Ueber einige spektralanalytische Untersuchungen von Cäsium und Rubidium. Die beiden Metalle Cäsium und Rubidium wurden 1860 vermittels der Spektralanalyse von Bunsen und Kirchhoff entdeckt; sie besitzen in allen ihren Verbindungen eine so große Aehnlichkeit mit denen des Kaliums, daß sie früher gar nicht davon unterschieden sind. Cäsium und Rubidium sind zwar stets nur in geringer Menge vorhanden, aber nichtsdestoweniger in der Natur doch sehr verbreitet. Zuerst wurden die zwei Metalle in der Mutterlauge der Dürkheimer Saline aufgefunden, später aber noch in vielen anderen Quellen, sowie in verschiedenen Pflanzenaschen und in den Mineralien Lepidolith und Triphylin. Ihre Verbindungen kommen immer mit Kaliumverbindungen zusammen vor, weshalb man zur analytischen Trennung die verschiedene Löslichkeit ihrer Aluminiumdoppelsalze, der Alaune, benutzt. Das sehr seltene Mineral Pollucit ist eine Silikatverbindung von Aluminium und Cäsium. Das Rubidium, ebenfalls ein Alkalimetall, nimmt, nach seinen Eigenschaften, eine Mittelstellung zwischen dem Kalium und dem Cäsium ein. Das Wasser des Kaspischen Meeres zeigt einen geringen Rubidiumgehalt. Beide Metalle sind von Sonstadt im Seewasser nachgewiesen worden, deren Rubidiumsgehalt quantitativ in einigen Fällen von C. Schmidt bestimmt wurde. Wir geben hier die betreffenden Analysenresultate, wie C. Schmidt sie in den Bull. Acad. St. Petersburg 1878 Bd. 24 S. 231 veröffentlichte:

I II III IV V ClBrSO4CO3NaKRbCaMgFe, SiO2, PO4 55,01–,138,––,1430,47–,96–,041,673,53–,05 55,22–,147,88–,1930,65–,93–,041,213,75–,08 55,30–,147,78–,0730,85–,89–,041,163,69–,08 55,59–,147,67–,0131,21–,64–,031,053,64–,02 55,60–,137,65–,0230,81–,97–,04–,893,87–,02 100,– 100,– 100,– 100,– 10 ,–

In diesen Analysen behandelt C. Schmidt unter I eine Probe Ostseewasser, welche zwischen Oeland und Götland geschöpft wurde. Die in allen Schmidtschen Analysen angegebenen Werte der Bikarbonate sind hier auf Normalsalze reduziert (nach F. W. Clarke, Data of Geochemistry, Washington, U. S. Geol Survey Bull. 330 S. 94/95). Die Einzelmengen, weiche Schmidt für Fe, PO4 und SiO2 fand, sind so geringe, daß die Werte in obiger Tabelle zusammengezählt gegeben werden. Das Salzgehalt des Ostseewassers von Probe I beträgt 0,7215 %. II ist eine Probe aus dem Weißen Meere und das Durchschnittsresultat dreier Analysen; der Salzgehalt betrug 2,598 bis 2,968 %. III ist eine Probe aus dem Nördlichen Eismeer, zwischen dem Weißen Meere und der Insel Nowaja Zemlja geschöpft; Mittel zweier Analysen. IV Wasserprobe aus dem Suezkanal bei Ismailia, Salzgehalt 5,103 %, und V Probe ziemlich aus der Mitte des Roten Meeres; Salzgehalt des dortigen Wassers 3,976 %. Das einfache Spektrum des Cäsiums zeigt im Orange eine breite Linie γ bei etwa 42, im Blau eine Linie β bei 106 und α bei 109. Im Rubidiumspektrum liegt eine breite vialette Linie α bei 137, eine mehr nach Blau für β bei 135, und im orangen Teil drei breite Linien δ bei 14/15, γ bei 16/17 und ε bei 40. Dies sind jedoch nur die bekannteren Linien in den Spektren der beiden Metalle; mit technisch mehr vollkommenen Apparaten hat man die Untersuchung noch weiter ausdehnen können. Einige solcher Untersuchungen sollen hier kurz mitgeteilt werden.

