Titel: de la Rive, über Wirkung der Schwefelsäure auf Zink.
Autor: Rive, de la
Fundstelle: 1830, Band 38, Nr. CIII. (S. 404–409)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj038/ar038103

CIII. Ueber die Wirkung der mit Wasser verdünnten Schwefelsäure auf den Zink. Von Hrn. Prof. de la Rive, vorgelesen an der Soc. de phys. et d'hist. nat. de Genève den 18. März 1830.

Auszug aus den Annales de Chimie et de Physique. 45. Th. S. 425.

Hr. de la Rive voltaischen sich mit der Untersuchung, welche Zinksorte am besten zu beschäftigt Säulen taugt. Es fiel ihm der ungeheuere Unterschied auf, der zwischen der chemischen Wirkung der Schwefelsäure auf den Zink Statt hat, je nachdem dieser leztere rein, oder mit fremdartigen Körpern gemengt ist. Reiner, destillirter Zink, in Schwefelsäure getaucht, die mit Wasser verdünnt ist, wird kaum davon angegriffen, zumal Anfangs, und gibt, selbst wenn die Einwirkung schon ziemlich lang gedauert hat, nur wenig Blasen von Wasserstoffgas, während der gewöhnliche käufliche Zink dieselben bekanntlich in großer Menge und mit vieler Heftigkeit entwikelt.

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Außer der Beschaffenheit des Zinkes hat übrigens auch die Menge Wassers in der verdünnten Schwefelsäure, und die Temperatur in Unterschieden von mehr als 10° ihren Einfluß.

Hr. de la Rive bestimmte die Größe der Wirkung auf den Zink nach der Menge des in einer gegebenen Zeit entwikelten Gases. Diese Menge bemaß er mittelst eines sehr einfachen Apparates mit großer Genauigkeit. Ein Fläschchen mit eingeriebenem gläsernen Stöpsel, das ungefähr 16 Gramm oder Eine Unze hält, ist unten mit einer gläsernen Röhre in Verbindung, die an der Seite desselben senkrecht empor steigt, 3 Decimeter lang ist, und 2 Millimeter im Durchmesser hält. Sie ist in gleiche Theile getheilt, deren jeder 10 cubische Millimeter hält. Das Fläschchen wird mit verdünnter Säure gefüllt; der Zinkcylinder an der unteren Seite des Stöpsels mittelst Wachs so befestigt, daß er in die Säure eintaucht; der Stöpsel luftdicht eingerieben; und nun steigt das Gas, so wie es sich entwikelt, im Fläschchen empor, und drükt gleiche Volumen Säure aus demselben in die graduirte Röhre. Man darf also nur zählen, wie viel Grade in der aufsteigenden Röhre sich während einer gegebenen Zeit mit der verdünnten Säure füllten, um darnach die Menge des entwikelten Gases mit einer Genauigkeit zu bestimmen, wie es bisher noch auf keine andere Weise möglich war.

Hr. de la Rive fand, daß eine Oberfläche von 200 □ Millimeter Zink in verdünnter Schwefelsäure von verschiedener Stärke in folgenden Zeiträumen 300 cubische Millimeter Gas gab, nämlich:

In 100 Theilen Wasser
Schwefelsäure von 1,848
specifischer Schwere.
Gemeiner
Zink.
Destillirter
Zink.
N. I. 20,20 0 Min. 6 Sec. 3 Min. 30 Sec.
– II. 25,64 0 – 3 – 1 – 50 –
– III. 29,85 0 – 2 – 0 – 30 –
– IV. 35,28 0 – 3 – 0 – 26 –
– V. 43,25 0 – 4 – 0 – 24 –
– VI. 64,20 0 – 9 – 1 – 30 –

Das Verhältniß der Schwefelsäure in N. III. gibt also mit gemeinem Zink die größte Menge Gas in der kürzesten Zeit. Die übrigen Resultate ergeben sich aus der Vergleichung der Daten in der Tabelle.

Man könnte glauben, daß die Ursache, warum destillirter Zink weniger Gas gibt, als der gemeine, in der größeren Porosität des lezteren gelegen ist. Dieß ist aber nicht der Fall; denn beide hatten gleiche specifische Schwere bei obigen Versuchen, nämlich 7,20 bei 18° am hundertgradigen Thermometer.

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Die Ursache, warum gemeiner Zink mehr Gas entwikelt, als reiner destillirter, scheint daher in der Beimischung fremder Metalle gelegen zu seyn. Um zu sehen, in welchem Verhältnisse dieß Statt hat, goß Hr. de la Rive sich Zinkcylinder, in welchen er auf 9 Theile Zink Einen Theil Eisenfeile, Einen Theil Zinn, Einen Theil Blei, Einen Theil Kupfer zusezte, und erhielt, unter gleichen Umständen, wie bei obigen Versuchen, dieselbe Menge Gases

bei der verdünnten Schwefelsäure N. I. unter Temperatur 10° am 100° Th.

