Titel: Wild, über ein neues Saccharimeter.
Autor: Wild, H.
Fundstelle: 1864, Band 171, Nr. LXXVI. (S. 296–299)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj171/ar171076

LXXVI. Ueber ein neues Saccharimeter; von H. Wild.

Vorgetragen in der schweizerischen naturforschenden Gesellschaft am 9. Januar 1864. – Aus den Berner Mittheilungen, Nr. 556.

Die große Genauigkeit, welche das Savart'sche Polariskop in der Modification, wie ich es bei meinem Photometer116) verwendet habe, auch bei der Bestimmung der Polarisationsebene des einfallenden Lichtes gewährt, hat mich schon vor längerer Zeit auf den Gedanken gebracht, dasselbe zur Construction eines vereinfachten und genaueren Saccharimeters zu verwenden. Anderweitige Arbeiten verhinderten mich indessen an der Ausführung dieser Idee, so daß ich erst im September des vorigen Jahres darauf bezügliche Versuche anstellen konnte.

Das neue Saccharimeter hätte zu bestehen aus dem modificirten Savart'schen Polariskop, d.h. also aus 2 gekreuzten, unter 45° zur optischen Achse geschnittenen, je 20 Millimet. dicken Quarzplatten, deren feines Fransensystem in polarisirtem Lichte mit einem schwach vergrößernden astronomischen Fernrohr (Objectiv von 33 Millimet. Brennweite, Ocular von 24 Millimet. Brennweite) betrachtet wird. Das letztere ist auf die Unendlichkeit eingestellt, besitzt ein Fadenkreuz und vor dem Ocular ein Nicol'sches Prisma. Vor diesem Polariskop würde die mit der zu untersuchenden Zuckerlösung gefüllte Röhre aufgestellt und das auf die letztere einfallende Licht durch ein Foucault'sches Kalkspath-Prisma polarisirt, das um seine Achse drehbar ist. Die Größe dieser |297| Drehung wäre vermittelst eines Verniers an einem kleinen, in ganze Grade getheilten Kreise abzulesen.

Mein Photometer läßt sich ohne Weiteres in ein solches Saccharimeter verwandeln. Man entfernt nämlich bloß das Kalkspath-Rhomboeder aus der Röhre zwischen dem Polariskope und dem Foucault'schen Prisma und ersetzt dasselbe durch eine Röhre mit Zuckerlösung. Ich konnte daher die Leistungsfähigkeit des neuen Instrumentes sofort prüfen. Um dabei zugleich einen Vergleich mit dem gegenwärtig am häufigsten gebrauchten Soleil'schen Saccharimeter, das das bequemste und genaueste der bisherigen Instrumente dieser Art ist, zu erhalten, stellte ich gleichzeitig unter denselben Umständen entsprechende Beobachtungen mit einem derartigen Instrumente an, das dem chemischen Laboratorium (in Bern) angehört und mir hierzu von Hrn. Prof. Schwarzenbach geliehen wurde. Dasselbe wurde vorher ganz auseinander genommen, gereinigt und neu justirt. Bei den Beobachtungen schaltete ich stets zuerst die 100 Millimet. lange Glasröhre entweder leer oder mit destillirtem Wasser gefüllt ein und bestimmte so zuerst den Ausgangspunkt auf der linearen Scala dieses Instrumentes, der nicht immer mit dem Nullpunkt derselben übereinstimmte. Hernach wurde die Röhre mit Zuckerlösung gefüllt, und die Verschiebung des Verniers beobachtet, die zur Herstellung des gleichen Farbentons auf den beiden Hälften der Doppelquarzplatte nothwendig war. Eine Vergleichung mit meinem Instrumente ergab, daß einem Theil der linearen Scala gerade 1/2° Drehung der Pol.-Ebene entspreche. Analog verfuhr ich bei meinem Instrumente. Bei leerer oder mit Wasser gefüllter Röhre, die eine Länge von bloß 50 Millimet. hatte, wurde das Foucault'sche Prisma bis zum Verschwinden der Farbfransen im Polariskop gedreht, der Stand des Verniers abgelesen, dann das Polariskop abgeschraubt, die Röhre herausgenommen, mit Zuckerlösung gefüllt und wieder eingesetzt, das Polariskop in dieselbe Stellung wie vorher wieder aufgeschraubt, was an einer Marke zu erkennen war, und endlich wieder durch Drehen des Prismas das Verschwinden der Farbfransen herbeigeführt. Die Differenz der letzteren Stellung des Verniers und der früheren gab unmittelbar die Drehung der Pol.-Ebene durch die Zuckerlösung. Bei allen Versuchen wurde eine Zuckerlösung benutzt, welche bei 100 Millimet. Länge die Polarisationsebene für gelbes Licht um 21 1/2° drehte, also in 1 Liter Lösung 298 Gramme Rohrzucker enthielt.

