MKL1888:Leuchtstoffe

Leuchtstoffe (Leuchtmaterialien), Körper von sehr verschiedener Beschaffenheit, welche bei ihrer Verbrennung intensives Licht entwickeln und gewissen Anforderungen bezüglich ihrer Verwertbarkeit zu häuslichen und gewerblichen Zwecken entsprechen. Abgesehen von der elektrischen Beleuchtung, wird das künstliche Licht stets durch einen Verbrennungsprozeß erzeugt. Die bei letzterm entwickelte Wärme genügt zur Erzielung einer sehr hohen Temperatur, und es ist bekannt, daß alle Körper bei hinreichend starkem Erhitzen helles Licht ausstrahlen. Manche Gase, wie Wasserstoff, Kohlenoxyd, leichtes Kohlenwasserstoffgas, brennen mit sehr schwach leuchtender Flamme; erhitzt man aber in letzterer mäßig feinen Platindraht, so gerät derselbe in lebhaftes Glühen und strahlt intensives Licht aus. Dasselbe geschieht beim Drummondschen Licht, bei welchem in der schwach leuchtenden, aber sehr heißen Flamme des Knallgases ein Kalkcylinder erhitzt wird. Bei der Verbrennung des Magnesiums erhält man ein blendendes Licht, weil das Verbrennungsprodukt, die Magnesia, in feiner Verteilung in der Flamme zu intensivem Glühen gelangt. In ähnlicher Weise kommt nun auch das Leuchten der Flamme unsrer gewöhnlichen L. zu stande. Die letztern bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und zersetzen sich in der Flamme in ein Gasgemisch, welches mit dem Leuchtgas verglichen werden kann und aus Wasserstoff, Kohlenoxyd, leichtem und schwerem Kohlenwasserstoff besteht. Die drei ersten Gase verbrennen mit schwach leuchtender, aber sehr heißer Flamme, und in dieser wird das schwere Kohlenwasserstoffgas zersetzt. Es scheidet sich Kohlenstoff in sehr feiner Verteilung ab, gelangt zu lebhaftem Glühen und strahlt Licht aus, verbrennt dann aber im äußern Teil der Flamme zu Kohlensäure. Für praktische Zwecke ist es wichtig, daß die L. rein genug sind, um als letzte Verbrennungsprodukte nur Kohlensäure und Wasser zu geben; auch müssen sie ohne Rückstand verbrennen. Ist beides nicht der Fall, so können derartige Körper doch zur Beleuchtung benutzt werden, indem man sie zunächst bei Abschluß der Luft erhitzt und die auch hierbei entwickelten brennbaren Gase auffängt, wenn nötig, reinigt und aus Röhren mit entsprechenden Brennern zur Verbrennung ausströmen läßt (Leuchtgas). In beiden Fällen entsteht also die Flamme durch Verbrennung von Wasserstoff, Kohlenoxyd und Kohlenwasserstoff; das Verbrennungsprodukt ist Kohlensäure und Wasser, und die Leuchtkraft der Flamme ist in erster Linie abhängig von der Gegenwart schwerer Kohlenwasserstoffe in jenen Gasen. Leichtes Kohlenwasserstoffgas, welches auf 1 Teil Wasserstoff 3 Teile Kohlenstoff enthält, verbrennt mit nicht leuchtender Flamme. Äthylen, Paraffin, Wachs, Stearinsäure geben bei ruhiger Luft eine gut leuchtende, nicht rußende Flamme und enthalten auf 1 Teil Wasserstoff 6 Teile Kohlenstoff. Wachs, Walrat, Stearinsäure geben ein helleres Licht als Talg, weil sie weniger Sauerstoff enthalten. Terpentinöl mit 7,5 Teilen, Benzol mit 12 und Naphthalin mit 15 Teilen Kohlenstoff auf 1 Teil Wasserstoff verbrennen an der Luft mit mehr und mehr rußender Flamme, wenn man nicht künstlich Luft zuführt oder wasserstoffreichere Körper zumischt (z. B. Alkohol zu Terpentinöl). Sie eignen sich aber umgekehrt dazu, der nicht leuchtenden Flamme des leichten Kohlenwasserstoffs Leuchtkraft zu geben (vgl. Leuchtgas). Führt man einer Flamme zu viel Luft zu, oder entzündet man etwa ein Gemisch von Leuchtgas mit Luft, so wird die Leuchtkraft der Flamme geschwächt oder ganz vernichtet. Dies ist zurückzuführen auf die durch die Luft herbeigeführte Abkühlung und Verdünnung der Gase und auf die energische Oxydation des leuchtenden Kohlenstoffs. Dem entsprechend wird die Leuchtkraft wiederhergestellt durch Wärmezufuhr, Erhöhung der Temperatur oder durch Verdünnung des Sauerstoffs mit indifferenten Gasen. Eine Übersicht der L. und der Beleuchtungsarten gibt folgende Zusammenstellung:

A. Der glühende Körper wird von der Flamme selbst geliefert und besteht aus Kohlenstoff.

I. Die Vergasung und Zersetzung erfolgt durch die Flamme selbst.

a) Feste L. (Kerzenbeleuchtung): Talg, Wachs, Walrat, Stearinsäure, Paraffin.

b) Flüssige L. (Lampenbeleuchtung): pflanzliche und tierische Fette, besonders Rüböl, Baumöl, Kokosöl, Walratöl, Thran, Erdöl, Photogen, Solaröl, Schieferöl, Ligroin, Kamphin, Pinolin, Fuselöle, Alkohol für Arbeiten in komprimierter Luft, Schwefelkohlenstoff unter Zuführung von Stickstoffoxyd.

II. Die Vergasung erfolgt getrennt nach Ort und Zeit (Gasbeleuchtung): Steinkohlen, Braunkohlen, Torf, Holz, Mineralöle, Harz, Fette und mancherlei Abfallstoffe.

B. Der glühende Körper wird von der Flamme selbst geliefert, besteht nicht aus Kohlenstoff, Magnesium.

C. Der glühende Körper wird nicht von der Flamme geliefert: Kalklicht (Drummondsches Licht), Platingas etc.

D. Elektrisches Licht.

Die Lichtstärke einer Flamme wird auf photometrischem Weg (s. Photometrie) bestimmt, indem man sie mit einer in ihrer Lichtstärke möglichst konstanten Lichtquelle vergleicht. Zugleich ermittelt man den Konsum an Leuchtmaterial und erhält dann als Produkt aus Lichtstärke (H) und Stoffverbrauch (G) in einer bestimmten Zeit die Leuchtkraft (L). Letztere steht in geradem Verhältnis zur Lichtstärke (H), dagegen im umgekehrten zum Stoffverbrauch (G), und es ist mithin $\mathrm {L={\tfrac {H}{G}}}$. Bezieht man die Leuchtkraft auf gleiche Kosten, so erhält man den Leuchtwert. Hat man z. B. für zwei L. A und B die Intensität H zu 1 und 3 und den Konsum G zu 12 und 30 g pro Stunde gefunden, so verhält sich die Leuchtkraft L von A : B = 1/12 : 3/30 = 1 : 1,2. Kosten nun 100 g von A 20 Pf. und 100 g von B 15 Pf., so betragen die Beleuchtungskosten pro Stunde, ohne Rücksicht auf die Lichtstärke, für A ${\tfrac {20\operatorname {.} 12}{100}}$ = 2,4 und für B ${\tfrac {30\operatorname {.} 15}{100}}$ = 4,5 Pf. Um die Beleuchtungskosten auf gleiche Lichteffekte zurückzuführen, braucht man die vorher erhaltenen Zahlen nur durch die Lichtstärke zu dividieren und erhält dann für A ${\tfrac {2{,}4}{1}}$ = 2,4, für B ${\tfrac {4{,}5}{1{,}2}}$ = 3,75 Pf. Da die bei gleichen Kosten hervorgebrachten Lichtmengen, also der Leuchtwert, sich umgekehrt verhalten wie die Beleuchtungskosten bei gleichen Effekten, so ist der Leuchtwert für B, wenn man den für A = 1 setzt, 2,4 : 3,75 = x : 1 und x = 0,64 Pf.

Vergleichende Zusammenstellung der Leuchtkraft der wichtigsten Leuchtstoffe.

Leuchtstoffe	Ver­brauch in der Stunde Gramm	Lichtstärke 1 Wachs­kerze = 100	Helligkeit von 10 g Material	Leucht­kraft, Wachs­kerze = 100
Wachs	9,02	102,0	111,02	100
Stearinsäure	9,94	95,5	96,03	84
Walrat	8,87	108,3	123,17	108
Talg	8,87	90,25	101,70	90
Paraffin I. Qual.	8,83	–	189,87	83
„ II. „	8,49	–	94,69	123
Rüböl (Federlampe)	40,69	69,4	170,07	159
„ (Küchenlampe)	7,33	45,67	62,30	55
Photogen	20,02	–	149,03	131
Solaröl	26,82	–	225,64	199
Erdöl	15,60	–	174,40	180
„	8,90	–	186,10	195

Eine andre Zusammenstellung gab Marx:

Leuchtstoffe	Ver­brauch in der Stunde	Kosten für die Stunde	Licht­stärke in Kerzen	Kosten des Lichts einer Kerze in der Stde.
		Pfge.		Pfge.
Normalwachskerze	7,75 g	4,44	1,0	4,44
Stearinkerze (4 aufs Pfund)	9,50 „	2,31	0,9	2,55
Stearinkerze (5 aufs Pfund)	9,95 „	2,43	1,0	2,43
Paraffinkerze	7,20 „	4,71	1,1	4,26
Amerikan. Erdöl	15,10 „	1,83	3,2	0,57
Photogen	14,30 „	2,04	3,0	0,69
Schieferöl	14,50 „	1,74	3,0	0,57
Rüböl	19,90 „	2,28	2,8	0,81
Leuchtgas bei 21 mm Druck	127,55 L.	4,86	6,0	0,81
Leuchtgas bei 8 mm Druck	127,35 „	4,86	10,0	0,48

Vgl. Strott, Über Leuchtmaterialien (Holzminden 1880); Fischer, Chemische Technologie der Brennstoffe (Braunschw. 1880).