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15. 2. 1918 
verdampfbar sind. Um dies zu erklären, kommt Le- 
_nard') zu der Vorstellung, daß sich an jedes geladene 
_ Molekül eine Anzahl anderer anlagert, die zusammen 
einen aneinander haftenden Haufen, ein komplexes 
Molekül, bilden. Solche Aggregate sind indessen nicht 
(sur in elektrisch geladenen, sondern in fast allen Flüssig- 
eiten vorhanden. Löst man z. B. einen festen Körper 
in einem Lösungsmittel, etwa Wasser, auf, dann binden 
die bei der Trennung der Moleküle des festen Körpers 
freiwerdenden Kräfte eine Reihe von Molekülen des 
Lösungsmittels, und es entstehen komplexe Moleküle, 
die Lenard in diesem Fall Lösungsmoleküle nennt. Ist 
der gelöste Körper ein Elektrolyt, dann wird die Bil- 
_ dung der Aggregate durch die elektrischen Kräfte der 
Ionen gefördert. (Schon Kohlrausch hat auf solche 
Molekülkomplexe hingewiesen, die sich bei der Elektro- 
lyse durch geringe Wanderungsgeschwindigkeit aus- 
zeichnen) Doch auch in reinen Flüssigkeiten, wie 
Wasser, Benzol, Alkohol u. a., bilden sich bei Gelegen- 
heit der Zusammenstöße unter dem Einfluß der Mole- 
_ kularkräfte komplexe Moleküle; ja sie treten auch in 
Gasen und Dämpfen auf (s. u.). 
ae 
Da 
Da nun in den komplexen Molekülen die Zwischen- 
räume zwischen den Bestandteilen kleiner als zwischen 
_nichtkomplexen Molekülen sind, da die ersteren kom- 
_pakter sind, so wirken auf ein in der Oberfläche be- 
_findliches komplexes Molekül größere Kräfte; sie 
ziehen dasselbe stärker in das Innere hinein als ein 
_nichtkomplexes Molekül. Dieser Zugkraft ist es zuzu- 
y 
| kann. Die eine Ladung tragenden Moleküle einer 
_ elektrisierten Flüssigkeit können also die Oberfläche 
nicht verlassen. Ähnlich. liegen die Verhältnisse z. B. 
bei einer wässerigen HCl-Lésung. Man sollte erwarten, 
i? daB die positiv geladenen H-Ionen wegen ihrer großen 
' Beweglichkeit im Überschuß in die Taft hinausdiffun- 
_dierten und daß die Flüssigkeit sich negativ auflüde. 
_ Daß das nicht eintritt, erklärt sich daraus, daß beide 
‘Tonenarten Lösungsmoleküle bilden und überhaupt 
nicht entweichen. Sind in der Oberfläche einer Salz- 
lösung unverdampfbare komplexe Moleküle vorhanden, 
‘ dann schützen sie die unter ihnen liegenden Moleküle 
vor der Verdampfung und machen also einen Teil der 
| Oberfläche unverdampfbar, während die Kondensation 
' des Dampfes an diesem Teil der Oberfläche ungeändert 
"stattfindet. Die Dampfspannung wird mithin erniedrigt, 
und zwar verhält sie sich zu der des reinen Lösungs- 
mittels wie die verdampfbare Oberfläche zur Gesamt- 
_ oberfläche. Die Erniedrigung der Dampfspannung 
| hängt lediglich von der Zahl der Lösungsmoleküle, die 
"aber von der Natur des gelösten Körpers ab, was ja 
durch die Erfahrung bestätigt wird. 
§ - Da die auf komplexe Moleküle normal zur Oberfläche 
nach innen wirkenden Kräfte besonders groß sind, so 
ist die Oberflächenspannung von Lösungen größer als 
die des Lösungsmittels. Da die komplexen Moleküle 
dem Zuge nach innen folgen, so muß der Gehalt der 
"Oberfläche an Lösungsmolekülen geringer sein, als der 
„des Innern. Über der Lösung von normaler Konzentra- 
Bion liegt an der Oberfläche eine dünne Schicht, in der 
die Konzentration (in Verhältnis Volumen des Lösungs- 
' 3) P. Lenard, Probleme komplexer Moleküle. Sitz.- 
' Ber. d. Heidelb. Akad. Math.-phys. Kl. (1914), Abh. 27, 
| 28 und 29. 
| Ann. d. Phys. IV, Bd. 47, S. 463—525 (1915). 
