Titel: | Untersuchungen über die Gesetzmässigkeit der Volumsänderungen bei Metall-Legirungen und Mischungen von Flüssigkeiten; von Karl Karmarsch. |
Autor: | Prof. Karl Karmarsch [GND] |
Fundstelle: | Band 226, Jahrgang 1877, S. 441 |
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Untersuchungen über die
Gesetzmässigkeit der Volumsänderungen bei Metall-Legirungen und
Mischungen von Flüssigkeiten; von Karl Karmarsch.
(Fortsetzung von S. 337 dieses Bandes.)
Karmarsch, über Volumsänderungen bei
Metall-Legirungen und Flüssigkeitsgemischen.
B. Wässerige
Flüssigkeiten.
1) Alkohol und
Wasser.
a) Die zahlreichen
Untersuchungen über das specifische Gewicht des mit Wasser
gemischten Alkohols haben übereinstimmend eine
Zusammenziehung, zum Theil von sehr erheblichem Betrage,
nachgewiesen. – Die bis in die neueste Zeit
herrschende Ausdrucksweise des Alkoholgehaltes nach Volum-Procenten ist so zu verstehen,
daß sie die in 100 Raumtheilen des Gemisches enthaltene,
d.h. zu deren Darstellung nöthige Menge absoluten
(wasserfreien) Alkohols angibt. Zur Erzeugung dieser 100
Raumtheile ist aber – wegen der beim Mischen
eintretenden Zusammenziehung – mehr Wasser erforderlich, als zur Bildung der Summe
von 100 Raumtheilen, so lange Alkohol und Wasser noch
getrennt sind. Das als 40procentig aufgeführte Gemisch z.B.
enthält neben 40 Volum Alkohol nicht 60, sondern 63,406 Vol.
Wasser, hat also eine Zusammenziehung von 103,406
Raumtheilen auf 100 Rth. (um 3,294 Proc.) erlitten: es macht
darin in verdichtetem Zustande der Alkohol 38,682 und das
Wasser 61,318 Vol.-Proc. aus; bei Bereitung desselben müßte
man, um von beiden Flüssigkeiten zusammen 100 Rth. zu
verbrauchen, sie in dem letztgenannten Mengenverhältnisse
anwenden, aber es entständen daraus nicht 100, sondern nur
96,706 Rth. Mischung.
Dies zur Erläuterung der nachstehenden Tabelle III, welche in
der zweiten, dritten und vierten Spalte die Angaben von Brix (nach Tralles), weiterhin aber meine eigenen Berechnungen
enthält. In der fünften Spalte ist der Gehalt an Procenten
verdichteten Alkohols
verzeichnet, oder diejenige Zahl von Raumtheilen Alkohols,
welche vor der Vermischung nach
Hinzurechnung des beizufügenden Wassers die Summe 100
bildet.
Tabelle III. Alkohol-Mischungen nach Volum-Procenten.Nach Tralles und Brix. Für + 12,44° R. Absoluter Alkohol sp. G.
0,7946.
Textabbildung Bd. 226, S. 442
Nr.;
Wirklicher Gehalt von 100 Vol. an; Alkohol; Wasser;
Specifisches Gewicht gefunden; Alkohol-Procente;
Reiheberechnung; Specif. Gewicht berechnet;
Zusammenziehung Proc.; Stufenberechnung; absteigend;
aufsteigend; Wasser zu 100 Vol. der überstehenden
Mischung; Specif. Gewicht berechnet; Alkohol zu 100 V.
der unterstehenden Mischung.
Unter der Rubrik „Reiheberechnung“ ist
in üblicher Weise nach und nach das specifische Gewicht und
die Zusammenziehung berechnet für die Mischungen:
Alkohol.
Wasser.
Alkohol.
Wasser.
95
+
6,153
(= 93,92
+
6,08)
90
+
11,876
(= 88,34
+
11,66)
85
+
17,419
(= 82,99
+
17,01)
u.s.w.
zuletzt
5
+
95,307
(= 4,98
+
95,02).
