Titel: Ueber Empfindlichkeit des Selens gegen Licht und ähnliche Erscheinungen am Schwefel.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 259/Miszelle 1 (S. 331–333)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj259/mi259mi07_1

Ueber Empfindlichkeit des Selens gegen Licht und ähnliche Erscheinungen am Schwefel.

In D. p. J. 1885 258 44 ist über neuere Beobachtungen C. E. Fritts' in New-York über die Empfindlichkeit des Selens gegen Licht und die daraus sich ergebenden elektrischen Wirkungen (vgl. auch 1880 238 409. 1881 241 313. * 69) und eine von Fritts hergestellte neue Selenbatterie berichtet worden. Die beobachteten Erscheinungen haben einige Aehnlichkeit mit denen der Elektrolyse. Selen ist indessen kein Elektrolyt, sondern ein Element. Da aber das Selen bei Fritts' Versuchen auf einer Metallplatte ausgebreitet wurde, mit welcher es eine chemische Verbindung eingehen konnte, so nimmt Shelford Bidwell an, daſs Selen mehr oder weniger mit allen Metallen Verbindungen eingehen kann, daſs insbesondere bei der gewöhnlichen Herstellungsweise von Selenzellen durch längeres Schmelzen und Abkühlen in Metallbehältern die Selenide der betreffenden Metalle entstehen. Demnach würde die Leitungsfähigkeit des Selens ausschlieſslich von seinen Beimischungen abhängen und chemisch reines Selen wäre ein Isolator sowohl im krystallinischen, als auch im glasigen Auftreten.

Bidwell schmolz zur experimentellen Bestätigung dieser Annahme reines Selen, welches nicht mit Metall in Berührung gekommen war, in einem Glasgefäſse und lieſs es in demselben erkalten. Eine so hergestellte Platte von 1qc Fläche und 2mm Dicke wurde nach dem Erkalten zwischen zwei dicke Stanniolblätter gelegt. Wurde diese Vorrichtung in den Stromkreis von 6 Leclanché-Elementen eingeschaltet, so zeigte, ein im Stromkreise befindliches Reflexionsgalvanometer einen Strom von ungefähr 1/50 Mikroampère an. In der Voraussetzung, daſs die elektromotorische Kraft der Batterie gleich 10 Volt war, betrug der Widerstand der Platte daher 500 Megohm. Aus den Abmesungen und dem Widerstände einer guten Selenzelle mit Kupferelektroden, welche Bidwell besaſs, berechnete er den specifischen Widerstand des in der Zelle enthaltenen Selens auf etwa 9 Megohm. Nach diesem rohen Versuche würde die Leitungsfähigkeit des Selens, das in Berührung mit Kupfer geschmolzen und erkaltet ist, nahezu 3000 mal gröſser sein als die von Selen, welches mit Ausschluſs von Metall geschmolzen wurde.

Während Selen ebenso wie mit Kupfer sich auch mit Messing und Silber leicht, besonders beim Erhitzen, verbindet, scheint Platin sich nicht in gleicher Weise zu Selen zu verhalten. Nach 2stündigem Erhitzen bei 250° war nur eine blaugraue Färbung des letzteren wahrnehmbar, welche möglicherweise von dem entstandenen Platinselenid herrührte. Daſs bei der gewöhnlichen |332| Herstellungsart der Selenzellen in der That Selenide entstehen – eine Frage, welche nur auf chemischem Wege zu entscheiden wäre –, hat Bidwell nicht unmittelbar bewiesen. Vorläufig ist die von ihm aufgestellte Theorie daher ohne direkte Bestätigung geblieben, während ihm jedoch indirekte Beweise zur Unterstützung derselben gelungen sind.

Wäre die Theorie, nach welcher die Leitungsfähigkeit des Selens von der Beimischung an Seleniden abhängt, richtig, so dürfte vermuthet werden, daſs Schwefel, der in seinem chemischen Verhalten dem Selen so nahe steht, durch Beimischung von Sulfiden in ähnlicher Weise wie das Selen verändert werden würde. In der That bestätigte der Versuch diese Annahme.

Bidwell stellte mehrere Zellen her, indem er 5 Th. sublimirten Schwefel und 1 Th. gefälltes Silber – beides also in möglichst fein vertheiltem Zustande – in einem Porzellantiegel ungefähr 2 Stunden hindurch unter Umrühren erhitzte und vor dem Erkalten zum Gebrauche ausgoſs. Zwei dünne Silberdrähte wurden sodann um einen Glimm erstreifen von 50mm Länge und 27mm Breite parallel neben einander gewickelt, ohne sich irgendwo zu berühren. Etwas von der geschmolzenen Masse wurde gleichmäſsig auf die eine Seite des Glimmers gestrichen, so daſs die beiden Drähte auf diese Weise in ihrer halben Länge durch eine dünne Schicht des zubereiteten Schwefels verbunden waren. Nach dem Erkalten wurde die Zelle in einen Stromkreis, in welchem sich ein Galvanometer befand, eingeschaltet. Es zeigte sich, daſs sie den Strom leitete; jedoch war ihr Widerstand sehr bedeutend, etwa zwischen 20 und 30 Megohm.

Durch eine Abänderung in der Herstellung erhielt Bidwell eine Zelle von 900000 Ohm Widerstand. Die Zelle wurde in den Stromkreis geschaltet und der Ausschlag des Galvanometers aufgeschrieben. Wurde darauf in einiger Entfernung von der Zelle Magnesium abgebrannt, so stieg der Ausschlag der Galvanometernadel sofort auf das doppelte. Nach dem Erlöschen des Magnesiumlichtes kehrte die Nadel nahezu in ihre ursprüngliche Lage zurück.

Die Wirkung war dieselbe, wenn ein Glasgeläſs mit einer gesättigten Alaunlösung zwischen Lichtquelle und Zelle gestellt wurde. Eine solche mit einer davor gestellten Alaunlösung versehene Schwefelzelle wurde in einer Entfernung von etwa 5m von einem kleinen Fenster in einem Zimmer aufgestellt, in welchem alle übrigen Fenster verdunkelt waren. Es zeigte sich, daſs beim Schlieſsen der Fensterläden eine augenblickliche Bewegung des Lichtfleckes eines Spiegelgalvanometers um 90 Skalentheile im Sinne des wachsenden Widerstandes stattfand; wurden die Läden geöffnet, so fand eine gleiche Bewegung des Lichtfleckes nach der entgegengesetzten Seite statt. Dabei war, wie besonders festgestellt wurde, ein wahrnehmbarer Einfluſs durch Wärmestrahlung vollständig ausgeschlossen. Bei allen Zellen zeigten sich wie bei den Selenzellen Polarisationsströme, nachdem sie aus dem Stromkreise ausgeschaltet waren.

Nach Bidwell's Ansicht ist der Vorgang innerhalb der mit Silberelektroden versehenen Schwefelzelle, wenn sie vom elektrischen Strome durchflössen wird, ein elektrolytischer. Auf der Kathode wird Silber und auf der Anode Schwefel abgeschieden. Während die Ansammlung von Silber auf der Kathode keinen wesentlichen Einfluſs auf die Leitungsfähigkeit der Zelle haben kann, müſste eine auch nur äuſserst geringe Ablagerung von Schwefel an der Anode genügen, um den Strom überhaupt zu unterbrechen. In Wirklichkeit geschieht dies deshalb nicht, weil der ausgeschiedene Schwefel sich sofort wieder mit dem Silber der Anode verbindet und dem Elektrolyt eine neue Schicht hinzufügt. Die Leitungsfähigkeit hängt demnach von dem Grade der Fähigkeit, mit welchem sich der Schwefel mit dem Metalle der Anode zu verbinden vermag, d.h. von der Natur des Metalles der Anode ab. Um diese Annahme durch Versuche zu prüfen, ersetzte Bidwell die Silberanode durch eine solche von Eisen, mit welchem Schwefel bei gewöhnlicher Temperatur schwieriger als mit Silber sich verbindet. Er erhielt in der That unter sonst gleichen Verhältnissen eine Zelle von einem fast 30 mal so groſsen Widerstände.

