6. D e f i n i t i o n ulzd M e t h o d e mr B e s t i m m u n y d e r I n v a s i o n s - un d Evusiolzscoefftcienten bed d e r Auf Zdsumy vow G a s e n in F luss igke i ten . W e r t h e d e r gencnnnten Constanten sowie d e r Absorpt ions- coefficientem d e r Kohlemsi iure bei Auf ldsung i m

W a s s c r und in ChZornutr iurnlSsungen; v o n C h r i s t i a n B o h r .

Die in einer Fliissigkeit absorbirte Gasmenge und der Absorptionsdruck stehen in einfacher gegenseitiger Beziehung zu einander, die mit grosser Genauigkeit innerhalb ziemlich weiter Grenzen des Druckes gilt. Die Annahme liegt dnher nahe, dass fur die Auflosung der Gase in Flussigkeiten iiber- haupt einfache Gesetze gelten, und es muss auffallen, dass es nicht gelungen ist, einen rationellen Zusammenhang zwischen der absorbirten Gasmenge und der Temperatur nachzuweisen, und dass man sich auf diesem Gebiete mit Interpolations- formeln begnugen musste. Freilich scheint die friiher von mir aufgestellte Relation l) cc (7'+ n) = K wegen ihrer Gultig- keit fur die Sbsorption sowohl in Alkohol als in Wasser der weit uberwiegenden Mehrzahl der untersuchten Gase und wegen des zwischen der Constante n und der Quadratwurzel aus der Uoleciilzahl stattfindenden Verhaltnisses etwas mehr als eine blosse Interpolationsformel zu sein ; ihre physikalische Be- cleutung ist aber nicht klar, und sie gilt fur alle Gase nur fur ein Temperaturintervall von hoch gerechnet 0 O-40 O C. Indess erschien sie mir doch als brauchbarer Ausgangspunkt fernerer Untersnchungen in Betreff der dbhangigkeit der Absorption yon der Temperatur, und ich suchte nun vorerst den Bbsorp- tionscoefficienten eines einzelnen Gases, der Kohlensaure, mijg- lichst genau zu bestimmen, um Aufschluss dariiber zu er-

1 ) C . B o h r , Wied. Ann. 62. p. 644. 1897.

Invasions- und Evasionscoefficienten. 50 1

halten, ob die Formel in dern oben genannten Temperatur- intervalle innerhalb der Versuchsfehler gultig sei, sodass n und K als wirkliche Constanten zu betrachten waren, oder ob diese letztgenannten Grossen mit der Temperatur stetig variirten. Wie aus den im Abschnitt I dieser Abhandlung mitgetheilten Bestimmungen ersichtlich werden wird , erwies sich, dass n bei steigender Temperatur fortwahrend anwuchs, wenn an verschiedenen Orten der Temperaturscala auch in ungleichem Maasse. Die Abweichungen untereinander waren zwar nicht grosser, als dass es leicht moglich sein wiirde, durch Hinzufiigung eines empirisch gefundenen neuen Gliedes die Formel zur Uebereinstimmung mit den Beobachtungen zu bringen; diese wurde d a m aber kein weiteres Interesse vor anderen Interpolationsformeln voraus haben.

Ich versuchte daher einen anderen Weg zur Bestimmung des Verhaltnisses zwischen Absorption und Temperatur, nam- lich die &if losung des Absorptionscoefficienten in einfachere Con- stanten. Hierbei ging ich von der allgemein verbreiteten An- sicht aus, dass eine Flussigkeit, in welcher eine Gasart auf- gelost ist , fortwahrend Gasmolecule abgiebt und zugleich nufnimmt, und dass die Sattigung der Fliissigkeit unter einem gegebenen Absorptionsdrucke durch einen Zustand des Gleich- gewichtes bestimmt ist, wahrend dessen die Menge des in einer Zeiteinheit in die Fliissigkeit eindringenden Gases ebenso gross ist wie die des aus derselben entweichenden. Die theo- retische und experimentelle Bestimmung der Bedingungen fur das Entweichen von Gasarten aus einer Flussigkeit (im Fol- genden Evasion genannt) und fur deren Eindringen (Invasion) in dieselbe findet ihre Behandlung in den Abschnitten I1 und III. Es wird meines Erachtens hieraus hervorgehen, dass die Auf- losung des Absorptionscoefficienten in Invasions- und Evasions- coefficienten in mehreren Punkten ein besseres Verstandniss des Processes bei der Auflosung der Gase in Fliissigkeiten giebt ; zugleich wird es sich erweisen, dass die Formel a ( T + 78) = A- trotz ihrer begrenzten und annahernden Gultigkeit dennoch eine phgsikalische Bedeutung besitzt.

502 Ch. Bohr.

I. Absorptionecoefficienten der Kohlenskure in Wstsser und Chlor- natriuml6sungen zwischen Oo und 600 C.

Die Absorption der Kohlensaure in Wasser wurde Sruher von B u n s e n ] ) zwischen O o und 20° C., sowie mit Rezug auS einzelne Temperaturen von S e t s c h e n o w 3 , Z u n t z 3 ) , B o h r und Bock4) und P r y t z 6 ) bestimmt. Ebenso wie sich friiher in Betreff der meisten anderen Gase erwiesen hat , wird aus dem Folgenden in Betreff der Kohlensaure hervorgehen, dass in Bunsen’s fundamentalen Untersuchungen keine unseren Zwecken genugende Genauigkeit erstrebt wurde; besonders bei O o ist die Abweichung der Bunsen’schen Zahlen (1,797) yon den unsrigen (1,713) eine bedeutende, was seine Erklarung darin findet, dass Bunsen’s Bestimmung fur diese Tempe- ratur extrapolirt ist. Die Uebereinstimmung mit S e t s c h e n o w , Z u n t z und P r y t z ist recht befriedigend. Was die Absorption der Kohlensiiure in Salzlosungen betrifft, liegen Bestimmungen von S e t s c h e n o w und M a c k e n z i e s ) vor. Es schien mir zweckmassig, auch diese zu erganzen, wesentlich meil es Siir meinen Zweck nothwendig war, gerade von einigen bestimmten Concentrationsgraden von Chlornatriumlosungen den Absorp- tionscoefficienten zwischen O o und 60° C. zu kennen: weil diese ldosungen im Folgenden zu Invasions- und Evasionsversuchen benutzt werden.

Die angewandte Methode war folgende: Die Flussigkeit, deren Temperatur in einem Wasserbade constant gehalten murde, liess ich bis zur Sattigung von Kohlensaure durch- stromen ; darauf wurde eine passende Menge der Fliissigkeit in einen luftleeren Recipienten aufgesaugt und mittels Wagens bestimmt. Hiernach wurde der Recipient mittels einer H a g e n ’ - schen Pumpe ausgepumpt und die Kohlensaure volumetrisch gemessen. Nach Abzug des Gewichtes der Kohlensaure wurde die abgewogene Menge der Fliissigkeit mittels des zugleicli be- zuglich der Absorptionstemperatur pyknometrisch bestimmten

1) R. B u n s e n , Liebig’s Ann. 03. p. 1. 1855. 2) J. S e t s c h e n o w , MBm. de St-Petersb. 22 u. 26. 1876. 1879. 3 ) N. Z u n t z , 1naug.-Dissert. Bonn 1868. 4) C. B o h r u. J . B o c k , Wied. Ann. 44. p. 318. ‘1891. 5 ) K. P r y t z , Wed. Ann. 64. p. 130. 1895. 6) J. Mackenzie , Wied. Ann. 1. p.438. 1877.

