Titel: | Baker'sche Vorlesung: |
Fundstelle: | Band 3, Jahrgang 1820, Nr. XLIII., S. 327 |
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XLIII.
Baker'sche VorlesungEine von Baker gestiftete
Vorlesung. In England stiften reiche Leute Vorlesungen uͤber
wissenschaftliche Gegenstaͤnde, die jaͤhrlich nach ihrem Tode
gehalten werden muͤssen, so wie die reichen Katholiken bei uns
Jahresmessen (ewige Messen) stiften. A. d. Uebers.:
Ueber Zusammensezung und Analyse der brennbaren gasartigen Mischungen, welche durch die zerstoͤrende Destillation der Kohle
und des Oeles hervortreten, mit einigen Bemerkungen uͤber ihr respektives Vermoͤgen zu heizen und zu leuchten. Von Wilh. Thom. Brande, Esq. Sekr. der koͤnigl. Gesellschaft, koͤnigl. erster Prof. der Chemie.
Aus den Philosophical Transactions for 1820. Part. 1. in Tilloch's philosoph. Magazine. Sept. 1820. S. 200.
Brande über Zusammensezung und Analyse der brennbaren gasartigen Mischungen.
Die auf den folgenden Blaͤttern beschriebenen Versuche wurden
urspruͤnglich in der Absicht unternommen, die relative Tauglichkeit der durch
Zersezung der Kohle und des Thranes zur Beleuchtung erhaltenen Gasarten zu
bestimmen, und einige scheinbare Anomalien bey ihrer Anwendung in der Oekonomie zu
erlaͤutern. Als solche allein wuͤrde ich sie indessen weder neu, noch
wichtig genug gefunden haben, um als Gegenstand einer Baker'schen Vorlesung (Bakerian Lecture)
zu dienen: waͤhrend des Verlaufes dieser Untersuchung bothen sich jedoch
einige neue Ansichten in Bezug auf die Beschaffenheit dieser gasartigen Mischungen
dar, und es zeigten sich einige Eigenschaften der irdischen strahlenden Materie, welche, wie
ich mit Zuversicht hoffe, der Aufmerksamkeit dieser Gesellschaft werth geachtet
werden sollen.
I. Abschnitt. Ueber die durch die zerstoͤrende Destillation der Steinkohle und des Thranes erhaltenen Gasarten.
Die Gase, welche bei den folgenden Versuchen angewendet wurden, waren, wenn nicht
ausdruͤcklich ein anderes angegeben ist, diejenigen, deren man sich bei der
gewoͤhnlichen Beleuchtung bedient. Das Kohlengas wurde von den
Kompagnie-Werken in Westminster genommen, und das Thrangas durch Zersezung
des gemeinen Wallfischthranes in einem zu diesem Ende von den HH. Taylors und
Martineau in der Apothekaris' Hall aufgestellten ApparateEine Beschreibung und Abbildung dieses Apparates findet sich in dem Quarterly Journal of
Sciences etc. Vol. VIII. p. 120. erhalten. Diese Gase wurden von mehreren ausgezeichneten Chemikern der
Analyse unterworfen, und wir verdanken vorzuͤglich dem Dr. Henry eine Reihe schaͤzbarer Untersuchungen in Hinsicht auf
Erzeugung und Zusammensezung derselbenNicholson's Journal.
Vol. XI. p. 65. Philos. Transact. 1808. Manchester Memoirs. Vol. III. New Series. Phil. Mag.
Vol. XXXII. p. 277.. Es geschieht daher nicht ohne bedeutendes Mißtrauen, wenn ich in Bezug auf
dieselben einige Ansichten vorzutragen wage, welche in mehreren Hinsichten von jenen
meiner Vorgaͤnger in diesem wichtigen Zweige chemischer Untersuchung
abweichen.
Es ist allgemein angenommen, daß es zwei bestimmte Zusammensezungen von
Kohlenstoff- und Wasserstoffgas gibt; die eine derselben wird gewoͤhnlich Oelerzeugendes Gas (olefiant
gas) genannt, und besteht aus einem
Proportionalen Kohlenstoff, und aus einem Wasserstoff;
die andere kommt unter dem Nahmen Leichtes
Kohlenwasserstoffgas (light hydrocarburet) vor,
und besteht aus einem Proportionale von
Kohlenstoff-, und zwei Proportionalen
Wasserstoffgas. Die erstere dieser Gasarten scheint im J. 1796 durch die vereinten
Bemuͤhungen der hollaͤndischen Chemiker, HH. Bondt, Deimann, Van Troostwyck und Lawerenburg
entdecktJournal de Physique., die andere aber zuerst von Hrn. Dalton
untersucht worden zu seynNew System of Chemical Philosophy.. Nimmt man das Wasserstoffgas als 1 an, so ist die specifische Schwere des
Oel erzeugenden Gases 13, 4; und es enthaͤlt 1 Proportional Kohlenstoff = 5,7
+ 1 Proportional Wasserstoff = 1. Leichtes Kohlenwasserstoffgas (Light hydrocarburet) wird allgemein als aus 1
Proportionale Kohlenstoff = 5,7 + 2 Proportionalen Wasserstoff = 2 bestehend
betrachtet, und die spezifische Schwere desselben wurde in Vergleich mit Wasserstoff
zu 7, 7 angenommen, oder zu 57365, wenn die atmosphaͤrische Luft als 1
gilt.
Mein erstes Augenmerk bei Untersuchung des Kohlengases war die Bestimmung der
spezifischen Schwere desselben, und ich erstaunte dieselbe an dem ersten Gase, das
ich untersuchte, so gering, auf, 4430, zu finden. An verschiedenen Gasen derselben
Art hatte einige Abweichung statt; die hoͤchste spezifische Schwere, die ich
bisher daran wahrgenommen habe, war, 4940, an demjenigen, welches in dem
Laboratorium des koͤnigl. Institutes bereitet, und auf die gewoͤhnliche Weise
durch Verdichtung in kalten Gefaͤßen und durch Aufsteigen in Kalkwasser
gereiniget wurde.
Da ich auf die Idee kam, Kohlengas als wesentlich aus den beiden Abarten des
gekohlten Wasserstoffgases (carburetted hydrogen)
bestehend zu betrachten, so vermuthete ich, daß die spezifische Schwere des Leichten
Kohlenwasserstoffgases (light hydrocarburet) zu hoch
angegeben wurde. Ich bereitete daher lezteres aus essigsaurem Kali, und nachdem ich
seine Kohlensaͤure durch Kalkwasser abgeschieden hatte, fand ich seine
spezifische Schwere 687; die spezifische Schwere dieses Gases aus stehendem Wasser
ist nach Dalton, 600New System of Chemical Philosophy., und aus feuchter Holzkohle im gereinigten Zustande, 480Henry's Elements. p.
320.. Es ward daher offenbar, daß Kohlengas urspruͤnglich nicht aus den
zwei Kohlenwasserstoffgasen bestehen, und daß eben so wenig die Gegenwart von
kohlensaurem Oxyde vermuthet werden koͤnne, dessen spezifische Schwere, 9834
ist. Es schien mir daher das einzige Mittel zur Erklaͤrung dieser scheinbaren
Anomalien dieß zu seyn, daß man das Kohlengas als eine Mischung von Oel erzeugendem
und von Wasserstoffgas betrachte. Folgende Versuche wurden zur naͤheren
Bestimmung dieser Ansicht unternommen.
1. Hundert MaßtheileVolumes. Der Hr. Verfasser schreibt ein
mal volumes: ein mal measures: da beide Eines und Dasselbe
sind; so behielten wir der Gleichfoͤrmigkeit wegen den lezteren
Ausdruck. A. d. Uebers. Kohlengas wurden mit 200 Sauerstoffgas uͤber Quecksilber mittelst des
elektrischen Funkens verpufft; die Kohlensaͤure wurde durch fluͤssiges
Kali absorbirt, und 36 Maßtheile reinen Saerstoffgases blieben in der Roͤhre
zuruͤck. Hieraus erhellet, daß hundert Maßtheile des untersuchten Kohlengases
zu ihrer vollkommenen Verbrennung 164 Theile Sauerstoffgas erforderten; folglich
kann man, da 100 Theile Oel erzeugenden Gases 300 Sauerstoffgas, und 100 Theile
Wasserstoffgases 50 Sauerstoffgases zu ihrer respektiven Verbrennung erfordern, aus
obigen Versuchen schließen, daß, angenommen daß keine fremdartigen Gasarten
vorhanden waren, die 100 Theile Kohlengases aus ungefaͤhr 55 Theilen
Wasserstoffgases, und 48 Theilen Oehl erzeugenden Gases bestanden; eine Mischung,
von welcher 100 Kubikzolle ungefaͤhr 15 Gran wiegen, was genau mit der
spezifischen Schwere des Kohlengases zusammentrifft.
2. Hundert Maßtheile (measures) Kohlengases wurden in
eine kleine gekruͤmmte Glasroͤhre geleitet, welche etwas Schwefel
enthielt, und in Quecksilber umgestuͤrzt; man wendete Rothgluͤhehize
so lange an, bis das eingeschlossene Gas keine weitere Ausdehnung erlitt: als man
dasselbe, nachdem es wieder kalt geworden war, maß, fand man daß es 140 Maßtheile
betrug. Betrachten wir nun diese Zunahme an Umfang als entstanden durch Zersezung
des Oel erzeugenden Gases, so giebt dieser Versuch fuͤr das Kohlengas an
Bestandtheilen nach dem Umfange 60 Theile Wasserstoff- und 40 Theile Oel
erzeugenden Gases.
3. Hundert Maßtheile Kohlengas wurden in ein Quecksilber Gasometer geleitet, welches
mit einem zweiten Gasometer mittelst einer Platinroͤhre auf die von den HH.
Allen und Pepys in ihrem
Versuche uͤber die Verbrennung des KohlenstoffesEssay on the combustion of Carbon. Phil. Trans. 1807. Phil. Mag. XXIX. p. 216. 315.
beschriebene Weise verbunden ward. Einige kleine vorlaͤufig roth
gegluͤhte Quarzkrystalle wurden in die Platinroͤhre gebracht, die hellroth
gegluͤht wurde. Das Gas wurde dann ungefaͤhr eine Viertelstunde lang
aus einem Gasometer in den anderen uͤbergelassen. Nachdem der Apparat
erkaltete, fand man daß das Gas um 40 Maßtheile am Umfange zugenommen hatte; es
brannte mit der blassen Flamme des Wasserstoffgases, und forderte zu seiner
Verpuffung uͤber Quecksilber kaum mehr als die Haͤlfte seines Umfanges
von Sauerstoffgas: waͤhrend derselben lieferte es nur einen sehr kleinen
Theil Kohlensaͤure. Der innere Theil der Platinroͤhre war mit
Holzkohle belegt; eben so die Krystalle, von welchen einige eine sehr schoͤn
braune Farbe angenommen hatten.
