Das Ebullioskop

Messprinzip und Aufbau

Können die Teilchen einer Flüssigkeit in einen gasförmigen Zustand übergehen, so kommt es zu einem ständigen Teilchenaustausch zwischen flüssiger und gasförmiger Phase. Dies hat zum Beispiel zur Folge dass Wasser auch bei niedrigen Temperaturen verdampfen kann. Der Dampfdruck ist hierbei ein Maß für das Bestreben der Teilchen, in den gasförmigen Zustand überzugehen. Der Dampfdruck hängt dabei von der jeweiligen Substanz ab und von der Temperatur.  Eine Flüssigkeit siedet, wenn ihr Dampfruck dem Luftdruck entspricht. Wasser siedet zum Beispiel bei einer Temperatur von 100°C und dem "Normaldruck" von 1013,25 hPa.

Alkohol hat einen höheren Dampfruck als Wasser, daher steigt der Dampfdruck eines Alkohol-Wasser-Gemischs mit steigendem Alkoholgehalt, dadurch sinkt der Siedepunkt der Flüssigkeit. Die Siedepunkterniedrigung gegenüber reinem Wasser ist daher ein Maß für den Alkoholgehalt. Auf diesem Zusammenhang beruht die Messung mit dem Ebullioskop (Abbildungen 6.A1 und 6.A2).

Das Ebullioskop besteht aus einem Probengefäß (P), in dem die zu testende Flüssigkeit mit Hilfe eines kleinen Spiritusbrenners (S) zum Sieden gebracht wird. Das Probengefäß ist mit einem Aufsatz verschlossen, in dem ein abgewinkeltes Thermometer (T) eingesetzt ist. Siedet die Probenflüssigkeit, so kondensiert die verdampfte Flüssigkeit in einem Kühler (K), von wo sie in das Probengefäß zurückläuft. Dadurch wird verhindert dass sich der Alkoholgehalt der Probe bei laufender Messung verändert. Das Thermometer verfügt über eine Skala, an welcher der Alkoholgehalt direkt abgelesen werden kann (Abbildung 6.A3).

 

Abb. 6.A1: Ein Ebullioskop, zerlegt im Transportkoffer.
Abb. 6.A2: Das einsatzbereite Ebullioskop. Es besteht aus einem Spiritusbrenner (S), einem Probenbehälter (P), einem Thermometeraufsatz (T) und einem Kühler (K).
Abb. 6.A3: Die Skala des Thermometers besitzt eine Einteilung in Volumenprozent, an welcher der Alkoholgehalt direkt abgelesen werden kann. Um das Gerät auf den Luftdruck zu eichen kann die Skala mit einer Schraube gelöst und verschoben werden.

Die Durchführung einer Messung

Vor der ersten Alkoholmessung muss das Gerät zunächst auf die Siedetemperatur von reinem Wasser geeicht werden, die vom veränderlichen Luftdruck abhängig ist. Gehen Sie wie folgt vor:

  • Das Probengefäß wird bis zum innen liegenden, unteren Füllstrich mit Wasser gefüllt, dann wird der Thermometeraufsatz aufgeschraubt.

  • Der Spiritusbrenner wird entzündet. Über ein Rohr gelangt die Flüssigkeit aus dem Probengefäß direkt über die heiße Flamme.

  • Sobald das Wasser hörbar siedet und sich der Quecksilberfaden des Thermometers nicht mehr bewegt wird die hinter der Skala liegende Fixierschraube gelöst. Die Skala wird nun so verschoben biss die Nullmarke genau am Ende des Quecksilberfadens liegt. Nun wird die Fixierschraube wieder angezogen und damit die Skala arretiert.

Nun ist das Gerät bereit für die eigentliche Alkoholbestimmung. Diese wird so durchgeführt:

  • Das Probengefäß wird vollständig entleert und einmal mit dem zu messenden Wein gespült.

  • Anschließend wird das Probengefäß bis zur zweiten, oberen Markierung mit dem Wein befüllt, dann wird das Probengefäß mit dem Thermometeraufsatz verschlossen.

  • Der Kühler wird auf das Probengefäß geschraubt und mit kaltem Wasser befüllt.

  • Nun wird der entzündete Brenner wieder in den Sockel gestellt, wodurch die Probe erhitzt wird.

  • Das Ende des Quecksilberfadens wird beobachtet. Steht es still und kocht die Probe hörbar, so zeigt das Ende des Quecksilbers den Alkoholgehalt auf der Skala an.

Sollen mehrere Messungen direkt hintereinander durchgeführt werden, so ist keine erneute Bestimmung des Nullpunkts nötig. Das Kühlwasser sollte aber vor jeder weiteren Messung ausgetauscht werden.

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© Dr. Andreas Kranz 2009