DE17123C - Apparat zur Bestimmung des Gewichts, des Volumens und der Dichtigkeit von Flüssigkeiten, vom Patentsucher rdensivolumetrische Waage" genannt - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Aus jeder gewöhnlichen Hebelwaage kann man durch Anhängen des noch zu beschreibenden Densi-Volumeterbehälters an Stelle einer Waageschale eine densivolumetrische Waage herstellen. Man hat dann nur behufs Bestimmung einer Flüssigkeit in genannten Behälter eine ähnliche Flüssigkeit einzubringen, statt dafs man Gewichte aufsetzt.

Dieser Ersatz von Gewichtstücken durch Flüssigkeit gestattet es, sehr genaue Volumen- und Dichtigkeitsbestimmungen auszuführen. Hängt beispielsweise der Flüssigkeitsbehälter an dem kleinen Hebelarm einer Centesimalwaage, so wird ein Liter Flüssigkeit in dem Behälter einem Hektoliter der gleichen Flüssigkeit auf der Waageschale das Gleichgewicht halten.

Da beide Flüssigkeiten gleiche physikalische Eigenschaften, darum auch bei gleicher Temperatur gleiche Dichtigkeit haben werden, so können Irrthümer aus dem Verhalten des Apparates besonders aus dem Grunde nicht entstehen, weil Gewichte nicht zur Verwendung .ommen. Es genügt also zur Bestimmung des Volumens einer auf die Waage gestellten Flüssigkeit, das hundert mal geringere Volumen der gleichen Flüssigkeit zu kennen, die, in den Behälter eingefüllt, jener das Gleichgewicht halten soll.

Die Bestimmung des als Gewicht dienenden sehr geringen Volumens kann nur zu ganz unerheblichen Irrthümern Anlafs geben, welche Irrthümer auch in ihrer hundertfachen Vergröfserung, in der sie bei der Bestimmung des hundertfachen Volumens sich zeigen, als ganz unwesentlich betrachtet werden können.

Folgendes ist die Einrichtung des bei dieser densivolumetrischen Waage zur Anwendung kommenden Densi-Volumeterbehälters.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, werden die Behälter für solche Flüssigkeiten, welche nicht zu schnell verdunsten, oben offen gehalten, während die zur Aufnahme leicht verdunstender Flüssigkeiten dienenden Behälter mit einem verschliefsbaren Deckel oder mit einem Eingufstrichter nebst Hahn versehen werden müssen. Die Form der Behälter ist weniger wichtig als ihr Fassungsraum, der zur Stabilität der Waage im Verhältnifs stehen mnfs. Der Behälter kann deshalb eine cylindrische, eckige, ovale oder andere für den jeweiligen Zweck passende Form haben. Doch ist unter übrigens gleichen Verhältnissen der runden Form der Vorzug zu geben, da sie widerstandsfähiger ist, sich leichter eintheilen und besser reinigen läfst und das relativ wenigste Material erfordert.

Dieser Densi-Volumeterb ehälter A, Fig. 1, wird an einem Haken an dem einen Ende eines Waagebalkens aufgehängt. Der Boden des Behälters ist konisch, um das Austropfen von Flüssigkeit zu beschleunigen und mit einem Ablafshahn H versehen; doch kann dieser auch fehlen, wie überhaupt jeder Behälter von sonst passenden Gröfsen- und Formenverhältnissen, wenn man ihn an dem einen Ende eines Waagebalkens aufhängt, die Function eines Densi-Volumeters verrichten kann.

Ein Behälter complicirterer Construction ist erwünscht, wenn es sich um Alkoholbestimmungen handelt.

Ein Densi-Volumeterbehälter A, der bei einer Waage vom Hebelverhältnifs ι : ioo Anwendung finden kann, ist, wie beiliegende Zeichnung veranschaulicht, längs seiner ganzen Höhe mit einer Graduirung α zur Angabe des Volumens versehen, sowie mit einem Glase b zur Angabe des Niveaustandes der Flüssigkeit. Das betreffende Niveau kann man auf der daneben befindlichen Scala ablesen. Bei Centesimalwaagen, welche am bequemsten sind, ist das Volumen des Behälters hundert mal kleiner als dasjenige des Gefäfses am kleinen Waagebalken, das zur Aufnahme der zu bestimmenden Flüssigkeit dient.

An dem Behälter ist ferner i. ein hunderttheiliges Thermometer c angebracht, 2. eine Correctionsscala d, welche auf der einen Seite den scheinbaren Alkoholgehalt der Flüssigkeit angiebt, auf der anderen Seite den wirklichen. Alkoholgrad bei einer Flüssigkeitstemperatur von 15⁰C. Diese Scala ist zwischen Führungen d' verschiebbar, welche rechts und links Graduirungen tragen, und wie die Correctionsscalen eingerichtet, deren sich die Alkoholhändler bei der Alkoholbestimmung bedienen, um nicht die Gay-Lussac'schen Correctionstabeilen bei Benutzung des hunderttheiligen Alkoholometers nöthig zu haben.

