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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. IX. Nr. 36 



ausgefuhrt worden, jedoch reichen ihre Messungen 

 nur bis zu einer Mindesttemperatur von etwa 

 iioo" C, unterhalb deren der Zerfall des Wassers 

 in seine Bestandteile so klein wird, daS er sich 

 der Messung entzieht. VVeiter als das Experiment 

 fiihrt auch hier die Rechnung. 



Nach dem Massenwirkungsgesetz, dessen Be- 

 deutung fur die chemische Theorie den Lesern 

 dieser Zeitschrift bereits hinreichend bekannt ist 1 ), 

 ist das Gleichgewicht zwischen Wasserstoff, Sauer- 

 stoff und Wasser durch die Beziehung 



geregelt, in der [O 2 ], [H 2 ] und [H 2 O] die Mole- 

 kularkonzentrationen der innerhalb der Klammer 

 stehenden Stoffe und K eine Konstante, die Disso- 

 ziationskonstante des Wassers, bedeutet. Diese 

 Konstante gibt uns nun aber nur Auskunft iiber 

 die Beschafifenheit des Systems bei wechselnder 

 Molekularkonzentration, setzt aber eine konstante 

 Temperatur T voraus, denn mit dieser andert sie 

 sich ebenfalls. Fur eine andere Temperatur T 

 berechnet sich die Konstante K' nach einer zu- 

 erst von van'tHoff entwickelten Formel 



logK' = logK 25030 (p -J- ) + i ,40 log T 



0,00016 (T' T). 



Die folgende Tabelle gibt in abgekiirzter Form 

 den prozentualen Zerfall des Wasserdampfes und 

 den Zahlenwert der Dissoziationskonstante bei 

 einem Drucke von einer Atmosphare teils nach 

 den Messungen von Nernst und v. Wartenberg 

 - bei diesen ist die Temperaturangabe mit einem 

 Sternchen gekennzeichnet , teils nach Berech- 

 nungen auf Grund der angegebenen Gleichung an. 



Absolute Dissoziiertes Dissoziations- 



Temperatur Wasser konstante 



1000 3,00-10 " 2,245 -io~ 2 



I2OO 8,13- IO~ 3,693- IO~ l6 



1397* 7,3 -10-3 2,312-103 



1480* 1,89 -i6~ 2 3,794 -IQ-' 2 



1561* 3,4 - io~- 2,094-10-" 



1800 1,99-10-' 3,628-10-9 



2OOO 5.SS-IO- 1 8,461 -IO~ S 



2155* 1,18 6,418-10 ^ 



2257" 1,77 2,080- io~ 6 



2500 3,98 2,225-10-5 



Wir sehen aus der Tabelle, dafi die Dissoziation 

 des Wasserdampfes schon bei der modernen Ex- 

 perimentierkunst nicht allzu schwer zuganglichen 

 Temperaturen recht erhebliche Betrage, so bei 

 2000 C schon etwa i,5 n / , erreicht. 



Nach diesen Darlegungen bietet uns das Ver- 

 standnis der Reduktion von Metalloxyden durch 

 elementaren Wasserstoff keine prinzipielle Schwie- 

 rigkeit mehr. Bei Anwesenheit eines Metalles 



l ) Vgl. die zusammenfassendc Abhandlung von Alexander 

 O r e c h o w , ,,Das Massenwirkungsgesetz und seine Bedeutung". 

 Naturw. Wochenschr., N. F. Bd. VI, S. 536 541 (1907). 



und seines Oxydes hat, wie wir gesehen haben, 

 bei einer bestimmten Temperatur der Sauerstoff- 

 druck einen ganz bestimmten unveranderlichcn 

 Wert, in der Dissoziationsgleichung des Wasser- 

 dampfes 



[H 2 0] 3 



ist also unter diesen Bedingungen die Konzentra- 

 tion des Sauerstoffs nicht mehr variabel, sondern 

 als Konstante festgelegt: 



[H. 



K 



1/JL : = 



Konst = k. 



1 



[0,]*" "[^O] 



Diese einfache Gleichung gibt uns Auskunft iiber 

 die Reduzierbarkeit eines Metalloxydes durch 

 Wasserstoff. Ist in irgendeinem Falle das Ver- 

 haltnis [H 8 ] : [H S O] grofier als k, dessen Wert 

 wir ja berechnen konnen , so muB Wasserstoff 

 verbraucht und Wasser gebildet werden, d. h. das 

 Oxyd wird zu Metall reduziert. Ist aber das Ver- 

 haltnis kleiner als k, so mufi zur Erreichung des 

 Gleichgewichtes Wasser verbraucht und Wasser- 

 stoff erzeugt werden, d. h. das Oxyd wird nicht 

 nur nicht reduziert, sondern im Gegenteil das 

 Metall wird oxydiert werden. Je grofier die kon- 

 stante k ihrem absoluten Werte nach ist, um so 

 grower mufi im Gleichgewichtszustande die Wasser- 

 stoffkonzentration sein, d. h. um so schwerer wird 

 das Oxyd, dessen Sauerstoffdruck zur Berechnung 

 von k gedient hat, sich reduzieren lassen, und 

 umgekehrt wird ein Metall um so schwerer den 

 Wasserdampf zersetzen, je kleiner die Konstante 

 k ist. 



Als konkretes Beispiel fur das Gesagte mag 

 die Reduktion des Eisenoxyduloxydes Fe 3 O 4 durch 

 Wasserstoff zu elementarem Eisen dienen: 



FcgO, + 4 H s ^3Fe + 4 H 2 O, 

 ein System, dessen Gleichgewichte zuerst von 

 Devil le 1 ) und neuerdings von Preuner 2 ) ge- 

 messen worden sind. 



Temperatur 



200" 



265 



360 



440 



770 



900* 



920 

 1025* 

 1150* 



If 



[H,0] 

 20,41 



14,49 

 8,405 

 5,682 

 1,852 

 1,449* 

 i,5'5 

 1,282* 



1,163* 



Wasserstoffgehalt 

 der Gasphase 



95,32/ 

 93,56 



89,39 

 85,06 



59,17* 



60,23 



56,18* 



53,76* 



Die von Preuner angegebenen Werte sind durch 

 ein Sternchen bezeichnet. 



Ganz analoge Verhaltnisse ergeben sich, wenn 



wir als Reduktionsmittel nicht Wasserstoff, son- 



dern Kohlenstoff oder richtiger gesagt Kohlenoxyd 



- denn dieses ist das wirksame Prinzip -- be- 



') Deville, Lieb. Ann., 157, 71 (1872). 



2 ) Preuner, Zcitschr. f. physik. Chem., 47, 416 (1904). 



