Titel: | Ueber die Untersuchung der Rauchgase; von Ferd. Fischer. |
Autor: | Ferd. Fischer |
Fundstelle: | Band 227, Jahrgang 1878, S. 250 |
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Ueber die Untersuchung der Rauchgase; von
Ferd. Fischer.
Mit Abbildungen im Text und auf Tafel 18 u. 19.
(Schluss von S. 177 dieses Bandes.)
F. Fischer, über Untersuchung der Rauchgase.
Im Gegensatz zu den bisher besprochenen massanalytischen Methoden, bei denen
Absorption und Messung der Gase in einem und demselben Rohr erfolgen, werden bei den
folgenden Apparaten diese beiden Operationen in verschiedenen Röhren
vorgenommen.
V. Regnault und J. ReisetAnnales de Chimie et de Physique, 1849 Bd. 27 *
S. 333. bedienten sich zuerst eines derartigen Apparates, der im
Wesentlichen aus einer Mess- und einer sogen. Arbeitsröhre besteht. Das Messrohr ab (Fig. 1 und 2 Taf. 18) von 15 bis
20mm Durchmesser ist mit einer
Millimetertheilung versehen und läuft oben in das Capillarrohr ahr' aus; in der Nähe von a sind zwei F.
Fischer, über Untersuchung der Rauchgase.
Platindrähte zur Entzündung von Knallgasmischungen eingeschmolzen. Das untere Ende
dieses Messrohres ist in die gusseiserne Fassung N
eingekittet, welche die beiden Tubulaturen b und c und den Dreiweghahn R
trägt, durch den man die Verbindung der beiden Röhren ab und der in c eingekitteten, an beiden
Seiten offenen und ebenfalls mit Millimetertheilung versehenen Röhren cd unter sich (Fig. 4) oder auch nach
aussen herstellen kann. Beide Röhren werden von dem mit Wasser gefüllten
Glascylinder MN umschlossen, dessen Temperatur das
Thermometer T angibt, und mittels der Stellschrauben an
dem gusseisernen Gestell Z senkrecht gestellt.
Die unten offene Arbeitsröhre gf endet oben in die
Capillarröhre fnr; sie taucht in eine gusseiserne
Quecksilberwanne V (Fig. 1 bis 3), welche auf dem
Tischchen m befestigt ist und mittels des in die
Zahnstange i eingreifenden Triebrades o und der Kurbel I auf und
ab bewegt und durch den Sperrkegel p in beliebiger Höhe
festgehalten werden kann.
Die beiden Capillarröhren sind in zwei stählerne Hähne r,r' eingekittet, welche, wie Fig. 5 zeigt, genau in
einander passen. Die Verbindungsstelle wird mit geschmolzenem Kautschuk überzogen
und mittels der Messingklemme q (Fig. 6) fest zusammen
gepresst. Die Arbeitsröhre wird durch die Klemme x,
welche mittels der Schraube s geöffnet und geschlossen
werden kann, in senkrechter Lage erhalten.
Zum Gebrauch des Apparates giesst man, bei passender Stellung des Hahnes R, in die Röhre cd
Quecksilber, so dass dasselbe in ab aufsteigt, bis es
den Hahn r' erreicht, worauf dieser geschlossen wird.
Dann macht man das Rohr gf aus der Klammer x los, taucht es völlig in die Quecksilberwanne ein und
saugt mittels eines Kautschukschlauches das Quecksilber hoch, bis es den geöffneten
Hahn r erreicht, worauf derselbe auch geschlossen wird.
Das zu untersuchende Gas lässt man nun in das Rohr gf
aufsteigen, befestigt dasselbe mittels x und verbindet
die Hähne r, r' in der angegebenen Weise. Hebt man nun
die Wanne V und lässt aus R Quecksilber ausfliessen, so tritt das Gas in das Messrohr über, dessen
Wände mit ein wenig Wasser benetzt sind, sobald die Hähne r,
r' geöffnet werden. Erreicht das aufsteigende Quecksilber die an dem
Capillarrohre angebrachte Marke σ, so wird r'
geschlossen. Man bringt hierauf das Niveau des Quecksilbers auf einen bestimmten
Theilstrich a der Röhre ab
und liest den Höhenunterschied beider Quecksilbersäulen an der Theilung der Röhre
cd ab.
Ist t die während des Versuches constant erhaltene
Temperatur des Wassers, f die dieser Temperatur
entsprechende Spannkraft des Wasserdampfes, V das Volum
des Gases, H die Barometerhöhe, h der Unterschied der beiden Quecksilbersäulen, so ist
H+h-f die Elasticität des trocken angenommenen Gases.
