LXXIV. Gefärbte Flüssigkeiten zur Füllung von Minimum- und Zimmerthermometern; von Dr. Lüdersdorff. Aus den Verhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleißes in Preußen 1850, S. 118. Lüdersdorff, über gefärbte Flüssigkeiten zur Füllung von Minimum- und Zimmerthermometern. Bei den jetzt vielfach gebräuchlichen Thermometrographen ist das Minimum-Thermometer, anstatt mit Quecksilber, mit gefärbtem Weingeist gefüllt. Bekanntlich gibt es aber kein organisches Pigment, welches nicht durch das Licht afficirt würde, und daher wird auch der gefärbte Weingeist in jenen Thermometern sehr bald ausgebleicht. Wie wenig erheblich dieß bei den eigentlichen Minimum-Thermometern aber auch ist, indem man bei diesen die jedesmalige Temperatur der Atmosphäre weniger nach dem Stande der Flüssigkeit abzulesen pflegt, als man vielmehr nur das registrirende Stiftchen beobachtet, so ist mit dem Ausbleichen doch noch ein anderer, bedeutsamerer Uebelstand verbunden. Das Verschwinden der Farbe eines materiellen Pigments entsteht nämlich immer aus einer Veränderung seiner Substanz, und daher ist das Ausbleichen der Flüssigkeit fast immer von dem Absetzen eines Niederschlags begleitet. Dieser Niederschlag aber, der sowohl in der Kugel, wie in dem Rohr des Thermometers erfolgt, ist dem Gleiten des registrirenden Stiftchens hinderlich, und deßhalb werden die Angaben der Minimum-Thermometer mit der Zeit unsicher. Bei Zimmer-Thermometern, die gegenwärtig auch meistentheils mit gefärbtem Weingeist gefüllt werden, weil eine dunkel gefärbte Flüssigkeit die Temperatur sichtbarer markirt als Quecksilber, ist dieser Absatz zwar minder hinderlich, dafür ist es aber um so mehr die mit der Zeit mißfarbig werdende Flüssigkeit, theils, weil sie eben nicht mehr pikant genug auf die Temperaturgrade hinweist, theils weil sie die von diesen Instrumenten geforderte Eleganz beeinträchtigt. Die Fehler der gedachten Thermometer schienen mir einer kleinen Untersuchung werth, und ich erlaube mir die Resultate in der Kürze mitzutheilen. Zunächst trat die Frage hervor: ob der Weingeist nicht durch farbige Metallsalze, an Stelle der organischen Pigmente, gefärbt werden könne, und dazu schien allerdings die Möglichkeit vorhanden, da es keineswegs an hierzu passenden Salzen fehlt. Allein die meisten dieser Salze sind einerseits nur in geringem Maaße in Weingeist löslich, andererseits ist voraussichtlich bei vielen eine reducirende Wirkung des Weingeists zu fürchten, so daß z. B. Eisenchlorid, Kupferchlorid u. a., wie auflöslich und färbend sie auch sind, schwerlich die Berührung des Weingeistes unter Einfluß des Lichtes ohne Reduction vertragen dürften. Weniger zu besorgen ist dieß zwar beim Chromchlorid, welches eine tief grün gefärbte Flüssigkeit gibt, die sich wirklich am Lichte unverändert erhält, wofern man derselben einige Tropfen Salzsäure hinzusetzt. Die Farbe des mit Chromchlorid gefärbten Weingeistes ist indessen nur bei einer starken Concentration angenehm; verdünnt, wie sie es für Minimum-Thermometer seyn muß, ist sie finster und matt, so daß sich eine solche Flüssigkeit nur für Zimmerthermometer eignet. Nachdem in dieser Richtung also wenig Aussicht auf Erfolg übrig bleibt, fragt sich's, ob denn die Flüssigkeit zum Füllen obiger Thermometer durchaus Weingeist