Aus Vergleichung der Zahlen in der sechsten Spalte mit jenen
der vierten folgen die Angaben der siebenten Spalte, an
welchen die schon aus andern Untersuchungen bekannte
regelmäßige Zu- und Wiederabnahme (mit dem Maximum bei 55
Proc.)Das eigentliche Maximum mit 3,589 Proc. findet statt bei
der 54procentigen Mischung, welche neben 54 Alkohol 49,722
Wasser enthält, also für die fünfte Spalte die Zahl 52,06
geben würde. bemerkt wird.
In der Rubrik „absteigende
Stufenberechnung“ folgen sich die Berechnungen
für Mischungen von
95 Proc.,
gebildet aus 100 Vol. absoluten Alkohols und 6,47
Vol. Wasser;
90 Proc.,
aus 100 Vol. von 95 Proc. und 6,38 Vol.
Wasser;
85 Proc.,
aus 100 Vol. von 90 Proc. und 6,57
Vol. Wasser;
schließlich
5 Proc.,
aus 100 Vol. von 10 Proc. und 99,90 Vol.
Wasser.
Die hierbei sich ergebenden specifischen Gewichte sind mit
den wirklichen (Spalte 4) verglichen und lassen dadurch das
Maß der Zusammenziehung erkennen, welche bei jedem Schritte
mit dem Wasserzusatze eintritt. Man sieht, daß mit
steigendem Wasserzusatze die Zusammenziehung stetig kleiner
wird, bis sie von 25 Proc. an in eine (durch eingeklammerte Zahlen angezeigte) Ausdehnung umschlägt, die ihrerseits
anfangs steigt, dann wieder abnimmt.
Bei der „aufsteigenden Stufenberechnung“
ist der Anfang am unter Ende der Tabelle gemacht und von
hier aus das specifische Gewicht berechnet für Mischungen
von
5 Proc.,
als gebildet aus 100 Vol. Wasser und
5,24 Vol. absoluten Alkohols;
10 Proc.,
aus 100 Vol. von 5 Proc. und
5,51 Vol. Alkohol;
15 Proc.,
aus 100 Vol. von 10 Proc. und 5,79
Vol. Alkohol;
zuletzt
95 Proc.,
aus 100 Vol. von 90 Proc. und 93,36 Vol.
Alkohol.
Hier ist zu erkennen, daß der stufenweise Zusatz von Alkohol
von Nr. 19 bis Nr. 14 eine steigende, dann aber stetig
abnehmende Zusammenziehung hervorruft, womit ein
wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Arten der
Stufenberechnung sich herausstellt.
Um, wenn nöthig, das Verständniß der letzten sechs Spalten
noch wehr zu sichern, sei beispielsweise ausgehoben, daß,
wenn 90proc. Weingeist durch Wasserzusatz aus 95procentigem
hergestellt wird eine Zusammenziehung um 0,779 Proc.
eintritt; dagegen die Zusammenziehung nur 0,228 Proc.
beträgt, sofern man denselben 90proc. Weingeist aus
85procentigem und zugemischtem absoluten Alkohol
hervorbringt. Entsteht 20proc. Spiritus durch Beifügen von
Wasser zum 25procentigem, so findet Ausdehnung um 0,072
Proc. statt, dagegen Zusammenziehung um 0,574 Proc., sofern
derselbe 20proc. Spiritus aus 15procentigem durch Zusatz von
absolutem Alkohol gebildet wird.
b) Meißner hat Alkoholmischungen untersucht, welche aus
einfachen Volumprocentzahlen Alkohol und Wasser
zusammengesetzt wurden, so daß seine Volumprocente nicht mit
denen der zweiten Spalte in Tab. III gleichbedeutend,
sondern den Zahlen der dortigen fünften Spalte analog sind.
Im übrigen werden die Resultate aus folgender Tab. IV ohne
weiteres verständlich sein.
Tabelle IV. Alkohol-Mischungen nach Volum-Procenten.Nach Meißner. Für + 14° R.
Absoluter Alkohol sp. G. 0,7932.
Textabbildung Bd. 226, S. 444
Nr.;
Mischung aus Vol.-Th.; Alkohol; Wasser; Specifisches
Gewicht gefunden; Reiheberechnung; Specif. Gewicht
berechnet; Zusammenziehung Proc.; Stufenberechnung;
absteigend; Vol. Wasser zu 100 des überstehenden
Gliedes
Die in der Reiheberechnung sich ergebenden Zusammenziehungen
befolgen hier eine ebensolche Regelmäßigkeit wie in Tab.
