Untersuchungen über das Verhalten der Auflösungen des reinen Kochsalzes in Wasser [Reprint 2021 ed.] 9783112430347, 9783112430330

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Untersuchungen über

das Verhalten der Auflösungen des

reinen

Kochsalzes

in

W a s s e r .

Von

D r . tJ. Karsten. Privatdocent an der Universität zu Berlin, ordentliches Mitglied der physikalischen Gesellschaft daselbst.

Mit

zwei

K » ]> f e r t a f e I n.

(Aus dein Archiv f ü r Mineralogie, Geognosie, Berghau und Hüttenkunde B a n d X X . besonders a b g e d r u c k t . )

B e r l i n . Druck

u n d V e r l a g y o n G. 1846.

Reimer.

§.

1.

D ie Gesetze, welche das Wasser bei der Ausdehnung durch die Wärme, beim Gefrieren, Kochen und bei andern P h ä nomenen befolgt, wenn es Salze aufgelöst enthält, genau kennen zu l e r n e n , würde ohne Zweifel für den Physiker von dem gröfsten Interesse sein. Allein da die Zahl der in Wasser löslichen Salze se.hr grofs ist, da die verschiedenen Salze in den verschiedenartigsten Combinationen im Wasser enthalten sein können, da endlich alle die v e r schiedenen Verbindungsstufen, in denen die Salze einzeln oder in Combination mehrerer, mit dem Wasser verbunden sein können, der Untersuchung unterworfen werden miifst e n , so ist nicht zu hoffen, dafs wir sobald eine genaue Kenntnifs der hierfür gültigen allgemeinen Gesetze erlangen werden. Es ist also nicht zu verwundern, dafs trotz der vielen sorgfältigen Untersuchungen über die verschiedenen Eigenschaften der Salzauflösungen eine Vollständigkeit noch keinesweges erreicht ist. Man hat sich mit Recht 1 *

4 bisher hauptsächlich nur mit den Auflösungen der wichtigeren und durch ihre besondern Eigenschaften sich auszeichnenden Salze beschäftigt, und unter diesen nimmt das Kochsalz ohne Zweifel die erste Stelle ein, da dasselbe als Hauptbestandtheil des Meerwassers einer der verbreitetsten Körper auf der E r d e ist, und als unentbehrliches L e bensbedürfnifs unser besonderes Interesse in Anspruch nimmt. Dem Physiker war die Kenntnifs der Eigenschaften der Kochsalzauflösungen für die physikalische Geographie wichtig; dem Salinisten war sie nothwendig, um bei der Darstellung des Kochsalzes mit Oekonomie, und ohne Verluste zu erleiden, verfahren zu können; über die Kochsalzsoolen liegen uns daher die meisten Arbeiten vor. Diese Arbeiten sind indess theils vor so langer Zeit angestellt worden, dafs sich seitdem mancherlei Verbesserungen in den Instrumenten und Vervollkommnungen in den Methoden ergeben haben, theils stehen die Angaben der v e r schiedenen Schriftsteller öfters mit einander in Widerspruch, so dafs eine wiederholte Untersuchung zur Entfernung dieser Widersprüche nöthig zu sein schien. Endlich haben die früheren Schriftsteller einige Fragen ganz bei Seite liegen lassen, um die es ihnen bei ihrer Untersuchung nicht geradezu zu thun w a r ; diese Fragen sind in der vorliegenden Arbeit besonders berücksichtigt worden. DasMeerwasser kann man, ohne einen zu grofsen Fehler zu b e g e hen, als eine Kochsalzsoole von 3 . 8 - f - 4 . 0 Procent ansehen, (da nicht anzunehmen ist, dafs die geringen Beimengungen anderer Salze die Eigenschaften des Meerwassers beträchtlich von denen einer reinen Kochsalzsoole a b ä n dern w e r d e n ) d. h. als eine Kochsalzsoole, deren spec. Gewicht nach den Angaben der verschiedenen Schriftsteller bei + 15° R. zwischen 1 . 0 2 6 9 -f- 1 . 0 2 8 5 schwankt, wenn das spec. Gewicht des Wassers von derselben Temperatur = 1 gesetzt wird. Folgendes sind einige Werthe, die M a r c e t angegeben hat ( G e h l e r Bd. VI. p. 1 6 4 8 ) :

5 Art des Meerwassers

*[>ec. Gew. a u f - f 4"C. Salzgehalt Wasser bei reducirt:*) in 15° R. = 1 Procenten

Aus dem nördlichen Polarmeer 1 . 0 2 7 2 7 Wasser aus Meereis . . . 1 . 0 0 2 3 5 Aus der Tiefe erhaltenes Wasser 1 . 0 2 7 0 5

