Alkoholstärke
Einheit außerhalb des SI · Größe: der Volumenanteil des Ethanols in einer Wasser-Alkohol-Lösung
Im englischen Schatzamt des siebzehnten Jahrhunderts prüfte man die Stärke mit Schießpulver: über eine Prise Pulver goss man einen Löffel Spiritus und zündete ihn an. Flammte das Pulver auf, nachdem die Flamme erloschen war, so galt der Spiritus als bewiesen — proved —; ertränkte das zurückgebliebene Wasser das Pulver und zischte es nur, so blieb die Ware unter der Norm und wurde nach einem anderen Satz verzollt. Die Probe wirkt grob, doch sie beruhte auf wirklicher Physik: Ethanol brennt, solange nicht zu viel Wasser in der Lösung ist, und diese Schwelle liegt bei etwa siebenundfünfzig Volumenprozent.
Aus jener Pulverschwelle sind die heutigen Skalen erwachsen, die im Laufe eines knappen Jahrhunderts auseinandergingen. Britannien legte «hundert Grad proof» genau auf jene Stärke, bei der das Pulver noch fing, sodass die Einheit seiner Skala sieben Viertel des Volumenprozents betrug; Amerika hingegen, ohne sich mit Brüchen abgeben zu wollen, erklärte proof schlicht zum doppelten Prozent, und hundert bedeutete dort eine halbe Flasche reinen Spiritus. Gay-Lussac verfuhr am einfachsten von allen und nannte das Volumenprozent selbst einen Grad, weshalb seine Skala die beiden anderen überlebte und den heutigen Regeln zugrunde liegt.
01 · Definition
Die Stärke in Volumenprozent ist das Verhältnis des Volumens reinen Ethanols zum Volumen der ganzen Lösung, wobei beide Volumina getrennt bei zwanzig Grad Celsius genommen werden. Der Vorbehalt des Getrennten ist wesentlich: Spiritus und Wasser ziehen sich beim Mischen zusammen, und ein Liter Spiritus mit einem Liter Wasser ergibt etwa 1,93 Liter Mischung statt zwei, weshalb die Anteile vor dem Mischen gerechnet werden und nicht danach.
Als Gerät taugt für eine solche Größe jedes, wenn es nur Dichten zu unterscheiden vermag: Spiritus ist um nahezu ein Fünftel leichter als Wasser, sodass ein Schwimmer im Wodka merklich tiefer eintaucht als im Wein. Daher rührt sowohl der Bau des Alkoholometers, das unmittelbar in Prozent geteilt ist, als auch die unerlässliche Temperaturkorrektur, denn eine warme Lösung erscheint dem Gerät stärker, als sie ist.
Die drei geschichtlichen Skalen unterscheiden sich allein um einen Faktor und rechnen sich daher genau und ohne alle Tafeln um. Gay-Lussac setzte seinen Grad dem Volumenprozent gleich, der amerikanische proof ist doppelt so groß wie das Prozent, und der britische nahm die Pulverschwelle für seine Hundert — jene Stärke, bei der die Lösung Pulver noch entzündet — und erhielt so eine Einheit von sieben Vierteln eines Prozents. Britannien hob seine Skala 1980 auf, doch die Aufschrift «70° proof» auf Flaschen alter Abfüllung verlangt nach wie vor eine Umrechnung.
Der Massenanteil lebt daneben und wird mit dem volumetrischen beständig verwechselt, obwohl beide erheblich voneinander abweichen: in vierzigprozentigem Wodka sind es nach Masse nur etwa dreiunddreißig Prozent Spiritus, weil er leichter ist als Wasser. Die Verbrauchsteuer übrigens wird weder nach dem einen noch nach dem anderen berechnet, sondern nach den Litern reinen Alkohols in der Partie, sodass die Stärke für die Buchhaltung nur als Faktor zählt.
Führen Sie die Stärke mit dem Schieber und sehen Sie auf den Löffel: solange Spiritus genug da ist, brennt die Flamme bis zum trockenen Pulver herunter und dieses flammt auf; sobald aber das Wasser die Schwelle überschreitet, ertränkt der Rest das Pulver, und statt einer Stichflamme kommt ein Zischen. Die drei Skalen rechts lesen ein und dieselbe Flüssigkeit und gehen genau um so viel auseinander, wie ihre Faktoren sich unterscheiden.