III; das Maximum ist 3,62 Proc. bei 50 Proc. Gehalt, was dem
oben in einer Note mitgetheilten Resultate von Tralles-Brix (3,589 bei 52,06 Proc.
Gehalt) sehr nahe kommt. Das Gemisch von 50 Vol. Alkohol und
50 Vol. Wasser nimmt einen Raum von 100 – 3,62 =
96,38 Vol. ein. Die absteigende Stufenberechnung zeigt auch
hier die ausgesprochene Tendenz zu regelmäßiger Abnahme der
Zusammenziehung, indem nur die Nrn. 6 bis 8 Schwankungen
darbieten, welche man aus nicht ganz zutreffender Bestimmung
der bezüglichen specifischen Gewichte erklären muß. Schöne
Uebereinstimmung mit Tabelle III tritt darin hervor, daß
wieder von 25 Proc. an Ausdehnung
nachgewiesen wird.
c) Von den Untersuchungen über
das specifische Gewicht der nach Gewicht-Procenten zusammengesetzten Alkoholmischungen
hebe ich jene von Fownes aus,
welche den Gegenstand einer sehr umfassenden und äußerst
sorgfältigen Arbeit gebildet haben. Die Tabelle V enthält
auszugsweise deren Resultate neben den von mir darauf
gegründeten Berechnungen.
Tabelle V. Alkohol-Mischungen nach Gewicht-Procenten. Nach
Fownes. Für + 12,44° R.
Absoluter Alkohol, specifisches Gewicht 0,7938.
Textabbildung Bd. 226, S. 445
Nr.;
Alkohol Gewichtprocente; Wasser auf 100 Alkohol; Alkohol
auf 100 Wasser; Specifisches Gewicht gefunden;
Reiheberechnung; Specif. Gewicht berechnet;
Zusammenziehung Proc.; Stufenberechnung; absteigend;
aufsteigend; Wasser auf 100 des überstehenden Gliedes;
Alkohol auf 100 des unterstehenden Gliedes;
Zusammenziehende Kraft von; Wasser; Alkohol
Einer Erläuterung wird dieselbe nicht bedürfen, da ihre
Einrichtung mit jener von Tab. III und IV übereinstimmt. Nur
in Betreff der letzten zwei Spalten möchte zu bemerken sein,
daß sie analog den letzten Spalten der Tabelle I zu
verstehen sind. Die vorletzte Spalte enthält nämlich die
Quotienten aus der Division der Zahlen von Spalte 3 durch
jene von Spalte 7, und ebenso ist die letzte aus den Spalten
4 und 7 abgeleitet. Man findet also hier Verhältnißzahlen
für die Mengen Wasser, die bei gegebenem Wasserzusatz zu 100
G.-Th. Alkohol, und ebenso für die Mengen Alkohol, welche
bei gegebenem Alkoholzusatz zu 100 G.-Th. Wasser eine gleichgroße Zusammenziehung bewirken.
Beispielsweise sind in dieser Beziehung 5,37 Th. Wasser im
99proc. Weingeist von gleicher verdichtender
(zusammenziehender) Wirkung wie 110 Th. Wasser im
25procentigen, 141429 Th. Wasser im 1procentigen. Umgekehrt
sind 52 660 Th. Alkohol im 99procentigen, 12,2 Th. Alkohol
im 25procentigen, 14,4 Th. Alkohol im 1procentigen Weingeist
von gleichgroßer Wirkung nicht nur unter sich, sondern auch
mit den vorgenannten Mengen Wasser in denselben Mischungen.
Es veranlassen 900 Th. Wasser zu 100 Th. Alkohol gemischt
eine Zusammenziehung um 0,955 Proc., wogegen 900 Th. Alkohol
zu 100 Th. Wasser gemischt eine Zusammenziehung um 1,495
Proc. hervorbringen, welche Größen in dem umgekehrten
Verhältnisse der Zahlen 942 und 602 oder im geraden
Verhältnisse von 1/942 und 1/602 stehen u.s.w.
