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Trübungsmesser. Um in der analytischen Chemie aus der Trübung einer-Lösung
den Gehalt an trübenden Substanzen festzustellen, sind bereits Trübungsmesser (Nephelometer)
bekannt, die ähnlich wie die bekannten Kolorimeter aus zwei mit' Flüssigkeit gefüllten
Gefäßen bestehen, von denen das eine eine Vergleichslösung, das anders die zu untersuchende
Lösung enthält. Während bei den bekannten Kolorimetern die Belichtung der Gefäße
von unten erfolgt und die Lichtstrahlen senkrecht durch das ganze Gefäß hindurchgehen,
ist es bei Nephelometern üblich, die Beobachtung im sogenannten Tyndallicht zu veranlassen,
-d. h. in demjenigen Lichtstrahl, der durch wagerechte Bestrahlung eines Teiles
des Gefäßes entsteht. Durch Schaffung einer bestimmten Höhe des Tyndallichtes im
Vergleichsgefäß und durch Ändeiung der Höhe des Lichtstreifens im Untersuchungsgefäß
will man dann in einem Okular gleiche Licht-'helligkeitschaffen und aus der - Höhendifferenz
und aus der sich daraus ergebenden Trübungsdifferenz .auf den Gehalt an trübenden
Stoffen in der Lösung schließen. Die nach diesem Prinzip gebauten Nephelometer waren
indessen. höchst unvollkommen. In der Regel hat man die Spalte, die zur Erzeugung
des Tyndallichtes bestimmt waren, dadurch geschaffen, -saß man entweder die mit
den Lösungen gefüllten Gefäße an ihren Wandungen direkt schwärzte öder dadurch,
saß man die Gefäße in- konzentrisch dazu liegenden Mänteln verschiebbar anordnete
und durch Verschiebung der Mäntel oder der Gefäße die Möglichkeit hätte, die Höhe
der von diesen Mänteln ausgeübten Schatten- oder Blendenwirkung zu verändern. Es
ist auch schon bekannt, in solchen Nephelometern nur den zentralen Teil des durch
die Bestrahlung hervorgerufenen Tyndallichtes in den mit der Lösung gefüllten Reagenzgläsern
zu beobachten, und zwar dadurch, saß man von oben in die Reagenzgläser. gläserne
Eintauchkörper einsetzte, wodurch zugleich die Möglichkeit entsteht, die durch den
Flüssigkeitsmeniskus hervorgerufenen Fehler zu vermeiden. Dennoch arbeiten diese
bekannten_ Instrumente höchst unvollkommen, und es war insbesondere nicht möglich,
ein Schwanken des Nullpunktes zu: vermeiden, so saß daher mit diesen bekannten Instrumenten
nicht eigentlich Messurigen und daher auch nicht genaue Bestimmungen, sondern höcbstens
angenäherte Schätzungen möglich sind: Nach den Feststellungen der Erfinderin liegen
die Ursachen dieser' Mängel einmal in der ungenügenden optischen Ausbildung der
Instrumente, des weiteren aber auch in bestimmten prinzipiellen Fehlern.. Die optische
Verbesserung der Instrumente könnte unschwer mit den bei Kolorimetern bekannt gewordenen
Einrichtungen vor sich gehen. Die Beseitigung der prinzipiellen Mängel machte indessen
grundlegende Untersuchungen erforderlich. Es zeigte sich nämlich, saß bei den bekannten
Instrumenten der erwähnten Art, wo das Tyndallicht unten durch den das Flüssigkeitsgefäß
umgebenden Mantel und oben durch die untere Kante des Eintauchkörpers begrenzt ist,
weil die in Frage kommenden schattengebenden Teile in verschiedienen;
senkrechten
Ebenen liegen, Ungenauigkeiten hervorgerufen werden, die. sich bei verschiedenartigen
trübenden Substanzen ganz verschieden verhalten. Nachdem durch außerordentlich umfangreiche
.Untersuchungen diese Ursachen festgestellt waren, ergab sich, daß die den bekannten
Instrumenten anhaftenden Mängel grundsätzlich vermieden werden können, wie dies
gemäß vorliegender Erfindung geschieht, wenn j e eine an der Außenseite der Reagenzgläser
liegende, in an sich bekannter Weise verstellbare Blende zur Anwendung kommt, die,
weil die schattengebenden wagerechten Kanten in der gleichen Ebene -liegen, die
bisher eintretenden Ungenauigkeiten und Unregelmäßigkeiten vermeidet. Des weiteren
hat es sich dabei als. notwendig erwiesen, die obere Kante dieser Blende derart
zu lagern, daß der obere Rand des Tyndallichtes in einem gewissen, aber nur kleinen
Abstand unterhalb der unteren Fläche des Eintauchkörpersliegt (etwa i mm), so daß
die untere Fläche der Eintauchkörper für die Schattenwirkung und für die Begrenzung
des Tyndallichts überhaupt nicht mehr in Betracht kommt. Auf diese Weise ist es,
sofern gleichzeitig eine Verbesserung der optischen Einrichtung vor sich geht, möglich,
einen stabilen Nullpunkt zu schaffen und damit die Grundlage für exakte Messungen
herbeizuführen, die bisher vollkommen fehlte.
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Bei Vorstehendem ist zu beachten, daß es bei Trübungsmessern völlig
anderer. Art, bei denen ein Testobjekt in Form; eines Gitters -oder Rasters durch,das
keilförmig gehaltene, zu untersuchende Medium betrachtet wird, bekannt isst, Blenden
zur Anwendung zu bringen; um- das. Bild- und Sehfeld zu begrenzen und gleichzeitig
zwangsweise eine bestimmte Sehrichtung herbeizuführen. Es ist- also nicht nur das,
Instrument als; solches ein völlig anderes; das, auch nach anderem Prinzip arbeitet,
söndern- auch die Blenden. haben eine ganz andere Zweckbestimmung als bei der vorliegenden
Erfindung.
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. Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, und zwar ist Fig_ i. eine Vorderansicht und Fig.2 eine- Seitenansicht
des neuen Nephelprneters (Trübungsmesser).
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An einem Gestell i werden. von einer Unterstützungsplatte 2 zwei zylindrische
Mäntel 3 getragen, die im- oberen Teil geschlitzt sind-. und zur Aufnahme der beiden
Reagenzgläser 4 und 5 dienen; die somit- infolge der. Schlitze federnd gehalten-
werden. Diese Reagenzgläser dienen- zur Aufnahme der zu untersuchenden Flüssigkeiten,
und zwar das Reagenzglas q, zur Aufnahme der Vergleichsflüssglzeit und das Reagenzglas
5:zurAufnahme` der zu untersuchenden Flüssigkeit. Von oben taucht in beide Reagenzgläser
je ein Glaskörper 6. bzw. 7 in dieFlüssigkeit, und beideEintauchkörper werden von
-einer Platte 8 gehalten. Achsial über dem- Eintauchkörper 6 bzw. über dem Reagenzglas
4 liegt ein total reflektierendes Prisma 9, und achsial über dem Eintauchkörper
7 bzw. über dem Reagenzglas 5 liegt ein Lunimer-Brodhun-Würfel io. Zwischen dem
Lummer-Brodhuri-Würfel io und dem Eintauchkörper 7 ist ein Glaskörper i i angeordnet,
der die Glasmasse des total reflektierenden Prismas 9 auf der anderen Seite ausgleicht.
Die Lichtstrahlen wandern also einesteils über das total reflektierende Prisma 9,
anderseits über den Lummer-Brodhun-Würfel io durch das Okular-i2 in das Auge des
Beobachters. Die Eintauchkörper 6 und 7; die, wie die Zeichnung erkennen läßt, in
die Flüssigkeit beider Reagenzgläser eintauchen, vermeiden dabei einerseits die
durch den Flüssigkeitsmeniskus hervorgerufenen Fehler, anderseits gestatten sie
die Beobachtung des -zentralen .Teils der Reagenzgläser.