Man lässt nun von neuem Quecksilber aus dem Hahn R
ausfliessen, öffnet r', um alles Gas sowie eine
Quecksilbersäule nach ar' überzuführen, und schliesst
dann r' wieder. Nun nimmt man die Arbeitsröhre ab,
lässt mittels einer gekrümmten Pipette einen Tropfen concentrirter Kalilauge in
derselben aufsteigen und befestigt sie wieder an ihrer Stelle. Man füllt dann cd mit Quecksilber, senkt die Quecksilberwanne V und öffnet vorsichtig die Hähne r, r', so dass das Gas aus der Messröhre in die
Arbeitsröhre übergeht. Nach einigen Minuten bringt man in bekannter Weise das Gas in
die Messröhre zurück und wiederholt zur vollständigen Absorption der Kohlensäure
dieses Hinüberschaffen des Gases aus einer in die andere Röhre noch ein oder zwei
Mal. Wird das Gas zuletzt in das Messrohr übergeführt, so schliesst man r', sobald die Lauge die Marke σ erreicht. Man bringt nun in der Röhre ab
das Quecksilber wieder auf α, misst den
Höhenunterschied h' der beiden Quecksilbersäulen und
bestimmt den Barometerstand H'. Hat sich t nicht verändert, so ist die Spannkraft des von der
Kohlensäure befreiten Gases H'+h-f folglich
(H+h-f)-(H'+h'-f)=H-H'+h-h' die durch die Absorption bewirkte
Verminderung der Spannkraft und \frac{H-H'+h-h'}{H+h-f} die
Kohlensäuremenge des trocknen Gases.
Zur Bestimmung des Sauerstoffes löst man das Arbeitsrohr ba, reinigt es, füllt es mit Quecksilber und verbindet es wieder mit dem
Messrohr. Durch Heben der Wanne und Ausfliessenlassen von Quecksilber aus R saugt man das Quecksilber nach Oeffnen der Hähne r, r' in die Röhre ar' bis
zur Marke τ, berechnet das jetzige Volum des Gases,
lässt Wasserstoff zutreten und den Funken überspringen.
Statt das Volum des Gases constant zu lassen und nur die Spannkraft zu messen, kann
man auch die Spannkraft constant lassen und das Volum messen; doch muss in diesem
Falle die Messröhre genau kalibrirt sein.
Frankland und WardHandwörterbuch der Chemie, 1857 Bd. 1 S. 956.
Chemical News, 1877 Bd. 36 S.
249. haben diesen Apparat dahin abgeändert, dass die Bestimmung des
Gasvolums unabhängig von dem Druck und der Temperatur der Atmosphäre ist. In die
Quecksilberwanne V (Fig. 7 Taf. 18) aus
Guttapercha taucht das Arbeitsrohr D, welches durch die
Hähne r mit dem Messrohr A
verbunden ist. Das die drei Röhren A, B und G verbindende T-Stück ist mit dem einfach durchbohrten
Hahn n und dem doppelt durchbohrtem Hahn m versehen, durch welche die Röhren unter einander und
mit dem Ausflussrohr o in Verbindung gesetzt werden
können. Das Barometerrohr B ist seiner ganzen Länge
nach in Millimeter eingetheilt; an der Spitze hat es einen kleinen Trichter, in
dessen Rohr ein gut ein geschliffener Glasstöpsel passt. In gleicher Höhe mit dem
Nullpunkte der Eintheilung von B hat das Rohr A eine Marke; der Inhalt desselben von dieser Marke bis
zum Hahn r ist genau in 10 gleiche Theile eingetheilt.
Die Entfernung dieser Theile von einander wird leicht dadurch bestimmt, dass man
durch entsprechende Stellung der Hähne m und n die Röhren A und B in Verbindung bringt und durch C Quecksilber eingiesst, welches sich in A und B gleich hoch
stellt.
Soll der Apparat gebraucht werden, so bringt man in die Röhren A und B einige Tropfen
Wasser und füllt den grossen Cylinder E, der die drei
Rohre umgibt, mit Wasser. Nun giesst man durch C
Quecksilber ein, so dass A und B ganz gefüllt werden. Um die Temperatur ganz gleichmässig zu halten,
umgibt man den obern Theil von B mit einem Heberrohr,
das einen kleinen, etwas Quecksilber enthaltenden Kugelapparat c trägt, so dass die Luft ganz aus dem Heber entfernt
werden kann; man lässt nun aus einer Leitung Wasser in den Cylinder E einfliessen und durch den mit einem Kautschukschlauch
verbundenen Ansatz s des Heberrohres wieder ablaufen.