Die gute Zusammenstimmung von Tab. V mit Tab. III und IV
liegt zu Tage; namentlich tritt auch hier in der
absteigenden Stufenberechnung bei den wasserhaltigsten
Mischungen eine (wieder durch Einklammern der Zahlen angezeigte) Ausdehnung ein, bis zuletzt das Volum
ungeändert bleibt. Die aufsteigende Stufenberechnung, welche
hier das Maximum der Zusammenziehung bei 25 Proc. Gehalt
erscheinen läßt, zeigt nach oben hin Verminderung derselben
bis auf 0 im 99procentigen Gemisch.
d) Es ist interessant, die
Volumsänderungen zu untersuchen, welche eintreten, wenn man
– statt vom absoluten Alkohol auszugehen – als
Ausgangspunkt für die Vermischung mit Wasser einen schon
stark wasserhaltigen Weingeist wählt. Ein Beispiel solcher
Art bildet den Inhalt nachstehender Tabelle VI, worin
Mischungen aus 30procentigem Weingeist mit solchen Mengen
Wasser betrachtet werden, daß daraus Abstufungen im
Alkoholgehalt von 2 zu 2 Proc. hervorgehen.
Tabelle VI. Mischungen aus Weingeist von 30 Gew.-Proc. (sp. G.
0,9578 nach Fownes) mit Wasser.
Textabbildung Bd. 226, S. 447
Alkohol-Proc.; Theile Wasser auf 100 G.-Th., Weingeist
von 30 Proc.; Specif. Gewicht nach Fownes; Specif.
Gewicht berechnet; Volumsänderung Proc.;
Zusammenziehung; Ausdehnung.
Hier ergibt sich deutlich, daß bei derartigen Mischungen in
der Reiheberechnung das Gesetz einer durchgängigen
Zusammenziehung nicht wehr Giltigkeit hat; es zeigt sich von
28 bis 20 Proc. zwar noch eine geringe, zuerst steigende,
dann abnehmende Zusammenziehung; weiterhin aber Ausdehnung, und zwar ebenfalls zu-
und abnehmend.
e) Ferner kann die Untersuchung
sich erstrecken auf das Verhalten von Mischungen aus zwei
Sorten Weingeist verschiedenen Gehaltes rücksichtlich der
Volumsänderung. Hierbei kann entweder eine und dieselbe
Gehaltsstufe auf verschiedene Weise zusammengesetzt, oder es
kann eine und dieselbe Sorte mit verschiedenen anderen
Sorten zur Erzeugung verschiedener Gehaltsstufen versetzt
werden. Ein Beispiel der erstem Art liefert Tab. VII (a. f.
S.), in welcher lauter solche Zusammensetzungen aufgeführt
sind, welche als Resultat einen 50procentigen Weingeist
geben. Dabei sind die der Berechnung zu Grunde gelegten
specifischen Gewichte aus Tabelle V entnommen.
Wie zu erwarten, ist die Zusammenziehung desto größer, je
weiter die Gehalte der beiden zusammengemischten Sorten aus
einander liegen. So beträgt sie in dem 50procentigen
Weingeist 2,86 Proc., wenn man ihn aus 95- und 5procentigem
zusammensetzt, hingegen nur 0,04 Proc., wenn er durch 55-
und 45procentigen gebildet wird.
Tabelle VII. Verschiedene Zusammensetzungen des Weingeistes von 50
Gew.-Proc. (sp. G. 0,9184 nach Fownes.)
Textabbildung Bd. 226, S. 448
Aus
gleichen Gewichtmengen von Weingeist zu; Proc.; Specif.
Gewicht berechnet; Zusammenziehung Proc.; Aus gleichen
Gewichtmengen von Weingeist zu; und
f) Mischungen von der zweiten
unter (e) bezeichneten Art sind
in Tabelle VIII aufgeführt.
Tabelle VIII. Verschiedene Alkohol-Mischungen auf verschiedene Weise
zusammengesetzt, nach Gewicht-Procenten.
Textabbildung Bd. 226, S. 448
Zusammengesetzt aus gleichen Gewichtmengen von;
Weingeist von Proc.; Specifisches Gewicht nach Fownes;
20 Proc. mit Proc.; Specif. Gewicht berechnet;
Zusammenziehung Proc.; 10 Proc. mit Proc.; 5 Proc. mit
Proc.
