DE ONTWIKKELING
VAN DEN
OXY-COMBUSTIOMETER
W, S. FREDERIK
Bm'LlOTHtEK j^fe
U T R E C ri 11
m
'Mi
m
■ 1
y vV JS.
y
TER VERKRIJCxING VAN DEN GRAAD
VAN DOCTOR IN DE GENEESKUNDE AAN
DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT,
OPGEZAG VANDEN RECTOR-MAGNIFICUS
DR TH. M. VAN LEEUWEN, HOOGLEERAAR
IN DE FACULTEIT DER GENEESKUNDE,
VOLGENS BESLUIT VAN DEN SENAAT
DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BE-
DENKINGEN VAN DE FACULTEIT DER
GENEESKUNDE TE VERDEDIGEN OP
DINSDAG 27 JUNI 1939, DES NAMIDDAGS
TE 3 UUR
door
geboren te utrecht
1939
ilBLIO^HE-quot;^ OER
JKSUNIVE
U T R E r. r.
N.V. DRUKKERIJ v/h L. E. BOSCH amp; ZOON, UTRECHT
-ocr page 6-MS
«
Aan mijn Ouders
Aan mijn Verloofde
~ '-Y- ;
•! -
Het voltooien van dit froetschnft biedt mij een welkome gelegen-
heid, mijn groote erkentelijkheid te betuigen aan hen, die aan mijn
vorming hebben medegewerkt.
In het Ujzonder geldt mijn dankbaarheid U, Hooggeleerde
Noyons, Hooggeachte Promotor. Reeds in het begin van mijn
studie, was Uw uitstekend geoutilleerd laboratorium de plaats, waar
gij mij, onder Uw gewaardeerde leiding, de liefde bijbracht voor
wetenschappelijk werk. Uw niet te evenaren werkkracht, Uw enthou-
siasme, Uw belangstelling voor velerlei problemen hebben mij immer
met eerbied vervuld.
Zeergeleerde Jongbloed, Uw helder inzicht en Uw rustige be-
schouwingswijze hebben vele moeüijkheden, die gij met mij hebt
besproken, tot klaarheid gebracht. Ik ben U daarvoor zeer erkentelijk.
Beste Van Goor en Maas, steeds zal ik een dankbare herinnering
bewaren aan jullie vriendschappelijke en waardevolle raadgevingen.
U, Mejuffrouw Grutterink, ben ik veel dank verschuldigd voor
de nauwgezetheid, waarmede U vele analyses voor mij hebt verricht
en voor de groote bereidwilligheid, waarmede gij mij steeds van
dienst hebt willen zijn.
Waarde Van Hinte, als leider van den technischen dienst, hebt
gij een belangrijk aandeel gehad in het slagen van mijn proeven,
door de uitstekende wijze, waarop gij mijn instrumenten hebt ver-
vaardigd.
Tenslotte ben ik Verkerk, Krijnders en Achterberg ^eer
dankbaar, die steeds klaar stonden, om mij met hun groote vak-
bekwaamheid, van dienst te zijn.
' ■ ■quot;.■nt ■, . .gt;.' VÖ ftü-ï'tr-'rjVio: V.'A.
Mquot;
.n
Bladz.
Inleiding.
§ 1. Beschrijving van enkele methoden, om het gehalte
aan zuurstof te bepalen........... 1
§ 2. Overzicht van de voornaamste stofwisselings-
methodieken ................10
§ 3. Het beginsel der eigen methode.......11
Hoofdstuk I.
§ 1. Het eerste toestel..............16
§ 2. Het tweede toestel.............18
§ 3. Het derde toestel..............26
Hoofdstuk II.
47
49
54
61
64
Beschrijving van het laatste toestel....... . 30
§ 1. Methode om een constanten onderdruk te maken 30
§ 2. Het waterbad.............
§ 3. De brander..............
§ 4. Het thermopunt............
§ 5. De aansteker..............
§ 6. Beschrijving van enkele andere onderdeden
a. De tegenpotentiaal.
h. De lichtgastoevoer.
c. De luchttoevoer.
Hoofdstuk III.
Bepaling van de gevoeligheid en de nauwkeurigheid.nbsp;70
Samenvatting..................75
Zusammenfassung................77
Summary .......................78
Literatuuroverzicht...............79
-ocr page 12-
... . * . | |
i- 7; | |
Vquot; |
; , . , . . ; ... |
....
. . v-iBrnru;-^
quot;«./v'iîRirîBrji: J
Vv
INLEIDING.
§ 1. Beschrijving van enkele methoden, om het gehalte aan
zuurstof te bepalen.
De opzet van dit proefschrift is een nieuwe methode te be-
schrijven, volgens welke het gehalte aan zuurstof en andere
gassen met groote nauwkeurigheid bepaald kan worden en
tevens de toepassing hiervan, bij de bepaling van het basaal-
metabolisme.
Wij geven er de voorkeur aan allereerst een overzicht te
geven, zonder volledig te willen zijn, van de voornaamste metho-
den om zuurstof quantitatief te bepalen.
De methoden voor de analyse van gasmengsels ten opzichte
van zuurstof kunnen verdeeld worden in:
A.nbsp;Chemische werkwijzen.
B.nbsp;Physische werkwijzen.
A. De chemische methoden.
In het algemeen wordt zuurstof bepaald volgens twee verschil-
lende werkwijzen:
I.nbsp;Analyse door verbranding, waarbij gebruik wordt gemaakt
van de volume vermindering van het op zuurstof te onderzoeken
gasmengsel, wanneer dit met een andere stof verbrandt.
II.nbsp;Analyse door absorptie, waarbij de zuurstof uit het gas-
mengsel gebonden wordt aan een zuurstofabsorbeerende stof.
Ook deze werkwijze is een volumetrische methode.
Ad. 1. Analyse door verbranding.
In 1885 publiceerde Kreusler 1) een methode, waarbij hij
de zuurstof bond aan een door een electrischen stroom tot gloeien
gebrachte koperspiraal.
Van te voren wordt het volume van het gasmengsel nauw-
-ocr page 14-keurig gemeten. Nadat het gas afgekoeld is, wordt het volume
opnieuw gemeten. Het nadeel van deze methode is, naast om-
slachtigheid, betrekkelijk groote onnauwkeurigheid. Zoo werden
bij gasanalyses van buitenlucht, variaties van 0,02 procent O2
gevonden. Daarnaast mag het gasmengsel geen gassen bevatten,
die zich ook met zuurstof kunnen binden.
Een andere methode is die van Bunsen, waarbij het gas, dat
op zuurstof onderzocht moet worden, gevoerd wordt in een
eudiometer. In dezen eudiometer wordt vervolgens een bepaalde
hoeveelheid waterstofgas gevoerd. In den wand van dezen (udio-
meter zijn twee platina draadjes ingesmolten, die verbonden zijn
aan den secundaire n klos van een inductorium. Op deze manier
is het mogelijk een vonk te laten overspringen tusschen de twee
platinadraadjes,waardoor het, in den eudiometer aanwezige knal-
gas explodeert. Na afkoeling van het gas wordt de volume-
vermindering bepaald.
Deze volumevermindering komt voor een derde deel op reke-
ning van de zuurstof. Bij de analyse van uitademingslucht
wordt bijvoorbeeld 60—80 procent van het volume van het te
onderzoeken gas aan waterstof toegevoegd. Hierdoor ontstaat
± 30 procent knalgas. Het percentage knalgas mag niet te hoog
zijn wegens explosiegevaar en niet te laag, daar anders de
reactie niet afloopt; verder eischt deze methode veel ervaring,
omdat NO, N2O4, NgOg, bij een ongunstige verhouding van
waterstof, zuurstof en stikstof, ontstaan, hetwelk te zien is aan
de gele vlam, die optreedt bij de explosie. De maximale fout
die Bunsen aangeeft bij analysen van buitenlucht is 0,09 pro-
cent Og. Deze fout wordt nog grooter, wanneer gasmengsels met
lage zuurstofconcentratie gemeten moeten worden. Ook bij ana-
lysen, waarbij men beschikt over slechts weinig gas, wordt de fout
0,5 procent Oj bij gasmonsters in de buurt van 20 procent
zuurstof.
Bij een andere methode wordt, met platina als katalysator, uit
zuurstof en waterstof, water gevormd.
Wanneer waterstof in overmaat aanwezig is, bepaalt de hoe-
-ocr page 15-veelheid zuurstof de hoeveelheid water, die ontstaat. Deze hoe-
veelheid kan door weging zeer nauwkeurig bepaald worden.
Ad. II. Analyse door absorftie.
De analysen door absorptie zijn in het algemeen volumetrische
analysen. De zuurstof wordt gebonden aan het een of andere
absorptiemiddel, waarvan de volgende wel de bekendste zijn:
Ie. Alkalisch pyrogalluszuur.
Alkalisch pyrogalluszuur is een absorptievloeistof, die zeer
veel gebruikt wordt als absorptiemiddel voor zuurstof, o.m. in
het gasanalyse-toestel van Haldane, hetwelk o.m. gebruikt wordt
bij de bepaling van het basaal-metabolisme. Hempel en Haldane
lossen tien gram pyrogalluszuur op in 100 c.c. kaliloog van 75%.
Groote hoeveelheden zuurstof kunnen, wanneer de temperatuur
van de absorptievloeistof niet te laag is, in enkele minuten ge-
bonden worden. Het einde van de reactie is eenvoudig waar te
nemen, doordat het absorptiemiddel donkerbruin is, welke kleur
tot groenbruin wordt, wanneer de totale hoeveelheid zuurstof
geabsorbeerd is. De gasanalyse-toestellen van Atwater en
Benedict 2), evenals het toestel van Watson 3), bevatten
pyrogallusoplossing.
2e. Phosphor.
Gele phosphor kan, wanneer de temperatuur boven 14° C is,
zuurstof in betrekkelijk korten tijd binden. Aanwezigheid van
sporen ammoniak, koolwaterstoffen, alcohol en vele andere
stoffen, maken dat de absorptie zeer slecht wordt; gasmengsels
met zuurstof-percentages boven vijftig procent kunnen de
phosphor spontaan laten ontbranden.
Temperaturen beneden ± 10° C. verhinderen, dat de reactie
binnen redelijken tijd afloopt, zoodat deze absorber over
het algemeen niet de voorkeur verdient.
3e. Oplossing van een koperverbinding.
Vetvrij, fijn verdeeld koper, b.v. koperdraaisel, wordt opge-
lost in een mengsel, dat bestaat uit gelijke deelen ammoniak van
soortelijk gewicht 0,93 en een verzadigde oplossing van kool-
zure ammoniak, (NH4)2C03. Het absorptievermogen is zeergroot,
wanneer de kleur van de vloeistof donkerblauw geworden is.
Zuurstof kan tot vierentwintig maal het volume van de
absorptie vloeistof gebonden worden.
Een nadeel van deze absorptievloeistof is de hooge damp-
spanning van ammoniak.
4e. Natriumhydrosulfiet (A. Durig4).
Natriumhydrosulfiet verdient voor zuurstbfabsorptie aanbe-
vehng, omdat nóch de temperatuur, nóch de zuurstofspanning
de absorptie erg beïnvloeden. Een uitzondering moet gemaakt
worden voor temperaturen beneden 10° C. Deze absorptie-
vloeistof wordt op de volgende manier bereid: 50 gram vast
natriumhydrosulfiet wordt opgelost in 250 c.c. kaliloog van vijf
tot tien procent; liefst onder afsluiting van zuurstof. Een nadeel
is, dat deze absorptievloeistof slechts enkele dagen bruikbaar is.
5e. Chroomchloruur.
Door verhitting van chroomzuur met geconcentreerd zout-
zuur wordt een chloorvrije oplossing van chroomchloride ge-
maakt. Dit chroomchloride 5) wordt gereduceerd met waterstof,
bereid uit zink en zoutzuur. Hierdoor ontstaat een chroom-
chloruur-oplossing, welke men betrekkelijk lang bewaren kan in
een flesch, aangevuld met koolzuur.
6e. Triacetylhydrochinon, in alkahsche oplossing, absorbeert
volgens Henrich 6) zuurstof zeer goed. Het heeft echter voor
biologische zuurstof-analysemethoden nog geen toepassing ge-
vonden.
Alhoewel de meeste absorptiemethoden geen essentiëele ver-
schillen vertoonen, moet een enkel toestel nader besproken wor-
den, hetzij omdat de methode vaak gebruikt wordt, hetzij
omdat de techniek onze aandacht vraagt.
Krogh 7) heeft eenige methoden uitgewerkt, waarmede het
mogelijk is, zeer kleine hoeveelheden gas te analyseeren.
a. Micro-methode.
De lengte van een luchtbelletje wordt in een capillaire buis
gemeten; vervolgens wordt deze bel onder de noodige voor-
zorgsmaatregelen met de gewenschte absorptievloeistof in aan-
raking gebracht en de lengte opnieuw gemeten. De fout bij de
zuurstof-analyse is vrij groot: zoo wordt b.v. bij de analyse van
buitenlucht een fout gemaakt van 0,1 % zuurstof.
h. Microscopische gas-analyse 8).
Om nog kleinere hoeveelheden gas te analyseeren, heeft Krogh
een andere methode uitgewerkt, waarbij hij de verandering
van grootte van een luchtbel, in aanraking gebracht met een
absorptie-vloeistof, microscopisch bepaalt. De luchtbel bevindt
zich onder een dekglaasje, dat op een bakje, gevuld met gly-
cerine, ligt. Door bij deze glycerine b.v. pyrogalluszuur te doen,
kan de zuurstof uit deze bel geabsorbeerd worden.
In het oculair van de microscoop bevindt zich een schaal-
verdeehng, waardoor het mogelijk is, de grootte van de luchtbel
rechtstreeks af te lezen. Ook deze methode is onnauwkeurig.
Zoo vond men voor de samenstelling van buitenlucht b.v. COg
0,9 %, 19,4 %, Na 79,5 %.
Met de Haldane vinden wij CO^ 0,03 %, O2 20,94 %, Nj
Toestellen voor gas-analyses, berustend op het begmsel der
absorptie, zijn op duizend en één manieren te variëeren en wij
zullen dan ook volstaan met de beschrijving van het toestel van
Haldane 9), dat de voornaamste vertegenwoordiger is van die
groep van toestellen, die gebouwd zijn volgens het principe, dat
in 1869 door Williamson en Russell is aangegeven. Dit toestel
is gebouwd volgens een differentiaal-beginsel, waardoor de meting
onafhankelijk is van temperatuur- en drukvariaties tijdens de
analyse.
c. Toestel volgens Haldane.
Twee meet-pipetten bevinden zich in eenzelfde waterbad,
-ocr page 18-waardoor de temperatuur van het gas, dat zich in deze pipetten
bevindt, eenzelfde is. Deze pipetten staan door middel van een
manometer met elkaar in verbinding. Een drieweg-kraan maakt
het mogelijk het gas uit een van de pipetten, n.1. uit de ,,meetquot;-
pipet, in verbinding te brengen met een absorptievat. De andere
pipet is de ,,contrólequot;-pipet. Wanneer nu de manometer tusschen
de twee pipetten in evenwicht is, weten wij dat de druk in de
beide pipetten dezelfde is. Na absorptie van b.v. zuurstof, wordt
het gasvolume in de meetburet verkleind door een kwikreservoir,
dat met een gummislang verbonden is aan den onderkant van
deze meetburet, omhoog te brengen tot de manometer weer in
evenwicht is. Op de gecalibreerde meetburet wordt de volu-
mevermindering rechtstreeks afgelezen.
• Temperatuur, druk en maximum waterdampspanning moeten
in acht genomen worden bij de berekening.
De nauwkeurigheid van de Og- en COg-bepaling is groot, wan-
neer men over voldoende ervaring beschikt. Zoo kunnen deze
gassen tot op 0,02 % nauwkeurig bepaald worden.
Er zijn toestellen, waarmee de zuurstofopname bij stofwis-
sehngsonderzoek bepaald wordt, zonder dat wij met deze toe-
stellen echter Og kunnen aantoonen (b.v. toestel van Benedict,
Krogh, e.a.).
Zij vallen daarom buiten onze beschouwing.
B. Physische methoden.
Het is interessant na te gaan, welke physische eigenschappen
men benut heeft om gasmengsels te analyseeren.
Vele physische constanten van een gasmengsel ondergaan een
verandering, wanneer dit gasmengsel een andere samensteUing
krijgt.
Als voorbeelden kunnen wij noemen de soortelijke warmte, de
warmtegeleidingscoëfficiënt, de viscositeit, het soortelijk ge-
wicht, optische eigenschappen.
