Titel: Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 308 (S. 42–44)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj308/ar308016

Fortschritte der angewandten Elektrochemie.

Von Dr. Franz Peters.

(Fortsetzung des Berichtes S. 19 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

D. Apparatur.

Es ist schon lange bekannt, dass eine Aluminiumanode eine starke Schwächung des durch eine Zelle geschickten Stromes bewirkt. Die Erscheinung ist wohl nicht auf einen Uebergangswiderstand, sondern auf eine Art von Condensatorwirkung zwischen der Elektrode und der Flüssigkeit, also auf eine Art von dielektrischer Polarisation zurückzuführen. Denn nach L. Graetz (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 4 S. 67; Englisches Patent Nr. 23084/1896) hält eine jede solche Zelle einer ganz bestimmten, mit der Stromdichte wachsenden elektromotorischen Kraft das Gleichgewicht, 22 Volt bei sehr geringer Dichte. Nach Stromöffnung bleibt nur eine elektromotorische Kraft von rund 1 Volt. In einer Reihe von x hinter einander geschalteten derartigen „Drossel- oder Ventilzellen“ geht dann in der Richtung, in der Aluminium die Anode ist, von dem primären Strom, falls dessen Spannung kleiner als x . 22 Volt ist, kein messbarer Betrag hindurch. Die andere Elektrode kann aus Kohle oder irgend einem von dem Elektrolyten chemisch nicht angreifbaren Metall (ausser Aluminium) oder aus einer geeigneten Legirung bestehen. Der Elektrolyt muss an der Anode direct oder secundär Sauerstoff entwickeln können. Verdünnte Säuren und besonders Alaunlösungen sind geeignet. Durch solche Zellen würden also von einem Wechselstrom nur die negativen Theile gehen und einen ununterbrochenen Gleichstrom liefern. Die anderen Stromtheile kann man für sich auffangen, wenn man eine zweite Drosselzellenbatterie in umgekehrter Anordnung mit den Polen der Wechselstromquelle verbindet. Durch jeden der beiden Drähte fliesst dann ein Gleichstrom von der halben Stärke des Wechselstroms. Schaltet man an jeden Pol der Wechselstromquelle zwei entgegengesetzt geschaltete Batterien neben einander ein, so erhält man in dem Drahte, der die beiden Verbindungen der gleichnamigen Batteriepole mit einander verbindet, einen pulsirenden Gleichstrom von der ganzen Stärke des Wechselstroms. Aehnliche Versuche hat Ch. Pollak (Compt. rend., 1897 Bd. 124 S. 1444; Englisches Patent Nr. 24398/1895 und 1069/1896; D. R. P. Nr. 92564) gemacht. Unter Verwendung alkalischer Lösungen gelingt es ihm, mit einer einzigen Zelle Stromdurchgang bei einer Spannung von 140 Volt aufzuhalten. Die Oxydschicht muss dünn und gleichmässig sein. Für die Dauerhaftigkeit eines solchen Umformers ist absolute Reinheit des Aluminiums Bedingung. Als Condensator wirkt der Apparat besser, wenn man poröse Aluminiumplatten verwendet. Mengarini verband den einen Pol einer Wechselstrommaschine mit einer grösseren in verdünnter Schwefelsäure stehenden Bleiplatte und erhielt beim Eintauchen des anderen, aus einem dünnen Platindrahte bestehenden Pols unter Erglühen der Spitze einen pulsirenden Gleichstrom.

Einen Laboratoriumsapparat für Elektrolyse mit ruhendem und circulirendem Elektrolyten beschreibt Harry Wehrlin (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 450). Verschiedene für elektrolytische Processe vorgeschlagene Kohlensorten haben Stanger und Blount (The Electrician, 1897 Bd. 39 S. 137) geprüft. Dabei wurde gefunden, dass Retortenkohle sich am besten bewährte. Ihr am nächsten kommt „Irex carbon“, während Lessing's Kohle (vgl. D. p. J. 1897 304 294) sich als geringerwerthig erwies, da sie mehr mineralische Substanzen enthält und (durch geschmolzenen Salpeter und bei der Elektrolyse von Schwefelsäure) schneller corrodirt wird. H. Pauli und L. Pincussohn (D. R. G. M. Nr. 83065; Chemiker-Zeitung, 1897 Bd. 21 S. 1048) benutzen als Diaphragma eine niedrige cylindrische Zelle mit grossem Boden, die an zwei durch den oberen Rand geführten Metallstäben aufgehängt wird. Man erreicht dadurch eine unveränderliche Stellung der Zelle und eine leichte Beobachtung des elektrochemischen Vorgangs. Statt der Becher können als Behälter für den Elektrolyten Krystallisirschalen dienen.

Einen Condensator für hohe Spannungen (bis 500000 Volt), dessen Capacitäten regulirbar sind, kann man sich nach L. J. Blake (Electrical World, New York, 1896 Bd. 28 S. 556) leicht herstellen, wenn man auf eine Zinnplatte einen Zinnbecher von 18 cm Höhe, 20 cm oberem und 12,5 cm unterem Durchmesser und in diesen eine aussen mit gekochtem Leinöl angestrichene 2 l-Glasflasche mit Kohlenstab stellt. Die Capacität ist verschieden, je nachdem man Flasche und Becher mehr oder weniger weit mit angesäuertem oder salzhaltigem Wasser füllt.

Th. des Coudres (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 417, 441, 465, 489 und 513) verbreitet sich über Constructionsgrundsätze und Leistungsfähigkeit unserer Spiegelgalvanometer.

Zum Platiniren der Elektroden für Widerstandsgefässe hat sich nach F. Kohlrausch (Wied. Ann., 1897 Bd. 60 S. 315) die von Lummer und Kurlbaum vorgeschlagene Lösung (1 Platinchlorid und 0,008 Bleiacetat in 30 Wasser) sehr gut bewährt. Man braucht nur ½ qc grosse Elektroden zu verwenden. Gefässe mit feststehenden, beweglichen und Tauchelektroden werden beschrieben, Scalenrohre und einzelne Operationen bei der Widerstandsbestimmung besprochen. Erzeugt man schnelle Wechselströme durch oscillatorische Entladung einer Leydener Flasche und verwendet man bei der Brückencombination als Indicator eine Funkenstrecke oder eine Vacuumröhre, so kann man nach W. Nernst (Wied. Ann., 1897 Bd. 60 S. 600) mit dieser Anordnung in ähnlicher Weise wie mit der Telephonbrücke Leitfähigkeiten, Dielektricitätsconstanten und Selbstinductionen bestimmen. Eine Methode zur Messung von elektrolytischen Widerständen mit Gleichstrom, die anscheinend nicht sehr genau ist, geben W. Stroud und J. B. Henderson (Philos. Magaz., 1897 Bd. 43 S. 19) an. R. Malmström (Zeitschr. f. physik. Chemie, 1897 Bd. 22 S. 331) misst grosse elektrolytische Widerstände in der gewöhnlichen Brückencombination mit Gleichstrom. Der Brücken ström wird immer nur so kurze Zeit geschlossen, dass man den Sinn des Galvanometerausschlages bestimmen kann, dass aber Polarisation so gut wie gar nicht eintritt, und jedesmal vor dem Widerstandsgefäss commutirt.

Zum Anzeigen eines Ueberschusses von Stickstoff in Minen u.s.w. benutzt L. Colin (D. R. P. Nr. 92625 und Englisches Patent Nr. 28609/1896) eine offene Bogenlampe. Aenderungen im Glühen schalten durch den Zeiger eines Ampèremeters einen elektrischen Alarmapparat ein. Um Grubengas und andere schädliche Gase anzuzeigen, verwenden |43| Ludwig Mayer und Busch (Französisches Patent Nr. 258047) eine Gasbatterie, die Aenderungen in der sie umgebenden Atmosphäre an einem Signalapparate kenntlich macht.

E. Pyroelektrochemie.

Der Erzreductionsofen von R. Chavarria-Contardo (D. R. P. Nr. 94508), der ununterbrochenen Betrieb und Ausnutzung der Verbrennungswärme etwaiger Abgase gestattet, besteht aus einem Schacht aus feuerfesten Steinen, einem Schmelzraume mit zwei einander gegenüber gestellten Elektroden und einem Herde; die beiden letzteren sind mit Graphit ausgekleidet oder werden gekühlt. Der Schmelzraum ist durch ein Dach, Gewölbe o. dgl. gegen den Reductionsschacht, der zweckmässig abhebbar auf einem Metallrahmen ruht, abgegrenzt. In verschiedener Höhe befinden sich in den Schachtwandungen Kanäle, durch die Luft angesaugt oder künstlich eingetrieben wird. Mit ihrer Hilfe verbrennt das bei der Reduction entstandene Kohlenoxyd, und dessen Hitze reducirt wiederum das Gemenge aus Erz, Kohle und Schmelzzuschlägen. Es können auch auf einen Schacht mehrere Schmelzstellen kommen. Bei rundem Ofenquerschnitte werden die beiden Kohlenstäbe jedes Lichtbogens zweckmässig parallel neben einander gelegt und die Elektrodenpaare radial angeordnet und mit einem gemeinsamen Dache versehen. Einen elektrischen Ofen mit Regulirvorrichtung für die Zu- und Ableitung von Gasen, sowie mit Kühlung der oberen Elektrode und des Ofenmantels beschreibt A. H. Cowles (Amerikanisches Patent Nr. 583249; Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 4 S. 238).

Textabbildung Bd. 308, S. 43

In den Ofenschacht a (Fig. 2) mit der grobkörnigen Beschickung b ist die Elektrode c eingehängt; die andere Elektrode bildet die Kohlenauskleidung a1 des Herdes. Die Stromleitungskabel sind bei d und o befestigt. Der Halter für die obere Elektrode und der Ofenmantel können mittels der Röhren f, f1, f2 und f3 durch Wasser oder kalte Gase gekühlt werden. Ein wenig oberhalb des Herdes g mit Stichloch h münden zwei Rohre i und i1, die ihrerseits wieder durch die mit Wassermäntel k und k1 umgebenen Rohrleitungen l mit einem Wechselventile und durch dieses mit einer Gaszu- und -ableitung in Verbindung stehen. Ausser dem gewünschten Gase kann auch gleichzeitig Luft eingeführt werden. Der Schacht muss verschlossen oder bei niedrigem Gasdruck wenigstens mit feiner Kohle abgedeckt sein. In den Gaskanälen liegende Koks- oder Holzkohlenstücke verhindern ein Mitreissen von Flugstaub u. dgl. Um gleichmässiges Niederschmelzen der Beschickung zu erzielen, wird der Gasstrom von Zeit zu Zeit umgekehrt. O. Patin (D. R. P. Nr. 94641; Englisches Patent Nr. 19290/1896) verschliesst seinen Ofen hermetisch, um in ihm sowohl unter Druck wie unter Luftverdünnung arbeiten zu können. Der Abstand der geneigten Elektroden kann durch Stellvorrichtungen geregelt werden. Die Beschickung ruht als Säule auf einem Kolben, dessen allmählicher Abwärtsbewegung sie folgt. Wassercirculation sorgt für Abkühlung der Wandung des Heizraumes und für Regelung des Hitzegrades. Der Kolben kann durch Schieber, Schaufelräder u.s.w. ersetzt werden. Die Ablenkung des Lichtbogens durch einen Magnet, die sich F. J. Patten (Englisches Patent Nr. 4138/1897) hat schützen lassen, wurde durch Ch. W. Siemens schon 1879 bei der Construction elektrischer Oefen verwendet. Die Elektromagnete werden mit Gleichstrom gespeist, dessen Richtung durch einen mechanischen Commutator umgedreht wird. Der in D. p. J. 1897 304 296 beschriebene Ofen ist E. F. Price auch in Deutschland geschützt worden (D. R. P. Nr. 93798). Einen Apparat zum Schütze der Arbeiter, die an elektrolytischen Schmelzgefässen beschäftigt sind, beschreibt Hunt (Amerikanisches Patent Nr. 582923).

Demetrio Helbig (Atti della Reale Accad. dei Lincei, 1897 5. Ser. Rendiconti Bd. 6 S. 314) berichtet über einen röhrenförmigen elektrischen Ofen. In einen vierkantigen Behälter aus Eisenplatten, der beiderseitig durch eine durchlochte feuerbeständige Wand geschlossen ist, wird ein 50 cm langes Kohlenrohr von 2 cm lichter Weite und 0,5 cm Wandstärke, das mit Stromzuleitungen versehen ist, eingeführt. Der eiserne Kasten hat ein mit Glimmer verkleidetes Schauloch. Vor dem Moissan'schen soll der Ofen hauptsächlich den Vorzug haben, die Temperatur leicht constant erhalten zu können. Ein recht praktischer, von Aug. E. Bonna und Alex. Lekoyer (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 479) angegebener elektrischer Ofen für das Laboratorium besteht aus einem Blechcylinder, dessen beide Hälften durch verbolzte Ringe an einander gehalten werden. An einer als Boden dienenden Kreisscheibe ist die kupferne Stromzuleitung befestigt. Der Tiegel kommt auf eine mit einem Viertel ihres Gewichtes an Zucker vermengte Schicht Retortenkohle zu stehen. Zur Elektricitäts- und Wärmeisolation wird der Raum zwischen Cylinder- und Tiegelwänden mit gepulverter, von dickem Zuckersyrup durchsetzter und fest gestampfter Holzkohle gefüllt. M. D. Sohon (Journ. of the American Chem. Society, 1897 Bd. 19 S. 790) will einen elektrischen Laboratoriumsofen als ökonomischen Ersatz für Wasserbäder und Gasbrenner benutzen. Er besteht aus einem kupfernen Behälter mit auswechselbarer Heizplatte und Erhitzungsstöpseln aus Rheostatenmaterial. Jeder Stöpsel hat zwei verschieden grosse Theile, so dass durch entsprechende Schaltung dreierlei Temperaturen erzielt werden können. Umgeben sind die Heizstifte von Isolationsmaterial und Asbest, der gleichzeitig die Strahlung der Wärme nach unten verhindert. Zu ihrem Schutz dient eine Kupferplatte. Vor dem Wasserbade hat der elektrische Ofen den Vorzug, reinlich und trocken zu sein und keine Wartung zu beanspruchen. Vom gewöhnlichen Trockenofen unterscheidet er sich vortheilhaft dadurch, dass die Temperatur nicht durch Luftzug beeinflusst und eine unnöthige Erwärmung des Laboratoriums vermieden wird. Besonders zu empfehlen ist er beim Arbeiten mit feuergefährlichen Flüssigkeiten.

F. H. Leeds (The Electrician vom 22. Januar 1897) weist nach, dass metallurgische Schmelzen ökonomischer als durch directe Erhitzung mit Kohle, im elektrischen Tiegel ausgeführt werden, wenn Wasserkräfte verfügbar sind. Zum elektrischen Schmelzen von Metallen bestimmte Tiegel überzieht Roger W. Wallace (Amerikanisches Patent |44| Nr. 585993; übertragen auf The Electrometallurgical Co., Ltd.) dadurch mit dem Oxyde des betreffenden Metalles, dass er eine Suspension des Oxydes in geschmolzenem Borax über die Wandungen vertheilt.

Der von der Thomson Electric Welding Company hergestellte Apparat zum Enthärten von Stahl hat sich nach J. Castner (Stahl und Eisen, 1897 Bd. 17 S. 323) sowohl bei Bohrlöchern als ganzen Linien bewährt. Man kann auch damit härten, wenn man die betreffende Stelle erhitzt und dann den Apparat schnell fortnimmt. Schweissen und Löthen nach dem Voltex-Verfahren beschreibt Electrician, 1897 Bd. 40 S. 155. Bei dem elektrischen Schweissverfahren von Lagrange und Hoho tritt der Uebelstand auf, dass die Arbeitsstücke an der Oberfläche sehr schnell schweisswarm werden oder sogar abschmelzen, während sie im Inneren noch kalt und hart sind. Um dies zu vermeiden und gleichzeitig an elektrischer Kraft zu sparen, wärmt die Kalker Werkzeugmaschinenfabrik L. W. Breuer, Schumacher und Co. (D. R. P. Nr. 93717; Französisches Patent Nr. 255312) die Stücke erst auf andere Weise vor, so dass sie durch den elektrischen Strom sehr schnell auf die Schweisstemperatur gebracht werden, um so schneller, als der beim Eintauchen der heissen Stücke entwickelte Wasserdampf sie vor zu raschem Abkühlen schützt. Ausserdem macht der elektrolytisch entwickelte Wasserstoff sie blank und also schweissfähig. Die Deutsche Eisenfassgesellschaft Drösse und Co. (D. R. P. Nr. 90250) stellt die positiven und negativen Kohlen durch Zahn triebe so ein, dass die Spitze der negativen sich stets unter dem Krater der positiven befindet. Durch Anwendung einer grossen Stromstärke wird dann der Lichtbogen zu einer Stichflamme ausgebildet, wobei die negative Kohle in die positive hineinwächst.

F. Litteratur.

Becker, H.: Manuel d'électrochimie et d'électrométallurgie. Paris, J. Fritsch.

Cohn, E.: Elektrische Ströme. 10 Vorträge über die physikalischen Grundlagen der Starkstromtechnik. Leipzig, S. Hirzel.

Herzfeld, R.: Ueber den elektrischen Kohlenlichtbogen. Inaug.-Dissert. Heidelberg.

Lefèvre, J.: L'Acétylène. Paris, J. B. Bailliere et fils.

Liebetanz, Franz: Calciumcarbid und Acetylen. Leipzig, Oskar Leiner.

Löb, Walther: Grundzüge der Elektrochemie. Leipzig, J. J. Weber.

Der Verfasser wollte in diesem „Katechismus“ einen kurzen Ueberblick über das ganze Gebiet der Elektrochemie geben und den, der ihn durchstudirt hat, befähigen, die heutigen Bestrebungen der Wissenschaft und Praxis zu verstehen. Dies ist ihm in weitgehender Weise gelungen. Die klare und präcise Darstellung, die sich auf das Wichtigste beschränkt, wird den Leser sicher und ohne Verwirrung in diesen neuesten Zweig der Chemie einführen und ihn zu weiterem Studium und Arbeiten befähigen.

Minet, A.: L'électro-métallurgie. Paris, Gauthier-Villars et fils.

Minet, Ad.: Électro-chimie. Production électrolytique des composés chimiques. Paris, Gauthier-Villars et fils, Masson et Cie.

Das kleine Buch bringt die Resultate der wichtigsten Arbeiten über Wasserzersetzung mit besonderer Berücksichtigung der Voltameter, über Elektrolyse der Säuren, Basen und Salze, wobei den Hauptraum die Alkali- und Bleiweissindustrie einnehmen, und über Elektrolyse organischer Verbindungen, besonders über die Verwendung des elektrischen Stromes zur Reinigung und zum Altern alkoholischer Flüssigkeiten, zur Darstellung von Farbstoffen, zum Gerben und zur Zuckersaftreinigung. Mit Geschick ist das Wesentliche vom minder Wichtigen gesondert, so dass die Arbeit als eine gute Einführung in die bisher besonders angebauten Gebiete der angewandten Elektrochemie betrachtet werden kann.

Moissan, H.: Der elektrische Ofen. Autorisirte deutsche Ausgabe, übersetzt von Th. Zettel. Berlin, Fischer's technologischer Verlag.

Nernst, W. und W. Borchers: Jahrbuch der Elektrochemie. 3. Jahrg. 1896. Unter Mitwirkung von K. Elbs und F. W. Küster. Halle a. S. 1897.

Neuburger, A.: Kalender für Elektro-Chemiker, sowie technische Chemiker und Physiker für das Jahr 1898. 2. Jahrg. Berlin, Fischer's technologischer Verlag.

Panaotovic, J.: Das Calciumcarbid und Acetylen in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft. Leipzig, Johann Ambrosius Barth.

Pellissier, Georges: L'Éclairage à l'Acétylène. Paris, Georges Carré et C. Naud.

Das Buch, das auch in deutscher, von A. Ludwig besorgter Uebersetzung bei S. Calvary und Co. in Berlin erschienen ist, stellt eine sorgsame Sichtung der schon überreichlich auf diesem Gebiete vorhandenen Litteratur dar. Wenn man auch in Bezug auf die Auswahl, besonders was die fremden Litteraturen betrifft, manchmal anderer Meinung als der Verfasser sein kann, wird man doch gern zur vorläufigen Orientirung auf das Buch, das sich ausserdem durch sehr gute Abbildungen auszeichnet, zurückgreifen. Ein „Handbuch“ ist es allerdings weniger als ein Leitfaden für den Praktiker.

Perrodil, C. de: Le Carbure de Calcium et l'Acétylène. Les Fours électriques. Paris, P. Vicq-Dunod et Cie.

Das auch die wissenschaftliche Seite des Gegenstandes genügend erörternde Werk des bekannten Fachmannes bietet in vieler Hinsicht eine dankenswerthe Ergänzung des Perrodil'schen Buches und wird jedem willkommen sein, der sich mit Carbid und Acetylen zu beschäftigen hat.

Peters, F.: Angewandte Electrochemie. II. Band in 2 Abtheilungen: Anorganische Elektrochemie. Wien, A. Hartleben.

Visbeck, K.: Calciumcarbid und Acetylen. Halle a. S., Hugo Peter.

Die kleine Schrift enthält die Wiedergabe eines für Laien berechneten, nicht gerade sehr beachtenswerthen Vortrages.

Webster, A. G.: The theory of electricity and magnetism. London, Macmillan and Co.

Werner, Stephan: Ueber die Einwirkung von Jod auf Calciumcarbid. Inaug.-Dissert. Greifswald.

Whitney, M. und L. J. Briggs: An electrical method of determining the temperature of soils.

Whitney, M., F. D. Gardner und L. J. Briggs: An electrical method of determining the moisture content of arable soils.

Whitney, M. und Th. H. Means: An electrical method of determining the soluble salt content of soils.

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