Neue Methoden und Apparate für chemisch-technische Untersuchungen. Mit Abbildungen. Neue Methoden und Apparate für chemisch-technische Untersuchungen. Hydrostatisches Pyknometer. J. Rhodin construirte einen Apparat, der die Bestimmung des specifischen Gewichts kleiner Flüssigkeitsmengen mit grosser Genauigkeit gestattet. (Fig. 1.) Textabbildung Bd. 280, S. 298Fig. 1.Hydrostatisches Pyknometer. Er besteht aus dem Pyknometergefäss P, das etwa 5 cc fasst und in dem aräometerähnlichen Gefäss A eingeschlossen ist. Das bei P aufgeschliffene Glasrohr B dient zur Aufnahme von Blei und der für die markirte Einstellung der Scala S nöthigen Gewichte. Bei der Bestimmung wird P mit Flüssigkeit von 15° gefüllt, in A eingepasst und in B ein Gewicht von etwa 2 g gelegt. Nach dem Einsenken in Wasser zeigt die Scala z.B. 0,4, nach dem Herausnehmen und Einlegen von 2 – 0,4 g, also 1,6 g, wird der Apparat wieder in Wasser gebracht, wobei S z.B. 0,025 zeige. Das Gewicht des destillirten Wassers, das den Raum P einnimmt, sei 5,075 g. Es ist dann das specifische Gewicht der zu untersuchenden Flüssigkeit x=\frac{5,075+0,4+0,025}{5,075} (Chemiker-Zeitung, 1890 Bd. 14 Nr. 92, Repertorium S. 311, nach Svensk Kemisk Tidsskrift.) Vorrichtung zum Auswaschen von Niederschlägen. Nach A. Friedmann wird, um das Auswaschen von Niederschlägen zu erleichtern, eine Spritzflasche mit dem Gebläse in Verbindung gesetzt. (Fig. 2.) a ist mit einem Wassergebläse durch Bleirohr und genügend langen Kautschukschlauch am Filtrirtisch verbunden. Um das Gebläse auch zum Glühen benutzen zu können, ist im Bleirohr ein Dreiweghahn eingeschaltet. Man lässt das Gebläse an und stellt den Dreiweghahn- so, dass Gebläse und Spritzflasche verbunden sind. Mit dem Daumen der rechten Hand schliesst man das zweite kürzere Röhrchen b des Dreiwegstücks aus Glas. Das dritte Röhrchen reicht in die zu benutzende Spritzflasche. Nimmt man den Daumen weg, so hört die Wirksamkeit der Spritzflasche auf. Textabbildung Bd. 280, S. 298Fig. 2.Auswaschen von Niederschlägen. Durch Reguliren des Wasserstrahlgebläses lässt sich jede beliebige Stärke des Strahls erreichen, und oft am Boden der Gefässe haftende Niederschlagstheilchen ohne jedes andere Hilfsmittel entfernen. (Stahl und Eisen, 1890 Nr. 10 S. 884.) Apparat zur Bestimmung der Löslichkeit der Salze. Um die zur Analyse nöthige Probe der Lösung bei gewünschter Temperatur filtriren zu können, benutzt Rüdorff nebenstehenden Apparat. (Fig. 3.) Das kleine, bis zur Halsmündung 4 cm hohe und am Boden 2 cm breite Gläschen A, welches durch einen eingeschliffenen Stöpsel verschlossen werden kann, wird bei Beginn des Versuchs verschlossen durch einen doppelt durchbohrten Kork B, durch dessen eine Durchbohrung ein beiderseits offenes, enges Glasrohr C, durch die andere ein enges Glasrohr geht, welches oberhalb des Korkes etwas erweitert ist. Ueber diese Erweiterung ist ein Läppchen von Battist gezogen, das durch ein übergestreiftes Gummirohr D festgehalten wird. Der Battist dient als Filter. Der obere Theil des Gummirohres ist durch einen Glasstab E verschlossen, welcher in dem Gummirohr leicht beweglich ist. Textabbildung Bd. 280, S. 298Fig. 3.Löslichkeit der Salze. Von dem zu untersuchenden Salze wird bei höherer Temperatur eine gesättigte Lösung in einem weiten Reagensglase gemacht. Dieses Reagensglas taucht man sodann in ein Becherglas mit warmem Wasser, welches in einem Sandbade steht und durch eine kleine Flamme erwärmt wird. Die Salzlösung kühlt sich bald auf die Temperatur des Wasserbades ab. Stimmt die Temperatur des Bades mit der der Lösung