Hallo Freunde,
wieder einmal stelle ich ein Thema ein, bei dem ich dabei etwas Kopfschmerzen habe, da es für die meisten Forumbesucher wahrscheinlich nur sehr am Rande von Interesse ist.
Wer will schon Diatomeen wägen, es sei denn, er (sie) verkauft sie hier nach Gewicht.
Es geht aber dennoch um das Wägen von Substanzen im Mikrogramm-Bereich, das heißt, es geht um die
"quantitative (Ultra-)Mikrochemie".
Diese beschäftigt sich also (u.a.) mit Gewichtsbestimmungen von Substanzen, die in der (Ultra-)Mikrochemie anfallen, also mit Mengen unterhalb von 1 mg. (eher aber unterhalb von 100 µg)
Die üblichen Waagen (z.B. meine Sartorius BP121 S) zeigt zwar die Stelle für 100 µg an, es wäre aber im wahrsten Sinne "vermessen", Gewichte in diesem Bereich bestimmen zu wollen; so werden denn auch als Mindesteinwaage 10 mg angegeben.
Für die Messung von 10 µg also 1000-fach zu unempfindlich.
Für eine Summe im höheren 5-stelligen €-Bereich gibt es noch zwei Stellen mehr hinter dem Komma, also bis zur 1 µg-Stelle.
Dennoch ist auch mit dieser Waage das Ziel, µg-Mengen zu wägen, nicht zu erreichen, da auch hier immer eine deutlich höhere Grundmenge vorgelegt werden muss.
Was also tun?
Ganz einfach.
Man baut sich eine Waage selbst, die für die gewünschten Mengen geeignet ist.
Vorbild sind die Waagen, die schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts u.a. von Salvioni und Nernst entwickelt wurden.
Die "Salvioni-Waage" beruht auf der Biegung eines entsprechend dünnen (Quarz-) Glasfadens, zumeist von etwa 10 cm Länge und 0,1 mm Dicke unter Last. Länge und Dicke sind abhängig vom angestrebten Wägegut.
Die Einfachheit des Prinzips und der Wunsch nach einem Einstieg in die quantitative Mikrochemie haben mich dazu gebracht, einen Versuch zur Herstellung einer Salvioni-Waage zu "wagen".
Dabei bot sich wieder einmal die "Märklin-Technik" an, mit der ich erstaunlich nahe an mein Ziel herangekommen bin.
Das größere Problem bei diesen Waagen ist natürlich die Eichung.
Diese kann aber zum Beispiel mithilfe von sehr dünnen Metallfäden mit bekanntem Durchmesser durchgeführt werden; mein dünnster Draht hierfür ist ein Wolfram-Draht von 0,019 mm;
1 cm dieses Drahtes wiegen 55 µg ! und liegt damit in einem sehr interessanten Bereich. Wenn dieser Faden dann bei 1 cm Länge (desselben) einen Ausschlag von z.B. 1 mm (Objektmikrometer + Hilfsfernrohr) bewirkt,
lassen sich Gewichte im einstelligen µm-Bereich messen.
Mit der Märklin-Salvioni-Waage wird das eher nicht möglich sein, aber Messungen im zweistelligen und dreistelligen schon.
Die Waage müßte dazu weitgehend "winddicht" gemacht werden. Das tapfere Märklin-Getriebe ist darüberhinaus nicht homogen genug. Außerdem stellt die Anfertigung der Wägeschälchen eine große Hürde (für mich) dar.
Sollte also jemand mit Zeit, Geräten und know-how Lust verpüren, mir eine "feine" Salvioni-Waage nach meinen Vorgaben zu bauen, soll das nicht für "Gotteslohn" erfolgen!
Glasfaden, Eichung und Wägeschiffchen würde ich überhehmen.
Hier aber zunächst meine ersten Bemühungen:
Bild 1 zeigt die Gesamtkonstruktion, Bild 2 die Aufhängung des gezogenen Glasstabes
Bild 3 zeigt das Getriebe; mithilfe des blauen Außenrades kann ich die Neigung des Glasfadens µm-weise verändern.
Das ist u.a. notwendig, um die Nullstellung zu erreichen, nachdem das Wägeschälchen (aus Alufolie) an den Faden gehängt worden ist (Tara)
Bild 4 zeigt das Hilfsmikroskop, mithilfe dessen man kleinste Ausschläge auf einem Objektmikrometer ablesen kann.
Bild 5 zeigt das O.-Mikrometer und erste Eichversuche mit einem (0,1 mm) Wolfram-Metallfaden.viele Grüße
Reinhard