Weingeist-Sorten von den in der ersten Spalte stehenden
Procentgehalten, durch Vermischen von beziehentlich 20-, 10-
und 5procentigem Weingeist mit Sorten von den angegebenen
Gehalten dargestellt, ergeben die beigesetzten theoretischen
specifischen Gewichte, woraus die zugehörigen
Zusammenziehungsgrößen folgen. Mit abnehmendem Procentgehalt
der Mischung vermindert sich auch die Zusammenziehung; sie
verschwindet ganz im 15procentigen Weingeist, der aus 10-
und 20procentigem zusammengesetzt wird; schlägt sogar bei
den 15- und 10procentigen zuletzt in eine geringe
Ausdehnung um, deren Betrag man
durch eingeklammerte Zahlen
angegeben findet.
Die Querreihen dieser Tabelle
lassen dieselbe Erscheinung wahrnehmen, welche in größerem
Umfange durch Tab. VII dargelegt worden ist; so zeigt z.B.
40procentiger Weingeist 0,81 Proc. Zusammenziehung, wenn er
durch Mischen von 20- und 60procentigem entsteht, 1,57
Proc., wenn man ihn aus 10- und 70procentigem, endlich 1,96
Proc., wenn man ihn aus 5- und 75procentigem bildet.
2) Schwefelsäure
und Wasser.
Von den Mischungen der Säuren mit Wasser kann man sagen, daß
ihre specifischen Gewichte im Allgemeinen mit geringerer
Schärfe bestimmt sind als jene des mit Wasser verdünnten
Alkohols. Belege dazu liefern schon die Tabellen IX und X,
welche sich auf Mischungen der Schwefelsäure mit Wasser
beziehen.
a) Auf die Bestimmungen von Bineau ist Tab. IX (a. f. S.)
gegründet. Dabei ist der Ausgangspunkt eine Säure vom sp. G.
1,8426, welche zwischen 3 und 4 Proc. mehr Wasser enthält
als die höchst concentrirte Säure (das
Schwefelsäurehydrat).
In der Reiheberechnung zeigt sich ein Anwachsen der
Zusammenziehung – anfangs rasch, weiterhin langsamer
– bis zu dem Maximum 9,13 Proc. bei einem Säuregehalt
von 75 Proc., von wo an die Zusammenziehung rascher und
rascher sich wieder vermindert. – Die
Stufenberechnungen bieten in den Procenten der
Zusammenziehung einige kleine Anomalien dar: in der
absteigenden Berechnung stören die Nrn. 10 bis 13 und 15
oder 16 durch ihre wenn auch nur geringen Schwankungen die
sonst regelmäßige Abnahme von oben nach unten; und in der
aufsteigenden ist ein gleiches mit Nr. 9 und weiter abwärts
der Fall. Man darf daraus ohne Wagniß schließen, daß einige
der dorthin fallenden specifischen Gewichte nicht recht
genau bestimmt sind.
Die zusammenziehende Wirkung gleicher Mengen von Wasser und
von Säure ist nach Ausweis der letzten zwei Spalten
verschieden, so lange der eine dieser Gemischtheile
überwiegt; der Unterschied wird desto geringer, je mehr die
vermischten Mengenbeträge einander sich nähern, und
verschwindet naturgemäß in dem Gemisch aus gleichen Theilen
Säure und Wasser. So z.B. bewirken 5,26 Wasser mit 100 Säure
3,78 Proc. Zusammenziehung, dagegen 5,26 Säure mit 100
Wasser nur 0,83 Proc. – 25 Wasser mit 100 Säure 9,06
Proc. und 25 Säure mit 100 Wasser nur 3,77 Proc. –
81,82 Wasser mit 100 Säure 7,83 Proc., aber 81,82 Säure mit
100 Wasser nur 6,80 Proc. – umgekehrt 122,22
Wasser
Tabelle IX. Schwefelsäure-Mischungen. Nach Bineau. Concentrirte Schwefelsäure,
specifisches Gewicht 1,8426.