Die durchgezogene Linie zeigt, wie die Dichte einer Wasser-Alkohol-Mischung mit wachsender Stärke fällt, die gestrichelte, wie sie fiele, wenn die Flüssigkeiten sich einfach addierten. Die Linien gehen auseinander, weil Moleküle von Spiritus und Wasser dichter packen als jedes für sich, und diese Senke ist um vierzig Prozent herum am tiefsten. Ihretwegen gerade muss das Alkoholometer nach Tafeln geteilt werden und nicht mit dem Lineal.
02 · Umrechnung
Geben Sie ein, was auf dem Etikett steht
Zwischen den drei Skalen der Stärke sind die Umrechnungen genau, da alle sich nur um einen Faktor unterscheiden. Eine Näherung erscheint erst dort, wo die Dichte ins Spiel kommt: Massenanteil und Gewicht einer Partie werden nach tabellierten Werten für Wasser-Alkohol-Mischungen berechnet.
Die britische Skala ist in zwei Gestalten gezeigt: in gewöhnlichen Grad proof und in der alten Schreibweise nach Sikes, wo man die Abweichung von hundert nach oben oder nach unten zählte. Die zweite Gestalt lässt sich in den Feineinstellungen des Blattes ausblenden.
Die Temperatur ist für die Stärke nicht weniger wichtig als für die Viskosität, sieht dabei aber anders aus: der Anteil des Spiritus selbst ändert sich durch Erwärmung nicht, wohl aber fällt die Dichte, und das Alkoholometer beginnt seine Anzeige um etwa ein Drittel Prozent je Grad zu überhöhen. Die Prüftafeln sind deshalb für zwanzig Grad Celsius aufgestellt, in der amerikanischen Praxis für sechzig Grad Fahrenheit.
| Wert | Anmerkung | ||
|---|---|---|---|
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03 · Größenordnungen
vom Alkoholfreien bis zum Feinsprit04 · Messgeräte
Womit die Stärke gemessen wird
Einen Löffel Spiritus goss man über eine Prise Pulver und zündete ihn an, und danach, ob das Pulver nach dem Ausbrennen aufflammte oder im Wasserrest zischte, beurteilte man die Stärke. Die Probe unterschied nur zwei Zustände, verlangte dafür aber weder Gerät noch Tafeln, und hielt sich deshalb im Schatzamt fast anderthalb Jahrhunderte.
Ein Messingschwimmer mit einem Satz Anhängegewichte, vom britischen Parlament 1816 gesetzlich anerkannt: das Gewicht wählte man so, dass das Gerät in den geteilten Bereich eintauchte, und die Stärke las man als Abweichung von hundert nach oben oder unten. Eben dieses Gerät verwandelte das pulverne Ja-oder-Nein in eine Zahl, die sich in einen Frachtbrief eintragen ließ.
Ein Glasschwimmer, unmittelbar in Volumenprozent nach den Tafeln der Wasser-Alkohol-Mischungen geteilt — genau jenes Gerät, das man bis heute im Labor wie in der Küche des Schwarzbrenners benutzt. Seine Anzeige taugt nur für eine reine Mischung aus Spiritus und Wasser, weshalb Zucker im Likör oder Extrakt im Whisky sie gänzlich verfälschen.
Die einzige Weise, die Stärke eines Getränks zu erfahren, in dem außer Spiritus und Wasser noch etwas ist: die Probe wird auf einer Säule getrennt und die Fläche unter dem Ethanolgipfel berechnet. So prüft man Liköre, Ansätze und alles Süße, wo ein Schwimmer nichts nützt, und fängt zugleich das Methanol ab, das in ehrlicher Ware nicht sein darf.
05 · Schreibregeln
Proof ohne Land bedeutet nichts
Den Volumenanteil schreibt man als Zahl, Leerzeichen und Prozentzeichen, und die Ergänzung «vol» setzt man dahinter, denn ohne sie liest sich der Anteil auf zweierlei Art. Beim proof ist das Land unbedingt anzugeben: ein und dieselbe Zahl bedeutet beiderseits des Atlantiks eine andere Stärke, und der Unterschied ist keine Kleinigkeit — hundert britische Grad ergeben siebenundfünfzig Prozent, hundert amerikanische genau fünfzig.
Die erste Schreibweise sind die umgangssprachlichen «vierzig Grad», die in einem Schriftstück nichts zu suchen haben, denn einen Grad nannten die Stärke nur Gay-Lussac und Tralles, und ihr Zeichen ist ein eigenes. Die zweite sagt nicht, ob der Anteil nach Volumen oder nach Masse gilt, und für vierzig Prozent beträgt der Unterschied volle sieben Punkte. Die dritte nennt kein Land und lässt sich darum nicht eindeutig umrechnen. Die vierte ist schlichtweg falsch: nach Masse enthält derselbe Wodka etwa dreiunddreißig Prozent Spiritus.
