Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIX. Jahrg. 



1. September 1904. 



Nr. 35. 



Über Elemente und Verbindungen nach 

 Ostwalds Faraday Lecture 1 ). 



Von Privatdozent Dr. Einil Baur (München). 



Wie bekannt, werden die Gewichtsmengen, womit 

 die chemischen Stoffe mit einander reagieren, durch 

 ein gewisses Verhalten beherrscht, welches darin 

 gipfelt, daß jedem Element ein Verbindungsgewicht 

 zugeschrieben werden kann. In irgend einer che- 

 mischen Verbindung sind die Elemente mit ihren 

 Verbindungsgewichten oder einem ganzzahligen Viel- 

 fachen davon enthalten. Für diese sogenannten 

 stöchiometrischen Gesetze hat Dalton die Erklärung 

 gegeben, daß das Verbindungsgewicht das relative 

 Gewicht eines elementaren Atomes sei, und alle che- 

 mischen Verbindungen Mosaike aus kleinen Anzahlen 

 dieser Atome seien. Dies ist der Schlüssel, der das 

 Lehrgebäude der Chemie öffnet und der jedem Neu- 

 ankömmling sofort in die Hand gedrückt zu werden 

 pflegt, so daß beinahe das erste, was der Schüler in 

 der Chemie zu hören bekommt, eine Hypothese ist. 



Nun hat sich seit mehreren Jahren ein einsamer 

 Denker, Franz Wald, zu zeigen bemüht, daß die 

 Atomhypothese zur Deutung der stöchiometrischen 

 Gesetze entbehrlich ist, indem ein logischer Zu- 

 sammenhang aufgedeckt werden kann zwischen diesen 

 und gewissen allgemeinen chemischen Erfahrungen, 

 welche für die Chemie überhaupt grundlegend sind. 

 Den hier einzuschlagenden Gedankengang entwickelte 

 Ostwald in seiner kürzlich gehaltenen „Faraday 

 Lecture" mit bewundernswerter Darstellungskunst in 

 überaus einfacher und durchsichtiger Weise, und es 

 soll der wesentliche Inhalt dieser Rede im folgenden 

 wiederzugeben versucht werden. 



Wir entdecken den fraglichen Zusammenhang 

 durch eine Untersuchung dessen, was eigentlich als 

 Element und als Verbindung bezeichnet werden soll. 

 Was ist, kurz gesagt, ein chemisch reiner Stoff oder 

 ein chemisches Individuum? Bis vor kurzem wußte 

 man nicht genau anzugeben, wo das Individuum auf- 

 hört und wo die homogene Mischung oder die Lösung 

 anfängt. In Ermangelung scharfer Merkmale be- 

 gnügte man sich mit unscharfen. Daher kommt es, 

 daß häufig Dinge als chemische Individuen an- 

 gesprochen wurden, die homogene Mischungen sind, 

 und umgekehrt. 



Um nun zu einer exakten Definition des che- 



') Journ. Chem. Soc, vol. 85, p. 506—522. April 1904. 



mischen Individuums zu gelangen, untersuchen wir 

 die Eigenschaften der mehrphasigen chemischen 

 Gebilde im Gleichgewicht. „Im Gleichgewicht" 

 nennen wir das Gebilde, wenn es keinen zeitlichen 

 Veränderungen unterliegt. „Mehrphasig" nennen wir 

 es, wenn es aus mehreren, in sich homogenen, un- 

 stetig gegen einander abgegrenzten Teilen besteht. 

 Jeder in sich homogene Teil heißt eine Phase. Und 

 „chemisch" heißt das Gebilde insofern und dann, wenn 

 bei einer Beanspruchung des Systems die Menge der 

 Phasen sich ändert, Stoffe also aus einer Phase in eine 

 andere übertreten, womit eben ein chemisches Gesche- 

 hen gegeben ist. Z. B. ist die Koexistenz von Wasser 

 und Wasserdampf ein zweiphasiges chemisches Gleich- 

 gewicht. Bei Ausdehnung oder Zusammendrückung, 

 Erwärmung oder Abkühlung nimmt die Dampfphase 

 auf Kosten der flüssigen Phase zu oder ab. 



Ein gegebener Phasenkomplex kann sich nun bei 

 einer mit ihm vorgenommenen umkehrbaren Ände- 

 rung, z. B. Verdampfung, auf verschiedene Weise 

 verhalten. Entweder die Verdampfung vollzieht sich 

 bei konstantem Druck, und das Destillat hat den- 

 selben Dampfdruck, speziell Siedepunkt, wie der 

 Rückstand oder nicht. Ähnlich bei der Schmelzung: 

 entweder vollzieht sich dieselbe bei konstanter Tem- 

 peratur oder nicht. 



Siedet eine Flüssigkeit bei konstanter Temperatur 

 oder schmilzt ein fester Körper bei konstanter Tem- 

 peratur, so heißen wir die auftretende, bzw. ver- 

 schwindende Phase „hylotrop" 1 ) im Verhältnis zur 

 verschwindenden, bzw. auftretenden. Auf mehr als 

 zweiphasige Gleichgewichte kann diese Definition, wie 

 sofort hinzugefügt sei, leicht ausgedehnt werden. 

 Haben wir z. B. ein dreiphasiges Gleichgewicht, so 

 heißt eine Phase hylotrop in bezug auf die beiden 

 anderen, wenn bei der Umwandlung jener in diese 

 bei gegebener Temperatur der Druck konstant bleibt 

 oder bei gegebenem Druck die Temperatur der Um- 

 wandlung eine bestimmte ist. In der folgenden bei- 

 spielsweisen Aufzählung dreiphasiger Gleichgewichte 

 ist die mittlere Phase hylotrop in bezug auf die 

 beiden äußeren und umgekehrt: 



Hylotrope Phasen 



Salz gesättigte Lösung Dampf (H s O) 



Metall I eutektische Legierung Metall II 



Nickel flüssiges Nickelkarbonyl Gas (CO; Ni(C0) 4 ) 

 Calciumoxyd Calciumkarbonat Gas (CO s ) 



') Soviel wie „umwandlungsgleich " 