Invasions- und Evasionscoefficienten. 503

specifischen Gewichtes aufs Volumen reducirt. Der Absorp- tionscoefficient (ct) wurde nun als die Anzahl Cubikcentimeter Kohlensaure berechnet, die bei O o und 760 mm in 1 ccm der Fliissigkeit aufgenommen gewesen war. Von den technischen Einzelheiten erwahne ich nur, dass die Sattigungszeit nicht zu kurz gemacht werden darf; bei unseren Versuchen war bei O o eine sechsstundige, bei hoheren Temperaturen eine vierstundige Durchstromung erforderlich. Zugleicb muss man das Gas auf s genaueste vorwarmen und ihm, bevor es in die absorbirende Flussigkeit eintritt, die namliche Wasserdampftension wie dieser geben. Der Einfluss mnngelhafter Erwarmung wird im Ab- schnitt 111 naher betrachtet werden, wo auch die Bedeutung cler Durchstromungszeit fur die Resultate zu behandeln ist. Die volle Bedeutung der vollstandigen Erwarmung des Gases, bevor es in die Flussigkeit eintritt, wurde mir erst beim Ab- schlusse der Versuche klar; davon riihrt es gewiss her, dass bei den Doppelbestimniungen unserer Versuche der Fehler 1 des Werthes erreicht, trotzdem mit Ausnahme eben des Durchstromungsprocesses alle anderen Bestimmungen (das Wagen, das Pumpen und die Gasanalyse) zum Aufstellen der Forderung berechtigen, dass der Fehler ein weit geringerer werde.

Bei der Ausfiihrung aller Versuche sowohl in diesem als im folgenden Abschnitte wurde ich von Hrn. D. l a Cour unterstutzt.

Ueber die Absorption der Xohlensaure in Wasser wurden folgende Versuehe angestellt. Fp bezeichnet die Temperatur in O C., cc den Absorptionscoefficienten. Sammtliche Bestim- mungen sind hier und bei den Chlornatriumlosungen die Mittel- zahlen doppelter Versuche.

Durch Interpolation erhalt man hieraus nachstehende Tabelle.

504 Ch. Bohr.

Tahelle uber die Absorption der Kohlensaure in Wasser.

01 I 10,3 20,s

- TP

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1,2292 29,O 0,.5299 0,8676 40,O 0,4138 0,6523 52,2 0,3200

1,527 1,473 1,424

1,237

l..

0 5

10 15 20 25

1,083

0,928

a TP N

1,234 30 0,517 1,024 35 0,460 0,875 40 0,414 0,755 45 0,310 0,664 50 0,335 0,583 55 0,305

0,854

0,804

0,738

- a

G,699 0,682 0,665 0,592

0,479 0,436 0,394 0,359

0,530

Der Absorptionscoefficient der Kohlensaure wurde ferner in einer Losung reinen Chlornatriums bestimmt , von welcher 100 g 6,523 g Chlornatrium enthielten. Da das specifische Gewicht bei 13,3O gleich 1,0554 war, enthielten 100 ccm 6,85 g NaC1. Die Wasserdampftension ist nach W i i l l n e r berechnet.

Die angestellten Versuche waren folgende :

Iwvasions- und Evasionscoefficienten. 505

Das specifische Gewicht erwies sich bei 12,3O

Es wurden mit dieser Fliissigkeit folgende Versuche an-

falls bestimmt. als 1,1308; 100 ccm enthielten also 19,927 g NaC1.

gestellt :

0,6782 0,4783 0,3824 0,3202

0 12

29,s 21,2

41,2 49,l 62,O

0,2573 0,2180 0,1809

woraus sich durch Interpolation folgende Tabelle berechnen laisst.

Tabelle iiber die Absorption der Kohlensgure in einer 17.62 proc. Chlornatriumliisung.

TP

0 5

10 15 20 25 30

0,678 0,577 0,503 0,442 0,393 0,352 0,319

a

0,288 0,263 0,235 0,2 15

0,183 0,198

Im Folgenden werden wir, um einen Vergleich mit anderen Bestimmungen anzustellen, yon denjenigen W erthen von TZ

Gebrauch machen miissen, welche sich aus der Formel

u ( T + n) = K ,

wo 01 den Absorptionscoefficienten, T die absolute Temperatur, n und K Constanten bezeichnen, mittels oben angefuhrter Ab- gorptionscoefficienten fur KohlensLure in Wasser und in den beiden Chlornatriumlijsungen ausrechnen lassen. In nach- stehender Tabelle werden deshalb die Werthe yon n, berechnet als

n = , a T + a, T, a + a1

fur 0 und 5 O , 5 und loo, 10 und 20° etc. angegeben.

506 Ch. Bohr.

Werthe von vz fur

5

10

lo \ 20 I

30 2o I 40

60

Wasser

248,5

252,o

255,2

261,7

263,7

266,3

277, l

6,5"/, NaCl

248,s

248,8

251,7

258,O

262,6

271,l

-

17,6 a/io NaCl

2444

244,s

247,4

249,s

256,2

268,3

265,l

11. Best immung des Evasionscoefficienten der in Wasser und in

Urn die Menge Gas zu bestimmen, die unter gegebenen Verhzltnissen aus der Fliissigkeit entweicht, machen wir die Annahme, die sich unten als mit unseren Versuchen iiberein- stimmend erweisen wird, dass Evasion und Invasion vollig voneinander unabhaigig vorgehen ; ferner wird angenommen, dass Evasion und Invasion der Griisse der Oberflache pro- portional stattfinden.

Fur die hier behandelten Drucke und Temperaturen gilt das Henry'sche Gesetz'); nehmen wir nun an, dass die In- vasion dem Absorptionsdrucke proportional vorgeht, so muss die Evasion der in der Flussigkeit enthaltenen absorbirten Kohlensauremenge proportional sein und umgekehrt , da die absorbirten Gasmengen sonst dem Drucke nicht proportional sein konnen. Sofern man von der iibrigens sehr wahrschein-

Chlornatriumlosungen aufgelosten Kohlensiiure.

1) Vgl. hieruber W. O s t w a l d , Lehrb. d. allgem. Chem. 1. p. 620. 1891. Fur niedrige Drucke finden sich Versuche, welche zeigen, dass die Absorption der Kohlenslure das Henry'scbe Gesetz befolgt, in einem Aufsatz des Yerfassers, in den Beitr. z. Physiol. C. L u d w i g gewidmet, p. 164. 1837.