In de literatuur zijn voorbeelden te vinden, waarbij met
min of meer succes een physische methodiek uitgewerkt is, die
gebaseerd is op de meting van één van de hierboven genoemde
physische grootheden.
Wij zullen een korte beschrijving laten volgen van enkele
van deze methoden.
1. Interferometer 10).
F. Löwe heeft in 1910 een merkwaardig toestel beschreven,
hetwelk een voor de praktijk geschikt gemaakte constructie be-
treft van een door Lord Rayleigh aangegeven optische analyse-
methode.
Een parallelle lichtbundel wordt verdeeld in vier afdeelingen.
De twee bovenste lichtbundels laat men een interferentiebeeld
vormen, door deze door twee dichtbij elkaar geplaatste spleten
te laten gaan. Het interferentiebeeld wordt met een sterke ver-
grooting bekeken.
De twee andere lichtbundels gaan respectievelijk door een
kamer, gevuld met b.v. buitenlucht en door een kamer, die het
te onderzoeken gas bevat.
Ook deze twee lichtbundels laat men op dezelfde wijze een
interferentiebeeld vormen, dat juist komt te staan onder het
eerstgenoemde interferentiebeeld.
Een compensator, die in den lichtbundel geplaatst is, welke
door de „meetgaskamerquot; gaat, wordt nu met een schroefbeweging
zoo ingesteld, dat de twee interferentiebeelden dezelfde zijn.
Het bovenste interferentiebeeld doet dienst als vergelijkings-
object.
Wanneer men b.v. het COa-percentage wil bepalen van een
gasmengsel, voert men in de onderste kamers dit monster met
en zonder COg.
De temperatuur, de barometerstand en bovenal de vochtigheid
zijn factoren waarmede rekening gehouden moet worden, daar
veronachtzaming van deze factoren de meting volkomen waar-
deloos maakt.
De gevoeligheid van een interferometer is afhankelijk van de
lengte van de gaskamers.
Het z.g. laboratoriumtoestel analyseert tot op 0,02 % CO^
nauwkeurig.
De firma C. Zeiss heeft een interferometer in den handel ge-
bracht, die voor stofwisselingsbepahngen gebruikt kan worden.
De gaskamers zijn 25 cm lang. COg wordt tot op 0,05 % COg,
zuurstof tot op 0,23 % bepaald.
Deze nauwkeurigheid is, volgens onze begrippen van stof-
wisselingsmethodieken, ten eenenmale onvoldoende.
Een ander bezwaar van de methode bestaat hierin, dat deze
niet zelfregistreerend is, een eisch, dien wij meenen te moeten
stellen aan een physische methode.
Niettegenstaande de methode om de golflengteverandering
van het hcht te meten bij verandering van het miheu, dat de
lichtstraal passeert, buitengewoon fraai is, blijkt zij in de
praktijk niet bruikbaar.
II. Diaferometer van Noyons.
Reeds in 1922 pubUceerde Noyons 11) een werkwijze om het
COg-percentage in een gasmengsel langs physischen weg te be-
palen. Hij volgde hier het principe, dat door Siemens en
Halske 12) gebruikt werd bij een apparaat, dat de rookgassen
op hun COg-percentage onderzocht. Het toestel van Noyons
bevatte in beginsel twee kamers, in welke een platinadraad ge-
spannen is. Deze twee draden vormden de armen van een brug van
Wheatstone. Door den voedingsstroom werden nu deze draden
op een temperatuur gebracht, die hooger was dan de tempera-
tuur van de omgeving. De temperatuur van deze draden hangt
nu o.m. af van de warmtegeleidingscoëfficiënt van het miheu,
waarin deze draden zich bevinden.
Wanneer het COg-percentage in de beide kamers niet hetzelfde
is, zal het gevolg hiervan zijn, dat er verschil in temperatuur
van de draden optreedt, met weerstandsverandering in de brug
van Wheatstone als resultaat.
De stroom in den galvanometer is dus maat voor het CO3-
percentageverschil in de beide kamers.
Bij dit eerste toestel bedroeg de galvanometeruitslag voor
1nbsp;% CO2 ± 30 mm.
Het spreekt vanzelf, dat in de jaren na 1922 dit toestel enorme
veranderingen heeft ondergaan.
Het gas stroomt nu 13) met een uiterst kleine snelheid langs
de draden, waardoor het mogelijk is een continue analyse te
maken. Door de kleine snelheid van het te onderzoeken gas en de
betrekkelijk lage temperatuur van de platina draden, spelen
straling en convectie een ondergeschikte rol. De gevoeligheid is
zoover opgevoerd, dat het volgens dit beginsel ook mogelijk is
02nbsp;aan te toonen, niettegenstaande de warmtegeleidingscoëf-
ficiënten voor Og en lucht weinig verschillen.
De groote voordeelen zijn, naast de ongekende gevoeligheid,
de continue analyse en registratie.
De polyfilaire diaferometer 14) bevat meerdere platinadra-
den, die in serie geschakeld zijn. De gevoeligheid wordt dus
hierdoor vergroot.
III. Methode van Rein 15).
Rein maakt gebruik van het verschil in soortelijke warmte
van een gasmengsel, wanneer dit van samensteUing verandert.
Het gas stroomt daartoe met groote snelheid door een toestel,
dat in beginsel overeenkomt met het toestel van Noyons.
Het warmteverlies wordt bij deze laatste methode niet zoozeer
bepaald door de warmtegeleidingscoëfficiënt van het gasmengsel,
als door de warmtecapaciteit van het langs stroomende gas.
De soortehjke warmte van Og en lucht verschillen procentuëel
belangrijk meer dan de warmtegeleidingscoëfficiënten van deze
gassen.
Alhoewel Rein, afgaande op dit groote verschil in soortelijke
warmte tusschen Og en lucht, beweert, dat de methode volgens
Noyons nooit die nauwkeurigheid kan hebben voor Og als de
zijne, is de methode van Rein, zoowel voor CO2 als voor Og,
eenige honderden malen ongevoeliger dan de methode van
Noyons.
Rein geeft aan, dat hij voor 1 % Oa-verandering 10 of 100 mm
uitslag krijgt. Deze uitslag is afhankelijk van de grootte van de
shunt en zijn nauwkeurigheid ligt resp. bij 0,01 en 0,001 % O^-
Beschouwen wij deze cijfers nader.
Volgens Rein geeft 1 % zuurstof 100 mm galvanometer-
uitslag. Indien dus de nauwkeurigheid, door Rein opgegeven,
juist zou zijn, dient de galvanometeruitslag tot op 0,1 mm
nauwkeurig afgelezen te worden. De door Rein gepubhceerde
ijkingskrommen zijn echter zeker niet op 0,1 mm nauwkeurig.
Wij moeten derhalve de juistheid van zijn nauwkeurigheids-
opgave in twijfel trekken.
Wij begrijpen bovendien niet, hoe de nauwkeurigheid van een
instrument afhankelijk kan zijn van een shunt.
Onze conclusie moet dan ook zijn, dat dit toestel onvoldoende
nauwkeurig is te achten voor de eischen, die aan fijnere stof-
wisselingbepalingen dienen te worden gesteld.
Andere physische methoden, waarbij b.v. soortelijk gewicht,
viscositeit gemeten worden, hebben geen practische beteekenis;
reden waarom zij hier niet besproken worden.
§ 2. Overzicht van de voornaamste stofwisselings-methodieken.
Hoewel het allerminst in de bedoeling ligt op de stofwis-
seling in het algemeen en de stofwisselingsmethodiek in het bij-
zonder op deze plaats diep in te gaan, eischt de volledigheid, dat
bij de beschrijving van een toestel, dat o.a. geschikt is voor de
bepahng van de stofwisseling, de algemeene stofwisselings-
methodiek nader bezien wordt.
Het is overbekend, dat de methoden voor stofwisseHngsonder-
zoek verdeeld worden in twee verschillende werkwijzen:
I. de directe calorimetrie, waarbij de warmteproductie van het
individu rechtstreeks gemeten wordt;
II. de indirecte calorimetrie, waarbij de hoeveelheid afgegeven
koolzuur en de hoeveelheid opgenomen zuurstof per tijds-
eenheid een zekere correlatie vormen met de calorieën-
productie.
De directe calorimetrie, die Lavoisier reeds gevolgd heeft,
heeft geen klinisch belang, omdat deze methode uitermate kost-
baar is en technisch hooge eischen stelt.
De indirecte calorimetrie wordt dan ook in de kliniek uitslui-
tend gevolgd.
Deze laatste methode is te verdeelen in:
a.nbsp;de open methode;
b.nbsp;de gesloten methode.
Ad. fl. Bij de open methode wordt de gasstroom langs den
patiënt gevoerd en ondergaat een procentuëele O^- en CO^-
verandering, die afhankelijk is van de stofwisseling van den patiënt
en van de doorstroomingssnelheid van den ventilatie-stroom.
Ad. b. Bij de gesloten methode bevindt de patiënt zich in een
kamertje, waarvan wij de lucht al of niet kunnen laten circuleeren.
De verandering in samensteUing is ook hier maat voor de stofwis-
seling. Wanneer wij de gaswisseUng in de longen als maatstaf
nemen, maken wij de meetappa'atuur belangrijk eenvoudiger.
Dit laatste is geoorloofd, omdat de gaswisseling in de longen
± 99 % bedraagt van de totale gaswissehng van het individu.
Welken weg men ook bewandelt bij de bepaling van de stof-
wisseling langs den indirecten weg, steeds is men aangewezen op
een zuurstof- en koolzuur-analyse.
Wanneer men over een toestel beschikt, dat tot deze analyses
in staat is, beheerscht men de indirecte calorimetrie.
§ 3. Het beginsel der eigen methode.
Wanneer men zich ten doel stelt, een methode op te sporen,
om het gehalte aan zuurstof in een gasmengsel te bepalen, dan
moet men eerst zoeken naar de physische of chemische eigen-
schappen, waardoor zuurstof zich essentiëel of graduëel onder-
scheidt van andere gassen.
Zoo maakte Haldane gebruik van de eigenschap van zuur-
stof, omhydrochinon te oxydeeren (zie ook § 2 van de Inleiding).
Den laatsten tijd heeft mijn leermeester Noyons zijn oor-
spronkelijke methode om CO2 aan te toonen, verfijnd, waardoor
hij, gebruikmakend van het verschil in het warmtegeleidend
vermogen van O^ en Ng, ook het gehalte aan zuurstof met
groote nauwkeurigheid kan meten (zie § 1 Inleiding).
Dat deze methode, niettegenstaande het zeer kleine verschil
in het warmtegeleidend vermogen van stikstof en zuurstof toch
goede resultaten oplevert, bewijst wel met welk een kennis en
moed gewerkt is.
Het oxydeerend vermogen van zuurstof neemt wel een zeer
bijzondere plaats in. De oxydatie gaat gepaard met physische
en chemische verschijnselen, die de mogelijkheid bieden op de
een of andere manier gemeten te worden.
Wij beperken ons nu uitsluitend tot het oxydatievermogen
van zuurstof en laten alle andere eigenschappen van zuurstof
buiten beschouwing.
Snelle oxydatie bij hooge temperaturen, zooals deze plaats
vindt bij verbranding, heeft weer de voorkeur, omdat de reactie
uiterst kort duurt en dus de physische en chemische verande-
ringen per tijdseenheid groot zijn.
In beginsel willen wij nu zuurstof aantoonen door de een of
andere oxydeerbare stof te laten verbranden in een gasmengsel,
waarin zuurstof aanwezig is en waarbij wij een physisch of chemisch
verschijnsel meten, waarmede deze verbranding gepaard gaat.
De opstelling moet zóó zijn, dat een verandering van de con-
centratie van zuurstof in het gasmengsel een daarmede verband
houdende quantitatieve verandering geeft van hetgeen wij meten.
Het ligt het meest voor de hand, ter bereiking van dit doel, de warm-
teproductie van de vlam te bepalen, daar deze meting thermo-
electrisch gedaan kan worden, hetgeen zeer vele voordeelen heeft.
Zonder ons nu nog bezig te houden met de meetmethode,
maken wij eerst een proefopsteUing.
Als meest voor de hand hggende brandbare stof kan Hchtgas
-ocr page 25-gebruikt worden. Dit lichtgas brandt in een ruimte, gevuld met
een gasmengsel, waarin zich, onder andere, zuurstof bevindt.
De opstelling is in fig. 1 weergegeven.
Het hchtgas komt door de buis A naar
binnen; men denke zich dezen gasstroom
constant.
Door B komt de op zuurstof te onder-
zoeken stroom van het gasmengsel binnen.
De met lichtgas in verbinding getreden
gassen en, de verbrandingsproducten van
de vlam (bijvoorbeeld koolzuur en water-
damp) verlaten de verbrandingsruimte
door C.
Waar het dus nu op aan komt, is of bij
eventuëele verandering van de concen-
tratievan de zuurstof, de warmteproductie
van de vlam zal veranderen. Zonder meer
kan worden aangenomen, dat bij daling
van het zuurstofpercentage gedeeltelijke
of onvolledige verbranding van het lichtgas
zal plaats vinden.
Echter moet men bedenken, dat zuur-
stof in groote overmaat aanwezig is, zoodat
de warmteproductie niet zoozeer zal af-
hangen van het percentage zuurstof in
het gasmengsel, dat de vlam omgeeft,
als wel van de absolute hoeveelheid
hchtgas, die per tijdseenheid door A in de
verbrandingsruimte wordt binnengeleid.
Van deze opsteUing is dus a priori niet veel succes te ver-
wachten, omdat de warmteproductieverandering relatief klem
zal zijn, bij groote verandering van het zuurstofgehalte.
Bij een kleine verandering in de absolute hoeveelheid gas, die
per tijdseenheid wordt toegevoerd, zal het thermisch effect
grooter zijn.
Fig. 1.
Lichtgastoevoer.
Luchttoevoer.
A.
B,
Het blijkt dus, dat het gas (in dit geval lichtgas), dat bij de
reactie volkomen verbruikt wordt, de warmteproductie voor-
namelijk bepaalt.
In deze opstelling is dus de situatie precies tegengesteld aan
die, welke wij zouden wenschen. Wat ligt dan meer voor de
hand, dan deze oorspronkelijke opstelling
te wijzigen, zoodanig, dat het gasmengsel,
waarin zich de zuurstof bevindt, in den
brander uitstroomt, terwijl het lichtgas
stroomt in de buis, waarin wij eerst het
op zuurstof te meten gasmengsel lieten
binnenstroomen. De gasvlam toch is een
complex van verschijnselen, optredend
op de grens van lichtgas en zuurstof
(lucht). Er wordt dus gebruik gemaakt van
het principe van „de omgekeerde vlamquot;,
waarbij wij dit voordeel hebben, dat wan-
neer lichtgas steeds in overmaat aanwezig
is, de warmteproductie uitsluitend afhangt
van de aangeboden, absolute hoeveelheid
zuurstof.
In beginsel moet onze methode der-
halve als volgt worden:
Een constante hoeveelheid lichtgas
stroomt door een ruime buis en zorgt er
voor, dat de verbrandingsproducten en de
onbrandbare gassen van het gasmengsel
weggevoerd worden. In de as van dezenbsp;^^
buis bevindt zich een andere buis, waar- ,,omgekeerde vlamquot;,
uit het op zuurstof te onderzoeken gas- A. Lichtgas. B. Lucht,
mengsel stroomt. Deze zuurstof wordt
op de een of andere manier aangestoken, d.w.z. de reactie
tusschen zuurstof en lichtgas wordt in gang gezet.
Groote zorg moet worden besteed om den gasmengselstroom
-ocr page 27-constant te maken, daar anders, wanneer deze b.v. grooter zou
worden, de warmteproductie per tijdseenheid zou stijgen, het-
geen den indruk zou kunnen vestigen, dat de concentratie van
de zuurstof van het gasmengsel, dat wij onderzoeken, grooter
wordt.
Wanneer wij dus den stroom van het gasmengsel (waarin O2)
constant houden, is de warmteproductie per tijdseenheid, maat
voor het percentage zuurstof.
Nu wij op papier een methode hebben, waarvan wij kunnen
verwachten, dat zij voldoet aan de eischen, die wij in het begin
gesteld hebben, kunnen wij overgaan tot de eerste proeven.
HOOFDSTUK L
Om na te gaan of het beginsel, volgens hetwelk wij zuurstof
quantitatief willen bepalen, in de praktijk bruikbaar is, hebben
wij zeer provisorisch het eerste toestel gebouwd; volstaan kan
worden met de beschrijving van dit apparaat.