Textabbildung Bd. 226, S. 450
Nr.;
Procent concentrirter Säure; Theile Wasser auf 100
concentrirter Säure; Theile concentr. Säure auf 100
Wasser; Specifisches Gewicht gefunden; Reiheberechnung;
Specif. Gewicht berechnet; Zusammenziehung Proc.;
Stufenberechnung; absteigend; aufsteigend; Wasser auf
100 des überstehenden Gliedes; Säure auf 100 des
unterstehenden Gliedes; Zusammenziehende Kraft von;
Wasser; Säure
mit 100 Säure 6,80 Proc., hingegen
122,22 Säure mit 100 Wasser 7,83 Proc. – 150 Wasser
mit 100 Säure 6,28 Proc., aber 150 Säure mit 100 Wasser 8,19
Proc. – 300 Wasser mit 100 Säure 4,58 Proc. und 300
Säure mit 100 Wasser 9,13 Proc. Ueberhaupt zeigt von zwei in
gleichen Summenzahlen von Gewichtstheilen zusammengesetzten
Mischungen diejenige die größere Zusammenziehung, in welcher
das Wasser den kleineren Antheil ausmacht.
In den Mischungen mit mehr als 50 Proc. Säuregehalt ist die
zusammenziehende Kraft des Wassers größer als jene der
Säure; das Entgegengesetzte findet statt in den Mischungen,
welche weniger als 50 Proc. Säure enthalten –
jederzeit gleiche Procentgehalte von Wasser, bezieh. Säure
vorausgesetzt. Dies stellt sich am klarsten heraus, wenn man
die Zahlenreihe der letzten Spalte umgekehrt neben die der
vorletzten Spalte setzt:
Proc.Wasserresp.Säure
Theile Wasserzu 100
Säureoder Säure zu100 Wasser
Quotienten aus der
Divisiondurch die Procentzahlen
derZusammenziehung aus den
Verhältniß
ZusammenziehendeKraftdes
Wassers,jene der Säure
Wassermengen
Säuremengen
= 1 gesetzt
5
5,26
1,39
6,33
0,22 : 1
4,55
10
11,11
1,65
5,91
0,28 : 1
3,58
15
17,65
2,10
6,04
0,35 : 1
2,88
20
25
2,76
6,63
0,42 : 1
2,40
25
33,33
3,65
7,28
0,50 : 1
1,99
30
42,86
4,8
8,21
0,58 : 1
1,71
35
53,85
6,2
9,25
0,67 : 1
1,48
40
66,67
8,1
10,6
0,76 : 1
1,31
45
81,82
10,4
12
0,87 : 1
1,15
50
100
13,8
13,8
1 :
1
1
55
122,22
18
15,6
1,15 : 1
0,87
60
150
24
18,3
1,31 : 1
0,76
65
185,71
32
21,5
1,48 : 1
0,67
70
233,33
44,7
26,1
1,71 : 1
0,58
75
300
65,5
33
1,99 : 1
0,50
80
400
106
44
2,40 : 1
0,42
85
566,67
194
67,4
2,88 : 1
0,35
90
900
479
134
3,58 : 1
0,28
95
1900
2289
503
4,55 : 1
0,22
Man muß sich hier erinnern, daß die Zahlen der letzten zwei
Spalten in Tab. IX im umgekehrten Verhältnisse der
zusammenziehenden Kraft stehen und ihre Aufstellung nur zur
Vermeidung unbequemer Brüche dient. Soll daher aus den
vorstehenden „Verhältnißzahlen“ ein
directer Ausdruck abgeleitet werden, so ist statt 0,22 0,28
0,35 u.s.w. zu setzen: 1/0,22 1/0,28 1/0,35....1/4,55. Die
damit gleichwerthigen Decimalbrüche stehen in der letzten
Reihe, aus welcher zu ersehen ist, daß – die
zusammenziehende Kraft der concentrirten Schwefelsäure
gleichbleibend als 1 gedacht – jene des Wassers =
4,55 ist, wenn man die von 5,26 Wasser in 100 Säure erzeugte
Zusammenziehung mit der durch 5,26 Säure in 100 Wasser
hervorgebrachten vergleicht; daß sie dann stufenweise
abnimmt und nur mehr = 0,22 erscheint, sofern die
Zusammenziehung durch 1900 Wasser in 100 Säure mit der
Zusammenziehung durch 1900 Säure in 100 Wasser verglichen
wird.