Das zu untersuchende Gas lässt man in D aufsteigen und
führt es wie bei dem vorigen Apparate in das Messrohr A
über. Hierauf setzt man durch Drehen des Hahnes m Rohr
A und B mit der
Abflussröhre o in Verbindung und lässt so lange
Quecksilber ausfliessen, bis in B ein leerer Raum von 5
bis 8cm und das Quecksilber in A gerade auf einem Theilstrich steht, z.B. dem
sechsten. Die Differenz der Höhe des Quecksilbers in B
und der Höhe des 6. Theilstriches gibt das wahre Volum des Gases an. Die sonstige
Behandlung des Apparates ist wie bei dem vorher beschriebenen.
FranklandRivers Pollution Commission (1868); sixth report
(London 1874), S. 508. Journal of the Chemical
Society, Serie 2, Bd. 6 S. 109. vereinfachte diesen
Apparat noch wesentlich und gab ihm die in Fig. 8 bis 10 Taf. 18 dargestellte
Form. Der längere Schenkel C der U-förmigen Glasröhre
von 16mm innerer Weite ist 110cm, der kürzere bis zur Verengung A 35cm lang. Diese
Verengung von nur 1mm,5 innerer Weite setzt sich
in das mit einem Glashahn e versehene Capillarrohr dd' fort, welches in ähnlicher Weise wie bei Regnault durch Stahlhülsen bei f mit der Verengung g der Arbeitsröhre D verbunden ist. Diese Röhre D ist 100mm hoch, 38mm weit und steht in der Quecksilberwanne G, von welcher Fig. 9 die obere Ansicht,
Fig. 10
den Querschnitt zeigen. Ueber den kürzern Schenkel der Messröhre ist mittels des
Kautschukstopfens F ein Glascylinder H geschoben, der das Thermometer t trägt und mit Wasser gefüllt ist, welches mittels des
Drahtes h umgerührt werden kann. An den längeren
Schenkel des Messrohres C ist unten das Röhrchen b angeschmolzen, welches mittels eines
Kautschukschlauches mit der Quecksilberflasche L
verbunden ist. Beide Schenkel von C sind von oben nach
unten mit einer Millimetertheilung versehen, deren Nullpunkt bei senkrechter Stellung derselben
genau in gleicher Höhe liegt.
Nachdem durch entsprechendes Heben und Senken der Flasche L der ganze Apparat mit Quecksilber gefüllt ist, wird das zu untersuchende
Gas in bekannter Weise in die Arbeitsglocke D
aufsteigen gelassen, dann in das Rohr A übergesaugt und
dort gemessen. Nun wird es wieder durch Heben der Flasche L in die Glocke zurückgeführt, dort mit den entsprechenden absorbirenden
Lösungen behandelt und zur Messung jedesmal wieder in das mit Wasser umgebene
Eudiometerrohr A übergeführt. Die Berechnung geschieht
wie bei Bunsen unter Berücksichtigung der
Höhenunterschiede der Quecksilbersäulen in A und C.
McLeodHandbuch, enthaltend Aufsätze über die exacten
Wissenschaften und ihre Anwendung. (Internationale Ausstellung
wissenschaftlicher Apparate im South Kensington
Museum zu London 1876.) Deutsch von Rudolf
Biedermann, S. * 247. hat diesen Apparat noch dahin
vereinfacht, dass statt der U-Röhren das Messrohr A mit
dem Druckrohr C, wie Fig. 11 Taf. 13 zeigt,
durch Kautschukschläuche verbunden ist; die Quecksilberflasche L wird mittels einer Schnur i auf- und abgelassen.
Die Textfigur 12 veranschaulicht den grossen Apparat
von McLeod. Das Eudiometerrohr A ist in bekannter Weise mit dem Arbeitsrohr D verbunden, das Barometerrohr B wie bei Frankland und Ward oben
mit einem Hahn d versehen, der beim Füllen mit
Quecksilber geöffnet wird. Das Heberrohr H ist
ebenfalls mit dem kleinen Kugelapparat c und dem
kleinen Ansatzrohr s versehen, welches durch einen
Kautschukschlauch mit dem gebogenen Rohr in J in
Verbindung steht. Das nach dem Kühlcylinder E aus einer
Leitung durch x zufliessende Wasser steigt in H auf, so dass das Barometerrohr überall dieselbe
Temperatur behält und fliesst durch s, J und den
Schlauch y wieder ab. Sollen die Platindrähte in A zur Explosion trocken gelegt werden, so wird H einfach etwas gesenkt. Die Quecksilberflasche L wird durch eine Schnur bei Drehung der Kurbel M auf- und abgeführt. Der Zufluss des Quecksilbers
durch den Verbindungsschlauch von L nach A und B durch den Schlauch
C wird mittels eines Hahnes mit langem Hebelarm h geregelt, damit die Röhren durch den Stoss nicht
zerbrechen. Die Ablesung geschieht mit dem Fernrohr; sie wird erleichtert durch die
Scheibe O, welche durch die Kurbel P auf- und abbewegt werden kann.