Invasions- und EJvasionscoefficieiite~i. 507

lichen Voraussetzung ausgeheii will, dass die Invasion dem Drucke proportional geschieht, kann man, so wie Pe rman ' ) dies that , die Giiltigkeit des Henry'schen Gesetzes fur ver- schiedene Gasarten prufen, indem man die Menge Gas be- stimmt, die wahrend gleich langer Zeitraume aus einer Flussig- keit entweicht , welche verschiedene Mengen absorbirter Gase enthalt. F u r unsere Zwecke miissen wir indess Verhaltnisse wahlen, unter welchen das H enry'sche Gesetz erweislich giiltig ist , und dadurch die Richtigkeit unserer Voraussetzungen priifen, dass wir nachweisen, eritweder dass die Invasion dem Absorptionsdrucke, oder dass die Evasion der absorbirten Gas- menge proportional ist. Letzteren Weg muss man beim experi- mentellen Verfahren einschlagen, wenG man, was das Richtigste ist, es versuchen will, soweit thunlich die Evasion und die Invasion voneinander unabhangig zu bestimmen.

Wir denken uns nun eine Fliissigkeit mit constantem T'olumen und constanter Oberflache und nennen diejenige Kohlensauremenge, die wir zu gegeberier Zeit in der Flussig- keit absorbirt finden, x,,; wird hierauf wahrend eines Zeitraumes von t Minuten kohlensaurefreieu Gas mit hinlanglicher Ge- schwindigkeit iiher die Oberflache hill gesaugt, iiidem die Fliissig- keit ununterbrochen vollstandig gemischt wird, und findet man darauf, dass die Kohlensauremenge in der Fliissigkeit .x be- traigt, so konnen wir die Evasionsconstante (b) oder die Kohlen- sauremenge bestinimen, die in einer Minute durch die gegebene Oberflache der Flussigkeit entweicht, wenn die in der gesammten Flussigkeit alusorbirte Kohlensiiuremenge = 1 gesetzt wird.

Unter der Voraussetzung, dass die zu jeder Zeit ent- weichende Menge Kohlensaiure der in der Fliissigkeit enthal- tenen proportional

woraus

ist, haben wir namlich

d x = f b r d t ,

oder

1j E. P e r m a n ,

* = logxo + log2 t l 0 g . e

Journ. of the chern. society. 67 11. 68. 1895.

508 Ch. BoAr.

1st die Menge der Kohlensaure in der Fliissigkeit = x, so betragt die in einer Minute entweichende Gasmenge xb.

Urn auf experimentellem Wege zu prufen, ob obige Formel brauchbar sei, und in bejahendem Falle den numerischen Wertli fur b festzustellen, wurde folgende Methode angewandt.

Die Flussigkeit befindet sich im Gefasue A (vgl. die Figur), das nach unten mit der an beiden Enden offenen Glasrohre B versehen ist. Durch diese Rohre passirt die Axe C einen mit Flatinflugeln versehenen Ruhrer, der zum Mischen der Flussigkeit dient. An der Axe des Riihrers ist die nach unten

offene Glasglocke D angebracht, die in das am Boden von A angebrachte Quecksilber hineinragt ; hierdurch ist die Fliissig- keit unten abgesperrt, wahrend zugleich die freie Beweglichkeit des Riihrers gesichert ist. Der Riihrer wird durch den Elektro- motor E in Bewegung gesetzt. An der Wand des Glases A sind zwei in der Figur nicht angegebene, schrag gestellte Platinschienen angebracht, die vom Boden bis fast zur Ober- flache der Flussigkeit reichen ; diese Platinschienen, lhigs denen die Flugel des Ruhrers die Theilchen der Flussigkeit an die Oberflache hinantreiben, sind fur die vollkommene Mischung der Fliissigkeit von entscheidender Bedeutung.

Das Gefass B steht in einem grosseren Wasserbehalter, durch welchen ein ununterbrochener, bei F ein- und bei G aus- tretender Wasserstrom geht. Der Wasserstrom wird bis zur erwiinschten Temperatur erwarmt, indem er R6hren durch- fiiesst, die durch Gasflamrneii erhitzt werden. Auf diese

Invasinns- uiid Evasionscoefficienteii. 509

Weise lasst die Temperatur sich genau reguliren; bei An- wendung einer Temperatur von Oo fullt man den Behalter mit zerstossenem Eis, und das Schmelzwasser findet dann Abfluss durch l?

Die iibrigen Theile des Apparates werden im Folgenden zugleich mit dem Verlauf eines Versuches besprochen. Nach- dem eine gemessene Menge der Fliissigkeit in A gebracht ist, wird durch die Rohre K Kohlensaure eingeleitet; die Kohlen- saure passirt die Fliissigkeit und tritt durch L aus, wahrend der Hahn H geschlossen bleibt. Das Durchleiten von Kohlen- saure wird bei constanter Temperatur fortgesetzt, wahrend der Ruhrer in Bewegung bleibt, bis anzunehmen ist, dass die Fliissigkeit gesattig ist ; ihr Kohlensauregehalt lasst sich dann entweder mit hinlanglicher Genauigkeit aus dem bekannten Absorptionscoefficienten und dem Druck berechnen, oder auch kann man, um sicher zu gehen, durch den Schwanzhahn H eine Probe der Flussigkeit in einen luftleeren Recipienten auf- fangen und die Kohlensaure wie im Abschnitt I, p. 502, an- gegeben bestimmen.

Jedenfalls sorgt man dafiir, dass die Oberflache der Fliissigkeit sahliesslich in demselben Niveau steht wie die Einniiindung der Rohre H. Nachdem man auf diese Weise die Kohlensauremenge der Fliissigkeit zu Anfang des Ver- suches bestimmt hat, wird zu gegebener Zeit, wiihrend zu- gleich ein Chronograph in Bewcgung gesetzt wird, kohlensaure- freies Gas uber die Oberflache hinweg gesaugt, indem der Riihrer mit 250 Umdrehungen pro Minute in ununterbroche- nem Gange bleibt. Das Gas wird ausgesaugt durch die Rohre I;, die mit einer mittels eines Wasserventiles regulirten Saugpumpe in Verbindung steht. Zum Ueberleiten wird atmospharische Luft angewandt, die durch den Thurm M ein- tritt, in welchem sie von Kohlensaure befreit wird, worauf sie eine Gasuhr passirt, an welcher ihre Menge ziemlich genau abzulesen ist, indem man Sorge tragt, dass ca. fiinf Liter pro Minute durchstromen. Aus der Gasuhr tritt die Luft in den Kolben N ein, wo sie bis zu ungefahr der Temperatur erwarmt wird und ungefahr die Wasserdampftension erhalt, welche das Gefass A hat. Von hier passirt sie durch die warmeisolirte Rohre P in ein Bleirohr, wo sie bis genau zur

510 C k Bohr.

Versuchstemperatur erwgmt wird. Die Flasclie Q, welche Fliissigkeit derselben Art wie die zur Absorption angewandte enthalt, client dazu, der Luft die richtige Wasserdampftension z u geben. Mittels des Thermometers wird der W-Lrmegracl der Luft controlirt, bevor sie durch H in A eintritt uncl tiber die Oberfliiche der Fliissigkeit hinweg streicht. Um siclier zu sein, dass die Luft gleich vom Anfhng des Versuches an die rechte Temperatur hat, sxugt man vor Beginn der eigent- lichen Bestimmnng Luft mit derselben Geschwindiglteit wie wahrend des Versuches durch die Rolire S aus, iiachdem man dem Schwanzhahn eine derartige Stellung gegeben ha t , dass e r nach d hin schliesst uiid zwischen 8 und den rechts auf der Figur liegenden Theilen des Apparates eine Communication herstellt. Beim Aiifang des Versuches wird dann schnell dxs Saugen von S nach J'J verlegt, wahrend der Hahn 11 so gedreht wird, dass der Luftstrom in A hineintreten kann.

