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Natu r wissenschaftliche Rundschau. 



Nr. 22. 



Elementarquantum entweder von positiver oder von 

 negativer Elektricität beladen ist, so können elektrisch 

 neutrale Verbindungen nur hergestellt werden, wenn 

 jede positiv beladene Valenzstelle sich mit je einer 

 negativ beladenen verbindet. „Daraus folgt dann 

 unmittelbar, dass jede Verwandtschaftseinheit eines 

 Atoms nothwendig mit einer und nur mit einer 

 solchen Einheit eines anderen Atoms verknüpft sein 

 muss. Dies ist in der That die wesentliche Behaup- 

 tung der Valenztheorie der modernen Chemie." So 

 würde sich in einfachster Weise Kekule's Ver- 

 kettung der Atome durch die Verbindung ihrer 

 Valenzwerthe ergeben. 



An diese Theorie knüpft Herr von Helmholtz 

 die Berechnung der elektrostatischen 

 Ladungen von 1 Milligramm Wasser an, und ganz 

 analog ist die Rechnung, welche wir nun zunächst 

 ausführen wollen. Aus den Bestimmungen von F. 

 und W. Kohlrausch weiss man ganz genau, welche 

 Elektricitätsmenge durch einen Querschnitt eines 

 Stromes passiren muss, während derselbe an der 

 Kathode einer Zersetzungszelle 1 Cubikcentimeter 

 Wasserstoffgas abscheidet. Von dieser Elektricitäts- 

 menge fliesst, in der Sprache der dualistischen Theorie 

 ausgedrückt , die Hälfte als positive Elektricität in 

 der einen, die Hälfte als negative in der entgegen- 

 gesetzten Richtung. Als den betrachteten Quer- 

 schnitt des Stromes nehmen wir jene Kathode der 

 Zersetzungszelle und geben uns Rechenschaft, wie 

 der Uebergang der Elektricität dort zu Stande kommt. 

 Die säinmtlichen als Kation in der Flüssigkeit vor- 

 handenen, isolirten H -Atome sind ursprünglich mit 

 je einem positiven Elementarquantum beladen. Von 

 denjenigen H- Atomen, welche als neutrales Gas ent- 

 weichen , giebt die Hälfte bei der Elektrolyse die 

 positive Ladung an die Kathode ab , erhält dafür 

 negative Ladung und vereinigt sich mit der anderen 

 Hälfte, welche ihre positive Ladung behalten hat, zu 

 neutralen Molekeln, deren jede aus zwei Atomen be- 

 steht, von welchen das eine mit einem Elementar- 

 quantum positiver, das andere mit einem ebensolchen 

 negativer Elektricität beladen ist. Die Elektricitäts- 

 menge, welche die Kathode passirt hat, ist also zur 

 Hälfte als positive , zur Hälfte als negative Atom- 

 laduug in dem abgeschiedenen Gas vorhanden. Dem- 

 zufolge ergiebt die oben erwähnte Zahl von F. und 

 W. K o h lra us ch, dass der absolute Werth der 

 Ladung einer jeden der beiden Arten der Elek- 

 tricität , welche in 1 Cubikcentimeter Wasserstoff 

 bei 0° und Atmosphärendruck verhanden ist, und 

 welcher mit E bezeichnet werde, gleich ist rund 

 13 Milliarden elektrostatischer Mengen-Einheiten im 

 C. G. S.-System. Wenn man bedenkt, dass eine Kugel 

 von 1 Centimeter Halbmesser auf eine Spannung 

 von 300 Volt (= 260 Daniell) geladen, eine elektro- 

 statische Mengeneinheit enthält, so sieht man, dass 

 jene Ladung einer Art E eine sehr grosse ist gegen- 

 über den experimentell im Laboratorium vorkommen- 

 den Ladungen metallischer Conductoren. Eine Batterie 

 von 10 Leydener Flaschen aus millimeterdickem Glas, 



jede von 1 m Durchmesser und 2 m Höhe, würde durch 

 die Ladungen jz E bis auf eine Schlagweite des Ent- 

 ladungsfuuken von 1 m in Luft geladen werden. 