In Bd. 14 der Proceedings of the Cambridge Philosophical Society (S. 15–21) berichten Norman R. Campbell und Alexander Wood über ihre Untersuchungen betreffend: The Radioactivity of the Alkali Metals. Es ist festgestellt, daß die natürliche Radioaktivität der Elemente eine Eigentümlichkeit der Atome darstellt, und daß man deshalb die Radioaktivität einer Verbindung berechnen kann, wenn man die der Konstituanten kennt. Dadurch ist auch die Möglichkeit gegeben, die Aktivität solcher Elemente zu untersuchen, welche bislang nicht geprüft werden konnten. Campbell und Wood untersuchten nun verschiedene Alkalimetalle, wobei sie vom Kalisulfat ausgingen und fanden, daß es weit aktiver war als andere Stoffe, die man untersucht hat und welche keinerlei radioaktive Elemente enthalten. Hat man die Aktivität des Blei zu 9,3 Einheiten gemessen, so beträgt jene des Kalisulfats 70. Zudem fanden sie, daß die Aktivitätswerte für Blei und Kalisulfat nicht ohne weiteres miteinander vergleichbar sind, da die vom Kalisulfat ausgehenden Strahlen weit durchdringender sind als die vom Blei ausgehenden. Ein Blatt Papier z.B. von einer Oberflächendichte, die einer 3,5 cm starken Luftschicht entspricht, wurde über das Kalisulfat gelegt und ließ keinerlei wahrnehmbaren Unterschied in der Jonisation erkennen. Dasselbe Blatt Papier schied aber mehr als die Hälfte der Jonisation aus, die den Strahlen von Blei oder irgend einem anderen radioaktiven Element entspringt. Wir wollen hier nicht weiter auf diese Versuche mit Kalisulfat eingehen, sondern uns zu den Untersuchungen über Rubidium und Cäsium wenden.

Rubidiumalaun ergab dieselben Effekte und von der gleichen Natur und in derselben Stärke wie auch die Kaliumsalze. Die Aktivität des Rubidiumalauns bemißt sich nach den Untersuchungen von Campbell und Wood auf 128, doch enthält das Rubidiumalaun knapp ⅙ seines Gewichts an Rubidiummetall. Darum ist die Aktivität des metallischen Rubidium zu 768 anzusetzen. Man fand, daß die Strahlen vom Rubidium weit weniger durchdringend sind, als jene des Kalisulfats. Die Absorption dieser Zinnfolie war schon so stark, daß man statt dessen Papier zu den Strahlungsversuchen benutzen mußte. Setzt man λ für den Absorptionskoeffizienten und ρ für die Dichte der Zinnfolie, so beträgt \frac{\lambda}{\rho} für das Papier und die Kalisulfatstrahlen von 10,4 bis zu 5,0. Der Wert für dieselbe Menge beträgt für die Strahlen vom Rubidium aber etwa 160. Die geringe Intensität der Ruhidiumstrahlen und ihre größere Absorption machen eine genaue Messung von λ vorläufig auf unseren Apparaten noch unmöglich. – Caesiumalaun wurde gleichfalls untersucht, doch konnte man keine meßbare Aktivität feststellen.