überein, so hält sich die Temperatur der Lösung hinreichend lange constant. Sodann wird die Lösung mit dem oben beschriebenen Apparat durch Auf- und Abbewegen einige Minuten lang umgerührt und sodann der Glasstab für einen Moment aus dem Gummischlauch gezogen. Sofort fliessen einige Tropfen der Lösung, von den ausgeschiedenen Salztheilchen befreit, in das Gläschen. Das Gummirohr wird wieder durch den Glasstab geschlossen, der Apparat aus der Lösung genommen, durch Eintauchen in Wasser von der anhaftenden Lösung befreit, das Wasser durch Fliesspapier abgetrocknet, der Kork entfernt und durch den eingeschliffenen Glasstöpsel ersetzt. Die Temperatur der Lösung wird durch ein mit dem Apparat eingetauchtes Thermometer genau bestimmt. Aus dem Gewicht der erhaltenen Lösung und dem in dieser Lösung enthaltenen Salz lässt sich die Löslichkeit bestimmen. Das Wasserbad mit dem die Lösung enthaltenden Reagensglas wird durch Verkleinerung der Flamme auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt und der Versuch mit einem anderen ähnlichen Apparat wiederholt. Auf diese Weise lassen sich in kurzer Zeit eine hinreichende Menge Bestimmungen erhalten, so dass daraus die Löslichkeitscurve construirt werden kann. (Zeitschrift für angew. Chemie, 1890 Heft 21 S. 633.) Metallene Einschlussröhren. Emaillirte Metallröhren und -Gefässe bewähren sich im Laboratorium nur kurze Zeit. Angreifbarkeit des Emails ist das geringste und noch zu beseitigende Uebel. Der grössere Uebelstand liegt darin, dass durch die Verschiedenheit der Ausdehnung das Email rissig wird und allmählich abspringt. Bei Einschlussröhren wird sich dieser Uebelstand doppelt fühlbar erweisen. Metallene Einschlussröhren für das Laboratorium sollten einen einfachen, handlichen, rasch anzulegenden Verschluss ohne innere Gewinde besitzen; sie sollten keiner Schlüssel bedürfen und frei sein von hinderlichen Zugaben, wie Manometer, Ventilen, Destillationsansätzen, Thermometereinsätzen u.s.w.; wichtig aber ist, dass sie die grösstmögliche Sicherheit gewähren und dabei, ohne schwerfällig zu sein, alle Vortheile der geschlossenen Glasröhren bieten. Diesen Erfordernissen entsprechen aus Bronze gegossene kleine Digestoren, wie ein solcher hier in Fig. 4 und 5 abgebildet ist. Textabbildung Bd. 280, S. 299Metallene Einschlussröhren. Dieselben sind allerdings wirkliche Bomben, aber die Sicherheit bei ihrem Gebrauch liegt in ihrer Wanddicke und in der Vollkommenheit des Gusses. Die Bombe (Fig. 4), von A. Zambelli in Turin ausgeführt, passt genau in einen Luftcirculationsofen, wie ihn E. Bühler in Tübingen für Dampfdichtebestimmung nach V. Meyer liefert. Die Röhre der Bombe hat innen 36 mm Durchmesser und 330 mm Höhe; die Wände sind 8, der Boden, der obere Rand und der Deckel 10 mm dick; letzterer hat in der Mitte einen erhabenen Wulst mit Vertiefung, in welcher die Centralschraube des Bügels arbeitet. Der 15 mm dicke Bügel mit Centralschraube ist aus gestähltem Schmiedeeisen. Zum Verschluss wird er unter zwei Ansätzen am Rande und am Deckel aa einfach eingeschoben. Fig. 5 zeigt Rand, Röhre cc, Deckel, die Flügel aa und Bügel bb in 0,3 Grösse. Auf den 14 mm breiten Rand ist der Deckel aufgeschliffen; beide haben übrigens die gewöhnlichen concentrischen Rinnen, und der Deckel greift nach unten etwa 3 mm tief in das Rohr ein. Der hermetische Verschluss wird durch einen Ring aus Cartonpapier bewirkt, welchen man vorher in Wasser, Weingeist, Gummilösung oder Eiweiss hat aufquellen lassen. Ein unten geschlossenes, oben durch Zusammenfallen auf 12 bis 14 mm verengtes Glasrohr passt so