Titel: Ueber Elemente u. geeignete Untersuchungen von Elektrolyten.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 270 (S. 404–415)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj270/ar270083

Neues über Elemente und über geeignete Untersuchungen von Elektrolyten.

Mit Abbildungen.

1) Trotz der verschiedensten Anstrengungen ist es bisher nicht gelungen, eine Spannungseinheit herzustellen, welche allgemein in. der Praxis anwendbar wäre. Die bisherigen Normalelemente erheischen die gröſste Vorsicht sowohl während der Zusammensetzung als auch nachher, wenn sie hinreichend constant bleiben sollen. Derartige Elemente werden mit Vortheil in physikalischen Laboratorien verwendet, wo ihnen von sachkundiger Hand die nöthige Aufmerksamkeit zu Theil wird. In Fabriken, welche durch den Gang der Maschinen nicht absolut ruhig bleiben können, passen sie gar nicht, zumal auch dort, ganz abgesehen von dem Personal, die Zeit und Ruhe fehlen, welche für derlei Dinge erforderlich sind. Hier sollte man ein Element besitzen, welches sich leicht von jedem Arbeiter zusammensetzen lieſse, während der Messung constant bliebe und mit anderen Elementen gleicher Zusammensetzung |405| hinreichende Uebereinstimmung zeigen würde. Diesen Bedingungen sucht Josef Popper (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1887 Heft 11 S. 498) durch Construction eines Daniell-Elementes in Form einer Forschen Säule in folgender Weise Genüge zu leisten. – Beim Aufbaue des Elementes geht er zunächst von einer kleinen Kupferscheibe aus, welche durch eine vorher in das Kupfervitriol getauchte Leinwandscheibe bedeckt wird. Ueber dieser befindet sich eine Pergamentpapierscheibe von beträchtlich gröſserem Durchmesser, auf welche eine vorher in Zinkvitriol getauchte Leinwandscheibe von gleicher Gröſse mit der ersten zu liegen kommt. Den Schluſs bilden zunächst ein sehr dünnes amalgamirtes Zinkscheibchen und sodann eine dicke Zinkscheibe. Das Ganze ist von einer Holzbüchse eingeschlossen, welche noch weitere Behältnisse besitzt, um einige Vorräthe von Flüssigkeiten, Leinwand-Scheiben und Elektroden aufzunehmen, da für jeden Versuch wieder ein neues Element zu verwenden ist. Bei der Bestimmung der elektromotorischen Kraft von zehn solcher Elemente betrug die gröſste Abweichung 0,3 bis 0,4 Proc; als Widerstand des Elementes dagegen ergab sich 20 bis 25 Ohm. Dieser lieſs sich aber leicht durch Vergröſserung des Scheibendurchmessers herabziehen, wobei der Versuch zeigte, daſs bei einem immer noch kleinen Durchmesser von 3cm der Leinwand Scheiben der Widerstand nur noch 5 bis 6 Ohm ergab.

Diese Zahlenangaben genügen jedoch nicht, um das Element als Spannungsmaſs einzubürgern. Indessen würde es sich schon der Mühe lohnen, da die vorliegende Idee keineswegs zu verwerfen ist, eine gröſsere Anzahl solcher Elemente mit genaueren Instrumenten, als sie dem Verfasser zu Gebote standen, durchzumessen, die Bedingungen aufzusuchen, unter welchen die Abweichungen in der elektromotorischen Kraft ein Minimum und die Constanz des Elementes ein Maximum würden. Zunächst wäre festzustellen, ob die Leinwandscheiben nicht durch passendes Filtrirpapier zu ersetzen wären, weil sich bei der Herstellung dieses letzteren eine gröſsere Constanz in der Fähigkeit, Flüssigkeit aufzusaugen, erzielen lieſse als bei den Leinwandfäden; sodann müſste die vortheilhafteste Concentration der Flüssigkeiten ermittelt und eine Entscheidung über den Durchmesser der Elektroden getroffen werden. Sollten die Resultate die gehegten Erwartungen erfüllen, so wäre für die Praxis ein durch Zahlen ebenso leicht definirbares als herstellbares Spannungsmaſs gewonnen, ähnlich der technischen Vergleichslichtquelle, welche in der v. Hefner-Alteneck'schen Amylacetatlampe repräsentirt wird. Wie auch hier, wäre es am besten, wenn sich dann nur eine Fabrik mit der Herstellung solcher Normalelemente, deren Kosten von keiner nennenswerthen Gröſse sind, beschäftigen würde.

2) Wie sehr sich auch die maschinellen Stromerzeuger vervollkommnen und dadurch verbreiten mögen, schwerlich wird es ihnen gelingen, die Elemente vollständig auszuschlieſsen, obgleich diese bei |406| Weitem weniger rationell die Elektricität liefern, als die ersteren. In den Fällen, bei welchen die Stromstärke relativ gering sein kann, wie z.B. bei Haustelegraphen, Signalvorrichtungen, automatischen Brems-Blockireinrichtungen auf Eisenbahnen, insbesondere aber bei mobilen Installationen, z.B. bei der Untersuchung von Blitzableitern und von Kabeln auf der Strecke, bei Entzündung von Minen und Torpedos und bei der sehr rasch operirenden Feldtelegraphie, werden Elemente stets den Vorzug erhalten, namentlich wenn sie derart construirt sind, daſs sie nur wenig Aufsicht erfordern, ihre Haltbarkeit durch die unausbleiblichen Erschütterungen nicht gefährdet ist und die erregenden Flüssigkeiten gegen das Verschütten geschützt sind, wodurch das Oxydiren der Klemmen und die Zerstörung beigepackter Meſsinstrumente vermieden sind. – Am geeignetsten hierfür sind die in den letzten Jahren aufgekommenen Trocken-Elemente, deren Inhalt aber von den Fabrikanten mit Pech u. dgl. geheimniſsvoll zugestrichen wird. Fast bei jeder Sorte sind die erregenden Flüssigkeiten in einem anderen Materiale eingebettet, so lieſs Bagration die Salmiaklösung von Erde einsaugen, während Minotto zu dem nämlichen Zwecke und zugleich als Diaphragma Quarzsand verwendet. Viele gebrauchen Sägespäne oder Cellulose, wie z.B. Wolf, Keiser, Schmidt u.a.; d'Arsonval benutzt Thierkohle, Desruelles Glaswolle, andere dagegen Asbestfasern. Beetz, Gaſsner und Schüler mengen die Kupfer- bezieh. Zinksulfatlösung mit Gyps, während Trouvé dieselben durch Löschpapierscheiben ansaugen lieſs. Burstyn wählt Gyps, Chlorcalcium und Schieſsbaumwolle. Reine Gallerte verwendet Edelmann, während Pollack eine Mischung von Gelatine-Glycerin und den erregenden Salzen vorzieht.

In neuester Zeit löst Raoul Guèrin in Paris die charakteristischen Salze in einer vegetabilischen Gallerte, dem sogen. Agar-Agar, einem Algenschleime, welcher auch den Hauptbestandtheil der bekannten eſsbaren Vogelnester der Salangan-Schwalbe bildet, welche er unter dem Namen „Gélosine Raoul Guèrin eingeführt hat.

Obwohl sämmtliche oben erwähnte Substanzen, welche für die Aufnahme der erregenden Salze geeignet erschienen, mehr oder weniger Nichtleiter der Elektricität sind und somit den Widerstand der zwischen den Elektroden befindlichen Schicht wesentlich erhöhen, so wurde doch das Gerücht verbreitet, daſs die Trocken-Elemente im Allgemeinen und insbesondere die Gelatine-Elemente sich durch einen geringen Widerstand auszeichnen. Um diese Angaben, welche im direkten Widerspruche mit der elektrischen Natur der genannten Materialien stehen, auf ihren wahren Werth zurückzuführen, hat sich H. v. Billing (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888 Bd. 6 S. 295) der verdienstvollen Arbeit unterzogen, vergleichende Messungen hierüber anzustellen.

Zunächst sollte nur der Widerstand der mit aufgelösten Salzen gemischten Gallerte bestimmt werden, und zwar nachdem die Polarisation |407| nach bekannter Methode eliminirt war. Um den Widerstand einer Flüssigkeitsschicht zu erhalten, wurden aus mehreren Holzrahmen von gleichem inneren Querschnitte, aber verschiedener Dicke, durch Anpressen von entsprechenden Metallplatten Gefäſse hergestellt, wobei man den Widerstand zweier solcher Gefäſse bestimmte und deren Widerstandsdifferenz ihrer Dickendifferenz zuordnete. Dabei zeigte sich, daſs z.B. der Widerstand einer mit Kupfervitriollösung getränkten Gallertscheibe von 23qcm Querschnitt und 1cm Dicke ungefähr 2 S. E. entsprach, während eine ebenso groſse Säule der nämlichen Kupfervitriollösung nur die Hälfte Widerstand darbot.

Behufs Anstellung von Dauerversuchen wurden zwei gleiche Léclanché-Elemente verwendet, wovon das eine mit gewöhnlicher Salmiaklösung, das andere nach Guèrin's Recept mit „Gélosine Guèrin gefüllt war. Entgegen den aufgetauchten Gerüchten stellte es sich nun heraus, daſs das Gélosine-Element einen gröſseren Widerstand ergab, als das Wasser-Element, und daſs die von dem Gélosine-Elemente gerühmte anfängliche Verminderung des Widerstandes auch bei dem Wasser-Elemente vorhanden war, was daher kommen mag, daſs die Feuchtigkeit anfänglich die Kohle nicht hinreichend durchdrungen hat.

Weitere Versuche erstreckten sich auf die Stärke der Concentration. Zu dem Zwecke kamen 8 Léclanché-Elemente zur Verwendung, bei welchen die Braunstein-Kohlen-(Briquette-)Platte 2cm von der Zinkplatte entfernt war. Die eine Hälfte wurde mit Gallerte, die andere dagegen mit Wasser gefüllt und zwar waren in den 4 entsprechenden Paaren an Salmiak je 10, 20, 30 und 40 Proc. des Lösungsmittels enthalten. Die beobachteten Resultate der Widerstandsmessungen wurden durch Curven dargestellt, bei welchen die Abscissenachse die Dauer des Stromschlusses in Stunden, die Ordinatenachse dagegen den Widerstand in Ohm ausdrückt. Diese Curven lassen erkennen, daſs der Widerstand der Gallerte mit Ausnahme einiger Anfangswerthe immer gröſser ist als jener der wässerigen Lösung und auch schneller ansteigt als dieser, sowie daſs der Widerstand mit zunehmender Concentration kleiner wird.

Keine wesentliche Aenderung trat in der elektromotorischen Kraft der Elemente auf, jedoch lieſs sich dabei im Allgemeinen das Gesetz der Concentrationsströme erkennen, daſs geringerer Concentration ein höheres Potential entspricht.

Auch hier machten sich wieder die Nachtheile geltend, welche auch anderwärts schon beobachtet worden sind. Durch das Zusammenziehen der Gallerte findet ein Zerreiſsen derselben, insbesondere ein Abreiſsen von den Elektroden statt, so daſs sehr bald die Wirkung des Elementes bedeutend nachläſst, wenn nicht ganz aufgehoben wird. Durch öfteres Aufgieſsen von Wasser kann diesem Fehler vorgebeugt werden. Hat ein Zerreiſsen schon stattgefunden, so bringt man das Element mit |408| Zusatz von etwas Wasser in ein warmes Wasserbad, bis die Gelatinemasse vollständig geschmolzen ist, worauf man dasselbe sich langsam abkühlen läſst. Dieses Verfahren ist auch dann anzuwenden, wenn an den Elektroden, insbesondere am Zink Gasblasen auftreten, welche die Gallerte von den Metallen wegdrängen und dadurch die wirksame Oberfläche verkleinern. Tritt jedoch eine theilweise Zersetzung und Verflüssigung der Gallerte auf, deren Ursache noch nicht hinreichend erklärt ist und vielleicht auf das Vorhandensein von Bacillen zurückzuführen ist, dann besitzt das Element als Trocken-Element keine weitere Bedeutung mehr.

Diese Gallerten-Elemente besitzen indessen den groſsen Vortheil, daſs die Salze im Ueberschusse durch die Gallerte festgehalten werden, wodurch es ihnen ermöglicht wird, sich bei Stromschluſs gleich in der Nähe der Elektroden aufzulösen, während bei den gewöhnlichen Elementen der concentrirtere Theil den Boden bedeckt. Indessen geht nur bei intermittirendem Stromschlusse die Auflösung schnell genug vor sich, um das Anwachsen des Widerstandes etwas zu schwächen.

Was noch die Guèrin'schen Gélosine-Trocken-Elemente betrifft, so wird die Gélosine auch in granulirter Form benutzt, in welcher eine sehr starke Wasseraufnahme stattfindet.

Wie sehr die Trockenelemente noch der Verbesserung bedürfen, damit sie den technischen Bedürfnissen völlig entsprechen, ist wohl durch das Vorstehende begründet.

3) Nach dem Vorgange von F. Kohlrausch werden die Widerstände der Flüssigkeiten, welche den elektrischen Strom leiten, mit groſsem Vortheile mittels Wechselströme gemessen, weil es auf diese Weise möglich ist, das Auftreten der Polarisation zu vermeiden. Da aber die kleinen Inductionsapparate, welche die Wechselströme erzeugen sollen, oft gerade im richtigen Momente versagen und den Beobachter dadurch um seine Zeit bringen, so hat schon W. Kohlrausch (Elektrotechnische Zeitschrift, 1888) bei der Untersuchung von Blitzableitern einfache Stromunterbrecher benutzt. J. Popper (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888 Heft 1) hat nun einen Wechselstromapparat construirt, welcher bei Meſszwecken die Inductorien ersetzen soll.

Wie die Fig. 1 zeigt, läſst sich zwischen den Spitzen der beiden Schrauben c, d ein Holzcylinder H drehen, auf dessen Stirnflächen je zwei von einander durch Paraffinpapier isolirte Spitzenscheiben I, II, III, IV sich befinden. Die Stromzu- bezieh. Abfuhr geschieht durch die beiden Klemmen 1 und 4, welche durch die Spitzen c und d und die durch den Holzcylinder von einander getrennten Achsenstücke mit den Spitzenscheiben I und IV in leitender Verbindung stehen. Die Spitzen tauchen in Quecksilbergefäſse, von welchen durch die Klemmen 2 und 3 die Zuleitung nach dem Telephon führt. Sobald nun durch Rotation des Holzcylinders ein neues Spitzenpaar in das Quecksilber taucht, ist es |409| die Aufgabe des Apparates, den Strom im Telephone zu wechseln. Zu diesem Zwecke ist durch einen Metallstreifen b eine Spitze der Scheibe I mit der etwas voreilenden Spitze der Scheibe III verbunden, das Gleiche ist mit der gegenüber liegenden Spitze der Scheibe IV und der voreilenden von Scheibe II ausgeführt; natürlich sind die kreuzweise über einander lagernden Metallstreifen b durch Isolirmaterial gegen Berührung geschützt.

Um die durch Streichen des cannellirten Achsenstückes k hervorgebrachte Umdrehung gleichmäſsig zu erhalten, ist auf den Holzcylinder noch das messingene Schwungrad M aufgeschraubt, so daſs nun der durch die Klemmen 1 und 4 eingeführte, constante Strom in der Verbindung der Klemmen 2 und 5 regelmäſsige Wechselströme erzeugt: wird dagegen der Strom mit dem Telephon und den Klemmen 1 und 2 verbunden, so erhält man rasche Unterbrechungen von gleich gerichteten Strömen. In beiden Fällen läſst sich die Zahl der Unterbrechungen für die Secunde innerhalb gewisser Grenzen beliebig variiren und durch besondere Hilfsmittel die gewählte Zahl constant erhalten.

Fig. 1., Bd. 270, S. 409
Fig. 2., Bd. 270, S. 409
Den Spitzen wurde die in Fig. 2 angedeutete Form gegeben, und überdies deren Kanten zugeschärft, um das Umherschleudern des in Holztrögen befindlichen Quecksilbers zu vermindern. Auſserdem ist der ganze Apparat noch mit einem Blechmantel s umgeben, welcher durch die Zugschraube zm festgehalten wird, um sowohl die zerstreuten Quecksilbertheilchen aufzufangen und wieder in die Rinnen zu leiten, als auch um eine Berührung der rotirenden Spitzen mit den Händen zu verhüten.

Die Klemmen 2 und 3 sind mit eisernen Schrauben verbunden, vermöge deren das in der Höhlung h sich befindende Quecksilber gehoben oder gesenkt werden kann, einmal um während des Rotirens die Quecksilberkuppe beliebig einstellen zu können, sodann um das Quecksilber gegen Staub während des Nichtgebrauches und gegen das Verschütten beim |410| Transporte zu schützen. Die feine Oeffnung o gestattet der Luft, beim Einfüllen des Quecksilbers zu entweichen. Damit die Stromdauer in jeder Richtung die gleiche, und somit eine Polarisation ausgeschlossen ist, müssen die vier Contacträder genau gleich gearbeitet sein.

Sollen auch Widerstände gemessen werden, die nicht inductionsfrei sind, so ist von J. Popper (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888 Heft 4 S. 157) der Vorschlag gemacht worden, Gleichstrom in den Zweigen der Wheatstone'schen Brücke zu verwenden und Wechselstromapparat in den Brückendraht einzuschalten. Auf diese Weise können Extraströme keinen störenden Einfluſs mehr ausüben, und das Verschwinden des Tones im Telephon ist gesichert. Ein Extrastrom im Telephon tritt nur so lange auf, als die Einstellung des Brückendrahtes noch nicht die richtige ist; je näher man der wahren Stellung kommt, um so schwächer wird der Brückenstrom, um so geringer ist der Einfluſs desselben auf das ganze Stromsystem, was eine Abnahme des Extrastromes nach sich zieht. Bei der richtigen Einstellung aber verschwindet jeder Einfluſs des Brückendrahtes, der Widerstand des ganzen Systemes bleibt ungeändert, wodurch ein Entstehen des Extrastromes durch Oeffnen und Schlieſsen des Brückendrahtes unterdrückt wird, somit jede Störung im Telephon ausgeschlossen bleibt.

Bei diesen Messungen ist es besser, statt einen Ton im Telephon zu erzielen, nur jenes knackende Geräusch der Telephonmembran hervorzurufen, welches entsteht, wenn der Strom im Telephon unterbrochen bezieh. geschlossen wird. Daher empfiehlt es sich, den Wechselstromapparat nur in langsame Rotation zu versetzen; denn das knackende Geräusch übt auf das Ohr einen stärkeren Einfluſs aus, als ein Ton, zumal wenn die Stärke beider gering ist, auſserdem ist diese Art wesentlich von anderen Geräuschen und Tönen verschieden.

Ob sich diese neue Schaltungsweise des Wechselstromapparates gegenüber der bisherigen auch bei inductionsfreien Widerständen besser bewähren wird, muſs durch besondere Versuche noch festgestellt werden, jedenfalls ist bei Elektrolyten die Polarisation nicht vermieden.

Wie sich bei dem Popper'schen Wechselstromapparate durch passende Schaltung rasche Unterbrechungen gleich gerichteter Ströme ergeben, so hat es R. Lewandowski (Wiener med. Presse, 1888 Nr. 9) durch Hinzufügung einer Contactschraube und einer Polklemme an dem Wagner'schen Hammer eines Inductionsapparates verstanden, auf die einfachste Weise gleich gerichtete, galvanometrisch meſsbare Inductionsströme zu erzielen. Zu dem Zwecke wird neben der Contactschraube für den Schluſs der inducirenden Stromquelle ein gegen die übrige Stromleitung des Apparates isolirter stellbarer Contactpunkt angebracht, zu welchem der eine Pol der Secundärspirale führt, während der andere mit der Contactschraube für den Stromschluſs verbunden ist. Bei jedem Stromschlusse gelangt auch der neue, isolirte Contactpunkt mit dem Wagner'schen |411| Hammer in Berührung, so daſs sich die Schlieſsungsinductionsströme der Secundärspule durch diese metallische Brücke und die Drahtwindungen ausgleichen und somit in der Nutzleitung nur Oeffnungsströme von gleicher Richtung und gleichem zeitlichen Verlaufe, somit galvanometrisch meſsbar, auftreten.

Wünscht man nur die Schlieſsungsinductionsströme zu erhalten, so muſs dieser neue Unterbrecher nicht mehr in der Nebenschlieſsung, sondern in der Hauptschlieſsung der Secundärspule angebracht werden. Dies wird am einfachsten erreicht, indem man den einen Poldraht mit dem isolirten Contactpunkt, den Ständer des Wagner'schen Hammers mit dem Anfange der Secundärspule und das Ende derselben mit dem anderen Poldrahte verbindet. Eine einfache Stöpselvorrichtung gestattet, von denselben Klemmen des Apparates aus nach Belieben gleich gerichtete Schlieſsungs- und Oeffnungsinductionsströme, sodann Wechselströme der Secundärspule, sowie Extraströme der Primärspule zu erhalten. Diese Vorrichtung zur Erzielung der vier verschiedenen Stromarten wurde angebracht, um die physiologischen Effecte derselben einem eingehenden Studium unterziehen zu können.

4) Benutzt man bei der Widerstandsbestimmung von Elektrolyten mittels der Wheatstone'schen Brücke ein Telephon in derselben, so läſst sich aus dem Tönen nicht schlieſsen, ob der variable Widerstand vergröſsert oder verkleinert werden muſs; auch kommt es vor, daſs das Telephon überhaupt nicht zum Schweigen gebracht werden kann, wodurch die Genauigkeit des Resultates beeinträchtigt wird. Auſserdem ist es nöthig, daſs der Beobachter in einem ruhigen Raume arbeitet, was aber nicht ausschlieſst, daſs er sich nach längerem Beobachten ermüdet fühlt. J. C. Pürthner (Zeitschrift für Elektrotechnik, 1888 S. 311) hat daher eine Methode ersonnen, nach welcher der Elektrolyt und die Zweigwiderstände von Wechselströmen durchflössen werden, während die in der Brücke etwa vorhandenen Ströme in passender Weise in direkte und inverse Inductionsströme getrennt werden, wodurch Ströme r gleicher Richtung entstehen, welche galvanometrisch gemessen werden können.

Fig. 3., Bd. 270, S. 411
Zur besseren Erläuterung dient die in der nebenstehenden Fig. 3 mitgetheilte Schaltungsskizze. Um die Inductionsströme von gleicher Intensität und Zeitdauer zu erhalten, wodurch |412| die Polarisation im Elektrolyt vollständig ausgeschlossen ist, wird der Primärstrom nicht unterbrochen, sondern nur kurz geschlossen.

Der Apparat, welcher die Ein- und Ausschaltung der Primärspule, sowie die Trennung der Inductionsströme automatisch vollzieht, erinnert sehr an den Wagner'schen Hammer eines Inductionsapparates. Indessen befindet sich unter dem Hebel B in nächster Nähe eine isolirte Feder A, welche mit dem Elemente E in Verbindung steht, während dessen anderer Pol mit dem Contacte a zusammenhängt. Durch Abzweigungen ist nun der Strom durch den Elektromagneten und die primäre Inductionsspule geschlossen, weshalb der Anker angezogen wird, und die Feder A sich an den Contactstift a anlegt, wodurch der Primärstrom kurz geschlossen, die inducirende Spule mit dem Elektromagneten dagegen ausgeschaltet ist. Durch die Feder F wird nun der Hebel B bis zu der Anschlagschraube s zurückgezogen, wodurch der Contact zwischen A und a unterbrochen, dagegen Primärspule und Elektromagnet wieder eingeschaltet werden, worauf sich das eben erwähnte Spiel wiederholt. – Die secundäre Spule J ist in leitender Verbindung mit den Punkten 1 und 2 der Wheatstone'schen Brücke, welche mit dem Elektrolyte demnach von Wechselströmen durchflössen wird.

Behufs Trennung der in der Brücke 3, 4 etwa vorhandenen Ströme ist 3 mit dem Hebel B, 4 mit dem Contacte a verbunden.

Sobald der Anker durch den Elektromagneten angezogen wird, findet nicht nur Contact zwischen A und a, sondern wegen der Durchbiegung von A auch ein solcher zwischen A und B statt, wodurch eine Schlieſsung der Secundärspule durch den Hebel und den Contactstift erfolgt.

Wird der Hebel B durch die Feder F zurückgezogen, so hört zuerst die Verbindung zwischen A und B auf, sodann diejenige zwischen A und a, wodurch die inversen Inductionsströme entstehen, welche aber wegen der Unterbrechung von a, A, B nur in der Nebenschlieſsung, welche das Galvanometer enthält, verlaufen können.

Der etwa vorhandene Nadelausschlag läſst erkennen, ob der variable Widerstand H vergröſsert oder verkleinert werden muſs, was sich bei einem Elektrodynamometer nicht sofort ablesen läſst.

Diese Anordnung läſst sich auch bei anderen Meſsmethoden, z.B. der Substitutionsmethode oder derjenigen mittels des Differentialgalvanometers u.s.w. mit Vortheil anwenden.

5) Soll der Widerstand von geschmolzenen Salzen bei Temperaturen zwischen 3000 und 500° bestimmt werden, so bedarf es groſser Vorsicht bezüglich der Isolation, weil das Glas, in welchem sich die Salze befinden, mehr oder weniger leitend wird. Daher ist jegliches Bad aus Oel oder sonst einer isolirenden organischen Substanz zu verwerfen und nur einzig und allein ein Luftbad zulässig. E. Bouty und L. Poincaré (Comptes rendus, 9. Juli 1888 Bd. 107 S. 88) haben diese Erfahrungen wieder von |413| Neuem gemacht, als sie ihre Methode, den Widerstand von Salzlösungen durch Bestimmung der Potentialdifferenz einer capillaren Flüssigkeitssäule auf geschmolzene Salze anwenden wollten. Dabei seien bei Benutzung ihrer sogen. „Flacons électrodes“ unregelmäſsige Polarisationen aufgetreten, welche die Messungen wesentlich beeinfluſst hätten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, haben sie als Vermittelung zwischen den Elektroden und dem geschmolzenen Salze solche von Faserasbest mit besonderer Anordnung eingeschaltet. Die betreffende Widerstandsröhre, welche zusammengerollt war, hatte an den Enden kleine Trichter, in welche die Fasern eines Asbestpfropfens tauchten. Unten war dieser daher mit dem geschmolzenen Salze getränkt, während der obere Theil von einer Salzlösung umgeben war.

Die Widerstandsröhre war ganz von Asbest umschlossen, welcher durch einen Korb aus Drahtgas zusammengehalten wurde, und befand sich im Inneren zweier concentrischer Eisentiegel, welche durch mehrere Runsen-Brenner erhitzt wurden. Auf Grund dieser Vorsichtsmaſsregeln zeigen die Widerstandsmessungen eine vollkommene Regelmäſsigkeit, so daſs der Fehler unter einem halben Procent blieb. Nur die exacte Temperaturbestimmung mittels des Luftthermometers sei hier schwieriger gewesen als bei den Salzlösungen.

Nachdem die Widerstandscapacität in absolutem Maſse mittels einer Normallösung von Chlorkalium bestimmt war, wurde salpetersaures Kali innerhalb der Temperaturen 335° und 513° untersucht, und dabei Resultate erzielt, welche mit den von Fousserau nach einer anderen Methode zwischen 329° und 355° erhaltenen hinreichend übereinstimmen.

Aus den beobachteten Zahlen ergibt sich als specifische Leitungsfähigkeit für das salpetersaure Kali die Formel: ct = 0,7241 [1 + 0,005 (t – 350)], welche nur in der unmittelbaren Nähe des Schmelzpunktes und der Temperatur (etwa 515°), bei welcher die Zersetzung des Salzes beginnt, von den wahren Werthen etwas abweichende liefert.

In gleicher Weise wurde auch das salpetersaure Natron innerhalb der Temperaturen 325° und 380° untersucht, und die Resultate in der Formel: et = 1,302 [1 + 0,00497 (t – 350)] zusammengefaſst.

Hierauf haben sich die Verfasser (Comptes rendus, 1888 Bd. 107 Nr. 5 S. 332) die Frage gestellt: Wenn die elektrische Leitungsfähigkeit verschiedener Substanzen bekannt ist, läſst sich daraus dieselbe für die Mischung ableiten, vorausgesetzt, daſs keine chemische Reaction dabei aufgetreten ist? Um dieser Frage näher zu treten, haben die Verfasser sie zunächst auf das salpetersaure Kali und Natron angewendet, zwei Körper, welchen nahezu die gleichen physikalischen Eigenschaften zukommen; denn ihre specifischen Gewichte und ihre Ausdehnungscoëfficienten sind beinahe gleich, ihre inneren Reibungscoëfficienten nur wenig verschieden. Es ist deshalb anzunehmen, daſs die Leitungsfähigkeit ihrer Mischungen einem einfachen Gesetze gehorchen werde.

|414|

Bei der Betrachtung der beiden obigen Formeln fällt sofort auf, daſs die Temperaturcoefficienten die nämlichen sind, somit darf wohl auch derselbe Coefficient für die verschiedenen Mischungen der beiden Salze benutzt werden. Sodann dürfen wir für die Volumenmischung die Gewichte jeder Substanz einführen, weil die specifischen Gewichte die nämlichen sind. Drücken wir die Gewichte durch p und q aus, so erhalten wir für die mittlere Leitungsfähigkeit einer Mischung zwischen 300° und 400° die Formel: .

Um die Richtigkeit dieser Formel nachzuweisen, wurden acht verschiedene Mischungen bei verschiedenen Temperaturen untersucht und die so beobachteten Werthe den berechneten gegenüber gestellt, dabei bleibt die mittlere Abweichung zwischen Rechnung und Beobachtung unter 1/20 Proc. Mit Rücksicht auf die Schwierigkeiten, mit welchen so hohe Temperaturen zu messen sind, um die Beobachtungsreihen miteinander vergleichen zu können, sind diese Resultate vollkommen zufriedenstellend.

6) Schon im J. 1837 hat de la Rive mittels einer magneto-elektrischen Maschine Wechselströme in ein Wasservoltameter geleitet und dabei gefunden, daſs sich dessen Platinelektroden am Ende mit Platinschwarz überzogen; wurden diese hierauf in eine mit Knallgas gefüllte Glocke gebracht, so riefen sie eine Explosion hervor. Das Gleiche wurde auch mit Palladium- und Goldelektroden erzielt. Die Ursache dieser Erscheinungen wurde auf eine katalytische Kraft des Platins zurückgeführt.

Bertin stellte im J. 1857 die nämlichen Versuche auf eine andere Methode an. Mittels 50 Bunsen-Elementen zersetzte er angesäuertes Wasser und sammelte beide Gase in der nämlichen Glocke. Sobald diese fast mit Gas gefüllt war, und die Elektroden aus dem Wasser herausragten, fand sofort eine Explosion des Gases statt, die auch eintrat, wenn das Platin der einen, insbesondere der positiven Elektrode durch ein oxydirbares Metall, wie Eisen, Kupfer u.s.w., ersetzt wurde. Auf Grund dieser Untersuchung konnte de la Rivers Erklärung nicht mehr stichhaltig sein, weshalb Bertin diese Erscheinungen, da eine Erwärmung der Elektroden, seinen Erfahrungen gemäſs, nur sehr gering war, der Polarisation der Elektroden zuschrieb. Indessen finden diese Explosionen nur unter besonderen Umständen statt, daher kann das Auftreten jener nicht von der Polarisation der Elektroden herrühren. Deshalb haben es G. Maneuvrier und J. Chappuis (Comptes rendus, 9. Juli 1888 Bd. 107 S. 92) unternommen, zu erforschen, unter welchen Umständen Explosionen auftreten und unter welchen nicht, und sind dabei zu der sehr wahrscheinlichen Erklärung dieser merkwürdigen Erscheinungen gelangt. Mittels Wechselströme haben sie zwischen Platinelektroden das Knallgas aus angesäuertem Wasser erzeugt. Sobald das |415| entwickelte Knallgas den Platindraht aus der Flüssigkeit hervorragen lieſs, fand eine sofortige, mehr oder weniger starke Explosion statt, welche gefährlich wurde, sobald die Gasmenge 25 bis 30cc betragen hat. Ob mehr oder weniger Gas vorhanden ist, dies hat keinen Einfluſs auf das Eintreffen der Explosion, sondern nur auf die Wirkung derselben. Auch das Elektrodenmaterial ändert nichts; nachdem das Knallgas hergestellt war, wurde eine ganz neue Platinelektrode in das Gas gebracht, die Explosion kam sofort zu Stande, nachdem der Strom eingeleitet war; das Gleiche trat bei Kupfer- oder Kohlenelektroden ein.

Die Ursache dieser Explosionen läſst sich sehr leicht und einfach erklären. Wie sowohl Knallgas, als auch jedes andere explosive Gemenge sich bei der Berührung mit einem glühenden Körper sofort entzündet, so muſs auch hier ein Glühend werden der Elektroden beim Herausragen aus der Flüssigkeit den Grund zur Explosion bilden. Eine sich steigernde Erhitzung der Elektroden ist zunächst begründet durch das Anwachsen der Stromdichte, sodann durch einen vermehrten Uebergangswiderstand und schlieſslich durch Unterdrückung der Abkühlung bei der Berührung mit der Flüssigkeit. In der That wurde das Glühen der Elektrode beobachtet, als der in Glas eingeschmolzene Platindraht an der Einschmelzstelle abgerissen war, und nun der Strom von dieser aus in das Gas gelangte.

Bildet das Glühen der Elektrode wirklich die Ursache für die Explosion des entwickelten Knallgases, so muſs dieselbe um so leichter auftreten, je gröſser die Stromdichte und je kleiner die Elektrodenoberfläche ist. Z.B. fand bei Platindrähten von 0mm,5 Durchmesser die Explosion nicht eher statt, als bis das Gas die Flüssigkeit bis auf 5mm von der Austrittsstelle zurückgedrängt hatte, dagegen tritt sie bis auf 25mm Entfernung auf bei Elektroden von 0mm,2 Durchmesser. Umgekehrt wird die Explosion verlangsamt oder gar verhindert, wenn man die Erwärmung der Elektroden durch Abkühlen derselben aufhält. Sind demnach die Elektroden beständig in Wasser untergetaucht, so ist dadurch jede Explosion ausgeschlossen. Daher wird man am besten die Elektroden in Trichter einschmelzen und darüber die Glasglocken setzen, welche sich mit dem Knallgase anfüllen sollen.

Diese Versuche lehren aber auch, daſs wir das Eintreffen einer Explosion aus der entwickelten Knallgasmenge mit Sicherheit berechnen können, was sich in der Technik gewiſs einmal verwenden läſst.

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