Die Beziehungen zwischen der Aktivität von Kali, Rubidium und Cäsium bedürfen wohl der Beachtung. Die Durchdringungskraft der Kalistrahlen läßt die Annahme zu, daß sie β-Strahlen sind und zwar wahrscheinlich negativ geladen. Nun weiß man, daß die Alkalimetalle kräftige Ströme negativer Elektrizität abgeben, wenn sie unter der Einwirkung von Licht gehalten werden; durch die Versuche von Prof. J. J. Thomson (Philos. Magaz. Novbr. 1905) wurde nun bewiesen, daß Rubidium in Verbindung mit Kali und Natron negative Elektrizität selbst im Dunkeln abgibt. Es liegt somit die Wahrscheinlichkeit vor, daß die negativ geladenen Strahlen, welche Thomson entdeckte, ionisierende Strahlen sind. Unter dem Einfluß von Licht ist nun aber Caesium weit aktiver als Rubidium, und Rubidium wieder mehr als Kalium, woraus folgt, daß die Intensität der emittierten ionisierenden Strahlen größer ist beim Kalium als beim Rubidium und bei diesem wieder größer als beim Caesium. Man hat mittels eingehender Versuche die Durchdringungskraft der Strahlen vom Rubidium zu nur 1/16 jener Stärke gemessen, welche die Strahlen vom Kalium zeigen. Läßt sich von diesem Unterschied in der Durchdringungskraft ein Schluß auf die Aktivität ziehen, so verhält sich die Aktivität des Rubidiums zu jener des Kaliums etwa wie 1 : 12. Die Aktivität der Rubidiumsalze ist also weit geringer wie jene der Kalisalze; jene von Caesium-, Natrium- und Lithiumsalzen ist zu gering, um überhaupt gemessen werden zu können. Die Durchdringungskraft der Rubidiumstrahlen ist ganz erheblich geringer als jene der Kalistrahlen. Caesium und Caesiumsalze mögen vielleicht negativ geladene Strahlen in weit stärkerem Maße emittieren als dies beim Rubidium der Fall ist, aber diese Caesiumstrahlen besitzen jedenfalls so wenig Energie, daß sie unfähig sind, ein Gas zu ionisieren. Solche Strahlen können vielleicht eine bedeutende photoelektrische Wirkung ergeben, aber jedenfalls keine Ionisiationswirkung. Die Aktivität des Kaliums, gemessen an seiner Jonisationskraft, ist 1/1000 von jener des Uraniums, gemessen an der Jonisation, die durch β-Uranium erzielt wird. Kalistrahlen sind geladen und ihrer Natur nach wohl β-Strahlen.

Später setzte N. Campbell die Versuche weiter fort besonders bezüglich der Radioaktivität des Rubidiums Proceedings of the Cambridge Philosophical Society Nr. 15, S. 11/12. Diesmal benutzte er ein von Kahlbaum bezogenes, besonders rein hergestelltes Rubidiumsulfat. Die Reinheit wurde durch Fällung mit Chlorkalium geprüft, wobei sich ergab, daß das Gewicht des gefällten Sulfat innerhalb der Fehlergrenze von 1 % des Atomgewichts des Rubidiums = 85,2 sich hielt. Campbells Versuche mit diesem Rubidiumsalz ergeben betreffs dessen Radioaktivität folgende Resultate: Das feinpulverisierte Salz winde dabei zu den Versuchen über die Fläche eines Schiffchens verteilt.

Masse von Rubidium-sulfat in SchiffchenGramm GemesseneAktivität   6,60 47,3 10,69 65,2 13,44 67,4 16,56 75,1 16,81 73,7 22,58 79,5 29,31 87,3 41,66 90,– 43,95 90,5 52,76 93,3 63,06 94,7

Stellt man diese Versuchsergebnisse zusammen, so findet man, daß sie weniger geschlossen auf einer theoretischen Exponentenkurve liegen als die entsprechenden Punkte für Kaliumsalze, woraus folgt, daß die Rubidiumstrahlen wahrscheinlich weniger homogen sind.

Setzt man Io für die Aktivität einer unendlich dünnen Schicht der Fläche (σ) des Versuchs, ferner λ für den Absorptionskoeffizienten des Materials für die Strahlen, welche es aussendet, und ρ für die Dichte des Materials; setzt man ferner α für die ionisierende Kraft der Totalradiation von 1 g des Materials, wenn all diese Strahlung in der Luft absorbiert wird, dann erhält Campbell folgende Gleichung: \alpha\,\frac{I_0}{\sigma}\ \frac{\lambda}{\rho}.

Für Rubidiummetall ergibt sich hieraus: α = 14,47 ± 0,365; \frac{\lambda}{\rho}=53,2\,\pm\,2,1; Für Kalimetall lauten die entsprechenden Werte: α = 2,003 ± 0,376; \frac{\lambda}{\rho}=8,23\,\pm\,0,1.

Bei Schichten von unendlicher Stärke und einem Gehalt von der verhältnismäßig entsprechenden Menge aktivem Metall, ist die Aktivität beim Kali nur wenig größer als beim Rubidium; die innere Aktivität aber des Rubidiums ist wenigstens sieben Mal so groß als jene des Kaliums.