1.02577 1.00088 1.02555

3.9 0.35 3.86

Vom Aequator 1.02785 1.02635 3 . 9 2 Aus d. südl. atlantischen Ocean 1 , 0 2 8 1 9 1 . 0 2 6 6 9 4 . 1 2 Aus dem weifsen Meer . . 1 . 0 2 2 5 5 1 . 0 2 1 0 5 3 . 2 2 Aus dem schwarzen Meer . 1 . 0 1 4 2 2 1 . 0 1 2 7 4 2 . 1 6 Aus der Ostsee . . . . 1.00490 1.00343 0 . 6 6 Aus d. nördl. atlantischen Meere 1 . 0 2 8 8 6 1 . 0 2 7 3 5 4 . 2 6 Aus dem gelben Meere . 1.02291 1.02141 3 . 2 2 Aus dem mittelländ. Meere . 1 . 0 2 7 3 0 1 . 0 2 5 8 0 3 . 9 4 Mittel aus dem grofsen Ocean 1.02775 1 . 0 2 6 2 5 4 . 0 0 Von diesen 4 Procenten fester Bestandtheile bildet das Chlornatrium 2 . 6 6 , also etwa zwei Drittheile. Die A n a lyse nach M a r c e t ' s Originalabhandlung (in d. Phil. Trans. 1819, p. 199) ist nämlich folgende: das Wasser aus dem nördlichen atlantischen Meere, enthielt in 100 Theilen: Chlornatrium . . . . 2 . 6 6 0 Chlormagnesium . . 0.991 Chlorcalcium . . . . 0 .195 Schwefelsaures Natron 0.466 4.312 nahe übereinstimmend mit den oben gefundenen 4,26. * * ) *) S. unten. **) Diese Zahlen stimmen fast genau mit den in G e h l e r ' s Wörterbuch Bd. Vf. p. 1649 gegebenen überein, wo nur 0,199 für Chlorcalcium angegeben ist. In B e r z e l i u s Chemie erste Ausg. I. 409 und zweite Ausg. I. 405 stehen aber sehr abweichende Zahlen, die ebenfalls M a r c e t ' s Analyse ergeben haben soll, nämlich Chlormagnesium 0,5154 Chlorcalcium . 0,1232 Ich habe nicht auffinden können, wo M a r c e t diese Zahlen g e -

6 Dem Physiker war es nun der physikalischen Geographie wegen nur um die Kenntnifs der Eigenschaften dieser einen Soole zu thun, und es interessirten ihn weder die gesättigteren Soolen bedeutend, noch auch die höheren in der Natur nicht vorkommenden Temperaturen. Man b e schränkte sich daher darauf das spec. Gew. des Meerwassers oder einer Soole vwn 4g- bei mittleren Temperaturen zu bestimmen, die Erscheinungen beim Gefrieren zu b e obachten, und nachzuforschen, ob es ein Maximum der Dichtigkeit für die untersuchte Flüssigkeit gäbe. Dem Salinisten dagegen ist darum zu thun, die Aenderung des specifischen Gewichts bei Vermehrung oder Verminderung des Procentgehaltes und bei allen den Temperaturen, die während der technischen Behandlung der Soolen vorkommen, genau kennen zu lernen, um aus der Bestimmung des specifischen Gewichts und der Temperatur einer Soole sogleich ihren Salzgehalt angeben und bestimmen zu können, ob die Bearbeitung der Soole noch fortgesetzt werden soll oder nicht. Die theoretisch interessante Frage vom Max. der Dichtigkeit berührt ihn fast gar nicht, da erstens die Aenderung des spec. Gewichts beim Max. nur sehr unbedeutend ist, zweitens das Max. nur bei den für ihn w e niger wichtigen Soolen von niedrigem Procentgehalte und bei niedrigen Temperaturen vorkommt. Obschon daher die Schriften der Salinisten ihrem Zwecke entsprechen mögen, so ist in ihnen doch manche Lücke geblieben, die auch von den Physikern keineswegs vollständig ausgefüllt ist. In der folgenden kurzen litterarischen Uebersicht habe ich alle die Untersuchungen zusammengestellt, die mir über die Eigenschaften der Kochsalzauflösungen, mit Einschlufs des Meerwassers, bekannt geworden sind.

geben hat. Auf eine gehaue Analyse des Meerwassers kommt es übrigens hier gai nicht an, da ja nur das Cebergewicht des Chlornatriums über die andern Salze gezeigt werden soll.

7 §•

2.

L i t e r a t u r . I.

Ueber das s p e c i f i s c h e Gewicht der K o c h s a l z auflösungen.

a.

