Vierte Vorlesung.

Vierte Vorlesung.Chemische Wirkungen des elektrischen Stroms. Zerlegung des Wassers durch denselben. Wiederbildung von Wasser durch Entzündung des Knallgases. Sauerstoff, der zweite Bestandteil des Wassers. Quantitative Zusammensetzung des Wassers. Darstellung und Eigenschaften des Sauerstoffs. Seine Rolle bei den Verbrennungserscheinungen.

Chemische Wirkungen des elektrischen Stroms. Zerlegung des Wassers durch denselben. Wiederbildung von Wasser durch Entzündung des Knallgases. Sauerstoff, der zweite Bestandteil des Wassers. Quantitative Zusammensetzung des Wassers. Darstellung und Eigenschaften des Sauerstoffs. Seine Rolle bei den Verbrennungserscheinungen.

Wir haben an unserer brennenden Kerze gefunden, daß sie Wasser erzeugt, welches genau dem Wasser gleich ist, das wir in der Natur um uns her antreffen; und bei weiterer Untersuchung dieses Wassers fanden wir darin jenen merkwürdigen Körper – den Wasserstoff, jene leichte Substanz, von der wir dort in dem Gefäße noch etwas vorrätig haben. Wir sahen darauf die Glühhitze, mit der das Wasserstoffgas brennt, und daß dabei Wasser entsteht. Und zuletzt habe ich Eure Aufmerksamkeit auf einen Apparat gelenkt, von dem ich kurz sagte, er sei eine Anordnung von gewaltiger chemischer Kraft, und zwar so eingerichtet, daß er seine Kraft durch diese Drähte uns zuführt; auch sagte ich noch, ich würde seine Kraft auf das Wasser einwirkenlassen. Das nun will ich jetzt tun, um das Wasser in seine Bestandteile zu zerlegen, damit wir sehen, was außer dem Wasserstoff noch im Wasser enthalten ist; denn wir bekamen damals, als wir den Wasserdampf durch den glühenden Flintenlauf streichen ließen, durchaus nicht das Gewicht des Wassers zurück, welches wir in Dampfform angewandt hatten, obgleich wir eine große Menge Gas gewannen. Wir müssen nun also sehen, was für eine andere Substanz noch darin enthalten ist.

Wirkungen der Volta’schen Säule.

Damit Ihr die Eigentümlichkeiten der Volta’schen Säule kennen und die Vorteile, die sie uns bietet, schätzen lernt, wollen wir jetzt etliche Experimente anstellen. Wir wollen zuerst einige Substanzen ihrer Einwirkung aussetzen, die wir kennen, und dann sehen, was unser Apparat mit ihnen vornimmt. Hier ist etwas Kupfer (beobachtet die verschiedenen Veränderungen, die es erleiden kann!) und hier ist Salpetersäure, Ihr werdet nun finden, daß die letztere, da sie ein starkes chemisches Agens ist, bedeutend auf das Kupfer einwirkt, wenn ich sie damit zusammenbringe. Ihr seht jetzt einen schönen roten Dampf aufsteigen; aber da wir diesen Dampf nicht gebrauchen und ihn auch nicht einatmen wollen, so wird Herr Anderson das Gefäß einige Zeit unter den Rauchfang halten, damit wir Nutzen und Schönheit des Experiments zugleich haben ohne die Belästigung. Das Kupfer, welches ich in die Flasche gelegt habe, löst sich auf, esverwandelt die Säure und das Wasser in eine blaue Flüssigkeit, die Kupfer und andere Dinge enthält, und ich will Euch dann zeigen, wie die Volta’sche Batterie damit verfährt. Inzwischen aber wollen wir einen anderen Versuch anstellen, der Euch die Kraft derselben zeigen soll. Hier ist eine Substanz, die uns wie Wasser erscheint, d. h. sie enthält Bestandteile, die wir jetzt noch nicht kennen, ebenso wie das Wasser einen Bestandteil enthält, den wir noch nicht kennen. Diese Auflösung eines Salzes will ich nun auf Papier bringen, darauf ausbreiten und dann die Kraft der Batterie darauf wirken lassen. Paßt auf, was geschieht! Drei oder vier wichtige Dinge geschehen, von denen wir Nutzen ziehen wollen. Ich lege dieses nasse Papier auf ein Stück Zinnfolie, die sich zu diesem Zweck gut eignet. Ihr sehet, die Lösung ist durchaus nicht verändert worden, weder durch das Papier, worauf ich sie geschüttet, noch durch die Zinnfolie, noch durch irgend etwas anderes, was ich damit in Berührung gebracht habe; es steht uns also frei, unsern Apparat darauf wirken zu lassen. Indes wollen wir erst zusehen, ob dieser ganz in Ordnung ist. Hier sind die Drähte. Wir wollen doch einmal sehen, ob er sich noch in dem Zustande wie das letzte Mal befindet. Das können wir bald erfahren. Wenn ich die Drahtenden jetzt zusammenbringe, so erhalten wir keine Kraftäußerung, da die Leiter (die wir Elektroden nennen), die Durchgänge oder Wege für die Elektrizität, unterbrochensind; aber jetzt hat mir Herr Anderson hierdurch [indem er sich auf einen plötzlich aufleuchtenden Blitz bezieht], telegraphiert, daß alles bereit ist. Ehe wir unsern Versuch beginnen, soll Herr Anderson wieder den Kontakt an der Batterie hinter mir unterbrechen, und wir wollen einen Platindraht zwischen die Pole spannen, und dann, wenn ich finde, daß ich diesen Draht in ziemlicher Länge glühend machen kann, sind wir des Erfolges bei unserm Experimente sicher. Sogleich werdet Ihr die Kraft in Tätigkeit sehen. [Die Verbindung wird hergestellt, und der zwischenliegende Draht wird rotglühend.] Die Kraft geht wundervoll durch den Draht hindurch, und nun, da wir ihrer Gegenwart sicher sind, wollen wir zu ihrer Anwendung bei Untersuchung des Wassers schreiten.