genau in das Bronzerohr, dass es beim Einsetzen nur langsam niedergleitet. An der verengten Stelle ist das Glasrohr in solcher Länge abgeschnitten und abgeschliffen, dass zwischen Glasrohr und Deckel nur 3 bis 4 mm Raum bleibt, in welchen eine kleine Asbestscheibe so eingeschoben wird, dass bei geschlossener Bombe der Deckel eben gerade, ohne starken Druck, auf der Asbestscheibe aufsitzt. Die Bombe passt genau in die obere Oeffnung des besagten Circulirofens; sie steht 18 mm von den Seitenwänden und 25 mm vom Boden des 340 mm hohen Arbeitsraumes des Ofens ab. Zur Bewirkung des Luftzugs ist in den 17 mm nach innen vorspringenden Antheil dd der Deckplatte des Ofens ein Kranz von 8 mm weiten, mit dünnen Messingröhrchen ausgekleideten Oeffnungen gebohrt, deren eine das Thermometer trägt, welches das Bronzerohr in halber Höhe berührt. Trockene Gase wirken bekanntlich nur wenig auf Metalle ein, die Bombe wird von Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff und Ammoniakgas nur wenig angegriffen, etwas mehr durch Jodwasserstoff. Schwefelwasserstoff oder Schwefelammonium wirken jedoch stark ein, doch werden Operationen mit diesen Verbindungen meist in offenen Gefässen vorgenommen. Wo Flüssigkeiten stossweise kochen und beständige Ueberwachung nothwendig wäre, lässt sich I die Bombe vortheilhaft statt des Rückflusskühlers verwenden. (H. Schiff, Chemiker-Zeitung, 1890 Bd. 14 Nr. 83 S. 1407.) Azotometer zur Bestimmung von Stickstoff in Ammoniaksalzen. W. Hentschel beschreibt (in Berichten der Deutschen chemischen Gesellschaft, 1890 Bd. 23 S. 2402) einen dem V. Meyer'schen Dampfdichteapparat ähnlichen Apparat, dessen wesentlichster Theil das von einem heizbaren Mantelrohre umgebene, oben erweiterte und mit doppelt durchbohrtem Gummistopfen abgeschlossene Reactionsgefäss ist, in dem sich die entsprechende Menge unterbromigsaures Natrium befindet. In die eine Durchbohrung ist das Ableitungsrohr B (Fig. 7) eingesetzt, das nach unten in einen Haken umgebogen ist, an den das Fallcylinderchen C mit Hilfe einer Platinöse aufgehängt ist. Das Ableitungsrohr setzt sich nach oben in eine Capillare fort, die zwei Mal umbiegt und unter ein Messrohr führt. In der zweiten Durchbohrung steckt der rechtwinkelig umgebogene Glasstab, durch dessen Drehung die Platinöse des Cylinderchens vom Haken abgestreift wird und derselbe nach unten gleitet, wobei sich die Ammonsalzlösung mit der Bromlauge mischt. Verfasser füllte bei seinen Versuchen das äussere Heizrohr mit Methylalkohol, wobei sich nach etwa 1/4stündigem Erhitzen Temperaturausgleich einstellte. Beim Versuche trat bei Vermischung der beiden Flüssigkeiten in kurzer Zeit aller Stickstoff in Gestalt feiner Bläschen zu Tage. Es sammelte sich also ein gleiches Volumen Luft und Stickstoff in der Messröhre an. Textabbildung Bd. 280, S. 299Fig. 7.Bestimmung von Stickstoff in Ammoniaksalzen. Correcturen sind nur bei weitgehender Genauigkeit der Versuche anzuwenden, da die erwärmte Bromlauge eine bedeutend geringere Absorptionsfähigkeit besitzt, als die sonst angewendete abgekühlte Bromlauge. Ueber die Anwendbarkeit des Lunge'schen Gasvolumeters zur Tensionsbestimmung. H. Rey bestimmt die Tension concentrirter Kali- oder Natronlaugen mittels des Lunge'schen Gasvolumeters (1890 277 * 474). Er geht von folgender Ueberlegung aus: Denken wir uns ein bekanntes Volumen Gas bei bekanntem äusseren Druck, gesättigt mit den Dämpfen der auf ihre Tension zu prüfenden Flüssigkeit. Aendern wir nun diesen äussern Druck unter Beibehaltung derselben Temperatur, so lässt sich aus der stattgefundenen Volumänderung