Bei J. Parry
Chemical News, 1872 Bd. 24 S. 282.
finden wir Mess- und Arbeitsrohr in umgekehrter Anordnung. Das mit Wasser umgebene
Messrohr A (Fig. 13 Taf. 18) taucht
in die Quecksilberwanne G und ist oben durch die mit
dem Glashahn r versehene Capillarröhre mittels eines
(in der Zeichnung weggelassenen) Kautschukschlauches mit dem Arbeitsrohr D verbunden. Zum Gebrauch füllt man durch abwechselndes
Heben und Senken der
Fig. 12, Bd. 237, S. 255
McLeod's grosser Apparat
Quecksilberflasche L die beiden
Rohre A und D mit
Quecksilber, läset das zu untersuchende Gas in A
aufsteigen und misst es in bekannter Weise. Zur Absorption werden lediglich Lösungen
verwendet, die in den Trichter g eingegossen werden;
durch Senken von L und vorsichtiges Oeffnen von m bringt man die Absorptionsflüssigkeit nach D, ohne dass jedoch Luft eintreten kann. Man öffnet nun
r, saugt das Gas durch Senken von L nach D und treibt es
nach geschehener Absorption zur Messung nach A
zurück.
Zur Reinigung des Apparates wird r geschlossen, L gesenkt, die aus Eisen hergestellte und mit
Gummischeibe gedichtete Verbindung B gelöst und das
noch aus D ausfliessende Quecksilber in einer Schale
aufgefangen. Nun wird m geöffnet, D mit destillirtem Wasser gut ausgespült und dann B wieder angeschraubt. Die zur Explosion von
Knallgasgemischen erforderlichen Platindrähte sind isolirt in B befestigt.
Um die Handlichkeit dieses Apparates noch zu erhöhen, habe ich statt des einfachen
Hahnes r einen Dreiweghahn von der in Textfigur 20 (S.
259) ersichtlichen Form angewendet, statt des Trichtergefässes L eine Flasche, wie Frankland. Zur Reinigung wird nun L gesenkt,
durch g Wasser eingegossen und dieses durch Heben von
L nach passender Stellung von r durch einen damit verbundenen Gummischlauch nach
aussen abgeleitet. Da somit B nicht gelöst zu werden
braucht, so ist D statt dessen unten verengt und direct
mit dem nach L führenden Kautschukschlauch verbunden.
Ich bin mit Versuchen beschäftigt, die Genauigkeit der mit diesem Apparat erhaltenen
Resultate mit denen nach Bunsen zu prüfen.
Ausführlicher hierüber später.
Aehnlichkeit mit dem Parry'schen Apparat hat der für Seereisen bestimmte Apparat von
J. Buchanan
Zeitschrift für analytische Chemie, 1874* S.
18., welcher ohne Quecksilberwanne arbeitet, sowie der von Jolly
Liebig's Annalen der Chemie, 1875 Bd. 177 * S.
145., bei dem, wie bei Regnault und
Reiset, die Druckveränderungen bei gleichbleibendem
Volum gemessen werden.
Andere Apparate mit getrennter Arbeitsröhre sind angegeben von C. Scheibler (*1867 183
306), M. Liebig (*1873 207
37) und C. W. Hinmann
American Journal of Science and Arts (Silliman), 1874 Bd. 8 S. 18A Jahresbericht der Chemie, 1874 S.
1058. doch sind diese für den vorliegenden Zweck weniger
geeignet.
Schösing und Rolland
Annales de Chimie et de Physique, 1868 Bd. 14 *
S. 55. füllen in bekannter Weise durch Senken und Heben der
Flasche L das Messrohr A
(Fig. 14
Taf. 19) mit Wasser bis zur Marke und das unten offene Arbeitsrohr D, welches in einem mit Kalilauge gefüllten
Glascylinder mit Fuss befestigt ist, mit dieser Lösung. Nun wird der Hahn r geöffnet, das auf Kohlensäure zu untersuchende Gas
durch Senken von L nach A
angesaugt und nach dem Schliessen von r durch Heben von
L nach D hinüber
getrieben. Zur Beschleunigung der Absorption ist D mit Glasröhren
angefüllt, so dass das eintretende Gas eine grosse, mit Kalilösung befeuchtete
Fläche trifft. Nach geschehener Absorption wird das Gas nach A zurückgesaugt und gemessen.
OrsatEngineering and Mining Journal, 1874 Bd. 18 * S.