Beim dbschluss des Versuches wird das Saugen eingestellt uiid cler Riihrer zum Stehen gebracht, indem man zugleich den Chronographen abliest. Gleich darauf wird durch den Schmanz- linlin K erst etwas von der Flussigkeit ausgesaugt, urn die Rohre X auszuspiilen, und ferner wird mittels einer Drehung cles ebengenannten Hahnes Communication mit eiiiem luftleeren, abgewogenen Recipienten hei~gestcllt, in welchen eine angemessene Menge der Fliissigkeit aufgenomnien wird, deren Kohlensiiure man auf die oben beschriebene Weise rnittels Auspumpens be- stimmt. Die Menge der Kohlensaure ist im Folgenden uberall in Cubikcentimeter bei Oo und 760 nini Druck angegeben. Man ist nun ini Besitz der n6thigen Data, um b nach der oben angefiihrten Formel zu berechien.

Was die technischen Einzelheiten bei der Ausfuhrung der Versnche betrifft, so ist die Aufmerksamkeit besonders claranf zu richten, dass die Luft, die iiber die Flussigkeit hinweg ge- saugt w i d , wenn das Resultat zuverliassig werclen sol1 , noth- wencligerweise nioglichst vollkommen dieselbe Temperatur und Danipftension wie die Fliissigkeit in A4 liaben muss ; davon iiberzeugt man sich durch Beobachtung des Thermometers R. Ferner ist die Mischung der Flussigkeit von besonderer Bc- deutung. Diese muss rollkommen sein, und der Ruhrer muss ilcshalb zienilich eine betriichtliche Drehuiigsgeschwindigkeit

Invasions- und Evasionscoefficienten. 51 1

haben; zugleich darf die Oberflache aber ihre Grosse nicht ver- andern, und der Ruhrer darf deswegen durch ihre Bewegungen die Flussigkeit in der Mitte nicht trichterformig hinabsaugen. >lit unserem Apparate geschah dies, wenn inehr als ca. 300 Um- drehungen pro Minute gemacht wurden; der Ruhrer wurde des- halb auf 250 Umdrehungeii eingestellt. Dass die Flussigkeit hierdur'ch sehr gut gemischt wurde, liess sich daraus ersehen, dass kleine, in der Flussigkeit suspendirte Kiirperchen vom Boden an bis gegen die Oberflache in schneller Bewegung waren. Specielle Versuche ergaben, dass man mit 250 Um- drehungen eirie so vallkommene Mischung erreichte, als sich bei Anwendung unseres Apparates erzielen liess ; denn die Versuchsresultate veranderten sich nicht, wenn die Umdrehungen des Biihrers bis auf 200 pro Minute ermassigt wurden. Sollte sich eine Schicht der Oberflache in Ruhe befunden hahen, so muss sie jedenfalls sehr klein gewesen sein; spgter (irn Abschn. 111) werden wir bei der experimentellen Bestimmung der Invasion sehen, dass sie die nnmerischen Werthe allenfalls nur in ge- ringem Maasse beeinflusst haben kann.

Bevor wir dazu iibergehen , unsere Ergebnisse in Betreff der Brauchbarkeit der Formel mitzntheilen, sowie auch die numerischen Werthe der Evasionsconstante fur Wasser und Chlornatriumlosungen von 6,55 und 19,93 Volumproc. bei ver- schiedenen Temperaturen anzufuhren, setzen wir als Beispiel die detaillirte Beschreibung eines Versuchs her :

Im Gefasse '4 befanden sich 92 ccm Wasser, dessen Ober- flache 19,56 qcm betrug. Die Temperatur war wahrend des ganzen Versuches Oo sowohl in A als in der iibergesaugten Luft. 6 Stunden lang wurde bei einem Drucke yon 742,7 mm Kohlen- saure durch die Flussigkeit geleitet. Hiernach enthielten die 92 ccm Wasser im Anfang des Versnches 154,02 cbm CO, log = 2,15758). Nachdem 15 Minuten lang kohlensaurefreie Luft mit einer Geschwindigkeit von 5,7 Liter pro Minute iiber die Flussigkeit hinweg gesaugt war, enthielten die 92 ccm Wasser 118,SO cbm CO, (log = 2,07483), also findet man

2,18758 6 2,07483 - b = - 0,0173. 15 log e

512 Ch. Bohr.

B e a t i m m u n g de r Evasion dcr Kohlenstiure aus Wasscr .

Um die Gultigkeit der Formel zu priifen, wurden im g,znzen 6 Versuche bei 0" angestellt, bei denen die Zeit von 15-120 variirte. Die Resultate finden sich in untenstehender Tabelle , wo zugleich die Menge der Kohlensaure angegeben ist (ccm Oo, 760 mm), welche 100 ccm Wasser beim Anfang (xu) und am Schlusse (x) des Versuches enthielten. Die ange- wandte Menge der Flussigkeit betrug ubrigens liier wie bei allen folgenden Evasionsversuchen 92 ccm; die Oberflache war 19,56 qcm.

2 Dauer des Versuches

in Mitiuten

15 30 44 45 90

130

Die Formel erwies

"0

167,4 168,3 168,3 167,6 169,2 165,9

,ich also

X

129,l 105,5

78,84

35,89 76,02

25,60

b

0,0173 0,0156 0,0171 0,0176 0,0172 0,0156

11s innerhalb sehr weiter Grenzen als brauchbar ; die Maximalabweichung der einzelnen Bestimmungen von 6 betragt allerdings ca. 12 Proc. des Werthes, es ist aber kein Zusammenhang der GrGsse von x mit den Abweichungen der Werthe von 6 zu erblicken. Die Constanz yon 6 bei variirendem t bestatigte sich ubrigens auch durch Untersuchungen bei anderen Temperaturen, indem die Doppel- bestimmungen bei den verschiedenen Temperaturen ofters so angestellt wurden, dass die Dauer des Versuches variirte.

In der folgenden Tabelle findet sich die Zusammenstellung der bei verschiedenen Temperaturen gefundenen Werthe von 6; der Werth bei Oo ist dieMittelzah1 dersechs ObigenBestimmungen; der bei 45,ti0 ist eine einzelne Bestimmung. Bei den iibrigen Temperaturen ist der angefuhrte Werth die Mittelzahl von Doppelbestimmungen mit hochstens 6 Proc. Abweichung von- einander.

