Titel: Ueber einige an der Flamme wahrnehmbare Erscheinungen.
Autor: Rutter, John Obadiah Newall
Fundstelle: 1834, Band 53, Nr. XXXVI. (S. 186–200)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj053/ar053036

XXXVI. Ueber einige an der Flamme wahrnehmbare Erscheinungen. Von Hrn. J. O. N. Rutter Esq.

Aus dem Mechanics' Magazine, No. 564.

Der Zwek der Abhandlung, welche ich hier vorzulegen die Ehre habe, liegt in der Zusammenstellung mehrerer Versuche, welche ich mit verschiedenen Flammen anstellte, und die vielleicht zur Erläuterung mancher der dabei wahrnehmbaren Erscheinungen beitragen dürften. Durch Anwendung der Lehren Newton's auf dieselben wäre es vielleicht möglich, daß sich manche lehrreiche und wichtige Schlüsse daraus ziehen ließen. Es ist sehr angenehm und zuweilen auch sehr geeignet, unter dem Einflusse großer Namen Schuz zu suchen; allein eben dieses Verfahren führt gerade bei schwierigen Gegenständen oft Irrthümer mit sich, die sich dann unendlich lange fortpflanzen. Wenn man daher auf anerkannte Schwierigkeiten stößt, so dürfte es immer am besten seyn, ihnen ernstlich zu begegnen, sie streng zu untersuchen, und wo möglich nicht eher zu ruhen, als bis sie beseitigt sind. Leider wird aber selbst von großen Gelehrten gerade das Gegentheil befolgt; abgesehen von den Büchercompilatoren, die nur zu oft die Worte anderer aufnehmen, ohne sie irgend einer genaueren Prüfung zu unterwerfen.

Da mir Syms und Davies Abhandlungen über die Flamme, auf welche sich Dr. Thompson in seinem Werke über Wärme und |187| Elektricität bezieht, nicht zur Hand sind, so kann ich nicht ermitteln, ob nicht die einen oder die anderen der Versuche, die ich folgen lassen will, bereits bekannt sind. Jedenfalls hoffe ich, daß mir meine Vorgänger nicht in allen Dingen vorausgeeilt seyn werden.

1) Wenn man ein Stük Drahtgitter allmählich auf die Flamme einer Wachs- oder Talgkerze herabsenkt, so wird der Durchschnitt der Flamme von Oben betrachtet wie ein leuchtender Ring erscheinen, der den Docht umgibt, ohne jedoch mit demselben in Berührung zu stehen.

2) Eine Steinkohlengasstamme (coalgas-flame) wird sich auf ähnliche Weise verhalten, und man sieht daher die Mündung, aus welcher das Gas austritt, sehr deutlich im Inneren der Flamme.

3) Bringt man das Drahtgitter nach demselben Verfahren auf eine Steinkohlengasflamme, die aus einem Argand'schen Brenner emporsteigt, so zeigt der Durchschnitt der Flamme zwei verschiedene und getrennte Lichtringe, deren Entfernung von einander durch die Dike des Brenners bestimmt wird.

4) Wendet man eine Argand'sche Lampe mit einem in Oehl gespeisten Dochte an, so wird die Entfernung der beiden Ringe von einander durch die Dike des Dochtes bestimmt werden.

5) Schließt man die Luft von dem Inneren eines Argand'schen Brenners ab, so wird die Flamme, sie mag durch Gas oder durch Oehl unterhalten werden, wenn sie vorher cylindrisch war, nun eine kegelförmige Gestalt annehmen; und wenn dann in diesem Falle das Drahtgitter auf die Flamme herab bewegt wird, so wird sich, wie bei dem Versuche 1 und 2 ein Lichtring zeigen, der der äußeren Oberfläche des Dochtes oder des Brenners (3, 4) entspricht.

6) Die Weingeist- und Wasserstoffgasstamme zeigt in jeder Hinsicht dieselben Erscheinungen, welche unter 1, 2, 3, 4 und 5 angegeben wurden: abgesehen jedoch von der Qualität des Lichtes.

7) Phosphor zeigt, wenn er in Berührung mit der Atmosphäre entzündet wird, und wenn man dann das Drahtgitter auf dessen Flamme herab bewegt, einen Lichtring. Dieser Versuch erfordert einige Sorgfalt und Geschiklichkeit; doch kann man die Undurchsichtigkeit der Flamme sehr genau und auffallend erkennen.

8) Wenn man ein 3/4 Zoll langes Stük einer Wachskerze nimmt, dasselbe in eine Gasröhre von gleicher Länge einsezt, und als Fußgestell dieser Röhre dann eine Korkscheibe von solcher Größe anwendet, als sie nöthig ist, um dem Apparate Stätigkeit zu geben; wenn man ferner in einem Abdampfschälchen einige Baumwollfaden so zusammenwindet, daß sie einen Ring von 2 Zollen im Durchmesser und von 3/4 Zoll Höhe bilden; wenn man endlich diesen Ring mit |188| Alkohol sättigt, die Wachskerze anzündet, sie in die Mitte des Ringes bringt, und den Alkohol nun gleichfalls entzündet, so wird die Wachskerze verlöschen. Die Hize im Inneren der Alkoholflamme wird so intensiv seyn, daß das Wachs verdampft, und dieser Dampf selbst wieder zersezt und an der Spize der Alkoholflamme entzündet wird, wodurch dann die Flamme einen ganz charakteristischen Glanz mitgetheilt erhält. Dabei ist jedoch zu bemerken, daß der Docht der Wachskerze selbst nicht in Entzündung geräth, wenn das ganze Verfahren gehörig geleitet wird. Wenn dieser Versuch gelingen soll, so muß jedoch alle Bewegung der umgebenden Atmosphäre vermieden werden, d.h. man darf weder in dem Zimmer auf und nieder gehen, noch tue Thüre öffnen oder schließen, noch in der Nähe der Alkoholflamme zu frei und zu stark athmen. Bei allen diesen Vorsichtsmaßregeln wird man übrigens doch wahrscheinlich finden, daß die Flamme in Folge einer Strömung von verdünnter Luft beständig flakert, und daß sie abwechselnd erlischt und wieder aufbrennt, je nachdem die Unstätigkeit der Flamme vorherrscht oder abnimmt.