Des r e i n e n K o c h s a l z e s :

J. A. B i s c h o f , Untersuchungen zur näheren Bestimmung der eigenthümlichen Schweren, der Ausdehnung durch die Wärme, des Gehalts, der Verminderung der Räume bei Vermischungen, der Gefrier- und Siedepunkte der Salzsoolen. G i l b e r t ' s Annalen Bd.XXXV. p. 311. 1810. J. A. B i s c h o f , der Soolgehalt nach Graden, Prooenten und Pfündigkeiten, auch einige die Soole betreffende und bei dem Salinenwesen in Anwendung kommende Formeln. K a r s t e n ' s Archiv für Bergbau und Hüttenkunde Bd. XI. Heft II. p. 211. 1826. E. B i s c h o f , Beiträge zur Kenntnifs des Salinenwesens. Sondershausen 1837. L a m b e r t , Versuche über das Gewicht des Salzes und die eigenthümlichen Schweren der Soolen. Neues Hamburger Magazin Stück 48. p.483. 1770, übers, von Dr. K r ü n i t z a. d. XVIII. Theil der hist. et mem. de l'Acad. R. d. sc. et b. 1. de Berlin 1762. b. Des M e e r w a s s e r s : M a r c e t , On the specific gravity and temperature of sea-waters, in different parts of the ocean and in paiticular seas; with some account of their saline contents. Pilosoph. Transactions 1819. p. 161. M a r c e t , über das specifische Gewicht, die Temperatur und die Salze des Meerwassers in verschiedenen Theilcn des Weltmeers und in eingeschlossenen Meeren; frei von G i l b e r t dargestellt in G i l b e r t ' s Annalen LXIII. p. 113 u. 235. 1819, Bach den Schriften der Londoner Soc.

8 H o r n e r , über das specifische Gewicht des Meerwassers in verschiedenen Gewässern; frei dargestellt von G i l b e r t , in ^ G i l b e r t ' s Ann. LXIII. p. 159 u. 266. 1819, nach dem 3ten Bande der Krusenstern'schen Reise Petersburg 1812, und den Zürcherischen Beiträgen. M u n c k e , über die Ausdehnung des Seewassers, in den mém. prés, à l'Acad. imp. à St. Petersbourg. T. I. p. 310. A. E r m a n , Beobachtungen über die Aenderung des specifischen Gewichts, welche das Meerwasser durch die Wärme erleidet. P o g g e n d . Ann. XII. 463 (1828) u. XXXXI. p. 72 (1837). Ueber das specifische Gewicht des Meerwassers finden sich aufserdem noch viele Angaben in den Schriften der Seefahrer. II. a.

U e b e r den G e f r i e r p u n k t der K o c h s a l z auflösungen.

Des r e i n e n K o c h s a l z e s : J. A. Bischof und E. B i s c h o f , s. I. a. C. D e s p r e t z , über das Maximum der Dichtigkeit und über den Gefrierpunkt der Salzauflösungen. P o g g e n d . Ann. XLI. p. 58 (1837) als Uebers. des Auszugs in den Comtes rendus v. J. 1837, No. 1. p. 124 u. 435; auch im Institut 1837, No. 202. vom 22sten März. C. D e s p r e t z , recherches sur le maximum de densité de l'eau pure et des dissolutions aqueuses. Ann. de chim. et phys. LXX. p. 5 (1839).

b. D e s M e e r w a s s e r s : M a r c e l , H o r n e r , M u n c k e , E r m a n , s. I. b. Ch. B lag d e n , experiment on the cooling of water below its freezing point. Phil, trans. 1788, p. 125. Ch. B l a g d e n , experiments on the effect of various substances in lowering the point of congelation in water. Phil, trans. 1788, p. 277.

9 Ed. N a i r n e , experiments on water obtained from the melted ice of sea-water to ascertain whether it be fresh or not and to determine its specific gravity with r e spect to other water. Also experiments to find the degree of cold in which sea-water begins to freeze. Phil, trans. 1776, p. 249. Angaben über den Gefrierpunkt des Seewassers, über die Beschaffenheit des Eises und Erscheinungen beim Gefrieren finden sich bei P a r r o t , über das Gefrieren des Salzwassers mit Rücksicht auf die Entstehung des Polareises. Gilb. Ann. LYII. p. 144 (1817). C h a p t a l und M o n g e , ist es vorteilhaft, Salzwasser statt des gewöhnlichen Wassers zum Löschen zu gebrauchen. Gilb. Ann. XXIII. p.349 (1806) aus den Ann. de chim. et phys. 2me Série. LIV. p. 138 (1805). v. C a s t i l l o n , Abhandlung über eine merkwürdige Gefrierung. Neues Hamburgisches Magazin St. 47. p.459. Aus dem XVIII. Theil der hist, de l'Acad. R. d. sc. et b. 1. de Berl. a. d. J. 1762. Berlin 1769. W. S c o r e s b y , an account of the arctic regions in two Vol. Edinbourgh 1820. W. S c o r e s b y , Journal of a voyage to the northern walefishery ; including researches and discoveries on the eastern coast of West-Greenland made in the summer of 1822 in the ship Baffin of Liverpool. Edinbourgh 1823; übers, v. Fr. K r i e s , Hamburg 1825. Ferner in den Reisebeschreibungen von A. v. H u m boldt, Ross, Hudson, Davis, Baffin, Ellis, F r o b i s h e r , Middleton, Parry, Fischer, Franklin, E r u s e n s t e r n , Manby, Cook, W e d d e l , F o r s t e r u. v. A. Ein sehr vollständiges Verzeichnifs der wichtigsten Reisen in die Polargegenden findet man in der Introduction p. II. u. ff. von

10 R o s s , Narrative of a second voyage in search of a North-West Passage and of a residence in the arctic regions. London 1835. 4to. c. App. III.

