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Glasthermometer-Fadenkorrektur
Berechnet die Fadenkorrektur für teilweise eingetauchte Glasthermometer, die für vollständiges Eintauchen kalibriert sind.

°C angezeigte Temperatur
°C Skalenwert, bis zu dem das Thermometer eingetaucht ist
°C mittlere Temperatur des herausragenden Fadens
Materialkonstante Quecksilber: 6000
Gallium: 10000
Petroleum: 1100
Ethanol, Toluol, Pentan: 1000





Glasthermometer sind meistens (wenn nicht anders angegeben) ganz eintauchend justiert. Das bedeutet, sie zeigen die richtige Temperatur nur an, wenn das ganze Thermometer dieser Temperatur ausgesetzt ist. Also inklusive der Skala. Beim Destillieren ist aber normalerweise nur der untere Teil des Thermometers dem heißen Dampf ausgesetzt. Dadurch zeigt es dann eine zu niedrige Temperatur an. Das nennt man den "Fadenfehler", da die Flüssigkeit in der Kapillare auch "Faden" genannt wird.
Wie groß dieser Fehler ist, hängt wesentlich vom Material des Fadens ab. Und das ist einer der Gründe, warum hochwertige Labor-Glasthermometer immer eine Quecksilber- oder Galliumfüllung haben. Diese Materialien dehnen sich abhängig von der Temperatur nämlich viel weniger aus als zum Beispiel Petroleum (siehe die aufgelisteten Materialkonstanten). Dadurch braucht das Thermometer zwar eine weitaus größere Menge Flüssigkeit, also ein weitaus größeres Vorratsgefäß unten, aber das hat dann den großen Vorteil, daß ein größerer Anteil der Flüssigkeit im Dampf platziert ist und ein kleinerer außerhalb der Destille. Der Fadenfehler fällt also weitaus geringer aus.
Ein Beispiel: Ein Quecksilberthermometer, welches 90°C anzeigt, dabei bis zum Skalenstrich bei 0°C in den Dampf eingetaucht ist und dessen herausragender Faden im Mittel 40°C hat, zeigt 0.8°C zu wenig an. Wenn es aber ein Thermometer mit Petroleumfüllung ist, beträgt der Fehler 4.1°C, also etwa das fünffache.
Ein Schätzwert der mittleren Temperatur des herausragenden Fadens kann mit einem zweiten Thermometer in der Mitte des heraushängenden Fadens ermittelt werden. Es gibt aber auch noch andere, weitaus aufwändigere Methoden mit sogenannten "auxiliary stems" (den deutschen Begriff dafür haben wir nicht gefunden) oder mit sogenannten "Fadenthermometern". Weitere Informationen dazu sind in dieser pdf:
"The Correction for Emergent Stem of the Mercurial Thermometer" von E. Buckingham 1911
Es gibt auch Thermometer, die für eine bestimmte Eintauchtiefe justiert sind. Oft werden sie zusammen mit einer Laborglas-Destillierbrücke und einem Silikonstopfen verkauft. Bei diesen sind die physikalischen Gesetze natürlich aber nicht außer Kraft gesetzt. Die Skala wurde einfach nur etwas verändert. Da die mittlere Fadentemperatur allerdings sehr von der Außentemperatur abhängig ist, und diese je nach Raumtemperatur und auch je nach Isolierung der Destille sehr unterschiedlich sein kann, ist das nicht sehr genau. Wenn es dann noch wie üblich ein Petroleumthermometer ist, macht das sehr viel aus.
Und vor allem ist es dann auch bei jeder Destillation anders. Zum Beispiel, wenn sich die Außentemperatur geändert hat. Oder auch, wenn sich der Aufbau der Destille ändert: Bei einer Potstill ist der heraushängende Teil des Dampfthermometers in der Nähe des heißen Kessels, also sehr warm, bei einer Refluxdestille nicht. Man kann also nicht mehr gut aktuelle mit älteren Messwerten vergleichen.
Deswegen empfehlen wir, elektronische Thermometern zu verwenden.
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