49. verbesserte diesen Apparat durch Anbringen einer mit
Kupferdrahtgewebe und einer Lösung von Salmiak und Ammoniak gefüllten zweiten
Arbeitsglocke E (Fig. 15 Taf. 19) zur
Absorption des Kohlenoxydes. Nachdem das mit einem Wassermantel (wie bei Regnault) umgebene Messrohr A und die beiden Absorptionsglocken D und E mittels der Wasserflasche L bis zur Marke gefüllt sind, öffnet man die Hähne a und b, saugt mittels des kleinen Aspirators
B das zu untersuchende Gas an, um den Schlauch N völlig damit anzufüllen, schliesst b, saugt durch Senken von L 50cc des Gases nach A und schliesst a. Nun
wird d geöffnet und das Gas zur Absorption der
Kohlensäure nach D getrieben, nach A zurückgesaugt und, nachdem d geschlossen ist, gemessen. In gleicher Weise wird das Gas nach Oeffnen
des Hahnes c nach E
getrieben und nach Absorption des Kohlenoxydes in A
gemessen.
Zur Untersuchung der auch Sauerstoff enthaltenden gewöhnlichen Rauchgase hat Orsat
Annales des Mines, 1875 Bd. 8 * S.
489. den in Fig. 16 Taf. 19
abgebildeten Apparat angegeben. Das Gas wird auch hier mittels der kleinen
Strahlpumpe B durch den Schlauch N und das zum Zurückhalten des Russes mit Baumwolle
gefüllte Rohr M angesaugt. Zur Absorption der
Kohlensäure wird das nach A gezogene Gas in den mit f bezeichneten Schenkel des U-Rohres D getrieben, so dass die verdrängte Kalilauge in den
Schenkel e aufsteigt. Nach Entfernung der Kohlensäure
wird das Gas in A gemessen und zur Absorption des
Sauerstoffes in das mit pyrogallussaurem Kali gefüllte Rohr E und schliesslich zur Bestimmung des Kohlenoxydes nach F getrieben. Der zurückbleibende Stickstoff wird nach
beendeter Analyse durch den Hahn c abgelassen. Damit
die Lösungen in E und F
nicht durch den atmosphärischen Sauerstoff verderben, sind die mit e bezeichneten Schenkel durch schlaffe Kautschukballons
abgeschlossen.
Diesen Apparat hat Muencke (* 1877 225 557) etwas vereinfacht, während J.
Salleron und Aron (*1875 217 220) statt der Glashähne solche von Zinn anwenden, auch die
Absorptionsgefässe etwas abändern. Nach den Erfahrungen des Verfassers (vgl. 1876
221 470) sind jedoch Glashähne allen andern vorzuziehen.
SchwackhöferWochenschrift des österreichischen Ingenieur- und
Architectenrereins. 1877 S. 298. hat diesen Apparat in
folgender Weise abgeändert. Die drei Absorptionsgefässe D,
E, F (Fig.
17 und 18 Taf. 19) sind mittels Kautschukstopfen in Flaschen von quadratischem
Querschnitt dicht
eingepasst. Sie sind ebenfalls mit Glasröhren gefüllt, unten seitlich aber mit vier
Oeffnungen o versehen für den Ein- und Austritt der
Absorptionsflüssigkeit; oben stehen sie mittels eines Kautschukschlauches mit dem
Zinnrohr R in Verbindung. F enthält nicht eine ammoniakalische, sondern eine saure
Kupferchlorürlösung zur Absorption des Kohlenoxydes. Die drei Flaschen stehen durch
die Röhren l unter einander und mit dem (in der
Zeichnung punktirten) Kautschukballon B in Verbindung;
durch Zusammendrücken desselben werden die Absorptionsflüssigkeiten bis zur Marke
m gehoben.
Das Zinnrohr R ist am vordern Ende
mit einem rechtwinklig gebohrten Messinghahne H
versehen, dessen Kanal verzinnt ist. Das rückwärtige Ende des Zinnrohres ist nach
abwärs gebogen und mittels einer Holländerverschraubung in den Hals einer viereckig
geformten und aus Zinkblech hergestellten Flasche N
dicht eingepasst (Fig. 18). Die Mündung des in die Flasche hineinragenden Rohrendes bildet
einen feinen Schlitz, über welchen eine Blase G aus
dünnem Kautschuk aufgezogen ist. Diese Blase dient wie bei dem Apparate von Maumené (* 1877 226 422) zur Aufnahme des für die
Analyse bestimmten Gases. Der Ansatz n des Zinnrohres
trägt ein Quecksilbermanometer M, welches den Druck
anzeigt, unter dem sich das im Zinnrohre und der Blase G eingeschlossene Gas befindet.
Die Bürette A misst hier – wie bei Maumené – die durch das Gas aus der Flasche N verdrängte Wassermenge und steht daher durch das
Zinnrohr Z mit N in
Verbindung. Das obere Ende der Bürette ist mit dem Saug- und Druckballon C und mit dem Lufteinlasshahne c in Verbindung. Um den Wasserstand der Bürette genau ablesen zu können,
ist dieselbe mit einem Visir v versehen. Die
angesaugten Gase werden durch ein Schlangenrohr aus Zinn, welches in dem aus
Zinkblech hergestellten Kühler K befindlich ist,
geleitet, um sie auf die gewöhnliche Temperatur abzukühlen.