Invasions- und Euasionscoefficienten. 513

Tabelle iiber die Evasionsconstante b fur Kohlensgnre und Wasser.

"C

b

b berechnet (vgl. unten) b

0,0167

0,0223 0,0200

(siehe unten)

0,0164 0,0203 0,0224 45,6

b

0,0324 0,0454 0,0530

b berechnet (vgl. unten)

0,0329 0,0450 0,0534

Werden die Werthe yon 6 als Ordinaten auf der Tempe- ratur als Abscisse abgesetzt, so Iiegen sie ungefahr in einer Geraden, die nach graphischer Interpolation die Formel

b = 0,00081 (1 + 252,7) erhalt, wo !F die absolute Temperatur ist. Die in obiger Tabelle als berechnet angefiihrten Werthe sind mit Hiilfe der Formel berechnet.

0 0,0137 0,0137 21,2 0,0899 0,0304 39,2 ~ 0,0418 ~ 0,0446

Die gerade Linie, die den Werthen von b als Ordinaten annahernd entspricht, wenn die Temperaturen Abscissen sind, ergicbt sich nach graphischer Interpolation als

b = 0,000785 (1'+ 255,6). Die hieraus berechneten Werthe sind in der letzten Co-

lumne der obigen Tabelle aufgefuhrt. Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 68. 33

514 CA. Bohr.

Mit der Chlornatriumliisung von 19,93 Vokmproc. wurdeii ebenfalls Bestimmungen bei drei verschiedenen Temperaturen unternommen. Man fand untenstehende Werthe fur b:

"C I b

0 0,0120 0,0215

37,5 0,0289

b berechnet

0,0120 0,0210 0,02SY

woraus sich die Formel

b = 0,000453 (Fit 246,5)

ableiten lasst, welche die in der Tabelle als berechnet ange- fuhrten Werthe giebt.

Bei sammtlichen obigen Versuchen ist die Evasionscon- stante b fur das Volumen (V) der Flussigkeit von 92 ccin und die Oberflache (s) von 19.56 qcm bestimmt. Diejenige An- zahl ccm (bei O0 und 760 mm) Kohlensaure, welche durch die Oberflache s in unserem Appnrat wahrend 1 Min. entweicht, ist dann z b , wenn 2 die ccm Kohlensaure in 92 ccm Fliissigkeit be- zeichnet. Einen zur Berechnung der Evasion brauchbareren Ausdruck der Constante erhalt man, wenn man die Oberflache auf 1 qcm reducirt und statt der Menge der Kohlensaure in1 gesaminten Volumen der Flussigkeit, deren Dichtigkeit d. h. die Anzahl ccm Kohlensaure bei O 0 und 760 inm in 1 ccin Fliissig- keit setzt. Statt b ist dann zu setzen

Diese Grosse heisst im Folgenden der Evasiounscoefificier~t und bezeichnet diejenige Anzahl ccm Kohlensaure, welche in 1 Minute durch 1 qcm Oberflache die Fliissigkeit verlasst, wenn die Dichtigkeit der Kohlensaure in der Fliissigkeit = 1 ist. Bei einer Dichtigkeit 6 entweichen dann in der Minute durch jeden qcm der Oberflache pE ccm Kohlensaure.

F u r die drei untersuchten Fliisvigkeiten sind mittels der oben fur 6 gefundeneii Formeln in nachstehender Tabelle die Evasioiiscoefficienten bei Temperaturen zwischen O0 und 40° berechne t.

Invasions- und Evasionscoefficien~en. 515

Tabelle fur den Evasionscoef~cieiiteIt 8.

OC I =I 40

Wasser

0,077 0,096

0,153

0,230

0,115

0,191

6,85 Vo1.-Proc. NaCl

0,065 0,084 0,103 0,140 0,177 0,215

19,93 Vol.-Proc. NaCl

0,057 0,068 0,079 0,100 0,122 0,143

Nach dem oben Angefiihrten hat der Erasionscoefficient die allgemeine Formel

wo c und n, Constanten sind. Die Werthe von n, sind: fur Wasser 253, fur eine 6,85 proc. NaC1-Losung 256, fur eine 19,93 proc. NaC1-Losung 247. Die Zahlen liegen ziemlich nahe aneinander ; namentlich ist der Unterschied zwischen n, fur Wasser und fur die schwache Chlornatriumlosung ein so geringer, namlich 1,2 Proc. des Werthes, dass ihm wohl kaum irgend eine Bedeutung beizulegen ist. Eine einfache Beziehung der Constanten der Formel zur Salzmenge lasst sich nicht nachweisen; man sieht nur, dass der Evasions- coefficient bei steigender Concentration der Losungen abnimmt.

Nach der Formel ist die Menge derXohlensaure, die bei der Dichtigkeit ..$ bei verschiedenen Temperaturen aus der Flussigkeit austritt

( 3 E = c [ T + c E n , , und also proportional dem osmotischen Druck minus Clem Aus- druck cEzl, der dss Product aus der Dichtigkeit und einer constanten Temperatur ist, welche in Betreff der untersuchten Flussigkeiten in der Nahe von 250 absolute Grade liegt.

Wird 1’ gleicli n,, so sollte demnach keine Kohlcnsaure niehr die Fliissigkeit verlassen. Bei Ternperaturen unter 7Z1

miisste man sich dann die Verhaltnisse der Losung der Kohlen- saure denjenigen analog denken, welche z. B. bei Losung von Salzen in Wasser stattfinden, wo der aufgeloste Stoff bei den untersuchten Temperaturen ebenfalls nicht im Stande ist, die Flussigkeit zu verlassen, und wo sich fur eine gegebene Tern- peratur eine bestimmte Grenze der Sattigung findet.

/’3 = c ( T + n,) ,

33*

516 Ch. Bohr.

111. Bestimmung des Invasionscoefficienten der Kohlensaure fur Wasser und Chlornatriumlosungen.

Wenn Kohlensaure hinlangliche Zeit lang unter constan- tern Druck durch Flussigkeiten geleitet wird, so bleibt die Menge aufgeloster Kohlensaure beinahe consta.nt, obschon ein vollig stabiler Zustand nach den in dieser Abhandlung ge- rnachten Voraussetzungen sich nur asymptotisch erreichen lasst. 1st die Sattigung bei einem Druck von 760 mm mit geniigen- der Annaherung eingetreten, so ist die Dichtigkeit der Kohlen- saure in der Flussigkeit durch den Absorptionscoefficienten a ausgedruckt, dessen Grosse fur Wasser und Chlornatrium- losungen im Abschnitt I bestimmt wurde. Unter solchen Ver- haltnissen ist nun die Menge der in 1 Minute durch 1 qcm Oberflache entweichenden Kohlensaure gleich CI oder gleich dem Producte der Dichtigkeit und des Evasionscoefficienten. Unseren Voraussetzungen zufolge muss wahrend eines der- artigen Gleichgewichtszustandes eine ebenso grosse Menge Kohlensaure pro Minute durch die Oberflache eindringen ; neiinen wir die Anzahl ccm Kohlensaure (O", 760 mm), die in einer Minute unter 760 mm Kohlensauredruck durch 1 qcm Oberflache eintritt, den Invasionscoef~~it.nten ( y ), so hat n i m

Diese Grosse ist in untenstehender Tabelle mittels der in den Abschnitten I u. 11 angefiihrten Bestimmungen fur Wasser und die angewandten Chlornatriumlosungen berechnet.

