close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Electrische Untersuchungen.

код для вставкиСкачать
552
C. Fromme.
u[I. E l e c t r i s c h e Umtersuchungem;
uon Carl F r o m m e ,
1. Abhandlung.
Ueber daa Verhalten von Platip, Palladium, Gold, Gaskohle
und Aluminium in Chromshurelosung.
I n der vorliegenden und in zwei folgenden Abhandlungen
sind die Resultate einer Experimentaluntersuchung enthalten,
welche im Jahre 1879 begonnen und 1881 beendet wurde,
und ilber welche auch schon Ende 1881 ein kurzer Bericht I)
von mir erstattet worden ist, wahrend das Resultat der
ersten Versuche bereits der physikalischen Section der Naturforscherversammlung zu Baden - Baden (1879) mitgetheilt
wurde.2)
I. P l a t i n i n B u n s e n ’ s c h e r C h r o m s i i u r e l o s u n g .
1. D.ic c l e c t r o m o t o r i s c l i e K r a f t c i n e s g e o f f n e t e n und e i n e s
g c s c h 1 o s s e n e n El e rn e n t s.
Im .Jahre 1842 hat P o g g e n d o r f f s ) gezeigt, dass, wenn
man die (kaufliche) Sslpetersiiure des Grove’schen Elements
durch Chromsaurelosung ersetzt, nicht allein die electromotorische Kraft (E. K.) desselben im Verhaltniss von 100: 62 sinkt,
sondern dass auch die Eigenschaft der Constanz dem Elemente vollig verloren geht, indem die Stromstarke bedeutend
z u n i m m t : Der angegebene Werth der E. K. ist ihr Maximalwerth , welcher erst nach langerer Stromschliessung
erreicht wird. Diese Thatsachen waren deshalb auffallig,
weil das Bunsen’sche Element durch Einfiihrung der Chromsaure an Stelle der Salpetersaure eine etwas g r o s s e r e E.K.
erhielt, ohne an seiner Constanz eine besondere Einbusse zu
erleiden.
1 ) F r o m m e , Ber. d. Oberh. Ges. fur Natur- u. Heilk. 91. p. 1-14.
1881.
2) F r o m m e , Tageblatt p. 178.
3) P o g g e n d o r f f , Pogg. Ann. 57. p. 101. 1842.
C. Fromme.
553
Die gleichen Beobachtungen wurden spater von B u f f l)
gemacht.
I n Bezug auf die Erklarung dieses der Kohle gegeniiber ganz abnormen Verhaltens des Platins gehen die Ansichten der beiden Physiker auseinander. Bu f f glaubt, die
Ursache in der kleinen Oberflache eines Platinbleches gegenuber der grossen Oberflache eines porosen Kohlestiicks
suchen zu miissen, und gibt auch an, dass er nach Trankung
der Kohle mit Wachs mit dieser einen ebenso inconstanten
Strom wie mit Platin erhalten habe.
P o gg e n d o r f f dagegen zieht aus seinen Versuchen den
Schluss, dass die electrische Stellung der Metalle in der
Spannungsreihe durch die Fliissigkeiten geandert werde,
auch wenn, wie dies bei Platin und Kohle der Eall ist, ein
chemischer Angriff durch die Eliissigkeit nicht stattfindet.
Demnach legt P o g g e n d o r f f der Verschiedenheit des
electrischen Verhaltens von Platin und Kohle eine p r i m a r e
Ursache, B u f f dagegen eine s e c u n d a r e unter, namlich eine
durch die kleine Oberflache eines Platinblechs bedingte Polarisation, ,,welche sich freilich in gerade entgegengesetzter
Weise, als sonst bekannt, namlich in einer Z u n a h m e der
Stromstarke ausserte."
I n der E'olge hat man die Erklgirung P o g g e n d o r f f ' s
acceptirt a) und sich mit derselben bis jetzt zufrieden gegeben, obwohl die von P o g g e n d o r f f und Bu ff constatirte
Thatsache auch bei theoretischen Untersuchungen unbequem
war. 3,
Z u einer Priifung der P o g g e n d o r f f'schen Erklarung
- die Arbeit von Bu ff war mir anfanglich unbekannt veranlasste mich einestheils die Erfahrung4), dass die von
P o g g e n d o r f f benutzte Ohm'sche Methode der Messung
electromotorischer Krafte selbst bei einem als constant vorausgesetzten Element Resultate liefern kann, welche mit dem
1) B u f f , Lieb. Ann. 101. p. 1. 1857. cf. auch Du Moucel, Dingl.
Journ. 20'3. p. 375. 1872.
2) G. W i e d e m a n n . Galv. (2) 1. p.411. 1872.
3) B r a u u , Wied. Ann. 5 . p. 204. 1878.
4) F r o m m e , Wied. Ann. 8. p. 328-335. 1879.
554
C! Fromme.
unter Einschaltung grosser Widerstande rnit einem Galvanometer gewonnenen nicht ubereinstimmen , anderentheils die
Beobachtung’), days unter Umstanden auch bei der Combination Platin - Salpetersaure ( Grove’sches Element) eine
ahnlich grosse Zunnhme der Stromstkke, wie sie P o g g e n d o r f f bei Platin-Chromsaure erhalten hatte, vorkommt.
I c h habe deshalb zngleich mit Messungen der E. K.
nach der Ohm’schen Methode auch solche mit dem Electrometer bei geoffnetem Element ausgefuhrt. Ausser dem
Grove’schen Element wurde auch das Bunsen’sche mit
Bezug auf den Einfluss, welchen die Ersetzung der Salpetersaure durch Chromsaure auf seine E. K. ausubt, gepriift,
sowie auch die schon yon P o g g e n d o r f f untersuchte Combination Zink-Schwefelsaure-Kup f er-Chromsaure.
D i e benutzten Elemente waren von der friiher (1. c.)
beschriebenen F o r m , die Tangentenbussole rnit Spiegelablesung ist dort ebenfdls beschrieben. Das Electrometer war
K i r c h h o ff‘scher Construction. Die Schwefekaure war stark
verdunnt, die Chromsaurelosung nach B u n sen’s Vorschrift 2,
bereitet, die Snlpetersaure hatte das spec. Gew. 1,4.
Bei den Messungen nach der Ohm’schen Methode enthielt der Schliessungskreis einen Rheostatenwiderstand von
20 bis 5 S.-E., der sonstige aussere Widerstand war sehr
gering. D i e Messungen der Stromintensitat lieferten folgende Resultate.
Bei Platin - concentrirter Salpetereaure nimmt die
Stromstiirke ein wenig zu, bei Kohle - concentrirter Salpetersaure ein wenig a b , wie schon friiher (1. c.) von mir
gefunden. Bei Platin-Chromeaure findet, wie auch P o gg e n d o r f f und B u f f beobachteten, eine sehr starke Zunahme,
bei Kohle - Chromsaure eine kleine Abnahme statt, welche
grtisser ist, als bei Kohle-Snlpetersaure. Kupfer-Chromsaure
liefert einen zwar schwachen, aber vollkommen constanten
Strom. Nach Ablauf einiger Blinuten wurde auch bei den
Combinationen mit Platin und Kohle die Stromstarke nahe
constant.
1) F r o m m e , 1. c. p. 330 a. E.
2) Bonsen, Pogg. Ann. 1%. p. 230. 1875.
C. Frontme.
555
Die E. I(. wurde aus diesen grassten, resp. kleinsten
Werthen der Stromintensitat berechnet. Setzt man die E. K.
des Grove’schen oder Bunsen’schen Elementes, wenn es
Salpetersaure enthalt, gleich 100, so war die E. K. des rnit
Chromsaurelosung gefullten Elementes gleich 70, resp. 104,
und die des Kupfer-Chromsaureelements gleich 62.
Demnach nimmt die E. K. des Bunsen’schen Elements
urn 4 Proc. zii, die des Grove’schen aber um 30 Proc. ab,
wenn man die Salpetersaure vom spec. Gew. 1,4 durch Chromsaure erset.zt. P o g g e n d o r f f hatte eine Abnahme von 38Proc.
beim G r ove’schen Element gefunden, seine Chromsaurelasting war aber von etwas anderer Zusammensetzung.
Wurden dagegen die genannten Combinationen in stromlosem Zustande rnit dem Electrometer verglichen, so nahm
die E. K. des Grove’schen Elements nur urn 21/2 Proc. ab,
wenn an Stelle der Salpetersaure vom spec. Gew. 1’4 Chromsaure trat, wahrend beim B u n s en’schen Element wieder eine
Zunahme von 4 Proc. beobachtet wurde. Spatere Versuche
haben mir auch beim Grove’schen Element eine kleine Zunahme ergeben, sodass ich vermuthe, dass die bei den ersten
Beobachtungen erhaltene kleine Abnahme aus nicht geniigend reiner Beschaffenheit der Platinoberflache (cf. 0 7) entsprang. l)
Es wird also entgegen P o g g e n d o r f f ’ s Ansicht die
gegenseitige Stellung von Platin und Kohle in der Spannungsreihe jedenfalls nur unbedeutend geandert, wenn man dieselben
aus Salpetersaure in Chromsaur,e bringt, und folglich kann
die Thatsache, dass die E. K. des durch einen kleinen Widerstand geschlossenen Platin-Chromsaureelements nur etwas
mehr als 2/3 yon der des Kohle-Chromsaureelements betriigt, nur durch electrolytische Processe a m Platin ihre
Erklarung finden.
1) Ich mill noch emfihnen, dass ich auch einige Nessungen der E. K.
des Platinv in Mischwigen VOIT Chromenure und Salpetersllure anstellte.
Dieselbcn crgsben dass bei Zusatz geringer Mengen von Chromsaurelosung mr Salpeterslure die E. K. des Grove’schen Elements zuerst urn
3 Proc. stieg und bei weiterem Zusatz mieder abnahrn. Diese Mesungen
geschahen bei stromlosem Element mit dem Electrometer.
556
C. Fromme.
Eine weitere Untersuchung wird nun zunachst die folgenden beiden Fragen beantworten miissen:
Wenn es, wie eben bewiesen, secundsre Processe sind,
die das abnorme Verhalten des Platins in Chromsaure veranlassen, und wenn, wie B u f f vermuthete, die Ursache desselben in der kleinen Oberflache eines Platinblechs liegt, so
miisste bei gehoriger Vergrosserung der Oberflache oder
iiberhaupt bei Verminderung der Stromdichte das geschlossene
Element eine der des ungeschlossenen gleiche E. K. zeigen
und einen constanten Strom liefern.
Zweitens ist zu muthmassen, dass die oben beschriebenen
Beobachtungen die Erscheinung noch nicht in ihrem ganzen
Umfange wiedergeben. Denn wenn es gestattet ist, von einer
Widerstandsiinderung des Elements wahrend der Dauer der
Stromschliessung abzusehen und also in der beobachteten
Zunahme der StromintensitSt eine Zunahme der E. K. zu
erblicken, so muss nothwendig, da die E. K. des geschlossenen
Elements k l e i n e r als die des geoffneten gefunden murde,
der beobschteten Zunahme eine diese an Grosse iibertreffende
Abnahme vorhergegangen sein.
Bei den folgenden Beobachtungen diente zur Messung
der E. I(.entweder und meist ein W ie d e m a n n’sches Galvanometer oder ein K i r c h h o f f sches Electrometer. Vom Galvanometer war der astasirende Magnet entfernt. Bei grossem
Rheostatenwiderstande durchlief der Strom e i n e Windungsreihe e i n e r Spirale mit feinem Draht, bei kleinem e i n e
Windungsreihe e i n e r Spirale mit dickem Draht. Die Spiralen sind bezeichnet als Gr.(osse) Sp.(irale) und Kl.(eine)
Sp.(irale). Der Abstand der Scala vom Spiegel betrug 1830
Scalentheile ; die Entfernung der Spirale vom Magnetspiegel
wurde jedesmal so gewahlt, dass ein geeigneter, innerhalb einer
langeren Versuchsreihe, in welcher der Rheostatenwiderstand
wechselte, nahe gleicher Ausschlag auf der Scala entstand.
Bei den meisten Versuchen befand sich die Chromsaure
in einem kleinen Thoncylinder, welcher umgeben yon einem
kleinen amalgamirten Zinkcylinder in einem Glas mit verdiinnter Schwefelsaure stand. Die Ablenkungen durch das
Chromsaureelement (C) wurden mit denen verglichen, welche
C! Fromme.
55 7
ein ihm sonst gleiches, nur concentrirte Salpetersaure a n
Stelle der Chromsaure enthaltendes Element (5') gab. Dieses
lieferte bei grijsseren Schliessungswiderstanden einen durchaus constanten Strom. Das Platin dieses Vergleichselements
besass Blechform und eine grosse Oberflache, wahrend das
Platin des Chromsaureelements meist Drahtform hatte, meil
es sich dann leicht in der Alkoholflsmme gliihen liess.
Es wurde namlich das Gluhen als das beste und einfachste
Mittel befunden, urn das Platin von den Wirkungen vorhergegangener Versuche zu befreien und in einen immer gleichen
Zustand zu versetzen. Wo nichts anderes bemerkt, ist das
Platin vor jeder Versuchsreihe und vor jeder Aenderung
des Widerstands gegluht worden.
Wahrend der Beobachtung mit einem bestimmten Rheostatenwiderstand blieb, wenn nichts Gegentheiliges angegeben,
der Strom fortwahrend geschlossen, und befand sich jeder
Theil des Elements in vollkommener Ruhe.
D i e Tnbellen geben die Ablenkungen des Galvanometers
in Scalentheilen zu der vorgesetzten Zeit an, welche vom
Moment der Schliessung des Stromes an gezahlt ist. Die
erste, der Zeitangabe ermangelnde Zahl bezieht sich auf den
nach etwa 1 Sec. erfolgenden ersten Ausschlag des Galvanometers. Die Schwingnngen des Galvanometerspiegels beruhigten sich innerhalb 10 Secunden.
2.
A e n d e r u n g cler e t e e t r o m o t o r i s e h e n K r s f t m i t d e r D a n e r
d e r S t r o m s c h l i e s s u n g und m i t d e r S t r o m d i c h t e .
Die Tab. 1 und 2 zeigen die Aenderung der E. K. wahrend der Dauer der Stromschliessung.
Tab. 1. Platindraht von 0,9 mm Dicke und 350 mm Lange,
zu einer Spirale aufgewickelt.
W = 23000 S.-E. GT. Sp.
109ec
C.
loset
20
30
40
496,O
380,5
439,5
369,3
366,O
363,2
360,6
50
60
70
80
90
100
120
140
see
sec
BBC
S.
358,l
355,8
353,6
351.6
319,7
,347,s
344,2
340,9
160
180
200
240
280
320
360
400
33Y,O
335,3
333,O
3?9,5
327,l
325,s
3?4,4
323,5
600
800
1000
1200
1400
321,5
321,P
320,4
319,s
320,O
C. Promme.
558
I
W = 1400 S.-E. Gr. Sp.
8.
seo .
501,9
lose' 383,4
C.
484,9
l o s e ( 343,9
20
30
40
327,4
317,7
310,4
50
60
70
80
90
100
110
120
W = 400 S.-E. Kl. Sp.
sec
305,l
301,8
299,9
299,4
299,5
300,O
300,9
302,l
sec
sec
130 303,4
140 304,4
150 305,l
160 305,6
170 305,9
180 306;t
1901 306,3
200 306,4
8.
1
493,O 20 264,5 80 286,5
lOBec 379,O 30 271,5 90 287,s
40 276,7 100 288,9
452,O 50 280,2 110 289,9
C.
lOsec 266,5 60 282,9 120 290,5
262,O 70 285,O
15
T a b . 2. Platindraht von 0,5 mm Dicke und 35 mm Lange.
W = 19000 S.-E. Gr. Sp.
s.
lOsec
j
484,2
370.4
I Y;
losee
I
263T
251 4
242;O
235,2
229,9
nee
70
80
90
100
110
1 I :: I I
I
30
40
'
C.
11
457;2
285,2
1
W = 800 S.-E. Kl. Sp.
*%
S.
1419.01
lOsec 364;7
60
70
312,O 80
C.
lOsec 179,5 90
172,5 100
20
172,4 110
30
172,8 120
40
8ec
173,l
173,9
174,s
175,s
177,s
182,O
231,O
228,7
1
j
1
I
i
1301231.3
1401234i3
150:237,7
1601241,O
1
I
180 248;O
2001253,H
..OOj256,0 !
~
245,7
256.0
W = 400 S.-E. Kl. Sp.
I
I
sec
226,2
120
224.7 I 140
225;O
230,7
238,O
sec
0ec
S.
1491.0 40 173,O
10sec 373;5 60 174,O
287,O 80 176,l
C.
172,O 100 179,O
10
171.8 110 181,6
120 187,5
30
172;2
130
140
160
180
200
I
242,2
243,5
251,2
257,7
259,l
Die Tab. 3, 4 und 5 verenschaulichen den Einfluss,
welchen die Griisse des Schliessungswiderstandes , oder, da
wahrend aller zu der gleicben Tabelle gehiirenden Beobachtungen die in die Chromsaure eintauchende Platinoberflache
die gleiche blieb, die Stromdichte auf Grosse und Verlauf
der E. K. ausiibt.
T a b . 3. Platinspirale der Tab. 1.
Spirale
W
11
//
Grosse
/I Kleine
'i 23000 I 15000 1 8000 1 3000 1 1400 1 700 1 260 1 1 800 400
Erster Aus- j 11
schlag a
1, 495
Ablenkuiig b
I
(1
379
I
491
377
~
1
489
373
I
1
~
492
376
~
502
i 383 [ 381 1378 ____
377 i 379
jl
C. Fromme.
1
//
Spirale
1
C. E
r
~
~
Minimum d
Zeit des Minimums sec
{ 1~ 489a
I/
{I1
321
1200
Grosse
1 1 I
1
I
1
I 1 I
~491~ 484
-
I
323
320
I
700
420
559
1
,
Kleine
' 4851 480I 474I (1 j464 l 452
302 1 299 I292 I287 11 272 I262
i'
i
480
540
1
1 1
t
80
i
70
60
25
1
15
1
508
6 -dje- d
Spirale
Erster
schlag a
I 1 1 1
492
379
{
{
1
377
492
490
482
279
480
1
272
1
474
1
269
462
1
261
1
80
100
40
1
1
(374 I381 1380 I390
458 11445 j/ 414 1 I 356
,/
325
260 11246 I234 I204 I197
1 1 1 1 1 /I
240
j
491 1489 497 495
I 376 1 374 I 375
1 1 1 1 1
/I
Minimum d
Zeit des Minimums sec
11:
{
Ablenkung 6
Erster Ausschlag c
Iileine
Grosse
30
10 /0-1010-10
1
'
10 10
l-
I
Tab. 5. Platindraht der Tab. 2.
-
Spirale
w
1
/ 19000 I ioooo I 5000 j 2000 1 10oo)I 800
Ablenkung b
( //i
)I
aeine
j
400
j
I i 1 1 1 1
483
'
501
370
I
385
384
471
445
215
-1
Erster Amschlag a
//
Grosse
140
7
-
502
501
479
491
365
373
311
287
253
--214 ' 193 187 172
171
I73
1
382
491
1
374
//
I I I I i 1
I
506
388
--/
Erster Aus- j
schlag c- 1 I 461
I-
222
i
II
406
I
372
i
l
l
i i i
560
Fromine.
____
Spirale
mums sec
__
1
1
.
Grosse
85
1 I
90
45
1
75
45
I
I'
1
I
Kleine
-~
_30
20
I
10
I
Folgendes sind die Resultate dieser Beobachtungen:
Zunachst bestatigt sich der aus den Reobachtungen des !j 1
mit grosser Wahrscheinlichkeit gezogene Schluss, dass die
E. K. der Combination Zink-Schwefelsaure-Chromsaure-Plstin vom Augenblick der Stromschliessung an ab- und nach
Erreichung eines Minimums zunimmt, ohne indess den Ausgangswerth wieder zu erreichen. Als Ausgangswerth, d. h.
als E. K. des ungeschlossenen Elements konnen wir aber
mit sehr grosser Annaherung die constante E. K. des Salpetersgureelements ansehen, wie eine graphische Darstellung,
z. B. der in Tab. 1 mit W = 23000 erhakenen Resultate
zeigt. Bei keiner Stromdichte bleibt die E.K. des Chromsaureelements constant, auch nicht bei den kleinstmoglichen,
bei melchen die Oberflgche des Platins etwa 1000 qmm und
der Widerstand im Rheostaten 23000 S.-E. betrug. Demnach
ist auch die von Buff gegebene Erklilrung zu verwerfen,
nach welcher die Inconstanz des Stromes (der E. K.) nur
eine Folge kleiner Platinoberflache, also grosser Stromdichte
sein sollte. Die vorliegenden Beobachtungen zeigen vielmehr,
dass die Inconstanz der Combination erst mit gegen die Null
convergirender Stromdichte vollig verschwindet.
Bei sehr kleiner Stromdichtigkeit nimmt die E. I(.ausserordentlich langsam, d m sehr regelmassig verzogert, bis zu
einem Minimum ab und bleibt dann auf diesem stehen. Mit
wachsender Stromdichte nimmt das Minimum an Tiefe zu bis zu 55 Proc. von der E. K. des ungeschlossenen Elements
- und w i d schneller erreicht, zugleich nimmt aber auch
die E. K. nach erreichtem Minimum wieder zu, und zwar so,
dass die Grosse der Zunahme wachst, der erreichte Endwerth aber abnimmt. Es nimmt also das Verhgltniss der
Abnahme zur Zunahme b - d / e - d ab, bis es schliesslich einen
C. Fromme.
561
constanten Werth 2,l erreicht. Bei grosseren Stromdichten
nimmt die E. K. urn etwg doppelt soviel ab, als sie nachher mieder zunimmt. Der erreichte Maximalwerth aber
steht zii der E. K. des ungeschlossenen Elements bei den
kleinsten Stromdichten im Verhaltniss 1 :1,15 und bei den
grossten im Verhaltniss 1 : 1,4. D s s letztere entspricht dem
auch im 0 1 erbaltenen Resultat. Bei grosserer Stromdichte
ist die Zunahme mahrend kurzer Zeit eine so starke, dass
der Spieqel des Galvanometers in Schwingungen geriith.
Dann wnrde haufig beobachtet (Tnh. 2 W = 800), dass nach
der starken Zunahme die E. K. erst wieder einige Zeit abnahm. Es wiederholte sich dann der bisherige Verlauf der
E. K. noch einmsl in kleinerem Naassstabe, indem nach baldiger Erreichung eines Minimums die E. K. wieder erst beschleunigt, dnnn verzogert zunahm.
W e n n man das Verhaltniss c / e des ersten Ausschlags
des Galvanometers zu dein nach langerer Zeit eintretenden
ibfaximum bildet, so findet man dasselbe bei den kleinsten
Stromdichten constant, bei grosseren bis zti einem Maximum
zu- und bei den grossten wieder abnehmend. Demnach vermindert sich die E. K. bei den ltleinsten Stromdichten innerhalb cler ersten Secunde in demselben Verhaltniss, in welchem
ihr Endwerth abnimmt; bei wachsender Stromdichte nimmt
sie dann weniger und spater bedeutend stgrlrer als ihr Endwerth a b , welch letzterer sehr bald nahe unabhangig von
der Stromdichte wird.
Dass das Salpetersaureelement eine sehr constante und
von der Stromdichte innerhalb der hier eingehaltenen Grenzen
unabhangige E. K. besass, geht daraus hervor, dass das Verhaltniss a / b des ersten Ausschlags zu der constanten Ablenkung ubcrall das gleiche war. Die Mittelwerthe in den drei
Tahellen 3 bis 5 sind resp. 1,309, 1,307, 1,308.
Bei den vorstehend beschriebenen Messungen war der
Schliessungswiderstand immer so gross gegen den Widerstand des Elements, dass die beobachtete Strornintensitat
direct als Maass der E. K. betrachtet werclen konnte.
Beobachtet man bei grossen Stromdichten, entweder inAim. d. Phps. u. Chem. S. F. XVIII.