Aus destillirtem
Zinke.
Zink mit
Zinn.
Zink mit
Blei.
Zink mit
Kupfer.
Zink mit
Eisen.
Aus gemeinem
Zink.
in 3' 27'' 0' 24'' 12'' 4 bis 6'' 4'' 4''.
Schwefelsäure N. II. Temp. 10°.
1' 50'' 12'' 9'' 6'' 3'' 3''.
Schwefelsäure N. III. Temp. 15°.
0, 30'' 12'' 10'' 3 bis 4'' 2 bis 1'' 2 bis 4.

Man sieht hieraus, daß dieselbe Schwefelsäure N. III., die in den obigen Versuchen am kräftigsten wirkte, auch hier am stärksten wirkt. Die Zinkcompositionen sind hier nach der Stärke ihrer Gasentwikelungen gereiht. Anfangs ging bei allen Zinkcylindern die Entwikelung des Wasserstoffgases langsam von Statten, außer bei demjenigen, der mit Kupfer legirt war: hier war die Entwikelung Anfangs stärker, ward aber schwächer, so wie ein schwarzes Oxyd auf der Oberfläche desselben zum Vorscheine kam. Wenn man dieses abnahm, ging die Gasentwikelung wieder rasch vor sich.

Um zu sehen, welche Resultate eine länger fortgesezte Einwirkung der Schwefelsäure gibt, nahm Hr. de la Rive Schwefelsäure von N. I. und von N. VI. N. I. wirkte Anfangs sehr lebhaft auf gemeinen Zink, und auf Zink in Verbindung mit Eisen und mit Kupfer, ließ aber in 24 Stunden nach, und hörte endlich auf. Es bildete sich schwefelsaurer Zink, und ein schwarzes Pulver, wahrscheinlich Oxyd der dem Zinke beigemengten Metalle, sezte sich ab. Auf destillirten Zink wirkte die Schwefelsäure weit langsamer, so wie auf Zink der mit Zinn und mit Blei gemengt war; die Wirkung nahm aber acht Tage lang (denn so lang dauerte sie) immer zu. N. VI. wirkte auf alle Zinkcylinder sehr schwach und beinahe gleich auf alle; vielleicht etwas stärker auf diejenigen, auf welche N. I. etwas schwächer |407| wirkte. Als, nach einiger Zeit, alle Wirkung aufhörte, bemerkte man, daß der destillirte Zink allein ohne allen Rükstand sich auflöste, und eine durchsichtige helle Flüssigkeit gab: die übrigen Zinkverbindungen ließen einen Rükstand, der mit der Art der Legirung in Verhältniß stand.

Es hat hier bei diesen Zinklegirungen eine elektrische oder vielmehr eine elektro-chemische Wirkung Statt. Die Schwefelsäure N. III. beurkundete sich als der beste Leiter; N. VI. als der schlechteste.

Wenn man eine metallische Verbindung zwischen dem Cylinder aus destillirtem Zink, der in die verdünnte Schwefelsäure getaucht ist, und einem Platinnadrathe herstellt, welcher in dieselbe Flüssigkeit taucht, so entwikelt sich eine große Menge Wasserstoffgas-Blasen um den Platinnadrath, und die Menge des gesammten entwikelten Wasserstoffgases beträgt, wenn zwischen dem Zink und der Platinna Berührung Statt hat, mehr als das Doppelte der Menge dieses Gases, wo der Zink isolirt ist. Wenn also Zink mit einem fremdartigen Metalle verbunden ist, wie mit Platinna, so wird die chemische Wirkung gewaltig vermehrt. Eben dieß geschieht, wenn man einen Zinkcylinder mit Platinna umwikelt, und ihn so in die verdünnte Schwefelsäure taucht.