4. Die aus dem lezten Versuche gezogenen Schluͤsse gruͤnden sich auf
die Voraussezung, daß das Oel erzeugende Gas durch die bloße Einwirkung einer
hoͤheren Temperatur zersezt und ein Maßtheil desselben in zwei Maßtheile
Wasserstoffgas aufgeloͤßet wird, wobei es zugleich seinen Kohlenstoff
verliert. Die Wichtigkeit dieser Thatsache, die mit den gegenwaͤrtigen
Untersuchungen so innig verbunden ist, veranlaßte mich den schoͤnen Versuch
des Hrn. Berthollet, welcher in Zersezung dieses Gases durch wiederholten Durchlaß
desselben durch eine rothgluͤhende thoͤnerne Roͤhre besteht,
mit aller moͤglichen Vorsicht zu wiederhohlen: statt der thoͤnernen
Roͤhre habe ich jedoch eine von Platina gewaͤhlt, und zwar wie in dem
lezten Versuche, indem ich zugleich noch die Oberflaͤche durch eingebrachte
Quarzkrystalle vergroͤßerte. Hundert Maßtheile des Oel erzeugenden GasesDieses Gas wurde mit einer Aufloͤsung von Kali gewaschen, um die
wenige Kohlensaͤure davon zu entfernen, und wurde dann, unter der
spaͤter zu beschreibenden Vorsicht, durch Chlorine als rein
erkannt., welches ich durch Destillation des Alkohols mit Schwefelsaͤure
erhielt; wurden durch die bis zur hohen Rothgluͤhehize ergluͤhte
Roͤhre hin und her geleitet, bis sie aufhoͤrten sich weiter
auszudehnen. Nachdem der Apparat erkaltet war, hatte das Gas am Umfange fast genau
um die Haͤlfte zugenommen; in dem erhizten Theile der Roͤhre fand sich
eine reichliche Ablagerung von Holzkohle, und das entwickelte Wasserstoffgas war so
frei von allem Kohlenstoffgas, daß, als es mit einer dem Umfange nach gleichen Menge
Sauerstoffgas verpufft wurde, lezteres zur Haͤlfte seines Umfanges
uͤbrig blieb, und das Kalkwasser kaum etwas truͤbte, auch der
Einwirkung der fluͤssigen Pottasche ausgesezt keine bedeutende Verminderung
erlitt.
Man koͤnnte vielleicht annehmen, daß, in Folge der Verduͤnnung der
lezten Mengen des Oel erzeugenden Gases durch das entwickelte Wasserstoffgas die
vollkommene Zersezung des Gases ihre Schwierigkeiten habe; und eine Spur von
Kohlenstoff wird, wie ich glaube, in dem entwickelten Wasserstoffe stets
uͤbrig bleiben, da die Zersezung hier eine fortschreitende ist. Ich finde
indessen hierin keinen Grund, mit Hrn. BertholletThonard Traité de
Chemie. Tom., I. p.
293.
zu glauben, daß Kohlenstoff und Wasserstoff im Stande sind mehrere
verschiedene bestimmte Zusammensezungen zu bilden: im Gegentheile sind die Daten
bisher von der Art, daß sie auf das Entgegengesezte zu schließen erlaube.
Wenn man diesen Versuch auf die eben beschriebene Weise anstellt, und besonders wann
die Roͤhre nur dunkelroth gluͤht, werden die ersten Mengen von Gas,
welche das auffangende Gasometer erreichen, von einer bedeutenden Menge von
Daͤmpfen verdunkelt, welche indessen spaͤter verschwinden. Um die
Ursache dieser Erscheinung genauer zu untersuchen, ließ ich einiges reine Oel
erzeugende Gas sehr
langsam durch eine roth gegluͤhte Glasroͤhre ziehen, die
ungefaͤhr zwei Fuß in der Laͤnge, und in ihrem erhizten Theile etwas
reine und gut gebrannte Holzkohle hielt. Das Gas wurde in einem kalten Rezipienten
aufgenommen, dessen Seiten sich mit einer braunen schmierigen Substanz von einem
angenehmen und starken Geruche belegten, welche in Alkohol vollkommen
aufloͤßlich war, und aus dieser Aufloͤs sung durch Wasser, welches
dieselbe truͤb und weißlich gruͤn machte, niedergeschlagen wurde.
Diese besondere harzige Materie scheint eine Zusammensezung aus Wasserstoff und
Kohlenstoff zu seyn; ihre Daͤmpfe lassen sich vollkommen zersezen, wenn sie
durch eine sehr stark erhizte Platinroͤhre laufen; Wasserstoff wird
entwikelt, und Kohlenstoff abgeseztWenn diese harzige Materie eine besondere Materie ist, und bloß aus
Wasserstoff und Kohlenstoff besteht, beweiset sie dann nicht fuͤr Berthollet? A. d. Uebers. (Vergl. Observations sur le charbon et les gas hidrogenes
carbonés, par le Cit. Berthollet. Addition aux observations sur
le charbon et les hidrogénes carbonés v. ebdsb.
beides uͤbersezt in Scheerers Allg.
Journal. d. Chemie. Bd. 10. S. 575–636. Seconde suite des observations sur les charbons etc. Lu le 16. Therm. an IX. D.).
5. Hr. Faraday, dessen Genauigkeit als Operateur seinem
Fleiße als mein Assistenz an dem Laboratorium des k. Institutes vollkommen gleich
kommt, hat in einem Aufsaze in dem Quarterly Journal of
Sciences gezeigt, daß der angenommene Unterschied zwischen Oel erzeugendem
und Leichtem Kohlenwasserstoffgase (light
hydro-carburet) mittelst der Einwirkung der Chlorin keinen Grund
fuͤr sich aufzuweisen hat, und daß bei der gewoͤhnlichen Temperatur
alle Abarten von gekohltem Wasserstoffgase (carburetted
hydrogen) durch die Chlorin verdichtet und mit derselben vereinigt
werden.
Um zu bestimmen, in wiefern man sich auf die Einwirkung der Chlorin als Mittel bei
der Analyse von Mischungen aus Oehl erzeugenden und Wasserstoffgasen verlassen
koͤnne, mengte ich gleiche Maße von Chlorin und Hydrogen uͤber Wasser
bei einer Temperatur von 35° in einer Roͤhre von einem halben Zoll im
Durchmesser, und sezte sie der Einwirkung des gewoͤhnlichen Tageslichtes aus,
mit sorgfaͤltiger Vermeidung des unmittelbaren Sonnenlichtes. Nach vier und
zwanzig Stunden war die ganze Chlorin vom Wasser verschlungen, und der
urspruͤngliche Umfang des Wasserstoffgases blieb unveraͤndert.