06 · Benachbarte Einheiten
Daneben stehen alle Skalen, mit denen man die Konzentration über die Dichte einer Lösung liest: Zucker in der Würze misst man in Grad Brix, Extrakt im Brauwesen in Grad Plato, Säuren und Laugen im Betrieb in Grad Baumé. Sie sind gleich gebaut: ein Schwimmer sieht die Dichte, und auf dem Glas stehen die Zahlen jenes Gewerbes, für das das Gerät gemacht ist.
im Volumen der Lösung
Massenprozent
Dichte der Stammwürze
Von den Datenblättern von Simetrium stehen daneben Grad Brix und Grad Plato, die Aräometerskalen °Bé / °Tw / °API, wo dieselbe Dichte auf Erdölart gelesen wird, und Dichte in kg/m³, ohne die sich Volumenanteil und Massenanteil nicht verknüpfen lassen.
07 · Historischer Teil
Der Beweis durch Schießpulver
Die englische Akzisebehörde erhob den Zoll auf Spiritus nach zwei Sätzen, und die Ware musste unmittelbar im Hafen unterschieden werden, ohne alle Geräte. Die Probe, die man ersann, war einfach: Spiritus goss man über Pulver und zündete ihn an, und danach, ob das Pulver aufflammte oder zischte, zählte man die Ware zur bewiesenen oder zur schwachen. Das Wort proof bedeutet seither Stärke, wörtlich ist es freilich «ein Beweis».
Das Parlament bestätigte das Gerät des Bartholomew Sikes und gab zugleich der Bestimmung selbst Gesetzeskraft: proof spirit ist eine Lösung, deren Dichte zwölf Dreizehntel der Dichte des Wassers beträgt. Die Zahl kam bei etwa siebenundfünfzig Volumenprozent heraus, also derselben Pulverschwelle, nur mit einem Schwimmer gemessen statt mit einem Streichholz.
Das amerikanische Schatzamt erbte das Wort proof, wollte sich aber mit britischen Brüchen nicht abgeben und erklärte, hundert proof seien genau zur Hälfte Spiritus nach Volumen. Die Verbindung zum Pulver riss damit ab, dafür ließ sich die Skala im Kopf rechnen, und bis heute bedeutet «100 proof» auf einer Flasche Bourbon fünfzig Prozent und nicht siebenundfünfzig.
Als der Handel innerhalb des Gemeinsamen Marktes eine Skala für alle verlangte, wählte man die einfachste: das Volumenprozent nach Gay-Lussac. Britannien hob seine Skala am ersten Januar 1980 auf, und seither werden Flaschen von Lissabon bis Helsinki gleich gekennzeichnet, während die alte «70° proof» nur noch auf Etiketten anzutreffen ist, die länger als vierzig Jahre im Keller lagen.
Eine Probe, die nur ja oder nein zu antworten vermochte
Die Pulverprobe wirkt wie eine Kuriosität, ist der Sache nach aber das ehrlichste Gerät von allen hier beschriebenen: sie gab nie vor, eine Größe zu messen. Sie beantwortete eine einzige Frage — liegt die Stärke über der Schwelle oder darunter — und beantwortete sie reproduzierbar, was sich von mancher geteilten Skala nicht sagen lässt. Die ganze spätere Geschichte der Einheit ist die Geschichte davon, wie dieses Ja-oder-Nein zu einer Zahl wurde.
Das Feuer durch ein Aräometer zu ersetzen war nicht bloß eine Verfeinerung, sondern ein Wechsel im Wesen der Größe selbst: an die Stelle einer Schwelle trat eine Skala, an die Stelle zweier Zustände ein Kontinuum. Von da an ließ sich die Stärke in einen Frachtbrief eintragen, nach Graden besteuern und vor Gericht um Zehntel streiten — nichts davon erlaubte das Pulver. Der Preis dafür waren die Tafeln: ein Schwimmer sieht Dichte, nicht Spiritus, und nur eine Tafel macht aus dem einen das andere.
Katalog · Maßeinheiten
Ein Datenblatt für jede Größe
Sieben SI-Basiseinheiten, zweiundzwanzig abgeleitete mit eigenem Namen und Größen außerhalb des Systems, ohne die weder Technik noch Kalender auskommen.