Hier habe ich zwei Platinbleche[12], und wenn ich sie auf dieses Stück Papier lege (das angefeuchtete Papier auf der Zinnfolie), so werdet Ihr durchaus keine Wirkung sehen; ich nehme sie in die Höhe, und Ihr seht, daß keine Veränderung eingetreten, sondern alles noch ist, wie zuvor. Jetzt indessen seht, was geschieht: wenn ich diese beiden Pole (d. i. die Enddrähte der Batterie) nehme und einen oder den andern jeden besonders auf die Platinplättchen lege, so richten sie gar nichts aus – beide sind vollständig ohne Wirkung; wenn ich sie aber beide in demselben Augenblicke inKontakt damit setze – seht her, was sich ereignet! [Ein dunkler Fleck erscheint unter jedem Pole der Batterie.] Ihr seht, daß sich von dem Weißen etwas abgetrennt hat – etwas Dunkles.[13]Ich zweifle nicht, daß, wenn ich den einen Pol an die Zinnfolie auf der andern Seite des Papiers anbringen würde, ich eine ebenso schöne Wirkung auf dem Papier bekomme, und ich möchte wohl versuchen, ob ich damit nicht schreiben kann, etwa ein Telegramm. [Der Vortragende schreibt mit dem einen Draht das Wort »Jüngling« auf das Papier.] Seht, zu welch wunderschönen Resultaten wir gelangen!

Ihr seht, wir haben aus dieser Lösung etwas gezogen, was wir vorher nicht kannten. Jetzt wollen wir diese Flasche aus Herrn Anderson’s Hand nehmen und zusehen, was wir daraus abscheiden können. Sie enthält, wie Ihr wißt, eine Flüssigkeit, welche wir soeben aus Kupfer und Salpetersäure selbst dargestellt haben, indes wir unsere andern Versuche vornahmen. Obwohl ich das Experiment etwas zu hastig machenmuß und dabei gern mancher kleine Fehler unterläuft, so will ich Euch doch lieber zusehen lassen, was ich mache, als alles schon im voraus zu bereiten.

Nun paßt auf, was geschieht! Diese zwei Platinplatten sind die beiden Enden des Apparats (oder vielmehr, ich werde sie gleich dazu machen), und ich will sie in Berührung mit jener Lösung bringen, gerade, wie wir oben mit dem Papier gemacht haben. Es kümmert uns nicht, ob die Lösung in dem Papier oder in dem Gefäß ist, wenn wir nur die Enden des Apparats mit derselben in Berührung bringen. Wenn ich diese beiden Platinbleche allein hineintauche, so kommen sie so rein wieder heraus, wie sie hinein kamen [indem er sie in die Flüssigkeit taucht, ohne sie mit der Batterie zu verbinden]; wenn wir aber die Kraft unserer Batterie hinzunehmen, und sie nun hineinlegen [die Bleche werden mit der Batterie verbunden und wieder hineingetaucht], so seht Ihr [indem er eins der Bleche herausnimmt], daß dieses plötzlich in Kupfer verwandelt zu sein scheint, wie wir es ursprünglich hatten; es ist wie ein kleiner Kupferteller geworden; dieses Blech hingegen [indem er das andere Platinblech herausnimmt] kommt ganz rein heraus. Wenn ich das verkupferte Stück auf die andere Seite nehme, so geht das Kupfer von der rechten zur linken Seite; die früher verkupferte Fläche erscheint nun rein, und die Fläche, welche früher rein war, kommt jetzt mit Kupfer bekleidet heraus; und so seht Ihr, daß wirdasselbe Kupfer, welches wir in die Lösung brachten, auf diese Weise mit unserm Apparat wieder herausnehmen können.

Fig. 19.

Zerlegung des Wassers durch Elektrizität.

Lassen wir nun aber das Kupfer bei Seite und sehen zu, welche Wirkung der Apparat auf das bloße Wasser ausübt. Hier sind zwei kleine Platinplatten, welche ich zu den Enden der Batterie machen werde, dies kleine Gefäß (C) ist so beschaffen, daß ich es in Teile zerlegen und Euch seine Konstruktion zeigen kann. In diese zwei Schälchen gieße ich Quecksilber, welches die Enden der DrähteAundBberührt, die mit den Platinplatten verbunden sind. In das GefäßCgieße ich Wasser, das ein wenig Säure enthält (was nur geschieht, um die Wirkung zu erleichtern,sonst aber keinen Einfluß auf den Prozeß ausübt), und verbinde mit der Öffnung des Gefäßes eine gebogene Röhre (D), welche Euch an die Röhre erinnern mag, die mit dem Flintenlauf in unserem Ofen-Experiment verbunden war, und die jetzt unter dem GefäßFmündet. Unser Apparat ist nun fertig, und wir wollen jetzt auf eine oder die andere Weise auf das Wasser einzuwirken suchen. In dem früheren Falle ließ ich das Wasser durch eine rotglühende Röhre gehen; jetzt dagegen lasse ich Elektrizität durch den Inhalt des Gefäßes gehen. Vielleicht bringe ich das Wasser zum Kochen; wenn es kocht, erhalte ich Dampf; Ihr wißt, daß Wasserdampf sich verdichtet, wenn er kalt wird, und werdet daraus erkennen, ob ich das Wasser koche oder nicht. Vielleicht aber bringe ich es gar nicht zum Kochen, sondern rufe eine andere Wirkung hervor. Ich will Euch das Experiment vormachen, paßt auf! Den einen Draht will ich auf dieser Seite (A) und den andern auf jener (B) anbringen, und Ihr werdet sehen, ob irgend eine Veränderung eintritt. Hier scheint es aufzukochen; aber kocht es? Wir wollen nachsehen, ob es in Dampfform austritt oder nicht. Ich glaube, Ihr würdet das Gefäß (F) bald mit Dampf gefüllt sehen, wenn das, was vom Wasser aufsteigt, Dampf wäre. Aber kann das Dampf sein? O gewiß nicht! Ihr seht ja, es bleibt unverändert. Es bleibt da über dem Wasser stehen, kann also kein Dampf sein, sondern wir müssen da irgend ein permanentesGas[14]vor uns haben. Was aber ist es? Ist es Wasserstoff? Ist es etwas anderes? Nun, wir wollen es prüfen. Wenn es Wasserstoff ist, wird es brennen. [Der Vortragende zündet einen Teil des gesammelten Gases an, welches mit einer Explosion verbrennt.] Es ist sicherlich etwas Brennbares, aber nicht in derselben Weise brennbar wie Wasserstoff, denn Wasserstoff würde kein solches Geräusch gemacht haben; aber die Farbe des Lichtes, das sich beim Brennen zeigte, glich der des Wasserstoffs. Dabei ist aber noch besonders merkwürdig: es brennt ohne Zufuhr von Luft. Um Euch die besonderen Eigentümlichkeiten dieses Vorganges zu zeigen, habe ich noch einen andern Apparat aufgestellt. An Stelle eines offenen Gefäßes habe ich ein geschlossenes genommen, und ich will Euch zeigen, daß dieses Gas, was es auch sein mag, die Fähigkeit besitzt, ohne Luft zu brennen und sich in dieser Beziehung von der Kerze unterscheidet, die ohne Luft nicht brennen kann. Wir machen dies folgendermaßen: Ich habe hier ein Glasgefäß (G), welches mit zwei Platindrähten (KundI) verbunden ist, durch die ich einen elektrischen Funken überspringen lassen kann; wir können das Gefäß auf eine Luftpumpe setzen und die Luft auspumpen, und wenn dies geschehen, können wir es hierher bringen, auf dem Gefäß (F) befestigen und durch Oeffnen der HähneHHHdas Gas hineinlassen, welches durch die Einwirkung derVolta’schen Säule auf das Wasser entstand, und welches wir also durch eine Verwandlung des Wassers aus diesem erhielten – denn ich kann so weit gehen und in der Tat sagen, wir haben durch unser Experiment das Wasser in Gas verwandelt. Wir haben nicht nur seine Beschaffenheit verändert, sondern es auch wirklich und vollständig in diese gasförmige Substanz übergeführt. Wenn ich nun also das Gefäß (G) auf das Gefäß (F) aufschraube, indem ich die Röhren gut verbinde, und dann die Hähne öffne, so werdet Ihr an dem Steigen des Wassers in (F) sehen, daß das Gas nach oben geht. Jetzt ist das Gefäß (G) ganz damit angefüllt; ich schließe nun die Hähne, nehme das Gefäß vorsichtig herunter und will jetzt einen elektrischen Funken aus der Leydener Flasche (L) hindurchschlagen lassen, wodurch das Gefäß, welches jetzt ganz klar ist, trüb werden wird. Es wird dadurch nicht zertrümmert werden, denn es ist stark genug, um die Explosion auszuhalten. [Der Vortragende läßt einen Funken hindurchschlagen, durch den die explosionsfähige Mischung entzündet wird.] Saht Ihr das glänzende Licht? Wenn ich dieses Gefäß nun wieder an das untere Gefäß anschraube und die Hähne öffne, so werdet Ihr am Nachsteigen des Wassers erkennen, daß das Gas zum zweiten Male steigt. [Die Hähne werden geöffnet.] Das zuerst in dem Gefäß gesammelte und eben durch einen elektrischen Funkenentzündete Gas ist verschwunden, wie Ihr seht; sein Platz ist leer, und neues Gas geht hinein. Es hat sich Wasser gebildet, und wenn wir unsere letzte Operation wiederholen, werden wir abermals einen leeren Raum bekommen, wie Ihr am Steigen des Wassers sehen könnt. Nach der Explosion bekomme ich immer ein leeres Gefäß, weil der Dampf oder das Gas, in welches das Wasser durch die Batterie verwandelt wurde, beim Durchschlagen des Funkens explodiert und wieder zu Wasser wird; und nach und nach werdet Ihr in dem oberen Gefäße einige Tropfen an den Seiten herabrinnen und sich am Boden sammeln sehen.

Wir haben hier eine neue Bildung des Wassers herbeigeführt, bei welcher die Atmosphäre gar nicht in Betracht kommt. Das Wasser aus der Kerze hatte sich unter Mitwirkung der Atmosphäre gebildet; auf diesem Wege aber entsteht es unabhängig von der Luft. Demnach müßte im Wasser jene andere Substanz enthalten sein, welche die Kerze aus der Luft entnimmt und durch deren Verbindung mit Wasserstoff Wasser entsteht.

Fig. 20.

Nun saht Ihr eben, daß das eine Ende der Batterie das Kupfer an sich zog, welches es in jenem Gefäß aus der blauen Flüssigkeit ausschied. Das wurde durch diesen Draht bewerkstelligt; und wenn die Batterie auf eine metallische Lösung eine solche Kraft ausübt, die wir beliebig in Wirksamkeit oder außer Wirksamkeit setzen können, sollten wir da nicht auch fragen dürfen,ob es vielleicht möglich ist, die Bestandteile des Wassers von einander zu scheiden und sie beliebig zu versetzen? Versuchen wir’s! Ich nehme die Pole – die metallischen Enden dieser Batterie – und nun paßt einmal auf, was mit dem Wasser in diesem Apparat geschehen wird, wo wir die Pole weit von einander getrennt haben. Ich bringe den einen hierher (nachA), den andern hierher (nachB), und hier habe ich kleine Brettchen mit Löchern, die ich auf jeden Pol setzen und so anbringen kann, daß das, was von den Enden der Batterie ausgeht, als getrenntes Gas erscheint; denn Ihr saht ja vorhin, daß das Wasser nicht in Dampf, sondern in Gas überging. Die Drähte sind jetzt in vollkommener Verbindung mit dem Gefäß, welches das Wasser enthält, und Ihr seht Blasen emporsteigen; wir wollen sie sammeln und untersuchen. Hier ist ein Glaszylinder (O); den fülle ich mit Wasser und stelleihn über das eine Ende (A); ich nehme einen zweiten (H) und setze ihn über das andere Ende (B). Und so haben wir einen doppelten Apparat, in welchem an beiden Stellen Gas frei wird. Beide Gefäße werden sich mit Gas füllen. Seht, jetzt fangen sie schon an, das rechts (H) füllt sich sehr rasch, das links (O) nicht so rasch; und obwohl ich einige Blasen habe entweichen lassen, geht der Prozeß doch ziemlich regelmäßig vor sich, und wenn nicht das eine Gefäß größer ist als das andere, so werdet Ihr sehen, daß ich in dem einen (H) dem Raume nach doppelt so viel bekomme wie in dem anderen (O). Beide Gase sind farblos; sie stehen über dem Wasser, ohne sich zu verdichten, sie scheinen sich durchaus gleich zu sein – ich meine, wie man’s so mit den Augen sieht. Aber wir haben ja nun die schönste Gelegenheit, diese Körper zu untersuchen und ihre wirkliche Natur zu bestimmen. Ihre Masse ist groß genug, daß wir leicht Versuche mit ihnen anstellen können. Ich nehme dieses Gefäß (H) zuerst und fordere Euch auf, Euch bereit zu halten, den Wasserstoff wiederzuerkennen.

Sauerstoff.

Erinnert Euch aller seiner Eigenschaften – das leichte Glas, welches sich gut in umgekehrten Gefäßen hielt, mit einer blassen Flamme an der Mündung der Flasche brannte – und nun seht zu, ob dieses Gas nicht all diese Bedingungen erfüllt. Ist es Wasserstoff, so bleibt er hier, so lange ich das Gefäß umdrehe. [Der Vortragende hält ein Licht daran und der Wasserstoffentzündet sich.] Was ist nun in dem anderen Gefäße? Ihr wißt, daß beide zusammen eine explodierende Mischung ausmachten. Aber was kann das sein, was wir als den anderen Bestandteil im Wasser finden und welches demnach die Substanz sein muß, die den Wasserstoff zum Brennen brachte? Wir wissen, daß das Wasser, welches wir in das Gefäß brachten, aus zwei Dingen bestand. Wir finden, eines von diesen ist Wasserstoff: was muß nun das andere sein, das vor dem Versuche in dem Wasser war, und das wir nun hier für sich besonders angefangen haben? Ich stecke diesen brennenden Holzspan in das Glas. Seht, das Gas selber brennt nicht, macht aber den Span lebhafter brennen. Seht, wie es die Verbrennung beschleunigt! Das Holz brennt darin viel besser als an der Luft. Nun seht Ihr daraus auch, daß der andere im Wasser enthaltene Stoff, wenn das Wasser beim Brennen einer Kerze gebildet wird, aus der Atmosphäre genommen sein muß. Wie wollen wir nun diesen Körper nennen,A,BoderC? Wir wollen ihnO– wollen ihn Oxygen,Sauerstoffnennen; es ist dies ein ganz bezeichnender Name für ihn. Sauerstoff ist also dies hier, was wir als zweiten Bestandteil aus dem Wasser abgeschieden haben.

Wir gewinnen nun schon allmählich einen etwas tieferen Einblick in unsern Gegenstand, und wir werden bald begreifen,warumeine Kerze an der Luft brennt. Bei der Analyse des Wassers, d. h. bei der Zersetzungdesselben in seine Bestandteile, erhalten wir zwei Raumteile Wasserstoff und ein Raumteil Sauerstoff. Dieses Verhältnis ist in der folgenden Zeichnung dargestellt und zugleich das Gewicht eines jeden Körpers beigefügt, woraus wir denn ersehen, daß der Sauerstoff viel schwerer ist als der Wasserstoff.

Fig. 21.

Nachdem wir nun gesehen, wie wir den Sauerstoff aus dem Wasser abscheiden können, will ich Euch auch zeigen, wie er leicht in großer Menge darzustellen ist. Sauerstoff ist, wie Ihr Euch nun leicht vorstellen werdet, in der Atmosphäre vorhanden; denn wie könnte sonst eine brennende Kerze Wasser liefern, welches ja Sauerstoff enthält? Das wäre ja ganz unmöglich; Wasser erzeugen ohne Sauerstoff – das ist eine chemische Unmöglichkeit. Können wir Sauerstoff aus der Luft darstellen? Nun, es gibt einige sehr weitläufige und schwierige Prozesse, durch die das möglich ist; aber wir kennen viel bessere Wege. Da habe ich eine Substanz, namensBraunstein, ein ganz unansehnliches, aber sehr brauchbares Mineral. Wird dieser Braunstein rotglühend gemacht, so liefert er Sauerstoff. Hier ist eine eiserne Flasche, in der sich Braunstein befindet, und in ihren Hals ist ein Leitungsrohr eingefügt. Das Feuer ist bereit, und Herr Andersonwird nun die Retorte[15]hineinbringen; sie wird die Hitze schon aushalten, denn sie ist ja von Eisen. – Hier habe ich ein Salz, chlorsaures Kali genannt, das jetzt in größeren Mengen in der Feuerwerkerei, zu chemischen, medizinischen und manchen anderen Zwecken gebraucht wird. Davon mische ich etwas mit dem Braunstein (Kupferoxyd oder Eisenoxyd würden dieselben Dienste tun wie Braunstein), und wenn ich diese Mischung in die Retorte bringe, so ist bedeutend weniger als Rotglühhitze nötig, um den Sauerstoff daraus zu entwickeln. Ich beabsichtige nicht sehr viel zu machen, sondern ich will nur genug zu unserem Experimente haben; doch darf ich nicht zu wenig hineintun, weildas zu Anfang entwickelte Gas in der Retorte mit Luft vermischt ist, und ich deshalb gezwungen bin, diesen ersten Teil zu opfern; ich muß also das erste Gas entweichen lassen. Ihr werdet finden, daß hier eine gewöhnliche Spiritusflamme hinreichend ist, den Sauerstoff zu entwickeln, und so haben wir nun zwei Prozesse zu seiner Darstellung im Gange. Seht nur, wie reichlich das Gas aus jener kleinen Menge der Mischung entweicht. Wir wollen es nun prüfen und seine Eigentümlichkeiten untersuchen. Wie Ihr seht, erhalten wir auf diesem Wege ein Gas, ganz gleich demjenigen, welches uns der Versuch mit der Batterie lieferte, durchsichtig, unlöslich in Wasser, mit den gewöhnlichen sichtbaren Eigenschaften der Luft. (Da dieses erste Gefäß Luft enthält, die zusammen mit den ersten Portionen Sauerstoff entwichen war, so schaffen wir es fort und sind somit vorbereitet, unsere Versuche in völlig regelmäßiger und zuverlässiger Weise auszuführen.) An dem Sauerstoff, den wir soeben mittelst derVolta’schen Batterie aus dem Wasser abschieden, sahen wir ganz auffällig die Fähigkeit, das Brennen eines Holzspans, einer Kerze und dergl. zu begünstigen, und wir dürfen erwarten, dieselbe Eigentümlichkeit hier wiederzufinden. Versuchen wir es! Seht her: so brennt jetzt der Wachsstock in der gewöhnlichen Luft, und hier, wenn ich den Wachsstock in das Gefäß halte, seine Verbrennung in diesem Gas! Seht, wie hell und schön er brennt! Aber Ihr könnt noch mehr alsdieses sehen, – Ihr bemerkt, daß es ein schweres Gas ist, während der Wasserstoff wie ein Ballon in die Höhe geht, oder vielmehr rascher als ein Ballon, wenn er nicht das Gewicht der Umhüllung zu tragen hat. Ihr begreift wohl, wenn wir aus dem Wasser auch zweimal so viel Wasserstoff als Sauerstoff dem Umfang nach erhalten haben, so folgt daraus nicht, daß der erstere auch zweimal so schwer ist; das eine ist eben ein schweres, das andere ein sehr leichtes Gas. Wir haben Mittel, Luft- oder Gasarten zu wägen; aber ohne mich jetzt mit Auseinandersetzung derselben aufzuhalten, will ich Euch gleich sagen, wie groß ihr Gewicht ist. Der Unterschied ist sehr bedeutend: 1 Kubikfuß Wasserstoff wiegt1/12Unze, 1 Kubikfuß Sauerstoff aber wiegt 11/3Unze[16]. Der Sauerstoff ist also 16mal so schwer als ein gleicher Raumteil Wasserstoff.

Fig. 22.

Um die besondere Eigentümlichkeit des Sauerstoffs, die Verbrennung zu unterhalten, noch besser im Vergleich mit der Luft zu zeigen, mag uns dieses Stückchen Kerze dienen, obwohl das Ergebnis etwas roh ausfallen wird. Hier brennt unsere Kerze an der Luft; wie wird sie im Sauerstoff brennen? Ich habe hier ein Gefäß mit Sauerstoff und werde es jetzt über dieKerze halten, damit Ihr die Wirkung dieses Gases mit der der Luft vergleichen könnt. Paßt auf; es sieht beinahe so aus wie das Licht an den Polen der Batterie, das Ihr vorhin saht. Wie gewaltig muß doch diese Wirkung sein! Und dennoch wird während des ganzen Prozesses weiter nichts erzeugt, als was sich beim Brennen in der Luft entwickelt. Wir haben dieselbe Bildung von Wasser – ganz genau denselben Vorgang – mögen wir die Kerze in der Luft oder in diesem Gase verbrennen.

Fig. 23.

Ich will Euch noch einige Experimente zeigen, an denen sich die wirklich wunderbare Kraft des Sauerstoffs, die Verbrennung zu unterhalten, noch deutlicher zeigt. Hier habe ich z. B. eine Lampe, die ich trotz ihrer Einfachheit das Muster zu vielen Arten von Lampen nennen möchte, die zu den verschiedensten Zwecken gebaut worden sind – für Leuchttürme, mikroskopische Beleuchtung usw.; wenn wir nun beabsichtigten, sie sehr hell brennen zu lassen, so könntet Ihr wohl fragen: »Wenn eine Kerze besser im Sauerstoff brennt, warum nicht auch eine Lampe?« Nun, sie tut’s in der Tat. Herr Anderson wird mir eine Röhre geben, die von unserem Sauerstoff-Reservoir kommt, und ich werde sie in diese Flamme bringen, die ich absichtlich schlecht brennenlasse. Da kommt der Sauerstoff – ha, welch’ prächtige Wirkung! Wenn ich ihn aber wieder absperre, was wird aus der Lampe? [Der Sauerstoffstrom wird unterbrochen, und die Lampe fällt in ihre vorige Dunkelheit zurück.] Es ist wirklich wundervoll, wie wir durch den Sauerstoff die Verbrennung beschleunigen können. Und nicht etwa blos bei der Wasserstoffflamme, bei der brennenden Kerze oder Kohle, sondern bei allen gewöhnlichen Verbrennungen zeigt sich das. Ihr habt z. B. schon etwas Eisen in der atmosphärischen Luft brennen sehen; nehmen wir diese Verbrennung auch einmal mit Sauerstoff vor. Hier ist eine Flasche voll Sauerstoff, und da habe ich einen Eisendraht – es könnte aber auch ein Stab so dick wie ein Handgelenk sein, er würde ebenso brennen. Ich befestige erst ein Stückchen Holz an den Draht, zünde das Holz an, und lasse sie nun zusammen in das Gefäß hinab. Das Holz hat jetzt Feuer gefangen und brennt so, wie eben Holz in Sauerstoff brennen muß; aber bald wird die Verbrennung auch das Eisen ergreifen. Seht, da brennt das Eisen ganz prächtig und wird lange Zeit so weiter brennen. Wenn wir fortwährend frischen Sauerstoff hinzuführen wollten, könnten wir die Verbrennung des Eisens unterhalten, bis es gänzlich verzehrt ist.

Doch lassen wir das jetzt beiseite, um noch die Verbrennung einiger anderer Substanzen zu beobachten; denn wir müssen mit der uns zugemessenen Zeit haushalten. Wir wollen ein Stück Schwefel nehmen; Ihrwißt, wie der Schwefel in der Luft brennt; nun bringen wir ihn in Sauerstoff, und Ihr werdet wiederum sehen, daß ein Körper, der an der Luft brennen kann, mit ungleich größerer Lebhaftigkeit im Sauerstoff brennt. Und diese Erfahrung muß Euch auf den Gedanken bringen, daß die atmosphärische Luft ihre Fähigkeit, die Verbrennung zu unterhalten, einzig und allein diesem Gas verdankt. Der Schwefel brennt jetzt ganz ruhig in dem Sauerstoff; aber Ihr könnt keinen Augenblick die gesteigerte Lebhaftigkeit bei dieser Verbrennung verkennen, im Vergleich zu dem Brennen des Schwefels in gewöhnlicher Luft.

Fig. 24.

Auch die Verbrennung des Phosphors will ich Euch hier noch zeigen; ich kann das hier besser tun, als Ihr es selbst zu Hause imstande seid. Wie Ihr wißt, ist der Phosphor sehr leicht entzündlich, und ein Körper, der schon in der Luft so leicht brennt, wie lebhaft wird der vollends in reinem Sauerstoff brennen! Ich darf Euch den Vorgang gar nicht in seiner vollen Heftigkeit zeigen, weil dabei unser ganzer Apparat in die Luft fliegen würde, und auch so schon werde ich das Zersprengen dieser Flasche vielleicht nicht vermeiden können. Ihr seht, wie sich der Phosphor an der Luft entzündet und brennt. Aber welch prachtvolles Licht strahlt er jetzt im Sauerstoff aus! Seht, wie da einzelne Stückchen abspringen,emporgeschleudert werden und jedes für sich heftig aufflammt, wodurch eben dieses glänzende Licht entsteht.

So viel für jetzt von der Fähigkeit des Sauerstoffs, die Verbrennung anderer Körper aufs lebhafteste zu unterhalten. Unsere nächste Aufgabe wird jetzt sein, sein Verhältnis zum Wasserstoff näher ins Auge zu fassen.

Sauerstoff und Wasserstoff.

Ihr erinnert Euch, wie wir das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegten, dann die Mischung dieser beiden entzündeten und dabei eine kleine Explosion erhielten. Ihr erinnert Euch ferner, daß wir Sauerstoff und Wasserstoff in einem Gefäß mit einander verbrannten, wobei sich wenig Licht, aber sehr große Hitze entwickelte. Hier nun habe ich die beiden Gase genau in dem Verhältnis gemischt, in welchem sie im Wasser vorhanden sind, und diese Mischung will ich entzünden. Das Gefäß hier enthält genau ein Raumteil Sauerstoff und zwei Raumteile Wasserstoff; die Mischung ist also genau wie in dem Gas, das wir vorhin durch Zersetzung des Wassers mittelst der elektrischen Batterie erhielten. Weil ich aber nicht gleich die ganze Menge entzünden will – das wäre viel zu viel auf einmal –, so habe ich mir hier Seifenwasser zurechtgestellt, in das ich die Gasmischung einleite, um Seifenblasen zu bekommen, die damit gefüllt sind, und diese Seifenblasen will ich dann anzünden; auf diese Art können wir sehr einfach die Verbrennung des Wasserstoffs mit Sauerstoffbeobachten. Versuchen wir also zunächst, Seifenblasen zu bekommen. Ich leite die Gasmischung durch die Tonpfeife in das Seifenwasser und seht, da kommt das Gas, da habe ich schon eine Blase. Ich will sie auf der Hand auffangen. Ihr denkt vielleicht, das ist recht unvorsichtig von mir; aber ich will Euch nur zeigen, daß man sich aus bloßem Lärm und Geknalle nichts zu machen braucht. [Der Vortragende läßt durch Annäherung eines brennenden Hölzchens die Blase auf der Hand explodieren.] Ich muß mich aber sehr hüten, eine Blase gleich beim Austritt aus der Tonpfeife anzuzünden, weil dann die Explosion durch die Röhre rückwärts in das Gefäß schlagen und dieses in Trümmer zerschmettern würde. Der Sauerstoff vereinigt sich also, wie Ihr hier gesehen und an dem Knall gehört habt, mit größter Lebhaftigkeit mit dem Wasserstoff; und dabei werden seine eigentümlichen Kräfte ebenso wie die des Wasserstoffs völlig aufgehoben. Man sagt: die Eigenschaften des Sauerstoffs und die des Wasserstoffsneutralisierensich gegenseitig.

Nunmehr darf ich wohl annehmen, daß Ihr die innere Beziehung zwischen der chemischen Natur des Wassers, des Sauerstoffs und der atmosphärischen Luft genauer zu durchschauen vermögt. Ein Stück Kalium, das ich auf Wasser lege – wie ich es jetzt noch einmal tue – warum zersetzt es das Wasser? Weil es Sauerstoff in dem Wasser findet. Und was wird dabei frei? Wasserstoff wird frei, und dieser Wasserstoff brennt,während das Kalium selbst sich mit dem Sauerstoff verbindet; dieses Stück Kalium nimmt also, indem es das Wasser zersetzt – sehen wir es für Wasser an, das bei Verbrennung einer Kerze gebildet wurde – es entnimmt, sage ich, den Sauerstoff ebenso aus dem Wasser, wie ihn die Kerze aus der Luft entnahm, und läßt dabei den Wasserstoff frei werden. Und diese schöne verwandtschaftliche Zuneigung des Sauerstoffs und des Kaliums zu einander zeigt sich selbst dann, wenn ich ein Stückchen Kalium auf Eis lege – augenblicklich, seht Ihr, wird das Kalium vom Eis in Brand gesetzt.

Ich wollte Euch das alles heute noch zeigen, um Eure Einsicht in diese Vorgänge zu erweitern und damit Ihr seht, wie sehr die Erscheinungen von den Umständen abhängen. In Berührung mit dem Kalium bringt das Eis eine Art von vulkanischer Wirkung hervor.

Da ich jetzt dergleichen ungewöhnliche Erscheinungen einmal berührt habe, so wird es bei unserer nächsten Zusammenkunft meine Aufgabe sein, Euch zu zeigen, daß uns von keiner derselben Gefahr droht, daß wir von ihnen nichts zu befürchten haben, wenn wir nur, wie beim Gebrauch der Kerze im Zimmer oder des Leuchtgases auf den Straßen oder der Feuerung im Ofen, stets die Naturgesetze zu unserer Richtschnur nehmen, denen sie unterworfen sind.

Fußnoten:[12]Platin ist ein edles Metall, ähnlich dem Silber.[13]Der im Texte beschriebene Versuch setzt voraus, daß das Papier mit einer Auflösung von Bleizucker (oder einem ähnlichen Metallsalze) getränkt ist. Der Vorgang ist nicht ganz einfach und entzieht sich einer näheren Besprechung an dieser Stelle. – Wendet man statt des genannten Bleizuckers eine wässrige Auflösung von Jodkalium an, der ein wenig dünnen Stärkekleisters beigefügt ist, so erscheint unter dem einen Pol ein schön blauer Fleck.[14]d. h. ein nicht verdichtbares Gas.[15]Eine Retorte ist ein Gefäß, welches wie die obige Flasche mit einem Rohre versehen ist, um Gase oder Dämpfe die sich beim Erhitzen seines Inhaltes entwickeln, ableiten und auffangen zu können.[16]Unze ist ein englisches Gewicht, von dem 16 auf ein Pfund (engl.) gehen.

[12]Platin ist ein edles Metall, ähnlich dem Silber.

[13]Der im Texte beschriebene Versuch setzt voraus, daß das Papier mit einer Auflösung von Bleizucker (oder einem ähnlichen Metallsalze) getränkt ist. Der Vorgang ist nicht ganz einfach und entzieht sich einer näheren Besprechung an dieser Stelle. – Wendet man statt des genannten Bleizuckers eine wässrige Auflösung von Jodkalium an, der ein wenig dünnen Stärkekleisters beigefügt ist, so erscheint unter dem einen Pol ein schön blauer Fleck.

[14]d. h. ein nicht verdichtbares Gas.

[15]Eine Retorte ist ein Gefäß, welches wie die obige Flasche mit einem Rohre versehen ist, um Gase oder Dämpfe die sich beim Erhitzen seines Inhaltes entwickeln, ableiten und auffangen zu können.

[16]Unze ist ein englisches Gewicht, von dem 16 auf ein Pfund (engl.) gehen.

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