Titel: | Ueber die Bereitung von absolutem Alkohol, nebst einer Tabelle über die Zusammensetzung der Mischungen von Alkohol und Wasser nach Gewichtsprocenten; von Joseph Drinkwater. |
Fundstelle: | Band 108, Jahrgang 1848, Nr. XLI., S. 193 |
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XLI.
Ueber die Bereitung von absolutem Alkohol, nebst
einer Tabelle über die Zusammensetzung der Mischungen von Alkohol und Wasser nach
Gewichtsprocenten; von Joseph
Drinkwater.
Aus dem Philosophical Magazine, Febr. 1848, S.
123.
Drinkwater, über die Bereitung von absolutem Alkohol.
Um zu den folgenden Versuchen Alkohol in seinem absoluten oder reinen Zustand zu
erhalten, wurden folgende Methoden angewandt:
Kohlensaures Kali wurde der Rothglühhitze ausgesetzt, um ihm das Wasser zu entziehen,
nach hinreichendem Erkalten pulverisirt und gewöhnlichem Alkohol von 0,850 spec.
Gewicht bei 60° F. (12,4° R.) zugesetzt, bis solcher nichts mehr davon
auflöste; man ließ dann das Ganze unter häufigem Umrühren 24 Stunden lang stehen,
worauf der Alkohol sorgfältig abgegossen wurde. Soviel frisch gebrannter Kalk als
man in Pulverform für hinreichend hielt sämmtlichen Alkohol zu absorbiren, wurde in
eine Retorte gebracht und der Alkohol ihm zugesetzt; nach 24stündigem Stehenlassen
wurde er in einem Wasserbad bei etwa 180° F. (66° R.) langsam
destillirt.
Der so erhaltene Alkohol wurde sorgfältig noch einmal destillirt und sein spec.
Gewicht bei 60° F. in zwei Versuchen zu 0,7946 und 0,7947 gefunden, was mit
Rudberg's Bestimmung, welche Gay-Lussac und andere Chemiker annahmen, sehr nahe übereinstimmt,
nämlich 0,7947 bei 59° F. (12° R.).
Das spec. Gewicht wurde mittelst eines Glasfläschchens mit eingeriebenem Stöpsel
bestimmt, welches man stets mit einem ähnlichen Glasfläschchen in der
entgegengesetzten Waagschale tarirte; das zum Wägen benutzte Fläschchen faßte bei
60° F. genau 1000,01 Gran destillirtes Wasser; man konnte es wiederholt mit
Wasser füllen, ohne daß das Gewicht um mehr als einen bis zwei Hunderttheile eines
Grans variirte.
Die Temperatur des Zimmers, in welchem man die Versuche anstellte, wurde immer auf
60° F. gebracht; das angewandte Thermometer war ein Normal-Instrument
von Newman und außerordentlich empfindlich (es war bis
auf den zehnten Theil eines Fahrenheit'schen Grads eingetheilt; als man es in das
mit Alkohol gefüllte Fläschchen tauchte, verdrängte es ungefähr 4 1/2 Gran dieser
Flüssigkeit; diese Portion wurde aus dem (vorher auf die geeignete Temperatur
gebrachten) Vorrath mittelst eines Saugröhrchens ersetzt.
Um zu erfahren ob es möglich ist, mittelst Kalk solchem Alkohol noch etwas Wasser zu
entziehen, wurde die Retorte wieder mit frisch gebranntem und gepulvertem Kalk
gefüllt und derselbe Alkohol damit vermischt; man ließ dann die Mischung eine ganze
Woche lang bei der gewöhnlichen Temperatur des Laboratoriums, ungefähr 60°
F., stehen. Hierauf wurde der Alkohol wie vorher abdestillirt, dann aber noch sehr
langsam umdestillirt, so daß anfangs nur beiläufig ein Tropfen in zehn Secunden (bei
einer Temperatur des Wasserbades von 165° F.) überging; dieß wurde
fortgesetzt, bis ungefähr ein Zwanzigstel des Ganzen überdestillirt war; dadurch
wollte man einer kleinen Menge Wasser, welche der Alkohol allenfalls noch
zurückhielt, Gelegenheit geben zu verdampfen oder sich in der über ihm befindlichen
Atmosphäre von absolutem Alkohol zu zerstreuen; das Umdestilliren wurde dann rasch
fortgesetzt, indem man die Temperatur des Bades auf 180° F. steigerte, bis
noch etwa ein Zwanzigstel übergegangen war; die Vorlage wurde hierauf gewechselt und
der Rest langsam überdestillirt.