De glazen buis A (zie fig. 2) is aan weerszijden voorzien van
een grLte kurk. In de bovenste kurk bevindt zich een koperen
buisje dwars door de kurk heen, dat afgesloten kan worden
door middel van een stop F. In de onderste groote kurk bevinden
zich twee glazen buizen B, die aangesloten worden aan de hcht-
gasleiding In de wijde koperen buis C bevindt zich de glazen
Lis D, die van boven uitgetrokken is. Deze buis kan uit de
buis C genomen worden.
Het glazen buisje G is zeer fijn uitgetrokken en wordt met een
gummislang bevestigd aan D.nbsp;, , , j.nbsp;,
Verder loopen nog twee draden door de kurk, die een koperen
ring (H) fixeeren, die om de uitstroomopening van D gelegen is
Even boven de uitstroomopening van de buisjes B bevmdt
zich een laagje fijnmazig kopergaas (E). De luchttoevoer krijgt
men nu door middel van een aquariumpompje. Dit pompje be-
staat uit een soepel caoutchouc buisje, dat vijftig maal per
seconde wordt toegedrukt, doordat een magneetje afwisselend
aangetrokken en afgestoten wordt door een weekijzeren kern,
onder invloed van de perioden van den wisselstroom.
Aan de twee einden van dit slangetje bevinden zich ventieltjes,
die er zorg voor dragen dat de verplaatste lucht één richtmg mt-
gaat Om meer constantie van den luchtstroom te krijgen wordt
tusschen brander en pomp de capillair (G) geplaatst.
Bij een bepaalde doorsnede van de capillair G krijgen wij met
een dergelijke pomp een overdruk van ± 20 cm kwik.
De druk, die gemeten wordt met een kwikmanometer, vertoont
nogal grove variaties.
De warmteproductie van de vlam
wordt thermo-electrisch gemeten, ge-
bruikmakend van de ervaring van
Noyons op dit gebied.
Zonder op deze plaats verder op de
warmtemeting in te gaan, (zie hoofd-
stuk II, §4) volstaan wij met een korte
beschrijving.
De koperen cyhnder wordt beschouwd
als de soldeerplaats tusschen een con-
stantaan- en een manganindraad.
Het temperatuurverschil van dezen
ring ten opzichte van het andere thermo-
punt bepaalt de E. M. K., die ontstaat.
Om nu het toestel te laten werken,
wordt eerst de buis D uit de buis C
genomen. Het kurkje F sluit de koperen
buis af.
Wanneer gas toegevoerd wordt, zal
dit de glazen buis vullen, de lucht uit-
drijven en vervolgens uit de buis C
stroomen. Dit gas wordt nu aange-
stoken ; vervolgens wordt de kurk F weg-
genomen. Het gas stroomt van boven
weg, lucht wordt aangezogen door de
koperen buis C naar de buis A. Ook de
gasvlam, die eerst aan den onderkant
van de buis C brandde ,wordt door de buis
heengezogen en brandt nu als „lucht quot;-
vlam boven op deze buis. Intusschen
is het Sa ja-pompje aangezet; de glazen
buis D wordt nu in C gestoken. De lucht,
die uit D stroomt, wordt aangestoken
aan de vlam, die op C brandt en wanneer de stop K de buis C
voldoende afsluit, zal de vlam, die op C brandt, uitgaan, door-
dat langs dezen weg geen zuurstof meer toegevoerd wordt.
Gedurende het branden is een galvanometer aan de beide
draden aangesloten. Het spreekt vanzelf, dat een tegenpotentiaal
gegeven moet worden, om den galvanometer stroomloos te maken
(zie voor tegenpotentiaal hoofdstuk II, § 6b). Wanneer men den
galvanometerstand nagaat, blijkt deze zeer inconstant te zyn.
De fouten, die dit toestel heeft, zijn dus:
Ie. omslachtig aansteken van de vlam;
2e. veranderlijke plaats van de vlam ten opzichte van het
thermopunt;
3e zeer onrustige galvanometerstand.
De eerste en tweede fout zijn op te lossen door het vlammetje
aan te steken met een electrische gloeidraad, waardoor tevens
de brander vast in het toestel gemonteerd kan worden.
Zooals reeds opgemerkt is, vertoont de luchtdruk grove varia-
ties Er bestaat kans, dat, wanneer deze druk meer constant is
de galvanometerstand ook rustiger zal zijn. Het spreekt vanzelf,
dat slechts de meest storende factoren het eerst gevonden wor-
den en pas na verbetering van deze factoren andere fouten zich
vertoonen, die eerst schuil gingen achter de andere.
Daar deze opstelling een zeer voorloopige was, werd een tweede
toestel gebouwd, rekening houdende met de ervaringen, op-
gedaan met het zoo juist beschreven apparaat.
Aan de hand van fig. 3 wordt nu het tweede toestel beschreven,
waarbij getracht is de fouten van het eerste te vermijden
Het gL wordt aangevoerd door de buis A - verdeelt zi h
over twee buizen, die uitmonden in het kamertje B, dat den
vorm heeft van een hollen ring. Dit kamertje bevat zes kleine
gaatjes, waardoor het lichtgas circulair symmetrisch in de ver-
Landingsruimte gevoerd wordt. De manganin- en constantaan-
draden worden door de ebonieten blokken C naar buiten gevoerd
naar het meetinstrument. De op zuurstof te onderzoeken lucht
wordt naar de koperen buis D gevoerd, die een capillair buisje
bevat. Dit capillair is in de koperen buis gelakt. In E is een
kwartsbuisje bevestigd; om de opening hiervan bevindt zich
het thermoringetje. De groote
glazen buis F wordt bovenaan
afgesloten door een stop, die be-
vat:
Ie. een afvoerbuis voor het over-
tollige Hchtgas en
2e. de aansteker.
De aansteker bestaat uit een
gloeidraadje, dat in den handel
verkrijgbaar is en dat met een
droog element] e van 1,5 volt ge-
voed wordt.
Dit gloeidraadje is gemonteerd
aan een lange staaf, die door een
kurk gevoerd wordt, welke de
glazen buis F afsluit.
Door het gloeidraadje met deze
staaf boven het brandertje te
brengen, kan men de vlam aan-
steken, waarbij de voorzorg ge-
nomen moet worden, dat in de
verbrandingsruimte geen ontplof-
baar mengsel aanwezig is.
Dit kan op eenvoudige wijze
voorkomen worden, door een
groote hoeveelheid hchtgas door
te laten stroomen, daarna de pomp
aan te zetten, die de zuurstof aan-
voert en vervolgens de vlam aan
te steken.
Wanneer men dit toestel laat werken, constateert men als
verbeteringen:
Ie. het gemakkelijke aansteken;
2e. een vaste plaats van het thermopunt ten opzichte van de
vlam.
Het derde bezwaar van het vorige toestel, n.l. de onrustige
galvanometerstand, is nog aanwezig.
Wanneer het vlammetje eenigen tijd brandt, merkt men op,
dat de onrustigheid van den galvanometer nog grooter wordt en
wel door het condenswater, dat langs den glazen wand afdruppelt
op de zoojuist beschreven gasgaatjes.
Dit laatste bezwaar werd voorkomen door een watergootje te
plaatsen boven de gasgaatjes, zooals reeds in fig. 3 aangegeven is.
Om voorloopig van deze meer dan storende onrustigheid af te
komen is het noodig:
Ie. het thermoringetje te verzwaren;
2e. den galvanometer te vervangen door een galvanometer met
zeer zware spoel.
Nadat het bezwaar van de onrustigheid van den galvanometer
ten koste van de snelheid voorloopig opgelost was, bleek dat het
toestel ook nog andere fouten had, die eerst niet opgemerkt
waren.
De E.M.K, bleek namelijk steeds grooter te worden, wat blijkt
uit het „verloopquot; van den galvanometer naar den „warmen kantquot;.
Dit verloop is te verklaren uit het steeds warmer worden
van den wand van de verbrandingsruimte.
Allereerst is getracht dit verloop te nivelleeren.
Fig. 4 geeft een opstelling weer, waarbij het oppervlak van
den wand vergroot is, om zoodoende vlugger evenwicht te
verkrijgen tusschen warmte-opname en warmte-afgifte.
De glazen wand is vervangen door een roodkoperen buis,
waaromheen koperen plaatjes gesoldeerd zijn.
Koper is in dit geval beter dan glas, omdat koper een zeer
groote warmtegeleidingscoëfficiënt heeft.
Deze opstelling geeft nauwelijks verbetering en heeft boven-
-ocr page 33-dien het bezwaar, dat het aansteken bemoeilijkt wordt, omdat
de vlam niet te zien is.
Toen deze oplossing niet de gewenschte resultaten gaf, is ge-
□
Q
Fig. 4 (zie ook fig. 3). A. Verzwaard
thermoringetje. B. Wand met koelribben
tracht de warmte-opname op den wand te verkleinen door den
wand te verzilveren.
Ook hiervan waren de resultaten slecht, omdat de warmte-
ophooping nog grooter werd.
Als eenige mogeHjkheid, om den wand een constante tempera-
tuur te geven, bleef nu de waterkoeling over.
Fig 5 geeft een teekening van een koperen koeler, die door
toevallige omstandigheden, een te grooten diameter kreeg
De goot voor het condenswater is groot gemaakt, omdat bi]
deze opsteUing natuurlijk veel condenswater te verwachten is,
daar de wand gekoeld wordt.nbsp;, ,
De koeler wordt rechtstreeks aangesloten op de waterleiding.
-ocr page 35-Deze opstelling leerde ons een belangrijk feit. dank zij de grootere
diameter van de verbrandingsruimte.
De onrustige stand van den galvanometer, die verdwenen was
na den invoer van het zware thermoringetje, kwam weer terug;
de groote diameter van de verbrandingsruimte veroorzaakt dus
groote temperatuurschommelingen van den thermoring.
Daar ook deze koperen koeler het aansteken bemoeilijkt, werd
een glazen koeler gemaakt, waarvan de binnenhuis een klemeren
diameter had dan de eerste buis.
De schommelingen waren nu veel minder, waaruit ons daaren-
boven gebleken is, dat de doorsnede van de verbrandingsruimte
invloed heeft op de constantie van de temperatuur van den
thermoring.
Ook de proefopstelling met glazen koeler bleek verre van
ideaal. Het koelsysteem, dat rechtstreeks op de waterleiding
aangesloten werd, vertoonde temperatuurschommelingen van
eenige graden, waardoor de temperatuur van het thermopunt
mede beïnvloed werd.
Daarom werd besloten, water te laten circuleeren. De warmte-
productie van het vlammetje was echter zoo groot, dat het water-
reservoir enorme afmetingen moest hebben, om het water met
langzaam in temperatuur te doen stijgen.
Vervolgens werd het waterreservoir op een temperatuur ge-
bracht, belangrijk boven kamertemperatuur, om met behulp van
een thermoregulatie de temperatuur van den wand van de ver-
brandingsruimte constant te houden. De temperatuurvariaties,
die de thermoregulator gaf, waren echter te groot en gaven
zichtbare galvanometerschommehngen.
Na deze opsomming van moeilijkheden zal het duidelijk zijn,
dat eigenlijk de eenige mogelijkheid, die overbleef, daarm bestond,
de warmteproductie van de vlam te verkleinen.
Het verkleinen van de vlam komt neer op het vermmderen
van den lucht- (d.w.z. zuurstof-)toevoer. Om dit te bereiken is
een pompje genomen, dat een kleinere capaciteit en toevaUiger-
wijze een veel grootere constantie dan onze eerste pomp bezat.
Ook dit pompje is een aquarium-perspompje, hetwelk in het
laboratorium verbeterd is.
Het pompje wordt gedreven door een Saja-motort]e, syn-
chroom loopend met het aantal perioden van het stadsnet.
Aan de as van den motor zijn twee schijven bevestigd, waar-
tusschen drie assen symmetrisch en evenwijdig ten opzichte van
de rotor-as geplaatst zijn.
Over deze concentrisch gelegen draaibare assen wordt, met een
lus, een soepele slang gelegd.
De slang zal, wanneer deze voldoende gespannen wordt, alge-
kneld worden, waar hij over de asjes loopt. Wanneer de motor
loopt, wordt de lucht met constante snelheid uit dit slangetje
^^wlnteer op deze manier de vlam kleiner en rustiger geworden '
is, kan men volstaan, met den brander in een waterbad van
± 10 1. water te zetten.
In dit stadium hebben wij een toestel, dat als nadeelen heeft:
Ie. een zeer groote traagheid;
2e variaties in den galvanometerstand;
3e. moeilijkheden met het aansteken, doordat de vlam klemer
is geworden.nbsp;, , , ^
Allereerst is nu getracht den druk, waarmede de lucht aan-
gevoerd wordt, zoo constant mogelijk te maken.
Mechanische ventielen, die bij een bepaalden druk opengaan,
werken slecht.nbsp;, u
Het probleem kan niet opgelost worden, door bijvoorbeeld
lucht uit een grooten ketel te laten stroomen, waarin de lucht
op een zekeren druk gebracht wordt, omdat het te onderzoeken
gas liefst onmiddellijk in de vlam moet komen, om traagheid te
voorkomen.
Om den lezer niet te vermoeien met alle methoden die gepro-
beerd zijn en min of meer voldeden, zal die methode besproken
worden, welke het meest bruikbaar bleek.
Tusschen pomp en vlam is een T-stuk geplaatst, waarvan het
-ocr page 37-vrije been verbonden wordt met de buis A (zie fig-6), die weer
veAonden is met den glazen bol B. Deze bol doet dienst als buf-
fer. Het vaatje C is verbonden met een manometer D, die met
water gevuld is en den
druk aangeeft, die in het
systeem heerscht.
De zijbuis E staat door
middel van een soepele
caoutchouc-buis met F in
verbinding, waarvan het
uiteinde omgebogen en
uitgetrokken is.
Deze buis bevindt zich
in het vat G, dat met
water gevuld is.
Wanneer de druk in B
een zekere grens over-
schrijdt, zal de lucht uit
F ontsnappenen door het
water wegborrelen.
De afstand van de vloei-
stofmeniscus tot de uit-
stroom-opening van de
buis F, is te regelen met
een fijnregelaar H.
Het toestel wordt dus
zoo gebruikt, dat geregeld
de lucht uit de buis F
borrelt, omdat voor de
eerste luchtbel een vrij aanzienlijke overdruk noodig is. De
druk wordt met H op de gewenschte hoogte gesteld.
De resultaten van deze opstelhng zijn zeer goed.
Als resteerende fout blijft nu de groote traagheid van het toe-
stel bestaan door: *
Ie. den zwaren thermoring;
2e. den zeer tragen galvanometer.
De galvanometerstand is heel rustig, nu de onderdrukschom-
melingen klein zijn.
Dank zij de invoering van het zware thermopunt is het nu
mogelijk geworden, de meest storende factoren op te sporen.
Het is zonder meer duidelijk dat, bij invoering van een licht
thermopunt, zich weer andere storende factoren zuUen voordoen.
Om den gebrekkigen condenswaterafvoer te verbeteren en het
geheele vlammetje in een waterbad te plaatsen, werd een nieuw
toestel gebouwd.
Bij den bouw van dit apparaat is er naar gestreefd, om in de
eerste plaats de verbrandingsruimte een zoo klein mogelijke
doorsnede te geven.
Deze doorsnede is afhankelijk van de minimale afmetmgen
van den brander, den thermoring, de gaskamer, enz.
Het apparaat, zooals dit in fig. 7 geteekend is, heeft naast
voldoende ruimte voor de gaskamer enz., een zeer kiemen
diameter van de verbrandingsruimte.
De wand van deze ruimte is van een zeer dunwandige koperen
buis gemaakt, om den warmte-afvoer naar het water snel te doen
plaatsvinden.nbsp;.
Evenals het tweede toestel, heeft ook dit apparaat een electri-
schen aansteker, die geen essentiëele verandering heeft ondergaan.
De lucht, die naar de vlam gevoerd wordt, stroomt met een
zoo constant mogelijke snelheid uit de ruimte met overdek.
Het reductie-ventiel, dat wij beschreven bij het tweede toe-
stel zorgt ook hier voor een zoo constant mogelijken druk
Om de verbrandingsruimte is een bak van ± 10 1. mhoud
gebouwd en wel zoodanig, dat de vlam zich in het midden hier-
van bevindt.
-ocr page 39-Aan de hand van fig. 7 zal dit apparaat beschreven worden.
De dunwandige koperen buis A is voorzien van een glazen
ruitje B. Door dit glazen ruitje kunnen wij het thermoringetje
zien liggen. De bran-
der D heeft ten op-
zichte van de vorige
toestellen geen ver-
andering ondergaan.