Dieser Apparat ist viel theurer (190 M.) und schwerfälliger als die übrigen, ohne
einen Vorzug denselben gegenüber erkennen zu lassen.
Wie bereits (1876 221 470) mitgetheilt, habe auch ich an
dem seit zwei Jahren benutzten (s. Z. von Aron
bezogenen) Apparate mehrfach Aenderungen vorgenommen, und hat derselbe schliesslich
die in Fig. 19 (S. 259) dargestellte Form bekommen.
Der untere, 38 bis 40cc fassende Theil der Bürette
A ist in Fünftel, der obere in ganze
Cubikcentimeter eingetheilt; mehr als 40 Proc. CO2,
CO und Sauerstoff dürften selbst in einem Hohofengase kaum vorkommen, so dass man
bei allen Bestimmungen auf Zehntelprocente genau ablesen kann. Da sich die anfangs
benutzten Zinnhähne leicht festklemmten und undicht wurden, so ist das mit der
Bürette verbundene Hahnrohr aus einem dickwandigen gläsernen Capillarrohr
angefertigt. Dasselbe ist an beiden Enden festgelegt, bei i in einem Ausschnitte der Scheidewand und bei o durch eine
kleine, an der Decke des Kastens befestigte Stütze. Die vier Glashähne schliessen
sicher dicht, klemmen sich bei nur einigermassen verständiger Behandlung nie fest
und sind dem Bruch kaum mehr unterworfen als die übrigen Bestandtheile des
Apparates.
Fig. 19, Bd. 237, S. 259Das Hahnrohr ist am vordern Ende umgebogen und mit dem U-Rohr B verbunden, dessen Schenkel Baumwolle enthalten,
während sich in der untern Biegung Wasser befindet, um allen Russ und Staub
zurückzuhalten und das angesaugte Gas sicher mit Feuchtigkeit zu sättigen, bevor es
zur Messung gelangt. Das nach hinten gerichtete Ende x
des Winkler'schen Dreiweghahnes c ist, wie dessen
nebenstehende Seitenansicht Fig. 20 andeutet, durch
einen Kautschukschlauch mit einem Gummiaspirator (von Wallach in Cassel) verbunden, mit dem es leicht gelingt, das
Gaszuführungsrohr und B mit dem zu untersuchenden
Rauchgase in bekannter Weise zu füllen. Dann wird durch entsprechende Drehung B mit A in Verbindung
gesetzt und die Bürette durch Senken von L mit dem zu
untersuchenden Gase gefüllt.
Fig. 20, Bd. 237, S. 259Die Absorption geschieht in den unten durch kleine Klötze festgelegten
U-förmigen Gefässen D, E und F, welche durch kurze Kautschukschläuche mit dem Hahnrohre verbunden sind.
Da die Marke m sich über dieser Verbindungsstelle
befindet, so ist diese stets mit der betreffenden Flüssigkeit benetzt und so leicht
vollkommen dicht zu halten. Das andere Ende der U-Rohre ist mit einem
Kautschukstopfen geschlossen, welcher ein Glasröhrchen enthält; die Röhrchen sind
mit einem gemeinschaftlichen, etwa 200cc
fassenden, schlaffen Gummiballon verbunden. Diese Vorrichtung zur Abhaltung des
atmosphärischen Sauerstoffes ist einer aufschwimmenden Oelschicht vorzuziehen, da
beim Transport das Oel leicht in die Absorptionsgefässe gelangt.
Durch diese Anordnung ist es möglich geworden, den ganzen Apparat auf 50cm Höhe und 25cm
Breite zu beschränken, während z.B. der Apparat von Muencke 60 und 40cm hat, also fast den
doppelten Raum einnimmt. Bei dem schon durch diese geringe Grösse wesentlich erleichterten Transport
werden die erforderlichen Kautschukschläuche auf die Flasche L gepackt, während der mit einer Rückwand versehene Raum M ein Pyrometer (* 1877 225
468) und einen kleinen Zugmesser aufnimmt. Ein langes Quecksilberthermometer zur
Bestimmung der Temperatur der abziehenden Gase wird hinter der Bürette befestigt.
Der ganze Apparat ist, wie ich aus Erfahrung versichern kann, leicht zu
transportiren und sehr bequem zu handhaben.Zum Preise von 70 M. von Hrn. Dr. Herrn.
Rohrbeck, Firma W. J. Rohrbeck, Luhme und
Comp. in Berlin, S. W., Königgrätzerstrasse 112 zu
beziehen.
Zur annähernden Bestimmung des Wasserstoffes und der
Kohlenwasserstoffe schlägt Orsat
Annales des Mines, 1875 Bd. 8 S. 501. Abgebildet
in dem soeben erschienen Werke von Cl. Winkler:
Anleitung zur chemischen Untersuchung der Industriegase, 2 Tb. S.
198. (Vgl. S. 108 dieses Bandes.) folgende Ergänzung seines
Apparates vor. Von der Messröhre A (Fig. 21 Taf. 19) geht das
Gas durch eine Hilfsleitung q nach einer kleinen,
verticalen Platinspirale x, welche mittels der Gaslampe
fg erhitzt wird und deren anderes Ende mit dem
U-Rohre d in Verbindung steht. Vor dem auf der Röhre
angebrachten Hahn b befindet sich eine Abzweigung,
welche mit einer zweiten U-förmigen Röhre e in
Verbindung steht, die eine Zinkplatte und verdünnte Schwefelsäure enthält. Der
entwickelte Wasserstoff drückt die Säure nach dem andern Schenkel e', so dass beim Oeffnen des Hahnes o immer reiner Wasserstoff austritt.
Zur Ausführung der Analyse bestimmt man in 200 Theilstrichen Gas, Kohlensäure,
Sauerstoff und Kohlenoxyd genau so, wie S. 257 angegeben wurde. Von dem aus
Stickstoff, Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff bestehenden, nicht absorbirbaren
Rest nimmt man 40 bis 50 Theilstriche und bringt den Rest des überschüssigen Gases
in der Röhre E mit Pyrogallussäure unter, welche
demnach als Vorrathsbehälter dient und nöthigenfalls eine zweite Analyse als
Controle der ersten ermöglicht. Hierzu fügt man 10 bis 15 Theilstriche reinen
Wasserstoff, je nach der wahrscheinlichen Menge der Kohlenwasserstoffe, und
schliesslich 130 bis 140 Theilstriche atmosphärische Luft, welche man durch den Hahn
c einführt. Man lässt hierauf das Gasgemenge
langsam durch die glühende Spirale streichen, indem man das Mitreissen von
Feuchtigkeit in die Spirale sorgfältig vermeidet, was leicht den Bruch der Glasröhre
herbeiführen könnte. Sodann kühlt man das Gas ab und liest die vorgegangene
Contraction ab. Im verbrannten Gas bestimmt man alsdann die Kohlensäure in D und den übrigen Sauerstoff in der Kupferchlorür-Röhre
F. Bemerkt man, dass nach der Verbrennung kein
Sauerstoff übrig bleibt, so ist dies ein Zeichen, dass die Verbrennung nicht
vollständig war. Man kann in diesem Falle noch mehr Luft und Wasserstoff hinzufügen
und eine neue Verbrennung machen; doch ist es vorzuziehen, eine Analyse mit dem in
E gehaltenen Rückstande durchzuführen.
Ueber die Berechnung der Analyse stellt Orsat folgende Betrachtung an: Die durch diese Verbrennung erzeugte
Kohlensäure wird unmittelbar erhalten. Der erzeugte Wasserdampf lässt sich sehr
einfach berechnen. Ist nämlich das Volum der eingeführten Luft p Theilstriche, so entspricht dies 0,21p Sauerstoff und
0,79 p Stickstoff. Nun hat der Sauerstoff dazu gedient:
1) den dem Gemenge beigefügten Wasserstoff zu verbrennen; 2) den Wasserstoff der
Kohlenwasserstoffe zu verbrennen; 3) den Kohlenstoff der gleichen Bestandtheile zu
verbrennen; der überschüssige Rest verbleibt in dem schliesslich erhaltenen Gemenge.
Von diesen 4 Mengen Sauerstoff ergeben sich drei unmittelbar dadurch, dass der
zugegebene Wasserstoff die Hälfte seines Volums an Sauerstoff gebraucht, und dass
andererseits der Kohlenstoff bei seiner Umwandlung in Kohlensäure so viel Sauerstoff
beansprucht hat, als dem Volum der erzeugten und bestimmten Kohlensäure gleich
kommt; der übrig bleibende freie Sauerstoff wurde schliesslich als solcher bestimmt.
Man kennt somit den Sauerstoff, der zur Verbrennung des Wasserstoffes der
Kohlenwasserstoffe gedient hat, und da dieser Sauerstoff ein Volum Wasserdampf
geliefert hat, das doppelt so gross ist als sein eigenes, so ist es sehr einfach,
den Wasserstoff der Kohlenwasserstoffe dem Volum und Gewichte nach zu berechnen.