Diese Densi-Volumeterwaage ist aufserdem mit einem 1 1 enthaltenden und mit einem Handgriff e versehenen Mafs B, Fig. 2, versehen, das man am besten, wenn die zu bestimmenden Flüssigkeiten nicht ätzend wirken, aus Kupfer herstellt. Oben trägt dieses Mafs einen Eingufstrichter g mit Absperrhahn f im Trichterhalse. Natürlich ist auch hier wieder die Form ganz Nebensache. In der veranschaulichten Form ist ein enger Hals und ein Hahn nur deshalb angebracht, weil dann das genaue Abmessen eines Liters rascher sich bewirken läfst.

Aufserdem dient diese Form, abgesehen davon, dafs sie das Einbringen der Flüssigkeit und das Eingiefsen derselben in einen anderen Behälter sehr erleichtert, auch noch dazu, diejenige Flüssigkeit, welche durch ihre Ausdehnung bei offenem Hahne abfliefsen würde, zurückzubehalten. Endlich gestattet der obere Eingufstrichter die Aufnahme von Gewichten oder Wasser, um die Waage zu tariren, falls genügendes Gegengewicht nicht vorhanden sein sollte.

Der Eingufstrichter ist mit einem Henkel h versehen, der ein Anhängen an das Ende des Waagebalkens an Stelle des Densi-Volumeterbehälters gestattet, was bei gewissen Operationen wünschenswerth ist.

Das Litermafs kann man auf eine passende Gas- oder Spirituslampe i aufsetzen, um die Flüssigkeit anzuwärmen. Dieser Densi-Volumeterbehälter ist vielfacher Anwendung fähig.

Es läfst sich nach der Graduirung desselben zunächst der Inhalt irgend eines anderen Behälters bestimmen; dann kann man danach mit Wasser den Fassungsraum von solchen Gefäfsen sofort zuvor ermitteln, die zur Aufnahme von theueren Essenzen bestimmt sind, so dafs man dadurch die Verdunstung der betreffenden Flüssigkeit, die bei der Operation des directen Wagens und Abmessens unvermeidlich sein würde, vollständig verhindert. Handelt es sich um eine Spiritusbestimmung, so kann man mit diesem Apparate folgendes ermitteln: 1. das Volumen des Spiritus, 2. das absolute Gewicht dieses Volumens, 3. die Dichtigkeit des Spiritus, 4. seinen scheinbaren Alkoholgehalt, 5. seinen wirklichen Alkoholgehalt, 6. sein wirkliches Volumen, das er bei einer Temperatur von 15° C. oder einer anderen als Basis für Bestimmungen geltenden Temperatur einnimmt.

Diese Bestimmungen erhält man wie folgt:

■I. Bestimmung¹ des Volumens.

Zunächst bestimmt man das Volumen des betreffenden Gefafses mit Wasser, was nöthig ist, da man es hier mit einer rasch verdunstenden Flüssigkeit, dem Spiritus, zu thun hat. Dann entleert man das Gefäfs, um sein Taragewicht zu erhalten, giefst hierauf in das Gefäfs den Spiritus ein, so dafs es genau damit angefüllt ist.

Da es hier schwierig sein würde, eine Flüssigkeit von gleicher Dichtigkeit und den gleichen physikalischen Eigenschaften zu erhalten, die auiserdem dieselbe Temperatur besitzt, so ist man darauf angewiesen, einen Theil des Spiritus aus dem Gefäfse in den Densivolumeter einzubringen.

Man bringt zu diesem Zweck einen Siphon in das auf der Waageschale befindliche Gefäfs ein, vermeidet jedes Vorbeifliefsen von Flüssigkeit und läfst letztere in das mit dem Hahn versehene Litermafs laufen, bis es genau voll ist, schliefst dann den Hahn und läfst den Siphon in dem Gefäfse gehörig abtropfen.

Nun giefst man dieses Liter in den am langen Waagebalken der Centesimalwaage hängenden Densi - Volumeterbehälter. Auf gleiche Weise verfährt man behufs EinfüUens eines zweiten, eines dritten Liters Spiritus u. s. w., bis man endlich an den Theil kommt, der mehr beträgt, als zur Aequilibrirung der Waage nöthig ist. Dieses letzte Liter giefst man sehr vorsichtig in den Densi-Volumeterbehälter am langen Waagebalken ein, bis vollständiges Gleichgewicht vorhanden ist. Der überschüssige Spiritus bleibt in dem Litergemäfs zurück.