Het watergootje E
heeft een afvoer, die
niet in de figuur ge-
teekend is. Het gas-
kamert j e F staat door
twee buisjes G in ver-
binding met de buis
H.
Deze laatste voert
het lichtgas aan.
In de twee ebo-
nieten staven K loo-
pen, geïsoleerd door
het koperen blok, de
manganin- en con-
stantaandraden.
De plaat L wordt
tegen den bodem van
het waterbad aan-
geschroefd.
Hoewel dit toestel
in vele opzichten vol-
doet, is de traagheid,
waarmede tempera-
tuursveranderingen
van het thermoringe-
tje plaats vinden, een
nadeel, dat nu weggenomen moet worden. Wanneer het ringetje
minder massa krijgt, is de nulstand van den galvanometer
onmiddellijk onrustig.nbsp;, , u
Daar het lichtgas een afkoelende werking heeft op het thermo-
punt en de Hniaire stroomsnelheid van oogenbhk tot oogenbhk
verandert, als gevolg van de drukvariaties in de leidmg van
het lichtgas, zal deze afkoelende werking niet constant zijn.
De mogelijkheid bestaat, dat de onrustigheid van den galvano-
meter aan deze drukvariaties te wijten is.
Met dezelfde Saja-slangpomp, waarmede de, op zuurstof te
onderzoeken lucht, aangepompt wordt. Keten
wij nu het Hchtgas aanvoeren. En inderdaad
bleek dit een verbetering te zijn.
Uit de experimenten blijkt, dat de stroom-
snelheid van het Hchtgas invloed heeft op het
thermopunt. Om dezen invloed nog kleiner te
maken, hebben wij het thermoringetje „ge-
stroomlijndquot; (fig. 8). Hiermede werd bereikt,
dat wervelingen in de buurt van het thermo-
ringetje gereduceerd worden.
In dit stadium van ontwikkeling is het
apparaat voor het gebruik van stofwissehngs- ,,Gestroomlijnd-
onderzoekingen volkomen geschikt.nbsp;thermoringetje.
De insteltijd bedraagt 150 seconden, de ge-
voehgheid voor 1 % zuurstofverandering ± 20 cm, met als
grootste variaties ± 0,1 cm galvanometermtslag.
De gevoeligheid voor CO^ is 4 cm voor 1 %, met als grootste
variatie 0,1 cm.
Het toestel is ook bruikbaar voor de analyse van andere gassen
dan 0„ wanneer wij een specifieke absorber voor dat gas be-
geval meten wij de zuurstofpercentageverandering, die
ontstaat, wanneer wij het gasmengsel onderzoeken, met en
zonder het onbekende gas.nbsp;, • jx j
Alhoewel met dit apparaat ons doel bereikt is, biedt de
O
zuurstofmeter de mogelijkheid met nog grootere nauwkeurigheid
te meten.nbsp;■ a^
Te verbeteren zijn in de eerste plaats de snelheid en in de
tweede plaats de nauwkeurigheid. De beperking van deze twee
factoren vindt zijn oorzaak in de onvoldoende constantie van
den lichtgas- en den luchtstroom.
In het volgende hoofdstuk wordt behandeld, langs welken
eenvoudigen weg dit bereikt is.nbsp;, , ,
Op die plaats wordt uitvoerig ieder onderdeel beschreven;
eenige moeilijkheden, die wij tot nu toe nog niet behandelden,
hebben ook in dat hoofdstuk beschrijving gevonden.
HOOFDSTUK H.
Beschrijving van het laatste toestel.
§ 1. Methode om een constanten onderdruk te maken.
Reeds in het vorige hoofdstuk is uiteengezet, hoe belangrijk
het is, den luchtstroom van het gasmengsel, dat wij willen onder-
zoeken op het gehalte aan zuurstof, constant te houden. Ook
is er reeds op gewezen, dat de Uchtgasstroom zoo constant nioge-
lijk moet zijn, daar deze gasstroom een afkoelende werkmg «
op het thermopunt. Het toestel, besproken in hoofdstuk I, § .3,
wordt nu beperkt in zijn nauwkeurigheid door de mconstanae
van den stroom lichtgas, dien wij toevoerden door middel van een
Saia-slangpomp. Het ligt voor de hand, dezen gasstroom constant
temakenopdewijze,waaropditmetdenluchtstroomgedaanwerd.
Er zijn twee bezwaren, die ons weerhouden dezen weg m te
slaan In de eerste plaats moet het lichtgas, dat door het water
borrelt, worden opgevangen en weggevoerd; in de tweede plaats
wordt de apparatuur te ingewikkeld.
Reeds bij het eerste toestel is getracht een constanten
luchtstroom te verkrijgen, door het gas van een ™imte met
hoogeren druk, naar een ruimte met lageren druk te laten stroo-
men door een daarvoor geschikt capülair. De druk in deze
SILe ruimte is gelijk aan dien van de buitenlucht. De luchtdruk
in de ruimte met „hoogerequot; spanning wordt kunstmatig m h
leven geroepen. Wanneer meerdere gassen stroomen m de mmite
met kgerenquot; druk, is het nadeel van deze opstelling, dat voor
rv';n deze gassen voor een constanten overdruk gezorgd moet
quot;quot; nI to korte behandeling van de bij dit probleem optredende
-ocr page 43-moeilijkheden, ligt de oplossing voor de hand. Immers, mdien de
verbrandingsruimte onder constanten onderdruk gehouden wordt,
zullen de gassen, lucht en lichtgas, binnenstroomen met een
van onderdruk en capillair-doorsnede afhankelijke constante
stroomsnelheid. Het is dus noodzakelijk, dat in de eerste plaats
een constante onderdruk onderhouden wordt en in de tweede
plaats, dat de gassen die toestroomen buiten de verbrandings-
ruimte, onder atmospherischen druk aanwezig zijn.
Het voornaamste probleem, dat nu op een oplossing wacht, is:
hoe onderhoudt men een constanten onderdruk, wanneer in de
ruimte, waarin deze constante onderdruk moet heerschen, gas-
sen binnenstroomen?
Dit is een probleem, dat niet statisch, doch dynamisch is.
Tot nu toe bestond er terecht een zekere angst voor luchtdruk-
variaties, omdat de luchtketel, die deze variaties moest op-
vangen, altijd tusschen pomp en vlam stond, hetgeen weer be-
paalde voorzorgen vereischte, om traagheid van het toestel te
voorkomen.
De gasmengsels, welke uit de verbrandingsruimte worden op-
gezogen, kunnen zonder bezwaar door een windketel gaan. De
geheele schadelijke ruimte van het apparaat bestaat nu uit
capillair en brander.
Omtrent pompen en ventielen is onze ervaring te troosteloos,
om er, in dit verband, eenig succes van te kunnen verwachten.
De 'flesch van Mariotte wordt gebruikt om een constanten
vloeistofstroom te verkrijgen en onze gedachtengang was nu,
deze flesch een constanten luchtstroom te laten aanzuigen.
Wanneer dit met de noodige voorzorgen geprobeerd wordt, ge-
lukt het zeer goed. Het zou ons te ver voeren op deze plaats een
bewijs te leveren, waaruit de juistheid van deze toepassing zou
blijken en wij volstaan met een verslag te geven van de opsteUing,
welke gebruikt is en in alle opzichten aan het doel beantwoordt.
Uitvoering (zie fig. 9).
Als waterreservoir wordt een tien-literflesch gebruikt, welke
-ocr page 44-aan den onderkant een tweede opening be A In ^en haU ^
rich een doorboorde caoutchonc-stop, waardoor drie glazen bm
zen loopen.
r_ |
u | |
fl | |
h (EG |
Pi,. 9. Flesch van ^-^S^^Ï^dtnsS^uS^CtS
staat met de waterleidmg.nbsp;S^ji^is D. Capillair. E. Schroef-
het lichtgas-te latennbsp;wordt. F. Dubbele uit-
inrichting. -armede^^de^
-ocr page 45-Buis A (fig. 9) staat in verbinding met de waterleiding en
daardoor wordt de flesch gevuld.
Buis B heeft een kraan, die wij openen als de flesch gevuld
wordt, om het hchtgas, dat zich in de flesch bevindt, weg te
laten stroomen. Dit lichtgas wordt tijdens het vullen van de
flesch aangestoken. Buis C wordt verbonden met de ruimte,
waarin de onderdruk moet heerschen en welke wij P zullen
noemen. Ook in deze buis bevindt zich een kraan, die gesloten
wordt als de flesch met water gevuld wordt. Verder bevindt zich
aan deze buis nog een capillair D, dat een zeer belangrijke
Fig. 10. A. Drukvariaties zonder capillair. B. Drukvariaties met
capillair.
functie heeft (zie onderaan). De buis C loopt tot bijna op den
bodem van de flesch, waar hij omgebogen is, omdat gebleken is,
dat dit de regelmatigheid van den luchtstroom bevordert. Wan-
neer de druk in de ruimte P een zekere grens overschrijdt, bor-
relt de lucht pas door het water, doch dit borrelen houdt op,
wanneer deze druk een bepaalde waarde bereikt heeft. Wanneer
de ruimte betrekkelijk groot is, werkt het apparaat dus met
vrij groote tusschenpoozen. De drukschommeling zal dan zijn,
zooals in fig. 10 A is voorgesteld. Wanneer de ruimte P klem
is, zullen de drukvariaties zijn, zooals in fig. 10 B is voorgesteld.
Het capillair d heeft de functie, de ruimte P als het ware in twee
deelen te verdeden: Ie. een kleine ruimte, die de drukvariaties
snel op elkaar doet volgen en 2e. een groote ruimte, die de kleine
drukvariaties vereffent. De luchtbellen borrelen uiterst regel-
matig. De onderdruk is zeer constant, schommehngen van druk
worden niet waargenomen. De onderdruk wordt op een mano-
meter eevuld met water, afgelezen.
De koogte h moet variabel zijn, waardoor de onderdruk even-
tueel te veranderen is. Dit gebeurt door middel van een schroef-
inrichting E, waardoor de onderdruk tot op Vxo mm water nauw-
Weurie in te stellen is.nbsp;...
' De mtstroomings-opening van het water F levert een Meme
moeilijkheid op. Is deze opening te wijd dan slaat l^^ht temg
door de buis in de flesch; is de opening te nauw dan is de
weerstand voor het water te groot In dit
door twee uitstroomings-openingen te nemen, die met een 1 stuk
vXnden zijn. Iedere'uitstroomings-opening kan nu zoo nauw
ziin dat geen lucht binnen de flesch dringt.
'Sir^et'beschreven apparaat is een hoeveelheid van tien liter
water voldoende, om het ongeveer anderhalf uur achtereen te
^'SetÏ opstelling geeft ons dus een zeer constanten onderdruk
waÏroorÏoxy combustiometer tot zeer groote nauwkeurigheid
quot; gev^d kan Wen. Wanneer het experiment het dan ook ver-
Si wordt de flesch van Mariotte gebruikt, niettegenstaande
^ voor dit probleem een andere oplossing gevonden hebben,
zooals in dit hoofdstuk nader uiteengezet zal worden.
De flesch van Mariotte heeft voor het doel, waarvoor wij haar
..bni ken mast de groote voordeden, die wij beschreven, ook
nfdeetr In de ^^^^^^^^nbsp;-et na één ä twee uur het expen-
Tent afgebroken worden, om de flesch opnieuw met water te
ï^llen. Lt vlammetje moet dan weer worden aangestoken en
het toestel moet zich instellen.
d z bezwaren, voor een practische toepassing, deden ons
nameen andere oplossing zoeken van het vraagstuk: hoe ver-
Sen ^j een constanten onderdruk in een ruimte, waarm
'quot;t~an de waterstraalpomp, die weliswaar een
-ocr page 47-veel te grooten onderdruk geeft, maar in de praktijk een gemak-
kelijk te gebruiken instrument is. De waterstraalluchtpomp
wordt verbonden met een ruimte, die door middel van een capil-
lair in verbinding staat met een veel grootere ruimte. Deze
laatste ruimte staat rechtstreeks in verbinding met de verbran-
dingskamer. Het capillair werd zoo gekozen, dat de druk in de
verbrandingsruimte ± 25 cm water lager was dan de atmospheri-
sche druk. Door de groote capaciteit van de waterstraallucht-
pomp is het mogelijk een onderdruk in de ruimte, die rechtstreeks
met de waterstraalluchtpomp in verbinding staat, te doen ont-
staan, die vrijwel uitsluitend afhankelijk is van den bouw van
de pomp en niet zoozeer van de hoeveelheid gas, die door het
capillair stroomt, mits deze luchthoeveelheid gering is. De ver-
brandingsruimte bevindt zich nu tusschen twee ruimten, waarin
de druk constant is en wel één, waarin atmospherische druk, en
één waarin het „hoogvacuumquot; heerscht. De druk in de verbran-
dingsruimte vertoont niettegenstaande deze voorzorgen, schom-
melingen, die weliswaar kleiner zijn dan 1 mm, maar altijd nog
grooter dan de schommelingen, die de flesch van Mariotte geeft.
Door de twee bufferbussen, die de snelle variaties in druk
opvangen, met warmte-isoleerend materiaal in te pakken, wor-
den de drukschommelingen inderdaad iets kleiner, maar toch
blijven nog onregelmatigheden over, die niet in temperatuur-
variaties haar oorsprong vinden.
Alhoewel het dus niet mogelijk blijkt, deze hinderlijke schom-
melingen te nivelleeren, biedt het gebruik van deze opstelhng
zoovele practische voordeelen, dat wij gezocht hebben naar een
weg, om deze niet volmaakte opstelling toch te gebrmken. In
principe is dit mogelijk! Immers de invloed van hchtgas en lucht
(zuurstof) op het thermobandje, is binnen zekere grenzen tegen-
gesteld.nbsp;.
Wordt het drukverschil tusschen verbrandingsruimte en bui-
tenlucht grooter, dan zal per tijdseenheid meer lucht, maar ook
meer lichtgas toestroomen. Het thermoringetje wordt dus eener-
ziids meer verwarmd, doordat meer zuurstof verbrandt, ander-
zl]Ï Ter afgekoeld, doordat de liniaire snelheid van het hcht-
^'LTogeliiltód bestaat, dat deze twee factoren elkaar op-
heffen, waarbij dus drukvanaties binnen zekere g-nz^n geen
invloed hebben op de temperatuur van het thermopunt. Dit is
echter niet de eenige eisch, dien wij moeten stellen, wanneer
wii drukschommehngen dulden.
De gevoeligheid voor een bepaalde hoeveelheid zuurstof moet
ook onafhankelijk van de drukvanaties zijn.
De laatste eisch, die bovendien nog gesteld dient te worden,
is deze, dat de gevoeligheid nog redelijk groot moet blijven.
Om deze quaesties juist te kunnen beoordeelen, hebben wij
een uitgebreid onderzoek ingesteld, waarbij allereerst ondicht
L welken invloed een bepaalde drukvariatie heeft op de tem-
p;rrtuur van het thermopunt bij diverse lichtgas/luchtverhou-
quot;^'oelderdruk, waarvan wij uitgingen, bedroeg 25 cm water,
welken wij verkregen met de flesch van Mariotte, omdat daar-
Tede druLnatifs gemakkelijk te maken zijn, terwijl spon ane
Trukvi-ties daar Ler klem zijn en de metingen nauwelijks
h nLen De drukvariatie bedroeg een willekeurig gekozen be-
dquot;^n^ 2 cm water. Bij een bepaalde lichtgas/luchtverhoudmg
wordt de' druk op 25 cm^ water onderdruk gebracht - de g^-
vanometer met de variabele tegenpotentiaal op nul gesteld.
VervXens wordt de onderdruk op 23 cm gebracht en de gal-
yromLrstand afgelezen. Om een redelijk aanta meün^
kunnen doen, is het noodzakelijk een groot aantal capillairen
met verschillende „doorgankelijkheidquot; te bezitten.
Om deze doorgankelijkheidquot; te meten, werd van de flesch
van MarTot^ geb?uik gemaakt, waarbij de hoeveelheid uitstroo-
Tnrwater gemeten werd. wanneer het te meten capiU^r aan
de zuigbuis van de flesch werd verbonden en de druk 25 cm
onderdruk bedroeg.
Wanneer uit de flesch nu A c.c. water per uur stroomt, komt
door het capillair C X A c.c. lucht binnen, waarbij de C af-
hankelijk is van den onderdruk, die de flesch van Mariotte
maakt.nbsp;. .
Op deze manier kunnen wij dus van een aantal capiiiairen
de doorgankelijkheid in relatieve maat bepalen.
