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Einige Versuche zur Theorie des Galvanismus.

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ANNALEN
1838.
no.
3.
DER PHYSIK UND CHEMIE.
B A N D XXXXIII.
I. Einige firsuche zur Theorie des Galvanismus;
uon G u s t a o T h e o d o r Fechner.
D i e oachfolgenden Versuche waren eigentlich bestirnmt,
anderen Untersuchungen eingereiht zu werden, indefs
vewnlassen mich einige, voin verehrten Hrn. Herausgeber dieser Annalen in Betreff meiner Abhandlung "iiber
Rechtfertigung der Contact-Theorien an mich gerichtete
Bemerkungen, dieselben bier vorlaufig besonders mitzutheilen ').
1) Der folgende Versuch thut zwei Umsttinde in
Verbinduog dar, die ich in meinen Maafsbestimmungen
tiber die galvaniscbe Kette durch vie1 miihsamere Maafsnahmen einzelo ermittelt babe, ntimlich: a) d a t der W i derstand des Uebergangs sich oicht lndert an einer Platte,
mag sie als Zwischenplatte oder als erregende Platte dienen; b ) d a t das Gesetz der galvanischen Spannungsreihe,
nach welchem beispielsweise der Abstand des Zinks vom
Platin eben so grofs ist, ais die Summe der Abstande
des Zinks vom Kupfer und des Kupfers vom Platin, sich
auch fur die geschlossene Kette bestatigt.
Fig. 1.
Man ordne in zwei TrBgen eine Platinplatte, eine Zinkplatte und zwci Kupferglatten so an, wie es die Figur 1
zeigt. Man hat dann eine Kefte aus
zwei Elementen; Platin-Kupfer und KuPZ
K K pfer-Zinlr, deren SLrome nach derselben
1) In
genannter
hbhandlung (Bd. XLII, S.481) bitte ich Fo'olgmd~
-
zu berichtigen: S . 494 Z. 19 v. oben atatt durch 1. vor
S. 495
1 V. unten st. ncrr 1. nun
S. 497 2. 12 v. u. st. Betmchtung m 1. Beobachtungcn
S . 505 Z. 8 v. u. SL Sulprterstiurc 1.
Sulp.tcrsul;rdure
S. 506 2. 5 , 6 und 9 v. o. st. Platinplutte,
hofte und Pluttc 1. respective : Plutinpluttcn, hoiten und Pfuiten.
z.
-
-
-
Poggendodf's r?nnal. Bd. XXYXIII.
28
434
Richtung gehen. (Irgendwo ist ein Rlultiplicator zur
Mcssuiig eingeschaltet.)
Pig. 2.
Ein zweitcs Ma1 ordne man dieselben Platten unter denselben Umstaoden
so an, wie Fig. 2 zeigt. Man hat jetzt
ein einziges Element: Platin-Zirrk, nebst
eiiien Zwischeiibogen, der durch die hoPK
K Z mogenenKupferplatten KKgebildet wird.
Die Kraft des Strums ist in beiden Fsllen auf das
Vol1kornmens;e glcich.
Ich habe diesen Versuch the& in destillirtem, theils
in stark sacirem Wasser, bei verschiedenen Abstinden,
als auch mit audern, als den angegebenen Metallen angestellt. Als Multiplicator wurde mit Fleifs ein solcher
von mirgfichst geringem Leitungswiderstande angewandt.
bn Zusammenhange mit dem vorigen steht, daCs,
Fig. 4.
wenn man in einer, nach dem Schema
der Figur 4 aus vier verschiedenen Metallen,
P,Z,Z',P' zusammeogesetz. .. ..
.. . ..
ten Kette die Stellen von 2 und P'
vertauscht, die Kraft der Kette ungeYZ
sndert bleibt. Die angewandten Metalle maren: P Platin, Z Zink, %' Kupfer, P' Eisen,
die Fliissigkeit war schwcfelsnures Waseer.
2 ) Den folgenden Versuch entlehuc ich hier, der
Verwmdtschaft des Gegenstandes wcgen, aus meinen
Maafsbestimmnogen, s. 132. E r bewcist ( w a s ich aufserdem durch viele andcre Versuchc bewiesen habe),
dafs zu Anfaiige der Schlicfssrq dcr Ucbergangsmiderstand gleich ist fur kupferne und zinkne Zwisrhenbogen
( e r nimmt aber rasclicr zu fiir erstcre). Hier indefs
mird dicser Versuch r v n inir nur als eiii Eiiimand inehr
gcgcn dic cliernischc Tlieorie dcs Gal~anisuiusangefuhrt.
W c n n Inan zwei Triige lint, iu c?ic man cin wirkS ~ I ~ I C Plartcnpnnr
S
I<, Z,ncbst ciiicw Zwischcnbogen
a
,m.]
435
aus zwei holnogenen Platten a, 5 , entweder von Zink oder von Kupfer, eingesetzt, und man fiillt den eincn Trog mil
.. .. ..
blofsem Bruunenwasscr, den andern mit
schmefelsaurem Brunnenrvasser, so ist
Ka
die anfsngliclte W i r k u n g (unrnittelbar
nach der Scbliefsurig gemessen ) gleich fur folgende vier
I. Zwischenbogen von Zink; saures Wasser bei 2
11.
- K
I".
- Kupfer
- z
I v.
- - K,
Aber die Wirkungsabnafime ist schncller, menn sich
das saure Wasser bei Z,als we1111 es sich bei K befindct, so dafs in spsteren Perioden nach der SchlieBung allerdings ein Unterschied der Anordnnng bemerklich wird. Ueber die naheren Umsthde des Versuchs
s. meine Maafsbestimmungen. 1)er Versiich iiber jede
Combination ist mit aller Sorgfalt und gleichbleibendem
Resultat zwei Ma1 angestellt worden. Die Schwierigkeit,
die Gleichheit der Wirkung in diesen vier Fallen noch
der chelnischen Theorie zu erkllren, bietet sich von
selbst dar.
3) Nachstehende Versuche sind Seitenstiicke zu dcmjenigen Versucbe, welcheu ich in diesen Ann. Bd. XLII
S. 508 unter No. 4 angefiihrt habe, ucd diirften nicht
minder schwierig von der cheinischen Theorie zu erklaren seyn. Sie jetzt anzustellen, wurde ich durch eine
Bemerkung des verehrten Hrn. Herausgebers dieser Annaleu veranlafst; ich werde nber bei kunftigeii Untersuchungm auf Ketten dieser Art zuriickkommen miissen.
a > In den beiden 'Crilgen der Figur 4 wurden zwei
Platinplatten P, P' und zwei Zinkpratten Z, %' a d die
in der Figur angedeutelc Weise rerbunden, uod beide
l'roge mit destillirtem Wasser geTiillt. Eine solche Combination kann weder nach der Contact - l'heorie noch
nach dcr chemischen Theoric Wirkuog geben, wenn so28 *
-
-
-
436
wohl die Platten P,P’als 2,Z’hoinogen sind. D a
aber namentlich die Zinkplatten schwer von ganz homogener Beschaffenheit zu erlangen sind, so wird in der
Regel ein kleiuer Ausschlag des, in diese Combination
eingeschalteten, Moltiplicators sich zeigen. Wahrend nun
dieser schwache Ausschlag eine Richtung der Striimung
zu erkennen gab, wie sie dnrcli die Pfeile bei den Verbindungsbogen angedeutet ist, w a s (nach der chemischen
Theorie) ein TJeberwiegen der Wirkung im Trog A voraussettt, wiirde ein Theil des Wassers im Troge .I3 durch
Kochsalzliisung ersetzt. Nach der cheinischen Theorie
war zu erwarten, dofs der anfangs schwache Ausschlag
sich jetzt lebhaft umkehrte, nach der Contact. Theorie
dagegen, dak er (blofs vermoge des verminderten Leitungswiderstandes im Troge @ sich nach derselben Richtung vergrofserte, die er schon vorher hatte; Der Erfolg
fie1 auf Ietzte Weise aus. Also wahrend der combinirten Schliefsung zeigte der Trog A mit Wasser das Uebergewicht uber den Trog B init Kochsalzliisung. Als dagegen jeder Trog fur sich inittelst desselben Multiplicators zur Kette geschlossen ward, verhielt sich die Kraft
von A zur Kraft von B wie 1 : 29,4.
Nach der Contact-Theorie findet nicht die geringste Schwierigkeit statt, den Utnsland zu erklaren, warum
eine Kelte A, die, fur sich geschlossen, schwiicher als
B wirkt, doch, bei Schliefsung in entgegengesetzter Richtnng mit ihr ’), dieselbe uberwiegt. Denn die h a f t der
Ketten wird tlieils durch den elektromotorischen Abstand
der sie zusammensetzenden Metalle, theils durch den Leitungswiderstand der gamen Kette bestiiximt. Werden nun
zwei Kctten, jede besonders geschlossen, so limn B dos
1 ) Mit Riicksiebt auf Versuch 1 kammt in
der That die in Fig. 4 bezeiclinete Anordnung aucli nach der Contact - Theorie auf dasselbe
heraus, als wenn man beida einfache Ketten P Z P’Z’einander
entgegensetzte. Die Wirkung der Kette Sndert sich nSmlich nieht
wenn 2 und P’ihre Stellen vertauschen.
437
Uebergewicht iiber A erhalten, auch wenn I? hinsichtlich erstcren Punkts in Nachtheil gegen A steht, wofern
nur B in zweiter Hinsicht in um so iiberwiegenderem
Vorlheile steht; werden aber beide zu derselben Kette
in entgegengesetzter Richtung combinirt , so mufs der
Ausschlag blofs von ersterem Uinstande abhangen , weil
dann der zweite Umstand (da der Strom der einen Kette
die andere mit durchlauftm mufs) beiden gemeinschaftlicb
wird.
b) Das Ergebnifs folgendm Versuches stimmt ganz
mit dem vorigen iiberein, nur ist das Resultat noch auffallender. Die Anordnung war anfangs ganz wie im Versuche a, nur waren die Platinplatten durch Kupferplatten ersetzt. In beiden Tr6gen fand sich ebenfalls dcstillirtes Wasser. Es entstand wieder ein kleiner Ausschlag zu Gunsten des Trogs A. Jetzt w u r d e eia Their
des destillirten w a s s e r s i m Troge B durch rauchenlle
Salpeterslure ersetzt, so dafs an 3’ die lebhafteste Gasentwickluog eintrat. Auch in diesem Falle nahin der
Ausschlag nach der anfanglichen Ricbtung, welchc durch
die Pfeile bczeichnet ist, zu. Als dann jeder Trog fUr
sich geschlossen wurde, verhielt sich die Kraft dcs Trogs
A zur Kraft des Trogs B wie 1 : 813.
Ich habe noch einige abgeanderte Versuche dieser
Art von ganz analogem Erfolgc augestellt, die ich nicht
auftihre, da sie nicht mehr und nicbt weniger bewcisen,
als die beiden vorigen.
Man inufs freilich, wenn man Versuche dieser Art
auch mit anderen Metallen und nnderen Fliissigkeiten als
bier angegeben anstellt, nicht immer erwarten, dafs der
Ausschlag nacli der etsten Richtung zuiiehmen werde;
e r kann sich, bei Verstlrkung der Flhigkeit im Troge
B , auch zuweilen wirklich umkehren, wie es die chemiscbc Theorie erwartet, aber diesc Umkehruag ist verhaltnifsmafsig nur scbwach, wie sehr man auch die Flussigkeit verstsrken mag, und die Wirkung der combinir-
438
ten Ketten A und B ist aufser Verbaltnifs geringcr, als
dcr Uebcrschufs dcr Kette B (mit sebr verstarkter Flussigkeit) tiber A in getrenntem Zustande; so dafs die
Schwierigkeit fiir die chemische Tbeorie iin Grunde selbst
hier noch fortbesteht.
Diese Falle erklaren sich aus Veriinderungen , welche die Metalle irn Troge durch die binzugefiigte Flussigkeit erfahren, wodurch nach Umstanden der hbstand
der Platten 3 ,P’griifser oder kleiner als der hbstand
der Platten %, P werden kann.
Eigcntlich lassen sich daher solche Versuche, wo
verschiedene Fliissigk-eiren mit den Metallen in Berubrung kommcn, gar niclit ohne Rucksicht auf diese Versoderuugen genau betracliten. Sowohf uus F a r a d a p ’ s ,
als D a n i e l l ’ s , als B e c q u e r e l ’ s U. s. w. Yersuchen
mil Ketien ohne Contact heterogener Metalle lassen sich
daher bis jeizt auch nicht die Seringsten reinen Folgerungen ziehen, so lnnge nicht dieser veriindernde EinJufs der Fliissigkeiien auf die iVetalle in Abzug gebracht ist, wo aber dann vielleicht das ganze Resultat
oerschwinden wird. Meine Versuche iiber diesen Gegenstand sind unterbrochen worden; ich hoffe sie aber bald
wieder aufnehinen zu lionncn, und denke wohl, cs wird
sich ein bestimmtes Kesultat in diesem Bezuge finden
lassen. Uuter vielen lnerkwiirdigen Thatsacben, die aus
diesen Veranderungen der elektromotorischen Beschaffenheit der Metalle durch die Flilssigkeit hervorgehen,
und die ich kiinftig in Zusammenhang zu betrachten gedenke, will ich hier nur beispielsweise (unter No. 4 )
folgende erwehoen, zugleich eine neue hufgabe der Erkltirung fiir die chelnische Theorie :
4 ) Der nachstehende Versuch beweist, dafs unter
Umstiindeu, bei Verstsrkung der cbemischeu Wirkung
inittclst Verstsrkung dcr Leitungsflussigkeit, die W r k u n g
iler Kette abniinmt, statt zuzunehmen.
Eine Zink -Kupferplatte wurde mittelst eines Multi-
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plicators von aufserordeiitlich grofseln Leitungswidcrstande I ) (so dafs der Widerstand der Fliissigkeit in
der Kette nicht merklich dagegen in Betracht kam) cinma1 in ganz schwach salpetersaurem Wasser, das andcre
Ma1 (nach zuvoriger Reinigung der Platten) in so stark
mit raucbender Salpeterssure versetztem Wasser, dafs
sowohl am Kupfer als Zink sehr lebbafte Gaseotwicklung eintrat, geschlosscn. Die Kraft in dcr ganz schwachen SSure verhdt sich zur Kraft in dcr starken SYurc
wie 1,OO zu 0,72: war also in letzterer merhlich urn f.
kleiner. Wie sol1 man diefs nach der chemischen Theorie erklareo? Nacb der Contact-Theorie ist die Erltliirung diese: durch die Zufiigung der vieleii Salpetcrsiiurc
wird frcilicb dcr Lcitirngjwidcrstaud dcr Flussiglieit vcrmindert; diefs gew3hrt aber bei Schlufs mit einem so
langcn Multiplicator, gegcn welchen der W d c r s t a n d der
Flussigkeit ohoehin verschwindct, kcincn Nutzen; aufserdem bemirkt die SalpetersYore eine Versnderung dcr
Art an den Metallen, dafs ihre elcktromotorische W i r kung dadurch verringert mird; und hiedurch mird dcr
verminderte Effect in dem stark sauren Wasser bcdingt.
ThatsacheD, welche zejgen, dafs diesc ErlilSruog die richtige sep, wird msn in spateren Untersuchungcn voii mir
nicht vcrmisscn. Xatiirlich ubrigcns mufs der Erfolg gcrade entgegengesetzt ausfallen, w e m man statt eincs Multiplicators von grofscm Widerstande eiuen solcben von
kleinem Widerstande anwendet. In der That, als der
Versuch mit einem, o u r eine kurze DrahtlSnge enthaltenden Multiplicator ganz unter denselben UlnsiWen
wiederholt wurde, zeigte sich die Kraft in der starken
S l u r e nahc aclit Ma1 so grofs als io der schwachcn; wir
haben hicr also das bemcrkeoswerthe Resultat, dafs dic1 ) DicJcr ~ l u l t ~ p l ~ c ~auf
o r desscn,
,
f i r genissc Verruche ausgercichm e , Wtkungen icli bei andcrcn Vcnucllcn zur3clikornrnen wertlc,
besreht US cincr Lingc von mclu ah lGOOO F& ganz dir1oc;n Kupfcrdraht.
440
selbe Verstzrkung der Leitungsfliissigkeit, welche bei einem k u n e n Multiplicator die Kraft vermehrt , dagegen
bei eioem langen solche vermiodert.
Solche Ftille lassen sich tibrigens nach auderwciten
Versuchen liber die Veranderungen der Metalle durch
die F l h i g k e i t e n beliebig voraussagen , uod ich werde
spSter Gelegenheit nehmen, mehrere dergleiclien mitzutheilen.
IT.
Untersuchungen iiber EZektricitit, mit hesonderer Riicksicht auf die Theorie der gnluanischen Kette; uon P. S. M u n c k af H o senschiild in Lund.
( S c h l u f r r o n S. 227.)
B. U e b e r d i e b e i gerchlorsenen g a l v a n i s c h e n
K e t t c n cia-
tretenden Ladungserscheinungen.
B i s h e r sind nur Beispiele der Ladung angefiihrt, wo
keiue Erregungsstelle im Umfaoge der zu ladenden Kdrper statt fiodet, \vie solclies der Fall ist, wenn uur homogene Leiter angewaodt werden. Setzt man eine Combination heterogencr, besonders starrer und flussiger Sloffe
der Eiuwirkung eines elektrischen Stromes aus, sind zwar
die Erscheinuogeu, obgleich weit mehr in die hugen falleud, der Hauptsache nach dieselben: der innere Vorgang der Ladung aber ist ein ganz aoderer, dessen richtige ErklPrung ftir die Theorie der galvanischen Kette
von grblster Wicbtigkeit ist. R i t t er's Ladungsszule bestcht, wie bekannt ist, aus Scheiben von niir einem Metallc , z. B. Kupfer und feuchter Pappe, dic wechselsweise uber einander gelegt werdeu. W e i l bier die Spanuungen zwisciieu dem Metalle und der Fliissjgkeit, der
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