36
562
C. Fromme.
dem man den Rheostatenwiderstand noch weiter, als oben
geschehen, vermindert, oder - wodurch ebenfalls das Verhaltniss des Schliessungswiderstands zu dem inneren Widerstand des Elements abnimmt - indem man die Platinoberflache noch mehr verkleinert, so wird man z w a r nicht mehr
fur die Stromintensitat ohne weiteres die E. K. setzen diirfen,
aber man wird doch unter der Voraussetzung nicht gar zu
kleiner Rheoststenwiderstande aus dem Verlaiife der Stromintensitat noch eine ungefahre Vorstellung von dem der E. K.
g e winnen.
Das Resultat solcher Beobachtungen war, dass die E. K.
sehr schnell bis zu einem sehr kleinen Werthe abnahm, ohne
sich von demselhen wieder zu erheben. Die Periode der
Zunahme fallt also bei grosser Stromdichte - ebenso wie
bei sehr kleiner - ganz aus, und der Endwerth der E. K.
betragt noch weniger als
von der des G r o Y e’schen Elements.
‘Il0
3.
Einfluss ciiier Erschiitterong d e s Platins a u f die electroin o t o r i s c 11 e K r B ft.
Die Wirkung, welche eine Erschiitterung des Platins
auf die E. K. ausiibt, hangt von der Stromdichtigkeit ab.
Am bedeutendsten wirkt dieselbe in dem Falle so grosser
Stromdichtigkeit , dass die Periode der Zunahme ganz ausfallt (6 2 a. E.), eine Erschiitterung des Platins erhebt die
E. K. dann leicht auf das Dreifache ihres Minimalwerthes, auf
welchen sie mit aufhorender Bewegung aber sehr bald zuriickgeht.
Dagegen ist die Erschutterungswirkung bei mittleren
und kleinen Stromdichten eine verhaltnissmassig geringe.
Sie besteht auch hier im ersten Augenblick wieder in
einer Z u n a h m e der E. K., welche bei kleinen Stromdichten
sehr allmahlich wieder verschwindet, bei mittleren aber s o f o r t i n eine der Zunahme an Grosse nachstehende Abnahme
iibergeht, die langsltm ersetzt wird.
Um einen Begriff yon der Grijsse dieser Aenderungen
zu geben, sei angefiihrt, dass, alu in Tab. 1 W = 1400 die
3. I(. nach 200 Sec. bis auf Y06:4 gesunken w:w, starke Erschutterung der Platinspirale die Sblenknng auf 310,9, also
C. Fromrne.
563
urn 1,4 Proc. erhob. Mit dem Aufhoren der Bewegung trat
ein sehr langsamer Riickgang ein.
Dagegen bewirkte eine g&nz kurze Erschiitterung des
Platindrahtes in Tab. 2, als bei W - SO0 nach 300 Sec. die
E. I(. den Werth 256,O erreicht hatte, eine m o m e n t a n e
Z u n a h m e der E. K. auf 275, d. h. um 7,4 Proc. Unmittelbar darauf aber zeigte das Galvanometer eine A b n a h m e
der E. K. auf 245, d. h. urn 4,2 Proc. an. Sehr langsam
stieg dann die E. K. wieder.
Die Beobachtungen iiber die Erschiitterungswirkung
wurden aus naheliegenden Griinden meist zu einer Zeit angestellt, zu welcher die E. I<. bereits nahe constant geworden
war. Doch habe ich mich iiberzeugt, dsss der Erfolg derselbe ist, wenn man wahrend der Periode der Ab- oder Zunahme beobachtet, was wegen der bei grosseren Stromdichten
sehr raschen Aenderung der E. K. freilich nur bei kleineren
Stromdichtigkeiten ausfuhrbar ist.
S o c h bemerke ich, dass die Erschiitterung immer nur
sehr gering zu sein braucht, um die beschriebene, mit grosser
Regelmsssigkeit eintretende Wirkung herrorzubringen, so
gering, dass schon ein in einiger Entfernung fahrender Wagen
oder eine leise Bewegung des Beobachters geniigend ist.
Man vergleiche aber in Betreff der Empfindlichkeit der
E. K. gegen Erschiitterung des Platins auch das unter 04a.
Xitgetheilte.
E i n f l u s s einer griissereii S t r o m d i c h t i g k e i t auf die e l e c t r o motorische Kraft bei einer nschfolgenden kleineren, oder
u m g e k e hrt.
4.
a) D i e v o r h e r g e h e n d e S t r o m d i c h t e b e s a s s d e n
M a x i m a i w e r t h , d. B d e r a u s s e r e W i d e r s t a n d w a r
W = 0. Tab. 6. Die folgenden Zahlen schliessen sich a n
Tab, 1 W = 23000 an. Nachdem die E. K. in 1400 Sec. bis auf
320 gefallen war und sich kaum mehr anderte, murde das
Element f u r e i n e n A u g e n b l i c k ohne Widerstand geschlossen.
Dann wurde sofort wieder die Schliessung durch W = '23000
und das Galvanometer hergestellt und folgende Werthe der
E. Ei. beobachtet, wobei die Zeiten \ o n dem Moment der
Wiedereinschaltung von W = '23000 geziihlt sind:
36
564
C. Fromme.
40
60
80
100
50
Sec. 10
20
30
E. K. 344,2 343,3 341,7 340,5 339,s 338,5 336,5 335,2
140
160
1SO.
S ec. 120
E. K. 334,O 333,O 332,3 331,5
Tab. 7. Die Zahlen dieser Tabelle schliessen sich an Tab. 1
W = 400 an. Die E. K. war nach 120 Sec. auf 290,5 gekommen und nahezn constant geworden. Als dann das
Element 10 Sec. lang mit W = 0 geschlossen worden war,
nahm die E. K. hei dem sofort wieder eingeschdteten Widerstnnde W = 400 folgende Werthe an:
Se c .
10
20
30
40
50
60
80
E. K. 314,O 315,2 314,5 313,s 313,O 312,2 311,O
200.
150
Sec. 100
E. K. '109,S 307,s 30a,2.
Tab. 8. Ein Platindraht gab bei W = 10000. Gr. Sp.
einen ersten Ausschlag von 462, und die E. K. fiel von 270,O
bei 10 Sec. bis auf 197,7 bei 200 Sec. und wnchs bis auf
259,O bei 420 Sec. Hier war sie fast vollkommen constant.
Wurde dann der Platindraht gegluht, das Element 5 Sec.
lang mit W = 0 geschlossen und dnrauf W = 10000 eingeschaltet, so war nach 10 Sec. die E. K. = 340,0, von welchem
W e r t h e sie in Lingerer Zeit bis auf 296 fiel. Einige hierher gehorige Beobachtungen sind noch unter b) angefuhrt.
B u s einer grossen Zahl derartiger Beobachtungen laisst
sich folgendes Gesetz ahleiten:
Wenn man, nachdem die E. K. bei einem gewissen
Widerstande nahezu constant geworden ist, vorubergehend
mit W - 0 schliesst, so vachst die E. K. von einem qewissen
Anfangswerthe an - dessen Grosse nicht auszumitteln ist,
der aher jedenfalls dem vorher erreichten Werthe nltchs tehen
muss - s e h r r a s c h bis zu einem Maximum, von welchem
sie n u r langsam absinkt. D a s M a x i m u m l i e g t vie1 h o h e r
als d e r vorher erreichte W-erth, ebenso iibertrifft
diesen a b e r a u c h d e r nach Iiingerer Zeit eintretende
E n d mer t h.
Die Wirkung der geschilderten Operation besteht demnach, wenn man sie nacli Erreichung eines nahe constanten
C. Fromme.
563
Werths der E. I(. anwendet, darin, dass sie dieselbe voriibergehend sowohl als rlauernd vergrossert.
Wendet man sie aber an, bevor die E. K. nahe constant
geworclen ist, so kann sie auch eine Abnahme derselben zur
Folge hnben.
Dies tritt z. B. in Tah. 1 W = 23000 ein, wenn mit
W - 0 in den ersten 90 Sec. geschlossen wird. I n diesem
Falle besteht die Wirkung also dariu, dass der Process der
Abnahme der E. I(. voriibergeliend beschleunigt ist.
Noch in anderer Beziehung erscheint die Wirkung einer
Schliessung des Elements ohne Widerstand interessant:
S i e b e s e i t i g t vollkoinmen die nach 0 3 i m m e r
v o r h a n d e n e E m p f i n d l i c h k e i t d e r E. K. g e g e n E r srhiitterung des Platins.
Dieser Umstand veranlasste mich, als constanten Endwerth der E. K. bei dem jeweiligen Rheostatenwiderstande
denjenigen zu hetrnchten, welcher einige Zeit nach einer
kurzen Schliessung des Elements mit W = 0 sich ergab, und
welcher , wie oben ansgefiihrt , den ohnerlies erreichbwen
immer iibertraf.
I)) D i e l t l e i n e r e S t r o m d i c h t i g k e i t h a t d e n W e r t h
N u l l ( E l e m e n t g e o f f n e t ) . Die ersten hierauf sich beziehenden Versuche hnbe ich m i t dem Galvanometer angestellt, spiiter aber die erhaltenen Resultate auf electrometrischem Wege nochmuls gepriift.
D a namentlich die eine Frhge, niimlich wie sich die
E. K. des vorher geschlossenen Elements wahrend einer
Unterbrechung des Stromes verhalt, mit dem Electrometer
sich vie1 leichter beantworten lasst - weil bei Benutzung
des Galvanometers durch clie Schliessung des Stromes selbst
bei Einschaltnng eines sehr grossen Widerstands sofort wieder
neue Aenderungen der E. K. eintreten -, so stelle ich clie
electroststischen Nessungen voran.
Von den beiden Polen des Elements wurde der eine mit
dem einen Quadrantenpaar eines K i r c h h o ff’schen Electrometers, der andere mit dem zweiten Quadrantenpaar und der
E r d e verbunden. Die beiden Pole waren im ubrigen entwecler isolirt oder durch einen Widerstancl von einigen Tausencl
C Fromme.
566
S.-E. geschlossen.
Schliessung und Oeffnung des Stromes
erfolgte vom Fernrohr aus.
Durch Anwendung eines D a n i ell'achen statt des Chromsaureelements wurde zunachst festgestellt, dass, wenn, wie es
beim D a n i e l 1 der P a l l ist, die E. I(. durch Schliessung des
Elements sich nicht andert, auch die Ablenkung des Electrometers fast genau die gleiche bei isolirten und bei verbundenen Polen war.
Wegen des grossen Schliessungswiderstands diirfen wir
also auch die bei g e s c h l o s s e n e m Element beobachteten
Ablenkungen des Electrometers der E. K. gleich setzen.
W e n n auch Ablenkung und E. K. uberhaupt -nicht genau
einander proportional waren, so habe ich doch von einer
Reduction hier abgesehen. Das Element war, wenn niclits
anderes bemerkt, wahrend der ganzen D a u a der Oeffnung
oder Schliessung vor Erschiitterung geschiitzt.
Die angegebenen Zeiten sind von dem Moment der
Schliessung, resp. Oeffnung des Elements an gezahlt.
T a b . 9.
Pole isolirt: E. K. = 107,7. Pole verbnnden: (PI'= 4500).
See.
5
10
15
20
25
30
40
50
60
70
E. K. 71,2 53,8 52,O 50,3 49,l 48,B 47,l 46,9 49,2 55,4
See. 90 120 180 210.
E. K. 57,4 60,6 65,l 66,3.
P ~ l eisolirt:
See. 5
10
15
20
25
E. R. 76,4 81,2 83,l 84,4 85,5
30
40
50
60
86,3 87,8 89,O 89,8
80
120
91,l 93,2
Pole wicder verbunden :
Sec.
5
E. K. 68,2
10
15
20
61,O 63,6 64,2
30
65,l
40.
65,2.
T a b . 10. Pole isolirt: E. I(.= 95,5.
Pole verbunden: ( W = 9000). E. K. fallt bis 5 2 3 und
steigt darauf biu 60,5, w o sie fast constant war. Darauf
wurden die Pole 20 Sec. lang durch W = 0 verbunden. Nachdem sofort wieder W = 9000 eingeschaltet war, erg& sich:
Sec.
5
10
15
20
40
80
150
300
E. K. 75,s 78,O (noch zunehmend) 74,8 74,6 73,8 72,8 72,O 71,4
C. Fromme.
567
0ef f n n n g sd a
11see
Erster Ausschlag
34U,O
Nach 10sec
234,8
232,l
330.7
230,l
1,
,,
I,
20
40
7.0
Gegluht
Erster Ausschlag
Nach 10aac
,.
,,
20
30
1,
JO
11
60
276,O
257,s
289,O
383,O
399,O
407,O
4liIO
11
e r
20
40 SeC
80Sec
352,O
237,O
234,8
23 1,3
230,2
371,O
240,5
235,o
232,6
230,8
394,O
253,O
242,s
235,l
230,5
220Jeo
394,O
269,O
2542
243,O
235,6
O e f f n u n g s d a u e r
10 uec
563,O
419,4
415,9
413,l
412,l
413,O
see
30 aec
608ec
545,O
413,7
413,7
413,7
413,4
412.5
515,O
403,O
405,9
~ 5 , o
401,5
406,7
dO9,l
410,2
411,5
20
-
406,7
407,2
120 see
444,O
393,O
402,5
405,2
406,4
407,8
568
C. Fromme.
frisch gegliihtem Platin zuerst ab-, dann zunimmt, ferner
(Tab. lo), dass nach voriibergeliender Schliessung mit dem
kleinsten Widwstande ( W = 0) die E. K. bis zu einem Maximum wachst nnd d a m wieder abnimmt, aber dauernd grosser
als vorher bleiht.
Sodann zeigen sie, dass nach Oeffnung des Elements
die E. K. zuerst sehr schnell, bald aber laugsam wachst.
Ton der durch den Strom herbeigefuhrten A h a h m e der
E. I(.rerschwindet ein Viertel in 5 Sec., das zweite in 35 Sec.,
das dritte noch nicht in 80 SPC. Schliesst man das Element
von neuem, so ist also im Augenblick des Stromschlusses
die E. K. urn so grosser, je langer geoffnet gewesen wa.r, wie
dies auch Tab. 11 verausClinulicht. Es sinkt aber dann die
E. K. wieder his zu einem Minimum (Tab. 91, ohwohl nicht
bis z u einem so tiefen, wie bei der Stromschliessnng mit gegliihtem Platin, um dnrauf zuzunelimen.
J e 18nger der Strom geoffnet worden war, desto tiefer
liegt das Minimum, desto rascher Bndert sich aber auch die
E. K. (Tab. 11). D a ferner diese Aenderungeo urn so rascher
verlaufen, j e grosser die Stromdichte ist, so zeigt uns Tab. 12,
bei welcher die Stromdichtigkeit Ledeutend grosser a19 in
Tab. 11 ist, das scheinbar dem der Tab. 9 widersprechende
Resultat, dass die aus den ersten Ausschliigen sowohl als
aus den Ablenkungen hervorgehenden electromotorischen
K r a f t e mit machsender Dauer der Stromoft'nung abnehmen
I m Anschluss hieran sei noch bemerkt:
1) Dass auf die Zunahme der E. K. wahrend der Oeffnung
des Elements eine Erschutterung des Platins Y O U keinem
Einfluss ist.
2) Dass wenn durch kurze Schliessung des Elements
ohne Widerstand ein constanter und durch Erschiitterung
des Platins nicht zu andernder Werth der E. I<. erreicht
war, nach einer Oeffnung des Elements die Variationen der
E. K. in vie1 engeren Grenzen, als die obigen Tnbellen zeigen,
sich bewegten.
c) U n t e r s u c h u n g d e s a l l g e m e i n e n F a l l e s . Die folgenden Resultate begreifen die beiden Specialfalle, in denen
die Stromdichte den grosstmoglichen und kleinstnloglicllen
C. Fromme.
569
W e r t h besass, unter sich. S i e b e w e i s e n n l m l i c h , d a s s
w e n n e i n e r g r o s s e r e n S t r o m d i c h t e u n m i t t e l b a r (d. 11.
ohne zwischenliegende Oeffnung des Stromes) eine
k l e i n e r e f o l g t , d i e E. K. b e i d i e s e r z n e r s t zu-, u n d
nach Erreichung eines Maximums abnimmt, und
dass, wenn umgekehrt eine grossere einer kleineren
f o l g t , d i e E.R. z u e r s t b i s z u e i n e m M i n i m u m a b - ,
und d a n n zunimmt. D i e P e r i o d e d e r Z u n a h m e im
e r s t e n u n d d i e d e r A b n a h m e i m zweiten Fall ist
a b e r von s e h r k u r z e r Dauer.
Die Messungen wurden sowohl mit dem Galvanometer
als mit dem Electrometer gemacht. Ich gebe nur das Protocoll einer der letzteren. Die Aenderung des W iderstands
geschah vom Fernrohr aus durch Ein- oder Ausschaltung
einer Nebenleitung, welche einen zweiten Rheostaten enthielt.
T a b . 13. Platindraht.
W, = 4000 S.-E.
W, = 1000 S.-E.
Element geoffnet: E. K. = 97,O.
Element geschlossen.
Wl + W, = 5000.
Sec.
55
65
E. I<. 43,8 (Mlin.) 47,O
80 100 120 1SO 240 420.
49,6 51,s 53,O 56,9 58,s 60.5.
w,
= 1000.
6
20
40
SU
120 210.
E. K. 46,O (Mia) 52,O 56,O 59,9 60,s 61,l.
Sec.
W, f W, = 5000.
See.
E.
3
10
K. 63,3 (Max.) 62,O
w,
60
90.
61,6 61,4.
w,+ w,
= 1000.
I
= 5000.
6
20
40
60
80.
Sec.
4
20
80
E.K. 59,2(Min.) 60,2 60,9 60,7 61,l.
E. K. 65,4 (Max.) 63.6 63,s.
Sec.
,
Hiernach wiichst das beim Uebergange zu einer grosseren
Stronidichte eintretende Minimum der E. K. mit Wiederholung des Versuchs nicht unerheblich. Dasselbe ergab sich
auch bei einer zweiten Beobachtungsreihe. Dieses Wachsen
des Minimalwerths bei Wiederholung des Versuchs ist schon
570
C
I;i.omme.
friiher bemerkt worden fur den Specialfall, dass die Stromdichte von Null auf einen endlichen Werth gebracht w i d .
5. O s c i l l i r e n d e s S n s t e i g e n d e r electrornotoriscben K r a f t .
Bei mittelgrosser Stromclichte wurde h iiu f i g beobachtet,
dass, wenn in der Periode der Zunahme die E. I(. plotzlich
(cf. Tah. 2 W = 400. t = 120-130 Sec.) bedeutend gewachsen
war, sich Oscillationen des Magnetspiegels einstellten. Dieselben verliefen in der Weise, dass die Ablenkung mit steigender Geschwindigkeit wuchs und nach Erreichung eines
grossten Werthes p l o t z l i c h auf den Anfangspunkt ihrer
Bewegung zuriickging, worauf sie wieder beschleunigt zunahm u. s. w. Die Breite einer Oscillation hetrug bis zu
14 Proc. der mittleren Ablenkung, ihre Dauer bis zu 40 Sec.
Sie verschwanden manchmal von selbst wieder, indem
ihre Amplitude abnahm, und zugleich ihr Mittelpunkt nach
zunehmender Ahlenkung sich bewegte, manchmal aber hielten
sie minutenlang an. I c h brachte sie dann hiiufig durch anhaltendes Klopfen cles Platins zum Verschminden, am sichersten
aber durch eine vorubergehende Schliessung des Elements
ohne kusseren Widerstand. Sowie hierdurch die Empfindlichkeit gegen Erschiitterung beseitigt wurde (0 4a. a. E.), so
verschwand auch die Neigung zu Oscillationen.
Bus diesem Grunde sollte man glauben, dass das Eintreten von Oscillationen der E. K. an das gleichzeitige T o r handensein kleiner Erschutterungen gekniipft sei. Ich mochte
aber dennoch an der Ansicht festhalten, dass den Oscillationen eine selbstandige Existenz zukommt, einmal deshalb,
weil sie auch eintraten, wenn ich das Platin vor Erschiitterungen gesichert hatte, sodann weil sie mit einer ausserordentlichen Regelmassigkeit verliefen und sich wiederholten.
W a r u m sie aber manchmal eintraten, manchmal nicht,
habe ich nicht feststellen konnen.
6. E i i i f l u s s der T e m p e r a t u r d e s P l a t i n s o d e r d e r Chromsiiure.
Ohne Versuche anzufiihren, sei nur bemerkt, dass das
Resultat derselben negativ war: Die E. K. anderte sich von
dem Augenblicke der Schliessung des Elements an in der
C. Fromrne.
57 1
gleichen Weise, mochten Platin und Saure Zimmertemperatur
haben, oder der Strom mit gliihendem Platin geschlossen
oder die Saure auf 40° C. erwarmt worden sein.
7. d e n d e r u n g e n d e r M a s s e o d e r d e r O b e r f l i i c h e d e s P l a t i n s
wilhrend und infolge d e s S t r o m d u r c h g a n g e s , und Mittel! d i e s e l b e n w i e d e r zu b e s e i t i g e n .
Wagungen des Platins vor Stromschluss und nachdem
der Strom einige Minuten geschlossen gewesen war, liessen
keinen Unterschied des Gewichts erkennen.
Ebenso liess eine aufmerkPame Beobachtung des Platins
(Draht) wahrend der Schliessung des Elements keine Erscheinung an seiner Oberflache wahrnehmen, falls nicht der Strom
zu dicht war. Bei sehr dichtem Strom entwickelte sic' Gas.
Verkleinerte man successive den Rheostatenwiderstand
- clss Platin wurde vor Aenderung des Widerstands jedesma1 gegliiht -, so trat bei einem gewissen Widerstande
e i n i g e S e c u n d e n n a c h S c h l i e s s u n g des Stromes Gas
auf, d a m dauerte die Gasentwickelung beliebig lange, d. h.
bis zur Unterbrechung des Stromes fort.
Nahm man den Widerstand noch kleiner, so begann die
Gasentwickelung schon im Augenblick der Schliessung des
Stromes.
In Wirklichkeit muss aber wBhrend des Stromdurchgangs die OberflBche des Platins eine andere werden, auch
wenn, wie dies bei den zumeist allein gepruften kleinen und
mittleren Stromdichten der Fall ist, eine sichtbare Gasentwickelung nicht stattfindet. Denn dass die Ursache der beschriebenen Erscheinungen nicht in der Saure zu suchen ist,
ergibt sich daraus, dass Riihren oder Erneuerung derselben
auf den Verlauf der E. I(. von keinem Einfluss war.
Dagegen verschwanden die Wirkungen eines Stromdurchganges mehr oder weniger vollstandig, und es nahm bei neuer
Stromschliessung die E. K. wieder einen ahnlichen Verlauf:
1. wenn das Element einfach eine Zeitlang geoffnet wurde,
2. wenn das Element geoffnet und zugleich das Platin
der Luft ausgesetzt wurde,
3. wenn das Platin mit Wasser abgespiilt,
C. Fromme.
572
4. wenn es mit Salpetersaure abgespiilt,
5. wenn es in der Alkoholflamme gegluht wurde.
Die beiden ersten Verfahren stehen sich vollig gleich:
Das Ausheben des Platins aus der Saure in die Luft hat
also keinen grasseren Erfolg, als einfache Oeffnung des Stromes.
Etwas mirksamer ist 3), noch besser 4) - der Abspulung
mit HNO, folgte nnturlich immer noch eine solche mit H,O -,
und am sichersten beseitigt man die Spuren friiherer Strome
durch das ftinfte Verfahren. Dieses wurde, wie friiher erwahnt, immer angewandt.
9.
E i n f l n s s e i n e s W a s s e r s t o f f g e l i a l t e s des P l a t i n s .
Ein Platindraht wurde zuerst gegliiht und dann in verdiinnter Schwefelsaure wahrend 18 Stunden electrolytisch
niit Wasserstoff beladen. Sofort nach Unterbrechung des
polarisirenden Stromes wurde der D r a h t in das bereit
stehende Chromsaureelement gebracht uncl dieses durch
9000 S.-E. und das Galvanometer geschlossen. Nach 10 Sec.
betrug die Ablenkung 342,0, fie1 auf 323,O nach 8OSec. und
uncl stieg nnch 240 Sec. anf den nahe constant bleibenden
W e r t h 326,O. Dnrauf wurde der Dr:iht gegliiht u n d o h n e
vorhergegangene Wasserstoifent\i.ickelung in die Chromsaure
eingesetzt. Die E. K. war dann nach 10 Sec. gleich 248, erreichte nach 120 Sec. ein Minimum von 197,7 und stieg nach
360 Sec. wieder auf 222,8, indem sie weiter noch langsam zunahm. Der wieder gegliihte Draht wurcle nochmals wallrend nur vier Minuten in Schwefelsaure mit Wasserstoff
beladen. h Chromsaure erreichte dann die E. K. einen
kleinsten Wertli gleich 258 und stieg wieder auf den nahe
constanten Werth 275. Wurde jetzt fur 10 Sec. der Rheostatenwiderstand von 9000 S.-E. durch Nil11 ersetzt, so erhielt
man nach einer Minute eine E. K. von 280. I n dieser
Weise wurde eine grosse Zahl von Versnchen angestellt,
welche dns gleiche Resultat lieferten: Wasserstoffgehalt des
Platins erhoht cl;m Minimum und das Maximum der E.K. urn so
mehr, j e grosser er ist. Bei vollkommener Sattigung mit Wasserstofi'ist der maximaleEndwerth der E.K. grosser als nach kurzer
Schliessung des Elementes ohne ausseren Widerstand (4 4J.
C. Fromme.
573
Ohne Einfluss dagegen auf den Verlauf der E. K. war
eine vorgangige electrolytische Entwickelung von Sauerstoff
am Platin.
Bei einer anderen Versuchsreihe wurde die E. K. mit
dem Electrometer gemessen nach der Methode, welche ich
bei einer fruheren Untersuchung I) benutzt habe, und welche
zuerst von F u c h s angegcben ist. Bei ilieser wurde auch
die E. K. des u n g e s c h l o s s e n e n Elementes fur wasserstoffhaltiges Platin gemessen. Sie fand sich etwas kleiner als
bei reinem Platin, im Mittel 5"/,. Der Unterschied verschwand lmgsam.
Eine nur fiinf Minuten dauernde Wasserstoffentwickelung
(in Schwefelsiiure) an einem sehr diinnen Platindrahtchen war
von geringerem Einfluss auf den Verlauf der E. I(.des Chromsaureelements, als eine hnlbstiindige, welche einer zweistiindigen an Wirkung gleich knm. In letzteren Fallen lag das
Maximum der E. K. um ISo/,, lSO/, und 14O/,, hoher als das
hei niir gegliihtem Draht erreichte, wahrend das Minimum
sogar urn 40°/,, 40°/, und 32"/, herilufriickte.
11. P l a t i n i n r e i n e r , i n W a s s e r g e l o s t e r
C h r o m s 5 u r e.2)
Die folgenden Resultate sind mit Hulfe des Electrometers gewonnen. Die Methode war die im 6 8 des I. Abschnit,ts angegebene.
Die E. K. des ungeschlossenen Elements war um 2'J//,
geringer als die des im I. Abschnitt untersuchten Elements,
welches das Platin in B u n s en'scher Chromsaurelosung enthielt. Sie stieg durch Zusatz von Schwefelsaure zu der
wasserigen Losung.
Wurde das Element geschlossen, so nahm die E. I(. sofort stark ab, um so mehr, je kleiner der Widerstand der
Schliessung war, und erreichte einen kleinsten W e r t h , welcher mit abnehmendem Rheostatenwiderstand selbst ahnahm,
und von dem sie sich nur unmerklich wieder erhoh. Denn
.
I ) F r o i n m e . Wied. Ann. 12. p. 403. 1881.
2 1 1 g wasseifreie Chrornsiiure auf 5 g Wasser.
5‘14
C. Fromnie.
die Grosse der Abnahme betrug bei Rheostatenwiderstanden
von 9000 bis 10 S.-E. 82 bis 100 Sec., die Zunahme aber
nur 1 bis 2 Sec. D e r bei irgend einem Widerstand nach
llngerer Zeit eintretende constante Endwerth steht zu dem
in der B u n s e n ’ s c h e n Chromsaurelosnng erreichten etwa
in dem Verhaltniss 10: 14. W u r d e dann der Strom geoffnet,
so stieg die E. K. sehr allmahlich wieder zu der des ungeschlossenen Elements an, mit der Eigenthiimlichkeit , dass
sie zu gegehener Zeit einen um 80 grosseren Werth besass,
j e kleiner der Widerstand, also auch die E. I<. se16st wahrend
der Stromschliessung gewesen war.
Sowie aber der Losung etwas SchwefelsBure zugesetzt
wurcle, nahm die E. K. den jm I. Abschnitt constatirten
Verlauf: Sie fiel, sobald das Element geschlossen wurde, suf
einen kleinsteii W e r t h uncl stieg dann wieder an bis zu
einem Xasimum, welches dem bei Bunsen’scher Losung
beobachteten etwa gleich, also vie1 grosser, als vorhin war.
Das eben erwcthnte stiirkere Ansteigen der E. K. bei kleineren Widerstanden nach Unterbrechnng des Stromes t r a t
jetzt nicht ein.
111. P a l l a d i u m i n C h r o m s a u r e l o s u n g .
Das benutzte Palladium hatte Drahtform (Dicke 1 mm)
und wurde durch langere electrolytische Entwicklung von
Sauerstoff und Abwaschen des gebildeten Oxyds init verdiinnter Salzsaure gereinigt.
Die E. K. des ungeschlossenen Elementes: Zink-Schwefelsaure-Bunsen’sche Chromsaure-Platin nahm urn 3 i / 2 Proc.
ab, wenn Palladium an Stelle des Platins trat.
Wurde weiter noch die B u n s e n ’ s c h e Chromsgure durch
die im 11. Abschnitt angegebene Losung von reiner Chromskure in Wasser ersetzt, so sank clie E. I(. urn weitere
2,3 Proc.
Wurde das Palladiumelement geschlossen , so nahm bei
jeder der beiden Chromsiiurelosungen die E. K. nur wenig
nb, indem sie sicli einem kleinsten Werthe anniiherte, welcher mit abnehmendem Schliessungswideistande ahnahin,
jedoch hei heiden Liisnngen etwa der gleiche war. Dem-
nach unterscheidet sich das Verhalten des Palladiums in
Chromsaure wesentlich von dem des Plat.ins.
Die folgende Tabelle bezieht sich auf zwei Elemente
mit B u n s e n ’ s c h e r Losung. Die in die Fliissigkeit tauchende Oberflache war beim Palladium etwas kleiner als beirn
Platin, die Stromdichte also bei gleichem Rheostatenwiderstande etwas grosser beim Palladium. Die Zahlen geben
die ntlch langerem Schluss beobachteten electromotorischen
Krafte in Theilen der Electrometerscala.
It’
Pd
~.
I:
-
..
m
~
-
.
9000 I5000 j 2000
:62,8 ;60,4
’
1,035 0,862,
60’1 ‘59,l
-
I
500
58,5 ,57,i
-- -
I 0,833’ -
...-.-
. .-
1 1000
-
-
~
I56,8/56,0
_.
-
... .
..- . .
200 i 100
50
~
20
I
10
1 %,I ,53,2 I51,U
I 0,8221 - \ 0,791 - - 1
Die E. K. eines g e s c h l o s s e n e n Palladium-Chroms~~ireelements ist also unter sonst gleichpn Umstanden kleiner als
die eines gesclilossencn Platin- Chromsaureelements, urn so
melir, j e grosser die Stromdichte ist.
TV. G o l d in Bunsen’scher Chromsaurelosung.
Die E. K. eines mit Gold in Bunsen’scher Chromsaurelosung zusammengestellten Elements war bei W = 00 der
eines ungeschlossenen Platinelemen ts etwa gleich. Wird
das Element aber geschlossen, so bleibt die E. K. des Goldelements constant bei grossem Schliessungswideratand und
nimint etwas ab, wenn derselbe klein ist, sodass sie die des
Platinelements dann nicht unbedeutend iibersteigt. Niemals
zeigt Gold in Bunsen’scher Chromsaure den bei dem Platin
gefundenen eigenthiimlichen Verlauf der E. K .
V. G a s k o h 1e i n B u n s e n ’ s c 11 e r C h r o rn s a ii r e 1o s u n 8 .
Obwohl schon bei den ersten Versuchen (I, 4 1) G<Lskohle ein entschieden anderes Verhalten als Platin gezeigt
hatte, so glaubte ich doch, die bei der Untersuchung des
Platins gemachten Erfahrungen bei einer neuen ausgedehnteren Untersuchung der Kohle verwerthen zii sollcn. Es
wurde deshalb nun die Kohle bei den rerschiedensten Stromdichten gepriift. Zur Nessung diente dns :C alranometer.
C. Fromme.
576
Die E. K- erwies sich bei kleiner Stromdichte als vollkommexr
constant, bei grosserer nahm sie bis zu einem kleinsten
Werthe ab, von dem sie sich nicht wieder erhob. Bei sehr
grosser Dichte und lebhafter Gasentwicklung schwankte wohl
die E. I(. etwas um den kleinsten W e r t h , indem sie abwechselnd ab- und zunahm; diese Schwankungen trugen aber
den Stempel der Regellosigkeit.
Durch Oeffnen des Stromes oder Bewegen der Kohle
wird die E. K., falls sie vorher abgenommen hatte, erheblich
gesteigert. W i r d der Strom wieder geschlossen oder mit
Bewegung der Rohle aufgehort, so nimmt die E. K. mit
grosserer Geschwindigkeit als vorher ab.
Wurde die Oberflache der Kohle durch Trankung derselben mit Wachs verkleinert, so war die E. K. cet. par.
kleiner als vorher, in dem Verlaufe der E. K. anderte sich
aber sonst nichts. Sie nahm bis zu einem tiefer liegenden
Minimum ab, blieb aber auf demselben stehen.
V e n n demnach Buff') yon einem mit Wachs getrankten
Kohlencylinder sagt: . . . . ,,sein Verhalten in der Chromflussigkeit glich jetzt ganz dem des Platins, Kraft sowohl wie
Bestiindigkeit erschienen auffallend verringert,'. so erkenne ich
nur den zweiten Theil dieses Satzes als richtig an.
N u r eine Erscheinung habe ich bei der Kohle gefunden,
welche sich in ahnlicher Weise auch beim Platin gezeigt hatte.
Wenn man namlich das Kohleelement, wahrend es durch
einen grossen Widerstand geschlossen ist, kurze Zeit (10 Sec.)
o h n e Widerstand schliesst und dann sofort wieder den
grosseren einschaltet, so beobachtet man eine k l e i n e r e E. K.,
welche in erst raschem, dann langsamem Wachsen begriften
ist. Dasselbe beobachtet man auch noch bei kleineren
Schliessungswiderstanden - bei welchen die E. K. merklich
abnimmt - wenn die zeititeise Vertauschung mit W=O schon
vorgenommen wird, ehe ein nahezu constanter Werth der E. K.
eintritt. Hat man d;igegen den Rheostatenwiderstand erst
nach annaherndem Eintritt eines constanten Werthes auf
einige Secunden ausgeschaltet, so beobachtet man nach SOfortiger Wiedereinschaltung des Widerstandes eine rasche
1)
ISuff, 1. c. p. 19.
C. Frornme.
511
Zunahme bis zu einem Maximum , w e 1c h e s d e n v o r h e r
e r r e i c h t e n E n d w e r t h i i b e r t r i f f t . Darauf nimmt dieI3.K.
wieder ab bis zu und unter den schon vorher erreichten Werth.
Diese Zunahme tiber den vor Ausschaltung des Rheostatenwiderstands beobachteten Werth hinaus wurde aber
auch bei Platin beobachtet, jedoch blieb beim Platin die E. K.
dauernd grosser als vorher, was bei der Kohle nicht der Fall ist.
VI. A l u m i n i u m i n B u n s e n ' s c h e r C h r o m s a u r e l o s u n g .
Die E. I(. eines mit Bunsen'scher Chromsaurelijsung
gefiillten, g e o f f n e t e n Grove'schen Elementes nahm im Verhaltniss 1,45: 1 ab, wenn man das Platin durch ein kleines
Aluminiumblech ersetzte. Wurde das Aluminiumelement
geschlossen, so nahm seine E. K. s e h r s c h n e l l bis zu einem
kleinsten Werthe ab und d a m ZU. Das nach llngerer Zeit
erreichte Maximum war kleiner ltls die E. K. des geoffneten
Elementes, ngmlich bei:
w -9000
uin ;
2 "0
500
6O/!,
50
loo/,
10
3
1.1"/,,
1S0/,.
Hieraus folgt unter Beriicksichtung der Resultate des
I. Abschnitts, dass bei kleineren Schliessungswiderstanden
ein Platin- und ein Aluminiumelement etwa gleiche E. K.
besitzen. Wird das Aluminium erschiittert, so nimmt die
E. K. momentan zu, dann langsam ab bis unter den vorher
erreichten Werth und endlich wieder zu. Eine kurze Schliessung des Elementes mit FV= 0 bringt die E. K. bei einem
nachfolgenden grosseren Widerstand auf einen hohen Werth,
von dem sie langsam wieder abnimmt.
Bus dem Mitgetheilten geht hervor, dass sich Aluminium
dem Platin ahnlich verhalt.
Noch moge eine merkwiirdige Beobachtung Erwahnung
finden. Wenn nach Iangerer Schliessung das Element geoffnet wurde, so stieg die E. K. ziemlich schneil auf einen
Werth a n , welcher die E. K. des noch nicht geschlossenen
Elementes i i b e r t r a f . Langsam ging sie dann auf diesen
zuriick. Hr. S t r e i n t z 1) hat kiirzlich eine ahnliche Beo b.-
1) F. Streintz, Wien. Ber. S(i. Juli 1852.
p. 841. 188?.
h u m d. Phps. u. Chem. N. F. XI'III.
-
Wied. Ann. 17.
37
57 8
M. Baumeister.
achtung beschrieben. Er polarisirte Aluminium in verdiinnter Schwefelsaure durch Wasserstoff und fand unmittelbar nach Unterbrechung des polarisirenden Stromes das
Aluminium p o s i t i v e r als vor Schliessung desselben.
Eine ErklSlrung der in dieser Abhandlung beschriebenen
Erscheinungen werde ich erst in der dritten Abhandlung zu
geben versuchen, nachdem ich zuvor in der zweiten die Resultrtte einer Untersuchung iiber das electrische Verhalten
von Platin, Palladium, Gold, Gaskohle und Aluminium in
Salpetersaure mitgetheilt haben werde.
G i e s s e n , Januar 1883.
I V . Experirnentelle Untersuchuny u b e r l’orsionselasticittit; v o n H a x B a u m e i s t e r .
(Hierzu Tuf. I 1 .)
-
..
Den Hauptgegenstnnd vorliegender Untersuchungen, die
ich auf Veranlassnng von Hm. Prof. K o h 1ra u sc h im Winterund Sommersemester 1880/81 und theilweise im Sommersemester 1882 im physikalischen Institute der Universitat
Wiirzburg angestellt habe, bilden die yersuche iiber Torsionselasticitat. C o u l o m b ’ s gerade vor 100 Jahren angestellte Originalversuche und die Theorie mit modernen Beobachtungsmitteln zu priifen, mag wohl der Miihe werth sein.
Den ersten ,4usgangspunkt ergab die Frage, ob die
C o u l o m b’schen Torsionsgesetze fur sehr feine Drahte ihre
Giiltigkeit verlieren. In einer friiheren Arbeit von F. K o h l r a u s c h und F. E. L o o m i s l) iiber den Temperatureinfluss auf diinne Drahte, findet sich im Anhange der Torsionsmodul und der Ausdehnungsmodul dieser Drahte zusammengestellt, und es ergibt sich eine Verhaltnisszahl dieser
Grossen, welche von den Resultaten anderer Forscher etwas
abweicht. E s entstand die Frage, ob diese Abweichung mit
den Dimensionen des Drahtes zusammenhangen konnte, ob
auf sehr feine Drahte die gebrkuchliche Elasticitatstheorie
-
-___
11 F. Rohlrnasc.ll
11.
F E. L o o m i s , Pogg.Aun. 141. p.451. 18i1.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
1 188 Кб
Теги
untersuchungen, electrischen
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа