Ueber graduirte Aräometer nach specifischem Gewicht (Densimeter), als rationeller Ersatz der allgemeinen Aräometer nach Baumé, Beck, Cartier u.a.; von Dr. E. Fleischer. Fleischer, über Aräometer. Es ist sicherlich schon von vielen Technikern und Gewerbtreibenden das Unzweckmäßige, welches in den allgemeinenMan beachte, daß hier nur von den allgemeinen Aräometern nach Graden (wie Baumé, Beck, Cartier, Ronchetti u.a.) die Rede ist. Die speciellen Aräometer, wie sie z.B. für Zuckerlösungen (Brix), Alkohol (Richter, Tralles) etc. dargestellt werden, sind allerdings für die speciellen Fälle, denen sie dienen, sehr geeignet, für eine allgemeine Verwendung aber ebenso unzweckmäßig als die vorgenannten. Uebrigens sind solche specielle, resp. procentische Aräometer bisher nur für eine verhältnißmäßig sehr geringe Zahl von Flüssigkeiten hergestellt worden. Aräometerscalen liegt, ebenso unangenehm empfunden worden, als die frühere Zerfahrenheit unserer deutschen Maße und Gewichte, und ebenso wie die Einführung des metrischen Systemes als eine große Erleichterung begrüßt wurde, hoffe ich, wird man, gleichviel ob gerade meine Vorschläge allgemein angenommen werden oder nicht, mit der Zeit auch an der Stelle der unrationellen Aräometerscalen solche einführen, welche mit dem metrischen System zusammen hängen und darum ebenso rationell als auch allgemein verwendbar sein werden. Es bedarf wohl kaum eines Hinweises, wie wichtig es für den Handel ist, an Stelle der rein empirischen Aräometer von Baumé, Beck, Cartier u.a. eine rationelle Flüssigkeitswage in Anwendung zu bringen, welche Jedermann in den Stand setzt, das Volum einer Flüssigkeit, deren absolutes Gewicht (aus Tara und Bruttogewicht) bekannt ist, leicht und genau zu berechnen. Eine solche rationelle Flüssigkeitswage ist aber einzig und allein das Aräometer nach specifischem Gewicht. Gerade so, wie man bei der Bestimmung des absoluten Gewichtes das Wasser als Einheit wählte, indem man das Gewicht von 1cc desselben als Gramm bezeichnete, gerade so wie man bei allen andern physikalischen Maßen namentlich bei den Wärmemessungen (Thermometer, Wärmeeinheiten) stets das Wasser zum Ausgangspunkte nahm, gerade so muß man auch an ein allgemein anwendbares Instrument, welches die Dichtigkeit einer Flüssigkeit bestimmen soll, die entschieden logische und consequente Anforderung stellen, daß es diese Dichtigkeit in einer Zahl ausdrücke, welche zu keiner andern Flüssigkeit als zu der allgemeinst bekannten – zu Wasser – in einfacher Beziehung stehe, um so mehr, da auch alle wissenschaftlichen Gehaltsuntersuchungen von Flüssigkeiten als specifische Gewichtstabellen Ausdruck finden. Wenden wir uns aber wieder zur praktischen Seite und beantworten wir uns zunächst die Frage, warum man denn, da doch Aräometer nach specifischem Gewicht nichts Neues sind, dennoch die Gradaräometer von Baumé u.a. in den allermeisten Fällen bevorzugt und allgemein eingeführt hat? Darauf habe ich allerdings eine scheinbar recht trostlose Antwort, indem ich behaupten muß, daß die Baumé-Aräometer factisch besser und praktischer sind als die bisherigen specifischen Gewichtsaräometer. Vergleichen wir einmal die üblichen specifischen Gewichtsaräometer mit dem Baumé'schen Instrument, wie es in der Technik angewendet wird. Die erstem gehen nur auf 2 Decimalen, lassen also die Hauptzahlen von 1,10, 1,20, 1,30 bis 2,00 erkennen und geben dazwischen die Einer der zweiten Stelle, also 1,11, 1,12, 1,13 u.s.w., die dritte Decimale ist dagegen nicht bestimmbar. Das Baumé-Aräometer (für schwerere Flüssigkeiten als Wasser) gibt pro Grad durchschnittlich etwas über 0,007 als specifisches Gewicht an. Allerdings ist diese Angabe sehr ungenau, da durch Multiplication der Grade mit 0,007 durchaus keine richtigen specifischen Gewichtsangaben zu erhalten sind. Immerhin aber ist ein Baumé'scher Grad ein kleineres Maß an specifischem Gewicht als die zweite Decimale der gebräuchlichen specifischen Gewichtsaräometer und folglich genauer als diese. Aber diese kleine Differenz zu Gunsten des Baumé-Aräometers würde bei weitem nicht dazu geführt haben, dieses Instrument so allgemein zu verbreiten, wenn es nicht auch viel praktischer wäre, als die gewöhnlichen Aräometer nach specifischem Gewicht. Fragen wir uns nämlich, von wessen Händen die meisten aräometrischen Bestimmungen in der Praxis ausgeführt werden, so ist die Antwort: von den Arbeitern, und zwar, wie wir hinzufügen müssen, zumeist von wenig befähigten. Dies ist auch sehr natürlich. Der Arbeiter, der eine Lösung in großem Maßstabe anzufertigen oder zu verdampfen hat, braucht weder ein Chemiker noch ein Techniker zu sein. Er hat einfach seine bestimmte Instruction, eine Flüssigkeit von so und soviel „Grad“ herzustellen oder abzulassen, und diese meist ungemein einfach auszuführende Vorschrift bedarf eben nur eines zuverlässigen, wenn auch noch so wenig gebildeten Arbeiters, der nur den Grad (an der Baumé-Spindel) als einfache Zahl abzulesen verstehen muß. Schon viel schwieriger würde es einem solchen Arbeiter sein, einen Decimalbruch, wie ihn ja die Gewichtsaräometer bieten, aufzufassen, und thät er es, so würde er die ihm abgefragte Angabe höchst wahrscheinlich wiederum als „Grade“ bezeichnen. Wenn man nun bedenkt, daß die Bildung der Arbeiter früher noch weit mehr zu wünschen ließ als jetzt, so ist sicherlich Baumé für seine Zeit ein sehr praktischer Mann gewesen, indem er ein Instrument erfand, welches auch der Ungebildetste leicht zu behandeln erlernte. Gewiß ist gerade dieser Umstand am maßgebendsten für die Verbreitung des Baumé-Aräometers gewesen, und da es nun einmal Sitte geworden, alle Gehaltsbestimmungen von Flüssigkeiten in „Graden“ anzugeben, so ist es sehr natürlich, daß die specifischen Gewichtsaräometer sich nur wenig Eingang im Vergleich zu den Baumé'schen in der Praxis verschaffen konnten, weil sie statt leicht faßbarer Zahlen Decimalbruchtheilungen besitzen. Damit ist aber nicht gesagt, daß das Princip dieser Gewichtsaräometer nicht ein bei Weitem vernünftigeres als das der Baumé-Grade sei. Dieses bessere Princip fand nur bisher keine der Praxis entsprechende Form. Geben wir ihm diese, so werden wir sicherlich die specifischen Gewichtsaräometer bald als besser auch in der Praxis anerkannt und angewendet finden. Dies zu erreichen, ist der Zweck meiner Densimeter. Die Instrumente, welche ich nachstehend beschreibe, sind nichts weiter als Aräometer nach specifischem Gewicht, welche ich kurz Densimeter (Dichtigkeitsmesser) nennen will. Sie unterscheiden sich von den gewöhnlichen Aräometern nach specifischem Gewicht durch größere Empfindlichkeit und dadurch, daß sie die specifische Gewichtsangabe nicht in Form von Decimalbrüchen, sondern von einfachen, leicht faßlichen Zahlen (Graden) ausdrücken. Ich unterscheide zwei Hauptklassen von Densimetern, die in ihrer äußeren Form keine wesentlichen Unterschiede weder von einander noch von den üblichen Aräometern aufweisen. Die eine Klasse dient für schwerere, die andere für leichtere Flüssigkeiten als Wasser. Von den ersteren werden wir verschiedene Unterabtheilungen kennen lernen, die sich aber ebenso wenig als die feineren Instrumente von den minder empfindlichen im Wesentlichen unterscheiden; denn alle Densimeter haben das Princip, daß die Angabe ihrer Grade direct das specifische Gewicht ausdrückt. So bezeichnet z.B. bei den Densimetern für schwerere Flüssigkeiten als Wasser, 0° das specifische Gewicht des Wassers, also 1,000; 50° das einer Flüssigkeit vom spec. Gew. 1,500. Man hat sich also nur vor die abgelesenen Grade ein Komma mit einer 1 gesetzt zu denken, um sofort das specifische Gewicht der untersuchten Flüssigkeit zu erkennen. Demnach entsprechen also 19° = 1,190 spec. Gew., 42° = 1,420 spec. Gew. Ist das Densimeter in halbe und viertel Grade getheilt, so gilt dasselbe; es bezeichnet also z.B. 28 1/4° = 1,2825 spec. Gew., 37 1/2° = 1,3750 spec. Gew., 42 3/4° = 1,4275 spec. Gew. Bei den Graden von 0 bis 10 hat man eine Null hinter das Komma zu setzen; z.B. 8° = 1,0800 spec. Gew., 8 1/2° = 1,0850 spec. Gew., 9 1/4° = 1,0925 spec. Gew.; dagegen 10° = 1,1000 spec. Gew. Aehnliches gilt für die Densimeter der zweiten Hauptklasse, d.h. für leichtere Flüssigkeiten als Wasser. Hier hat man sich vor die Gradangabe einfach eine Null mit Komma zu denken. Es bezeichnen also 95° ein specifisches Gewicht von 0,9500; 87 1/2° = 0,8750 spec. Gew., 78 1/4°= 0,7825 spec. Gew., 92 3/4° = 0,9275 spec. Gew. u.s.w. Wir sehen also, daß alle Densimeter das specifische Gewicht in Form einer leicht faßlichen Zahl direct ausdrücken, welche, da sie sich nur in Ganzen, Halben und Vierteln bewegt, ebenso verständlich für den gewöhnlichen Arbeiter (welcher einfach Grade abliest) als rationell für den Techniker, der daraus sofort das genaue specifische Gewicht erkennt, zu nennen sein möchte. Nach diesem Grundprincip empfehle ich folgende Densimeter, welche von J. C. Primavesi und Sohn in Magdeburg mit großer Genauigkeit angefertigt werden. I. Densimeter für die Technik. Dieselben sind den üblichen Baumé-Aräometern ähnlich, mit Schrotkugel ohne Thermometer angefertigt. Die Länge der Scale beträgt bei diesen so wie bei allen nach meiner Angabe gefertigten Densimetern etwa 25cm, so daß die einzelnen Unterabtheilungen der Grade ziemlich 2mm,5 Zwischenraum haben und sich daher sehr deutlich ablesen lassen. Alle Densimeter gelten für die Temperatur von 17,5°. 1) Densimeter für schwerere Flüssigkeiten als Wasser. Hiervon empfehle ich für die Technik zwei Sorten. Die eine reicht von 0 bis 50° (entsprechend den spec. Gew. 1,000 bis 1,500), die andere von 50 bis 99° (entsprechend den spec. Gew. von 1,500 bis 1,990). Beide sind in halbe Grade getheilt, lassen also das specifische Gewicht auf drei Decimalen erkennen, wie z.B. 45 1/2° = 1,455 spec. Gew. Der Nullpunkt des bis 50° reichenden Densimeters entspricht natürlich dem specifischen Gewicht von 1,000, d.h. dem des Wassers. Da nur wenige Flüssigkeiten 50° übersteigen, so ist dieses Densimeter am häufigsten anwendbar. 2) Densimeter für leichtere Flüssigkeiten als Wasser. Dasselbe zeigt beim Schwimmen in destillirtem Wasser 100°, welches der tiefste Punkt seiner Spindel ist. In eine Flüssigkeit von 0,750 spec. Gew. gebracht, zeigt es 75°, welches der oberste Theilstrich der Scale ist. Das Instrument hat also nur 25 Grade (von 100 bis 75), welche aber in Viertel getheilt sind, so daß man 4 Decimalen bestimmen kann. Es entsprechen dabei also, wie oben schon bemerkt, 85° = 0,8500 spec. Gew., 84 3/4° = 0,8475 spec. Gew., 84 1/2° = 0,8450 spec. Gew., 84 1/4° = 0,8425 spec. Gew. etc. II. Densimeter für genauere Arbeiten. Diese Instrumente sind mit Quecksilberkugel und Thermometer versehen und sämmtlich in Viertelgrade getheilt. Die Temperatur, für welche sie angefertigt werden, ist ebenfalls 17 1/2°. Auch für diese feineren Densimeter gilt hinsichtlich der Beziehung der Grade zum specifischen Gewicht das obige allgemeine Princip. 1) Für schwerere Flüssigkeiten als Wasser empfehlen sich vier Densimeter. Das eine geht von 0 bis 25°, das zweite von 25 bis 50°, das dritte von 50 bis 75° und das vierte von 75 bis 99°. Da die einzelnen Grade in Viertel getheilt sind, so ergeben diese Densimeter 4 Decimalstellen, also z.B. 15 1/2° = 1,1550 spec. Gew., 35 1/4° = 1,3525 spec. Gew., 64 3/4° = 1,6475 spec. Gew., 99° = 1,9900 spec. Gew. Da nur wenige Flüssigkeiten 50° übersteigen, so wird man in den meisten Fällen mit zwei Densimetern (von 0 bis 25° und 25 bis 50°) auskommen. 2) Das für leichtere Flüssigkeiten als Wasser und zu feineren Arbeiten construirte Densimeter hat dieselbe Scaleneintheilung als das entsprechende für praktische Zwecke, also 1/4 Grade. Dagegen ist es mit Quecksilberkugel und Thermometer versehen und überhaupt genauer gearbeitet. Es reicht ebenfalls von 100 bis 75°, entsprechend den specifischen Gewichten von 1,0000 bis 0,7500. Es ist einleuchtend, daß man sich für sehr feine Arbeiten, ebenso gut wie man in 1/10 Grade getheilte Thermometer besitzt, auch in 1/10 Grade getheilte Densimeter z.B. von 0 bis 10°, 10 bis 20° etc. herstellen lassen könnte. Solche Instrumente würden zwar noch empfindlicher sein als die beschriebenen, insofern sie noch kleinere Differenzen ergäben; dagegen könnten sie wegen des Scalenumfanges nur für sehr wenige specielle Fälle dienen. Ueberdies ist zu bedenken, daß manche unserer aräometrischen Tabellen schon so kleine Differenzen, als sie die viertelgradigen Densimeter noch abzulesen gestatten, oft gar nicht mehr angeben, geschweige solche, wie sie bei noch kleinerer Theilung entstehen würden. Aus dem Gesagten wird wohl zur Genüge hervorgehen, daß die Densimeter sowohl für praktische als wissenschaftliche Zwecke geeignet sind, da sie in ihren einheitlichen Angaben stets das specifische Gewicht direct in einer leichtfaßlichen Zahl angeben. Es bleibt mir daher nur übrig, diese Instrumente mit den herkömmlichen allgemeinen Aräometern von Baumé, Beck, Cartier und der bisherigen Spindel für specifisches Gewicht zu vergleichen, um daran die Vorzüge der Densimeter nachzuweisen. Zunächst muß ich hervorheben, daß die Baumé- und auch die Beck-Grade durchaus nicht gleichwerthig sind. 1° Baumé entspricht dem spec. Gew. 1,007; 30° B. aber nicht 1 + 30 × 0,007 = 1,210, sondern schon 1,256, und 60° B. sind statt 1,420 dem spec. Gew. 1,690 (also bedeutend mehr) äquivalent. Bei dem Beck'schen Aräometer ist 1° = 1,0059; 30° aber nicht 1 + 30 × 0,0059 = 1,1770, sondern schon 1,2143, und 60° statt 1,3540 gar dem spec. Gew. 1,5454 entsprechend. Diese Thatsache ist eben äußerst lästig und bedingt bei beiden Instrumenten, sollen sie zur Volumberechnung dienen, für jeden einzelnen Fall eine Umrechnung mit Hilfe einer Tabelle, deren Genauigkeit viel zu wünschen läßt. Wir sehen aber auch, daß 1° Baumé durchschnittlich mehr als 0,007 und 1° Beck mehr als 0,0059 an specifischem Gewicht ausmacht, während die Densimeter für praktische Zwecke noch für Differenzen von 0,005 aufkommen, also empfindlicher sind. Betrachten wir nun die verschiedenen Aräometer für leichtere Flüssigkeiten als Wasser. Bei Baumé entsprechen hier erst 10° dem specifischen Gewicht des Wassers, also 1,000, wogegen 60° gleich sind 0,744. Die Differenz beträgt also 0,256 und dies durch 50 dividirt, ergibt pro Grad durchschnittlich eine specifische Gewichtsanzeige von 0,0051. Aber auch hier ist die factische Differenz zweier Grade oft weit größer, so z.B. die zwischen 18 und 19° Baumé = 0,946 – 0,939 oder gleich 0,007. Bei Beck's Aräometer für leichtere Flüssigkeiten sind günstigere Verhältnisse. 0° entsprechen dem spec. Gew. 1,000, 70° dem spec. Gew. 0,7083; daher beträgt die Differenz für 70 Grade 0,2917, also pro Grad 0,0041. Die factische Differenz beträgt aber oft weit mehr, so daß viele Grade um mehr als 0,006 an specifischem Gewicht differiren. Die Cartier'sche Scale endlich stimmt mit dem Baumé'schen bei 22° überein und ist von da ab aufwärts und abwärts in 15 Grade getheilt, welche 16 Baumé-Graden entsprechen, so daß dieses Instrument an Empfindlichkeit dem Baumé'schen sehr nahe steht und hier übergangen werden kann. Vergleichen wir nun diese drei Aräometer wieder mit meinem Densimeter für leichtere Flüssigkeiten, so kommt letzteres noch für Differenzen von 0,0025 an specifischem Gewicht auf, während bei Baumé und Cartier günstigenfalls nur solche von 0,005, bei Beck von 0,004 erkennbar sind. Gegenüber den bisherigen specifischen Gewichtsaräometern aber, welche nur auf 2 Decimalen eingerichtet sind, also noch weit größere Differenzen als die vorgenannten Instrumente zulassen, ist die EmpfindlichkeitEmpfindkeit der Densimeter wohl so in die Augen springend, daß ich darauf nicht weiter einzugehen brauche. Fassen wir demnach die Vortheile der Densimeter zusammen, so ergeben sich folgende Sätze: 1) Indem die Densimeter Angaben nach specifischem Gewicht machen, stehen sie dem metrischen System sehr nahe und können, im Gegensatz zu den Aräometern von Baumé u.a., direct zur leichten und genauen Volumberechnung von Flüssigkeiten, deren absolutes Gewicht bekannt ist, dienen. 2) Da die Aräometrie aller Flüssigkeiten sich auf deren specifisches Gewicht, nicht aber (oder doch selten) auf Baumé-Grade bezieht, so entsprechen die Densimeter, weil sie mit diesen Angaben im Einklang stehen, den Anforderungen eines rationellen und allgemein anwendbaren Aräometers. 3) Weil die Densimeter das specifische Gewicht in leicht faßlichen und dabei weit genauern Zahlen als andere Aräometer ausdrücken, so können sie ebenso in der Hand des gewöhnlichen Arbeiters als in der des gebildeten Technikers, sowohl dem praktischen als auch dem wissenschaftlichen Bedürfniß Genüge leisten. 4) Da die Densimeter die bisherigen Aräometer an Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit übertreffen, so sind sie auch in höherem Maße als diese geeignet, einen bestimmten Punkt, auf welchen eine Flüssigkeit concentrirt oder verdünnt werden soll, mit großer Schärfe zu fixiren, und damit einer der häufigsten Anforderungen der Technik in vollkommener Weise als andere Aräometer zu entsprechen. Diese Sätze mögen hinreichen, die Vortheile der Densimeter zu charakterisiren. Sollten aber auch meine Vorschläge keine allgemeine Beachtung finden, so hoffe ich doch gezeigt zu haben, daß die Einführung aräometrischer Spindeln nach specifischem Gewicht an Stelle der unrationellen Instrumente von Baumé u.a. ebenso eine Frage der Zeit sein muß, als es die des metrischen Systems gewesen ist.