U e b e r die Kochpunkte v o n auflösungen.

Kochsalz-

L e g r a n d , recherches sur les variations que les sels dissou en diverses proportions produisent dans le point d'ébullition de l'eau. Ann. de chim. et phys. LIX. p.423. P o g g . Ann. XXXVII. p.379. Erdmann u. S c h w e i g g e r VI. 56. J. A. B i s c h o f und E. B i s c h o f , s. L a. Siedepunkte mehrerer Salze und Chloride in P o g g . Ann. II. 227. IX. 315. 416. 434. 437. IV,

U e b e r den S ä t t i g u n g s g r a d der K o c h s a l z auflösungen.

U n g e r , über die Auflösbarkeit des Kochsalzes im Wasser. Journal für praktische Chemie von E r d m a n n und S c h w e i g g e r . Bd. VIII. p. 285 {1836). F u c h s , das Verhalten des Kochsalzes zum Wasser neu untersucht. K a s t n e r ' s Archiv für die gesammte Naturlehre Bd. VII. p. 407. Aufserdem Angaben über den Procentgehalt vott gesättigten Soolen bei G a y - L u s s a c , B e r g m a n n , B e r z e lius-, C. J. B. Karsten u. A. V.

U e b e r das Maximum der D i c h t i g k e i t Kochsalzauflösungen.

von

A. E r m a n , C. D e s p r e t z , B l a g d e n , Marcet, Munck e, s. I. b. II. a. u. b.

11

I.

Bestimmung des specifischen Gewichts der I i o c h salzsoolen von verschiedenem Procentgehallc und hei verschiedenen Temperaturen. g. 3.

Methode.

Unter den verschiedenen Biethoden, die man zur Bestimmung des spec. Gewichts der Flüssigkeiten anwendet, gab ich der mit der hydrostatischen W a a g e den Vorzug. Eine a n d r e Methode, die Ausdehnung der Flüssigkeit zu messen und daraus das spec. Gewicht zu b e r e c h n e n , weil nämlich bei gleicher Masse das Volumen sich umgekehrt wie die Dichtigkeit verhält, ist zwar zur Bestimmung d e s spec. Gew. des Wassers mit vielem Erfolge angewendet w o r d e n ; auch hat M u n c k e sich derselben bedient, um die Ausdehnung des Meerwassers zu m e s s e n , und D e s p r e t z empfiehlt sie als die zuverlässigste und feinste selbst für Mischungen und Salzlösungen, allein g e r a d e für Salzlösungen schienen mir diese beiden Eigenschaften sehr ungewiis zu sein. Das Haupthindernifs gegen die in Rede stehende Methode liegt in der nicht hinreichend genauen Anfertigung einer so b e d e u t e n den Anzahl der Soolenthermometer, als zu einer U n t e r s u chung, wie die vorliegende ist, nöthig gewesen wäre. Eine sehr concentrirte Kochsalzsoole von 2 6 . 5 ° ändert ihr V o lumen von 0 ° - f - d 0 0 ° C. von 1 - f - 1 . 0 5 4 , also nur um 0 . 0 5 4 . Bei dieser kleinen Volumänderung hätte man noch 0 . 0 0 0 1 ablesen müssen, um ebenso j e n e Resultate zu e r halten, wie sie vermittelst der W ä g u n g auf der hydrostatischen W a a g e zu erhalten waren. Sodann bestimmte mich noch der Umstand, dafs eine genaue Bestimmung des P r o centgehaltes der Soolen im Soolthermometer w e d e r zu m a chen noch zu controlliren i s t , d a z u , diese Methode a u f zugeben, deren grofse V o r z ü g e , namentlich was genaue

12 Temperaturbestimmungen betrifft, ich übrigens durchaus nicht verkannt habe. Es stand somit nur noch die Wahl zwischen dem Aräometer und der hydrostatischen Waage frei. Man hat es bei der Anfertigung der Aräometer jetzt zu solcher Vollkommenheit gebracht, dafs die durch sie erhaltenen Bestimmungen des spec. Gew. den durch die hydrostatische Waage ausgemittelten an Genauigkeit nur unbedeutend nachstehen möchten, wenn es sich nämlich nur um mittlere Temperaturen handelt. Allein die Gewichtsbestimmungen sollten auch bei hohen und niedrigen Temperaturen vorgenommen werden. Bei hohen Temperaturen würden die aufsteigenden Dämpfe ein scharfes Einstellen des Aräometers unmöglich gemacht haben, auch würde das Aräometer durch den aufsteigenden Luftstrom ungleich mehr afficirt worden sein, wie die hydrostastische Waage, die g e gen diesen Uebelstand geschützt werden kann. Endlich bei hohen sowohl als bei niedrigen Temperaturen wäre im Fall der Anwendung des Aräometers die Schwierigkeit sehr grofs gewesen, alle Theile des Instruments in gleicher Temperatur zu erhalten, welche Schwierigkeit zwar für die hydrostatische Waage auch besteht, allein wegen des im Verhältnifs zu der bedeutenden Länge des Aräometers nur kleinen Durchmessers der zu wägenden Glaskugel bei weitem geringer ist. Es blieb sonach nur die hydrostatische Waage übrig, und die Aufgabe war nun, den Apparat so einzurichten, dafs erstens die Waage gegen den aufsteigenden Lullstrom bei hohen Temperaturen geschützt war, zweitens dafs der Procentgehalt der Soole während einer Beobachtungsreihe sich nicht ändern konnte. §. 4.

Der Apparat.

Um den Zweck möglichster Genauigkeit zu erreichen, wendete ich folgende Vorrichtung an:

12 Temperaturbestimmungen betrifft, ich übrigens durchaus nicht verkannt habe. Es stand somit nur noch die Wahl zwischen dem Aräometer und der hydrostatischen Waage frei. Man hat es bei der Anfertigung der Aräometer jetzt zu solcher Vollkommenheit gebracht, dafs die durch sie erhaltenen Bestimmungen des spec. Gew. den durch die hydrostatische Waage ausgemittelten an Genauigkeit nur unbedeutend nachstehen möchten, wenn es sich nämlich nur um mittlere Temperaturen handelt. Allein die Gewichtsbestimmungen sollten auch bei hohen und niedrigen Temperaturen vorgenommen werden. Bei hohen Temperaturen würden die aufsteigenden Dämpfe ein scharfes Einstellen des Aräometers unmöglich gemacht haben, auch würde das Aräometer durch den aufsteigenden Luftstrom ungleich mehr afficirt worden sein, wie die hydrostastische Waage, die g e gen diesen Uebelstand geschützt werden kann. Endlich bei hohen sowohl als bei niedrigen Temperaturen wäre im Fall der Anwendung des Aräometers die Schwierigkeit sehr grofs gewesen, alle Theile des Instruments in gleicher Temperatur zu erhalten, welche Schwierigkeit zwar für die hydrostatische Waage auch besteht, allein wegen des im Verhältnifs zu der bedeutenden Länge des Aräometers nur kleinen Durchmessers der zu wägenden Glaskugel bei weitem geringer ist. Es blieb sonach nur die hydrostatische Waage übrig, und die Aufgabe war nun, den Apparat so einzurichten, dafs erstens die Waage gegen den aufsteigenden Lullstrom bei hohen Temperaturen geschützt war, zweitens dafs der Procentgehalt der Soole während einer Beobachtungsreihe sich nicht ändern konnte. §. 4.

Der Apparat.

Um den Zweck möglichster Genauigkeit zu erreichen, wendete ich folgende Vorrichtung an:

13

Die zu uniersuchende Soole befand sich in einem 8 Zoll hohen cylindrischen Gefäfse von 3 Zoll Durchmesser welches durch einen gut aufgeschliffenen Glasdeckel a b verschlossen wurde. Durch die Mitte dieses Glasdekkels ging eine Glasröhre c d von 1,5 Linien innerer Weite, deren unteres Ende d sich bei den Versuchen unter der Oberfläche der Flüssigkeit befand; diese Röhre war angebracht, um das Verdampfen des Wassers aus der Soole bis auf den engen Querschnitt der Röhre zu verringern. Durch die Röhre cd führte von der Waage in das Gefäfs A ein Pferdehaar, an welchem die zu wiegende Glaskugel e

14 von 1,5 Zoll Durchmesser befestigt war. Wegen der Länge des Pferdeliaars mutete das Gewicht desselben berücksichtigt werden, welches durch eine Tara auf der Waage g e schah. Zu beiden Seiten der Röhre c d waren die Durchbohrungen / und g angebracht, um zwei Thermometer aufzunehmen, welche die Temperatur der Flüssigkeit oben und unten controllirten. Statt des einen Thermometers konnte während des Erwärmens ein Abzugsrohr für die aufsteigenden Dämpfe aufgesetzt werden. Das ganze Gefäfs A hing an einem umgebogenen Rande in einer gröfsern Glaskugel B von 11 Zoll Durchmesser, die als Wasserbad diente und bei h ein Abzugsrohr für die Dämpfe, bei k ein Thermometer oder eine Vorrichtung trug, um die Temperatur im ganzen Gefafse gleichmäfsig zu machen. Da übrigens die Kugel B von bedeutender Gröfse war, so ging die Abkühlung sehr langsam von Statten. Z. B. bei einer Temperatur der Luft von 18° C. kühlte sich die Flüssigkeit ab: von 70°,9 C. bis 65°,7 in 36 Minuten 58,6 - 50 57,3 - 13 57,0 - 3 53,1 - 39 48,5 - 46 44,3 - 43 42,0 - 27 38,0 - 44 35,0 - 34 34,3 - 7 30,0 - 57 27,0 - 38 26,4 - 9 24,4 - 34 23,7 - 15 22,0 - 39 Also von 70°,9 bis 22°,0 oder 48°,9 in 8 Stunden 54 Mi-