Die Durchdringungskraft der Rubidiumstrahlen ist ganz beträchtlich geringer als jene, wie sie bei Kaliumstrahlen konnte beobachtet werden. Dieser Unterschied ist so stark, daß er sehr leicht festgestellt werden kann, wenn man die Aktivsubstanzmengen mit einem dicken Papier überdeckt. Solch ein Papier absorbiert bereits die Hälfte aller Rubidiumstrahlen, aber nicht mehr als 5 % der Kalistrahlen. Hieraus geht hervor, daß die Aktivitäten dieser beiden Elemente nicht ein und demselben Konstituens zuerteilt werden dürfen.

B. Simmersbach, Wiesbaden.

Das „halbdirekte“ Verfahren zur Erzeugung von schwefelsaurem Ammoniak. An Hand anschaulicher Sankey-Diagramme bespricht Dipl.-Ing. Ohnesorge die verschiedenen Verfahren zur Ueberführung des im Steinkohlengas enthaltenen Ammoniaks in Sulfat. Er schildert kurz den Arbeitsgang bei dem alten indirekten sowie bei dem zuerst von Brunck eingeführten direkten Verfahren, weist auf deren Mängel hin und erläutert sodann näher die Ausführung des zuerst von Koppers vorgeschlagenen halbdirekten Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird das Gas in üblicher Weise gekühlt und von Teer befreit und hierauf durch einen mit Schwefelsäure gefüllten Sättiger geleitet, in dem das Ammoniak in Form von Sulfat gebunden wird. Das in dem Kühler zusammen mit dem Wasserdampf niedergeschlagene Ammoniak wird in einem Destillierapparat unter Zusatz von Kalkmilch abgetrieben und in freier Form dem Gasstrom vor dem Eintritt in den Sättiger wieder zugesetzt. Aus dieser Zweiteilung bei der Verarbeitung des gesamten, ursprünglich im Gas enthaltenen Ammoniaks leitet sich die Bezeichnung „halbdirektes“ Verfahren her, dessen Vorzüge vor allem darin liegen, daß das Gas in vollkommen teerfreiem Zustand dem Sättiger zugeführt wird und daß an Stelle von konzentrierter Schwefelsäure die übliche 60grädige Säure Verwendung finden kann. Während bei dem direkten Verfahren zwar auch das gesamte Ammoniak (freies und fixes) im Sättiger verarbeitet] wird, wird hier das fixe Ammoniak vorher durch Destillation mit Kalkmilch in freies Ammoniak übergeführt, wodurch die beim direkten Verfahren auftretenden störenden Begleiterscheinungen (Bildung freier Salzsäure im Sättiger} vermieden werden. Um trotz der Verwendung von 60grädiger Säure im Sättiger festes Sulfat zu erhalten, mußte Koppers das Gas vor dem Eintritt in den Sättiger durch einen mit Dampf beheizten Ueberhitzer leiten, damit das Gas, das aus dem Kühler und dem Teerscheider mit Wasserdampf gesättigt austritt, zusätzlichen Wasserdampf (aus der Säure) aufzunehmen vermag. Man hat in der Folge auch versucht, den Ueberhitzer durch in den Sättigungskasten eingebaute Dampfrohre zu ersetzen oder die Lauge des Sättigungsbades ständig umzupumpen und sie hierbei von außen zu beheizen oder aber nur einen Teil des Gasstroms vor dem Eintritt in den Sättiger auf höhere Temperatur zu erhitzen, weil unter Umständen die bei der Neutralisation der Säure durch das Ammoniak auftretende Wärme schon ausreicht, um das in der Säure enthaltene Wasser zu verdampfen. (Brennstoffchemie 1923, S. 118–122.)

Sander.