die Tension berechnen. Bezeichnen wir das Volumen mit V1 und V2, den Druck mit P1 und P2, die zu bestimmende Tension mit x, so haben wir: (P1 – x)V1 = (P2 – x)V2 . . . . . . . . . . I) es ist also x=\frac{V_1\,P_1-V_2\,P_2}{V_1-V_2} . . . . . . . . . . . . II) In dem Messrohr des Volumeters befindet sich eine beliebige Menge Luft, gesättigt mit den Dämpfen der zu untersuchenden Lauge, im Reductionsrohr haben wir absolut trockene Luft, deren Volumen bei 0° und 760 mm 100 cc betragen würde. Durch Verschiebung einer der beiden Röhren stellen wir die Quecksilberniveaus auf gleiche Höhe und lesen deren Stand ab; nun wird das Druckrohr beliebig verschoben und der Stand des Quecksilbers in den beiden andern Röhren nach erneuter Gleichstellung wiederum abgelesen, womit wir alle Angaben zur Berechnung der Tension besitzen. V1 und V2 obiger Formel haben wir im Messrohr abzulesen, P1 und P2 ergeben sich aus den entsprechenden Ablesungen im Reductionsrohr. Nehmen die eingeschlossenen 100 cc Luft von 0° und 760 mm bei der Temperatur t das Volumen a ein, so ist der zugehörige Druck P=\frac{100\,.\,760\,.\,(1+\alpha\,t)}{a} . . . . . . . . . III) Wir haben also auch hier die Druckmessung bezieh. Längenmessung durch eine Volumenmessung ersetzt. Bezeichnen wir die Ablesungen im Reductionsrohr mit R1 und R2, diejenigen im Messrohr mit M1 und M2 und setzen wir diese Bezeichnungen nebst dem Werth für P aus Formel III) in Formel II) ein, so erhalten wir x=\frac{M_1\,R_2-M_2\,R_1}{R_1\,R_2\,(M_1-M_2)}\,.\,760\,.\,100\,(1+\alpha\,t) . . . . . . IV) Da die Einstellungen bei zweckmässiger Anordnung des Instrumentes sehr rasch gemacht sind, können wir ohne grossen Zeitverlust bei ein und derselben Temperatur mehrere Bestimmungen ausführen, indem wir einfach das Druckrohr beliebig verschieben und die Volumina in Reductions- und Messrohr nach Einstellung auf gleiche Höhe ablesen. Haben wir dergestalt die Tension bei irgend einer Temperatur bestimmt, so brauchen wir für die Bestimmung bei anderen Temperaturen nur eine einmalige Ablesung. Es sei a die gefundene Tension bei t1°, die entsprechenden Ablesungen R1 und M1. bei t2° R2 und M2, es ist dann die Tension x bei t2°: x=\frac{760\,.\,100\,(1+\alpha\,t_2)}{R_2} -\frac{\left(\frac{760\,.\,100\,(1+\alpha\,t_1)}{R_1}-a\right)\,M_1\,(1+\alpha\,t_2)}{M_2\,(1+\alpha\,t_1)} . . . . . . . . V) Natürlich kann man bei allen Temperaturen die Tension auch nach dem ersten Verfahren bestimmen, wodurch man zugleich eine Controle für die Richtigkeit der Bestimmungen bekommt. Textabbildung Bd. 280, S. 300Fig. 8.Rey's Gasvolumeter.Rey wandte bei seinen Versuchen folgende Form des Gasvolumeters an, welche von Professor Lunge auch für den gewöhnlichen Zweck des Volumeters verwendet wird, wenn es sich um vollkommene Sicherstellung einer unbedingt gleichen Temperatur beider Gasröhren handelt. Reductions- und Messrohr R und M (Fig. 8) befinden sich in einem Wassermantel W, der folgendermassen hergestellt wird: An einem gewöhnlichen Glascylinder von genügendem inneren Durchmesser wird der Glasboden abgesprengt und ein Boden aus Messingblech angekittet, welcher zwei Stutzen s trägt, durch welche sich die Röhren R und M leicht verschieben lassen, ohne dass sie jedoch zu viel Spielraum haben, so dass sie bei genügender Länge der Stutzen (6 cm) von diesen immer in senkrechter Lage erhalten werden. Zur Dichtung und zugleich zur Befestigung der Röhren dienen zwei Schlauchstücke, welche sich an Stutzen und Röhren genau anlegen. Bei passender Wahl der Schläuche wird es sehr leicht erreicht, dass kein Wasser austritt