Ein Maßtheil Wasserstoffgas mit einem Maßtheile Oel erzeugenden Gases und zwei
Maßtheilen Chlorin gemengt, wurde, unter gleichen Umstaͤnden, auf kaum etwas
mehr als einen Maßtheil reducirt, da das ganze Oel erzeugende Gas verschlungen
wurde.
Es ist sehr gut, wenn man in diesen Faͤllen Chlorin in bedeutendem
Ueberschusse anwendet, und man kann hierdurch sich von der Reinheit des Oel
erzeugenden Gases versichern: man wird finden, daß es, auch wenn man es mit der
hoͤchsten Vorsicht bereitete, immer einen kleinen Ruͤckstand von
Wasserstoff laͤßt; da aber dieser oͤfters so gering ist, daß er nur
Eins von Hundert betraͤgt, so kann man denselben, im Allgemeinen,
vernachlaͤssigen.
6. Die Analyse einer Mischung von Wasserstoff- und gekohltem Wasserstoffgase
(carburetted hydrogen) mit kohlensaurem Oxyde und
Kohlensaͤure biethet bei der gewoͤhnlichen Verfahrungsweise besondere
Schwierigkeiten dar, und da sie oͤfters bei Untersuchungen der zur
Beleuchtung angewendeten Gasarten vorgenommen werden muß, so ward es nothwendig
dieses Verfahren zu erleichtern. Ich bediente mich dazu des folgenden Planes.
Hundert Maßtheile des Gases wurden in eine graduirte Roͤhre gethan, und das
kohlensaure Gas durch eine Kali Aufloͤsung verschlungen. Wird zu dem
ruͤckstaͤndigen Gas dann dem Umfange nach dreimal so viel Chlorin von
bekannter Reinheit, in einer uͤber Wasser stehenden Roͤhre von einem
halben Zolle im Durchmesser zugesezt, und der Einwirkung des Tageslichtes mit
sorgfaͤltiger Vermeidung aller unmittelbar darauf fallenden Sonnenstrahlen
bloßgestellt; so wird nach vier und zwanzig Stunden das uͤbrig gekohlte
Wasserstoffgas (carburetted hydrogen) und der Ueberschuß
von Chlorin verschlungen seyn, und das uͤbrig gebliebene Gas, welches aus
kohlensaurem Oxyde und Wasserstoffgase besteht, kann nun durch Verpuffung mit einem
Uebermaße von Sauerstoffgas analysirt werden. Das Maß der hierdurch gebildeten
Kohlensaͤure ist das Aequivalent des urspruͤnglich vorhandenen
kohlensauren Oxydes.
Dieses Verfahren gruͤndet sich darauf, daß keine Chlorinkohlensaͤure in
einer mit dem Wasser in Beruͤhrung stehenden und außer der unmittelbaren
Einwirkung der Sonnenstrahlen befindlichen Mischung von Kohlensaͤureoxyd und
Chlorin sich bildet. Ich habe eine solche Mischung mehrere Tage lang aufbewahrt, und
gelegentlich die Chlorin, so wie sie vom Wasser verschlungen wurde, erneuert, ohne
daß ich eine Verminderung im Umfange des kohlensauren Oxydes bemerkte. In allen
diesen Faͤllen ist es noͤthig die Reinheit der Chlorin durch die
Absorption derselben vom Wasser zu pruͤfen, und auf die Entwikelung der
gemeinen Luft aus dem Wasser waͤhrend dieses Prozesses gehoͤrig zu
achten.
7. Ich wiederholte mehrere der obigen Versuche, und substituirte fuͤr das
Kohlengas eine Mischung von sechs Maßtheilen Wasserstoffgases mit fuͤnf
Maßtheilen Oel erzeugenden Gases. Die spezifische Schwere dieser Mischung war, 4700;
hundert Kubikzolle wogen 14, 2 Gran. Die Flamme mit welcher diese Mischung
brannte, war von derselben Farbe und Intensitaͤt, wie die vom gemeinen
Kohlengase; die Ausdehnung durch Hize war dieselbe, und diese Mischung erhielt auch
eine aͤhnliche Zunahme an Umfang, wenn sie mit Schwefel gehizt ward.
Die Schnelligkeit, mit welcher gekohltes Wasserstoffgas (carburetted hydrogen) zersezt wird, wenn es durch roth gluͤhende
Roͤhren geht, scheint mir einen gegruͤndeten Einwurf gegen eine
Reinigungsmethode des Kohlengases darzubiethen, welche von Hrn. G. H. PalmerPeckston on the Theory et Practice of
Gas-lighting.
vorgeschlagen wurde, weil dadurch naͤmlich Kohlenstoff abgesezt wird,
und folglich großer Verlust an der Leuchtkraft entsteht. Der Zweck, den man dadurch
erreichen wollte, war wahrscheinlich die Entfernung des geschwefelten
Wasserstoffgases; aber auch dieser Zweck kann auf diese Weise nicht erreicht werden.
Bei Untersuchung des Kohlengases wurde ich oft von der Bildung unvollkommener
Schwefelsaͤure waͤhrend des Verbrennens desselben uͤberrascht,
obschon es, wenn es durch eine Aufloͤßung von essigsaurem Bleie ging, keine
schwaͤrzliche Farbe erzeugte: ein Umstand, der den Verdacht der Gegenwart
irgend einer anderen schwefeligen Verbindung in mir erregte. Ich habe oͤfters
geglaubt, wenn ich vor den offenen Gasroͤhren in den Straßen
voruͤberging, den Geruch von geschwefeltem Kohlenstoffe wahrzunehmen. Wenn
unvollkommene Schwefelsaͤure oder geschwefelter Wasserstoffgas (sulphuretted hydrogen) mit gekohltem Wasserstoffgase
(carburetted hydrogen) durch eine roth
gluͤhende Roͤhre gelassen wird, so wird immer eine gewisse Menge
gekohlstofften Schwefels ( carburet of sulphur) erzeugt,
und der Dampf dieser hoͤchst fluͤchtigen Zusammensezung kann
allerdings in dem
Beleuchtungsgase statt haben, welches ohne Unterlaß durch die Verdichter und
Gasometer durchgetrieben wird.
8. Die meisten ber obigen Versuche wurden jezt mit dem aus der Zersezung des
Wallfischthranes erhaltenen Gase wiederholt. Die spezifische Schwere desselben war,
7690; so daß 100 Kubikzolle etwas mehr als 28 Gran wogen. Wenn wir die
Zusammensezung dieses Gases, als eine Mischung von Wasserstoff- und Oel
erzeugendem Gase betrachtet, aus der spezifischen Schwere ableiten, koͤnnen
wir schließen, daß es aus 1 Maßtheile Wasserstoffgas und 3 Maßtheilen Oel
erzeugenden Gases besteht, unter der Voraussezung, daß 100 Kubikzolle Wasserstoffgas
2,25 Grau, und 100 Kubikzolle Oel erzeugenden Gases 30,15 Gran wiegen.
Wenn eine solche Mischung der Einwirkung der Hize, des Schwefels, der Chlorin,
ausgesezt, und mit Sauerstoffgas verpufft wurde, gab sie aͤhnliche Resultate,
wie diejenigen, welche man in den Versuchen mit dem urspruͤnglichen Thrangase
erhielt; sie brannte auch mit demselben Grade von Glanz.
9. Aehnlichen Versuchen habe ich auch das brennbare Gas unterworfen, welches durch
Zersezung des essigsauren Kali, des Alkohols und des Aethers, oder aus Wasser, das
man uͤber roth gluͤhende Holzkohlen ziehen laͤßt,
erhaͤlt. Alle diese Gasarten enthalten eine bedeutende Menge
Kohlensaͤure, welche, wenn sie durch Pottasche beseitigt wird, eine Mischung
von gekohlstofftem Wasserstoffgase (carburetted
hydrogen), Wasserstoffgase, und kohlensaurem Oxyde in einem nach den
verschiedenen angewendeten Materialien und den verschiedenen Umstaͤnden,
unter welchen ihre Zersezung bewirkt wurde, hoͤchst verschiedenem
Verhaͤltnisse zuruͤcklaͤßt. Die spezifische Schwere dieser
Produkte ist folglich mehreren correspondirenden Abweichungen unterworfen.
10. Der Schluß, den man, wie ich glaube, aus den vorhergehenden Versuchen und
Beobachtungen ziehen kann, ist der, daß es, außer dem sogenannten Oel erzeugenden
Gase, keine bestimmte Zusammensezung von Kohlenstoff und Wasserstoff gibt; daß die
verschiedenen brennbaren Zusammensezungen, welche man zur Beleuchtung anwendet, und
durch die zerstoͤrende Destillation der Kohle, des Thranes etc. erzeugt,
eigentlich aus einer Mischung von Wasserstoff- und Oel erzeugendem Gase
bestehen; daß das aus essigsaurem Kali und nasser Holzkohle erhaltene Gas dieselben
Bestandtheile enthaͤlt, nur noch mit kohlensaurem Oxyde und it
Kohlensaͤure; und daß, ausser dem Oehl erzeugenden Gase, keine andere
bestimmte Zusammensezung von Kohlenstoff und Wasserstoff in denselben erkannt werden
kann.
II. Abschnitt. Vergleichende Versuche uͤber die Leucht- und Heizkraft des Oel erzeugenden, Kohlen- und Thrangases, und einige allgemeine
Eigenschaften der strahlenden Materie.
1. In den folgenden Versuchen bediente ich mich eines Gasometers mit uͤber
regelnde Rollen laufenden Gegengewichten, der ohngefaͤhr 5000 Kubikzolle oder
beilaͤufig 2,89 Kubikfuß fassen konnte: die verschiedenen Aufsazroͤhre
(jets) werden auf die gewoͤhnliche Weise
daran befestigt, und der Grad des Druckes wurde durch die Unterschiede an dem
Wasserhebel ausser und innerhalb der Glocke mittelst einer an derselben befestigten
und durch das Traggestell auf und ab laufenden genau eingetheilten Scala
bemessen.
2. Nachdem dieses Gasometer mit reinem Oel erzeugenden Gase angefuͤllt war,
wurde lezteres durch eine kupferne Aufsazroͤhre mit einer einzigen Oeffnung
von 1/60 Zoll im Durchmesser unter einem Drucke von einer halbzoͤlligen Wassersaͤule
herausgelassen, so dann angezuͤndet, und durch einen Sperrhahn so geregelt,
daß es ein Licht gab, welches einer in vollem Glanze brennenden Wachskerze gleich
kam. Die relative Intensitaͤt des Lichtes dieser beiden Flammen wurde durch
Vergleichung ihrer Schatten bestimmt. Unter diesen Umstaͤnden betrug die
Verzehrung des Gases waͤhrend einer Stunde 640 Kubikzolle oder 0,37 Kubikfuß.
Wurde dieselbe LeuchteWir glauben den allgemeinen englischen Ausdruck Burner am besten durch Leuchte
uͤbersezen zu koͤnnen, da es sich weder um Lampe noch um
Leuchter hier handelt. A. d. U. mit Thrangas bedient, so verzehrte sie in einer Stunde 300 Kubikzolle, oder
0,47 Fuß.
Ich waͤhlte nun eine Argand'sche Leuchte, die, wie gewoͤhnlich, mit
einem cylindrischen Glase vorgerichtet war, und 12 Oeffnungen, jede von demselben
Durchmesser wie die einzelne Aufsazroͤhre, hatte, und einen Kreis von 0,7
Zoll im Durchmesser bildete. Der Druck war 0,5 Zoll, und die Flamme wurde so
geregelt, daß sie, ohne Rauch zu erzeugen, in ihrer vollen Intensitaͤt
brennen konnte: ihr Licht war, durch Vergleichung der Schatten bemessen, gleich dem
Lichte von zehn Wachskerzen. Waͤhrend einer Stunde wurden 2600 Kubikzoll,
oder ungefaͤhr anderthalb Kubikzoll Gas verzehrt.
Vergleicht man das Resultat dieses Versuches mit dem vorigen, in welchem eine
einzelne Aufsazoͤhre gebraucht wurde, so erhellet, daß die Staͤrke des
Lichtes einer gegebenen Menge von Gas in einem sehr bedeutenden Verhaͤltnisse
zunimmt, wenn man mehrere Flammen dicht neben einander anwendet, indem eine einzelne
Aufsazroͤhre, welche ein Licht von der Staͤrke Einer Wachskerze gibt,
640 Kubikzolle verzehrt, waͤhrend die Argand'sche Leuchte ein Licht von der
Staͤrke von zehn Wachskerzen gab, und nur 2600 Kubikzolle, nicht aber 640 x 10 Kubikzolle,
verzehrte, Man wird sich hier zugleich erinnern, daß an der Argand'schen Leuchte die
Verbrennung durch einen Central-Lichtstrom vollendet, und durch die Flamme
umgebende Glasroͤhre beschleunigt wird. Graf Rumford zeigte vor einiger Zeit
»daß die Menge des Lichtes, welche von einer gegebenen Menge
brennbarer Materie waͤhrend des Verbrennens derselben ausgeschieden wird,
durch die Erhoͤhung der Temperatur sich in hohem Verhaͤltnisse
vergroͤßert, und daß eine Lampe mit mehreren nahe an einander
befindlichen Dochten, welche dadurch Hize erzeugt, mit weit mehr Glanz, als die
gewoͤhnliche Argand'sche Lampe erleuchtetDavy's Elements of Chemical Philosophy. p.
224..« Der Bau der Argand'schen Gas-Leuchte ist
vorzuͤglich darauf berechnet, eine aͤhnliche Wirkung hervorzubringen,
und einer aͤhnlichen Ursache mag auch die starke Zunahme des Lichtes in Bezug
auf die Menge des verzehrten Gases wahrscheinlich zugeschrieben werden
koͤnnen.
4. Nachdem das Gasometer mit Thrangas gefuͤllt wurde, verzehrte eine
Argand'sche Leuchte, deren Licht so stark als jenes von acht Wachskerzen war, in
einer Stunde 3900 Kubikzolle. Dieselbe Staͤrke des Lichtes wurde durch
dieselbe Menge kuͤnstlichen Oel-Gases hervorgebracht, d.h. durch eine
Mischung von drei Theilen Oel erzeugenden und einem Theile Wasserstoffgases.
5. Die Oeffnungen der Leuchten fuͤr Kohlengas muͤssen bedeutend weiter
seyn als an den Leuchten fuͤr Oel erzeugendes oder Thran-Gas. An der
in den folgenden Versuchen gebrauchten Leuchte hatte jede Oeffnung 1/30 Zoll im
Durchmesser, und der Kreis, in dessen Umfange sie sich befanden, hatte 0,9 Zoll im
Durchmesser. Das Licht der Flamme kam nur jenem von fuͤnf Wachskerzen, und es
wurden
waͤhrend einer Stunde 6560 Kubikzolle Gas verzehrt.
An einer Mischung von sechs Maßtheilen Wasserstoffgas mit fuͤnf Theilen Oel
erzeugenden Gases wurde das Licht der Flamme etwas staͤrker, und die Menge
des verzehrten Gases an derselben Leuchte, welche so vorgerichtet war, daß sie nicht
rauchte, betrug 6000 Kubikzolle.
6. Aus obigen Daten erhellt, daß zur Erzeugung eines Lichtes von der Staͤrke
desjenigen an zehn brennenden Wachskerzen waͤhrend einer Stunde
noͤthig sind
2600
Kubikzolle
Oel
erzeugenden
Gases,
4875
–
–
–
Thrangases,
13120
–
–
–
Kohlengases;
und daß die Menge des verzehrten Sauerstoffgases
bei
Anwendung
des
Oel erzeugenden Gases
7800 Kubikzolle,
–
–
–
Thrangases 11578
Kubikzolle,
–
–
–
Kohlengases 21516
–
betraͤgt.
Oelerzeugendes Oas kann daher nothwendig zu keinem oͤkonomischen Zwecke
dienen, und wurde hier bloß der Vergleichung wegen aufgestellt. Das
Verhaͤltniß der Menge des Thrangases zu jener des Kohlengases gewaͤhrt
ein Datum, das von praktischem Nuzen seyn kann, vorzuͤglich als Andeutung des
relativen Umfanges der bei Beleuchtungs-Anstalten noͤthigen Gasometer.
Es laͤßt sich, wie ich glaube, mit ziemlicher Genauigkeit fuͤr
praktische Anwendung bestimmen, daß ein Gasometer, welches 1000 Kubikfuß Thrangas
enthaͤlt, eben so viel Licht zu geben vermag als ein Gasometer, welches 3000
Kubikfuß Kohlengas faßt, vorausgesezt, daß auf den Bau der Leuchten und die
Vertheilung des Lichtes gehoͤrige Ruͤcksicht genommen wurde.
7. In oͤkonomischer Hinsicht halte ich zur Beleuchtung mit Thrangas eine
Argand'sche Leuchte mit zehn Oeffnungen, wovon jede ungefaͤhr anderthalb
Kubikfuß in einer Stunde verzehrt, und ein Licht von sieben Wachskerzen oder beinahe zwei Argand'schen
Oellampen gibt, fuͤr die vortheilhafteste und nuͤzlichste Leuchten mit
einzelnen Aufsazroͤhren, oder solche, in welchen die Flammen sich nicht
vereinigen, verzehren, wie oben gezeigt wurde, eine viel groͤßere Menge von
Gas, wenn sie eben so starkes Licht erzeugen sollen; und aus eben demselben Grunde
verzehren auch Argand'sche Leuchten, in welchen die Flammen nicht zusammenschlagen,
mehr Gas, wenn sie eben so starkes Licht erzeugen sollen, als jene, deren Oeffnungen
zahlreicher und nahe genug sind, um die einzelnen Flammen zusammenschlagen zu
lassen.
8. Um zu bestimmen, in welchem Verhaͤltnisse die Heizkraft der Flammen des Oel
erzeugenden und des Kohlengases gegen einander steht, wandte ich die oben
erwaͤhnten Argand'schen Leuchten mit zwoͤlf Oeffnungen an, und stellte
uͤber jede derselben so nahe als die Helle der Flamme es erlaubte, auf die
glaͤserne Roͤhre ein reines kupfernes Casseroͤlchen von 2,5
Zoll Tiefe und 5 Zoll Durchmesser, das am Boden nicht stark concav war, und etwas
mehr als ein Quart Wasser halten konnte: es wurde mit einem eingetauchten
Thermometer und einem kleinen Loche zum Abzuge fuͤr die Dampfe versehen. Es
faßte zwei Pfund destillirten Wassers, welches beinahe in gleichen Zeiten,
naͤmlich in 20 Minuten, von der Flamme eines jeden dieser Gasarten zum Sieden
gebracht wurde. Es scheint demnach daß, um ein Quart Wasser vom 50° bis zum
212°, bei einem Barometerstande von 50 Zollen, zu erhoͤhen,
870
Kubikzoll
Oel
erzeugenden Gases,
1300
–
–
Thrangases,
2190
–
–
Kohlengases erfordert werden.
Aus diesem Versuche kann man schließen, daß die Luft eines mit Thran- oder
Kohlengas gleich stark erleuchteten Zimmers weit weniger von dem ersteren als von
dem lezteren geheizt
wird, daß aber die eigentliche Heizkraft dieser Flammen in geradem
Verhaͤltnisse mit der Menge des Oehl erzeugenden Gases steht.
10. Da ich in einigen der vorhergehenden Versuche Gelegenheit hatte durch Verbrennung
des Oehl erzeugenden Gases ein Licht von hohem Glanze hervorzubringen, und große
Schwierigkeiten fand die Intensitaͤt desselben durch Begleichung der
Schatten, nach der von Grafen Rumford angegebenen Weise zu messen, bemuͤhte
ich mich Hrn. Leslies Photometer in Anwendung zu bringen.
Ich concentrirte in dieser Hinsicht das Licht durch ein Planconvexglas, und stellte
die geschwaͤrzte Kugel in den Brennpunct. Ich fand die Wirkung so groß, daß
ich glauben durfte einen Brennpunct von bedeutender Heizkraft erzeugt zu haben, und
als ich ein sehr empfindliches Quecksilber-Thermometer an die Stelle der
schwarzen Kugel brachte, stieg es von 4°,5 auf 5°. In dem Brennpuncte
des auf diese Weise aus einer großen Argand'schen Leuchte durch das Oehl erzeugende
Gas erhaltenen Lichtes ward die Erhoͤhung der Temperatur auch fuͤr die
Hand sehr deutlich wahrnehmbar, und durch Verstaͤrkung und Verminderung der
Flamme mittelst eines regelnden Sperrhahnes wurden aͤhnliche Wirkungen an dem
Thermometer hervorgebracht: die Linse selbst, die sehr dick war, wurde nicht
erhizt.
Diese Versuche stimmen in ihrem Resultate mit jenen des Dr. Maycock, und des Hrn. DelarocheMurray's System of Chemistry, vol. I. p. 336. 4to
Edition., und zeigen, daß die Waͤrmestrahlen, welche aus den
gewoͤhnlichen brennbaren Koͤrpern ausstroͤmen, durch ein
durchsichtiges Medium, so wie die Strahlen der Sonne, durchgehen koͤnnen.
10. Es gibt gewisse Substanzen, auf deren chemisches Verhalten der unmittelbare
Einfluß der Sonnenstrahlen auf eine besondere Weise einwirkt. Unter diesen ist die
Verbindung der Chlorin und des Wasserstoffgases am merkwuͤrdigsten: wenn man
sie in gewoͤhnlichem Tageslichte haͤlt, entfernt von aller
unmittelbaren Einwirkung der Sonnenstrahlen, so wirken diese Gasarten nicht auf
einander, allein, in dem Augenblicke, wo man diese Mischung den Sonnenstrahlen
aussezt, faͤngt Kochsalzsaͤure an sich zu erzeugen. Ich hoffte daher,
daß diese Eigenschaft sich vielleicht zu einigen photometrischen Versuchen
wuͤrde benuͤzen lassen. Ich sezte eine Mischung von gleichen
Maßtheilen des Chlorin- und des Wasserstoffgases in einer uͤber dem
Wasser umgestuͤrzten Roͤhre, die beilaͤufig vier Kubikzolle
halten mochte, und die an ihrem oberen Ende in eine kleine Kugel ausgeblasen wurde,
dem glaͤnzendstrahlenden Brennpunkte einer starken Flamme aus Oehl
erzeugendem Gase aus: sie blieb 15 Minuten lang in demselben ohne irgend eine andere
Veraͤnderung als die einer unbedeutenden Ausdehnung ihres Umfanges zu
erleiden, wodurch sie wie ein Luftthermometer wirkte.
11. Ich wollte nun versuchen, in wiefern durch das weit staͤrkere Licht einer
Volta'schen Batterie vielleicht irgend eine Wirkung hervorgebracht werden
koͤnnte, und stellte daher die diese Mischung enthaltende Roͤhre in
ein finsteres Zimmer, ungefaͤhr einen Zoll weit entfernt von den
Holzkohlenspizen, welche durch einen Apparat von hundert Paaren stark beladenen
Lagen in Verbindung standen: nachdem die Entladung geschah, zeigte die Einwirkung
des Lichtes auf die gemengten Gasarten sich ziemlich deutlich; Wolken von
kochsalzsauren Daͤmpfen wurden auf der Stelle gebildet, das Wasser stieg in
Folge der erzeugten Kochsalzsaͤure in der Roͤhre empor, und in
ungefaͤhr fuͤnf Minuten war die Absorption vollendet: der sonderbarste
Umstand aber war, daß in zwei Versuchen eine Explosion dieser Gasarten in dem Augenblike
statt hatte, als sie den Impuls des elektrischen Lichtes fuͤhlten.
12. Da ich durchaus nicht im Stande war, durch irgend ein anderes irdisches Licht,
mochte dasselbe auch noch so stark seyn, eine aͤhnliche Wirkung
hervorzubringen, so kann ich diese Erscheinung nur als abhaͤngig von
besonderen Eigenschaften der Sonnenstrahlen und des elektrischen Lichtes
erklaͤren.
Die Strahlen des Mondlichtes bringen weder auf eine Mischung von Chlorin und
Wasserstoffgas, noch auf Silber-Chlorid (Chloride of
Silver) irgend eine Wirkung hervor. Die weiße Farbe des lezteren wurde auch
nicht im Mindesten durch den staͤrksten und hellsten Brennpunct, den ich
durch das Oehl erzeugende Gas erhalten konnte, entstellt.
13. Bei einigen Versuchen, welche mit dem Gegenstande dieser Mittheilung in
Verbindung standen, bediente ich mich eines photometrischen Thermometers, welches
nach den von Leslie aufgestellten Grundsaͤzen eingerichtet, aber noch weit
empfindlicher war. Es ist beinahe auf eben dieselbe Weise, wie das
Differential-Thermometer, gebaut; statt der Luft sind aber die Kugeln mit
Aetherdaͤmpfen gefuͤllt, und die Roͤhre enthaͤlt eine
Saͤule dieser Fluͤssigkeit: auf diese Art bildet es ein sehr
empfindliches Differential-Thermometer. Um es in ein Photometer zu
verwandeln, wird die obere Kugel mit einem duͤnnen Ueberzuge von chinesischem
Tusche bekleidet, und die untere mit einem Gold- oder
Silberblaͤttchen. Das ganze Instrument wird dann in eine durchsichtige
Glasroͤhre gesteckt. Sobald es aus seinem Gehaͤuse herausgenommen
wird, zeigt sich der Einfluß des Lichtes auf dasselbe in dem Augenblike, als es
demselben ausgesezt wird, indem die Fluͤssigkeit von der geschwaͤrzten
auf die metallische Seite hinfaͤllt: schon die Flamme einer Kerze wirkt in der Entfernung von
einem Fuͤße, und verhaͤltnißmaͤßig noch mehr das Licht anderer
leuchtenden Koͤrper.
(Bei diesem Aufsaze befindet sichAber nicht ich Philosoph. Magaz. woraus wir diese Uebersezung lieferten. A.
d. Uebers. eine Zeichnung einer Argand'schen Leuchte fuͤr Thrangas, welche Hr.
Brande in oͤkonomischer Hinsicht fuͤr
die zweckmaͤßigste haͤlt. Sie unterscheidet sich von den
gewoͤhnlichen Gas-Argands dadurch, daß das obere Stuͤck der
Cylinder nicht durch eine flache durchloͤcherte Platte, sondern durch zwei
schief zugeschaͤrfte Raͤnder aufgesezt ist, welche von der inneren und
aͤußeren Roͤhre aufsteigen, und sich beinahe unter einem rechten
Winkel verbinden: der scharfe Winkel ist an der oberen Seite etwas abgenommen, so
daß er fuͤr die Oeffnungen eine flache Oberflaͤche laͤßt. Die
schiefe Zuschaͤrfung der durchbohrten Kante traͤgt sehr viel zur
Erhoͤhung des Lichtes bei, wie der Durchschnitt in Fig. I. zeigt. Der Durchmesser des Kreises der Oeffnungen
betraͤgt 0,7 Zoll; die Oeffnungen selbst duͤrfen nicht mehr als 1/60
eines Zolles im Durchmesser halten. 4000 Kubikzolle im hoͤchsten
Durchschnitte, geben waͤhrend einer Stunde ein Licht von der Starke
desjenigen, welches man durch 8–9 Wachskerzen, wovon vier auf ein Pfund
gehen, erhaͤlt. Die technisch so genannten Rosen-Leuchter haben sechs Oeffnungen
von demselben Durchmesser wie die Argand'schen: wenn sie so vorgerichtet ist, daß
sie ein Licht von der Staͤrke von sechs Wachskerzen hervor bringt, so ist, im
hoͤchsten Durchschnitte, der stuͤndliche Bedarf an Gas 4800
Kubikzoll)Im Oktobberstuͤck von Tillochs Philosoph.
magaz. S. 301 wird auf ein neues Werk von Peckston
The Theory and Practice pf Gas Lighting: in which is
exhibited an Historical Skelch of the Rise ad Progress of The Science
etc. By T. S. Peckston, mit 14 Kupfertafeln, als hieher
gehoͤrig aufmerksam gemacht. D..