An die vorstehende Rechnung kann man die Be- 

 antwortung folgender Frage anknüpfen. Man ver- 

 muthet nach dem Vorgange von Herrn W. Giese 

 und Herrn A. Schuster, dass die Leitung der 

 Elektricität durch Gase ganz ähnlich der- 

 jenigen in Elektrolyten vorgeht, indem positive 

 Atome als Kation in der einen Richtung, negative 

 Atome als Anion in der entgegengesetzten Richtung 

 wandern. Sind nun die Ionenladungen hinreichend 

 gross, um die durch sie vermittelte elektrolytische 

 Leitung in einem Gase, auch bei den stärksten Ver- 

 dünnungsgraden noch leicht vorstellbar erscheinen 

 zu lassen? Die stärksten erreichbaren Verdünnungen 

 betragen etwa ein Hundert -Milliontel Atmosphäre. 

 Da selbst dann noch rund 130 Mengeneinheiten 

 beiderlei Arten Elektricität in 1 cm 3 Wasserstoffgas 

 vorhanden sind, hat in der That der schnelle Ueber- 

 gang starker Ladungen eines Conductors in ein Gas 

 mittelst Austausch der Ionenladungen auch bei den 

 grössten Verdünnungen für die Vorstellung keine 

 Schwierigkeit. Diese Ueberlegung kann, wie alle 

 anderen, ohne Weiteres aus der Sprache der dua- 

 listischen Theorie in diejenige einer anderen Theorie 

 übersetzt werden. 



Dividirt man die Ladung E durch die Zahl der 

 Molekeln in einem cm 3 Gas, welche Zahl nach 

 Avogadro's Gesetz für alle Gase denselben Werth 

 hat, so erhält man die Ladung einer Valenzstelle, 

 das He 1 mhol tz'sche Elementarquantum, welches £ 

 genannt werde. Die Zahl N der Molekeln in einem 

 cm 3 Gas ist aus der kinetischen Gastheorie bekannt, 

 aber nur — und dessen muss man stets eingedenk 

 bleiben — mit recht geringer Sicherheit. Diese Zahl 

 geht hervor aus der Combination zweier anderer 

 mit den Dimensionen der Molekeln zusammenhängen- 

 den Grössen; diese sind: Erstens die Länge des 

 Weges, den eine Gasmolekel im Mittel in geradliniger 

 Richtung zurücklegt, ehe sie mit einer anderen 

 Molekel zusammenprallt und in Folge dessen in eine 

 andere Richtung abgelenkt wird. Offenbar hängt 

 diese Weglänge von der Dicke der Molekeln ab; aus- 

 dehnuugslose Punkte würden ja gar nicht zusammen- 

 prallen ; ausserdem hängt sie auch von der Zahl der 

 Molekeln ab; je zahlreicher dieselben sind, um so 

 kürzer wird die mittlere Weglänge. Ermittelt wird 

 die moleculare Weglänge vornehmlich durch Beob- 

 achtungen über die innere Reibung der Gase beim 

 Durchströmen durch lange, enge Röhren. Es ist 

 unmittelbar verständlich , dass der letzt erwähnte 

 Vorgang um so längere Zeit erfordert , je grösser 

 die „Dicke" und die Zahl der sich drängenden 

 Molekeln ist. — Die andere Grösse, welche heran- 

 zuziehen ist, ist das sogenannte „Covolumen" von 

 Van der Waals. Wenn das Boyle-Mariotte'sche 

 Gesetz streng gültig wäre, müsste bei zunehmendem 

 Druck das Volumen eines Gases bis zu Null abnehmen, 

 und wenn das Gesetz von Gay-Lussac streng 