15 nuten, d. h. um die Flüssigkeit um 0°,1 C. abzukühlen, war über eine Minute erforderlich. Wenn umgekehrt die Flüssigkeit zuerst erkältet worden war, ging die Erwärmung eben so langsam vor sich. Eine Versuchsreihe oder die Bestimmung des spec. Gew. einer und derselben Soole bei verschiedenen Temperaturen nahm daher einen ganzen Tag in Anspruch. Die Kugel B ruhte in dem Rande eines gufseisernen Dreifufses, welcher Rand mit Kork ausgefüttert war, um die zu starke Wärmeleitung zu verhüten. Die Erwärmung des Wasserbades geschab durch eine Lampe mit doppeltem Luftzuge, durch welche die Flüssigkeit im Wasserbade trotz ihrer bedeutenden Menge doch leicht bis zum Kochen erwärmt werden konnte. Neben dem ganzen Apparate stand ein Stativ, auf welchem die Waage befestigt war. An dem Stative konnte ein Brett, welches in der Mitte einen Ausschnitt hatte, so befestigt werden, dafs das Pferdehaar von der Waage durch den Ausschnitt ging, während die Waage durch das Brett gegen den vom Apparate bei hohen Temperaturen aufsteigenden Luftstrom gesichert war. Die Waage war sehr empfindlich und gestattete bei der nicht unbedeutenden Belastung von 96 bis 97 Grammen noch 0,000i Gramme abzulesen. Die verschiedenen Thermometer wurden vor den Versuchen sorgfältig mit einander verglichen. Das eine derselben war von 0°,2 zu0°,2 getheilt und ging von — d6° R. bis -f- 45° R., es gestattete daher die genaue Schätzung von 0°,05 R. Für die höheren Temperaturen wurden zwei andre Thermometer angewendet, die nur von Grad zu Grad nach der 80theiligen Skale auf dem Glase selbst getheilt waren, und deren Angaben daher nur bis auf 0°,25 R. mit Sicherheit geschätzt werden konnten. Zwei andre öfters zur Controlle angewendeten Thermometer waren von Grad zu Grad nach der hundertteiligen Skale getheilt. Bei der Berechnung habe ich später immer die Temperaturen nach der hundertthei-

16 ligen Skale umgeschrieben, so dafs, wenn nicht ausdrücklich R neben eine Temperatur geschrieben ist, immer Grade der hunderttheiligen Skale gemeint sind. §. 5. Die B e o b a c h t u n g . Die Versuche zur Ermittelung des spec. Gew. wurden nun auf folgende Weise angestellt. Zuerst wurde das Wasserbad B bis zu einer hohen Temperatur erwärmt, und hierauf nach Entfernung der Lampe so lange gewartet, bis die Temperaturen in B und A sich ziemlich ausgeglichen hatten. Nachdem sodann die an dem Deckel a b hängenden Tropfen in die Flüssigkeit zurückgebracht worden waren, wurde die Glaskugel e von den adhärirenden Luftblasen befreit, entweder durch blofse Bewegung der Kugel in der Flüssigkeit, wenn dies ausreichte, oder sonst vermittelst eines feinen Pinsels. Vor der nun stattfindenden Wägung, wurde die Flüssigkeit gut umgerührt, um eine vollständige Gleichmäfsigkeit der Temperatur hervorzubringen. Sobald diese durch die Thermometer angegeben wurde, notirte ich die Angaben derselben, machte die Wägung und las von Neuem die Thermometer ab. Die Versuche begannen mit den concentrirteren Soolen und endeten mit den schwächeren. Von jeder Soole wurden 16 Salzgehaltsbestimmungen bei verschiedener Temperatur gemacht, and aus diesen das arithmetische Mittel genommen. Diese Bestimmungen geschahen so, dafs in ein kleines tarirtes Gefäfs von Meifsner Porcellan eine Probe der Soole gebracht, und darauf sogleich mit einem gleichfalls tarirten Glasdekkel bedeckt wurde, um bei höheren Temperaturen das Verdampfen des Wassers zu verhindern. Diese Gefäfse mit der Soole wurden hierauf gewogen, sodann wurde die Soole im Sandbade abgedampft, das Salz durch starkes Erhitzen gänzlich getrocknet, und in den tarirten Gefafsen von Neuem gewogen. Die zu den Wägungen gebrauchte Waage war eben so genau wie die zur Bestimmung des