B schreiben, daß das komplexe Molekül. nicht verdampfen, 
Schütt: Über komplexe Moleküle. 83 
mittelmoleküls zum Volumen des Lösungsmoleküls) ver- 
kleinert ist. An einer ganz frisch hergestellten Ober- 
fläche wird die Konzentration überall gleich sein und 
erst nach einer gewissen Zeit wird sich die Oberflächen- 
schicht, die eine geringere Oberflächenspannung zeigen 
muß, ausgebildet haben. Zur experimentellen Prüfung 
der Frage nach einer zeitlichen Änderung der Ober- 
tlächenspannung benutzt man eine oben verengte Ka- 
pillare, die nur wenig mehr aus der Oberfläche der 
Flüssigkeit herausragt, als es der Steighöhe bei geal- 
terter Oberfläche entspricht. Ein Luftstrom bläst 
gegen das obere Ende der Röhre, so daß sich stets fri- 
sche Oberfläche bildet. Stellt man den Luftstrom ab, 
so findet man, daß eine meßbare Zeit vergeht, bis die 
Oberfläche sinkt, eben die Zeit, in der sich die Schicht 
von geringerer Konzentration ausbildet. Sie beträgt 
bei Wasser rund 0,01 Sek. und ist bei einigen wässeri- 
gen Lösungen doppelt so groß. 
Auch die 1892 von Lenard eingehend untersuchten 
Erscheinungen der Wasserfallelektrizitäi lassen sich 
auf Grund der Annahme komplexer Molekiile wesent- 
lich besser als bisher erklären. Zerstäubt man mit 
einem Zersprüher Wasser, dann ergibt die Unter- 
suchung, daß der herabsinkende Wasserstaub positive 
Ladung enthält, während die Luft negativ geladen ist. 
Wird dagegen Wasser auf andere Weise in kleine Teile 
verteilt, z. B. durch Zerstieben bei schnellem Aus- 
fließen, dann zeigt sich der Effekt nicht. Das, worauf 
es ankommt, ist, daß kleinste Wasserpartikel aus der 
äußersten Oberflächenschicht abgetrennt werden; dann 
tritt die elektromotorische Wirkung ein. Diese Tat- 
sachen erklären sich durch das Vorhandensein einer 
elektrischen Doppelschicht in der Oberfläche, die durch 
die Molekularkräfte der Flüssigkeit hervorgebracht 
wird, deren Dicke gleich dem Radius der Wirkungs- 
sphäre ist und deren äußere (stets negative) Schicht 
durch die äußerste Molekülschicht gebildet wird. Über 
ihre Entstehung wird folgendes gesagt: ‚Es müssen 
die senkrecht zur Oberfläche gerichteten Molekular- 
kräfte nicht nur die schon betrachtete Verschiebung 
der komplexen, massiveren Moleküle nach innen her- 
vorbringen, sondern sie müssen eine Wirkung der ° 
gleichen Art auch auf die beweglichen Teile der einzel- 
nen Moleküle ausüben, sei es durch Drehungen oder 
durch innere Verzerrung der Moleküle, jedesmal so, daß 
dadurch die massiveren Teile dem Innern der Flüssig- 
keit genähert werden. Diese inneren Massenverschie- 
bungen der an der Oberfläche gelegenen Moleküle müs- 
sen bei der elektrischen Konstitution der sie aufbauen- 
den Atome und bei der elektrischen Natur der die 
Atome im Molekül zusammenhaltenden (chemischen) 
Kräfte gleichbedeutend sein mit elektrischen Verschie- 
bungen in Richtung der Oberflächennormalen, d. i. mit 
der Herstellung einer elektrischen Doppelschicht an 
der Oberfläche. Die massiveren Teile der Atome sind, 
wie man weiß, mit einer positiven Ladung verknüpft; 
es ist also die äußere Belegung negativ zu erwarten.“ 
Wirken nun, wie es beim Zersprühen geschieht, große 
auf die äußerste Oberfläche lokalisierte Beschleunigun- 
gen auf die Wassermasse, dann wird die äußere nega- 
tive Schicht abgetrennt und tritt als negative Ladung 
in die Luft. Ist der Durchmesser der abgetrennten 
Teilchen gleich oder größer als der Radius der Wir- 
kungssphäre, dann sind sie elektrisch neutral, da sie 
ja beide Belegungen enthalten. Da der Durchmesser 
der negativen Elektrizitätsträger bei Verwendung 
von reinem Wasser 80.10—8 cm beträgt und bis zu 
150.10-8 em hinaufgeht, so würde sich der Radius der 
Wirkungssphäre in Übereinstimmung mit den Messun- 