9) Wenn man statt einer Wachskerze ein Stükchen Phosphor in ein kleines metallenes Löffelchen gibt, dasselbe entzündet, und in das Innere der Alkoholflamme bringt, so wird der Phosphor verlöschen; zieht man ihn augenbliklich wieder zurük, so wird er sich wieder entzünden, um, wenn man ihn abermals in die Flamme bringt, neuerdings wieder zu verlöschen. Auch hier wird der Phosphor verdampfen, und dessen Dampf wird sich entzünden, so wie er an der Spize der Weingeistflamme mit Sauerstoff in Verbindung tritt. Ist der Phosphor vorher nicht gehörig getroknet worden, so werden nach allen Seiten kleine Theilchen desselben geschleudert werden, und diese Theilchen werden sich entzünden, so wie sie mit der äußeren Atmosphäre in Berührung kommen.

10) Man kann diesen Versuch auch so abändern, daß man in das Innere der Alkoholflamme (8) ein kleines metallenes Schalchen mit Alkohol, Aether oder Terpenthingeist bringt. Hiebet werden sich auch diese Substanzen verflüchtigen; allein sie werden sich in dem Schalchen gewiß so lange nicht entzünden, als die Flamme ihre kegelförmige Gestalt beibehält.

11) Wenn man Phosphor (9) in den Mittelpunkt der Flamme eines Argand'schen Brenners, zu welcher die atmosphärische Luft Zutritt hat, bringt, so wird er sich daselbst entzünden; verhindert man jedoch den weiteren Zutritt der Luft, so wird die Flamme kegelförmig werden (5), und der Phosphor verlöschen.

12) Ein noch merkwürdigeres Resultat erhält man, wenn man den lezten Versuch in einem mit Steinkohlengas gespeisten Argand'schen |189| Brenner, an welchem der Zutritt der Luft zum Inneren verhindert ist, wiederholt. Entzündet man nämlich den Phosphor und bringt man ihn in das Innere der Gasflamme, so wird er verlöschen; so wie man aber den Zutritt von Gas abschließt, wird sich der Phosphor entzünden, während er neuerdings wieder verlöschen wird, wenn man wieder Gas zutreten läßt. Wendet man Alkohol, Aether oder Terpenthingeist in einem mit Oehl oder Steinkohlengas gespeisten Argand'schen Brenner an, so werden die sich ergebenden Resultate aus den bei 8 angegebenen Ursachen gleichförmiger und genügender ausfallen, als mit einer großen Alkoholflamme.

13) Eine in das Innere der Flamme einer Argand'schen Lampe gebrachte angezündete Wachskerze wird in derselben so lange fortbrennen, als die Luft Zutritt zu derselben hat; so wie man die Luft hingegen abschließt (5), wird die Wachskerze augenbliklich verlöschen. Man kann diesen Versuch auch in der Art abändern, daß man statt der Wachskerze einen Strom Steinkohlengas anwendet; in beiden Fällen sind die Resultate gleich.

14) Wenn man einen gewundenen Platindraht über eine Weingeistflamme hält, so wird derselbe zum Glühen kommen; dieses Glühen wird jedoch sogleich aufhören, so wie man den Draht in das Innere der Flamme bringt. Noch deutlicher wird dieß, wenn man eine Weingeistlampe mit einem Argand'schen Dochte anwendet. Das Glühen des Drahtes kann übrigens hervorgebracht oder verhindert werden, je nachdem der Luft Zutritt gestattet wird oder nicht (11).

15) Man kann statt des Argand'schen Dochtes auch einen gewöhnlichen, aus Baumwollfasern gebildeten Docht von 1 Zoll im Durchmesser anwenden und denselben mit Talg, Oehl oder Weingeist speisen. Die Erscheinungen werden bei einem solchen Dochte ganz dieselben seyn, wie die bei 5, 8, 9, 10 beschriebenen.

16) Wenn man einen Strom Sauerstoffgas von Unten in das Innere einer kegelförmigen Flamme (5, 6, 15) treibt, so wird sich eine Flamme in der anderen zeigen.

17) Ein Strom Sauerstoffgas oder atmosphärische Luft erzeugt, wenn er auf Phosphor, Aether, Alkohol, Terpenthingeist, Kohlengas oder eine Wachskerze getrieben wird, eine Entzündung, welche jedoch nur so lange währt, als das Zuströmen dieser beiden Gasarten anhält.

18) Wenn man irgend eines der eben erwähnten Materialien mit dem inneren oder äußeren Theile einer Talg-, Oehl-, Alkohol- oder Gasflamme in Berührung bringt, so wird sich dasselbe entzünden; allein deren Verbrennung wird minder vollkommen und minder kräftig seyn, wenn man sie in die Flamme eines anderen Körpers |190| einhüllt, als sie ist, wenn man sie unter gewöhnlichen Umständen und in Berührung mit der atmosphärischen Luft entzündet.

19) Die Flamme eines explodirenden Gemisches aus Steinkohlen- und Sauerstoffgas hat eine blaßblaue Farbe; und je größer das Verhältniß des Sauerstoffgases innerhalb der Sättigungsgränzen36), um so kleiner ist die Flamme, und um so blasser ist ihre Farbe, im Vergleiche mit einem gleichen Volumen brennenden Steinkohlengases. Aehnliche Erscheinungen ergeben sich auch mit einem Gemenge von Steinkohlengas und atmosphärischer Luft; doch ist hier die Flamme etwas dunkler.

20) Es ist beinahe unnöthig zu bemerken, daß die Flamme eines explodirenden Gemenges aus Sauer- und Wasserstoffgas so blaß ist, daß man sie am Tage kaum wahrnimmt.

21) Wenn man einen Strom Wasserstoffgas an der Spize eines Gasschnabels entzündet, so kann man sich, indem man wie bei 2 ein Drahtgitter auf die Flamme herabsenkt, überzeugen, daß sie hohl ist. Läßt man aus einem ähnlichen Gasschnabel in gleicher Richtung, und in unmittelbarer Berührung mit dem Wasserstoffe einen Strom Sauerstoffgas austreten, so wird die Flamme ungeachtet der größeren Quantität Gas, welche sie erhält (indem auf 1 Volumen Wasserstoffgas 1 Volumen Sauerstoffgas kommt), unmittelbar darauf bedeutend kleiner und im Inneren nicht mehr hohl erscheinen. In der reinen Wasserstoffflamme befindet sich die größte Hize an dem Ende oder an der Spize des Kegels; nicht so verhalt es sich hingegen mit der Sauerstoff-Wasserstoffstamme, deren heißeste Punkte sich in der Nähe der Basis des Flammenkegels, d.h. da befinden, wo die größten Quantitäten der beiden Gase zuerst in chemische Verbindung mit einander treten:

22) Aus der Analyse des Steinkohlengases ergibt sich, daß es, wenn es gut ist (d.h. wenn es ein specifisches Gewicht von 475–550 hat), auf ein Volumen zur vollkommenen Verbrennung beinahe 2 Volume Sauerstoffgas erfordert. Das eine Volumen verbindet sich nämlich mit einem gleichen Volumen Kohlenstoff und erzeugt Kohlensäure; während sich das andere Volumen mit 2 Volumen Wasserstoff (die im gekohlten Wasserstoffgase auf ein Volumen verdichtet enthalten sind) verbindet und Wasser bilden.

23) Aus der Analyse des Steinkohlengases ergibt sich ferner die Natur mancher explodirender Gasgemenge, und besonders des Gemenges von gekohltem Wasserstoffgase und atmosphärischer Luft.

|191|

Wenn sich die relativen Verhältnisse oder Volume von brennbarem Gase zu jenen der Luft wie 1 zu 5 verhalten, so gibt das Gemenge keine Explosion; wird aber die Quantität der Luft allmählich bis auf 10 oder 12 Volume vermehrt, so detonirt das Gemenge bei jedem neu hinzukommenden Volumen, d.h. bis es den Sättigungspunkt erreicht hat, mit steigender Heftigkeit.37)

24) Jene Gasgemenge, deren Verhältnisse am meisten zur Bildung neuer Verbindungen geeignet sind, detoniren oder explodiren mit größter Heftigkeit, und umgekehrt.

25) Explodirende Gemenge aus Kohlengas oder gekohltem Wasserstoffgase und Sauerstoff sind denselben Gesezen unterworfen wie Gemenge derselben Gasarten mit atmosphärischer Luft. Erstere explodiren gleichförmiger und schneller als leztere, indem in ersterem Falle die entzündlichen Theilchen in viel innigerer Berührung mit dem Sauerstoffe sind, als in lezterem, wo auch noch Stikstoff dazwischen tritt.

26) Jene explodirenden Gasgemenge, die am meisten zur Bildung neuer Verbindungen geeignet sind, entzünden sich am leichtesten, wenn sie durch enge Röhren oder durch die Zwischenräume eines Drahtgitters treten. Dieß erklärt sich auch sehr leicht dadurch, wenn man bedenkt, daß sich die Elemente der Verbrennung hier unter den günstigsten Verhältnissen befinden, so daß zu deren Verbrennung also kein neuer Sauerstoff von Außen hinzuzutreten braucht.

27) Wenn man auf die Flamme einer Kerze, einer Lampe oder eines Kohlengasschnabels ein Löthrohr einwirken läßt, so wird die Hize größer seyn, wenn man den Luftstrom in der Nähe der Basis durch die Flamme treibt, als sie ist, wenn man den Luftstrom nur auf den oberen Theil oder auf die Spize der Flamme wirken läßt. Jeder Künstler und Arbeiter, der sich des Löthrohres zu bedienen Gelegenheit hat, wird dieß bestätigen.

28) Wenn man ein Stük Drahtgitter durch die Basis, d.h. |192| durch den blauen Theil der Kohlengasflamme bewegt, so wird das Gas sowohl über, als unter dem Drahtgitter ununterbrochen fortbrennen, und an der unteren Fläche des Gewebes kein Kohlenstoff abgesezt werden; ebensowenig wird auch die Flamme über dem Drahtgitter Kohlenstoff frei werden lassen. Ein ganz anderes Resultat ergibt sich hingegen, wenn man das Drahtgitter nach Aufwärts bewegt, und in der Nähe der Spize der Flamme hält; hier sezt sich nämlich an der unteren Flache des Drahtgitters Kohlenstoff in Menge ab, die Flamme über demselben verlischt, und in dem Maße, als das Drahtgitter erhizt wird, steigt ein dichter Kohlenstoffdampf, welcher entzündet werden kann, durch dasselbe.