Die bei verschiedenen Beleuchtungen angestellten Versuche ergaben nun folgende Resultate:

Das Soleil'sche Saccharimeter, das wegen der vielen Stücke, die |298| es enthält, sehr viel Licht absorbirt, erreicht das Maximum seiner Leistungsfähigkeit nur wenn das Auge sorgfältig vor Seitenlicht geschützt wird, d.h. das Instrument im verdunkelten Zimmer entweder durch eine Oeffnung im Fensterladen gegen den hellen Himmel oder gegen einen vor dem Fenster aufgestellten geölten Papierschirm oder dann gegen eine Lampe gerichtet wird, welche hinter einem undurchsichtigen Schirm mit entsprechender Oeffnung, oder noch besser in einer Duboscq'schen Laterne aufgestellt ist. Dieses Maximum der Leistungsfähigkeit, d.h. der mittlere Fehler der einzelnen Einstellungen, betrug unter den angegebenen Umständen für mein Auge 1° Winkeldrehung, gleichviel ob die Röhre mit Wasser oder mit Zuckerlösung gefüllt war. War dagegen mein Auge, wie z.B. bei der unmittelbaren Beobachtung im hellen Zimmer, nicht gehörig vor Seitenlicht geschützt, so stieg der mittlere Beobachtungsfehler auf 1 1/2°. Nach Biot und Clerget berechnet man nun aus der Drehung der Pol.-Ebene die Concentration einer Rohrzucker-Lösung, d.h. das in 1 Liter der Lösung enthaltene Gewicht Zucker in Grammen nach der Formel:

G = 1391. v/l,

wo 1 die Länge der Flüssigkeitssäule in Millimetern und v den beobachteten Drehungswinkel im weißen oder gelben Licht darstellen. Meinem obigen Beobachtungsfehler von 1° beim Soleil'schen Saccharimeter entspricht daher ein Fehler d. G. in der Bestimmung des Zuckergehalts, der gleich ist:

d G = 1391 . 1/100 = 13,91,

d.h. die Genauigkeit betrüge bloß 1 Procent oder in 1 Liter Zuckerlösung könnte ein Mehr oder Weniger von 13,9 Grm. nicht mehr erkannt werden.

Bei meinem neuen Instrumente betrug bei der Füllung mit Wasser der Beobachtungsfehler bloß 2', wenn das Seitenlicht gehörig abgehalten war; im hellen Zimmer stieg derselbe auf 6'. Wurde aber die Röhre mit der Zuckerlösung gefüllt, so vergrößerte sich die Unsicherheit der Einstellung im weißen Lichte in dem einen und anderen Falle auf 12'.

Es rührt dieß davon her, daß die verschiedenen Farben ungleich stark gedreht werden, daher bei keiner Stellung des vordern Polarisators die Farbfransen ganz verschwinden. Sie erreichen aber ein Minimum ihrer Intensität, wenn der Polarisator um eine Größe gedreht wird, welche der Drehung der hellsten Strahlen im weißen Lichte, also der gelben und gelbgrünen, durch die Zuckerlösung entspricht. Die Einstellungen |299| geschahen auf dieses Minimum und waren daher etwas unsicher. Dem obigen Beobachtungsfehler von 12' oder 1/5° entspricht aber immer noch eine 5 Mal größere Genauigkeit als beim Soleil'schen Saccharimeter, oder also in der Bestimmung der Concentration der Zuckerlösung ein Fehler: d G = 2,78 Grm. Zucker bei einer Flüssigkeitssäule von 100 Millimet. Länge.

Die besprochene Unsicherheit verschwindet indessen sofort, sowie man einfarbiges Licht anwendet. Als ich nämlich vor dem Ocular ein dunkelroth gefärbtes Glas anbrachte und im dunkeln Zimmer den Apparat nach der Flamme eines Argand'schen Gasbrenners richtete, betrug der Einstellungsfehler bloß noch 3', und er verminderte sich sogar bis zu 1', als ich das homogene Licht einer Kochsalzflamme anwandte. Die Genauigkeit meines Apparates ist also bei den letzteren Beobachtungsweisen 30 resp. 60 Male so groß als beim Soleil'schen Saccharimeter. Bei einer Flüssigkeissäule von 100 Millimet. Länge würde diesen Beobachtungsfehlern in der Bestimmung der Concentration der Zuckerlösung ein Fehler von 0,7 resp. 0,2 Gram. Zucker entsprechen.

Das neue Saccharimeter kann demgemäß auf folgende Vorzüge Anspruch machen:

1) Dasselbe gewährt unter den günstigsten Umständen eine 60 mal, unter den ungünstigsten immer noch eine 5 mal größere Genauigkeit als die bisherigen Instrumente der Art. Diese größere Genauigkeit kann entweder zu einer schärferen Bestimmung des Zuckergehaltes resp. des Drehungsvermögens irgend einer Flüssigkeit benutzt werden, oder, wo dieß nicht angestrebt wird, können die Drehungsvermögen von 5–60 mal kürzeren Flüssigkeitssäulen mit derselben Genauigkeit wie bisdahin ermittelt werden. Das Letztere wird namentlich da mit Vortheil zur Anwendung kommen, wo entweder nur geringe Mengen einer Flüssigkeit zur Verfügung stehen oder dann die Flüssigkeit in dicken Schichten zu opak wird.

2) Es kann bei jeder Art von Beleuchtung und den verschiedenartigsten Färbungen der zu untersuchenden Flüssigkeiten gebraucht werden.

3) Wegen einfacherer Construction läßt sich dasselbe zu einem bedeutend billigeren Preise herstellen als das Soleil'sche Instrument.

4) Dasselbe kann leicht in eine solche Form gebracht werden, daß man es beim Gebrauch bequem in der Hand halten und nach der Lichtquelle hin visiren kann.

Hr. Optiker Hofmann (Rue de Bucy 3) in Paris hat es übernommen, das neue Instrument zu einem möglichst billigen Preise und in bequemer Form zu erstellen.

|296|

Beschrieben in Poggendorff's Annalen Bd. CXVIII S. 210.

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