Das spec. Gewicht dieses Alkohols, zweimal bestimmt, war 0,7944 bei 60° F. Um
ihn noch weiter auf seine Reinheit zu prüfen, wurde er in zwei gleiche Theile
getheilt; einen Theil behandelte man noch einmal mit gebranntem Kalk und den anderen
mit wasserfreiem Kupfervitriol, wobei man folgendermaßen verfuhr:
1) Stücke frisch gebrannten Kalks wurden zum Rothglühen erhitzt, in diesem Zustand
schnell gepulvert und in die zinnerne Blase eines kleinen Destillirapparats
gebracht, welche zum Theil in Wasser getaucht war, um das Schmelzen des Loths zu
verhüten. Dieses Gefäß wurde ganz mit Kalkpulver angefüllt und verkorkt stehen
gelassen, bis es hinreichend abgekühlt war, worauf man den Alkohol zusetzte; da
letzterer wenig betrug, so sah der Kalk vollkommen trocken aus; das Gefäß wurde dann
fest verkorkt.
2) Eine Quantität Kupfervitriol wurde der Rothglühhitze ausgesetzt, bis er vollkommen
entwässert war; er wurde dann schnell gepulvert, in eine kleine zinnerne Blase
gebracht, nach dem Erkalten der Alkohol zugesetzt (welcher nicht hinreichte das
Kupfersalz zu bedecken) und das Gefäß fest verkorkt.
Diese Gefäße ließ man mit ihrem Inhalt bei der gewöhnlichen Temperatur des
Laboratoriums (beiläufig 60° F.) vier Tage lang stehen; sie wurden dann
theilweise in ein Wasserbad getaucht und 48 Stunden auf einer Temperatur von etwa
150° F. erhalten, worauf man den Alkohol mit allen zuvor erwähnten
Vorsichtsmaaßregeln abdestillirte und umdestillirte; die Temperatur des Wasserbades
überschritt beim Umdestilliren nie 172° F. (77 7/10° R.) und es wurde in
jedem Falle das erste Zehntel als möglicherweise unrein beseitigt.
Die spec. Gewichte des so erhaltenen Alkohols waren:
Alkohol von
entwässertem schwefelsaurem
Kupfer
abdestillirt.
Alkohol von
gebranntem Kalk
abdestillirt.
I
0,79470
0,79409
II
0,79472
0,79412.
Nach diesen Versuchen scheint es, daß entwässerter Kupfervitriol dem Alkohol die
letzten Spuren von Wasser nicht so wirksam entzieht wie gebrannter Kalk.
Im allgemeinen nahm das spec. Gewicht des Alkohols allmählich zu, wahrscheinlich
wegen seiner hygrometrischen Natur, weßhalb er beim Uebergießen von einer Flasche in
die andere etwas Feuchtigkeit absorbirte. Dieß brachte mich auf die Vermuthung, daß
er während der Destillation (welche auf gewöhnliche Weise geleitet wurde) etwas
Feuchtigkeit aus der Luft angezogen und dadurch sein spec. Gewicht etwas zugenommen
haben könnte, weßhalb ich es für nöthig hielt, noch einen Versuch mit Vermeidung
dieser Fehlerquellen anzustelle, indem ich ihn so viel als möglich außer Berührung
mit der äußeren Luft destillirte.
Es wurden hiezu die verschiedenen vorher erwähnten Portionen von Alkohol mit einander
vermischt, worauf sich das spec. Gewicht zu 0,7947 ergab; dieser Alkohol wurde
wieder bei etwa 150° F. (52 4/10° R.) Temperatur vierzehn Tage lang
mit gebranntem Kalk digerirt, welcher wie beim früheren Versuch vorher zum
Rothglühen erhitzt worden war; dann wurde der Alkohol außer Berührung mit der
äußeren Atmosphäre langsam abdestillirt mittelst einer Röhre, welche von dem
Condensator durch einen Kork in der Flasche ging, worin er zu verbleiben hatte (die
Temperatur des Wasserbades war 175° F.); das erste Zehntel wurde als
möglicherweise etwas Wasser enthaltend beseitigt; der Rest wurde dann bei 178 bis
180° F. abdestillirt.
Dieser Alkohol wurde hierauf schnell in eine trockene Retorte geschafft und auf
ähnliche Weise umdestillirt (Temperatur des Wasserbades 172° F.); das erste
Zehntel wurde beseitigt und das Uebrige als reiner wasserfreier Alkohol – so
wasserfrei als es möglich ist ihn nach dieser Methode zu erhalten –
aufbewahrt. Am folgenden Tage wurde das spec. Gewicht mit allen erwähnten
Vorsichtsmaaßregeln bestimmt, indem man den Alkohol so viel als möglich außer
Berührung mit feuchter Luft von einem Gefäße in das andere übergoß; vier Versuche
gaben folgende Resultate:
Temperatur
des Zimmers 60° F.
Barometer 29,81 engl.
Zoll.
I
0,793836
II
0,793806
III
0,793798
IV
0,793804
––––––––––––––––––
Mittel
0,793811.
Eine Portion dieses Alkohols, welche man drei Monate lang mit gebranntem Kalk in
Berührung ließ, zeigte nach dem Destilliren genau dasselbe spec. Gewicht wie
vorher.
Man kann daher als gewiß annehmen, daß die Zahl 0,79381 das spec. Gewicht des
absoluten Alkohols bei 60° F. sehr annähernd ausdrückt.
Ich suchte nun die beste Methode auszumitteln, um das Verhältniß zwischen absolutem
Alkohol und Wasser in dem sogenannten Probespiritus (der
englischen Accisebeamten) zu bestimmen; derselbe soll bei 51° F. genau 12/13
Theile eines gleichen Volums destillirten Wassers von 51° F. wiegen; nimmt
man Wasser von 51° F. zur Einheit, so ist also das spec. Gewicht des
Probespiritus bei derselben Temperatur 0,92308; erhöht man die Temperatur beider auf
60° F., so wird das spec. Gewicht 0,91984 – wenn man die Ausdehnungen
nach Gilpin's Tabellen
berechnet.
Ich fand durch einige vorläufige Versuche, daß das spec. Gewicht 0,91984 zwischen
einer Mischung von 49 Gewichtstheilen absolutem Alkohol + 51 Wasser, und einer
Mischung von 49 1/2 Gewichtstheilen absolutem Alkohol + 50 1/2 Wasser liegen muß. Es
wurden daher Mischungen in diesen Verhältnissen in einem Apparate gemacht, welcher
aus zwei leichten Fläschchen bestand, wovon jedes beiläufig 2200 Gran Wasser faßte.
Alkohol und Wasser wurde in diesen Fläschchen besonders mit der größten Sorgfalt
abgewogen; hierauf wurden die Fläschchen verbunden, ohne daß man die Flüssigkeiten
vermischte, zu welchem Zweck der Hals des einen Fläschchens in den Hals des andern
Fläschchens geschliffen war; die Flüssigkeiten wurden dann vollkommen vermischt,
indem man sie abwechselnd aus einem Fläschchen in das andere übergoß. Nach dem
Erkalten der Mischungen wurden die Fläschchen auseinandergenommen und erstere in
eine reine und trockene Flasche gegossen, über deren eingeriebenen Stöpsel man noch
ein Stück Kautschuk band.
Auf der Waage tarirte man diese Fläschchen stets durch andere leere Fläschchen von
demselben Material und ziemlich gleicher Größe und Gestalt; um Verlust durch
Verdunstung zu vermeiden, wurde eine geschliffene Glaskappe über die Mündung jedes
Fläschchens gesteckt, sobald das genaue Gewicht hergestellt war. Die Beobachtungsfehler
konnten wohl in keinem Falle mehr als den hundertsten Theil eines Grans betragen, da
zu den Versuchen eine der besten Robinson'schen Waagen
angewandt wurde, welche bei ihrer stärksten Belastung durch weniger als einen
Hundertstels-Gran einen Ausschlag gab.
Erste Mischung. 588 Gran Alkohol + 612 Gran Wasser, also
das Verhältniß von 49 Gr. Alkohol + 51 Gr. Wasser.
Zweite Mischung. 594 Gran Alkohol + 606 Gran Wasser, also
das Verhältniß von 49 1/2 Gr. Alkohol + 50 1/2 Gr. Wasser.
Die Temperatur des Zimmers war 60° F., der Barometerstand 29,832.
Nach 24 Stunden, während deren man die Fläschchen häufig umschüttelte, wurden die
spec. Gewichte beider Mischungen bestimmt und zwar mit denselben Vorsichtsmaaßregeln
wie bei den Versuchen mit absolutem Alkohol; um zu erfahren, ob die vollständige
Verdichtung eine allmähliche ist und zu ihrer Beendigung Zeit erfordert, ließ man
die Mischungen bei gelegentlichem Schütteln noch weitere 24 Stunden stehen, wo
sodann die spec. Gewichte wieder bestimmt wurden. Die Resultate waren folgende:
Nach 24 Stunden, Temperatur des Zimmers 60° F., Barometer 29,630.
Nach 48 Stunden, Temperatur des Zimmers 60° F., Barometer 29,550.
Erste Mischung.
III
0,9203610,920358
nach
24stündigem Stehen,
III
0,920361
nach
48stündigem Stehen.
–––––––––––––
Mittel
0,920360.
Zweite Mischung.
III
0,9192970,919297
nach
24stündigem Stehen,
III
0,919307
nach
48stündigem Stehen.
–––––––––––––
Mittel
0,919300.
Beide Flüssigkeiten hatten also in den ersten 24 Stunden ein fixes spec. Gewicht
angenommen.
Aus diesen Daten wurden folgende Resultate berechnet:
Zusammensetzung des Probespiritus.
Textabbildung Bd. 108, S. 198
Alkohol und Wasser; Specifisches
Gewicht bei 60° F.; Volum der Mischung von 100 Maaßtheilen Alkohol +
81,82 Wasser; Dem Gewichte nach; Dem Maaße nach; Alkohol; Wasser; oder in
Die in den meisten Lehrbüchern der Chemie mitgetheilte Tabelle von Lowitz über den Alkoholgehalt des Weingeists von
verschiedenen spec. Gewichten stimmt beim Probespiritus mit diesen Versuchen
überein; sie ist aber keineswegs durchaus richtig; ich habe daher einige Mischungen
von reinem Alkohol und Wasser gemacht, um darnach eine richtigere Tabelle über den
Alkoholgehalt solcher Mischungen berechnen zu können, welche nicht über 10 Proc.
Alkohol enthalten.
Es wurden eilf Mischungen gemacht, welche genau 1/2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10
Gewichtsprocente absoluten Alkohol enthielten. Dieß geschah in demselben Apparat und
mit denselben Vorsichtsmaaßregeln wie bei den früheren Versuchen. Man ließ dieselben
wenigstens 24 Stunden unter gelegentlichem Umschütteln stehen, ehe die spec.
Gewichte bestimmt wurden. Folgende Tabelle enthält die Resultate.
Textabbildung Bd. 108, S. 198
Alkohol und Wasser gemischt;
Gewichtsprocente von Alkohol; Temperatur des Zimmers; Barometerstand; Spec. Gew.
der Mischung bei 60° F.; Alkohol; Wasser; Gran
Aus obigen Daten wurde folgende Tabelle berechnet.
Tabelle der Gewichtsprocente absoluten Alkohols, welche
Mischungen aus Alkohol und Wasser von folgenden Dichtigkeiten
enthalten.
Textabbildung Bd. 108, S. 199
Spec. Gewicht bei 60° F.;
Gewichtsproc. Alkohol