29) Dieser Versuch kann verschieden abgeändert werden, je nachdem man statt der Steinkohlengasflamme eine Wachskerze, eine gewöhnliche Talgkerze oder eine Oehllampe anwendet. Man kann in diesem Falle ein Stük Schreibpapier oder ein Kartenblatt durch den blauen Theil einer Flamme bewegen, ohne daß dasselbe dadurch beschmuzt wird; man kann dasselbe mit gleichem Erfolge auch in der Mitte der Flamme thun; allein so wie man das Papier oder das Kartenblatt in die Nähe der Flammenspize bringt, wird es auch durch Ablagerung von freiem Kohlenstoffe geschwärzt werden. Wenn man das Kartenblatt endlich über die Flamme hält, so wird es nicht schwarz werden, zum Beweise, daß kein freier Kohlenstoff in die Luft entweicht. Das Papier oder das Kartenblatt darf jedoch bei diesen Versuchen nur einen Augenblik lang in die Flamme gehalten werden, und ist sogleich wieder zu entfernen; auch ist die Flamme so zu puzen, daß sie nicht raucht.

30) Eine gleiche Quantität Sauerstoff verbindet sich unter sehr verschiedenen Umständen mit einer gegebenen Quantität Steinkohlengas oder gekohltem Wasserstoffgase, und erzeugt in dem einen Falle ein sehr schwaches, in dem anderen hingegen ein sehr glänzendes Licht. Wenn z.B. zwei Volume Sauerstoffgas mit einem Volumen Steinkohlengas vermengt werden, und wenn man das Gemenge, so wie es aus dem Schnabel entweicht, entzündet, so wird die Flamme klein und blaßblau seyn, und nur ein sehr schwaches Licht (19) entwikeln. Ein Volumen Steinkohlengas mit 10 Volumen Luft vermengt erzeugt hingegen eine ähnliche Wirkung; nur ist die Flamme etwas dunkler gefärbt. Wenn man Steinkohlengas in einer aus Sauerstoff bestehenden Luft entzündet, so wird die Flamme wie bekannt größer und ihr Licht blendender, als gewöhnlich, und dabei verbindet sich doch nur eben so viel Sauerstoff mit einer bestimmten Menge brennbaren Gases, als sich in den beiden ersteren Fällen damit verbindet. Die zusammengesezten Körper oder Verbindungen, |193| die hiebei als Resultate zum Vorscheine kommen, sind in sämmtlichen Fällen gleich (22).36) Die Erscheinungen, welche bei der Verbrennung des Steinkohlengases unter den gewöhnlichen Umständen Statt finden, sind Jedermann bekannt.

31) Wenn man mit einem explodirenden Gemenge von Steinkohlengas und Sauerstoff oder atmosphärischer Luft dieselben Versuche mit dem Drahtgitter und dem Kartenblatte wiederholt, die oben bei 28 und 29 angegeben wurden, so wird man finden, daß in keinem Theile der Flamme, weder innerhalb noch über derselben, freier Kohlenstoff abgesezt wird.

32) Wenn auf eine Steinkohlengasflamme ein starker Luftstrom geleitet wird, so wird sich die Größe der Flamme alsogleich vermindern; auch wird dieselbe dann alle die Eigenschaften der Flamme eines explodirenden Gasgemenges (19, 31) beurkunden.

33) Bei aufmerksamer Beobachtung der Verbrennung eines explodirenden Gasgemenges von Steinkohlengas oder gekohltem Wasserstoffgase und atmosphärischer Luft in einer Sicherheitslampe wird man bemerken, wie schnell die Flamme des Dochtes erlischt; und man wird, wie ich überzeugt bin, nicht läugnen, daß dieß durch den Mangel an Sauerstoffgas bewirkt wird.

34) Man kann sich schon durch das Gesicht allein überzeugen, daß die Flamme des Gemenges innerhalb der Lampe hohl ist. Die Flamme wird zwar gegen die Spize der Lampe zuweilen glänzender werden, als an irgend einem anderen Theile; allein weit häufiger wird sich aus der Spize der Lampe freier Kohlenstoff oder Rauch entwikeln.

35) Auf die Frage, woher der Glanz der Flamme an dem oberen Theile der Lampe, oder in Ermangelung derselben der freie Kohlenstoff oder Rauch komme, antworte ich, daß, während das explodirende Gemenge innerhalb des Gehäuses brennt, die entwikelte Hize zur Verdampfung des Oehles in dem Behälter der Lampe hinreichen wird. Dieser Dampf nimmt wenigstens zum Theil das Innere der Flamme ein, und wird in Oehlgas verwandelt; und wenn in dem explodirenden Gemenge eine große Quantität Sauerstoff enthalten ist, so wird ein Theil des Gases zersezt werden und dadurch den eigenthümlichen Glanz der Flamme erzeugen. Ist hingegen nur eine geringe Quantität Sauerstoff gegenwärtig, so wird das frei |194| werdende Oehlgas, obschon es zersezt wird, nicht leuchten, und hieraus wird die Abscheidung von freiem Kohlenstoffe oder die Erzeugung von Rauch folgen.

36) Daß die hier aufgestellte Ansicht von der Verdampfung des Oehles richtig ist, davon kann man sich leicht überzeugen, wenn man bei einem ähnlichen Gemenge explodirender Gasarten zwei Sicherheitslampen anwendet, an deren einer der Docht und der Oehlbehälter auf die gewöhnliche Weise angebracht sind, während die andere mit einem temporären Wachsdochte, der sich an dem Behälter (in welchem jedoch kein Oehl enthalten) befindet, ausgestattet ist. Die Wiederentzündung des Dochtes bei dem abermaligen Zutritte des Sauerstoffgases zu der mit Oehl gefüllten Lampe wird unter diesen Umständen vollkommen verständlich seyn (16, 17).

37) Ein explodirendes Gasgemenge wird innerhalb einer Sicherheitslampe so lange ruhig brennen, und ohne das Drahtgitter auf einen Grad zu erhizen, bei welchem die umgebende explodirende Luft entzündet wird, als die Atmosphäre ruhig und unbewegt bleibt; wird die Lampe hingegen einem Strome explodirender Gase ausgesezt, so wird die Flamme innerhalb der Lampe gegen das Drahtgitter der entgegengesezten Seite getrieben, wo dann dasselbe so stark erhizt wird, daß die Flamme hindurchtreten und die äußere atmosphärische Luft entzünden kann.

38) Jene explodirenden Gasgemenge, deren Mischungsverhältnisse zwei Volumen Wasserstoff und einem Volumen Sauerstoff am nächsten kommen, geben bei der Verbrennung und bei einem bestimmten Volumen des Gemenges die größte Hize. Hieraus erhellt also von selbst, daß die relativen Verhältnisse eines dritten Elementes, wie z.B. jenes des Kohlenstoffes in dem gekohlten Wasserstoffgase, jenes des Stikstoffes in der atmosphärischen Luft die specifische Temperatur der Gasgemenge, in welchen sie enthalten sind, bestimmen werden.

39) Die Sicherheit, die die Anwendung eines aus Drahtgitter verfertigten Gehäuses gegen die Explosionen gewährt, ist nicht bloß dem Ausstrahlungsvermögen des Metalles zuzuschreiben. Die Temperatur irgend eines Theiles einer großen cylindrischen Flamme eines detonirenden Gemenges, welches ruhig im Inneren einer Sicherheitslampe brennt, wird viel geringer seyn, als jene, die sich bei der Verbrennung derselben Materialien unter verschiedenen Umständen ergibt. Die Verdampfung des Oehles (35) wird einen Theil der Hize, die durch die Verbindung der Gase entwikelt wird, verzehren. Uebrigens verdient aber auch noch ein anderer Umstand besondere Berüksichtigung. Während nämlich ein Strom explodirenden Gases |195| durch die Zwischenräume des Drahtgitters an der Basis des Gehäuses eintritt, ein Strom, der sowohl wegen seiner Temperatur, als wegen seiner Richtung, die umgebende Luft nicht wohl entzünden kann –, muß in der Nähe des Scheitels der Lampe nothwendig ein ähnlicher Strom von nicht explodirenden Substanzen, nämlich von Wasserdampf, kohlensaurem Gase, freiem Kohlenstoffe und Stikstoff ausströmen.37) Nur wenn diese beiden ruhigen Strömungen durch ein plözliches Eindringen und durch eine stärkere Bewegung der explodirenden Atmosphäre oder einer verhältnißmäßig kühlen Luft gestört werden, wird eine Explosion erfolgen.

40) Die Erscheinungen, die sich bei der ruhigen Verbindung explodirender Gemenge bei einer Temperatur, welche zu deren Entzündung nicht hinreicht, ergeben, sind so zahlreich und so interessant, daß sie eine eigene Berüksichtigung verdienen, besonders wenn man sie in Verbindung mit Faraday's neuesten Versuchen über die Wirkung des Platins auf gasartige Körper betrachtet.

41) Nachdem ich nun mehrere auf die Flamme bezügliche Phänomene mit einer Genauigkeit und Kleinlichkeit erwogen, die vielleicht Manchem unnöthig vorkommen dürfte, will ich nun betrachtend in wie fern diese Thatsachen die von Davy und anderen berühmten Schriftstellern über die Flamme aufgestellten Theorien unterstüzen und erläutern.