Wenn der Widerstand einer Schwefelzelle abhängig ist von der Fähigkeit des abgeschiedenen Schwefels, sich mit der Anode zu verbinden, so muſs jeder Einfluſs, welcher diese Vereinigung begünstigt, den Widerstand der Zelle vermindern. |333| Nun beschleunigt bekanntlich Licht in vielen Fällen chemische Reactionen und direkte Versuche, welche Bidwell bezüglich der Wechselwirkung von Silberblättchen und Schwefel einmal bei Beleuchtung, das andere Mal mit Ausschluſs von Licht anstellte, ergaben, daſs das Licht einen wesentlich günstigen Einfluſs auf die Vereinigung beider Stoffe ausübt.

Im Anschlusse an vorstehende Mittheilungen veröffentlichte Bidwell im Philosophical Magazine, Oktober 1885 einige Beobachtungen über die Erzeugung elektrischer Ströme in Schwefelzellen. Bei Versuchen über sekundäre oder Polarisationsströme, welche ebenso wie bei den Selenzellen auch bei den Schwefelzellen entstehen, wenn sie aus dem Stromkreise ausgeschaltet werden, wurden gewisse Wirkungen bemerkt, welche darauf hinzudeuten schienen, daſs, wenn die Elektroden aus zwei verschiedenen Metallen bestehen, ein andauernder Strom von der Schwefelzelle erzeugt würde. Untersuchungen, welche nach dieser Richtung angestellt wurden, führten zu folgenden Ergebnissen.

Platten von Silber und Kupfer in einem Gemische von Schwefel mit Schwefelkupfer oder Silber eingebettet, bilden eine Zelle, welche bei gewöhnlicher Temperatur einen andauernden Strom erzeugt, wobei das Silber die Rolle der Anode spielt. Eine derartige Zelle, in welcher die Mischung aus 5 Th. Silber und 1 Th. Schwefelkupfer bestand und die Abmessungen der Platten 3qc und 3mm Dicke betrugen, zeigte eine elektromotorische Kraft von 0,712 Volt und einen inneren Widerstand von 6537 Ohm. Wenn das Verhältniſs von Schwefelkupfer zu Schwefel wächst, so vermindert sich der innere Widerstand der Zelle, ihre elektromotorische Kraft ist jedoch ebenfalls verhindert. Eine Zelle, welche Schwefelkupfer ohne Zusatz von Schwefel enthält, Zeigt überhaupt keinen wahrnehmbaren Strom. Eine aus Schwefelsilber bestehende Zelle erzeugt einen Strom, dessen Richtung entgegengesetzt ist demjenigen einer Zelle, welche aus einem Gemenge von Schwefelsilber und Schwefel gesteht. Schwefelzellen mit Elektroden aus Kupfereisen und mit solchen aus Kupfergold geben bei gewöhnlicher Temperatur keinen Strom. Der Strom, Reicher durch eine Silber-Kupferzelle erzeugt wird, die Schwefel mit Schwefelkupfer gemischt enthält, wird durch Licht vermindert, durch Wärme gesteigert. Es wurde nicht festgestellt, ob die Einwirkung auf die elektromotorische Kraft oder auf den inneren Widerstand oder auf beide stattfindet.

Wird durch eine Zelle, welche aus zwei Silberelektroden in einem Gemenge von Schwefel und Schwefelkupfer besteht, kurze Zeit ein elektrischer Strom geleitet, so liefert dieselbe nach dem Unterbrechen des primären Stromes zuerst einen sekundären Strom von sehr kurzer Dauer, dessen Richtung der des Primären Stromes entgegengesetzt ist. Diesem folgt ein mehrere Stunden andauernder Strom, dessen Richtung derjenigen des primären Stromes gleich ist. In einem Falle beobachtete Bidwell eine zweite Umkehrung nach einer Zwischenzeit von 4 Stunden. (Nach der Elektrotechnischen Zeitschrift 1885 S. 525.)

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: