CII.Ueber ein neues Verfahren zur Bestimmung des
specifischen Gewichtes fester Körper; von J. Persoz.Aus den Annales du Conservatoire des arts et
métiers, t. V p. 532; April 1865.Mit Abbildungen.Persoz, über ein Verfahren zur Bestimmung des spec. Gewichtes
fester Körper.Bei einer langwierigen Arbeit, welche mich in den letzten Jahren beschäftigte und die
Bestimmung des specifischen Gewichtes gewisser Verbindungen, z.B. derjenigen des
Aethers und des Alkohols mit verschiedenen Salzen, der Weinsäuresalze, des
Harnstoffes, der Doppelcyanüre, Doppelchlorüre, Doppelbromüre, der
Schwefelsäuredoppelsalze, kurz einer Menge von organischen und unorganischen
Substanzen, – nach den bisher bekannten Methoden, – nöthig machte,
fließ ich auf fast unüberwindliche Schwierigkeiten; denn bei diesen Methoden müssen,
mit Ausnahme der von Say erfundenen – einer
sinnreichen Anwendung des Mariotte'schen Gesetzes zur
Volummessung – Substanzen angewendet werden, welche, wie Wasser, fette und
ätherische Oele, Alkohole, Quecksilber, für die Dichtigkeitsbestimmung der oben
angeführten Körper unbrauchbar sind, weil sie dieselben entweder verändern, oder,
wie das Quecksilber, sie nicht benetzen.Den Say'schen, später von Hermann Kopp und darauf besonders von Regnault
verbesserten Apparat, das Stereometer und Volumenometer, benutzte ich bei meinen Untersuchungen
deßhalb nicht, weil
dasselbe langwierige und schwierige Operationen verursacht und überdieß in den
Fällen, wo die atmosphärische Luft auf die zu untersuchende Substanz eine Wirkung
ausübt, hinlänglich genaue Resultate nicht hätte liefern können.Ich sah mich demnach genöthigt, ein leichter und allgemeiner anwendbares, zugleich
aber hinlänglich genaue Bestimmungen verbürgendes Verfahren aufzusuchen, was mir
auch gelungen ist.Wie sich aus dem Folgenden ergibt, ist mein Verfahren auf das Princip der Verdrängung
der Flüssigkeiten gegründet.Nehmen wir an, es werde in einen Kolben von dem bekannten Inhalt V ein Körper vom Volum v
gebracht; dann ist das Volum der im Kolben zurückgebliebenen Luft offenbar gleich
der Differenz V – v,
und wenn wir die Mittel besitzen, dieses Volum zu messen, so sind wir dadurch in den
Stand gesetzt, aus demselben das Volum v des Körpers
abzuleiten.Der Apparat besteht aus drei verschiedenen, mit einander verbundenen Theilen.Den ersten Theil bilden Gefäße, deren Form und Beschaffenheit nach den Körpern, deren
Dichtigkeit bestimmt werden soll, verschieden ist. Bald sind es Glaskolben B, B, B, B mit Metallfassung und Hahn, (wie Fig. 1, 4 und 5), bald Glaskolben mit eingeschliffenem Glasstöpsel,
wie M (Fig. 2), oder
dergleichen Fläschchen mit gleichfalls eingeschliffenem Stöpsel, wie F, f (Fig. 2).
[Fig. 1., Bd. 178, S. 368]
[Fig. 2., Bd. 178, S. 368]
Bei den mit Hahn versehenen Kolben wird der Inhalt bis zum Hahnschlusse bestimmt, und
zwar nach den üblichen Methoden.Um den Inhalt der mit eingeschliffenem Stöpsel versehenen Gefäße zu bestimmen, müssen
Vorsichtsmaßregeln beobachtet werden. Nachdem sie tarirt und mit destillirtem Wasser
oder Quecksilber, deren Temperatur genau ermittelt werden muß, gefüllt worden sind, muß man
beim Verschließen derselben den Stöpsel vorsichtig in den Hals hinabgleiten lassen,
damit keine Luftblase hineingebracht wird und ihn dann vollständig eindrücken,
während die überschüssige Flüssigkeit leicht ausfließen kann.Der zweite Theil des Apparats besteht aus verschieden geformten Stücken von Messing,
und Ansätzen oder Verbindungsstücken von Kautschuk (Fig.
3). Dieselben können beliebig einzeln oder mit einander verbunden
gebraucht werden; immer aber dienen sie zum Verschließen des Raumes, in welchen die
auf ihr specifisches Gewicht zu untersuchenden Substanzen gebracht werden, sowie zur
Verbindung dieses Raumes mit dem dritten Theile des Apparates.
[Fig. 3., Bd. 178, S. 369]
Bei den mit Messingfassung versehenen Kolben dienen zu diesen Zwecken die Hähne r, r, R, R (Fig. 1, 4, 5); über dem Hahn
ist ein entweder aus Messing, wie in Fig. 5, oder aus
Kautschuk, wie in Fig. 1 und 4, bestehendes Näpfchen oder eine Cüvette angebracht. Besteht diese
Cüvette aus Messing, so ist der Hahn an seinem oberen Ende mit einer Schraubenmutter
versehen, welche ein getheiltes Glasrohr oder einen getheilten Kolben aufzuschrauben
gestattet, Fig. 5. Ist dagegen die Cüvette aus
Kautschuk hergestellt, so wird das graduirte Rohr in den engeren Theil des
Kautschuks gesteckt und dadurch mit dem Hahne verbunden (Fig. 4). Bei dieser Anordnung, welche auch die Schraubenmutter
entbehrlich macht, läßt sich im erforderlichen Falle der untere Kolben umschütteln,
ohne daß das getheilte Rohr, beziehungsweise der getheilte Kolben, dadurch irgend
erschüttert wird.Bei den Gefäßen ohne Fassung wendet man einen eingeschliffenen Glasstöpsel und eine
Kautschukgarnitur, c, eFig. 3 an, indem der ausgebauchte Theil der letzteren
auf dem Halse der Flasche befestigt wird, während ihr trichterförmiger Theil zum Halten des
getheilten Rohrs und gleichzeitig als Cüvette dient (Fig.
6).Der dritte und einfachste Theil des Apparates endlich besteht in Glasröhren von
verschiedenem Inhalt, welche auf das Sorgfältigste getheilt sind (Fig. 4t) und zum Messen des Luftvolums dienen, welches nach
dem Einführen des Körpers in dem Apparat zurückbleibt.Die von mir angewendeten Röhren haben nicht über 85 bis 90 Kub. Cent. Inhalt; zum
Messen größerer Luftvolumina benutze ich langhalsige, gleich den Röhren graduirte
Kolben T, Fig. 5, von 110
bis 130 Kub. Cent. Inhalt. Diese Kolben erhalten am besten eine mehr eiförmige,
anstatt einer vollkommen kugeligen Form, damit das Wasser leichter ausfließen kann.
Nehmen wir an, um die Anwendungsweise des Apparats zu erläutern, es soll das
specifische Gewicht des Candiszuckers bestimmt
werden.Nachdem einer der Kolben B, B, B, B sorgfältig getrocknet
worden, wird er gewogen, zuerst leer, dann mit einer Quantität Candiszucker, welche
hinreicht, den Kolben fast ganz oder wirklich ganz anzufüllen. Hernach wird der mit
Cüvette versehene Hahn aufgeschroben und der Apparat bleibt stehen, bis er die
Temperatur des Arbeitsraumes angenommen hat; dann wird der Hahn geschlossen, die
Cüvette mit Wasser gefüllt, und nun wird das getheilte Rohr oder der getheilte
Kolben, gleichfalls mit Wasser gefüllt, mit dem Ballon verbunden. Selbstverständlich
muß das getheilte Rohr groß genug seyn, um die verdrängte Luft vollständig aufnehmen
zu können. Jetzt hat der Operirende, wie nach dem Verpuffen einer Gasmischung im Volta'schen Eudiometer, nichts weiter zu thun, als den
Hahn zu öffnen, um dadurch den unteren und den oberen Theil des Apparates mit
einander in Verbindung zu setzen.Das in dem graduirten Rohr enthaltene Wasser fließt in den unteren Kolben oder Ballon
ab, während die aus dem letzteren verdrängte Luft in den oberen Theil des Rohres
tritt. Hat man sich durch einige, dem Apparate ertheilte Stöße überzeugt, daß
sämmtliche Luft aus dem Kolben ausgetrieben ist, so nimmt man das graduirte Rohr weg
und taucht es in ein mit Wasser gefülltes, hinreichend tiefes Gefäß ein, bis das
äußere Niveau des Wassers mit dem inneren zusammenfällt, um jenes Luftvolum zu
messen.Zur Vermeidung jeder Temperaturcorrection wende ich vorzugsweise destillirtes Wasser
an, welches mehrere Stunden in dem Arbeitsraume, wo die Untersuchung angestellt
wird, gestanden, somit dessen Temperatur angenommen hat. Die Correction des Drucks
kann wegen der Schnelligkeit, mit welcher die Operation ausgeführt wird,
unterbleiben.
[Fig. 4., Bd. 178, S. 371]
[Fig. 5., Bd. 178, S. 371]
[Fig. 6., Bd. 178, S. 371]
Eine Schwierigkeit kann dann entstehen, wenn der auf sein specifisches Gewicht zu
untersuchende Körper Luft eingeschlossen enthält. Bei manchen Substanzen findet dieß
in ziemlich bedeutendem Grade statt. In derartigen Fällen muß das Kautschuknäpfchen
(Fig. 4) angewendet werden, um den Kolben kräftig
und in allen Richtungen schütteln zu können, ohne den Apparat zu zerbrechen, was
fast unausbleiblich geschehen würde, wenn das getheilte Rohr an den Kolben
festgeschraubt wäre.Hat man mit Substanzen zu thun, welche sich an der Luft verändern, oder welche den
Kitt oder das Metall der Fassung angreifen, so muß man die Glasfläschchen F, f oder den Kolben M (Fig. 2) anwenden, je nachdem die Substanz sich in
den Gefäßen selbst bilden mußte – wie dieß bei dem krystallisirten
Schwefelsäurehydrat der Fall ist – oder man auf eine durch Berührung des
Wassers mit dem fraglichen Körper hervorgerufene bedeutende Temperaturerhöhung zu
rechnen hat. Begreiflicher Weise kann man nöthigenfalls das Gesammtgewicht des
Gefäßes und der in demselben gebildeten Substanz bestimmen, und später das Gewicht
des Gefäßes und seinen Inhalt durch die gewöhnlichen Mittel.Verfährt man auf diese Weise, so mutz die Flasche kurze Zeit etwas offen bleiben,
damit die darin enthaltene Luft die Temperatur und den Druck des umgebenden Mediums
annehmen kann. Dann wird sie sorgfältig verschlossen und mit der Kautschukhaube c, e versehen, welche man am Halse der Flasche mittelst
einer Schnur festbindet. Schließlich wird die Kautschukcüvette mit Wasser gefüllt
und das gleichfalls mit Wasser gefüllte getheilte Rohr eingesetzt. Hierauf lüftet
man, indem man die Hand auf das Fläschchen stützt, mit dem Daumen und Zeigefinger
den Glasstöpsel so, daß das Wasser in das Fläschchen eindringen kann (s. Fig. 6), worauf die verdrängte Luft den oberen Theil
des graduirten Rohres einnimmt.Nachdem ich nun die Behandlung des Apparates beschrieben habe, gehe ich auf die
Anwendung meiner Methode zur Bestimmung der Dichtigkeit einiger Substanzen von
besonderer chemischer Natur über.Wird ein Körper in eine Flüssigkeit getaucht, so gibt er die zwischen seinen
Theilchen eingeschlossene Luft nur dann vollständig ab, wenn er benetzt wird. Man muß daher zu den Versuchen
Flüssigkeiten wählen, oder im Nothfall darstellen, welche sowohl den auf sein
specifisches Gewicht zu prüfenden Körper benetzen, als auch sämmtliche Luft
verdrängen können, ohne den Körper in irgend einer Weise zu verändern.Der Nutzen der Kautschukgarnituren stellt sich vorzüglich dann heraus, wenn man
genöthigt ist, bei Fettkörpern, Harzen und Gummiharzen, anstatt des Wassers Alkohol
und schwache Essigsäure anzuwenden.Man kann auch in meinem Apparate gewisse organische Substanzen durch geeignete
Agentien (die Seide und Wolle mittelst einer concentrirten Alkalilösung) auflösen,
so daß die ganze in ihrer Masse eingeschlossene Luft sich sammeln und bestimmen
läßt.Zur Ermittelung des specifischen Gewichts von Körpern, welche auf dem Wasser
schwimmen, wie die Samen mancher Pflanzen, benutze ich einen Hahn, welcher innen mit
einem dünnen Metallgewebe versehen ist, so daß die Substanz nicht in das graduirte
Rohr gelangen und in demselben aufsteigen kann.Im Nachstehenden sind die mit mehreren Getreidearten erhaltenen Resultate angegeben. Aus den mit
wandelbaren Getreidemengen und in verschiedenen Gefäßen (mit den Weizensorten Nr. 8
und Nr. 30) angestellten Versuchen läßt sich der Grad von Schärfe und Genauigkeit,
welche die Methode zuläßt, beurtheilen, und vielleicht noch besser durch die
folgenden Versuche mit Salzen.Die Dichtigkeit des Salpeters schwankt nach den Angaben mehrerer Chemiker zwischen
1,90 und 1,93. Das von mir angewandte Salz war sehr rein und bildete
zusammengruppirte lange Nadeln. Da ich es der Einwirkung trockener Luft ausgesetzt
hatte, so konnte es nur eine sehr geringe Menge eingeschlossenes Wasser enthalten;
es erlitt beim Schmelzen auch wirklich nur einen Verlust von nicht ganz 1
Procent.Versuch mit dem krystallisirten
Salpeter.Erstes Salz, 65,015 Gramme, Volum 32,00 Kubik-Centimeter; 65,015/32 = D = 2,02.Zweites Salz, 70,160 Gramme, Volum 34,60 Kubik-Centimeter; 70,160/34,60 = D = 2,02.Versuch mit dem geschmolzenen
Salpeter.Erstes Salz, 37,885 Gramme, Volum 18,40 Kubik-Centimeter; 37,885/18,40 = D = 2,058.Zweites Salz, 70,775 Gramme, Volum 34,40 Kubik-Centimeter; 70,775/34,40 = D = 2,057.Um die Dichtigkeit des Chlorstrontiums zu bestimmen, wurde dieses Salz in reinem
Zustande dargestellt und geschmolzen. Da 50,700 Grm. desselben ein Volum von 15 Kub.
Cent. haben, so ist seine Dichtigkeit 50,700/15 = D =
3,37, welche von den bisherigen Angaben bedeutend abweicht.In den nachstehenden Tabellen ist in der vierten Columne das Gewicht des Hektoliters
der Getreidesorten angegeben, welche ich in meinen kleinen graduirten Apparaten
gemessen habe; diese mit den Dichtigkeiten so wenig übereinstimmenden Resultate
zeigen deutlich, wie viel die auf den Märkten zur Werthbestimmung des Getreides
angewendete Methode zu wünschen übrig läßt.Die Differenzen im specifischen Gewichte der verschiedenen Maissorten werden von dem größeren oder geringeren Fettgehalte derselben
bedingt. Man sehe die Tabellen.Eine Maissorte – der Cusco-Mais – zeigte ein viel geringer es
specifisches Gewicht, als alle anderen Varietäten von Welschkorn; sie schwamm sogar
noch dann auf dem Wasser, als sie von ihrem Luftgehalte vollständig befreit worden
war.
Nr.Benennung der
Getreidesorten.Gewicht.Volum.SpecifischesGewicht.Gewicht desHektoliters.Weizen.Gram.Kub. Cent.Kil. 1Sommerweizen aus dem Versailler Park164,200128,911,27381,930 2Winterweizen von la Minière104,600 80,401,30079,540 3Weizen von le Tremblay116,520 88,701,31382,690 4 „
von les Essarts113,860 87,401,30280,800 5 „
aus der Picardie113,880 88,901,28180,820 6 „
von Dammartin165,020127,001,29982,340 7 „
von Montdidier159,120125,351,26980,710 „ derselbe, 2ter Versuch115,500 91,201,26681,970 8Weizen von Ivry (Seine)161,050125,851,28981,680 „ derselbe, 2ter Versuch116,020 90,101,28782,340 9Weizen aus der Champagne161,070126,501,27380,37010 derselbe163,270126,001,29581,47011Weizen aus der Gegend von Nevers 97,600 72,001,35512 „
von Saint-Thibaud, trocken118,750 83,401,45989,62013 derselbe, feucht104,730 82,201,27379,63014Weizen von Saint-Pourçain
(Allier-Dept.) 90,900 68,301,33015 „
von Beauce (A) 96,750 73,901,30873,01016 „
von Montereau164,170126,301,29981,92017 „
von Beauce (B)110,670 84,401,31183,52018 „
von Brie103,300 78,601,31478,55019 „
von der kais. Meierei Fouilleuse bei Corbigny104,160 81,001,28579,20020 „
aus Burgund115,680 87,401,32382,10021 „
von der Meierei zu Grignon114,750 87,701,30881,44022 „
aus Egypten101,670 79,601,27776,73023 „
von Gonesse 67,020 50,701,32124rother Bartweizen, Sommerfrucht164,250125,951,30483,31025weißer neapolitanischer Richelle-Weizen118,430 89,601,32184,05026Weizen, Touzelle Anone 81,240 61,501,32027 „ sicilianischer
Carré144,400111,501,29528 „ von
Haie163,500125,601,30129 „ von
Brownk's103,070 79,001,30477,78030Pictet-Weizen159,950124,551,28281,130„ derselbe, 2ter Versuch114,700 89,601,28181,40531Doniol-Weizen166,680125,951,32377,78032Noé-Weizen166,920127,151,31284,660„ derselbe, 2ter Versuch117,810 90,101,30783,61033Ruhelle-Weizen von Grignon117,850 91,351,29083,64534Dinkel, Sommerfrucht 77,900 83,100,93735caucasischer Weizen, meliorirt155,870117,101,33036weißer Bartdinkel 71,450 72,900,98037Herisson-Weizen172,980130,101,32987,73738Victoria-Weizen, Sommerfrucht106,180 79,501,33539großblätteriger Cap-Weizen166,980122,351,36484,695Nr.Benennung der
Getreidesorten.Gewicht.Volum.SpecifischesGewicht.Gewicht desHektoliters.Gram.Kub. Cent.Kil.40Blood-Red-Weizen164,820124,551,32383,60041toscanischer Bartweizen, Sommerfrucht116,810 89,801,30082,90042Danziger Red-Chaff-Weizen102,750 78,401,31543ungarischer Weizen106,150 79,101,34144Spalding-Weizen106,130 81,101,30845rother ungarischer Weizen164,320127,201,29146Chiddam-Weizen150,980113,401,33147Prinz-Albert-Weizen247,530186,051,33048gewöhnlicher Dinkel 73,310 75,600,96049Hunter-Weizen 80,780 61,501,31150rother Skerreffs-Bartweizen 80,000 60,301,32651doppelkörniger Dinkel 61,26 56,701,08043,57052schwarzer Patanielle-Weizen 98,50 79,601,23753weißer Chiddam-Weizen, Sommerfrucht109 20 84,001,30054Victoria-Herbst-Weizen248,35186,751,32955Trimnia-Bartweizen aus Sicilien121,08 91,901,31785,93056Hickling-Weizen166,56127,451,30784,49057Wunderweizen (levantischer Weizen)160,05128,861,24279,86058weißer Skerreffs-Bartweizen165,60124,001,33559Hallet-Weizen106,03 82,601,28360polnischer Weizen250,98184,351,36161Nonnenweizen von Lausanne160,52121,401,32262gewöhnlicher Bartweizen, Sommerfrucht148,52112,401,32163Coug de Laud108,52 82,601,31364Haiyh's-Wath, tragender108.50 81,401,33265Bartweizen vom Cap257,20196,351,30966gewöhnlicher rundkörniger Dinkel 69,25 75,000,92367Sommerweizen von Saumur252,35194,051,305Mais. 1Cascarora-Mais 95,330 79,601,197 2König Philipps-Mais106,200 83,001,279 3großer gelber Mais 96,720 80,201,205 4langkörniger gelber Mais 97,920 80,601,214 5Hühnermais126,910 99,671,274 6Frühmais von Thouront 98,750 76,401,292 7weißer Mais aus den Landes158,150126,151,253 8Zuckermais 81,410 66,701,220 9Cusco-Mais 72,100 73,700,97810Caragua-Riesenmais102,530 79,801,28411Pferdzahn-Mais102,300 83,401,22612Vierzigtägiger Mais104,780 85,601,22313gelber Riesenmais 99,600 79,001,26014Chico-Mais103,380 81,101,27415Perlmais105,780 83,401,26816Schnabelmais101,160 79,501,272Gerste. 1Große nackte Gerste241,200173,001,397 2Himmelgerste255,480182,951,395 3Pferdegerste103,390 81,201,271 4Guimalay-Gerste111,700 82,801,349Nr.Benennung der
Getreidesorten.Gewicht.Volum.SpecifischesGewicht.Gewicht desHektoliters.Gram.Kub. Cent. 5schwarze Gerste 58,300 51,501,131 6Fächergerste 75,880 62,401,216 7sechszeilige Gerste mit langen Aehren 88,030 78,501,121 8eckige Sommergerste 95,360 79,001,207 9mandschurische Gerste (Hordeum vulgare
manschuricum) 57,250 46,301,23610eckige Wintergerste 72,550 58,001,25011dreizackige Gerste 99,670 82,801,20312Frühgerste (escourgeon),
Winterfrucht123,380106,001,16313Perlgerste 88,870 63,701,395Hafer. 1Polnischer Hafer170,860146,001,173 2Frühhafer von Etampes 72,320 65,201,109 3weißer ungarischer Hafer 77,930 66,701,167 4schwarzer Winterhafer164,590131,151,255 5schwarzer Hafer von Brie 75,420 72,501,040 6Joanette-Hafer 70,730 64,501,097 7Hoptown-Hafer114,970110,651,039 8georgischer Hafer167,750155,151,081 9kurzer Hafer 65,580 62,601,04710Bataten-Hafer 65,380 59,101,10611schwarzer ungarischer Hafer 71,350 68,501,04112Victoria-Hafer137,650135,951,01213Winterhafer 69,230 59,801,159Sorgho(Moorhirse, Sorghum
saccharatumPers., Holcus saccharatus Ard.) 1Besen-Sorgho 98,270 88,901,105 2Zucker-Sorgho 77,200 82,700,933 3schwarzer Sorgho 21,498 21,001,022Roggen. 1Sommerroggen 83,520 62,001,347 2großer russischer Roggen 87,770 67,201,306 3gemeiner Roggen110,920 83,101,334 4römischer Roggen102,050 76,201,339 5vielstengliger Roggen103,085 78,001,322Buchweizen. 1Tartarischer Buchweizen128,450117,651,091 2schwarzer „ 98,370 89,501,099 3silbergrauer „197,700176,001,123Hirse. 1Schwarze Hirse133,260116,901,140 2weiße Hirse114,550113,601,008 3Kolbenhirse (Panicum
italicum)100,870 96,901,040 1ungarische Moha120,320109,301,100Nr.Benennung der
Getreidesorten.Gewicht.Volum.SpecifischesGewicht.Gewicht desHektoliters.Gram.Kub. Cent.1Canariensamen (von Phalaris
canariensis L.)108,150 89,901,203Bohnen.1Soissons-Bohnen145,220119,801,2122weiße Cocos-Bohnen 82,480 66,901,2323rothe Cocos-Bohnen 97,480 75,401,2924Zwergbohnen 80,980 64,301,259Erbsen.1Runde Erbsen 76,920 58,401,3172Erbsenstückchen103,950 77,501,341Linsen.1Große Linsen 64,780 46,801,3822kleine Linsen 78,100 57,201,3651Leinsamen 65,750 57,801,137