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Die Temperaturkoeffizienten der elektrischen Leitfhigkeit einiger Suren und Basen in wsseriger Lsung.

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194
12. D i e Temperaturkoe#@xienten
d e r elektrischen Leitf'dhigiceit e i n i g e r S a u r e n
und Basert i m w&sserCger Lbsuny;
won A. Wbrrnann.,
Nachstehende Untersuchungen wurden auf Veranlassung
des Hrn. Prof. Dr. H. H e y d w e i l l e r im Jahre 1906 im
Physikalischen Institut der Universitat Munster angestellt. Sie
zielten dahin, eine genaue Kenntnis der Temperaturkoeffizienten
des elektrischen Leitvermogens von Saure- und Basislosungen
bestimmter Normalitat zu erhalten, wie sie nach A r r h e n i u s '
Angabe l) zur Berechnung der Ionisationswiirme des Wassers
aus der Neutralisationswarme erforderlich sind, und bilden so
eine Erganzung zu des Verfassers fruherer Arbeit
uber
Neutralisationswarme.
Experimentelles.
Die Untersuchungen wurden ausgefuhrt nach dem K o h l r a u s c h schen Verfahren: Wechselstrommethode mit Telephon.
Das durch ein Trockenelement betriebene Induktorium von
H a r t m a n n & B r a u n mit Quecksilberunterbrecher und Wasserspulung lieferte den zur Untersuchung notwendigen Strom.
Um eine moglichst groBe Dampfung des Unterbrechergerausches zu erzielen, war das lnduktorium auf Filzplatten
aufgestellt. Als MeBbrucke diente eine Walzenbriicke von
H a r t m a n n & B r a u n ; als Vergleichswiderstande ein Normalstopselrheostat von S i e m e n s & H a l s k e mit Widerstanden
von 1-10000 51. Mit Hilfe desselben Rheostaten wurde die
Brucke vor Beginn der Untersuchungen sowie einigemale
wahrend derselben geeicht, die konstatierten Abweichungen in
eine Fehlerkurve eingetragen, und die sich ergebenden Resultate
danach korrigiert.
1) S. A r r h e n i u s , Zeitschr. f. physik. Chem. 4. p. 107. 1889; 9.
p. 339. 1892.
2) A. Wiirinann, I>iss. Miiiister 1905; Ann. d. Phys. 18. p. 775. 1905.
Temperahirkoefpzienten der elektrischen Leitf afiigkeit usw.
195
Folgende Normallosungen wurden zur Untersuchung verwandt :
_.
-. -.
I. SBurel6sungen.
1
3
1
_4 .’ -.
--normal
8’
10
1
3
1
-.
-.
---normal
4 ’ 8 l 10
-. -.
.
1
-.
4 ’
1
4’
1
1’
1
1’
-21.’
1
2’
IJCI,
HNO,.
11. Alkaliltisungen.
1
1
1’ 2’
1 . -11’ 2’
.
1
KOH ,
10
3
1
- . - -normal NaOH
-3.
--normal
8’
10
8’
.
Die uiitersuchten Alkalilosungen waren mit Oxdsaure,
die vorher auf ihre Reinheit untersucht worden war, als Urtiter
eingestellt. Besondere Sorgfalt wurde auf die Herstellung
C0,-freier KOH- Liisung verwandt. l)
C0,- freie NaOH- Losung wurde mir in liehenswurdiger
Weise vom demzeitigen Assistenten des Chemischen Institutes
der Kgl. Universitat zu Munster, Hm. Dr. H. R o e m e r , zur
Verfugung gestellt.. Bei der Herstellung der Normallosungen
wurden ausgewogene Biiretten und MaBkolben verwandt. Die
so hergestellten Alkalilosungen gaben sowohl vor wie nach
dem Versuch mit BaCI,-Losung keine Reaktion.
Die Versuchstemperatur hetrug O0, 1 8 O und 32O C.; sie
wurden von einem Thermostaten mit Toluolregulator und Ruhrwerk, das durch einen HeiBluftmotor betrieben wurde, konstant
gehalten. Die Temperatur des Bades schwankte urn hijchstens
& 0,05 O C. Die jeweilige Versuchstemperatur wurde mit eincm
auf Wasserstoff bezogenen Normalthermometer abgelesen. Die
Temperatur von 0 O wurde durch schmelzenden Schnee oder
durch zustoBenes Eis erzeugt.
Ala WiderstandsgefaB dienten die K o h l r a u s c h schen
BefaiSe von meBbar veranderlicher Kapazitate2)
Gang der Untersuchung.
Die WiderstandsgefaBe mit den zu untersuchenden Losungen
wurden zunachst in zerkleinertes Eis oder in Schnee gepackt,
1) Zeitschr. f. anorg. Chem. 41. p. 474. 1904; vgl. auch OstwaldL u t h e r , Hand- und Hilfsbuch 2. Aufl. p. 424.
2) F. K o h l r a u s c h , Lehrbuch d. prakt. Physik 1901. p. 415.
13*
196
A. Wormann.
eingeschaltet und das Tonminimum, das nsch hochstens eirier
halben Stunde bei den betreffenden Versuchstemperaturen
konstant wurde, bestimmt. Nachdem dann init steigender
Temperatur bei annahernd 18O bzw. 32O C. die Widerstande
festgestellt waren , wurden die Beobacht,ungen mit fallender
Temperatur wiederholt, um so aus den gemachten Beobachtungen etwa durch die Temperaturanderungen eingetretene
bleibende Widerstandsanderungen zu eliminieren.
Berechnung der Versuche.
Der Berechnung - liegen die Formeln zugrunde :
wo - wt - c
--
wz.t
+ cl'l,
Es bedeuten also c und
c' den ersten und zweiten Temperaturkoeffizienten des Leitvermijgens in der Beziehung
x = xo(l + c t + c't2).
In den folgenden Tabellen geben 1 - 4 die einzeliien beobachteten Widerstande; 5-8 geben die Resultate fur die auf
Grund der Beobachtungen errechneten Leitf ahigkeiten; die
letz ten Tabellen sind Vergleichstabellen.
T a b e l l e 1. NaOH-Losung.
Temp.
I '/,-normal 1
Temp.
I '/,-normal 1
O,OOo
18,03
32,30
122,68
81,97
63,81
0,oo O
17,95
32,50
129,33
86,86
67,81
Temp.
0,000
17,95
32,50
I
'/,-normal
1
415,46
277.82
216,52
1
Temp.
Temp.
O,0tio
18,05
32,lO
0,oo
I
1 ::$ 1
0,oo 0
I
3/i,-normal
288,85
193,ll
151,70
289,3 1 ')
'/,,-normal
b75,25
383,97
301,32
1) Hier wie auch im folgenden ist der Wert iflo fur die Temperatur O o
nach der Forrnel ermittelt worden w, = w,'(L + c d ' ) , wo t' die etwav
uber O o liegende Beobachtungstemperatur und w,' der eugehorige Widerstand ist.
Temperahirkoefpzienten der elektrischen Leitf afiigkeit usw.
T a b e l l e 2.
197
KOH-LGsung.
Temp.
0,200
18,20
32,lO
0,oo
93,80
63,55
50,46
9439
0,20°
l8,19
32,OO
0,oo
I
Temp.
'/,-normal
0,05
18,tO
32,OO
0,oo
334,66
224,93
178,26
335,lO
T a b e l l e 3.
Temp.
'/,-normal
0,oj O
18,lO
32,OO
0,oo
55,OO
38,95
32,OO
55,07
11
1
175,36
118,51
93,97
176,25
0,05
18,lO
32,OO
0,oo
Temp.
I '/,,-normal
813,95
545,32
430,50
818,22
0,20 0
18,20
32,lO
0,oo
HC1-LBsung.
Temp.
0,05
18,lO
32,OO
0,oo
282,83
190,63
150,99
283,20
3/,-normal
117,31
82,72
67,89
117,44
0,05O
18,60
32,lO
0,oo
Temp.
149,44
105,33
86,21
149,62
'/,,-normal
O,O5
196,76
138,66
113,38
197,OO
18,OO
32,OO
0,oo
480,92
336,78
276,05
481,50
0,05
18,22
32,OO
0,oo
T a b e l l e 4. HN0,-Lijsung.
Temp.
0,05'
18,22
32,OO
0,oo
60,31
43,33
35,94
60,38
0,05
18,40
32,OO
0,oo
1t0,39
78,51
65;06
110,51
-
31,SO
0,oo
0,05'
48,11
31,80
0,OO
28,OO
48,17
-1)
-
'/,-normal
Temp.
0,05'
1
1
I s/8-normal
146,96
86,61
147,03
0,05
18,40
32,OO
0,oo
200,58
141,55
117,09
200,s1
1) Wegcn eines Irrtums in der Temperaturablesung, der sich nachtraglich nicht sicher korrigieren lieB, sind die Beobachtungen f u r 3/8und '/,,-normal gestrichen.
A. w"
ormann
198
T a b e l l e 5.
NaOH-Lasung.
normal
2uo - W'
W'
. ( t - a)
=c+c't
Wo - U ' f ,
Wtl
= c+c't'
.@'-a)
1)
0,027547
0,028563
0,0000712
0,026263
0,027246
0,027852
464
0,026406
0,027467
0,028130
472
0,026615
0,027610
0,028298
473
0,026761
0,027630
0,028233
425 0,036863
T a b e l l e 6.
KOH-LijsuIlg.
0,026154
0,026750
0,026372
0,027066
502 0,025458
0,026721
0,027287
407
0,025984
0,0261 77
0,0000429
0,025374
0,026879
0,027418
388
0,027066
0,027684
445 0,026257
T a b e l l e 7.
HC1-Losung.
W @- Wtl
normal
Wt,
1
tl
=c
+ c' t'
c'
I:
0,022766
0,022461
- 0,0000320
0,023164
0,023200
0,022751
224
23786
0,023256
0,022846
291
23779
0,023279
0,022982
212
23661
0,023490
0,023192
216
23884
- 0,0000283
233
281
0,022096
22519
T a b e l l e 8.
HNOs-L6sung.
'I1
0,021580
0,021 190
'12
0,022090
0,02 1773
'I4
0,0226640
0,022282
1) d = Beobachtungstemperatur bei ungefahr 0 O.
23181
lemperaturhoeffizienten der elehtrischen Leitf ahigheit usw.
199
Tabelle 9.
(Vergleichstabelle.)
Beobnchter
NaO H
C .
262,6
71,2
3,
264,l
46,4
298
Wijrmann
Jaquerod z,
Wormann
HCL
Temperaturinterval1
0-32
9,
0-32
S
19-800
264,9
31,4
0-32'
,l
267,7
39,7
DBguisiie *)
265.0
54,2
2-34'
W6rmann
Jones u. West
237,9
--
23,4
0-32''
2'?4,7
- 3,9
0-35'
F. Kohlrauscli
u. Grotrian J
Wormnnn
23 1,8
- 13,5
210,o
-- 23,4
0-32'
243,7
- 24,7
2-340
220
- 42
0-40"
0-32
1
220,5
- 23,6
233,O
Jones u. West
226,1
- 30,O
-- 27,G
226,4
- 1"1
,>
242,7
--
36,s
18-50'
240,l
- 27,6
>,
\
Eastml~ii~) J
DBguisiie
O
71
11
Noyes u.
O
0-40
42,9
295
,l
I
9
253,7
WGrmann
DBguisne *)
H NO,
d . 106
Warmanu
F. Kohlrausch I)
KOH
104
O
,1
0-350
2 -34"
1) Vgl. F. K O r a u s c h u. L. H o l b o r n , L tvermijgeu der Elektrolyte, Leipzig 1898.
2) A. J a q u e r o d , 1naug.-Diss. Gerif 1901.
3) H. C. J o n e s u. A. P. West, Amer. Chem. Journ. 34. p. 412.
1905.
4) A A. Noyes u. G. W. E a s t m a n , Carnegie-fnst., Publ. 1907.
200
A. Wormann. Temperaturkoeffizienten usw.
T a b e l l e 10.
Weitere Vergleichungen. ')
KOH
0,l
1,1527
O,o 1
1,155
NaOH
Worinanii
Kohlrausch
0,s
0,I
1,6868
1,6868
HCI
HC1
0,l
1,1290
0,01
1,1272
Wijrmann
Kohlrausch
0,5
0,l
1,5168
1,5134
Wijrmann
0,5
Kohlrauscli
0,l
1,4998
1,4862
HNO,
0,l
0,o 1
1,6774
1,6775
1,1194(?)
1,1296
1,5219
1,5265
HNO,
1,5051
1,4 6 2 9 (?)
Die Werte der Temperaturkoeffizienten von J o n e s und
W e s t sind durchweg kleiner als die meinigen. Die letzteren
schlieBen sich aber besser an die sehr zuverlassigen Bestimmungen von DBguisne bei grofierer Verdiinnung an,
1) F. K o h l r a u s c h u. L. H o l b o r n , 1. c.
(Eingegangen 24. Februar 1909.)
Druck
YOU
Motzger & Wittig in Leipzig.
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