und sich die Verschiebung doch leicht bewerkstelligen lässt. Klammern sind bei dieser Anordnung für die Röhren R und M unnöthig, sie werden von den Schläuchen vollständig sicher gehalten. Um den Wassermantel am Stativ sicher zu befestigen, wurden zwei Ringe r angebracht, von denen der untere den ganzen Apparat trägt, während der obere, der einen etwas grösseren Durchmesser hat, so dass der Rand des Cylinders W auf ihm ruhen kann, ihn vor dem Umkippen bewahren soll. Textabbildung Bd. 280, S. 300Fig. 9.Höheneinstellung zu Rey's Gasvolumeter. Um die beiden Niveaus genau in die gleiche Höhe zu stellen, kann man sich des in Fig. 9 gezeichneten Ableselineals bedienen. Dasselbe besitzt eine Libelle L, mit welcher die Kante ab in Uebereinstimmung gebracht ist. Damit man das Instrument jederzeit wagerecht stellen kann, ist es um die Achse cd drehbar und wird mit Hilfe der Stellschraube s in der wagerechten Lage festgehalten. Mittels der Muffe M wird das Instrument an einem Stativ befestigt. Im vorliegenden Falle wurde indessen die Wagerechtstellung mit dem Kathetometer besorgt. Zunächst wurde die Tension von Wasserdampf bestimmt, um die erhaltenen Resultate mit schon sicher bekannten Zahlen vergleichen zu können. Das Reductionsrohr wurde mit der berechneten Menge trockener Luft gefüllt, indem man es zuerst mit Quecksilber füllte, worauf bei tiefstehendem Niveaurohr der Hahn h geöffnet wurde. Die so eingesaugte Luft durchzog mehrere Röhren mit Chlorcalcium, Bimsstein mit Schwefelsäure getränkt, und zuletzt ein Rohr mit Phosphorpentoxyd. Die Luft zur Füllung des Rohres M wurde durch Wasser geleitet und ausserdem ein Tröpfchen Wasser in die Röhre hineingebracht. Es wurden bei 18° folgende Ablesungen gemacht: I. II. III. R. M. R. M. R. M. 107,12 105,84 101,86 100,54 104,21 102,91 Nach obigen Formeln die Tension ausgerechnet, ergibt 1. und II. 15,4 mm, I. und III. 14,5 mm, II. und III. 16,5 mm, im Mittel 15,47 mm gegenüber der wirklichen Tension von 15,33. Bei anderen Temperaturen waren die Differenzen noch grösser, sie stiegen bis zu 2 mm. In ähnlicher Weise stimmten die für Kali- und Natronlauge gemachten Beobachtungen mit den nach Wüllner berechneten Werthen überein. Wüllner's Formel für Kalilauge lautet: V = 0,00332 T – 0,00000432 T2, wobei T die Tension des Wasserdampfes bei der betreffenden Temperatur, V die Erniedrigung bedeutet, hervorgebracht durch einen Theil des Hydrates K2O . 5H2O gelöst in 100 Th. Wasser. Kalilauge von 1,359 spec. Gew. bei 15° zeigte beim Titriren einen Gehalt von 36,21 Proc. KOH oder 59,47 Proc. K2O . 5H2O. In 100 Th. Wasser sind demnach 146,8 Th. Pentahydrat gelöst, wir müssen also die aus obiger Formel berechneten Werthe mit 146,8 multipliciren. Für Natronlauge gibt Wüllner die Formel V = 0,004089 T, welche die Erniedrigung der Tension des Wasserdampfes T angibt, wenn in 100 Th. Wasser 1 Th. des Hydrates Na2O . 4H2O gelöst ist. Natronlauge von 1,359 spec. Gew. bei 15° zeigte beim Titriren einen Gehalt von 32,56 Proc. NaOH oder 54,54 Proc. Tetrahydrat oder in 100 Th. Wasser sind 119,95 Th. Na2O . 4H2O gelöst. Je enger das getheilte Rohr und je grösser das Gesammtvolumen, desto genauer sind die Bestimmungen. Tem-peratur Tension von NaOH1,359 spec. Gew.bei 15° Tension von KOH1,359 spec. Gew.bei 15° Tension vonWasser 10 4,66 4,74   9,14 11 4,98 5,07   9,77 12 5,31 5,42 10,43 13 5,68 5,79 11,14 14 6,05 6,18 11,88 15 6,46 6,60 12,67 16 6,88 7,04 13,51 17 7,33 7,51 14,39 18 7,82 8,02 15,33 19 8,32 8,54 16,32 20 8,85 9,09 17,36 (Zeitschrift für angewandte Chemie, 1890 Heft 17 S. 510.) (Fortsetzung folgt.)