16 ligen Skale umgeschrieben, so dafs, wenn nicht ausdrücklich R neben eine Temperatur geschrieben ist, immer Grade der hunderttheiligen Skale gemeint sind. §. 5. Die B e o b a c h t u n g . Die Versuche zur Ermittelung des spec. Gew. wurden nun auf folgende Weise angestellt. Zuerst wurde das Wasserbad B bis zu einer hohen Temperatur erwärmt, und hierauf nach Entfernung der Lampe so lange gewartet, bis die Temperaturen in B und A sich ziemlich ausgeglichen hatten. Nachdem sodann die an dem Deckel a b hängenden Tropfen in die Flüssigkeit zurückgebracht worden waren, wurde die Glaskugel e von den adhärirenden Luftblasen befreit, entweder durch blofse Bewegung der Kugel in der Flüssigkeit, wenn dies ausreichte, oder sonst vermittelst eines feinen Pinsels. Vor der nun stattfindenden Wägung, wurde die Flüssigkeit gut umgerührt, um eine vollständige Gleichmäfsigkeit der Temperatur hervorzubringen. Sobald diese durch die Thermometer angegeben wurde, notirte ich die Angaben derselben, machte die Wägung und las von Neuem die Thermometer ab. Die Versuche begannen mit den concentrirteren Soolen und endeten mit den schwächeren. Von jeder Soole wurden 16 Salzgehaltsbestimmungen bei verschiedener Temperatur gemacht, and aus diesen das arithmetische Mittel genommen. Diese Bestimmungen geschahen so, dafs in ein kleines tarirtes Gefäfs von Meifsner Porcellan eine Probe der Soole gebracht, und darauf sogleich mit einem gleichfalls tarirten Glasdekkel bedeckt wurde, um bei höheren Temperaturen das Verdampfen des Wassers zu verhindern. Diese Gefäfse mit der Soole wurden hierauf gewogen, sodann wurde die Soole im Sandbade abgedampft, das Salz durch starkes Erhitzen gänzlich getrocknet, und in den tarirten Gefafsen von Neuem gewogen. Die zu den Wägungen gebrauchte Waage war eben so genau wie die zur Bestimmung des

17 spec. Gew. angewendete, doch konnte 0 . 0 0 0 1 Gramme der geringem Belastung wegen mit gröfserer Sicherheit gewogen werden. Aus den Procentgehaltsbestimmungeri ging hervor, dafs während der ganzen, wie gesagt einen Tag dauernden Untersuchung einer Soole, ein unmerklicher Theil des Wassers verdunstete, indem die Abweichung vom arithmetischen Mittel ganz unregelmäfsig war, bald positiv bald negativ, zu Anfang und zu Ende der Untersuchung. Mit Ausschlufs des Wassers wurden 39 Soolen untersucht, eine Soole von 25,32549 Procent*) war die concentrirteste, eine Soole von 0,02743 die schwächste. Die Temperaturen, bei denen beobachtet wurde, gingen von höchstens + 95° C. bis tiefstens — 10° C. Die Intervalle der Temperaturen waren nicht gleich, weil es einige Schwierigkeit gehabt haben würde, genau gleiche Intervalle zu treffen, und obwohl die Berechnung durch diese Beobachtungsweise sehr erleichtert worden wäre, doch einige Ungenauigkeiten bei diesen schon so vielen Fehlern ausgesetzten Beobachtungen nicht zu vermeiden gewesen wären. Das zur Darstellung der Soolen benutzte Kochsalz war so rein als möglich, es war aus chemisch reiner Salzsäure und eben, solchem kohlensauren Natron zusammengesetzt. §. 6.

B e r e c h n u n g des specif. Gewichts.

Das specif. Gewicht einer Flüssigkeit ist bekanntlich gleich dem Gewichtsverlust, den ein in ihr gewogener Körper gegen sein absolutes Gewicht erleidet, dividirt durch den Gewichtsverlust desselben im Wasser, vorausgesetzt, dafs der Körper bei den beiden Wägungen in der Flüssigkeit und im Wasser gleich grofs ist, oder was dasselbe

*)

Procentgelialt p bedeutet,

dafs in 1 0 0 T h e i l e n der

j> T h e i l e Salz enthalten sind.

2

Soole,

17 spec. Gew. angewendete, doch konnte 0 . 0 0 0 1 Gramme der geringem Belastung wegen mit gröfserer Sicherheit gewogen werden. Aus den Procentgehaltsbestimmungeri ging hervor, dafs während der ganzen, wie gesagt einen Tag dauernden Untersuchung einer Soole, ein unmerklicher Theil des Wassers verdunstete, indem die Abweichung vom arithmetischen Mittel ganz unregelmäfsig war, bald positiv bald negativ, zu Anfang und zu Ende der Untersuchung. Mit Ausschlufs des Wassers wurden 39 Soolen untersucht, eine Soole von 25,32549 Procent*) war die concentrirteste, eine Soole von 0,02743 die schwächste. Die Temperaturen, bei denen beobachtet wurde, gingen von höchstens + 95° C. bis tiefstens — 10° C. Die Intervalle der Temperaturen waren nicht gleich, weil es einige Schwierigkeit gehabt haben würde, genau gleiche Intervalle zu treffen, und obwohl die Berechnung durch diese Beobachtungsweise sehr erleichtert worden wäre, doch einige Ungenauigkeiten bei diesen schon so vielen Fehlern ausgesetzten Beobachtungen nicht zu vermeiden gewesen wären. Das zur Darstellung der Soolen benutzte Kochsalz war so rein als möglich, es war aus chemisch reiner Salzsäure und eben, solchem kohlensauren Natron zusammengesetzt. §. 6.

B e r e c h n u n g des specif. Gewichts.

Das specif. Gewicht einer Flüssigkeit ist bekanntlich gleich dem Gewichtsverlust, den ein in ihr gewogener Körper gegen sein absolutes Gewicht erleidet, dividirt durch den Gewichtsverlust desselben im Wasser, vorausgesetzt, dafs der Körper bei den beiden Wägungen in der Flüssigkeit und im Wasser gleich grofs ist, oder was dasselbe

*)

Procentgelialt p bedeutet,

dafs in 1 0 0 T h e i l e n der

j> T h e i l e Salz enthalten sind.

2

Soole,

18 sagen will, wenn die Temperatur in der Flüssigkeit und hn Wasser dieselbe ist:

M—m

* ~ M—m

i

'

wenn * das specifische Gewicht der Flüssigkeit, M das absolute Gewicht des in ihn gewogenen Körpers, m dessen Gewicht in der Flüssigkeit m t sein Gewicht im Wasser ist, und die Temperatur bei beiden Wägungen dieselbe war. Die Einheit des spec. Gew. der Flüssigkeiten ist also das Wasser. Da aber der Gewichtsverlust des im Wasser g e wogenen Körpers bei verschiedenen Temperaturen ein ganz verschiedener sein wird, weil sich ja das spec. Gew. des Wassers mit der Temperatur ändert, so mufs man eine bestimmte Temperatur angeben, für welche das Gewicht des Wassers als Einheit genommen werden soll. Sehr häufig hat man + R. als die Temperatur der Einheit angenommen, welches den Vortheil darbietet, dafs die Flüssigkeiten, wenn nicht genau bei -f 15° R., so doch bei naheliegenden Temperaturen bequem zu beobachten sind, und daher die bei diesen beobachteten speeif. Gew. nicht bedeutend falsch sein werden. Dagegen hat diese Temperatur den grofsen Nachtheil, durchaus willkührlich zu sein, weshalb die verschiedenen Angaben über die speeif. Gew., indem von dem einen Beobachter diese, von dem andern jene Temperatur mit demselben Rechte zur Temperatur der Einheit genommen worden ist, durchaus nicht unmittelbar mit einander zu vergleichen sind. Ein anderer nicht unbedeutender Nachtheil ist der, dafs schon bei kleinen Beobachtungsfehlern in der Temperatur der Fehler bei + 15° R. bedeutend ist, während man ihn bei niedrigen, namentlich bei der von mir gewählten von + 4° C. fast vernachlässigen kann. Bei genaueren Bestimmungen des spec. Gew. wird man den Einflufs der Temperaturverschiedenheiten doch in Rechnung bringen müssen und daher gut thun,

19 einen festen keinen Veränderungen unterworfenen Punkt in der Ausdehnung des Wassers als Einheit anzunehmen. Diesen festen Punkt finden wir im Wasser bei seiner kleinsten Ausdehnung im Maximum der Dichtigkeit, dessen Temperatur annäherungsweise genau + 4° C. ist. Diese Einheit habe ich bei meinen Berechnungen zu Grunde g e legt, mi bedeutet also das Gewicht des Körpers in Wasser von + 4° C. und M — m i ist das Gewicht des von dem Körper verdrängten Volumen Wasser von - f 4 ° C. Da M nun M= VJ, so ist das Volumen des Körpers V = wenn J

das speeif. Gewischt des Körpers gegen Wasser M von + 4° bedeutet, also M — m = —¡. Es handelt sich nun um die genaue Berechnung von M und J . Hierbei wendete ich die Correktionen an, die v o n B e s s e l angegeben und von S c h u m a c h e r in einer eignen Broschüre: „Ueber die Berechnung der bei Wägungen vorkommenden Reduktionen von Etatsrath S c h u m a c h e r , Hamburg 1838" zusammengestellt, und von, die Berechnung e r leichternden Tabellen begleitet sind. Die Formeln ergeben sich in aller Kürze folgendermaafsen. Beim Gleichgewicht auf der Waage ist: M = m, d.h. die Masse des Körpers ist gleich der Masse der Gewichte. Da nun aber der Körper sowohl wie die Gewichte ein so grofses Volumen des Mediums, in dem sie gewogen werden, verdrängen, als sie selbst haben, so mufs die Masse des verdrängten Mediums bei der Wägung in Abrechnung gebracht werden. Diese Masse ist: M — R * q für den Körper, ™ r3g

für die Gewichte,

2 *

20 wenn R u. r die linearen Ausdehnungen des Körpers und der Gewichte, J u. ö die specifischen Gewichte des Körpers und der Gewichte, und q das spec. Gew. der Luft im Augenblick der Wägung bedeuten. Wir haben jetzt also nicht mehr M= m, sondern:

„ M m . , M— — R*q — m — ~§ r 9 °"er

d

M = m

l - j - 1 Kennt man