42) Davy sagt in seiner Abhandlung über die Sicherheitslampe S. 46: „Die Flamme der brennbaren Stoffe muß in allen Fällen als eine Verbrennung eines explodirenden Gemenges aus entzündbarem Gase oder Dampf und Luft betrachtet werden; denn man kann dieselbe unmöglich für eine bloße Verbrennung an der Berührungsoberfläche der entzündbaren Substanz halten. Ein Beweis hiefür ist, daß, wenn man eine Wachskerze oder ein Stük brennenden Phosphor in eine große Weingeiststamme hält, die Flamme der Kerze sowohl, als des Phosphors im Inneren der Weingeistflamme sichtbar seyn wird: zum offenbaren Beweise, daß selbst im Inneren der Flamme Sauerstoff enthalten ist.“ Dr. Ure führt in der vierten, 1831 erschienenen Ausgabe seines Dictionary of Chemistry unter dem Artikel Combustion S. 357 denselben Saz wörtlich auf und gibt ihm seine Zustimmung. Ebendieß thut auch Graham in der zweiten Ausgabe seines Chemical Catechism S. 589 mit folgendem Beisaze: „. Die Flamme hat eine kegelförmige Gestalt, weil die größte |196| Hize im Mittelpunkte des entzündbaren Gemenges Statt findet.“ Dr. Thompson sagt S. 309 in seiner Abhandlung über Wärme und Elektricität: „Die Flamme besteht in einer raschen Verbrennung einer verflüchtigten Substanz. Der Talg oder das Wachs wird geschmolzen und in die Spize des Kerzendochtes emporgezogen, um dort in Dampf verwandelt zu werden, und dann als solcher in Form einer Säule emporzusteigen. Dieser Dampf wird so stark erhizt, daß er sich schnell mit dem Sauerstoffe der ihn umgebenden Luft verbindet; und die hiedurch entwikelte Hize ist so groß, daß der Dampf bis zum Weißglühen kommt. Die Flamme ist also bloß eine bis zum Weißglühen erhizte, flüchtige, brennende Substanz. Die Verbrennung kann bloß in jenem Theile der heißen Dampfsäule, der mit der Atmosphäre in Berührung kommt, nämlich an der äußeren Oberfläche Statt finden. Die Flamme des Kerzenlichtes ist mithin bloß eine dünne Schichte eines weißglühenden Dampfes, innerhalb welcher eine Quantität heißen Dampfes, der aus Mangel an Sauerstoff nicht verbrennen kann, enthalten ist.“ Dr. Lardner scheint in seiner Abhandlung über Wärme, die sich in seiner Cabinet Cyclopaedia befindet, den Ansichten Thompson's beizustimmen.

43) Wenn wir die Flamme eines brennbaren Körpers, mit dessen Verbrennung wir innig vertraut sind, z.B. einer gewöhnlichen Talgkerze, aufmerksam betrachten, so werden sich folgende Erscheinungen ergeben. Der Talg steigt, nachdem er durch die Annäherung eines brennenden Körpers geschmolzen worden, durch die Haarröhrchenthätigkeit zwischen den Fasern des Dochtes empor, und wird, so wie er sich der Flamme nähert, in Dampf verwandelt, aus welchem Zustande er dann bald in den gasförmigen übergeht. Da die Flamme nicht in wirklicher Berührung mit dem Dochte steht (1), so geht die Verdampfung des Talges an jedem Theile des von der Flamme umgebenen Dochtes gleichzeitig von Statten. Der blaue, an der Basis befindliche Theil der Flamme, so wie der blässere blaue Hauch, der die anderen Theile der Flamme umgibt, deutet die chemische Verbindung des gekohlten Wasserstoffgases und Sauerstoffgases (19, 30, 31) an. Da diese Verbindung ein ununterbrochen fortwährender und mit Wärmeentwikelung verbundener Proceß ist, so erreicht man schnell eine Temperatur von solcher Intensität, daß ein großer Theil des sich bildenden brennbaren Gases entzündet wird. Durch diese Zersezung werden nach einander mehrere Portionen Kohlenstoff von dem Wasserstoffe abgeschieden; der Wasserstoff verbindet sich mit dem Sauerstoffe und bildet Wasser; der Kohlenstoff wird bei dieser hohen Temperatur leuchtend, und gibt, indem er sich gleichfalls mit Sauerstoff verbindet, kohlensaures Gas (22).

|197|

44) Man sieht hieraus, daß ich nicht mit Dr. Thompson übereinstimme, wenn derselbe behauptet, die Flamme eines Kerzenlichtes sey bloß eine dünne Schichte weißglühenden Dampfes. Man sagt gewöhnlich, daß der Dampf gewisser Substanzen, wie z.B. jener des Alkohols oder des Aethers, entzündlich ist; allein mir scheint die Entzündbarkeit dieser Dampfe ganz von der Leichtigkeit, mit welcher sie sich unter gewissen specifischen Bedingungen und unter dem Einflüsse einer gewissen Temperatur in Gase verwandeln lassen, bedingt zu seyn.38)

45) Wenn meine Ansicht (43) richtig ist, so scheint der Proceß, der beim Brennen eines Kerzenlichtes Statt findet, ein etwas complicirter, bei genauerer Untersuchung aber sehr schöner zu seyn. Die Kerzenflamme ist nämlich eine kegelförmige Schichte einer leuchtenden Substanz (1), deren Farbe von Unten nach Aufwärts hin allmählich vom Blauen ins Weiße übergeht. Sie enthält im Inneren frei werdendes brennbares Gas, aber keinen Sauerstoff (15, 16). An der Basis dieser Flammenschichte kann man bei einer Temperatur, die man ihre eigenthümliche, specifische nennen kann, Zeichen einer vor sich gehenden chemischen Verbindung des gekohlten Wasserstoffgases mit dem Sauerstoffgase bemerken, indem an diesem Theile der Flamme Wasserdampf und kohlensaures Gas entwikelt wird.39) Da der Zufluß von brennbarem Gase aus dem Inneren constant und regelmäßig ist, und da durch die Verdünnung jenes Theiles der Luft, die sich unmittelbar in der Nahe der Flamme befindet, auch ein ununterbrochener Zufluß von Sauerstoff Statt findet, so wird die Wärme, die durch die plözliche Verbindung eines Theiles des brennbaren Gases mit dem Sauerstoffe frei wird, zur Zersezung einer größeren Quantität dieses Materiales hinreichen. Diesem lezteren Theile des |198| Processes verdanken wir das Leuchten der Flamme, und darauf beruhen auch die wichtigen, in verschiedenen Theilen derselben Flamme (30) bemerkbaren Unterschiede.

46) Die Flamme der brennbaren Körper läßt sich daher unmöglich in allen Fällen als eine Verbrennung eines explodirenden Gemenges aus brennbarem Gase oder Dampfe und Luft betrachten; sondern im Gegentheile vielmehr als eine ruhige und progressive Verbindung von brennbarem Gase mit Sauerstoffgas. Die Verbrennung explodirender Gemenge unterscheidet sich von jener eines Kerzenlichtes oder von jener des Steinkohlengases (19, 20, 30, 31, 43, 44, 45) dadurch, daß in dem einen Falle eine unmittelbare Verbindung all des brennbaren Gases mit dem Sauerstoffgase Statt findet, während sich in dem anderen Falle nur ein Theil auf diese Weise damit verbindet, und der größere Theil vor seiner endlichen Verbindung (29) eine Zersezung erleidet. Die Resultate sind in beiden Fällen dieselben; die Bedingungen, unter welchen sie entstehen, weichen jedoch wesentlich von einander ab.

47) Was hier von der Kerzenflamme gesagt worden, kann sehr leicht auch auf die Flamme jener brennbaren Körper, mit denen man es im Leben gewöhnlich zu thun hat, angewendet werden. Die Flamme einer Talgkerze, einer Oehllampe und eines Kohlenfeuers zeigt nicht bloß ähnliche, sondern vollkommen identische Erscheinungen. Die Flamme des Steinkohlengases unterscheidet sich jedoch hievon; bei den drei ersteren findet eine Verdampfung der Elemente des brennbaren Körpers, ein spontaner oder, wenn ich so sagen darf, ein unvorbereiteter Uebergang dieses Dampfes in Gas Statt, worauf dann Entzündung, Zersezung und Wiederverbindung folgt. Im lezteren Falle hingegen ist die Verbrennung, nachdem das Gas vorher erzeugt worden, das erste Stadium des Processes; die übrigen darauf folgenden Stadien sind dieselben.40)

48) Daß, ausgenommen unter besonderen Umständen, nicht aller aus einem brennbaren Körper entwikelter Dampf in Gas verwandelt wird, erhellt aus dem freien Kohlenstoffe oder Rauche, der von einem Kerzenlichte, einer Lampe und einem Kohlenfeuer emporsteigt |199| Eben so offenbar ist aber auch, daß gewisse Bedingungen nöthig sind, um die Verbindung all der Elemente eines vorher erzeugten gasartigen Körpers mit Sauerstoff zu bewirken; man sieht dieß schon daraus, daß auch dann Rauch entweicht, wenn man zu viel Steinkohlengas in den Brenner der Lampe treten läßt.

49) Jene Körper, die im Verhältnisse zu ihren übrigen Bestandtheilen eine große Menge Kohlenstoff enthalten, fordern eine andere Behandlung, als jene, deren brennbare Elemente sich in genaueren Verhältnissen mit einander verbinden. Ich brauche zur Erläuterung hier nur folgende neben einander zu stellen:

Aether Terpenthingeist
Wallrath Steinkohlentheer

Im Aether und im Wallrath sind der Wasserstoff und der Kohlenstoff in solchen Verhältnissen enthalten, daß diese Körper leicht die beschriebenen Stadien (47) durchlaufen und mit dem Sauerstoffe neue Verbindungen bilden.41) Der Terpenthingeist und der Steinkohlentheer hingegen, in welchen ein großer Ueberschuß von Kohlenstoff enthalten ist, erfordert eine ganz andere Behandlung, um dessen gänzliche Verbindung mit Sauerstoff zu bewirken.

50) Es ist unbegreiflich, warum Davy bei seinen Versuchen lieber eine große statt einer kleinen Weingeistflamme anwendete, da mit erster nur sehr schwer schöne und genaue Resultate zu erzielen sind, während sie bei lezterer so gleichförmig und entscheidend (8, 12) ausfallen. Ich konnte mit größter Leichtigkeit ermitteln, daß die Flamme hohl ist (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7); ich erhielt die sprechendsten Beweise, daß im Inneren der Flamme kein Sauerstoff enthalten ist (8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17), ja nicht ein Mal im Inneren der Flamme der explodirenden Gemenge (33). Ebenso gewiß ist es, daß sich die explodirenden Gemenge unter den gewöhnlichen Umständen ganz anders verhalten, als sich brennbare Körper verhalten (19, 20, 21, 23, 30, 31). Man kann sich ferner auf diese Weise nicht nur überzeugen, daß die Flamme einer Kerze oder einer Lampe kegelförmig und hohl ist, sondern man wird auch finden, daß sie nicht bloß aus einer dünnen Schichte leuchtender Substanz besteht, und daß die Verbrennung bloß an der Oberfläche, wo das brennbare Gas mit dem Sauerstoffe in Berührung kommt. Statt findet. So ist die |200| Flamme einer Argand'schen Lampe, in deren Inneres Luft eintreten kann, nicht bloß cylindrisch, sondern hohl; d.h. sie besteht aus zwei concentrischen Cylindern einer leuchtenden Substanz (3, 4), während die Flamme derselben Lampe, wenn keine Luft zutreten kann, nur aus einem einzigen Cylinder besteht. So unerklärlich es ist, wie ein so großer Geist wie Davy in Betreff des fraglichen Gegenstandes so sehr in Irrthum verfallen konnte, so müssen wir meiner Ueberzeugung nach doch seine Theorie der Flamme als gänzlich ungegründet und den Thatsachen widersprechend verwerfen; ich bin überzeugt, daß dieß Jedermann thun wird, der meine Versuche ohne vorgefaßte Meinung und ohne von dem großen Namen Davy's bestochen zu seyn, wiederholen wird.

|190|

Ich bediene mich dieses Ausdrukes, weil ich keinen besseren kenne, und verstehe darunter jene Verhältnisse des Sauerstoffgases zum Steinkohlengase, die der Entzündung oder Explosion am zuträglichsten sind.

