu 2400 K. C. Luft nur 160 K. C. |52| Wasser nöthig. Ein Raumtheil Wasser hatte also nun 15 Raumtheile Luft gesaugt.

3) In der Minute 75 Tropfen, Fallhöhe 3'. – 100 Raumtheile Wasser gaben 1600 Theile Luft, und zwar 1600 K. C. (etwa 1,4 Quart) in 16–17 Minuten. Der gesaugte Luftstrom überwand mit Leichtigkeit eine Wassersäule von 21''; er hob das Wasser auf 3' Höhe.

4) In der Minute 200 Tropfen; 100 K. C. Wasser gaben nur 800 K. C. Luft, aber schon binnen 4 Minuten.

5) Bei einem Fall von 4 1/2' wurde das Wasser auf 4' 4''' gehoben und eine Quecksilbersäule von 2 1/2'' (entsprechend den 2 1/2' Wasser) von dem gesaugten Luftstrom überwunden.

Diese wenigen Angaben dürften genügen, um die Anwendbarkeit dieses Saugers für Laboratoriumszwecke als durchaus erwiesen hinzustellen; ich füge nur noch hinzu, daß bei einer praktischen Benutzung zum Austrocknen im Luftbad, wo der Luftstrom eine starke Reibung und eine etwa 1 zöllige Schwefelsäuresäule zu überwinden hatte, und wobei ein sehr starker Luftstrom angewandt wurde, 1 Theil Wasser etwa 8 Theile Luft (bei 3' Fallhöhe) saugte und dabei in 8 Stunden nur 7 Quart Wasser erforderlich waren.

Es dürften demnach wohl folgende Thatsachen als erwiesen anzunehmen seyn:

Je langsamer der Tropfenfall, desto günstiger ist das Verhältniß der gesaugten Luft für gleiche Wassermengen.

Je rascher der Tropfenfall, desto größer ist die gesaugte Luftmenge in derselben Zeit, desto mehr Wasser aber wird verbraucht.

Für die gewöhnliche Anwendung reicht täglich etwa ein Eimer voll Wasser hin, so daß die Einrichtung sich in jedem Zimmer und ohne Benutzung einer Wasserleitung herstellen läßt.

Zu bemerken ist ferner, daß eine Erweiterung der Glasröhren über ein bestimmtes Maaß die Bildung einzelner Tropfen und mithin die Wirksamkeit des Apparats verhindert, daß ein continuirlicher Strom zwar natürlich ebenfalls ein Saugen bewirkt, aber in ganz auffallend geringem Maaße trotz des sehr erhöhten Wasserverbrauches, und daß es selbstverständlich für alle Fälle vortheilhaft ist, die Wasserabflußröhre, die ja eine enge Gutta-percha- oder Glasröhre seyn kann, möglichst weit nach unten, etwa bis in ein tieferes Stockwerk zu verlängern.

In letzterer Beziehung habe ich noch Versuche mit einer Fallhöhe von 18' angestellt. Der Apparat lieferte nun bei 90 Tropfen in der Minute 25 Thle. Luft auf 1 Thl. Wasser; bei 180 Tropfen 22 Thle. |53| Luft u.s.w. Die erhaltene Luftmenge betrug etwa 500 K. C. in der Minute.

Natürlich läßt sich dieser Sauger auch als Gebläse anwenden; es ist aber zu bemerken, daß nur bei großer Fallhöhe, wie z.B. bei der zuletzt erwähnten, der Luftstrom stark genug ist; man müßte, wenn man geringere Höhen anwenden wollte, mehrere Sauger zugleich arbeiten lassen und die gelieferte Luft in einem Gefäße sammeln und daraus durch ein Rohr ableiten.

Der Apparat läßt sich jedenfalls auch dazu anwenden, destillirtes Wasser durch Sättigung mit Luft trinkbar zu machen; man braucht es nur tropfenweise durch ein längeres Rohr nach einem Behälter abfließen zu lassen, und ist dann die Wirkung der saugenden Kraft des Dampfes, welche Russell anwendet9), auf diese Weise weit einfacher zu erzielen.

Ueberhaupt dürften der Anwendungen noch viele seyn, welche dieser Sauger bei dem so starken Verhältniß zwischen Wasser und Luft erfahren kann.

Ich kann diese Notiz nicht schließen, ohne noch ein paar Worte über die passendste Einrichtung eines Trockenapparates hinzuzufügen, wie ein solcher zur Bestimmung des Wassergehaltes schwer auszutrocknender Substanzen zu empfehlen ist. Die Sache ist zwar so einfach, daß es fast überflüssig erscheinen dürfte, darüber zu sprechen, wenn nicht noch häufig so complicirte und daher so unpraktische und kostspielige Apparate empfohlen würden, wie der in dem Werke von Stohmann und Siemens „die Zuckerfabrication“ S. 202 beschriebene, wo ein besonderer Wasserstoffapparat als Quelle des trockenen Luftstromes angewandt oder auch Leuchtgas (das doch immerhin nur einen sehr geringen Druck zu überwinden vermag) benützt wird. Beim Trocknen von Producten der Zuckerfabrication hat man sehr oft das längere Hinüberleiten trockener Luftströme nöthig; es empfiehlt sich daher hier ganz besonders der Tropfen-Sauger. Bei dem Apparat, den ich nun seit Jahren mit dem allerbesten Erfolg benütze, wird die Luft durch ein kupfernes Luftbad gesaugt, welches von cylindrischer Form und mit den nöthigen Ansatzröhren zum Ansetzen von Gummischläuchen oder Korken versehen ist, und mittelst eines großen leicht beweglichen und durch Gummiring, Bügel und Schraube vollkommen gedichteten Deckels geschlossen wird. In demselben haben auf Vorsprüngen mit aufgelegten Ringen mehrere flache Porzellanschalen Raum, in |54| welchen die zu trocknende und je nach Umständen schon vorher im Wasserbad eingedampfte Substanz, Saft, Zucker u. dgl. befindlich ist. Die Luft zieht, ehe sie in den mit einem Thermometer versehenen und nach Belieben zu erhitzenden Raum gelangt, durch eine Röhre mit Chlorcalcium und durch Schwefelsäure; um das Saugen durch Condensation des Wassers nicht zu stören, ist zwischen dem Trockengefäß und dem Sauger eine kleine Flasche zum Sammeln des Wassers angebracht. Auf einem Tisch, über welchem der Tropfen-Sauger an der Wand befestigt ist, kann man den ganzen Apparat leicht so aufstellen, daß, indem die Leitungen der Wand entlang gehen, sehr wenig Raum benöthigt wird, und alle zur Regulirung der Operation erforderlichen Theile – Hahn des Saugers, Thermometer, Gashahn, Schwefelsäuregefäß – sich ganz nahe bei einander befinden und leicht zugänglich sind. Es ist dann leicht, das Ganze auf längere Zeit richtig einzustellen und ebenso ist das oft wiederholte Wägen der Schalen bei der leichten Zugänglichkeit des Trockenraumes durchaus ohne alle Umständlichkeiten auszuführen.

Die Zusammenstellung des Apparates ist so einfach, daß sie einer Erklärung durch Zeichnung nicht zu bedürfen scheint; die Leichtigkeit seiner Herstellung und seine praktische Brauchbarkeit gegenüber solchen, wie der oben erwähnte, wird wohl diese Notiz, welche länger geworden als ich eigentlich wünschte, entschuldigen.

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Civil Engineer and Architect's Journal, März 1863, S. 71; polytechn. Journal Bd. CLXVIII S. 423.

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