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Die Beleuchtung erfolgt durch eine` in der Zeichnung nicht weiter
dargestellte neben dem Instrument liegende Lichtquelle. Die von dieser Lichtquelle
ausgehenden Lichtstrahlen -werden dabei gemäß der Erfindung durch zwei Blenden begrenzt,
von denen die eine für das Reagenzglas 4, die andere für das Reagenzglas- 5 vorgesehen
ist. Die Blende für das Reagenzglas 4 besteht aus. der feststehenden Platte i3 und
einer verstellbaren Platte- 14, wobei die Verstellung durch Schlitze 15 und Schrauben-
16 oder durch äquivalente Mittel erfolgen- kann. Die Blende für das Reagenzglas
5 besteht ebenfalls. aus einet- feststehenden Platte 17 und einer, verstellbaren
Platte i8., jedoch kann die Versellung der Platte 18, unter Vermittlung eines Triebes
i9 und Triebstange 2o erfolgen, so daß daher während der Beobachtung durch Drehen-
des Triebes, 1g. die zwischen den Blendenteilen-17 und= i8- vorhandene öffnung 2i
ihrer Höhe n?.ch verändert werden kann. Die Verstellung ist dabei an Hand einer
Millimeterskala 22i ablesbar, die an einer Stange angeordnet ist. Es würde natürlich
die Erfindung. in keiner Weise verändern, wenn auch. der Blendenteil-14- für das
Reagenzglas 4 in ähnlicher Weise mittels Triebes und Triebstange verstellbar- ausgestaltet
wäre. Die, Lichtquelle wird nur so angeordnet, ;daß sie -in gewissem Abstande vom
Instrument liegt und sich in der Mitte zwischen den beiden-- Spalten 21, und 23-
befindet, sQ dafl daher durch diese. Spalte beide Reagenzgläser reit: gleicher Helligkeit
beleuchtet werden, Dabei ist. es aber wesratlich,
daß die Kanten
der oberen Blendenteile 13 bzw. 17 hinsichtlich der Eintauchkörper 6 bzw. 7 so liegen,
daß die durch diese Ränder hervorgerufene Schattenwirkung völlig unterhalb der unteren
Fläche der Eintauchkörper 6 und 7 liegt, so daß daher diese Eintauchkörper selbst
für Schattenwirkung nicht in Betracht kommen können. - Um scharfe Schatten zu erzeugen,
können dabei' die Blendenränder, wie Fig. 2 zeigt, abgeschrägt sein.
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Bei der Benutzung eines derartigen Nephelometers wird der zwischen
den Blendenteilen 17 und i 8 vorhandene Spalt für die im Reagenzglase 5 befindliche
zu untersuchende Flüssigkeit so lange der Höhe nach verändert, bis sich irn Okular
gleiche Helligkeit mit der im Reagenzglase 4. vorhandenen Vergleichsflüssigkeit
ergibt. Die an der.Skala 22 ablesbare Verstellung bietet dann einen Anhaltspunkt
zur Bestimmung der in- der zu untersuchenden Flüssigkeit vorhandenen Trübung bzw.
des Gehalts an Trübungssubstanz selbst.
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Für dieses Ergebnis ist, wie schon eingangs erwähnt, besonders wichtig,
daß die Blenden zur Begrenzung des Tyndallichts nicht durch den Belag der Reagenzgläser
selbst, auch nicht durch die diese Reagenzgläser umgebenden Mäntel bzw_ durch die
Eintauchkörper gebildet werden, sondern daß hierfür besondere außerhalb dieser Gläser
liegende Blenden vorgesehen sind, wobei, wie erwähnt, der obere Rand dieser Blenden
so gestaltet ist, daß der obere Rand des Tyndallichts unterhalb der unteren Fläche
der Eintauchkörper verläuft.