Reimanns Aschenwage.
Der eine Arm des Wagebalkens ist mit einem Gewicht aus einem Stück gearbeitet ([Fig. 26]); der andere trägt zwei Wagschalen, von denen die obere zum Auflegen eines Glasröhrchens ([Fig. 27]), die untere für Gewichte bestimmt ist. Da die Wage ohne Glasrohr bei einer Belastung von 21 g sich im Gleichgewicht befindet, so wähle man das Röhrchen so aus, daß es dem Gewicht von etwa 19 g nahe kommt, ohne jedoch diese Grenze zu überschreiten. Auf die untere Wagschale bringt man an Gewichten 2 g und zwar ein Grammgewicht als solches und den Rest in Deci- und Centigrammstücken. Eine etwaige Differenz gleicht man auf der unteren Wagschale mit kleinen Metallstückchen sowie mittels der zu diesem Zweck angebrachten Schraube R aus.
Fig. 26.
Reimanns Aschenwage.
Eine Pinselarretierung, wie sie [Fig. 26] zeigt, hat sich für das Auflegen und Abnehmen der Gewichte als sehr praktisch erwiesen.
Der Gang der Aschenbestimmung ist folgender.
Nachdem die Wage mit dem aufgelegten Glasröhrchen so aufgestellt ist, daß die Zunge nach rechts und links um gleich viel Teilstriche ausschlägt, wird das Grammgewicht von der unteren Schale entfernt und statt dessen so viel Papier aufgelegt, daß die Wagenzunge wieder gleichmäßig um den Nullpunkt der Teilung spielt. Diese Menge Papier, 1 g schwer, wird zusammengerollt, in ein Platinnetz gesteckt, wie es [Fig. 27] zeigt, und nun in derselben Weise mit Hilfe des Gestelles [Fig. 25] verascht, wie es vorher auseinandergesetzt wurde.
Ist die Veraschung beendigt, so steckt man das Platinnetz in das Glasröhrchen und schüttet die Asche hinein; geringes Klopfen mit dem Netz gegen die Wände des Glases genügt, um den Rückstand ohne jeden Verlust in das Röhrchen überzuführen.
Fig. 27.
Glasröhrchen und Platinnetz zum Veraschen.
Da sich die Platinnetze beim Gebrauch häufig verbiegen und zusammendrücken und die Asche sich dann schwer aus ihnen entfernen läßt, so weitet man sie von Zeit zu Zeit dadurch wieder auf, daß man sie über einen entsprechend starken Holzstab zieht. Das Röhrchen, welches jetzt die Asche des Papiers enthält, wird nunmehr auf die obere Wagschale gelegt und das Grammgewicht, welches beim Abwägen des Papiers von der Schale fortgenommen wurde, auf diese zurückgebracht.
Die Zunge der Wage wird nun naturgemäß nach der Seite der beiden Wagschalen zu ausschlagen, und zwar um so mehr, je größer das Gewicht der Asche ist. Um dieses zu bestimmen, entfernt man von den kleinen Gewichten allmählich so viel, daß der Ausschlag der Zunge nach beiden Seiten des Nullstriches gleich groß ist. Die Summe dieser Gewichte ergibt das Gewicht der Asche; in Centigrammen ausgedrückt, bedeutet sie den Prozentgehalt des Papiers an unverbrennlichen Bestandteilen. Wären beispielsweise behufs Herstellung des Gleichgewichtes der Wage nach dem Auflegen des Röhrchens mit der Asche 11 cg heruntergenommen worden, so hätten 1 g oder 100 cg Papier 11 cg unverbrennliche Bestandteile hinterlassen, d. h. das Papier würde 11% Asche enthalten.
Es erübrigt noch zu bemerken, daß Bruchteile von Centigrammen an dem Ausschlagen auf der Teilung abgelesen werden; die Wagen sind meist so gebaut, daß ein Ausschlag von zwei Teilstrichen einer Belastung von 1 cg entspricht; auf diese Weise läßt sich also der Aschengehalt auf Viertelprozente genau ablesen.