Schliesslich kann man noch das Gesammtvolum der Kohlenwasserstoff-Verbindungen
erhalten;, nach allen Verbrennungen und Absorptionen enthält nämlich die Messröhre
blos noch Stickstoff, der von zwei Quellen herrühren kann: dem wirklichen Stickstoff
des analysirten Gases und dem Stickstoff der eingeführten Luft = 0,79 p. Die Differenz ergibt das Stickstoffvolum des
analysirten Gases, und da das Volum des Stickstoffes sammt den Kohlenwasserstoffen
vor der Verbrennung bekannt war, so ergibt einfach die Differenz das Volum der
letzteren. Als Beispiel führt Orsat folgende Analyse
eines Generatorgases an:
Theilstriche
Zur Untersuchung verwendet
200
Proc.
Nach Absorption durch Kali
188
folgl.
12,0
CO2
=
6,0
Desgl. durch Pyrogallus
188
„
0
O
=
–
Desgl. durch Kupferchlorür
145
„
43,0
CO
=
21,5
––––
Von dem Rest verwendet
50
Wasserstoff
10
Luft (29 Th. O, 111 Th. N)
140
––––
200
––––
Nach der Verbrennung
177
Nach Absorption durch Kali
175,5
folgl.
1,5
CO2
Desgl. durch Kupferchlorur
158
„
17,5
freier O
Zur Verbrennung von 10 freien H verbrauchter
Sauerstoff
5,0
Desgl. für den Wasserstoff der
Kohlenwasserstoffe
5,0
–––––
Summe des Sauerstoffes
29,0
–––––
Ferner: eingeführter
Stickstoff
111,0
Stickstoff des untersuchten
Gases
47,0
–––––
158,0
Daraus berechnet sich folgende Zusammensetzung:
Kohlensäure
6,00
Kohlenoxyd
21,50
Sauerstoff
–
Kohlenwasserstoff
4,35
Stickstoff
68,15
–––––––
100,00.
Diese Berechnung zeigt hinlänglich, dass die Ablesungsfehler und die in Folge der
glühenden Platinröhre unvermeidlichen Versuchsfehler nach dieser Methode viel zu
gross sind, so dass eine derartige Analyse fast werthlos ist.
Aehnlich sind folgende Apparate von Coquillion
Engineering, 1877 Bd. 24 * S. 317.,
nur wird statt der Platinröhre ein glühender Palladiumdraht verwendet. Sollen nur
Kohlenwasserstoffe bestimmt werden, so wird das in E
aufgefangene Gas in die Bürette A des Grisoumeter genannten Apparates Fig. 22 Taf. 19 gesaugt,
mit Luft gemischt über den glühenden Palladiumdraht in B, wie bei Orsat, in das Gefäss C getrieben und zur Messung wieder nach A gezogen. Aus der Volum abnähme berechnet er den
Gehalt des Gases an Kohlenwasserstoff.
Sollen auch Kohlensäure, Sauerstoff und Kohlenoxyd bestimmt werden, so verwendet Coquillion das sogen. Carburometer (Fig. 23 Taf. 19).
Dasselbe hat eine oder mehrere Absorptionsflaschen D
mit Kalilauge, Pyrogaliat und Kupferchlorürlösung. Die Untersuchung geschieht in
derselben Weise wie bei Orsat.
Nach neueren VersuchenComptes rendus, 1877 Bd. 85 S. 1106.
müssen die Palladiumdrähte mindestens kirschroth sein. Laboratoriumversuche mit
CH4, C2H4 und C2H2 gaben befriedigende Resultate, beispielsweise:
CH4
1,3
1,68
Luft
85,75
19,8
–––––
––––––
zusammen:
87,05
21,5
–––––
––––––
Davon verwendet
20,2
–
Nach der Behandlung mit Pd
19,6
18,12
Desgl. berechnet
19,6
18,16
Nach Absorption mit KOH
19,3
16,4
Desgl. berechnet
19,3
16,48.
Wenn somit auch bei sorgfältig ausgeführten Versuchen im Laboratorium
übereinstimmende Resultate erhalten werden können, so dürften doch zu Versuchen an
der Feuerstelle selber diese Apparate noch weniger brauchbar sein als der von Orsat, weil Temperaturänderungen hier noch weit
schädlicher wirken als bei diesem. Noch weniger brauchbar ist der von Coquillion angegebene kleine Apparat. So bleibt nichts
anderes übrig, als die Gase an der Feuerstelle selbst
mit einem handlichen Apparate, wie er durch Fig. 19 (S. 259) angedeutet ist, nur auf Kohlensäure,
Kohlenoxyd und Sauerstoff zu prüfen, nach Erforderniss aber einzelne Gasproben in Glasröhren einzuschmelzen und im Laboratorium genau – nach Bunsen, Parry
oder Frankland – zu untersuchen, namentlich auch ihren
Gehalt an Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen zu bestimmen.
Hannover, December 1877.