A. d. O.

|191|

Wenn z.B. 100 Kubikzoll Kohlengas mit 500 Zoll atmosphärischer Luft vermengt werden, so wird das Gemenge nicht explodiren, indem es nicht so viel Sauerstoff enthält, als zur Unterhaltung der Verbrennung erforderlich sind: denn 500 Kubikzoll atmosphärische Luft enthalten bloß 100 Kubikzoll Sauerstoffgas, während 100 Kubikzoll Steinkohlengas 200 Kubikzoll Sauerstoff zur vollkommenen Verbrennung brauchen. Werden hingegen 100 Zoll Steinkohlengas mit 1000 Theilen Luft vermengt, so wird das Gemenge explodiren, weil das zur Entzündung und Explosion erforderliche Verhältniß des brennbaren Gases zu jenem Gase, welches die Verbrennung unterhalt, vorhanden ist. Wenn ein Volumen Steinkohlengas oder ein Volumen explodirendes Gas der Steinkohlengruben in einem zwischen 5 und 10 Volumen wechselnden Verhältnisse mit Luft vermengt wird, so wird das dadurch entstehende Gemenge explodiren) übersteigt dieses Verhältniß jedoch 12 bis 12 1/2 Volume, so wird die Explosionsfähigkeit verschwinden, indem ein Ueberschuß an Sauerstoff zu demselben Resultate führt, wie ein Mangel daran.

A. d. O.

|193|

Ich beziehe mich bei diesen Versuchen so häufig auf das Steinkohlengas, weil die Beleuchtung mit diesem Gase selbst in den kleineren Provincialstädten Englands von Tag zu Tag mehr zunimmt; ich verwahre mich übrigens gegen, die Anwendung des Namens gekohltes Wasserstoffgas als synonym von Steinkohlengas.

A. d. O.

|195|

Die verhältnismäßig niedrige Temperatur der Flamme der explodirenden Gasgemenge in den Steinkohlengruben ist ohne Zweifel großen Theils den großen Quantitäten Stikgas, die in diesen Gemengen enthalten ist, zuzuschreiben.

A. d. O.

|197|

Einige Schriftsteller haben behauptet, daß die Substanzen, die wir hier als Gase aufführen, nichts als Dämpfe sind, ich spreche jedoch von diesen Dingen hier nur so, wie ich sie finde. Wenn diese Gase Dämpfe sind, so sind sie, was die Anordnung und Eigenschaften ihrer Theilchen betrifft, gewiß anders und so zu sagen mehr verfeinert, als man sie in den gewöhnlich sogenannten Dampfen findet. Sollte man dagegen einwenden, daß die Dampfe gewisser brennbarer Körper, wenn man sie mit Sauerstoff vermengt, eben so gut detoniren, wie explodirende Gasgemenge, so habe ich darauf bloß zu erwiedern, daß die Detonation das Resultat der plözlichen und freiwilligen Gasentwikelung und dessen Wiedervereinigung mit dem vorhandenen Sauerstoffgase ist. Diese Processe sind das Werk von 1/100 oder 5/100 einer Secunde.

A. d. O.

|197|

Dieß läßt sich durch folgendes einfaches Experiment ermitteln. Wenn man ein Stük kaltes Glas oder ein kaltes polirtes Metall an den blauen Theil der Flamme hält, so wird sich Wasserdampf darauf absezen. Hält man einen Tropfen Kalkwasser an der Spize eines Glasstabes an die blaue Flamme, so wird das Wasser trüb werden, indem sich das kohlensaure Gas mit dem Kalke verbindet. Dieser lezte Versuch darf jedoch nur einen Augenblik dauern, weil man sonst durch die Verdampfung des Wassers irre geführt werden könnte. A. d. O.

|198|

Die Qualität des Achtes verschiedener Körper hängt, bei übrigens ganz gleichen Umständen, von den Eigenschaften des brennbaren Körpers ab. Das intensivste weiße Licht enthält offenbar eine größere Menge öhlerzeugendes Gas, als in einem dunkelgelben Lichte enthalten ist. Doch kommt hier sehr viel auf die Behandlung der Materialien an; eine Talgkerze mit einem kleinen compacten Dochte wird z.B. ein weit glänzenderes Licht geben, als eine übrigens ganz gleiche Kerze mit einem großen faserigen Dochte. Was man gewöhnlich unter vollkommener Verbrennung der Substanzen versteht, ist in der That nur ein anderer Name für die vollkommene Verbindung sämmtlicher entzündbarer Elemente mit Sauerstoffgas.

A. d. O.

|199|

Zu bemerken ist, daß, wenn in einem brennbaren Körper, wie z.B. Alkohol und Aether, Wasserdampf enthalten ist, nothwendig auch Aether zugegen seyn muß. Wird jedoch der Dampf dieses Körpers in Gas verwandelt (44), so wirkt der Sauerstoff nicht als Träger der Verbrennung, sondern es verbindet sich ein halbes Volumen Sauerstoff mit Kohlenstoff zu Kohlenstoffoxyd, welches unter günstigen Umständen durch ein weiteres halbes Volumen Sauerstoff in Kohlensäure verwandelt wird.

A. d. O.

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: