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Die electromagnetische Drehung der Polarisationsebene einiger Suren und Salzlsungen.

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XI. D i e electromagnetische Drehung der PoZarisntionsebene einiger Sazcren wnd SaZxZSsungen;
won R. W a c h s r n z c t h .
I m Folgenden erlaube ich mir die Resultate einiger Versuche uber die Drehung der Polarisationsebene des Lichtes
in den Sauren H,SO,, HCl, HNO,, CH,.CO.OH, und den
entsprechenden Salzen von Mangan, Cobalt und Nickel, sowie
in Nickelkohlenoxyd Ni(CO), mitzutheilen.
Die Salze waren von Hm. T r o m m s d o r f f in Erfurt geliefert. Von ihnen wurden angenahert moleculare Losungen
in Wasser hergestellt, deren genaue Analysen ich der Liebenswiirdigkeit des Hrn. W i s l i c e n u s verdanke. Zu meinen
Messungen bediente ich mich eines grossen aufrecht stehenden Hufeisenmagneten, dessen beide Schenkel mit je zwei
20 cm hohen Drahtrollen von je vier parallel geschalteten
Windungsreihen versehen waren; die vier Rollen selbst waren
hintereinander verbunden. DiePole des Magneten schnitten mit
der Oberflache eines horizontalen Brettes ab. Zwei auf den Polenden parallelepipedisch aufschleifende, 4,8 cm hohe, 11,l cm
breite und 20,85 cm Ianga Halbanker, die in ihrer Langsrichtung eine cylindrische, 22 mm weite Durchbohrung besassen,
waren so befestigt, dass ihre einander zugewendeten, sich
uerjungenden Enden 42 mm voneinander abstanden.
Die beiden Halften eines L i p p i c h’schen Halbschattenpolarimeters, die in das Brett so weit eingelassen waren, dass
ihre optischen Axen und die Axe der Durchbohrungen eine
gerade Linie bildeten , schlossen sich den Halbankern an.
Der ganze Apparat hatte so eine Lange von 100 cm.
Auf dem Analysator war ein Ring mit einem kleinen
Spiegel festgeklemmt, um die Einstellungen durch ein Fernrohr an einer verticalen Scaln ablesen zu konnen. Der Abstand des Spiegels von der Scala betrug 1G50 mm.
Alle Flussigkeiten wurden in das Magnetfeld in derselben kleinen, in ihrem weiteren Theile 2 cm hohen Flasche
gebracht , deren gegeniiberliegende Flachen durchbohrt und
378
R. Wuchsmuth.
durch parallele, leicht gefettete und durch dicke Kautschukringe angedriickte Planglasplatten geschlossen waren.
Das Ganze wurde durch eine zweitheilige Messingfassung
rnit drei Schrauben zusammengehalten. Die obere Oeffnung,
durch welche die Fliissigkeiten eingefullt wurden, war durch
einen Kautschukstopfen mit Capillarrohr verschlossen. Der
locale Druck der drei Schrauben wurde durch die Kautschukringe so vertheilt, dass eine auf unregelmassiger Spannung
beruhende Polarisation moglichst vermieden war.
Dies Flaschchen stand im Magnetfeld auf drei Schrauben
ixnd schlug an drei weitere Schrauben seitlich an, sodass es
seine einrnnl genau senkrecht zur optischen Axe justirte Lage
dauernd beibehielt.
Als Lichtquelle benutzte ich die gelbe Natriumflamme,
der ich bei der theilweise starken Farbung der Fliissigkeiten
und dem langen Weg grosse Intensitat verleihen musste,
jedoch ohne dass der Beobachtungsraum erhellt wurde. Ich
bediente mich mit Vortheil eines auf einem viertheiligen
Terquembrenner aufgesetzten Cylinders von Eisenblech mit
fiinf Oeffnungen, durch die ich Plntindrahte mit grossen NaPerlen eingefuhrt hatte, welche sich jederzeit leicht ersetzen
liessen. Die Oeffnungen liessen kein Licht hindurch. Durch
ein iiberstehendes Dach und einen doppelten Boden war der
Cylinder, ohne Licht durchzulassen, ventilirt.
Der Lichtstrahl trat durch die kreisrunde Oeffnung eines
Schiebers an einer Seite des Cylinders aus, welche immer
vor die intensivste Stelle der Flamme gebracht wurde.
Die Einstellungen des Analysators geschahen bei vollstandiger Dunkelheit, und nur zu den Ablesungen wurde
durch eine geeignete Vorrichtung die Scala beleuchtet. Uoch
blieb das Auge auch hier vor directen Lichtstrahlen geschiitzt.
Auf diese Weise habe ich rnit meiner Methode einen
ziemlich hohen Grad von Genauigkeit erzielt.
Ich fand als mittleren Pehler hei zehn Einstellungen
ohne jedes lichtschwachende Medium 5,4”, mit leerer Plasche
12,5” bis 13”. Aus 20 Einstellungen rnit H,O ergab er sich
zu 8,8” und rnit CoSO, (das der dunkelsten Losungsgruppe
angehort) zu 18,8”.
Electro magnetische Dreh ung.
379
Diescr Grad der Genauigkeit wurde aber einigermaassen
verringert, sobald der Electromagnet in Thatigkeit trat, infolge der Schwankungen des Stromes der zur Erregung
benutzten Dynamomaschine. Dieselbe lieferte bei dem Gesammtwiderstitnd von ca. 2 bis 21/, Ohm eine Stromintensitit von ca, 30-25 Ampere und ein Magnetfeld von ca.
4700-4000 C.- G. - S. - Einheiten , wie ich aus Messungen der
Drehung fur CS, bestimmte. Dabei schwankte aber der
Strom haufig so sehr, dass sich fur CS, keine ganz sichere
Einstellung machen liess. Dieser Uebelstand fortwahrender
kleiner Schwankungen fie1 aber bei den untersucliten Losungen nicht ins Gewicht, da sie alle nur etwa ein Drittel
so stark drehen, wie CS,. Doch controllirte ich, um die langsameren, aber vie1 grosseren Schwankungen nach Moglichkeit
zu eliminiren, waihrend der ganzen Beobachtungen die Stromstairke durch Messung der Drehung von CS, in einem annahernd gleichen Flaschchen, wie das oben beschriebene;
nur war es nicht auseinanderzunehmen und durch einen Kork
mit eingelassenem Thermometer verschlossen.
Ein Stromschalter mit sechs Verbindungen gestattete
entweder den Maschinenstrom in der einen oder anderen
Richtung durch den Electromagnet zu schicken, oder ihn
(wahrend der zur Fernrohrablesung nothigen Zeit) durch
einen entsprechenden Widerstand zu leiten, um die Erwarmung der Drahtrollen moglichst zu verlangsamen.
Ich machte bei jedesmal wechselnder Stromrichtung sechs
Einstellungen mit CS,, dann zehn mit der zu untersuchenden Flussigkeit und hierauf wieder sechs rnit CS,. I n dieser
Weise stellte ich mit Pausen, wahrend deren der Magnet sich
wieder abkuhlte , je funf Beobachtungssatze her und berechnete aus ihnen einen Mittelwerth, der also auf j e 50 Messungen fur die Losungen und 60 vergleichenden Messungen
fur die Feldstarke beruht.
Um auch die Drehung von CS, mit den Losungsdrehungen direct vergleichen zu konnen, maass ich die Drehung in
denselbsn in der Losungsflasche.
Die Resultate sind in folgender Tabelle verzeichnet. Die
Columne 0 enthalt das specifische Gewicht der Losung, G
das Gewicht des wasserfreien Salzes in 100 ccm, M das
B. Wachsniutli.
3ao
Moleculargewicht derselben, Sc. die beobachtete Scalenablenkung, Sec. dieselbe auf Secunden umgerechnet, Dc6, die
magnetische Drehung, reducirt auf die des Schwefelkohlenstoffes gleich 24300, D H ~ dieselbe,
O
reducirt auf die des
Wassers gleich Eins. Dabei ist vorausgesetzt , dass die
Drehung der Strornstarke proportional ist.
D
G
1
. . . 1,1607 17,136 151
. . . 1,1107 13,552 126
Mn(NO,), . . 1,1135 15,120 179
Mn(C,H,O,), 1,0864 14,5281173
H,SO, . . . 1,8282 158,270' 98
HCI . . . . . 1,1247 27,1921 36,5
HNO,. . , , 1,1898 35,784 63
C,H,O, . . . 1,0602 99,3601 60
MnSO,
MnCI,.
Schwefelkohlenstofl
il4
Losungen
Dcs,. Dn,o
8997,3 0,99931
9895,9 1,09912
8661,6 0,96203
9157,9 1,01715
9660,8 1,07300
10472,3 1,16314
9403,5 1,04443
9445,O 1,04904
~
413,O 25295
401,2 24599
402,124654
406,8 24932
405,6 24860
419,O 25648
406,424908 133;O 8294
411,5 25208 124,2l 7751
9265,O 1,02904
10053,O 1,11657
8926,8 0,99148
9218,9 1,02393
7790,2 0,86524
12191,6 1,35410
8361,9 0,92874
7721,6 0,85762
Sehr beachtenswerth ist die sehr starke Drehung des
Nickelkohlenoxyds, welche, in demselben Sinne wie die des
Schwefelkohlenstof, die letztere um etwa die Halfte iibertrifft.
Hat die Losung das specifische Gewicht B und sind in
100 ccm LGsung G g Salz, also in 1 ccm GjlOO g Salz iind
B - G/100g Wasser enthalten, so setzt sich die Drehung cp
der Losung in folgender Weise aus den specifischen Drehungen 7 W des Wassers und 'p. des wasserfreien Salzes zu-
woraus folgt die specifische Drehung des Salzes:
100
381
Electromagnetische Dreliung.
und wenn man y w = 1 setzt, wie ich dss nach Vorgang von
P e r k i n und J a h n gethan habe:
Fsl
=
100 (9- U)
G
+ G.
Multiplicirt man diese specifische Drehung mit dem Moleculargewicht, so erhalt man die moleculare Drehung.
Die so berechneten Werthe sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, wobei fur die molecularen Drehungen
von Salzsaure, Salpetersaure und Essigsaure gleich die doppelten Werthe hingesetzt sind, da nur diese Vergleiche zu
ziehen erlauben:
Spec.
Mol.
3rehung Drehung
Substanz
Substanz
. ...
coso, . . . .
coc1,. . . . .
Co(NO,), . . .
Co(CeHsOs), .
NiSO,. . . . .
NiCl, . . . . .
Ni(NO,), . . .
Ni(C2H302),.
MnSO, . . . .
MnCI,. . . . .
Mn(NO,),. . .
Mn(G,H,O,), .
H,SO,. . . . .
HCI.. . . . .
HNO,. . . . .
C,H,O, . . . .
H,O..
c1-
c1-
;so,.
+COCl, - +COSO, = 2,948
$NiC$ -4NiS0,
= 3,415
+MnCI, - aMnSO, = 2,680
HCl - +H,SO,
=____
2,672
Mittel: 2,929
0,2317
1,0434
0,1931
0,6699
1,9435
7,3037
1,9205
5,4777
0,3915
1,8436
0,2702
0,7961
2,1317
7,4766
1,8916
5,3073
NO,.
&COCl, - ?jCo(NO,), = 3,126
iNiC1, - hNi(NO,),
= 3,184
BMnCl, - 4 Mn(NO,), = 2,692
=_
2,792
HCI - HNO,
_
Mittel: 2,948
-~
+CoCl, - ~ C O ( C , H , O , ~
=~ 0,629
i NC1, - if Ni(C,H,O,), = 1,341
gMnC1, - ~Mn(C,H,O,), = 0,913
HCl - C,H,O,
= 1,085 Mittel: 0,992
1) J a h n , Ber. der Berl. Acad. 14.. 1891; Wied. Ann. 43. p. 294.
1891.
382
R. kl.itchstriuth, E/eectromcynetische Drehung.
C,H,O, - $SO,.
+Co(C,H,O,), -tCoSO,
iNi(C,H,O,),
-gNiSO,
+Mn(C,H,O,),-+MnSO,
C j H 4 0 2 --+H,SO,
C,H,O, - NO,.
= 2,327
kCo(C,H,O,), - 4 Co(NO,), = 2,505
-+Ni(Pu'O,),
1, ;;Ni(C,H,O,),
iMn(C,H,O,i,-aMn(NO,),=
C2H,0, - HN03
= 1,842
1,779
=~1,707
Mittel: 1,958
2,074
= 1,767
= 1,987
MittelZ,03 1
=
;so, - NO,.
i CoSO, - 4 Co(NO,), = 0,178
gNiS0, -- +Ni(KO,), =-0,231
$ XlnSO, - 21 Mn(NO,), = 0,011
= 0,120 Mittel: 0,019
AH,SO, - HNO,
Dass wir es hier mit einer additiven Eigenschaft der
Salze zu thun haben, ist wohl nicht ZLI leugnen. Doch mijchte
ich dem gegenuber auch die stark constitutive Beeinflussung
hervorheben, die sich in den Abweichungen vom Mittelwerth
ausspricht. E i n Unterschied von 0,l wurde sonst bereits
einen Fehler der ursprunglichen Beobachtung von + und
- I/, Min. fur die beiden Posten der Differenz, d. h. zusammen 'I2 Min. voraussetzen. Und es sind Abweichungen bis
zu 0,55 vorhanden.
Noch grossere Abweichungen treten in den DifferenZen
der molecularen Drehungen der Salze mit gleichen electronegativen Bestandtheilen auf. Eolgende sind die Werthe fur
Co-2H, Ni-2H und M.n-22:
CoSO,
COCI,
CO - 2 H .
- H,SO,
-2HCl
Co(N03), - 2(HNO,)
Co(C,H,O,)- 2(C,H,O,)
I
= - 2,107'
= - 1,555
= - 2,224
= - 0,628
- 1,628
Ni - 2 8 .
- H,SO,
NiCl,
- 2HC1
Xi(NO,),
- 2HN0,
Xi(CL€1302)- 2C,H,O,
NiSO,
,
1
+ 2,094
+ 3,580
= + 2,797
= + 3,067
+ 2,884
=
=
Mn - 2 H .
MnSO,
MnC1,
Mn(NO,),
Mn(C,H,O,)
- H,SO,
- 2HCI
- 2(HNO,)
- 2(C,H,O,)
= - 0,188
=
--0,173
+
=
0,029
= -I0,170
Mittel:
- 0,040
Es lage nahe, Beziehungen zwischen diesen letzteren
Werthen und den Atommagnetismen fur Co, Ni und Mn
aufzusuchen, doch ist nicht einmal in der Reihenfolge, die
hier Nil Mn, Co, beim Atommagnetismus aber Mn, Co, N i
ist, eine Uebereinstimmung zu erkennen.
L e i p z i g , Physik. Inst., Mitte J u l i 1891.
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