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Verfahren zur Bestimmung von Fremdstoffen in Luft Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Bestimmung von Bestandteilen der Luft, die auf organische Lebewesen
schädigend einwirken, wie z. B. Äthylen, Cvclohexen und Benzol. Das Prinzip beruht
auf der bekannten Erscheinung, daß das Leuchten des Phosphors in Luft durch die
Gegenwart von Fremdstoffen sowie durch Druck und Temperatur beeinflußt wird. Diese
Tatsache wurde aber bis jetzt nicht dazu benutzt, Spuren von Giftstoffen in der
Luft oder anderen Gasen dadurch nachzuweisen, daß man das zu untersuchende Gas unter
Druck in ein mit einem Stück Phosphor beschicktes Gefäß führt, hierauf langsam evakuiert
und den im Augenblick des Aufleuchtens des Phosphors herrschenden Druck als Maß
für den Gehalt an Giftstoffen bestimmt.
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Zunächst ist es erforderlich, exakte Messungen darüber auszuführen,
in welchem Maße diese Giftstoffe das Leuchten des Phosphors beeinflussen. Im folgenden
sei als Beispiel eine tabellarische Zusammenstellung der »Leuchtdrucke« des Phosphors
in Gegenwart von Cyclohexen und Isopren gegeben.
| Cyclohexen Isopren |
| Gehalt Druck des Gehalt Druck des |
| an Gift Aufleuchtens an Gift Aufleuchtens |
| in ° "" in mm H in °h, in mm H |
| 0,015 674 o,o16 612 |
| 0,0e3 586 " 0.020 434 |
| 0,055 3I0 0,030 329 |
| 0,o61 311 0,036 290, |
| i |
| 0,11 227 0,043 25.2 |
| 0,24 139 0049 228 |
| 0,44 i ioi o,o81 147 |
| 0,97 47 0.134 94 |
| 1#J4 - 43 0,174 - 74 |
Derartige Tabellen dienen zur Eichung des Apparates. Man kann dann auf Grund dieser
Tabellen aus dem beim Aufleuchten des Phosphors herrschenden Druck auf den Grad
der Giftigkeit der Luft oder des Gases schließen. Selbstverständlich ist damit die
Natur und die
Konzentration der einzelnen giftigen Bestandteile
noch nicht angegeben. In den meisten Fällen wird aber deren Kenntnis auch gar nicht
notwendig sein, denn die Hauptsache ist ja, zu wissen, in welchem Maße die Luft
bzw. das Gas giftig auf Lebewesen wirkt. Dieses Maß der Giftigkeit läßt sich nach
dem neuen Verfahren sehr genau angeben. So ist es z. B. in Prielen Fällen wesentlich,
zu wissen, ob die Luft eines Fabrikraumes, einer Industriestadt oder eines Badeortes
frei von giftigen Bestandteilen ist bzw. in welchem Maße sie giftig ist.
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Der _4pparat zur Ausführung des neuen Verfahrens besteht im Prinzip
aus einem Gefäß, das mit gelbem Phosphor beschickt ist und zur Aufnahme des zu untersuchenden
Gases dient. Ein Niveaugefäß erlaubt, das Gefäß bald mit Wasser zu füllen, bald
es zu entleeren. Durch eine Pumpe kann das Gas unter Druck in das Gefäß geführt
werden, ferner kann durch die Saugwirkung der Pumpe eine Druckvorrichtung erzeugt
werden. Der im Gasraum herrschende Über- oder Unterdruck wird an einem Manometer
abgelesen. Als Pumpe dient eine Kolbenpumpe, Ölpumpe, Quecksilberpumpe, Wasserstrahlpumpe
o. dgl., auch der Quecksilberdruck kann verwendet werden. Die Pumpe dient auch dazu,
durch den Apparat, falls er längere Zeit nicht benutzt wurde, frische Luft zu pumpen,
um dadurch die Umsetzungsprodukte des Phosphors mit Wasser, die selbst das Leuchten
beeinflussen, zu vernichten. Diese Produkte sind wahrscheinlich Phosphorwasserstoffe,
die sich im Wasser lösen. Durch die Oxydation entsteht Ozon, und dieses wird auf
diese Weise ebenfalls unschädlich gemacht. Zu exakten Bestimmungen erneuert man
das Wasser zu jeder Untersuchung. Dies kann mit Hilfe der Pumpe geschehen. Die angeführten
Gründe sprechen dafür, das Gefäß, wenn es längere Zeit nicht gebraucht werden soll;
vom Wasser befreit und mit Stickstoffgas gefüllt aufzubewahren. Zum Schutz gegen
ein Zurückschlagen der Pumpe kann das mit Phosphor beschickte Gefäß mit einem Rückschlagventil
versehen werden. Der Phosphor wird erst nach dem Komprimieren der Luft mit dieser
in Berührung gebracht. Sind mehrere Fremdstoffe in der Luft vorhanden, so ist es
empfehlenswert, mit entsprechenden Absorptionsmitteln einen oder mehrere Bestandteile
herauszulösen. Zu exakten Messungen wird ein Doppelgefäß verwendet und der Leuchtdruck
der zu untersuchenden Luft im Vergleich zu demjenigen reiner Luft bestimmt. Die
Differenz der beiden Leuchtdrucke ist die gesuchte Größe der Leuchtdruckbeeinflussung.
Die Beeinflussung ist stark temperaturabhängig. Deshalb befindet sich das den Phosphor
enthaltende Gefäß in einem Thermostaten.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Apparatur ist in der beiliegenden
Zeichnung dargestellt.
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In einem wärmeisolierten Gefäß A aus Holz oder sonstigem geeignetem
Material befindet sich ein Glasgefäß, das durch eine Wand w halbiert ist: jede Hälfte
besitzt wieder eine Trennungswand s bzw. s', welche am Boden eine Öffnung c bzw.
c' besitzt. Die Gefäßteile B und B' sind mit je einem Stück Phosphor
p bzw. P' beschickt, das durch je ein Okular 0 bzw. 0' von außen betrachtet werden
kann. Während B und B' vollständig mit Wasser gefüllt sind, wird durch
den Hahn lt das zu untersuchende Gas und durch den Hahn h' reine Luft zu Vergleichszwecken
eingeführt und dabei das Wasser aus B und B'
nach C und C verdrängt.
Durch die Pumpe P können die Gasräume B und B' beliebig komprimiert
oder evakuiert werden. Die Versuche werden im allgemeinen bei einem Druck von 1,5
Atmosphären begönnen, sodann wird der Druck langsam reduziert. Sollte das Leuchten
bei Atmosphärendruck noch nicht eingesetzt haben, so wird mit derselben Pumpe evakuiert,
bis das Leuchten einsetzt. Der Phosphor wird durch eine beliebige Zugvorrichtung
erst im Augenblick des Versuchsbeginns (also unter Druck von etwa 1,5 Atmosphären)
aus dem Wasser vor das Okular gebracht. Die Manometer 31 und M' erlauben, den Druck
abzulesen; auf den Thermometern T und T' wird die Temperatur angezeigt.