Man bestimmt nun, wie in dem vorhergehenden Beispiel, das Volumen der in dem Densi-Volumeter enthaltenen Flüssigkeit. Es seien

beispielsweise 4,25 1 darin, dann beträgt das Volumen des in dem Gefäfse verbliebenen Spiritus 4,2s X 1001=4251. Der wirkliche Inhalt des Gefäfses ist dann offenbar gleich dem ihm verbliebenen Volumen, vermehrt um das Volumen von Flüssigkeit, das zur Füllung des Densi-Volumeters aus dem Gefäfs entnommen worden. Beträgt das Volumen der entnommenen Flüssigkeit in el. derjenigen in dem Litermafs verbliebenen 5 1, so bestimmt sich der Inhalt des Gefäfses auf 425 -+- 5' = 430 1.

II. Bestimmung des absoluten Gewichts

der Flüssigkeit im Gefäfse.
Man füllt mit der daraus entnommenen Flüssigkeit das Gefäfs am kurzen Waagebalken wieder vollständig an; das Taragewicht des Gefäfses kennt man bereits durch die anfängliche Bestimmung. Es erübrigt also nur noch, das Ganze nach dem gewöhnlichen Verfahren zu wägen, nur mit dem Unterschied, dafs man, statt die Gewichte auf eine Waageschale zu legen, an deren Stelle der Densi-Volumeter gesetzt ist, die Gewichte direct in diesen hineinlegt oder an aufsen an demselben angebrachte Haken hängt. Nachdem die Wägung stattgefunden, hat man nur das Taragewicht des Gefäfses am kurzen Waagebalken zu subtrahiren, um das absolute Gewicht der Flüssigkeit zu erhalten.

III. Bestimmung der Dichtigkeit der
Flüssigkeit.

Kennt man Volumen und absolutes Gewicht der Flüssigkeit, so ist es auf bekannte Weise leicht, die Dichtigkeit zu bestimmen, die sie zur Zeit der Gewichts- und Volumenbestimmung hatte.

IV. Bestimmung des scheinbaren Alkoholgrades.

Ebenso einfach wie die vorigen Bestimmungen ist die Bestimmung des scheinbaren Alkoholgehalts.

Hierzu kann man sich der von mir herausgegebenen und bei Ferer & fils in Bordeaux erschienenen vergleichenden Tabellen des metritrischen Gewichts und des Volumens der Flüssigkeiten bedienen.

Zu diesem Zweck wird einer jeden densivolumetrischen Waage eine solche Tabelle beigefügt.

V. Auffindung des wahren Alkoholgehalts.

Das Thermometer des Apparates giebt seine Temperatur an; aufserdem kennt man bereits den scheinbaren Alkoholgehalt. Aus diesen beiden Angaben kann man nach den Correctionstabellen von Gay-Lussac den wahren Alhoholgehalt ableiten. Das gleiche Resultat erhält man übrigens auch nach der Correctionsscala des Densi-Volumeters.

VI. Bestimmung des wahren Volumens der Flüssigkeit bei einer Temperatur derselben von 15⁰C, welche gewöhnlich als Basis von Bestimmungen dient.

In meinem vorgenannten Werkchen sind Volumen-Correctionstabellen enthalten, wonach man das wahre Volumen unmittelbar auffindet. Man kann übrigens auch mit meiner densivolumetrischen Waage allein sowohl das Volumen als auch das Gewicht finden, das Flüssigkeiten bei irgend einer als Bestimmungsbasis angenommenen Temperatur besitzen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche: Bei Waagen zur Bestimmung des Gewichts, Volumens und der Dichtigkeit von Flüssigkeiten:

1. An Stelle einer Waageschale zum Aufsetzen von festen Gewichtsstücken ein Behälter A zur Aufnahme von Flüssigkeiten, aus deren an einer Graduirung α abzulesendem Volumen man das Volumen einer Flüssigkeit am anderen Waagebalken nach stattgefundener Aequilibrirung der Waage ableiten kann, zu welchem Zweck dieser Behälter mit einem Niveauglas b, ferner mit einem Thermometer c zur Angabe der Temperatur des Behälters nebst Inhalt, sowie endlich mit einer zwischen zwei graduirten Führungen d' verschiebbaren Correctionsscala d zur Angabe des Alkoholgehalts der Flüssigkeit versehen ist.

2. Ein Litermafs B mit Handgriff e, Eingufstrichter g und Hahn / im Trichterhalse, sowie mit einem Henkel h zum Anhängen (an Stelle des Behälters A) an den einen Waagebalken versehen, zum Gebrauch bei Volumenbestimmungen der Flüssigkeiten mittelst des Behälters A.

Hierzu [ Blatt Zeichnungen.