Tabelle den Invasionscoefficienten (n fl).

y = a p

OC

0 5 10 20 30 40

Wasser

0,132

0,137 0,137

0,136 0,127 0,122

6,85 Vol.-Proc. NRCl

0,OSO 0,086 0,090

0,092 0,089

0,093

0,039 0,039 0,040 0,039 0,039 0,038

Wir kommen spater auf diese Zahlen zuruck, urn den Ein- fluss der Temperatur auf die Werthe von a/? zu betrachten. Vorerst wollen wir versuchen, den Werth des Invasionscoeffi- cienten auf andere Weise zu hestimmen, die als Supplement der aus a und p berechneten Werthe dienen kann.

Invasions- und Evasionscoefficiente71. 51 7

Wir denken uns eine Fliissigkeit von constantem Volunien und constanter Oberflache in das Gefass A unseres friiher (p. 508) beschriebeneii Apparates gebracht. Die Fliissigkeit ist von Kohlensaure befreit, ebenso wie das iiber derselben stehende Gas. Zu gegebener Zeit, wird ein Strom reiner Kohlensaure unter dem Drucke P iiber die Oberflache geleitet, wahrend die Fliissigkeit bestandig so vollkoinmen wie mijglich gemischt wird. Nach Verlauf von t Minuten wird die Menge der in der Fliissigkeit enthaltenen Kohlensaure (2) bestimmt. Nennen wir wie oben (p. 507) die Evasionsconstante fur den angewandten Apparat 6 und diejenige Menge Kohlensaure, welche in der Zeiteinheit durch die gegebene Oberflache ein- tritt, G, SO haben wir, unter der Voraussetzung, dass Invasion und Evasion unabhangig voneinander vorgehen , folgenden Ausdruck fur die Verknderung der Kohlensauremenge der Flussigkeit :

d a = + b x d t + G d t , 1:

=J* , oder 0

G ist die Menge Kohlensaure, die in 1 Minute unter dem Drucke P durch die Oberflache s eintritt; der Invasions- coefficient ergiebt sich daher als

G 760 8 P

y = - . - .

Um y auf diese Weise experimentell zu bestinimen, wurde derselbe Apparat angewandt wie zu den Evasionsbestimmungen. Das Einbringen der Fliissigkeit in A , das Mischen mit Hulfe des Riihrers , die Regulirung der Temperatur im Wasserbade und die Bestimmung des Kohlensauregehaltes der Fliissigkeit am Schlusse des Versuches, dies alles wurde ganz wie friiher (p. 508 ff 1 beschrieben ausgefuhrt. Wenn das kohlensaurefreie Wasser in A eingebracht ist, leitet man vor dem Anfang der eigentlichen Bestimmung die Kohlensaure bei T ein (vgl. die Figur), wahrend der Quetschhfthn P den Eingang zum Kolben N sperrt, der bei diesen Versuchen nicht benutzt wird; das Gas wird in dem Bleirohr und in der Flasche Q er-

518 Ch. Boltr.

b

0,01787 { 0,02557 { 0,0448 {

warmt, wo es auch die rechte Wasserdampftension erhalt, worauf es durch den Hahn H aus der Rohre S austritt. Zu gegebener Zeit setzt man den Chronographen in Gang, wahrend zugleich der Hahn I€ so gedreht wird, dass die Kohlensaure statt durch die Rohre S, nun in den vorher kohlensaurefreien Raum A geleitet wird, in dem der Riihrer mit 250 Umdrehungen pro Minute in fortwahrender Bewegung bleibt. Das Barometer wird abgelesen, urn den Druck der Kohlensaure auf die Fliissig- keit in A zu berechnen. Beim Schluss des Versuches werdeii der Ruhrer und der Chronograph angehalten, und gleich dnrauf entnimmt man eine Probe der Fliissigkeit in A , urn den Kohlensauregehalt zu bestimmen.

Die nach dieser Methode angestellten Versuclie vrerden iinten angefiihrt. Ueberall bezeichnet T; das Volumen der Flussigkeit in Cubikcentimetern, s die Oberflache in Quadrat- centimetern, I'p die Temperatur in O C, t die Dauer des Ver- suches in Minuten, Y den T h c k der Kohlenskure wahrend des Ueberleitens in Millimetern Hg, und CO, die Anzahl der Cubikcentimeter Kohlensaure (O", 760 mm) in der gesamiiiten Flussigkeit beim Abschluss des Versuches, b ist die Evasions- constante fur den Apparat, aus den p. 515 angefuhrten Werthen des Evasionscoefficienten als b = (p . s/ Y ) berechnet, G' ist wie oben die pro Minute eindringende Kohlensauremenge und

a

0,5687 0,2351 = 2,419

= 2,466

0,4893 = 2,015 0,9875

C? 76@ y = -.- S P

Versuehe uber die I n v a s i o n der Kohlensaure i n Wasser . s iiberall = 19,56.

Nr. des Versucher

=

1' - -

86

86

92

93

93

=

TP

091

979

34,6

~ ~

42,9

43,2

=

t - -

15

15

15

15

15

=

I' ~ ~

758,7

759,4

716,3

698,8

697,l

=

CO, ~ ~

31,93

30,72

22,04

20,98

20,79

=

1' ~ ~

0,1239

0,1261

0,1095

0,1117

0,1111

Invasions- rind Evasionscoefficienten. 519

Versuche iiber die I n v a s i o n der Kohlensiiure i n e i n e C h l o r n a t r i u m - l i j sung von 6,85 Vol-Proc.

Q

0,1158 o,1647 - 0,7031 0,1156 o,1647 - 0,7019 0,2109

--

--

-= o,2776 0,7710

0,2135 0,2713 0,2650 -= 0,6972 0,3801

0,2668 0,3704

-- - 0,7871

-- - 0,7204

Nr. des Versuchee

Y

0,0362

0,0362

0,0407

0,0415

0,0385

0,0401

=

P- - -

92

92

93

93

93

=

TP - -

0

0

!1,9

13,3

13,O

=

t - -

15

10

15

15

15

- P

759,8

760,l

740,4

701,8

704,2

21,45

14,36

20,02

14,90

14,71

b

0,013,888 { 0,01388 { 0,03095 ( 0,04785 { 0,0476 {

0

0,2977 0,1879 - 0,1992 0,1296 - 1J537

0,6195 - 1,668 0,3714

0,7127 0,5120

0,6996 0,5103 1,371

--

-_ -

~- -

1,392 --=

__ =

- Y

0,OSlO

0,0786

0,0896

0,0771

0,0756

Versuche iiber die I n v a s i o n der KohlensBure i n e i n e Chlornatrium- 16sung v o n 19,93 Vol.-Proc.

Nr. des Versuchee

=

V - -

93

93

93

93

93

93

=

t - -

15

15

15,O

15

L5,5

15

- P - -

753,5

752,9

736,8

736,8

699,l

608,5

- co,

~ ~

9,65

9,63

9,95

10,12

8,59

8,65

b

~

0,0120 { 0,0120 { 0,0212 { 0,0211 { 0,03085 { 0,03085 {

Die solchergestalt gefundenen Invasionscoefficienten sollen, wenn unsere Voraussetzungen richtig sind, mit den oben als 01 [j bezeichneten Werthen iibereinstimmen. Dies ist denn auch, wie nachstehende Uehersicht zeigt, irn wesentlichen der Fall. Die Abweichungen scheinen keine bedeutenden , wenn die 811- gewandte, sehr verschiedene Bestimmungsweise beriicksichtigt wird. Man vergleiche in dieser Beziehung z. B. den oben an- gefuhrten Invasionsversuch mit Wasser von O o (Nr. l), wo die

520 Ch, Bohr.

091 9,9

34,6 43,l

Kohlensauremenge wahrend des Versuches nur yon Null bis zu 31 ccm ansteigt, mit den Evasionsversuchen p. 512, wo die Kohlensauremenge am Anfang des Versuches ca. 150 ccm, am Schlusse aber unter Umstanden noch 118 ccm betragt.

Beim Vergleichen der auf den beiden verschiedenen Wegen gewonnenen Resultate werden wir das Product des Absorptions- coefficienten und des Evasionscoefficienten mit 0: bezeichnen, wahrend der experimentell gefundene Invasionscoefficient y heisse. Obigen Versuchen und der Tabelle. p. 51 6 zufolge hat man dann :

Fur Wasser.

0,124 0,132 0,126 0,137 0,110 0,125 0,111 0,120

I

Bei den obigen, directen Bestimmungen von G wurden kurze Versuchszeiten angewandt, sodass die Flussigkeit am Schlusse des Versuches bei weitem den Sattigungspunkt nicht erreicht hatte; unter solchen Verhaltnissen erbalt der Fehler der Werthe van @ verhaltnissmassig geringen Einfluss auf die Resultate. So erhalt man beim Invasionsversuche mit Wasser Nr. 1, unter Anwendung des Werthes b = 0,0179, wie oben angefiihrt, die Bestimmung von y = 0,126; wird zur Be- rechnung des Versuches ein Werth voii 6 = 0,0200 angewandt, so erhalt man ebenfalls y = 0,126, wahrend 6 = 0,0300 macht, dass y = 0,135 wird. Dergleichen Veranderungen von 6 (oder p) wurden den Werth des Productes U P natiirlich in hochstem Grade verkidern. Unsere Versuche geben gute annabernde Uebereinstimmung des experimen tell bestimm ten Invasions-

Invasions- vnd Euusionscoefj'kienten. 521

coefficienten niit e p ; da bei der Bestimniung von ct von einer ruhenden Schicht der Oberflache nicht die Rede sein kann, muss es bei den Versuchen uber Invasion (und Evasion) mit unserem Apparat eiitweder gar keine solche geben, oder auch muss sie so gering sein, dass sie auf die numerischen Werthe der Coefficienten keine Bedeutung erhalt.

Wir schreiten hierauf zur Betrachtuiig der ilbhiingigkeit der Invasionscoefficientea von der Temperatur , wozu wir die p. 516 angefuhrte Tabelle uber u p benutzen. Fu r die 19,93proc. Chlornatriumlosung ist der Invasionscoefficient innerhalb der untersuchten Temperatur fast ganz constant; dagegen variiren die einer 6,85 proc. NaC1-Losung entsprechenden Invasions- coefficienten mit der Temperatur, indem der Werth fur O o der niedrigste, der fur 20° der hochste ist, hieriiber hinaus scheint der Coefficient bei steigender Temperatur abzunehmen. Mit Bezug auf Wasser findet man den Coefficienten zwischeii 0 und 20° fast constant; bei 30 und 40° ist er merkbar niedriger. Diese Resultate bleiben im ganzen wesentlich un- verandert, wenn man statt a! /I die experimentell gefundenen Werthe von y setzt, wie der Vergleich zwischen y und a!p (p. 520) zeigt.

Der Invasionscoefficient ist also fur sammtliche Flussig- keiten zwischen 5 und 20° ziemlich constant. Fur Wasser und die schmache Chlornatriumlosung zeigt die Temperatur ausserhalb der genannten Grenzen einen deutlichen, nber unregel- massigen Einfluss. Hierbei ist zu erinnern, dass dib Aeusserung der Wirkung der Temperatur auf den Invasionscoefficienten eine Combination von deren Wirkung auf die Fliissigkeit selbst uncl der Wirkung auf das Gas uber der Flussigkeit sein muss. Was letzteren Punkt betrifft, so liegt die Annahme nahe, dass die Invasion rnit der Anzahl der Stosse der Molecule gegen die Oberflache, also mit ( P / 2 ' ) . vT oder ( P / v q pro- portional ist, bei demselben Druck also mit fT umgekehrt proportional. Eine solche Relation zwischen der Temperatur und dem Invasionscoefficienten nachzuweisen, wird rnit unseren Versuchen schwer fallen, da diese sich nur uber 0-40' C. erstrecken, denn da fm= 16,52 und I%%= 17,41 ist, wurde der ganze Unterschied nur ein wenig iiber 5 Proc. des Werthes betragen. Hierzu kommt, dass eine solche Einwirkung

522 Ch. Bohr.

der Temperatur durch den zweifellosen Einfluss dieses Fac- tors auf die moleculare Constitution des Wassers, die von Eotv i i s und anderen Forschern') nachgewiesen ist , leicht unerkennbar werden kann. Hierauf beruht moglicherweise cler auffitllende Werth des Invasionscoefficienten bei 0 O der schwachen Chlornatriumlosung; denn dass die verschiedene Natur der Flussigkeit auf die Iiivasion Einfluss hat, ist aus der Invasion der Kohlensaure in Alkohol zu ersehen, die, wie ich in eineni spateren Aufsatze nachweisen werde, ca. 18 ma1 griisser ist als die Invasion desselben Gases in Wasser.

