N. F. IX. Nr. 25 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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Werte, bis namlich der sogenannte ,,Sattigungs- 

 strom" erreicht 1st, wachst. Diese merkwiirdige 

 Erscheinung erklart sich dadurch, dafi durch die 

 die Leitfahigkeit des Gases erhohende Kraft in 

 dem Gase elektrisch geladene Teilchen, die Gas- 

 ionen, gebildet werden. Hort die ionisierende 

 Kraft zu wirken auf, so vereinigen sich die ge- 

 bildeten Gasionen wieder zu neutralen Molekulen, 

 und zwar gehtdie Wiedervereinigung, wie Ruther- 

 ford gezeigt hat, nach dem Gesetz der Massen- 

 wirkung von Guldberg und Waage 1 ) etwa 

 nach dem Schema'-) 



L+ + L- + L 2 



vor sich, d. h. die Zahl der in der Zeiteinheit und 

 in der Volumeinheit des Gases sich wiedervereinigen- 

 den lonen, also die Geschwindigkeit v der Wieder- 

 vereinigung, ist dem Quadrate der Zahl n der vor- 

 handenen lonen proportional ; es ist also, wenn a 

 eine Konstante ist, 



v = cm 2 . 



Wirkt die ionisierende Kraft fort, so vereinigen 

 sich natiirlich die von ihr gebildeten lonen eben- 

 falls wieder, und es wird darum ein Gleichge- 

 wichtszustand eintreten, wenn in der Zeiteinheit 

 ebenso viele lonen erzeugt werden, wie durch 

 Wiedervereinigung zu neutralen Molekulen ver- 

 schwinden. Fiihren wir jetzt in das Gas die 

 Plattenelektroden ein, so werden die lonen von 

 diesen angezogen, und zwar nimmt die Geschwin- 

 digkeit, mit der sie zu ihnen hineilen, selbstver- 

 standlich mit steigender Potentialdifferenz zu. Je 

 schneller aber die lonen zu den Elektroden wan- 

 dern, um so weniger Gelegenheit haben sie zur 

 Wiedervereinigung, die Stromstarke wird also mit 

 steigender Elektrodenspannung wachsen. Wenn 

 wir nun durch Erhohung der Potentialdifferenz 

 die Geschwindigkeit so weit gesteigert haben, daft 

 samtliche von dem ionisierenden Agens gelieferten 

 lonen von den Elektroden weggefangen werden, 

 bevor sie sich haben wiedervereinigen konnen, so 

 sind wir an einer Grenze angelangt; eine weitere 

 Vergrofierung der Elektrodenspannung kann jetzt 

 die Stromstarke nicht mehr erhohen. Der Satti- 

 gungsstrom ist also ein Mafi fur die Wirksamkeit 

 der ionisierenden Kraft. 



Die Gasionen sind nicht 'identisch mit den 

 lonen , wie wir sie von den Elektrolytlosungen 

 her kennen. Vor alien Dingen sind sie dadurch 

 ausgezeichnet, dafi sie, wie aus den Arbeiten von 

 J. S. Townsend hervorgeht, von seltenen Aus- 

 nahmen abgesehen, unabhangig von der chemi- 

 schen Wertigkeit des Gases stets einwertig sind, 

 d. h. ein Gasion tragt dieselbe Ladung wie in einer 

 Losung ein Wasserstoff- oder ein Chlorion. Zum 

 Verstandnis der wichtigen Untersuchungen von 

 Townsend gelangen wir durch folgende Uber- 

 legungen: 



1 ) Vgl. die Abhandlung von Dr. A. Orechow ,,Das 

 Massenwirkungsgcsetz und seine Bedeutung", Naturwissensch. 

 Wochenschrift N. F. Bd. VI, S. 536; 1907. 



2 ) L+ und L = Luftion, L 2 = Luftmolekiil. 



44. Die Berechnung des Diffussions- 

 koeffizienten der Gasionen. Der Diffu- 

 sionskoeffizient r ist , wie wir weiter oben ! ) ge- 

 sehen haben, durch die Formel 



D = RTk 



N.F 



gegeben, in der R die allgemeine Gaskonstante, 

 T die Temperatur, N die Zahl der Molekiile in 

 einem Grammolekiil, F die Reibung, die ein 

 einzelnes Teilchen in seinem fliissigen oder gas- 

 formigen Medium bei der Vorwartsbewegung er- 

 fahrt und k eine Konstante ist, die nach Einstein 

 den Wert i, nach v. Smoluchowski den Wert 2,43 

 hat. In dieser Gleichung lafit sich die Reibung 

 N-F, die ein Grammolekiil der Teilchen er- 

 leidet, leicht anders ausdriicken. Wir konnen 

 namlich als Mafi fur die Reibung die ,,spezifische 

 Geschwindigkeit" benutzen, die ein Gramm- 

 molekul der Teilchen unter dem Einflusse der 

 Kraft I annimmt, und zwar konnen wir, da diese 

 Geschwindigkeit der Reibung umgekehrt proportio- 

 nal ist, setzen 



Reibung = ^ r . ,. . r- X Konst. 



spez. Geschwindigkeit 



oder, wenn wir alle Grofien in absoluten Mafien 

 messen und dadurch der Konstanten den Wert I 

 geben, einfacher 



Reibung= -^ . ,. . r- 

 spez. Geschwindigkeit. 



Wenn die Teilchen eine positive oder negative 

 elektrische Ladung tragen, wahrend die Summe 

 aller Teilchen elektrisch neutral ist, wenn also 

 mit anderen Worten ebensoviel positive oder nega- 

 tive Teilchen vorhanden sind, so kann die Dif- 

 fusion nur so vor sich gehen, dafi gleichzeitig ein 

 positives und ein negatives Teilchen zusammen 

 wandern, denn ein einzelnes Teilchen wiirde ja 

 durch elektrostatische Anziehung zwischen seiner 

 Ladung und der gleichgrofien, aber entgegenge- 

 setzten Ladung des Restes der Teilchen zuriick- 

 gehalten werden. Nennen wir jetzt u _j_ und u _ die 

 spezifischen Geschwindigkeiten je eines Gramm- 

 ions der positiven und der negativen Teilchen und 

 F_j_ und F_ die Reibungen, so ist 



F+ = und F_ = . 



U-j- u_ 



Um ein Grammion positiver Teilchen mit der 

 Geschwindigkeit u+ vorwarts zu bewegen, mtissen 

 wir die Kraft I aufwenden, und dieselbe Kraft i 

 miissen wir aufwenden, um ein Grammion 

 negativer Teilchen fiir sich allein mit der Ge- 

 schwindigkeit u_ zu bewegen; folglich brauchen 

 wir ftir die gleichzeitige Bewegung beider Teil- 

 chen mit ihren spezifischen Geschwindigkeiten die 

 Kraft I + I = 2. VVir gelangen damit zu der 

 Gleichung 



i) Vgl. 28 dieser Abhandlung (Naturw. Wochenschr. 

 N. F. Bd. IX, S. 39; 1910]. 



