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Elektrotechnische Rundschau
- Bandzählung
- 11.1893/94
- Erscheinungsdatum
- 1894
- Sprache
- Deutsch
- Signatur
- Mag:A434
- Vorlage
- Universitätsbibliothek Chemnitz
- Digitalisat
- Universitätsbibliothek Chemnitz
- Digitalisat
- SLUB Dresden
- Lizenz-/Rechtehinweis
- Public Domain Mark 1.0
- URN
- urn:nbn:de:bsz:14-db-id507861434-189400000
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- oai:de:slub-dresden:db:id-507861434-18940000
- Sammlungen
- LDP: Bestände der Universitätsbibliothek Chemnitz
- Projekt: Bestände der Universitätsbibliothek Chemnitz
- Strukturtyp
- Band
- Parlamentsperiode
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- Wahlperiode
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- SLUB Dresden
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- Ausgabe
- Parlamentsperiode
- -
- Wahlperiode
- -
-
Zeitschrift
Elektrotechnische Rundschau
-
Band
Band 11.1893/94
-
- Titelblatt Titelblatt I
- Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis III
- Register Sachregister VII
- Ausgabe No. 1 1
- Ausgabe No. 2 12
- Ausgabe No. 3 23
- Ausgabe No. 4 32
- Ausgabe No. 5 40
- Ausgabe No. 6 50
- Ausgabe No. 7 59
- Ausgabe No. 8 69
- Ausgabe No. 9 77
- Ausgabe No. 10 85
- Ausgabe No. 11 94
- Ausgabe No. 12 103
- Ausgabe No. 13 112
- Ausgabe No. 14 122
- Ausgabe No. 15 130
- Ausgabe No. 16 138
- Ausgabe No. 17 146
- Ausgabe No. 18 156
- Ausgabe No. 19 165
- Ausgabe No. 20 175
- Ausgabe No. 21 185
- Ausgabe No. 22 195
- Ausgabe No. 23 203
- Ausgabe No. 24 213
- Beilage Patent-Liste No. 1 -
- Beilage Patent-Liste No. 2 -
- Beilage Patent-Liste No. 3 -
- Beilage Patent-Liste No. 4 -
- Beilage Patent-Liste No. 5 -
- Beilage Patent-Liste No. 6 -
- Beilage Patent-Liste No. 7 -
- Beilage Patent-Liste No. 8 -
- Beilage Patent-Liste No. 9 -
- Beilage Patent-Liste No. 10 -
- Beilage Patent-Liste No. 11 -
- Beilage Patent-Liste No. 12 -
- Beilage Patent-Liste No. 13 -
- Beilage Patent-Liste No. 14 -
- Beilage Patent-Liste No. 15 -
- Beilage Patent-Liste No. 16 -
- Beilage Patent-Liste No. 17 -
- Beilage Patent-Liste No. 18 -
- Beilage Patent-Liste No. 19 -
- Beilage Patent-Liste No. 20 -
- Beilage Patent-Liste No. 21 -
- Beilage Patent-Liste No. 22 -
- Beilage Patent-Liste No. 23 -
- Beilage Patent-Liste No. 24 -
-
Band
Band 11.1893/94
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- Titel
- Elektrotechnische Rundschau
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„ELEKTROTECHNISCHE RUNDSCHAU.“ No. 22. 1893/94. XI. Jahrgang. 199 Al ternierender Fluß. Der alternierende Vektor, welcher aus der Kombination der zwei in entgegengesetztem Sinn rotierenden Vektoren entspringt. l)j.t eine Amplitude, welche doppelt so groß ist wie der kleinste der Vektor- komponenten (Art. 4). Dabei ist der alternierende Fluß dem Werte n — m I r 1 + 4 L J (n — m) 1 proportional und kann nur Null werden für m = n. Die wissenschaftliche Elektrochemie der Gegenwart und die technische der Zukunft. Von Prot. Dr. Ostwald.*) Nach einigen einleitenden Worten beginnt Herr Prof. Dr. Ostwald: Da ich heute nicht zu Chemikern zu reden habe, sondern zu Elektrikern, so will ich mich auf elektrische Argumente beschränken. Denken Sie sich eine verdünnte Lösung, z. B. von Chlornatrium in viel Wasser. Eine solche Lösung, die etwa ein halbes Gramm Kochsalz im Liter enthält, leitet die Elektrizität noch sehr gut. Nun erfolgt die Leitung der Elektrizität bekanntlich dadurch, daß sie von den Jonen, d. h. von den Bestandteilen des Salzes fortgeführt wird; das Natrium muß die positive, das Chlor die negative Elektrizität transportieren. Denn in Elektrolyten bewegt sich die Elektrizität nur mit den Jonen, dies ist ja der Inhalt des Faraday’schen Gesetzes. Bei den oben angenommenen Konzentrationsverhältnissen befinden sich in der Lösung auf jedes Atom Chlornatrium 1000 Atome Wasser. Denkt man sich diese gleichförmig verteilt, so liegen in einer Reihe immer 10 Wasseratome zwischen je zwei Atomen Chlornatrium; wenn also die Leitung erfolgen soll, so muß, selbst wenn man annimmt, daß die Leitung in einem wechselseitigen Austausch der Jonen besteht, jedes Natriumatom eine fünffache Atomdistanz zurücklegen, bevor es wieder auf ein Chloratom trifft, mit dem es sich vereinigen kann. Wie man sich auch stellen mag, man muß unter allen Umständen zugeben, daß Natriumatome allein in der wässerigen Lösung bestehen können, und zwar durch eine viel längere Zeit, als sie in verbundenem Zustande vorhanden sind. Mehr behauptet aber die Dissoziationstheorie auch nicht. Durch eine Anzahl sehr verschiedener, sich gegenseitig kontrollierender Methoden sind wir gegen wärtig im Stande, genau zu bestimmen, wie groß der Anteil des Elektrolyts ist, welcher in seine Jonen gespalten ist. Hierdurch erhält die Frage nach der elektrischen Leitfähigkeit eine sehr einfache Beantwortung: In jedem Elektrolyt ist die Leitfähigkeit proportional der in der Volumeinheit vorhandenen Jonenmenge und ferner zweien Konstanten, die man die Wanderungsgeschwindigkeit der Jonen nennen kann. Diese Ge schwindigkeit ist beim Wasserstoff am größten, wie denn auch Säuren am besten leiten. Ich will auf diese Angelegenheit hier nicht weiter eingehen, obwohl sie nicht ohne Interess ist; die Frage nach den elektromotorischen Kräften ist doch von noch größerem Interese, und sie ist auch auf ähnlichem Wege gelöst word 3n. Die Grundlage aller Erörterungen auf diesem Gebiete bildet der Begriff des osmotischen Druckes, und diesem muß ich Ihnen daher zunächst darlegen. Nach fünf oder zehn Jahren würde dies nicht nötig sein, denn dann wird der Begriff jedem wissenschaftlich gebildeten Menschen so geläufig sein, wie der des Gasdruckes; heute aber glaube ich Ihnen noch keine Kränkung zuzufügen, wenn ich es für nötig halte, die Sache erst auseinanderzusetzen. Sie wissen, daß, wenn man über eine konzentrierte Lösung irgend eines Stoffes reines 'Wasser schichtet, sich der gelöste Stoff in das Wasser hineinbewegt; diese Bewegung oder Diffusion setzt sich so lange fort, bis alles sich gleich förmig verteilt hat. Die Ursache, welche diese Bewegung hervorbringt, und die den Charakter eines Druckes hat, nennen wir eben den osmotischen Druck. Um sich davon zu überzeugen, daß es sich um eine wirkliche Druckgröße handelt, braucht, man nur die Bewegung des gelösten Stoffes zu verhindern. Dazu gehört eine Zwischenwand, weiche den gelösten Stoff nicht durchläßt, wohl aber das Lösungsmittel, also das Wasser. Es ist nicht ganz leicht, solche Wände herzustellen, doch ist es in manchen Fällen gelungen, und insbesondere Professor Pfeffer hat gezeigt, wie das möglich zu machen ist. Man findet mit einer solchen Zwischenwand, daß die entstehenden Drucke auffallend groß sind; eine Salzlösung, wie das Meerwasser, würde schon einen Druck von rund 20 Atm. ausüben. Woher dieser Druck stammt, ist eine Frage, die wir nicht zu erörtern brauchen, genug, daß der Druck da ist. und allen gelösten Stoffen zukommt. Jeder feste Körper, der mit einer Flüssigkeit in Berührung ist, in,der tr sich auflösen kann, ist naturgemäß imstande, einen derartigen Druck auszuüben. Man braucht ihn ja nur mit einer Hülle von der vorher beschriebenen Art zu umgeben; macht man diese halbdurchlässige Hülle stark genug, daß der Druck sie nicht zerreissen kann, so wird schließlich ein Maximalwert des Druckes erreicht werden, der von der Löslichkeit des festen Körpers abhängt, und der nicht überschritten werden kann. Dieser Druck ist ganz analog dem Dampfdruck, und ebenso, wie man mit dem Dampfdruck Maschinen treibt, so kann man sich eine Maschine mit dem osmotischen Drucke betrieben denken. Ein galva nisches Element ist nun, und das ist der Grund, weshalb ich Ihnen diese lange Auseinandersetzung gemacht habe, nichts anderes, als eine solche Maschine, die mit dem osmotischen Drucke betrieben wird. Um dies völlig zu verstehen, müssen wir allerdings den Vorgang der Auflösung der Metalle, wie er in den galvanischen Elementen vor sich geht, etwas eingehender betrachten. Das Zink löst sich zu Zinksulfat. Im Sinne der früher erörterten Anschauung besteht der Vorgang darin, daß aus dem unelektrischen Metall elektrisch geladene Zinkionen gebildet werden; gleichzeitig *) Vortrag, gehalten auf der zweiten Jahresversammlung der deutschen Elektrotechniker am 7.-9. Juni 1894. treten, wenn wir das Da nie 11 sehe Element unseren Betrachtungen zu Grunde legen, ebenso viele Kupferionen in den unelektrischen Zustand, d. h. in den des gewöhnlichen Metalls über. An der Zinkelektrode muß daher immerfort positive Elektrizität aufgenommen, an der Kupferelektrode ebenso viele abgegeben werden, wenn der Vorgang überhaupt stattfinden soll, verbindet man daher beide Metalle leitend miteinander, so erfolgt gleichzeitig mit dem chemischen Prozesse ein elektrischer, und keiner kann ohne den anderen stattfinden. Nun ist Ihnen, meine Herren, die Analogie zwischen dem Drucke und der E. M. K. vollkommen geläufig. Ebenso, wie wir eine mechanische Maschine mit Hülfe zweier Flüssigkeiten von verschiedenem Dampfdrücke betreiben können, so können wir eine elektrische Maschine mittels zweier Quellen von verschiedenem elektrischen Druck oder Potential betreiben; das Zink und das Kupfer des D an i eil sehen Elements sind nun zwei solche Stromquellen verschiedenen Potentials und die Verschiedenheit ihres elektrischen Druckes beruht auf der Verschiedenheit des osmotischen Druckes, mit welchem einerseits die Zink-, andererseits die Kupferionen ausgestattet sind. Je stärker der treibende Druck beim Zink, und je geringer der zu überwindende Gegendruck beim Kupfer ist, um so günstiger kann das Element arbeiten, d. h. um so größer ist die E. M. K. Der Druck, mit dem ein Metall in Lösung zu gehen bestrebt ist, oder der Lösungsdruck, wie wir ihn künftig nennen wollen, ist nun für jedes Metall eine ganz bestimmte Größe, und es scheint, als wenn es bei der Konstruktion galvanischer Elemente nur auf die beiden Metalle und sonst nichts weiteres ankäme. Doch ist dies nicht der Fall, und der Anschein, daß es so sei, entstand nur daraus, daß noch ein Faktor in Betracht kommt, welchen wir bisher noch nicht erwähnt haben. Wenn die Elektrode von Zink mit der Lösung in Berükung ist, so hängt der effektive Lösungsdruck offenbar nicht nur vom Zink ab, sondern in der Flüssigkeit sind Zinkionen enthalten, die einen Gegendruck üben und nur in dem Verhältnis, in welchem der erste Druck den anderen übertrifft, kann er wirksam sein. Die E. M. K. des Zinks ist also um so größer, je geringer der Gegendruck der Zinkionen, d. h. je geringer die Konzentration in Bezug auf Zink ist. In der That ist es ja bekannt, daß die E. M. K. eines Daniel Ischen Elements 1 mit Schwefelsäure größer ist als mit Zinksulfat. Umgekehrt liegen die Verhältnisse beim Kupfer; hier ist es vorteilhaft, wenn die Konzentration der Kupferionen möglichst groß ist, denn ein großer Druck auf dieser Seite kommt der Ahscheidung des Kupfers zu Hülfe. Mit diesen einfachen Betrachtungen ist die Theorie der galvanischen Elemente im wesentlichen gegeben. Von den bisherigen sogenannten Theorien des galvanischen Elementes unterscheidet sich die hier angedeutete, von Professor Nernst begründete, hauptsächlich dadurch, daß sie nicht nur eine ungefähre Veranschaulichung der obwaltenden Verhältnisse giebt, sondern eine bis in die j kleinsten Einzelheiten kontrollierbare quantitative Theorie, vergleichbar dem N e w t o n sehen Gravitationsgesetz. Denn die Theorie giebt für bestimmte Voraussetzungen auch ganz bestimmte Resultate, und die Fälle, die sich zur Zeit noch nicht vollständig berechnen lassen, zeigen diesen Umstand nicht etwa, weil die Theorie unvollständig ist, sondern nur, weil mathematische Schwierig keiten die Integration der Differentialgleichungen, die bekannt sind, ver- hiedern. Im übrigen ist das, was noch fehlt, die Bestimmung der maßgebenden Konstanten. Eine gute Anzahl derselben ist ja schon bekannt, doch muß natur gemäß in dieser Richtung noch viel geschehen. Durch die Tbeorie haben wir nun das Mittel, die Bedingungen für eine möglichst zweckmäßige Anordnung eines galvanischen Elements festzustellen. An der Zinkseite muß ein möglichst kleiner Jonendruck herrschen. Diese Be dingung läßt sich besonders vorteilhaft erfüllen, wenn man solche Lösungsmittel für das^Zink anwendet, die nur e>ne sehr kleine Anzahl von Zinkionen enthalten, auch wenn eine mehr oder weniger große Zinkmenge in der Flüssigkeit gelöst ist. Diese Bedingung scheint unerfüllbar, ist es aber nicht, denn nicht alles Metall, das in der Lösung ist, ist als Jon gelöst. Die Zeit gestattet mir leider nicht, Ihnen, meine Herren, diese interessanten Verhältnisse genauer aus einanderzusetzen ; ich will nur bemerken, daß die in letzter Zeit üblich gewordene Anwendung alkalischer Flüssigkeiten beim Zink von diesem Standpunkte au3 sehr zweckmäßig ist. Nur müßte noch das Problem gelöst werden, mit der alkalischen Flüssigkeit am Zink eine saure an der Kathode zu kombinieren, um möglichst große elektromotorische Kräfte zu erhalten. Denn auch dies ist ein allgemeines Ergebnis der Theorie, daß Oxydationsmittel am besten in saurer, Rednktionsmittel am besten in alkalischer Flüssigkeit wirken, und zwar ist der Unterschied ein sehr bedeutender. Ein Element mit Zink in Aetzkaii und Kohle in konzentrierter Salpetersäuere hat eine E. M. K. von mehr als zweiundeinhalb Volt. Ob es gelingen wird, ein solches Element praktisch brauchbar zu machen, ist freilich eine noch nicht zu beantwortende Frage. Aber, meine Herren, diese Frage ist nicht bedeutend genug, um uns länger zu beschäftigen, es sind viel weiter gehende Probleme, deren Lösung der Elektrochemie obliegt. Ich weiß nicht, ob Sie sich schon genügend vergegen wärtigt haben, was für ein unvollkommenes Ding noch in unserer Zeit der hoch stehenden Technik die wesentlichste Energiequelle ist, deren wir uns bedienen, ich meine die Dampfmaschine. Von -der Energie der verbrennenden Kohle erhalten wir in Gestalt mechanischer Arbeit im allerbesten Falle nicht mehr als '0 (10!)° 0 . Nun wissen wir ja freilich, daß die Wärme nicht vollständig in mechanische Energie verwandelbar ist, aber wir können den Bruchteil berechnen, den wir aus einer gegebenen Wärmemenge von gegebener Temperatur erhalten können, wenn wir sie auf eine andere gleichfalls bestimmte Temperatur absinken lassen, und auch mit Rücksicht auf diesen Umstand finden wir noch immer, daß wir nur etwa ein Siebentel der umwandelbaren Energie ausnutzen. An der Dampfmaschine als technischem Apparat liegt die Ursache dieses kläglichen Resultats nicht; sie liegt vielmehr darin, daß von der hohen Temperatur des Brennmaterials, die wir niedrig auf 1000 schätzen können, nur der allerkleinste Teil ausgenutzt wird, nämlich der zwischen der Temperatur des Kessels und der des Kondensators. Der ganze riesige Temperaturunterschied zwischen dem Heizraum und dem Kessel geht völlig verloren, eine Verbesserung der thermo-
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