b) Parkes hat eine Tabelle aufgestellt über die
specifischen Gewichte von Mischungen aus 100 G.-Th. höchst
concentrirter Schwefelsäure (sp. G. 1,8494) und 1 bis 10 000
Th. Wasser – von 1 bis 100 Th. mit je 1, von 100 bis
200 Th. mit je 5, von 200 bis 400 Th. mit je 10, von 400 bis
500 Th. mit je 20, von 500 bis 1000 Th. mit je 50, von 1000
bis 2000 Th. mit je 100, von 2000 bis 3000 Th. mit je 250,
von 3000 bis 10 000 Th. mit je 500 fortschreitend. Diese
Tabelle enthält 183 specifische Gewichte, von welchen 69
durch Wägung bestimmt, die übrigen mittels Rechnung
eingeschaltet sind. In dem folgenden kleinen Auszuge (Tab.
X) habe ich die specifischen Gewichte für
Tabelle X. Schwefelsäure-Mischungen. Nach Parkes. Concentrirte Schwefelsäure
sp. G. 1,8494.
Textabbildung Bd. 226, S. 452
Nr.; Proc.
concentrirter Säure; Specifisches Gewicht gefunden;
Reiheberechnung; Specif. Gewicht berechnet;
Zusammenziehung Proc.; Stufenberechnung; absteigend;
aufsteigend; Wasser auf 100 des überstehenden Gliedes;
Säure auf 100 des unterstehenden Gliedes.
runde Gehaltsprocent-Zahlen, welche im
Originale nach dessen Anlage großentheils fehlen, durch
Umrechnung abgeleitet, um eine Vergleichbarkeit mit Tab. IX
herzustellen.
Sämmtliche Spalten dieser Tabelle X sind den mit
gleichlautenden Ueberschriften versehenen der Tabelle IX
entsprechend. Es fällt zunächst auf, daß die in der
Reiheberechnung ermittelten Zusammenziehungen nach Bineau bedeutend größer sind als nach
Parkes – eine Erscheinung,
welche aus der etwas verschiedenen Stärke der von den beiden
Gelehrten zu Grunde gelegten Säuren nicht erklärt werden
kann und damit zusammenhängt, daß für gleiche Procentgehalte
Bineau größere specifische
Gewichte gibt, ungeachtet seine concentrirte Säure ein
geringeres specifisches Gewicht hat als die von Parkes angewendete. Das Maximum der
Zusammenziehung fällt bei Bineau
mit 9,13 Proc. auf 75 Proc. Gehalt und 1,675 specifisches
Gewicht, bei Parkes mit 7,98
Proc. auf 71,43 Proc. Gehalt und 1,617 specifisches Gewicht.
Aus des letztern Tabelle ist abzuleiten, daß dem
specifischen Gewicht 1,8426 ein Gehalt = 96,42 Proc. an
concentrirter Säure von 1,8494 entspricht; danach würde
anzunehmen sein, daß die 75 Proc. Bineau gleichbedeutend sind mit 72,5 Proc. Parkes, was den obigen 71,43 Proc.
nahe kommt.
Bei fortgesetzter Vergleichung der Tabellen IX und X tritt
die Bemerkung entgegen, daß nach Bineau die 95procentige Säure ihr specifisches Gewicht
von 1,8376 nur auf 1,822 vermindert, wenn sie mit Wasser zu
90 Proc. Gehalt verschwächt wird; wogegen bei Parkes die 95procentige Säure von
wesentlich gleichem specifischem Gewicht wie jene –
1,838 oder genauer berechnet 1,8379 – das specifische
Gewicht bei Umwandlung in 90procentige bedeutend mehr,
nämlich auf 1,810 sinken läßt; wonach die Verminderung im
ersten Falle 0,85 Proc., im letztern aber 1,52 Proc.
beträgt.
In Tab. X sind an beiden Enden die Gehalte in Abstufungen von
je 1 Proc. aufgenommen, um die Größe der Zusammenziehung bis
an weiter liegende Grenzen sichtbar zu machen. Daher zeigt
sich unter der absteigenden Stufenberechnung in den
Zusammenziehungen ein großer Sprung von 0,70 auf 2,76 Proc.
zwischen der 95- und 90procentigen Säure, und dann eine
Zunahme von 2,76 auf 3,09, weil nun weiter
Gehaltsdifferenzen von 10 Proc. eintreten. Berechnet man das
ganze Intervall von der ungemischten concentrirten Säure zur
90procentigen, so findet sich für 90 Proc. der nöthige
Wasserzusatz = 11,11 Th., das theoretische specifische
Gewicht = 1,705 und die Zusammenziehung = 5,80 Proc.,
wodurch das schon bekannte Gesetz der schrittweisen
Verkleinerung der Zahlen in Spalte 8 nicht weiter gestört
wird. Im fernem Verfolge dieser Spalte bietet nur die Zahl
1,00 bei Nr. 11 eine Anomalie, ohne Zweifel weil in dem
gefundenen specifischen Gewichte der 40procentigen Säure
(Spalte 3) eine kleine Ungenauigkeit enthalten ist. Unter 5
Gehaltsprocente hinab bewirkt der steigende Wasserzusatz
keine merkliche Volumsänderung mehr.
In der aufsteigenden Stufenberechnung Tab. X zeigt sich wie
in Tab. IX (und auch schon beim Alkohol Tab. V) ein
Maximalpunkt der Zusammenziehung – hier bei 80, in
Tab. IX bei 75 oder 80 Proc. Gehalt – und von diesem
aus nach oben und nach unten allmälige Abnahme, welche nur
von Nr. 9 bis 12 kleine, aus Ungenauigkeit der beobachteten
specifischen Gewichte zu erklärende Schwankungen darbietet.
Vom reinen Wasser ausgehend bewirkt ein Zusatz von Säure
Stufe für Stufe bis zu 5 Proc. Gehalt eine gleiche
Zusammenziehung (0,20 Proc.), und über 97 Proc. Gehalt
hinauf tritt durch Vermehrung der Säure überhaupt keine
merkliche Volumsänderung mehr ein.
3) Salzsäure und
Wasser.
Beim Vermischen concentrirter Salzsäure mit Wasser tritt nur
eine sehr geringe Zusammenziehung ein; aber diese befolgt
die nämlichen Gesetze, welche im Verhalten der Schwefelsäure
und des Alkohols beobachtet sind. Dies zeigt der
nachfolgende als Tabelle XI gegebene Auszug aus einer von
Ure herrührenden Aufstellung.
In der Reiheberechnung ist das allmälige Anwachsen der
Zusammenziehung bis zu dem Maximum bei Nr. 8 und die darauf
folgende Wiederabnahme auf das vollkommenste ersichtlich.
Der verschiedene Einfluß gleicher Mengen von Säure und von
Wasser liegt auch hier zu Tage: 5 Säure auf 95 Wasser
ergeben nur 0,16 Proc. Zusammenziehung, dagegen 5 Wasser auf
95 Säure 0,24 Proc.; 10 Säure auf 90 Wasser 0,31 Proc., aber
10 Wasser auf 90 Säure 0,48 Proc. etc. – Die
absteigende Stufenberechnung bietet in Nr. 2 eine geringe
Anomalie dar, welche verschwinden würde, wenn man annähme,
daß das specifische Gewicht der 90procentigen Säure ein
wenig zu hoch angegeben sei; doch wird man diese
Voraussetzung kaum nöthig haben, vielmehr anerkennen müssen,
daß in der ersten Stufe wirklich eine Zunahme der Zusammenziehung stattfinde, wozu zwar
nicht der Alkohol oder die Schwefelsäure, wohl aber die
Salpetersäure (Tab. XII) und noch mehr die Aetznatronlauge
(Tab. XVI) eine Analogie bietet. Im übrigen ist die
fortschreitende Verminderung der Zusammenziehung bis zu 0
bei Nr. 19
Tabelle XI. Salzsäure-Mischungen. Nach Ure. Concentrirte Salzsäure sp. G. 1,2000.
Textabbildung Bd. 226, S. 455
Nr.; Proc.
des concentrirten Säure; Specifisches Gewicht gefunden;
Reiheberechnung; Specif. Gewicht berechnet;
Zusammenziehung Proc.; Stufenberechnung, absteigend;
Theile auf 100 des überstehenden Gliedes.
unverkennbar, denn die Zahlen für Nr.
5 bis 8 und ebenso jene für Nr. 9, 10, 11 dürfen als gleich
angenommen werden.
(Schluß
folgt.)