„Bei dem gemeinen Zink, welcher mit fremdartigen Metallen gemengt ist, hat dasselbe Statt, was mit dem reinen Zink geschieht, der mit Platinnadrath umwunden ist: es stellt sich zwischen jedem Zink- und Platinnamolekul eine elektrische Strömung her. Diese kleinen elektrischen Strömungen zersezen das Wasser, durch welches sie ziehen, bringen den Wasserstoff auf die Molekule des fremdartigen Metalles, welches in allen hier angegebenen Fällen negativ ist, während der Zink, auf welchen sie den Wasserstoff führen, positiv ist. Sobald das Zinkmolekul oxydirt ist, verbindet es sich mit der Schwefelsäure, die in der verdünnten Schwefelsäure enthalten ist, und bildet schwefelsauren Zink, welcher aufgelöst bleibt. Die Zersezung des Wassers, folglich die Menge des Wasserstoffes, welche in einem bestimmten Zeitraume entwikelt wird, wird also desto größer seyn, je stärker die elektrischen Strömungen sind, die von einer Molekel zur anderen gehen. Nun hängt aber die Intensität dieser Strömungen von der Leitungsfähigkeit der verdünnten Säure ab, und die Gasentwikelung ist desto größer, je größer diese Leitungskraft ist. Sie muß auch von dem Unterschiede in der Fähigkeit des Zinkes, so wie seiner Legirung, oxydirt zu werden, abhängen, obschon hier nur eine Mischung aus Zink und Eisen die höchste Wirkung hervorbringt. Es sollte scheinen, daß eine Mischung aus Zink und Kupfer noch stärker wirken sollte, indem Kupfer mehr negativ ist, als Zink. Man muß aber auch bedenken, daß die |408| Kraft einer elektrischen Strömung zugleich von der Leichtigkeit abhängt, mit welcher sie aus dem negativen Metalle in die leitende Flüssigkeit überzugehen vermag; nun geht aber diese elektrische Strömung weit leichter aus dem Eisen, als aus dem Kupfer, in die mit Wasser verdünnte Schwefelsäure über. Man muß ferner noch bemerken, daß die Wirkung, welche auf den mit Kupfer gemengten Zink Statt hat, in den ersten Augenbliken immer stärker ist, als später, und zuweilen selbst stärker, als bei dem mit Eisen gemengten Zink. Dieß hängt von dem schwarzen Pulver ab, welches bald nach dem Anfange der Wirkung sich auf dem mit Kupfer gemengten Zinke absezt, welches Pulver nichts anderes als leicht oxydirter Zink ist, der durch Zersezung des schwefelsauren Zinkes entsteht, welcher bereits in der verdünnten Schwefelsäure aufgelöst ist; eine Zersezung, welche durch Einwirkung der Strömungen entsteht, die von den Molekulen des Zinkes zu jenen des Kupfers laufen. Die Bestandtheile des mit Eisen gemengten Zinkes, welche eine geringere elektrische Kraft besizen, als jene des mit Kupfer gemengten Zinkes, vermögen wohl das Wasser, nicht aber den schwefelsauren Zink zu zersezen: daher hört bei den ersteren die Wirkung nicht auf und nimmt vielmehr zu, während sie bei den lezteren abnimmt, wenigstens solang, bis man die Schichte beseitigt, die sich auf der Oberfläche absezt; denn dann erhält die Wirkung auf einige Augenblike wieder ihre vorige Lebhaftigkeit.“

Daß der gemeine Zink, wie er im Handel vorkommt, unrein ist, ist bekannt. Jener, dessen sich Hr. de la Rive bediente, enthielt Spuren von Zinn, Blei und etwas mehr als ein Hundertel Eisen, nebst einer ziemlich großen Menge Kadmium. Hr. de la Rive hat noch überdieß gefunden, daß, wenn dem Zinke nur 2 p. C. Eisenfeile zugesezt ist, derselbe in den verschiedenen Nummern von Schwefelsäure eben so viel Wasserstoff entwikelt, als der gemeine Zink.

Die Erscheinung, daß reiner oder destillirter Zink nach mehreren Stunden stärker wirkt, erklärt sich auf ähnliche Weise dadurch, daß die Oberfläche des Zinkes dann bereits etwas oxydirt ist, und dieses Oxyd die Rolle eines fremdartigen negativen Metalles spielt: Hr. de la Rive fand es sogar gut, den Zink öfters aus der Schwefelsäure herauszunehmen und der Luft auszusezen, um die Wirkung zu verstärken, indem derselbe sich an der Luft dann leichter oxydirt.

Die höhere Temperatur bei stärkerer Gasentwikelung scheint gleichfalls von den stärkeren elektrischen Strömungen abzuhängen.

Hieraus erhellt:

1) daß das beste Verhältniß der Schwefelsäure zum Wasser, zur Entwikelung der größten Menge Wasserstoffgases zwischen 30 und 50 p. C. des Gewichtes des Wassers ist.

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2) daß obiges Verhältniß auch zugleich der verdünnten Schwefelsäure die höchste Leitungskraft ertheilt.

3) daß der Unterschied zwischen destillirtem Zinke und gemeinem Zinke, in Hinsicht der Wirkung desselben auf verdünnte Schwefelsäure, von den fremdartigen Metallen abhängt, die demselben beigemengt sind, vorzüglich aber von dem Eisen, das immer in größerer oder geringerer Menge darin vorkommt.

4) daß dieser Einfluß fremdartiger Metalle allen Umständen nach eine elektrische Wirkung in Folge der Berührung ihrer Theilchen mit den oxydirbareren Theilen des Zinkes ist.

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