Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXV. Jahrg. 



28. April 1910. 



Nr. 17. 



G. Nagel: Über die Bildung fester Oberflächen 

 auf Flüssigkeiten. (Diss. Heidelberg 1909, 44 S. 

 und Ann. d. Phys. 1909 (4), 29, S. 1029—1056.) 

 Die besonderen molekularen Verhältnisse an der 

 Oberfläche von Flüssigkeiten sind schon vielfach Gegen- 

 stand physikalischer Untersuchung gewesen. Neben 

 der allgemeinen Erscheinung der Oberflächenspannung 

 hat namentlich die schon im Jahre 1849 vonPoggen- 

 dorff und späterhin eingehend von Plateau beob- 

 achtete Tatsache, daß die Oberfläche mancher Flüssig- 

 keiten beim Stehen an der Luft ihre Beweglichkeit 

 allmählich verliert, Interesse gewonnen, ohne daß es 

 in der ersten Zeit gelungen wäre, eine einwandfreie 

 Erklärung dieses Phänomens zu finden. Erst Schutt 

 konnte im Jahre 1903 (Rdsch. 1904, XIX, 202) zeigen, 

 daß die Oberfläche solcher Flüssigkeiten vollkommen 

 fest wird, und die späteren Versuche von Roh de 

 (Rdsch. 1906, XXI, 420) an Lösungen von Fuchsin 

 und Methylviolett machten es wahrscheinlich, daß der 

 Vorgang der Oberfläcbenveränderung auf eine Konzen- 

 trationsänderung an der Oberfläche hinausläuft, die bis 

 zur Ausscheidung fester Substanz daselbst fortschreitet. 

 Daß aber nicht etwa die Verdunstung des Lösungs- 

 mittels als Ursache der Schichtbildung zu betrachten 

 ist, ließ das Verhalten alkoholischer Lösungen der 

 genannten Farbstoffe erkennen , die trotz schnellerer 

 Verdunstung gegenüber wässerigen Lösungen keine 

 feste Oberflächenschicht ausbilden, auch wenn die Ver- 

 dunstung so weit getrieben wird, daß sich an der Ge- 

 fäßwand Krusten festen Farbstoffs absetzen. Der 

 Vorgang ist danach offenbar bedingt durch ein be- 

 sonderes noch nicht erkanntes Zusammenwirken von 

 Lösungsmittel und gelöster Substanz. 



Die gegenwärtige Arbeit sucht in dieser Hinsicht 

 weitere Aufschlüsse zu geben und namentlich die Ur- 

 sache der Schichtbildung näher zu erforschen. Als 

 Kriterium für die Veränderungen der Oberfläche dient 

 hier ebenso wie in den oben genannten Untersuchungen 

 das Verhalten eines an einem dünnen Faden zur Hälfte 

 in die Flüssigkeit hineingehängten zylindrischen oder 

 kugelförmigen Körpers, auf den entweder durch Tor- 

 dieren des oberen Fadenendes um gewisse Winkel oder 

 durch Annähern eines Magneten auf gewisse Abstände 

 (der Körper trägt hierfür einen kleinen Magneten) eine 

 Torsionskraft ausgeübt wird. Während der Körper 

 in ganz frischen Lösungen jeder kleinen Drehung folgt, 

 werden mit wachsender Schichtbildung immer größere 

 Drehmomente erforderlich, um ein Nachfolgen des 

 Körpers zu veranlassen; letzteres tritt dann ein, wenn 



die äußeren Kräfte genügen , die gebildete feste Haut 

 zu zerreißen. 



Als Versuchsflüssigkeiten dienen zunächst die schon 

 früher studierten Lösungen des Fuchsins. Der Verf. 

 findet erneut an wässerigen Lösungen sehr starke 

 Schichtbilduug, die entgegen den Angaben vonRohde 

 mit zunehmender Zeit keinen Grenzwert erkennen 

 läßt. Die Natur des umgebenden Gases beeinflußt, 

 wie Versuche mit Luft, Kohlensäure, Sauerstoff und 

 Wasserstoff zeigen, die Schichtbildung nicht in merk- 

 licher Weise, und auch im Vakuum tritt deutliche 

 Oberflächenfestigkeit auf. Dagegen besitzt die Ver- 

 dunstung des Lösungsmittels einen sehr merklichen 

 fördernden Einfluß, ohne aber für die Schichtbildung 

 notwendige und hinreichende Bedingung zu sein. Aus- 

 gedehnte Versuche einer Variation des Lösungsmittels 

 zeigen vielmehr, daß die Bildung fester Oberflächen 

 vorwiegend eine Eigenschaft der wässerigen Fuchsin- 

 lösungen ist. 



Da diese Ergebnisse zur Entscheidung der Frage 

 nach der Entstehungsweise der Schicht nicht genügen 

 und hier insbesondere auch die komplizierte Struktur des 

 Fuchsins Schwierigkeiten bietet, hat Verf. versucht, die 

 Schichtbildung an Lösungen chemisch einfacherer Sub- 

 stanzen näher zu verfolgen. Als geeignet erwiesen sich 

 hierfür in erster Linie wässerige Lösungen von Nickel- 

 und Kobaltsalzen, dann auch von Salzen des Eisens, 

 Mangans, Bleies und Silbers. Die an diesen Lösungen 

 gemachte Beobachtung der Unlöslichkeit der Schicht- 

 substanz in Wasser deutet auf chemische Verschieden- 

 heit dieser Substanz gegenüber dem gelösten Stoff hin, 

 und die Tatsache, daß in sauren Lösungen keine feste 

 Schicht auftritt, läßt in der Schichtsubstanz unlösliche 

 basische Salze der betreffenden Metalle vermuten. Die 

 Möglichkeit einer ausgesprochenen Begünstigung der 

 Schichtbildung durch Zufügen von Ammonium- oder 

 Natroncarbonat zur Lösung oder von Ammoniak zum 

 umgebenden Gas entspricht dieser Deutung. 



Wie die nähere Betrachtung ergibt, scheinen die 

 die Schicht bildenden Bestandteile in der Lösung in 

 ultramikroskopischer Größe vorzuliegen , und es ist 

 wahrscheinlich, daß in allen Fällen, in denen solche 

 Teilchen in Flüssigkeiten entweder von vornherein 

 gegeben sind oder erst infolge chemischer Einflüsse 

 sich bilden, feste Oberflächenschichten sich ausbilden 

 können. Die Teilchen, die infolge ihrer Brown sehen 

 Bewegung an die Oberfläche gelangen, werden nach 

 der Vorstellung des Verf. dort festgehalten, da sie von 

 den Molekülen der Flüssigkeit daselbst nur noch Stöße 