seyn müsse, und hier ist allerdings kein hinreichender Grund vorhanden, um am Weingeist festzuhalten, wofern es eine andere Flüssigkeit gibt, welche bei den vorkommenden Temperaturen der Atmosphäre ebenso wenig wie der Weingeist ihren Aggregatzustand ändert. Daß es an Flüssigkeiten dieser Art nicht fehlt, versteht sich von selbst; es kommt daher nur darauf an, unter den farbigen Metallsalzen solche aufzusuchen, die weder in der Auflösung bei tiefen Kältegraden krystallisiren, noch die ganze Flüssigkeit zum Erstarren veranlassen. Unter diesen nothwendigen Bedingungen bleibt die Auswahl freilich auch eben nicht groß. Die wässerigen Auflösungen selbst der zerfließlichen Salze, wie z. B. Kupferchlorid, Chromchlorid, salpetersaures Kobaltoxydul u. s. w. krystallisiren bei tieferen Kältegraden; und selbst eine geringe Menge eines Kupferoxyd- oder Kobaltoxydulsalzes in Ammoniak aufgelöst, veranlaßt schon einige Grade unter Null ein Erstarren der ganzen Flüssigkeit. Wendet man indessen anstatt des Wassers, das schon seiner geringen Ausdehnungsfähigkeit wegen am wenigsten zu empfehlen ist, zur Auflösung Salzsäure an, so lassen sich ebenso angenehm gefärbte als dauerhafte thermometrische Flüssigkeiten darstellen. Und man kann hierbei sogar fast alle Farben, wie man zu sagen pflegt, aus einem Topfe malen. Das Kobalt hat die Eigenthümlichkeit, schon durch ein einziges seiner Salze Auflösungen von den verschiedenen Farben zu geben. Mit Ausnahme von Gelb, läßt sich vermittelst Chlorkobalt Grün, Blau, Violett und Roth darstellen, und zwar in sehr schönen Nüancen. Aber auch für Gelb haben wir nicht weit zu suchen. Eine Auflösung von Eisenchlorid in Salzsäure gibt diese Farbe, und sie ist in allen Abstufungen, vom kalten Citronengelb bis zum feurigen Orange, gleich brillant. Nehmen wir nun noch Chrom und Kupfer hinzu, so ist die Palette überflüssig ausgestattet. Wir wollen jetzt die Bereitung der Flüssigkeiten einzeln betrachten und mit Gelb anfangen, weil dieß später zum Nüanciren von Grün nothwendig ist. Eine gelbe Flüssigkeit erhält man also durch das Auflösen von Eisenchlorid in gewöhnlicher Salzsäure. Hierzu ist es jedoch keineswegs erforderlich, daß man sich das Eisenchlorid besonders bereite, man löst vielmehr drei Theile Eisenoxydhydrat in 100 Theilen Salzsäure auf, filtrirt im bedeckten Trichter, und die Flüssigkeit ist fertig. Soll der Farbenton wärmer seyn, so verdoppelt oder verdreifacht man die Quantität des Eisenoxydhydrats. Die anderen Farben kann man, wie schon gesagt, sammt und sonders aus dem Chlorkobalt erhalten, und zwar je nachdem man mehr oder weniger davon in Salzsäure auflöst. Aber auch hier ist man der besonderen Bereitung des Chlorkobalts überhoben; man bedient sich vielmehr des kohlensauren Kobaltoxyduls, in welcher Form das Kobaltoxyd am gewöhnlichsten im Handel vorkommt, zur Auflösung in Salzsäure. Das Chlorid bildet sich auch hier wie beim Eisenoxyd gleichzeitig in der Auflösung. Weniger passend ist hierzu das gleichfalls im Handel vorkommende schwarze Kobaltoxyd. Einmal löst sich dieß schwieriger in der Salzsäure auf, und zweitens enthält es stets eine beträchtliche Menge Hyperoxyd, so daß die Auflösung unter heftiger Chlorentwickelung erfolgt; auch bleibt wohl eine Partie Hyperoxyd ungelöst und geht im höchst fein zertheilten Zustand durchs Filter, was die Farbe der Auflösung nicht nur finster macht, sondern auch einen spätern Absatz zur Folge hat. — Man mag sich nun des einen oder des andern dieser Oxyde bedienen, immer müssen dieselben chemisch rein seyn, denn enthalten sie Eisen oder Nickel, so geben sie weder ein schönes Blau, noch ein schönes Roth. Eine grüne Flüssigkeit gewinnt man, wenn man drei Theile kohlensaures Kobaltoxydul in 100 Theilen Salzsäure auflöst und filtrirt. Das so erhaltene Grün ist zwar sehr feurig, allein doch nicht kräftig genug, und zu sehr blaugrün, man setzt deßhalb einige Tropfen von der gelben Flüssigkeit hinzu. Um die Farbe noch dunkler zu machen, kann man gleich Anfangs etwas mehr kohlensaures Oxydul in der Salzsäure auflösen, doch darf dieß nicht so viel seyn, daß die Auflösung sich dem Dunkelblauen nähert, weil in diesem Falle durch Zusatz von Gelb die Farbe zwar dunkelgrün, aber etwas finster wird. Eine blaue Flüssigkeit gibt, wie erwähnt, die Auflösung einer reichlicheren Quantität von kohlensaurem Kobaltoxydul in Salzsäure. Man erhält eine solche, wenn man sechs Theile kohlensaures Kobaltoxydul in 100 Theilen Salzsäure auflöst, die Auflösung darauf etwa zwei Minuten lang kocht, damit die in der Flüssigkeit zurückgebliebene Kohlensäure, oder, falls das Oxydul Hyperoxyd enthielt, das entwickelte Chlor entweichen kann. Ohne diese Vorsicht entwickelt sich sonst das eine oder andere noch im Thermometer und bildet Luftblasen. Nach dem Erkalten der gekochten Auflösung wird dieselbe filtrirt. Weder diese noch die vorige Flüssigkeit darf mit Wasser verdünnt werden, weil sie sonst roth wird; überhaupt fällt sowohl Blau als Grün um so feuriger aus, je concentrirter die Salzsäure war. Sollen die Auflösungen gleichwohl verdünnt werden, so muß dieß durch Salzsäure geschehen. Um eine violette Flüssigkeit zu erhalten, muß eine noch größere Quantität Oxydul in Salzsäure aufgelöst werden. Folgende Verhältnisse geben die genannte Farbe: 34 Theile kohlensaures Kobaltoxydul, 100 Theile Salzsäure, 5 Theile Wasser. Da hier eine beträchtlich größere Quantität Oxydulsalz im Spiele ist, so darf dasselbe nur nach und nach in die Salzsäure eingetragen werden, damit die Flüssigkeit nicht überbraust. Erst zuletzt wird das Wasser hinzugesetzt. Man sieht bei dem allmählichen Eintragen des Oxydulsalzes, wie das ursprüngliche Blau einen immer wärmeren Ton annimmt, bis es endlich violett wird. Der Zusatz einer kleinen Quantität Wasser befördert zuletzt den Uebergang in diesen Farbenton. So wie die vorige, wird auch diese Flüssigkeit vor dem Filtriren aufgekocht. So wenig Schwierigkeiten die Bereitung der vorstehenden Farben verursachte, ebenso viel macht die Darstellung einer schönen und intensiv rothen Farbe. Die Kobaltsalze, welche hier allein anwendbar sind, haben nur in höchst concentrirten Auslösungen eine kräftige Farbe, und diese sticht dabei gewöhnlich ins finster Gelbrothe. Das Chlorkobalt macht hiervon zwar eine Ausnahme, jedoch nur in dem Falle, daß seine Auflösung freie Salzsäure enthält, und daß dieselbe sehr concentrirt ist. Wenn man demnach so lange kohlensaures Kobaltoxydul in Salzsäure auflöst, bis die Flüssigkeit schön roth erscheint, so ist sie schon zu concentrirt, um als thermometrische Flüssigkeit gebraucht werden zu können. Um dem zu entgehen, darf man daher nur so viel kohlensaures Oxydul darin auflösen, bis die Auflösung anfängt aus dem Violetten ins Rothe hinüber zu spielen. Von da ab muß man den Uebergang in Karmoisinroth durch vorsichtige Verdünnung mit Wasser bewerkstelligen. Man löst also nach und nach in 100 Theilen Salzsäure 45 Theile kohlensaures Kobaltoxydul auf und verdünnt durch 25 Theile destillirtes Wasser. Die Flüssigkeit wird hierauf gekocht und filtrirt. Ich muß hierbei bemerken, daß alle diese Flüssigkeiten durchs Erwärmen vorübergehend blau werden, dieß ist schon der Fall bei der durch das Auflösen des Oxyduls erzeugten Wärme. Die eigentliche Nüance der Farbe erkennt man daher erst nach dem Erkalten der Flüssigkeit. Somit lassen sich also alle Farben aus Kobalt- und Eisenchlorid darstellen; ich will indessen doch dreier anderer metallischer Pigmente gedenken, von denen das eine den Vorzug tiefer Dunkelheit, die beiden andern aber den einer feurigeren Nüance vor den bereits erwähnten voraus haben. Diese Farben sind Grün, Blau und Violett. Für Grün kann man sich nämlich, wie ich schon Eingangs gedacht habe, anstatt des Chlorkobalts, des Chlorchroms bedienen, für Blau der Auflösung von essigsaurem Kupferoxyd in spirituösem Aetzammoniak, und für Violett einer Verbindung von essigsaurem Kobaltoxydul und essigsaurem Kali. Die chromgrüne Flüssigkeit bereitet man folgendermaßen. Zunächst löst man nach und nach so viel kohlensaures Chromoxyd in Salzsäure auf, als diese aufzunehmen vermag. Darauf dampft man ab, bis die Masse musig wird. Sie ist nach dem Erkalten trocken und hart. Hiervon löst man nun, bevor das Salz Feuchtigkeit angezogen hat, was sehr schnell geschieht, in 100 Theilen Weingeist von 90 Procent Tralles 25 Theile der vorbeschriebenen Salzmasse auf, setzt fünf Theile Salzsäure hinzu und filtrirt in einem bedeckten Trichter. Die Flüssigkeit ist tief dunkelgrün, sie läßt sich durch Zusatz von der blauen Kobaltflüssigkeit nüanciren. Die schöne Farbe, welche man durch das Auflösen irgend eines Kupferoxydsalzes in Aetzammoniak erhält, ist, wie schon erwähnt, als thermometrische Flüssigkeit geradezu nicht zu gebrauchen, theils weil das in der Auflösung befindliche Doppelsalz in der Kälte herauskrystallisirt, theils weil eine reine ammoniakalische Flüssigkeit sich unter Null nur sehr wenig zusammenzieht. In einer gewissen Combination läßt sich indessen doch eine thermometrische Flüssigkeit auf diese Weise gewinnen. Essigsaures Kupferoxyd in Aetzammoniak aufgelöst ertheilt diesem nämlich schon bei sehr geringer Menge eine tief blaue Farbe, ohne daß das Salz in der Kälte herauskrystallisirt, und dieß letztere ist selbst dann nicht der Fall, wenn man das Ammoniak mit Weingeist versetzt. Da nun durch einen derartigen Versatz die Fähigkeit sich zusammenziehen auch unter Null hinreichend vergrößert wird, so eignet sich eine solche Flüssigkeit, ihrer schönen Farbe wegen, ganz besonders zum Füllen von Minimum- und Zimmerthermometern. Die Verhältnisse zur Bereitung dieser Flüssigkeit sind folgende: In einem Gemisch von 50 Theilen Aetzammoniak und 50 Theilen Weingeist von 90 Procent Tralles werden aufgelöst vier Theile essigsaures Kupferoxyd (sogenannter destillirter Grünspan). Die blaue Flüssigkeit wird darauf im bedeckten Trichter filtrirt und ist zum Füllen der Thermometer fertig. Diese, so wie alle übrigen der genannten Flüssigkeiten können nur in Gläsern mit eingeriebenen Stöpseln aufbewahrt werden, was wohl zu berücksichtigen ist. Da es wünschenswerth war, auch anstatt der vorbeschriebenen violetten Flüssigkeit eine andere von noch brillanterem Tone zu erhalten, so versuchte ich eine Auflösung des schönen Doppelsalzes aus essigsaurem Kobaltoxydul und essigsaurem Kali. Die Zerfließlichkeit dieses Salzes, besonders bei Ueberschuß von essigsaurem Kali, schien dasselbe für den vorliegenden Zweck vorzüglich geeignet zu machen, und da eine solche Auflösung in der That ebenso wenig wie die übrigen der vorbeschriebenen Flüssigkeiten bei 24° C. unter Null eine Veränderung ihres Aggregatzustandes erleidet, so empfiehlt sich dieselbe ihrer prachtvollen Farbe wegen gleichfalls als thermometrische Flüssigkeit. Sie ist hierzu außerdem um so mehr geschickt, als sich dieselbe viel weniger ungleichmäßig ausgedehnt oder zusammenzieht als andere Flüssigkeiten. Die Darstellung derselben geschieht folgendermaßen: Man löst 50 Theile essigsaures Kali, 10 Theile essigsaures Kobaltoxydul in 50 Theilen destillirtem Wasser auf, und setzt der Auflösung einige Tropfen Aetzkalilauge hinzu. Der hierbei sich bildende Niederschlag löst sich beim Erwärmen der Flüssigkeit wieder auf, wonach man dieselbe filtrirt. Zur Bereitung des essigsauren Kobaltoxyduls löst man das kohlensaure Oxydul bei anhaltendem Kochen in concentrirter Essigsäure auf. Die Auflösung erfolgt nicht ganz leicht. Darauf dampft man die filtrirte Auflösung bis zur Krystallisation ab, oder man läßt die Flüssigkeit, zuletzt bei gelinder Wärme, vollständig eintrocknen. Im Allgemeinen habe ich noch zu bemerken, daß die gelben, grünen und violetten Flüssigkeiten intensiv genug sind, um sogar in breiten Thermometerröhren angewendet werden zu können. Außerdem ist nicht zu übersehen, daß alle diese Flüssigkeiten eine geringere Ausdehnungs-Capacität haben als Weingeist. Dieß ist jedoch nicht hinderlich, sobald es nicht auf eine große Empfindlichkeit des Thermometers ankommt. Bei Minimum- und Zimmerthermometern kommt es hierauf nicht an, und kann daher die Kugel im Verhältniß zur Röhre immerhin etwas größer seyn. Auch läßt sich dieser Fehler gegen Weingeistthermometer sogar vollständig compensiren, indem die viel kräftigeren Farben der genannten Flüssigkeiten bedeutend engere Röhren erlauben, als gefärbter Weingeist. Endlich will ich noch darauf aufmerksam machen, daß man beim Graduiren dieser Thermometer, eben sowohl wie bei den mit Weingeist gefüllten, sich nicht daraus beschränken darf, nur den Nullpunkt und etwa 30° C. über Null zu markiren, sondern daß man auch unter Null mindestens 10 Grad in einer Kältemischung nach einem Normalquecksilberthermometer abnehmen muß. Die Ausdehnung sowohl des Weingeistes als der obigen Flüssigkeiten ist nämlich durchaus keine gleichförmige. So wie sie in höheren Wärmegraden zunimmt, nimmt sie in niedrigeren, namentlich unter Null, bemerkbar ab. Die meisten Weingeistthermometer sind daher schon bei 8 bis 10 Grad unter Null falsch; es würden es also auch diejenigen werden, welche mit obigen Flüssigkeiten gefüllt sind, wenn sie nicht bei mindestens 10° unter Null markirt worden wären.