Handelt es sich darum, genauere Angaben als diese über die im Papier enthaltenen Füllstoffe zu erhalten, so reichen die beiden beschriebenen Wagen für die Bestimmung nicht mehr aus und es muß eine quantitative Bestimmung mit Hilfe der chemischen Wage vorgenommen werden.
Hierbei ist dann auch die im Papier enthaltene Feuchtigkeit zu berücksichtigen, welche bei den eben erwähnten Methoden wegen des geringen Einflusses, den sie auf das Endergebnis ausübt, nicht in Betracht gezogen ist.
Um den Feuchtigkeitsgehalt im Papier zu bestimmen, werden ungefähr 1–2 g in ein Trockengläschen gebracht, wie es [Fig. 28] zeigt; dieses wird dann ohne Deckel in einem Luftbad 30 Minuten lang auf ungefähr 105° C. bis zum gleichbleibenden Gewicht erhitzt.
Nach Abzug des Gewichtes der Trockenflasche erhält man das Gewicht des Papiers.
Das getrocknete Papier wird darauf, auf eine Platinnadel gespießt oder mit einem Platindraht umwickelt, verbrannt und der Rückstand in einem kleinen Porzellan- oder Platintiegel so lange geglüht, bis zwei aufeinanderfolgende Wägungen dasselbe Ergebnis liefern. Beim Glühen stellt man den Tiegel schräg und legt den Deckel schräg gegen die Tiegelöffnung, damit die Luft besser hinzutreten kann.
Aus dem Gewicht des Papiers und des Rückstandes läßt sich dann der Aschengehalt in Prozenten berechnen.
Fig. 28.
Trockengläschen.
Heyse[26] hat eine Veraschungsvorrichtung vorgeschlagen unter Verwendung eines Porzellantiegels mit durchlochtem Deckel. Durch das Loch ragt ein mit einer feinen Öffnung versehenes hartgelötetes Kupferrohr mit Platinspitze, durch welches während des Veraschens mit Hilfe eines Gummiballes Luft in den Tiegel geblasen wird. Hierdurch wird der Verbrennungsprozeß wesentlich beschleunigt. Beim Einblasen der Luft muß man natürlich vorsichtig zu Werke gehen, da sonst leicht Asche aus dem Tiegel fortgeblasen werden kann.
Es folgt nunmehr die qualitative Bestimmung des in der Asche enthaltenen Füllstoffes, deren Erörterung indessen außer dem Bereich dieser Anleitung liegt; es soll hier nur der Grund kurz angegeben werden, weshalb eine qualitative Analyse zu einer genauen Aschenuntersuchung erforderlich ist.
Bei der Veraschung finden mit den im Papier vorhandenen mineralischen Füllstoffen infolge des Glühens mehr oder weniger weitgreifende chemische Veränderungen statt, indem teilweise Bestandteile ausgetrieben, teilweise Füllstoffe in andere Verbindungen übergeführt werden; es sei hierfür nur ein Beispiel erwähnt.
Angenommen, es wäre einem Papierstoff Gips zugesetzt, wasserhaltiger schwefelsaurer Kalk, von der Zusammensetzung CaSO4 + 2 H2O. Dieser Körper gibt beim Glühen sein Wasser ab, und in der Asche bleibt nur wasserfreier schwefelsaurer Kalk (CaSO4) zurück. Unter Zugrundelegung der angegebenen Formel ergibt sich, daß 172 Gewichtsteile Gips 136 Gewichtsteile schwefelsauren Kalk hinterlassen. Somit hat man einen Glühverlust von rund 21%, der in Rechnung zu ziehen ist durch Erhöhung des gefundenen Aschengehaltes um rund 26%.
Außerdem kann ein Teil des Gipses bei ungenügendem Luftzutritt während der Veraschung in Calciumsulfid übergeführt werden, wodurch ein weiterer Verlust entsteht.
[26] Wochenblatt für Papierfabrikation 1899, S. 239.