Wij vonden:nbsp;AQ'7r
voor capillair 1 een doorgankelijkheid per uur van C X 0,97 iiter
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
C X 1,16
C X 2,18
C X 2,80
C X 3,42
C X 3,57
C X 3,66
C X 5,37
C X 7,62
C X 8,52
C X 9,72
C X 10,92
C X 14,46
Met capillair 1 als „luchtcapillairquot; en de 12 andere capiiiairen
achtereenvolgens als „Hchtgascapillairquot; kunnen wij de in dit
hoofdstuk besproken proeven doen.
Vervolgens nemen wij capillair 2 als luchtcapillair en de an-
dere als hchtgascapillair. Wanneer wij de andere capiiiairen
ieder als luchtcapillair gebruikt hebben, kunnen wij de gevonden
getallen in een grafiek brengen (fig. 11). Op de y-as zetten wij
in positieve richting den galvanometeruitslag af, dien wij krijgen
onder de bovengenoemde voorwaarden.
Op de %-as zetten wij het quotiënt, dat verkregen wordt, door
in den teller de lichtgashoeveelheid te plaatsen en in den noemer de
luchthoeveelheid, die per uur door het capillair stroomt.
Capillair 1 blijkt niet geschikt te zijn als luchtcapillair, omdat
de vlam niet aan te steken is.
11 Hn rlP ^as is de verhouding van de hoeveelheden lichtgas-
een bepaald „luchtcapuian .
Metingen met capillair 2.
Doorstrooming bij een onderdruk van 25 cm water.
Capillair-
nummers
Gemid-
deld
Uitslag
Quotiënt
III
II
I
lichtgas lucht
22,0
14.0
13,4
13.1
13,0
12,9
12,8
12,8
12,7
12,6
11,7
9,9
21,4
13.6
13,3
13,1
13,0
12,8
12,8
12,8
12,6
12.7
12,0
10,5
22,1
14,6
13,3
13.0
13.1
12,9
12,8
12,9
12,9
12,6
11,6
9,8
22.5
13,8
13.6
13,2
13,0
13,0
12.7
12.8
12,7
12,5
11,4
9,4
0,84
1,88
2,41
2,95
3,08
3,15
4,63
6,57
7,34
8,38
9,41
12,42
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Elke meting wordt driemaal gedaan. De onderdruk wordt met
een loupe afgelezen en zeer nauwkeurig ingesteld
In het algemeen geeft, zooals uit bovenstaande tabel blijkt,
een kleine drukverandering reeds een aanzienlijken galvanometer-
uitslag.
Metingen met capillair 3.
Doorstrooming bij een onderdruk van 25 cm water.
Capillair- |
Uitslag |
Gemid- | ||||
nummers |
Quotiënt |
deld | ||||
lichtgas |
lucht |
I |
11 ! |
III | ||
1 |
3 |
0,44 |
vlam |
brandt niet | ||
2 |
3 |
0,53 |
i gt; |
} i | ||
4 |
3 |
1,29 |
8,5 |
8,3 |
8,4 |
8,4 |
5 |
3 |
1,57 |
6,3 |
6,3 |
6,6 |
6,4 |
6 |
3 |
1,64 |
5,8 |
5,9 |
6,3 |
6,0 |
7 |
3 |
1,68 |
5,8 |
6,0 |
5,8 |
5,9 |
8 |
3 |
2,46 |
4,6 |
4,8 |
4,8 |
4,7 |
9 |
3 |
3,45 |
4,3 |
4,3 |
4,3 |
4,3 |
10 |
3 |
3,91 |
4,0 |
4,4 |
4,1 |
4,2 |
11 |
3 |
4,46 |
4,2 |
4,2 |
4,1 |
4,2 |
12 |
3 |
5,01 |
4,3 |
4,1 |
4,3 |
4,2 |
13 |
3 |
6,63 |
0,6 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
De vorm van de kromme is dezelfde als de voorgaande. Het
horizontale deel ligt lager en is korter. Het snijpunt met de
a;-as geeft dus het punt aan, waarbij drukvariaties geen mvloed
hebben.
-ocr page 53-Metingen met capillair 4.
Doorstrooming met een onderdruk van 25 cm water.
Capillair- ] |
1 Quotiënt |
Uitslag |
Gemid- | ||||
lichtgas |
lucht |
I |
II |
III | |||
1 |
4 |
vlam |
brandt niet | ||||
2 |
4 |
0,41 |
34 |
28 |
29 |
30 | |
3 |
4 |
0,72 |
13,1 |
12,9 |
12,4 |
12,8 | |
5 |
4 |
1,22 |
5,9 |
6,2 |
5,8 |
6,0 | |
6 |
4 |
1,27 |
5,6 |
5,6 |
5,7 |
5,6 | |
7 |
4 |
1,31 |
5,0 |
5,0 |
5,2 |
5,1 | |
8 |
4 |
1,92 |
3,9 |
3,6 |
2,8 |
3,0 | |
9 |
4 |
2,92 |
2,4 |
2,5 |
2,5 |
2,5 | |
10 |
4 |
3,04 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 | |
11 |
4 |
3,47 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 | |
12 |
4 |
3,90 |
1,9 |
2,1 |
2 |
2 | |
13 |
4 |
5,16 |
-1,2 |
-1,2 |
—0,9 |
-1,1 |
Deze kromme ligt gunstiger dan de voorgaande; overigens
gelden de opmerkingen, gemaakt bij voorgaande krommen, ook
voor deze.
-ocr page 54-Metingen met capillair 5.
Doorstrooming bij een onderdruk van 25 cm water.
Capillair- |
Uitslag |
Gemid- | |||||
nummers |
Quotiënt |
deld | |||||
lichtgas |
lucht |
I |
II |
III | |||
1 |
5 |
0,28 |
De vlam brandt niet | ||||
2 |
5 |
0,34 |
i} |
} gt; | |||
3 |
5 |
0,64 |
) ) |
}} |
,, quot; |
11,7 | |
4 |
5 |
0,88 |
11,8 |
12,1 |
11,2 | ||
6 |
5 |
1,04 |
7,9 |
8,2 |
7,9 |
8,0 | |
7 |
5 |
1,07 |
7,6 |
7,6 |
7,9 |
7,7 | |
8 |
5 |
1,57 |
3,7 |
4,0 |
4,0 |
3,9 | |
9 |
5 |
2,23 |
1,5 |
1,5 |
1,6 |
1,5 | |
10 |
5 |
2,49 |
0,8 |
0,9 |
1.3 |
1,0 | |
11 |
5 |
2,84 |
0,3 |
0,0 |
0,3 |
0,2 | |
12 |
5 |
3,19 |
-1,2 |
—1,1 |
—1,1 |
—1,1 | |
13 |
5 |
4,23 |
-6,4 |
—6,3 |
-6,0 |
—6,2 |
Het horizontale gedeelte is geheel verdwenen. De kromme
snijdt de A;-as zeer steil.
Tabel E.
Metingen met capillair 6.
Capülair- |
Quotiënt |
Uitslag |
Gemid- | |||
lichtgas |
lucht |
I |
i n |
III |
De vlam brandt niet
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
13
34,4
21,6
14,0
12,8
10,6
8,4
0,2
1,03
1,50
2,14
2,38
2,73
3,06
4,05
33,9 |
33,7 |
34 |
21,0 |
21,4 |
21,3 |
13,9 |
13,5 |
13,8 |
12,8 |
12,09 |
12,8 |
10,4 |
10,5 |
10,5 |
8,7 |
8,7 |
8,6 |
0,3 |
0,7 |
0,4 |
Wanneer wij de grafieken bestudeeren, welke verkregen zijn
volgens de in dit hoofdstuk vermelde methode, dan valt ons m
de grafieken n°. II, III, IV en V een vormgelijkheid op, die wij m
grafiek VI missen (fig. 11).
Het bhjkt, dat alle luchtcapillairen met grootere doorgankelijK-
heid dan C X 3,42 L, dezen afwijkenden vorm geven.
Op de verklaring hiervan komen wij nader terug.
Het opmerkelijke in de vier grafieken is wel, dat zij bestaan
uit een dubbelgebogen kromme, waarvan vooral m de grafieken
II, III en IV het middelste deel horizontaal loopt.
Wat beteekent dit horizontale deel?
Dit horizontale deel wijst allereerst uit, dat de uitslag bij
-ocr page 56-drukvariatie van 25 op 23 cm onderdruk, gelijk blijft, onaf-
hankelijk van de hoeveelheid lichtgas, binnen zekere grenzen.
Het snijpunt met de A;-as geeft aan, dat drukverandering geen
verandering geeft in den nulstand: het punt, dat wij zoeken.
De verschillende krommen snijden de ^-as echter zeer steil.
Een kleine verandering van het quotiënt geeft groote veran-
dering van het nulpunt bij drukvariaties. Daarom zochten wij
een horizontaal deel van een curve, dat zoo dicht mogelijk bij
de ;c-as ligt. Het meest geschikt is het deel van de curve, ge-
maakt met luchtcapillair C X 2,80, dat ligt tusschen quotiënt
2 50 en 3 50 Elke millimeter drukverschil geeft ± 1 mm gal-
v'anometerstand afwijking; zoolang dus de drukschommelingen
kleiner zijn dan 1 mm, is een waterstraalpomp te gebrmken,
voor dit gedeelte van het probleem.
Nu rest ons nog een onderzoek in te stellen naar de gevoelig-
heid voor zuurstof, onder omstandigheden, door dit deel van de
curve aangegeven en bij aanvoering van eenzelfde gasmonster,
een vergelijking te treffen tusschen de gevoeligheden onder
de voorwaarden, door de andere curves aangegeven.
Bij eenzelfden onderdruk wenden wij eenzelfde luchtmonstei
aan en noteeren den uitslag van den galvanometer. Lucht- en
hchtgascapillairen worden telkens verwisseld. Het gascapillair
maken wij driemaal zoo groot als het luchtcapillair, omdat met
capillair C X 2,80 gebleken is, dat dit een gunstige verhoudmg is.
Op blz 45 zijn de uitkomsten van deze proeven in een
tabel ondergebracht; er is naar gestreefd, de verhouding licht-
gas: lucht = 3 : 1 te maken, voorzoover de beschikbare
capillairen zulks toelieten.
Galvanometer-uitslag voor een willekeurig luchtmonster.
Quotiënt
Gemiddelde
galvanometer-
uitslag
capillair 5 _ |
3,42 |
= 2,95 |
85 mm |
capillair 9 _ |
7,62 |
= 3,45 |
137 mm |
capillair 10 _ |
8,52 |
= 3,04 |
195 mm |
capillair 12 _ |
10,92 |
= 3,19 |
171 mm |
Uit dit experiment blijkt, dat bij de verhouding van lichtgas:
lucht = 3-1 de absolute gevoehgheid voor zuurstofconcen-
tratieverandermg het grootst is met C. 2,80. Verder bhjkt dat
drukvariaties van 8 o/, geen invloed hebben op de gevoeligheid.
Nu rest nog een onderzoek naar de gevoeligheidsveranderingen,
die ontstaan, wanneer de lichtgastoevoer variëert
Reeds is gebleken, dat het zekere voordeelen biedt, de lich -
gashoeveelheid 21/2 a 3 maal zoo groot te maken als de lucht-
hoeveelheid.nbsp;'nbsp;^ , __
Wij laten hier een tabel volgen, waarm de galvanometer-
uitslagen vermeld worden, indien als luchtcapillair C. 2,80 ge-
bruikt wordt, het lichtgascapillair variëert en onder deze ver-
schillende omstandigheden, eenzelfde luchtmonster wordt aan-
geboden (zie fig. 12).
Quotiënt
Uitslag |
Gemid- | ||
I |
II |
III | |
20,1 |
19,8 |
19,8 |
^ 19,9 |
20,0 |
20,4 |
20,5 |
: 20,3 |
20,2 |
20,2 |
i 20,4 |
; 20,3 |
20,0 |
19,9 |
20,4 |
! 20,1 |
19.4 |
19,4 |
; 19,3 |
19,4 |
18,5 |
: 18,7 |
: 18,6 |
; 18,6 |
Lichtgascapillair
1,31
1,92
2,72
3,04
3,47
3,90
3,66
5,37
7,62
8,52
9,72
10,92
Tusschen 1,92 en 2,72 zijn wij dus in een gevoehgheids-
maximum. Om in het horizontale gedeelte van de curve te komen
(zie blz. 44) moeten wij tusschen quotiënt 2,50 en 3,50 blijven;
om aan beide voorwaarden te voldoen dus tusschen 2,50 en 1,1 Z.
Als lucht-capillair wordt dus gebruikt C. X ƒ,80 (n . 4;.
Als lichtgas-capillair wordt gebruikt C. X 7,62 (n°. 9).
4
21
20
'9
18
17
T7-,, 19 Ot. de AT-as wordt het quotiënt afgezet, dat verkregen wordt
Snbsp;rxTsoVS
bij een «nd^rdruk v^an 25 ^nbsp;-nbsp;^^^ willekeurig,
^eHdriïcMtofsSrar^^^^^^^^^^ f-c^ennbsp;^,72 is de
gevoeligheid optimaal en ongeveer dezelfde.
-ocr page 59-Het blijkt, dat het gebruik van de waterstraalluchtpomp,
waarom deze proeven begonnen zijn, met teleurstelt^
Met de methode, besproken in het begm van dit hoofdstuk,
bedroeg de gevoeligheid voor 1 o/, zuurstof, 1000 mm, waarbij
de uitslag reproduceerbaar is tot op 1 mm.
Voor uiterst subtiele proeven blijft de flesch van Mariotte de
voorkeur genieten, omdat nu de gevoehgheid van het meet-
instrument opgevoerd kan worden, waarbij de reproduceerbaar-
heid tot 1 mm nauwkeurig is. Op deze mamer komen wij tot
5.000 mm uitslag voor 1 % zuurstof.nbsp;, , ^
De afwijkende vorm van de kromme, die werd geleverd met
capillair 6, wettigt de opvatting, dat wij hier een ander verschijn-
sel meten, dan met een capillair met kleineren diameter dan
capillair 6.nbsp;..,
Wanneer het lucht-capillair meer gas toelaat per tijdseen-
heid, zal de vlam grooter worden. Het vlammetje komt dus
dichter bij den thermoring, waardoor het energietransport ook
geschieden kan door geleiding en(of) stroommg.
In hoofdstuk II, § 4, over het thermoringetje, wordt nader
gewezen op het feit, dat de energie, die op het thermormgetje
komt, hoofdzakelijk afkomstig is van straling.
Ook bij het laatste toestel is het noodig de verbrandingsruimte
op constante temperatuur te houden.nbsp;, i. z t,.
De temperatuur van het thermopunt wordt mede beheerscht
door de temperatuur van den wand van de verbrandmgsruimte.
Deze wand wordt door het vlammetje verwarmd, zoodat, zon-
der de noodige voorzorgen, de temperatuur van het thermopunt
langzaam zou stijgen, als gevolg van de temperatuurstijging
van den wand.nbsp;.nbsp;, ,,
Daar de warmteproductie van het vlammetje uiterst klem is
bij de laatste modificatie, is het niet meer noodzakelijk, het water
-ocr page 60- -ocr page 61-De temperatuur van dit waterbad stijgt niet
temperatuur van het thermoringetje blijft, wanneer de warmte-
prXtie van de vlam constant is, gelijk. Dat de temperatuu
van het thermopunt inderdaad constant is, blijkt mt het con-
stant zijn van de gemeten E. M. K.
Het water wordt gemengd door lucht te laten stroomen in
een hollen ring, die voorzien is van gaatjes; deze ring hg
coaxiaal om den onderkant van de verbra^mgsruimte zo^^^^^^^^
dus langs den buitenwand van de verbrandingsruimte het water
steeds in strooming wordt gebracht door de -t We^de lucht
De lucht kan betrokken worden uit de luchtdrukleidmg, die m
het laboratorium in iedere kamer aanwezig is.
Bij een verplaatsbaar demonstratietoestel krijgt men de lucht
door middel van een slangpompje.
Het verkleinen van het vlammetje, dat wil zeggen het verlagen
van de warmteproductie per tijdseenheid, heeft dus twee voor-
deelen:
r. het waterbad kan kleiner worden;
2°. het vlammetje gebruikt zeer weinig zuurstof, waardoor
eenige c.c. lucht voldoende zijn om geanalyseerd te worden.
De metalen wand van het waterbad bevat een ruitje onge-
veer op de helft van de hoogte, waardoor het mogehjk is te
controleeren of de aansteker functionneert (zie ook § 5 van dit
hoofdstuk).
Het gedeelte, dat wel de hoogste technische eischen stelt, is
dat deel waarin het brandertje gemonteerd is. In deze para^aaf
zal niet alleen de brander besproken worden, maar ook het ge-
deelte, dat in fig. 14 geteekend is en dat daarmede een technische
eenheid vormt.nbsp;, ,
De vorm van dit gedeelte wijkt af van den vorm van de toe-
stellen uit hoofdstuk I en wel -ornamehjk doordat ^
passing van den onderdruk andere eischen stelt. In principe
peren aansluitklem H bcnnbsp;^^^^^^^ ^^ aansteker bevestigd is.
-ocr page 63-alles hetzelfde gebleven, waterafvoer, gastoevoer brander en
thermopunt zijn ook hier aanwezig en tot één geheel gemaakt;
kleine foutjes uit het vorige toestel zijn verbeterd.
Het geheel heeft een grooteren diameter gekregen, teneinde
ruimte over te hebben om den gummiring A te kunnen bergen.
De verbrandingsruimte moet, zooals reeds uiteen is gezet,
nauw zijn, waardoor gaskamer, watergoot, enz. ook anders ge-
bouwd moeten worden. De waterafvoergoot B bevindt zich lood-
recht onder den wand van de verbrandingsruimte, waardoor het
condenswater niet in de gasgaatjes kan vallen.
Om deze watergoot voldoende breed te maken, loopt de wand
van de verbrandingsruimte aan den onderkant naar buiten,
waardoor de buis daar ter plaatse een grooteren diameter heeft
Deze goot heeft twee breede afvoerbuizen, die m fig. 14 met
geteekend zijn; fig. 15 geeft een detailteekening van dezen afvoer
(P). Deze doorsnede vormt een hoek van 45° met de doorsnede
van fig 14.
De buisjes, die het water afvoeren, zijn verbonden met een
glazen vaatje, dat het condenswater opvangt. Dit vaatje is
luchtdicht afgesloten en met gummislangetjes verbonden aan de
waterafvoerpijpjes. Goede afsluiting is noodig, omdat ook m
deze ruimte onderdruk heerscht. De productie van het condens-
water is uiterst gering (het vlammetje is klein), zoodat het bakje,
dat het water verzamelt, wanneer het niet te klem is, slechts
zelden geledigd behoeft te worden.
Zeer groote moeihjkheden gaf het gaskamertje (C). Dit kamer-
tje is niet meer, zooals bij het derde toestel, geplaatst buiten de
afvoerdraden van den thermostroom, maar bmnen deze dra-
den en wel om ruimte te winnen voor de watergoot.
Het kamertje heeft, om het geheel symmetrisch te maken,
twee toevoerbuisjes, die niet in fig. 14 zijn geteekend.
Fig 16 geeft een detailteekening van de gastoevoerbmzen (K);
deze figuur staat loodrecht op de doorsnede in fig. 14 geteekend.
De twee buisjes zijn verbonden met een glazen H-stuk (zie verder
§ 6 B en fig. 20).
-ocr page 64-Boven op het-gaskamertje bevindt zich een afneembaar dek-
selsequot; dat met twee schroefjes goed sluitend op het gaskamer-
tje bevestigd kan worden.
Het dekseltje is afneembaar gemaakt, om eventueele onge
rechtigheden uit het kamertje te verwijderen. In het dekseltje
zijn zes^gaatjes aangebracht, om het gas circulair symmetrisch
uit het gaskamertje te laten stroomen.
B
B-
D-f
P-
/I
Fi£ 15 B. Watergoot met af-
voer P. Afvoer. O. Koperen
blok. T. Dekseltje op het gas-
kamertje, waarin zich zes gaat-
jes bevinden. C. Gaskamertje.
D. Dichting.
Fig. 16. B. Watergoot. C. Gas-
kamertje met toevoer. R. Licht-
gastoevoer. D. Dichtmg. O.
Koperen blok. T. Dekseltje op
gaskamertje, met schroefje voor
bevestiging.
De eigenlijke brander loopt dwars door het kamertje. Deze
brander is uitneembaar. Dit stelt weer hooge eischen aan de
Lerking, omdat lekken langs den brander funest zijn. De
b'rder wordt vastgeschroefd tegen een gummiring D zoodat
Ïkken langs den brander, via de gaskamer mtgesloten zijn.
Het koperen buisje, dat het kwartsbuisje E bevat, is veel dun-
-ocr page 65-ner uitgevoerd, om wervelingen te voorkomen; aangezieii de
overgang van het koperen buisje op het kwartsbmsje bi] de
vorige toestellen te groot was (zie fig. 3).
Het kwartsbuisje heeft een wand van ± 0,5 mm en een
binnendiameter van 0,8—1,0 mm.
De afvoerdraden van het thermopunt moeten:
r. stevig bevestigd zijn;
2°. geïsoleerd door het koperen blok loopen;
3°. geen lekkansen geven.
Om aan deze eischen te voldoen, zijn twee glazen buisjes V
in het koperen blok gekit. De manganin- en constantaandraden
zijn in deze glazen buisjes gelakt. De groote boring m het blok,
waarin het stuk eboniet F geplaatst wordt, is gedeeltelijk met
lak volgegoten. Het ebonieten blok F is met kit vast tegen de
lak aangedrukt, waardoor ook hier lekken voorkomen worden.
De draden worden vervolgens gesoldeerd aan de koperen blok-
jes G. Aan de schroefjes wordt respectievelijk een constantaan-
en een manganindraad bevestigd.
Het koperen gedraaide blok O is nu in zijn geheel uit tiet
toestel te nemen, hetgeen het schoonmaken en repareeren ver-
eenvoudigt.
Met twee stevige schroeven H wordt dit blok tegen den
gummiring A bevestigd.
De bus K is gefixeerd op de plaat M, welke met zes schroeven op
den bodem van het waterbad, waterdicht bevestigd wordt.
Door deze plaat loopt de toevoerbuis voor eenroennrichtmg
(zie § 2 van dit hoofdstuk).
Twee stevige koperen staven L zijn vastgesoldeerd aan den
wand van K en geven den aansteker (fig. 13) steun, waardoor
het glaasje M niet mechanisch belast wordt.
Het koperwerk is zwaar vernikkeld, omdat het zich steeds
onder water bevindt.
Uit het koperen blok steken dus vijf buisjes:
twee voor gastoevoer, twee voor waterafvoer en één (en wel
de middelste) voor de analyselucht. Het geheele „blok be-
V „rzth m het waterbad om een gelijkmatige, constante tem-
peratuur te verkrijgen van het lichtgas en het analysegas
De lengte van het buisje, waarop de brander gemonteerd is,
werd zoodanig gekozen, dat het vlammetje in het midden van
het waterbad brandt.
§ 4. Het thermopunt.
Uit de vele methoden om een temperatuur te meten, gaven
wij de voorkeur aan de methode van Th. J. Seebeck, die reeds
Tn 1822 gepubliceerd is. Hierbij wordt de electromotonsche
kracht gemLn, die ontstaat bij het temperatuurverschil tus-
schen contactplaatsen van twee verschillende metalen.
Als metalen kozen wi] manganin en constantaan, daar de
electromotorische kracht ongeveer recht evenredig is met het
quot;^quot;eèft evenals manganin bovendien een. voor
tempefatuursveranderingen, bijna o-r-»
en een ander zeer belangrijk voordeel i^ dat de EM ten op
zichte van manganin, zeer groot is. Deze is namehjk bij een
graad temperatuursverschil tusschen de twee contactplaatsen.
4,1 X 10-® volt.
Miin leermeester Noyons 16) maakte reeds in 1935 gebruik
van het zoo juist beschreven principe, om de temperatuurs-
verandering in de buurt van een gasvlam te meten, wanneer het
glsTl of met gemengd is met een bepaalde hoeveelheid brand-
baar gas (acetyleen, butagas, enz.).
Zonder op dit principe verder in te gaan, moet toch de tern-
üeratuurmeting in de buurt van de vlam nagegaan worden,
SatTze methode den stoot heeft gegeven tot de ontwikke-
hng van de in dit proefschrift beschreven thermometmg.
Wanneer men de temperatuur in de omgeving van een vlam
wil meten met behulp van een thermopunt, dan staat men voor
de moeiüjkheid, dat, wanneer men zonder meer het thermopunt
in de buurt van de vlam plaatst, de temperatuur van het thermo-
punt zeer afhankelijk is van eventueele afstandsverandenngen
van het thermopunt tot de vlam.
Noyons heeft deze moeilijkheden aldus trachten op te lossen:
Indien men het thermopunt een cylindrischen vorm kan geven
en men dezen cyhnder coaxiaal om de uitstroomopening van het
lichtgas zet, dan zal de gemiddelde temperatuur van den cyhnder
dezelfde zijn, óók al valt de as van den cyhnder met samen met
de as van den zuurstofbrander. Bij benadering is de totale hoe-
veelheid energie, die op den cyhnder valt, wanneer deze energie-
overdracht door straling plaats vindt, onafhankehjk van de ver-
plaatsing van de energiebron in het horizontale vlak.
Uitvoering.
Mijn leermeester voerde zijn idee als volgt uit:
Twee draden, één van manganin, de andere van constantaan,
worden aan elkaar „gesoldeerdquot; met een platina cyhnder. Ue
platinacyhnder wordt nu als soldeerplaats beschouwd en de
electromotorische kracht, die gemeten wordt, is dus afhankelijk
van de gemiddelde temperatuur van dezen platinacyhnder.
Is deze opvatting geheel juist? Wanneer de platinacyhnder
in oneindig kleinen tijd temperatuursverschillen kan vereffenen,
die op verschiUende plaatsen kunnen optreden, bijvoorbeeld door
wapperen van de vlam, dan mag men inderdaad den platma-
cyhnder opvatten als de „soldeerquot; tusschen constantaan en
manganin.nbsp;, ,
Echter de temperatuurverdeeling op den cyhnder wordt be-
heerscht door den warmtegeleidingscoëfficiënt van platma, met
andere woorden, de factor tijd speelt een rol.
Bij deze opstelling is het zeer zeker niet onverschiUig of de
temperatuur van den platinacyhnder niet overal dezelfde is.
want de cylinder vormt zelf weer twee thermopunten en wel met
TnstantaLen met manganin, waarvan wij 1-t laatste kunnen
verwaarloozen (een graad temperatuursverschil geeft 1 X 10
quot;quot;quot;wij kunnen dus eigenlijk volstaan met de soldeerplaats con-
stantaan-platina te beschouwen.
Van de temperatuur van deze plaats hangt de te meten
E M K af
Dit thermopunt hgt niet geheel om de vlam heen, zooals eigen-
üjk de bedoeling was, maar buiten de vlam, zooals met ge-
quot;quot; D^gLirwarmtegeleiding van platina maakt toch deze op-
steUing, voor het gestelde doel, voldoende geschikt.
Bij onze methode is gebruik gemaakt van het juiste principe
de gemiddelde temperatuur in den cylinder te meten, coaxiaal
geplaatst om de vlam.
De cyhnder bestaat uit twee kleine cylinders, een van man-
ganin en één van constantaan, die boven elkaar gesoldeerd zyn
met zilver (hoog smeltpunt). De zilveren ring is dus de soldeer-
plaats tusschen de metalen.
Aan den manganinring wordt een manganindraad gesoldeerd
en aan den constantaanring een constantaandraad
Bij deze opstelling is practisch venvezenlijkt, wat theoretisch
voor het beste werd gehouden.nbsp;, t:,nbsp;f
Aangenomen wordt bij deze opstelling, dat de E.M.K, af-
hankelijk is van de gemiddelde temperatuur van de soldeerplaats,
hetgeen bij benadering juist is.
iet maken van deze thermopunten is een uiterst subtiel werk^
Dr D Th J. ter Horst, conservator van het Physisch
laboratorium te Utrecht, was zoo welwillend mij de tech-s^
gegevens te verschaffen voor het produceeren van het bekende
thermoband van Moll en Burger.
Wii maakten de thermoringen op de volgende wijze:
Een draad van manganin en een draad van constantaan, van
-ocr page 69-0 8 mm, werden eerst gewalst tot op ± 0,5 mm (zie fig. 17).
Eén van de platte kanten, die ontstaan, wordt met moeilijk
smeltbaar zilver gesoldeerd tegen één van de platte kanten va^n
het andere metaal (zie fig. 17), zoodat de draden m de lengte
langs elkaar hggen. Deze draden worden nu gewalst en wei
zoo dat constantaan komt te liggen naast mangamn. üp deze
manier is iedere dikte, tot 10 te verkrijgen. Deze bandjes
worden nu gesoldeerd met iets gemakkelijker smeltbaar zilver
en vervolgens worden de constantaan^ en manganindraden ge-
soldeerd met tin of uiterst gemakkelijk smeltbaar zilver.
Men kan ringetjes maken van elke gewenschte dikte en door-
snede, al naar het doel, waarvoor zij gebruikt zullen worden
Reeds bij de ontwikkeling van het toestel is gebleken, dat het
thermopunt steeds lichter gebouwd kon worden, naarmate fou-
ten, die vorige toestellen hadden, vermeden werden.
Eén van de eischen die wij ons gesteld hadden, was de
-ocr page 70-methode uiterst snel te maken. Dit hebben w, ten dee^^
door de schadelijke ruimte van het toestel klem te houden, het
geen weer mogeijk was, doordat gebruik gemaakt werd van den
fnderdruk. In de tweede plaats moest het thermobhk zoo dun
Igel^k gemaakt worden. Dit geeft technisch groo e moeürjk-
Tden daar dit dunne blik niet gemakkelijk met züver te sol-
deeren is
Gebruikt werd blik tot 10 /a dik.
Wanneer het ringetje een diameter had van ± 5 mm en een
rquot; n i^irtJiiSr
^0 0? ofnbsp;^r-nde, gaven nog uitslagen van
Ï; W te weten, welk deel van de warmteproductie
van de vlam gemeten wordt met den thermormg.
In principe kan dit energietransport plaats vinden door.
Ie. Geleiding.
2e. Strooming.
3e. Straling.
« denke men zich het gasmilieu eerst in volkomen
quot;net kost eenigen tijd om het gasmolecule, dicht bij de vlam
haar kinetische'energie te laten doorgeven aan den wand van
'^VrrheT^Ueu, waarin dit gebeurt, opschuift met een
zetee éénparige snelheid, kan men zich voorstellen, dat de
mSecuirn met grootere kinetische energie, het thermopunt me
Tken meranfere woorden, dat het warm worden van het
thermopunt niet op geleiding berust.nbsp;. x „ ,
Z Z zeker te weten, moet dus de snelheid van het gas
bekend worden.
De doorsnede van den brander is 18 mm.
-ocr page 71-De gewijzigde flesch van Mariotte z^t ± 10 1 gas aan,
dat is dus per seconde ± 3 c.c.nbsp;• • , i
De snelheid van het gas in de verbrandingsruimte is ± 1
r*tt\ /^gc
Op grond van deze groote verticale snelheid kan men aan-
nemen dat het energietransport door geleiding, hoogstens een
ondergeschikte rol speelt bij de energie-overdracht van de om-
gekeerde vlam naar het thermobandje.
Proeven, om dit practisch te bewijzen, zijn met genomen,
omdat dit op groote moeilijkheden moet afstuiten.
2e. Strooming.nbsp;,
Daar steeds getracht is wervelingen te voorkomen, omdat deze
het thermopunt onregelmatig verwarmen, is er geen reden om
aan te nemen, dat nu nog stroomingen in radiaire richtmg aan-
wezig zijn, vooral daar de verticale gasstroom deze ook nog
tegengaat.
^'uit^7e'voorgaande beschouwing volgt, dat energietoevoer
uitsluitend berust op straling. Daar de middenstof constant
van samensteUing is, zal de straling geen variaties vertoonen,
als de vlam constant is. (Zie ook bladz. 47).
Op den thermoring heeft echter niet aUeen de vlam invloed
maar ook de temperatuur van den wand van het vat; deze wordt
echter door het waterbad constant gehouden.
De warmte van het thermopunt wordt verder afgevoerd door:
Ie. Straling (op den wand).nbsp;, . x
2e. Geleiding (via gas en manganin- en constantaandraden).
3e. Strooming (via gas).
De geleiding zal afhangen van den warmtegeleidingscoëfficiënt
varh!t gasmengsel, die in het algemeen dezelfde zal blijven en
voorts van de geleiding via de draden.
Het warmteverlies door strooming wordt beheerscht door de
warmtecapaciteit en de stroomsnelheid van het gas.
De stroLsnelheid is steeds dezelfde, zooals reeds bewezen is
in paragraaf 1 van dit hoofdstuk.
De warmtecapaciteit en het warmtegeleidingsvermogen hangen
af van de samenstelling van het gas, die constant beschouwd
mag worden.nbsp;,nbsp;i- u;;
De invloed op de temperatuur van het thermormgetje bi]
verhooging van den warmtegeleidingscoëfficiënt van het müieu,
Larin zich het ringetje bevindt, blijkt duidelijk, wanneer wy
het hchtgas mengen met andere gassen.
Merkwaardig is in dit verband het gedrag van stikstof en
quot;ItiSofgemengd met hchtgas, geeft, tegen de verachting
in, verhooging van temperatuur van het thermobhk omda
blijkbaar de vermindering van de warmtegeleidmg overheerscht
over het effect, dat de verlaging van de calorische waarde van
het lichtgas tengevolge moet hebben.
Butagas, met hoogere calorische waarde dan hchtgas, geeft
met hchtgas gemengd, een verlaging van temperatuur van het
rermobhk, als gevolg van den grooten warmtegeleidmgscoef-
dat, niettegenstaande de ^sMl^
van het lichtgas inconstant is, hiervan nooit eemge hmder
ondervonden is.
Een belangrijk probleem is verder nog, welke de plaats moet
zijn van de vlam ten opzichte van den thermoring en welke de
afmetingen moeten zijn van dit ringetje.
Alhoewel de plaats van de vlam niet zeer kritisch is, worden de
beste resultaten verkregen, wat betreft de constantie van tem-
peratuur van het thermoringetje, wanneer de mtstroommgs-
van den brander zich juist bevindt in hetzelfde horizon-
tale vlak als de onderkant van den thermocyhnder.
De doorsnede van den cylinder kan variëeren tusschen vier
en zes millimeter, terwijl de hoogte de vier millimeter met over-
schrijden mag, daar anders andere invloeden dan de strahng
van de vlam, de temperatuur van dezen cylinder beïnvloeden.
De constantaan- en manganindraden moeten ± 0,3 millimeter
dik zijn, daar dan voldoende stevigheid gegarandeerd is, terwijl
de warmtegeleiding via deze draden niet hinderlijk is.
§ 5. De aansteker.
Reeds bij de eerste toestellen werd gebruik gemaakt van een
gloeidraad, om het zuurstof vlammetje aan te steken.
Alhoewel deze methode wel voldeed, waren er toch eenige
bezwaren, namelijk:
r. de gloeidraad had een korten levensduur;
2° naarmate de vlam kleiner werd, was het aansteken moeilijker.
Hierbij kwam nog een derde bezwaar, toen bij het laatste
toestel de onderdruk ingevoerd werd, n.1. groote lekkansen bij
den aansteker.
De brander krijgt bij een bepaalden onderdruk een bepaalde
hoeveelheid lucht. Deze hoeveelheid lucht is te klein om aange-
stoken te worden met een gloeidraad. Wat ligt meer voor de
hand dan deze hoeveelheid tijdens het aansteken te vergrooten.
Onderaan den brander bevindt zich een T-stuk, dat met twee
capillairen verbonden is. Het eene capillair regelt de hoeveel-
heid op O2 te onderzoeken lucht. Het andere capillair kan door
een kraan afgesloten worden. Bij het aansteken wordt de kraan
even opengezet, waardoor een zoodanige hoeveelheid lucht bin-
nenstroomt, dat het aansteken zonder bezwaar gaat. Hiermede
is dus de tweede moeilijkheid opgelost. Wanneer de gloeidraad
kort in de vlam blijft, wordt de platinadraad met erg bescha-
digd Het uitsluiten van lekken is technisch betrekkelijk een-
voudig op te lossen. Uit de beschrijving van den aansteker volgt,
hoe deze laatste twee moeilijkheden opgelost zijn.
Twee koperen staafjes (A) loopen geïsoleerd ^ioor een ebometen
doi B (fig 18). Aan deze twee staafjes is een platmadraad be-
S die ei dikte heeft van 0,15 mm. De lengte van dezen
Tusvormigen draad is ± 15 mm^De ^-d ^ ^^^^
een accu van 2 volt; de weerstand van den draad is 0,2 ü, zoo
Lt de accu gedurende enkele seconden ± 3 ampere levert
ingezien de draad rood gloeiend wordt, zoodat de weerstand
Lker driemaal zoo groot is. Een accu van 2 volt is aangesloten
aan de twee klemmen G.G.nbsp;, ^
De buis C is beweegbaar in de buis D en zoover naar beneden
te drukken dat K op H stuit. De platinadraad bevindt zich
; dat moment juist Wn den brander. Wanneer K contact
maakt met H, zal de stroom van de accu gesloten worden en de
^^^^st«nbsp;om de buis C, drukt den ge-
heSL aansteker weer naar boven en drukt B tegen den gummi-
ring L, zoodat lekken uitgesloten zijn.
Wanneer de gloeidraad vernieuwd moet worden, wordt H
losgeschroefd en de geheele aansteker uitgenomen
Tr moet met de meeste zorg voor gewaakt worden, dat deze
inrichting geen lekken geeft.
Sj het aansteken wordt meer lucht gegeven en vervolgens
wordt de aansteker even naar beneden gedrukt.
Om het bovenste deel van de verbrandingsruimte bevindt zich
^'or'twee staven M.M. fixeeren den aansteker (zie fig. 18 en
fig 13). Hierdoor wordt voorkomen dat de glazen n^antel breekt
die tuLchen den „aanstekerquot; en den „branderquot; (zie § 6 en § 3)
quot;?fglazen mantel is aangebracht om te zien of bij het aan-
steken de gloeidraad inderdaad gloeit.
Het vlaLetje zelf is niet te zien; of het evenwel brandt.
kan men controleeren met den galvanometer.
De bus N heeft ook. uit overwegingen van symmetrie, twee
afvoerbuizen (O).
-ocr page 75-Deze twee buizen loopen naar
de reeds eerder besproken wind-
ketel, die met de gewijzigde flesch
van Mariotte of met een wa-
terstraalluchtpomp verbonden
is. De verbrandingsruimte is met
de bus N verbonden door twee
rijen gaatjes en wel zes groote
gaten op den bodem van de bus,
om eventueel condensatiewater
af te voeren naar de verbran-
dingsruimte (de bus staat ook in
het waterbad, zie fig. 13) en zes
hooger gelegen kleinere gaatjes,
die door hun ligging niet door
water verstopt kunnen raken en
dus het gas vrij door kunnen
laten. Door deze gaatjes wordt
ook weer getracht het gas cir-
culair sjmimetrisch weg te zuigen.
Het deksel van het waterbad
past om den koperen ring P,
waardoor de aansteker gefixeerd
wordt. Dit gedeelte is zwaar
vernikkeld, omdat het zich steeds
onder water bevindt.
Fig. 18. A. Koperen staaf, waaraan
de gloeidraad bevestigd is. B. Ebo-
nieten dop. L. Gummiring; sluit de
gaskamer af. N. Gaskamer met dub ■
bel doorboorden wand. M. Koperen
staven, waarmede de aansteker be-
vestigd is. C. Past in D. O. Afvoer-
buis. P. Massieve cylinder, die in
het deksel van het waterbad past.
K. Contactstaaf. G. Aansluitklem-
men voor de accu.
§ 6. Beschrijving van enkele andere onderdeden.
a Be tegenpotentiaal.
■ Zooals reeds eerder is geschrevennbsp;^^^^^ ^^^
de „nullijnquot; registreeren op buitenlucht (20.94 /
Bij deze warmteproductie van de vlam is de E M.K., die bi
verwarming van het thermoblik ontstaat, reeds zeer groot
^'^Om'den gJlSometer stroomloos te maken geven wij een
strol, in nchting tegengesteld en -
thermostroom. Aan de hand van de beschrijvmg van fig. 19
7al dit nader verklaard worden.
De stroom van de tegenpotentiaal wordt geleverd door een
accu van 2 volt. In de keten staan achtereenvolgens eenvana-
'^e weerstand van ± 1200 (B), - variabele we^^^^^^^^^
van ± 10 (C), een vaste weerstand (D) van ± 3 en de
quot;~omsterkte in de keten is dus te regelen met de twee
variabele weerstanden; de weerstand B voor grovere en de
weerstand C voor kleinere weerstandsverandermgen.
De strlmsterkte in D is hiermede te wijzigen en daarmede
het potentiaalverschil tusschen de uiteinden van deze spoeL
d! weerstand D is opgenomen in een tweede ke -. In deze
keten bevinden zich de beide thermopunten en de s roommete .
G ste t n deteekeningdengalvanometervoor. Het potentiaal-
ve^sc^ I tLschen de uiteinden van den weerstand D, moet zoo
Tn dat deze juist de E.M.K., die ontstaat bij verbranding
X buLlucht! opheft, met andere woorden, de tegenpoten^^^^^^
maakt den galvanometer stroomloos, wanneer de vlam op
S) ÏÏVo oquot; brandt. Variaties in temperatuur kunnen met voUe
glelighefd van den galvanometer gemeten -rde^ ^^^^^
Lvoehlheid gewenscht is. Verder is aan dezelfde ebonieten
Saat taln de weerstanden enz. voor de tegenpotentiaal ge-
ënterd zijn, een shuntbank (H) bevestigd, aangepast aan den
galvanometer.
-ocr page 77-Deze shuntbank is zoodanig gemaakt, dat de gevoeligheden
zich verhouden als 100 : 20 : 1. Hierbij meten wij zuurstof met
een 5 maal ongevoeliger gemaakten galvanometer.
De COa wordt met volle gevoeligheid gemeten, (zie blz. 74)
Het toestel, dat voor de stofwisseling van patiënten gebruikt
wordt, is dus op deze manier voor CO2 en voor O^ even gevoelig.
De beide variabele weerstanden van 1200 i2enlO i2zijn, eveigt;
als de shuntbank, van „General Radioquot;. De weerstand van 3
en de aangepaste weerstand uit de shuntbank zijn m het labo-
ratorium gemaakt van constantaandraad.
Met deze opstelling kunnen wij ons een idee vormen van de
temperatuur van het thermoblik.
Wil de galvanometer stroomloos zijn, dan moet de totale
-ocr page 78-weerstand van den accukring ± 800 Q zijn, d.w.z. de stroom-
2
sterkte is ^ampère.
Het potentiaalverschil is dus juist de E.M.K., die ontstaat
door verhitting van het thermoblik.
Nu geeft 1 ° temperatuurverschil tusschen manganin- en con-
stantaan 4 X 10quot;® volt, m.a.w. het eene thermopunt is ± 200 °
warmer dan het andere thermopunt, daar de spanning aan de
2
uiteinden van de weerstand D ^ X 3 volt bedraagt.
Wanneer men bij 1 % minder zuurstof den uitslag van den
galvanometer meet, welke b.v. 1 meter is, dan komt deze over-
een met een potentiaalverschil van 1000 X 10quot;® volt, als de gevoe-
ligheid van den galvanometer 1 mm uitslag bedraagt voor 10quot;® volt.
Dus 1 % minder Og geeft een temperatuursverandering van het
10-^
thermopunt ten bedrage van ^^y^ps = 25° C.
Uit de gevonden waarden blijkt de enorme physische ver-
andering, die 1 % zuurstofvermindering geeft in onze opstelling.
Het moet dan ook mogelijk zijn zuurstof met nog grootere
nauwkeurigheid te meten, dan wij dit op het oogenbhk doen.
b. De lichtgastoevoer.
In § 1 van dit hoofdstuk is reeds melding gemaakt, van het
feit, dat lichtgas in de verbrandingsruimte gezogen wordt door
een'capillair. Op die plaats is toen ook opgemerkt, dat het licht-
gas denzelfden druk moet hebben als de buitenlucht, omdat het
drukverschil tusschen de verbrandingsruimte en de ruimte, waar-
in het lichtgas zich bevindt, maat is voor de hoeveelheid Hcht-
gas, die per tijdseenheid binnenstroomt. De druk in de gas-
leiding is zeer inconstant; vandaar dat wij het hchtgas vrij uit
laten stroomen in een breede buis, terwijl aan den onderkant van
deze buis het Hchtgas weggezogen wordt (zie fig. 20). In deze
buis is de druk practisch gelijk aan den atmospherischen druk.
Vóórdat het vlammetje aangestoken wordt, moet men er zeker
van zijn, dat de verbrandingsruimte uitsluitend hchtgas bevat.
Hierom wordt eerst een groote hoeveelheid hchtgas toege-
voerd in de verbrandingsruimte buiten het capillair om; aan
de hand van fig. 20 zal dit
nader toegelicht worden.
Bij H komt het lichtgas
in de buis B, dat door de
capillair A zoodanig tegen-
gehouden wordt, dat de
vlam, die op de koperen
buis C brandt, ± 1 cm
hoog is.
D is de zij spruit, waaruit
het gas gezogen wordt door
de capillair E.
Het H-stuk F staat aan
de eene zijde in verbinding
met de capillair E en de
door G afgesloten gaslei-
ding. De twee vrije beenen
van het H-stuk loopen naar
de gaspijpjes R uit fig. 16.
Wanneer men dus G
opent, stroomt het hchtgas
buiten de capillair om,
rechtstreeks in de ver-
brandingsruimte .
Vóór het aansteken
wordt deze kraan steeds
even opengezet.
B
Fig. 20. H. Lichtgastoevoer. A. Capil-
lair. G. Glazen kraan. E. Capillair, dat
den lichtgastoevoer regelt. F. H-stuk.
C. Koperen buisje, waarop het gas-
vlammetje brandt.
c. De luchttoevoer.
Evenals het lichtgas onder atmospherische spanning in een
capillair stroomt, dat met de verbrandingsruimte in verbinding
staat, stroomt ook de op O^ te onderzoeken lucht onder at-
mospherische spanning langs een capillair.
De lucht, die wij wiUen onderzoeken, moet dus met een pomp
worden aangezogen. Voor dit doel gebruikten wij een Saja-
slangpomp. De te onderzoeken lucht stroomt via de pomp naar
een driewegkraan B (zie fig. 21), door welke de lucht al of niet
met een absorber A in aanraking komt. Vervolgens wordt de
Sr'rSStóg sti, m.l d. z„u„toïvl.,,i. in E h^rscht du. almo.-
pheriscne spanning.
lucht met waterdamp verzadigd, om daarna in een wijdere buis
vrij uit te stroomen.nbsp;^ .
De absorber bevat natronkalk, welke de eigenschap heeft
CO, zeer goed te binden.
Wanneer men andere gassen wil meten, waarvoor een ab-
sorptiemiddel bekend is, kan men een voor dat gas geschikte
absorber gebruiken.
De lucht wordt verzadigd met waterdamp, omdat waterdamp
denzelfden invloed heeft als ieder ander gas, n.1. de verlaging
van de zuurstof concentratie. Wanneer men de lucht met water-
damp verzadigt, moet men er zorg voor dragen, dat in het
water geen CO2 oplost. Het water moet daarom aangezuurd wor-
den met b.v. wijnsteenzuur. Om een volledige verzadiging te
krijgen met waterdamp, is het noodzakelijk de luchtbelletjes,
die door het water gaan, zoo klein mogelijk te maken. In het
Utrechtsche Physiologisch laboratorium worden hiervoor „aqua-
riumsteentjesquot; gebruikt, die in den handel verkrijgbaar zijn en
een betrekkelijk lagen weerstand bieden aan de lucht, die er
doorheen gevoerd wordt.
Om het opspattende water tegen te houden, is in het glazen
bolletje C een bocht geblazen.
Het zijspruitje E staat in verbinding met den brander via het
luchtcapillair (zie fig. 14).
Om zeker te zijn, dat lucht aangezogen wordt onder atmos-
pherische spanning, is de buis D wijd gemaakt en staat deze in
open verbinding met de buitenlucht.
Wij moeten er alleen voor zorgdragen, dat de Saja-pomp
meer lucht aanvoert dan de vlam verbruikt, daar anders buiten-
lucht door de open buis D naar C wordt gezogen.
Bij nauwkeurige metingen is het noodzakelijk rekening te
houden met den vochtigheidstoestand van het gasmengsel, dat
geanalyseerd moet worden.
HOOFDSTUK IIL
Bepaling van de gevoeligheid en de nauwkeurigheid.
Doordat bij een kleine wijziging in het zuurstofgehalte de
temperatuur van het thermopunt een zoo groote wijziging onder-
gaat is het zeer verleidelijk een gevoelig meetinstrument te
gebriiiken om op deze manier een zeer grooten uitslag voor een
klein verschil in zuurstofgehalte te verkrijgen. Het is echter
geheel onbelangrijkhoe groot de uitslag van den galvanometer is
per eenheid van concentratie, als er niet tevens voor gezorgd
wordt, dat de galvanometer stil staat en de nulstand niet on-
regehiiatig verloopt. Om deze redenen hebben wij de gevoeligheid
zoover opgevoerd, dat iedere uitslag reproduceerbaar was tot
op 1 mm. Iedere uitslag is derhalve betrouwbaar tot op 1 mm.
Wordt dus opgegeven, dat de uitslag 105 mm bedraagt, dan is
het laatste cijfer nog juist verantwoord.
De oxy-combustiometer is geen absoluut mstrument en het toe-
stel moet dus geijkt worden met een apparaat, dat vele malen onge-
voeliger is. Hiervoor werd het gasanalysetoestel volgens Haldane
gekozen, dat nauwkeurig is tot op 0,02% O, en CO,. Door
echter meerdere ijkingen te doen is het toch mogehjk - aan-
nemende, dat de fouten bij Haldane optredende, toevallige
fouten zijn — deze voor een belangrijk deel te elimmeeren.
Duidelijk wordt het bovenstaande gedemonstreerd aan de
hand van fig. 22. De gevoehgheid is zoover opgevoerd, dat de
variaties in de nullijn en in den uitslag hoogstens 1 mm bedragen.
Dan beteekent een uitslag van 100 mm bij het gebruikte gas-
monster dat er een verschil in zuurstofgehalte met de buiten-
lucht bestaat van ongeveer 0,1 %. Onder deze omstandigheden
meten wij het zuurstofgehalte met een nauwkeurigheid van
De volgende opmerkingen zijn nog te maken over deze figuur.
De onregelmatigheid aan het begin van ieder horizontaal ge-
deelte is te wijten aan de periodiciteit van de gebruikte galvano-
meteropstelling en valt dus geheel buiten het kader van deze
beschouwingen.
lootnm.
±0.\
De aanwijstijd van de geheele apparatuur is 20 sec. Het is
echter, zooals reeds eerder vermeld is, gelukt om den aanwijstijd,
door gebruik te maken van een dunner thermoringetje, tot 7 sec.
terug te brengen.
Het verloop van de nullijn is regelmatig en zeer gering.
Verder is nagegaan of er een liniair verband bestaat tusschen de
verandering in concentratie van zuurstof en den galvanometer-
uitslag.
Om nu monsters te analyseeren tot ± 1 % (d.w.z. gasmengsels
-ocr page 84-met 1 % minder zuurstof dan de buitenlucht), wordt de oxy-com-
bustiometer ongevoelig gemaakt, door den galvanometer te shun-
ten. Het spreekt vanzelf, dat de galvanometerstand onder deze
omstandigheden uitermate constant is, zooals uit fig. 23 bhjkt.
//
/O
9
6
6
5
h
3
2
/
CM. O
m
nr
H
I I i I I I I I I
J-^_J_1
J_I_I_L
60
70
80 Min,
zo
10
30
Fig. 23. Onderzoek naar de liniaire \erhouding en den invloed van CO^
op de temperatuur van den thermoring.
Tevens is een onderzoek ingesteld naar den invloed van COg
op de zuurstofmeting, daar de mogelijkheid bestaat, dat b.v.
door zijn klein warmtegeleidingsvermogen een verandering van
de temperatuur van de vlam en dus van het thermopunt ont-
staat, die niet uitsluitend te danken is aan de verandering van
de concentratie van de zuurstof door het koolzuur.
Vijf gasmonsters werden nu geanalyseerd met het apparaat
van Haldane en met den oxy-combustiometer.
Iedere kromme in fig. 23 geeft den galvanometeruitslag
weer van een bepaald monster, met en zonder CO2. In fig. 24
la !» I5 Ie \j lö Ä0 U '^X
is langs de x-as het Og-percentage afgezet en langs de y-as den
galvanometeruitslag in centimeters, nadat tangentiëele cor-
rectie is toegepast.
De vierkantjes in deze figuur hebben betrekking op het zuur-
stofgehalte bij aanwezigheid van CO^; de driehoekjes geven het
Bepaling van O^-verschil in gasmengsels.
Verschil bepaald volgens
Haldane
Verschil bepaald met den
oxy-combustiometer
Galvanometer- |
Galvanometer- | ||||
C02 |
O2 |
O2 in % |
uitslag |
uitslag | |
in % |
in % |
zonder CO2 |
van monster |
van monster | |
1 |
met CO2 |
zonder COg | |||
I |
1,04 |
1,13 |
0,91 |
108 |
85 |
II |
0,79 |
1,12 |
0,96 |
107 |
91 |
III |
0,58 |
0,71 |
0,58 |
68 |
57 |
IV |
0,28 |
0,30 |
0,24 |
28 |
20 |
V |
0,16 |
0,20 |
0,16 |
19 |
16 |
verband aan tusschen zuurstofconcentratie en galvanometer-
uitslag, nadat het koolzuur verwijderd is.
In deze kromme zien wij nu, dat de vierkantjes op een rechte
lijn liggen, waaruit blijkt, dat binnen zekere grenzen de galvano-
meteruitslag recht evenredig is met de concentratieverandering
van de zuurstof.
De driehoekjes liggen ook op deze rechte, waaruit het voor
ons zeer belangrijke feit blijkt, dat CO^ geen andere functie
heeft dan Ng, d.w.z. dat wij CO2 kunnen opvatten als een, voor
ons probleem, indifferent verdunningsgas voor zuurstof. Hieruit
volgt tevens, dat ons apparaat specifiek is voor zuurstof. Het
gedrag van COg biedt echter de mogelijkheid CO2 te meten,
door het verschil na te gaan van zuurs tof concentratie, dat ont-
staat, wanneer wij in een bepaald gasmonster de Og- concen-
tratie meten mét en zónder COg.
SAMENVATTING.
In dit proefschrift wordt de technische ontwikkehng beschre-
ven van een nieuwe methode om de concentratie van zuurstof
en andere gassen in een gasmengsel met groote nauwkeurigheid
te bepalen.
Wanneer een gasmengsel, waarin zich zuurstof bevmdt,
stroomt in een ruimte, die gevuld is met een brandbaar gas.
b.v. lichtgas, is het mogelijk de zuurstof uit dit gasmengsel te
laten „brandenquot; in het brandbare gas. De warmteproductie van
de vlam is o.m. afhankelijk van de absolute hoeveelheid zuur-
stof, die per tijdseenheid verbrandt. De warmteontwikkehng
wordt thermo-electrisch gemeten. Wanneer buitenlucht aan de
oxy-combustiometer wordt aangeboden, wordt de galvano-
meter door middel van een tegenstroom stroomloos gemaakt,
waardoor het mogehjk is, concentratieveranderingen van zuur-
stof ten opzichte van de buitenlucht, met volle gevoeligheid van
het meetinstrument te bepalen. De nauwkeurigheid van deze
methode blijkt zeer groot te zijn (zuurstof is tot op 0.0002 % Og
nauwkeurig te meten).
Ook de concentratie van andere gassen dan zuurstof is te
bepalen, mits voor het betreffende gas een absorptie-middel be-
kend is. Men heeft slechts na te gaan, welke concentratie-
verandering de zuurstof ondergaat, indien het gasmengsel met
en zonder dit gas wordt onderzocht; door berekening is de con-
centratie van het betreffende gas te bepalen.
De methode heeft bovendien het voordeel van een korten
analysetij d. De oxy-combustiometer is registreerend te maken
en kan met voordeel bij stofwissehngsonderzoek gebruikt worden.
RÉSUMÉ.
On décrit dans la thèse le développement technique d'une
nouvelle méthode, qui permet de déterminer avec grande pré-
cision par voie de combustion la concentration d'oxygène d'un
mélange gazeux.
L'appareil, employé à cette fin, est appelé l'oxy-combustio-
mètre.
Il est possible de faire brûler l'oxygène présent dans un
mélange gazeux en faisant entrer ce mélange dans un espace
remph de gaz d'éclairage.
La chaleur dégagée par la flamme allumée est proportionelle
à la quantité absolue d'oxygène brûlée pendant l'unité de
temps.
La chaleur produite est mesurée au moyen d'une pile thermo-
électrique d'une construction spéciale. En faisant passer par l'oxy-
combustiomètre un courant d'air libre pour alimenter la flamme,
une force électromotrice se développe, dont la grandeur est
déterminée par l'intensité du courant de compensation nécessaire
pour faire rentrer le galvanomètre à son zéro.
La moindre variation de la teneur en oxygène du courant d'air
donne Heu à une déflexion du galvanomètre, dont la sensibilité
est utilisée maximalement.
La précision de la méthode est très grande. Des variations de
0,0002 % d'oxygène sont mesurables .
Aussi la concentration d'autres gaz peut être mesurée, à
condition qu'on dispose d'un moyen d'absorption pour le gaz
en question.
Dans ce cas on n'a qu'à mesurer la différence qui s'étabht
entre les concentrations en oxygène du mélange en présence
et en absence du gaz en expérience.
La méthode se caractérise en outre par la courte durée du
temps nécessaire pour une seule analyse.
L'oxy-combustiomètre se prête à l'enrégistrement continu et
peut être employé utilement aux déterminations du métaboUsme.
ZUSAMMENFASSUNG.
In vorstehender Dissertation wird eine neue Methode zur
Bestimmung der Konzentration von Sauerstoff und anderen
Gasen in einem Gasgemisch beschrieben.
Strömt ein Gasgemisch, in dem sich Sauerstoff befindet, in
ein mit brennbarem Gase (z.B. gewöhnHchem Leuchtgase) ge-
fülltes Gefäss, so kann man das Gasgemisch in dem brennbaren
Gas „verbrennenquot; lassen. Die absolute Sauerstoff menge, die m
der Zeiteinheit verbrennt, entspricht der durch die Flamme ent-
wickelten Energie.
Diese Energie wird auf thermo-elektrischem Wege gemessen.
Durch eine Kompensations-Schaltung wird dafür gesorgt, dass
die Aussenluft keinen Ausschlag des Galvanometers hervorruft.
Der „Oxy-kombustiometerquot; ermöghcht dann, Unterschiede der
Sauerstoffkonzentration in Gasproben und in der Aussenluft zu
bestimmen. Der Sauerstoffgehalt kann bis auf 0,0002 % genau
bestimmt werden.
Auch die Konzentration anderer Gase ist quantitativ be-
stimmbar, wenn für diese spezifische Absorbentia bekannt sind.
Man braucht zu diesem Zweck nur die Sauerstoffkonzentration
des Gasgemisches vor und nach der Absorption zu messen, um
die Menge des anderen Gases berechnen zu können.
Diese Analysenart hat schhesshch den Vorteil, nur sehr kurze
Zeit in Anspruch zu nehmen. Der Apparat kann obendrem zur
automatischen Registrierung eingerichtet werden und ist daher
besonders für Stoffwechsel-Untersuchungen geeignet.
SUMMARY.
In the present thesis the technical evolution is described of
a new method for determining with great accuracy the concen-
tration of oxygen and other gasses in a gas-mixture.
When a gas-mixture in which oxygen is present streams into
a space filled with a combustible gas such, for instance illumin-
ating gas, it is possible to cause the oxygen from this gas-
mixture to „burnquot; in the combustible gas. The flame's pro-
duction of heat is dependent, a.o., on the absolute quantity of
oxygen burnt per unit of time. The development of heat is
measured thermo-electrically. When the oxy-combustiometer is
supphed with outdoor air, the galvanometer-deflexion is com-
pensated by an anti-current, so that it is possible to determine
(with complete sensitivity of the measuring instrument) changes
in the concentration of oxygen in relation to the outdoor air.
The accuracy of this method appears to be very great, it
being possible to measure oxygen to the nearest 0.0002 % O,.
Concentration of other gasses than oxygen is also to be deter-
mined, provided an absorber is known for the gas in question.
It is only necessary to ascertain what change of concentration
the oxygen undergoes, if the gas-mixture is tested with and
without this gas; one may calculate the concentration of the gas
concerned.
Moreover, the method has the advantage of the short time
required for analysis. The oxy-combustiometer can be made self-
registering and can be used to great advantage in metabolic
research.
LITERATUURO VERZICHT.
1.nbsp;U. Kreussler. Der Sauerstoffgehalt der atmosphärischen Luft.
Landw. Jahrb. 305 (1885).
2.nbsp;W. O. Atwater and F. G. Benedict. A respiration calorimeter.
Carnegie-Institute Washington (1905). p. 35.
3.nbsp;H. E. Watson. Jour, of Chem. Soc. 99/100, 1460 (1911).
4.nbsp;A. Durig. Kleine Mitteilungen zur biochemischen Versuchs-
methodik. Bioch. Zeitschr. 4, 65 (1907). Zeitschr. f. biol. Technik 2,
158 (1911).
5.nbsp;O. von der Pfordten. Liebigs Ann. 228, 112.
6.nbsp;Henrich. Ber. d. Deutsch, chem. Ges. 48, 2006 (1916).
7.nbsp;A. Krogh. On micro-analysis of Gases. Skand. Arch. Physiol. 20,
279 (1908).
8.nbsp;A. Krogh. Methods of Microscopical Gasanalyses. Skand. Arch.
Physiol. 25, 188 (1911).
9.nbsp;J. S. Haldane. Methods of Air Analysis. Griffin 1912, London.
10.nbsp;F. Haber und F. Löwe. Ein Interferometer für Chemiker nach
Rayleighschem Prinzip. Zeitschrift f. angew. Chem. 23. 1393 bis
1398 (1910).
11.nbsp;A. K. M. Noyons. Arch. Neerl. de Phys. de VHomme et des Ani-
maux, p. 488, 1922.
12.nbsp;M. Moeller. Rauchgasprüfe. Siemens Zeitschrift, Jahrg. I, Heft 1
(1921).
13.nbsp;A. K. M. Noyons. Eine Methode zur kontinuierlichen Registrierung
des Stoffwechsels von Mensch und Tier. Act. Brevia. Neerl. Vol. V.
No. 1/2, 23, 1935.
14.nbsp;A. K. M. Noyons. On a polyfilar diaferometer for Micrometa-
bolism. Acta Brevia Neerl. Vol. VII, No. 5/6, 108 (1938).
15.nbsp;H. Rein. Ein Gaswechselschreiber. Arch. f. Exp. Pathol, und
Pharm. 1933.
16.nbsp;A. K. M. Noyons und H. v. Goor. Uber die Bestimmung der
Reserveluft und der Residualluft aus der Verbrennungswärme eines
Zusatzgases. Acta Brevia Neerl. Vol. V. 24. (1935).
PT^ ■
-'•KS
r a^/s^
-ocr page 93-De diaferometer en de oxy-combustiometer moeten bij de
bepaling van het metabohsme de voorkeur hebben boven de
gebruikelijke methoden.
II
Het is in beginsel mogelijk bepaalde moleculen in het orga-
nisme selectief te beschadigen.
III
Hepatitis epidemica kan door orale infectie worden over-
gebracht.
IV
Bij vluchten boven de 3000 m. rust op de luchtvaartmaat-
schappijen de plicht, maatregelen te treffen, dat alle in het
vliegtuig aanwezige passagiers van voldoende zuurstof worden
voorzien en dat deze extra zuurstofvoorziening voortdurend
wordt gecontroleerd.
V
Het opsporen van tubercelbacillen met een fluorescentie-
microscoop biedt groote voordeelen.
VI
Het steeds meer in zwang komende systeem van den „reizen-
denquot; chirurg is verwerpelijk.
^ ri
- . 'quot;s-.-T -
't
i:
m
•a
i: i : i'i
5-
-ocr page 95-Versterkte ademhaling tijdens verblijf op groote hoogte is
een gevolg van ontremming van het ademcentrum. Deze ont-
remming wordt via aorta- en carotiszenuwen veroorzaakt door
de lage zuurstof spanning in het bloed.
VIII
Het is niet in overeenstemming met de medische ethiek in de
leekenpers mededeelingen te doen, die óf therapeutisch specu-
latieve perspectieven openen, óf op waarnemingen berusten met
onvoldoende bewijskracht.
IX
De voor het zien noodzakelijke glycolyse in het zintuig-
epitheel van het oog kan slechts plaats vinden, indien er contact
bestaat tusschen de pigmentlaag en het zintuigepitheel.
X
Bij de verklaring der „experimenteelequot; katatonie, dient meer
rekening gehouden te worden met de opvatting van Jongbloed,
dat de verschijnselen zijn terug te brengen tot anoxie van het
centraal zenuwstelsel.
fl
-ocr page 97-a
ri
I
f: | |
p | |
wmmsm
i'-
î «
«
Ii / ■
'St
S
, •••vv-i-f?
Sil
Lnbsp;:.