Motorschiff „Christine Maersk“. Dieses von der Schiffswerft Odense gebaute Motorschiff hat eine Tragfähigkeit von 7980 t. Der Treibölvorrat beträgt 1040 t und die Reserve herzu 80 t. Die Maschinenanlage ist von Burmeister und Wain (Kopenhagen) geliefert und besteht aus zwei Motoren von je 1100 PS. Sämtliche Hilfsmaschinen im Motorraum und auf Deck haben elektrischen Antrieb. Der Strom wird von zwei 33 KW und einem 66 KW Dieseldynamo geliefert. Jeder der kleinen Generatoren genügt zur Deckung des Strombedarfes unter normalen Verhältnissen auf See, während zum Manöverieren, Laden und Löschen alle drei Generatoren in Betrieb gesetzt werden. Es sind zehn elektrische Ladewinden mit 3 t Hubkraft vorhanden. Für Heizzwecke und zum Feuerlöschen mittels Dampf ist ein Dampfkessel mit 5,6 m2 Heizfläche vorhanden. Auf der Probefahrt betrug der Tiefgang 2,65 m, die Wasserverdrängung 3400 t. Die Maschinenleistung erreichte bei 160 Umdrehungen 2076 PS bei 10,6 Kn. Geschwindigkeit. Der Treibölverbrauch war 127,8 g für 1 PS und Stunde, einschließlich des Verbrauches der Hilfsmaschinen, Rudermaschinen und der elektrischen Beleuchtung. (Schiffbau 1924, Nr. 7, S. 167.)

W.

Motor-Tankschiff „Arnus“ mit 6400 t Tragfähigkeit ist erbaut von Swan, Hunter und Wigham, Newcastle. Das Schiff hat 14 Haupttanks. Die Steuereinrichtung hat hydraulisch-elektrischen Antrieb, die Ankerwinde und zwei Ladewinden werden mit Dampf betrieben. Die auf See benötigten Hilfsmaschinen haben elektrischen Antrieb. Als Hauptmaschinen sind zwei Zweitakt-Neptune-Oelmaschinen mit je 6 Zylindern von 430 mm Durchmesser und 890 mm Hub vorhanden. Die indizierte Leistung ist bei 125 Umdrehungen 1400 PS.

Bei 10 Kn. Fahrt ist ein täglicher Treibölvorrat von 7,5 t vorgesehen. Das Gewicht einer Hauptmaschine ist 130 t. Bei den Neptune-Oelmaschinen sind besondere Spülluftzylinder unter den Hauptzylindern angeordnet. Die Spülluftzylinder werden auch zum Anlassen der Maschinen verwendet, wodurch das Anlaßventil im Hauptzylinder in Wegfall kommt. Außerdem wird bei diesem Verfahren vermieden, daß kalte Luft in die Hauptzylinder eintritt.

W.

Seegehende Motorschiffe. Die Zahl derselben nimmt ständig zu. Nach einer Zusammenstellung des amerikanischen Departement of Commerce waren Mitte 1923 davon 193 vorhanden, von je 2000 B. R. T. und darüber.

Großbritannien 48 311364 B. R. T. Schweden 28 136204 „ Norwegen 27 129892 „ Dänemark 25 128499 „ Ver. Staaten 29 99151 „ Deutschland 13 59931 „ Italien 9 43433 „ andere Länder 14 75797 „ ––––––––––––––––––––– 193 984271 B. R. T.

Außerdem sind insgesamt 127 Motorschiffe mit zusammen 460868 B. R. T. im Bau, dies sind etwa 21 v. H. der im Bau befindlichen Dampferbautonnage. Deutschland hatte Ende dieses Jahres 21 Motorschiffe mit 77000 und England 49 mit 254000 B. R. T. in Bau. Die Bautätigkeit in Motorschliffen war im Jahre 1923 in diesen beiden Ländern besonders rege.

W.

Maschinenhöchstleistungen. In der Nachkriegszeit machten sich im deutschen Maschinenbau zunächst gewisse Mängel geltend, die ihren ungünstigen Eindruck auf das Ausland nicht verfehlen konnten. Man hatte sich während des Krieges infolge Rohstoffmangels vielfach mit Ersatzstoffen schlimmster Art benügen müssen. Man glaubte damals, daß das, was bis dahin, also während des Krieges gegangen war, auch weiterhin gehen würde, und nachdem der Export unserer Maschinen und Apparate eingesetzt hatte, wurde mit einem gewissen Rechte das mangelhafte Material und in einzelnen Fällen auch die mangelhafte Ausführung gerügt.

Sehr bald jedoch stellte man sich in Deutschland auf eine vollkommene Fabrikation um, d.h. die Konstrukteure und die Betriebsingenieure schufen in gemeinsamer Arbeit exakt arbeitende Maschinen und gerade in der Nachkriegszeit zeichneten sich die deutschen Konstrukteure durch eine außerordentliche Gedankenfülle aus.

Leider hielt die Materialverbesserung mit der Konstruktionsverbesserung der Maschinen nicht gleichen Schritt und die Klagen über schlechtes Material gelieferter Maschinen blieben nach wie vor nicht aus.

Dennoch kaufte das Ausland, solange der Preis deutscher Waren und deutscher Maschinen wesentlich niedriger war als der Weltmarktpreis. Es konnte die Zeit nicht ausbleiben, die eine Erhöhung der Preise für deutsche Maschinen brachte, und mit der Annäherung der Preise an die Weltmarktpreise fiel auf der einen Seite der Anreiz zum Kauf fort, auf der anderen Seite blieb der Ruf erhalten, daß zum Bau deutscher Maschinen minderwertiges Material genommen würde.

Dieser Ruf hatte aber Berechtigung bis etwa Mitte des Jahres 1923. Von da an erkannte man in Deutschland, daß man verspielt haben würde auf dem Weltmarkt, wenn man nicht in bezug auf die Materialfrage mit größter Zuverlässigkeit ans Werk gehen würde. Nicht nur die führenden Firmen Deutschlands, sondern auch die mittleren und kleinen Betriebe machten sich zielbewußt daran, die verwendeten Materialien zu prüfen und Forderungen zu stellen an die Lieferanten, die nunmehr diese zwangen, ihren Betrieb auf die Erzeugung von Qualitätsmaterial umzustellen. Diese Umstellung ist tatsächlich mit einer ganz außerordentlichen Schnelligkeit erfolgt, denn die deutsche Hüttenindustrie und die chemische Wissenschaft sind so entwickelt, daß die Umstellung auf Qualitätsmaterial technische Schwierigkeiten nicht machte, sondern nur den energischen Willen erforderte. Dieser Wille war da und ist dadurch belohnt worden, daß man mit Fug und Recht behaupten kann, daß heute in Deutschland gerade auf dem Gebiete der Materialerzeugung geradezu erstaunliches geleistet wird, und daß man sich trotz vorübergehender Ueberschreitung der Weltmarktpreise entschloß, nur erstklassiges Material zur Weiterverarbeitung hereinzunehmen. Nunmehr gelang es den Konstrukteuren mit Hilfe dieses erstklassigen Materials Höchstleistungsmaschinen herauszubringen, die schon teils zur letzten Leipziger Messe käuflich waren, durchweg aber zur kommenden Messe vom 2. bis 8. März marktfähig dargeboten werden sollen. Es ist ganz erstaunlich, in welcher Weise die deutsche Maschinentechnik im letzten halben Jahre fruchtbar gearbeitet hat.

Die durch die Qualitätshöchstleistungen und durch erhöhte Arbeiterlöhne erzeugten Mehrkosten hat man zum größten Teil wieder eingebracht durch eine auf wertbeständiger Basis aufgebaute Kalkulation, die einen Risikoaufschlag für Geldentwertung überflüssig machte.

So steht Deutschland, sofern das Ausland keine neuen Schwierigkeiten macht, vor einer gesunden wirtschaftlichen Entwicklung, und das, was Deutschland in sorgenvoller und schwerer Arbeit geschaffen hat, wird nicht nur der deutschen Wirtschaft, sondern auch der Wirtschaft des Auslandes zugute kommen.

Veredelung der gewerblichen Arbeit. Veredelung der gewerblichen Arbeit ist das hohe Ziel, dem die Entwurfs- und Modellmesse im großen Festsaal des Leipziger Neuen Rathauses gelegentlich der Leipziger Mustermesse vom 2. bis 8. März dienen soll. Fabrikanten fast aller Geschäftszweige finden hier Entwürfe und Modelle erster Künstler aus allen Teilen des Reiches und Oesterreichs ausgestellt. Einen besonderen Anziehungspunkt wird voraussichtlich die Ausstellung von Entwürfen zu künstlerisch ausgestatteten Ausstellungs- und Meßständen bilden.