Was die Abhan.yigkeit des Invasionscoefficienten von u'em verschiedenen Gehalte der Pluss~ykei t an C?ilornatrium betrifft. so sieht man, dass er bei steigender Salzconcentration ab- nimmt. Bei Temperaturen zwischen 5 O und 20°, wo der In- vasionscoefficient fur eine einzelne Fliissigkeit constant ist, lasst sich eine einfitche Relation des Coefficienten zur Concentration (C) finden. Da die Invasion eine Wirkung auf die Ober- flache ist, wird es die Anzahl der Stllzmoleciile an der Ober- fliiche oder @ sein, die hier in Betracht kommt; wircl diese Grosse in Retreff der einzelnen Flussigkeiten ausgerechnet, SO

findet man untenstehende Werthe fur ?@ und y : 1 G , R 5 Vo1.-Proc. NaCl 3,607 0,090

19,93 Vo1.-Proc. NaCl 0,039

Hieraus sieht man, dass y eine geradlinige Function von pCz ist; wird diese Griisse als Abscisse und 7' als Ordinate aufgetragen und verbindet man die beiden Punkte y = 0,137 und y = 0,039 durch eine Gerade, so hat diese die Formel

y = 0,137 + VF. 0,01333,

und diese Gerade geht fast genau durch den dritten Punkt, den fur t F = 3,607 findet man aus der Formel y = 0,089 statt 0.090. Untersucht man, bei welcher Concentration clie

1) I n Bezug auf die hierher gehiirende Literatur erlaube ich m i l auf N e r n s t , theoretische Cliemie p. 263 nnd 314. 1898 zu verweiseii.

Invnsions- und Evasionscoefficienten. 523

Invasiori aufhort, indem man in obiger Gleichung y = 0 setzt, so erhalt man ps = 10,288, was einer Concentration von 10,288’;2 = 32,95 entspricht. Diese Zahl ist nur wenig grosser als diejenige, welche fur die Concentration einer vollig ge- sattigten Chlornatriumlosung bei 15 O gefunden wird, und weiche nach E ta rd ’ ) 32,23 ist. Das Verhaltniss ist also dasselbe, das eintreten wurde, wenn die fur die Invasion disponible GrGsse der Oberflache proportional mit der Anzahl der Salz- molecule an der Oberflache der Flussigkeit abnahme, sodass sie fast 0 wiirde, wenn die Flussigkeit mit Salz gesattigt wurde. Der Umstarid, dass der Invasionscoefficient ( y ) in einer gesattigten Salzlosung sehr klein wird , braucht selbst- verstandlich nicht zu bedeuten, dass der Absorptionscoef6cient (a) im namlichen Maasse gering wiirde; denn da u = r / p ist und da auch der Evasionscoefficient (p) bei steigender Con- centration stark abnimmt (vgl. p. 515), lasst sich hieraus nichts iiber die Grijsse von cc sagen. Ein vorlaufiger Versuch zeigte, dass der Absorptionscoefficient einer gesattigten Salzauflosung von 12 O nach vierstundiger Durchleitung trockener Kohlen- saure gleich 0,32 war.

Im $bschnitte I erwahnten wir, welche Bedeutung es habe, dass das Gas, welches zur Bestimmung des Absorptions- coefficienten durch das Wasser geleitet wird, genau bis zur Temperatur des Wassers erwarmt werde, bevor es in dieses eintrete. Dein Obigen zufolge wird die Nothwendigkeit dieser Maassregel deutlich sein. Wenn das in die Fliissigkeit ein- geleitete Gas geringere Temperatur und folglich geringere Wasserdampftensim als die Flussigkeit hat, so werden die die Gasblase umgebenden oberflachlichen Schichten der Fliissig- keit abgekuhlt; da es sich nun bei der Invasion und Erasion gerade um die Temperatur der oberflachlichen Schichten handelt, und da die Evasion im Vergleiche mit der Invasion, die fast constant bleibt, sich niit der Temperatur stark yeraiidert, so wird der Absorptionscoefficient sogar bei einem geringen Tempe- raturunterschiede zwischen dem eingeleiteten Gase und dem Wasser, sollte ein in letzterem angebrachtes Tberniometer

1) Nach L a n d o l t u. BBrnstein’s Tabellen p. 241. 1594.

524 Ch. Bohr.

auch keine Schwankungen zeigen) sich lnerkbar beeinflussen lassen.

Mit Bezug auf dis Zeit, die erforclerlich ist, urn die Sattigung des W assers mit Kohlensaure mit hinlanglicher An- naherung eiiitreten zu lassen, ist Folgendes zu bemerken. Die Formel fur die pro Minute bei 780 mm Druck eintretende Gasmenge G , die sich p. 517 angefuhrt findet, ergiebt, wenn man sich erinnert, dass G = y s , = y und b = s (31 Y sind,

ist diejenige Menge Kohlensaure, die sich in Y Volumen Wasser zur Zeit t findet. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Sattigung erreicht wird, ist, wie zu ersehen, von dem Verhaltnisse der Oberflache zum Volurnen und von tlem Evasionscoefficienten abhangig ; es wird besfandig voraus- gesetzt, dass die Flussigkeit .rollkommen gemischt wird.

Bei unserein Appttrate war s / Y fast gleich +; nach- stehende Tabelle giebt das Sattigungsprocent (vollige Satti- gung = 100) fur 00 und 40' fur s/ Y = 6 von Stunde zu Stunde; man sieht, wie die Zeit zum Erreichen der annahern- den Sattigung bei O o bedeutend langer sein muss als bei 40°, wie dies schon bei den Bestimmungen im Abschnitte I er- wahnt wurde.

Absorption Dauer der /uy Siittigungs- 1%-oc.

in Sturiden

67,7 84,2 93,s 97,5 99,o 99,9

93,70

99,98 Y9,60

100,oo

Den in dieser Abhandlung entwickelten Voraussetzungen zufolge ist (1) U P = 7 ,

Invasions- and Evasionscoefficienten. 525

wo a , /3 und y die Coefficienten bez. der Absorption, der Evasion und der Invasion sind.

p = c ( T + n,) ist, wo c und n1 Constanten sind, erhalt man durch Einsetzen in Gleichung (1):

Da nach p. 515

( 2 ) a ( T + 72,) = y / c . 1st y constant , wie dies fur die untersuchten Fliissig-

keiten zwischen 5O und 20° der Fall ist, so ist die Formel ( 2 ) identisch mit der fruher von mir aufgestellten Formel: (3) a ( / ' + nj = K .

Die Bedeutung der letztgenannten Gleichung. sowohl ihre allgemeine Giiltigkeit fur die Absorption verschiedener Gase als ihre Begrenzung auf engere Temperaturintervalle, ist hier- durch verstandlich geworden, indem die Constante n dem n1 der Gleichung (2) nuinerisch entspricht ~ und also die Tempe- ratur giebt, bei welcher die Evasion = 0 ist, wahrend die Formel nur fur ein Temperaturintervall gilt, bei welchem der Invasionscoefficient constant ist.

Wird BUS den im Abschnitte I fur Wasser und Kohlen- saure gegebenen Absorptionscoefficienten fur 5 O und 20 O der Werth der Constanten in der Formel (3) ausgerechnet, so er- halt man: (3) OZ(/'+ 253,93) = 34,26.

In der Gleichung (2) ist y fur Wasser zwischen 5 O und 20° = 0,137, wahrend /? die Formel

hat. Durch Einsetzen dieser Werthe wird die Formel ( 2 ) : @ = 0,00381 (T- 252,7)

(2) a ( T - 252,7) = 35,95. Da p und y einerseits, CI andererseits durchaus getrennt

und nach verschiedenen Methoden bestimmt sind, giebt die fast vollige Uebereinstimmung der beiden Formeln untereinander uns eine fernere Stutze fur die Richtigkeit der zu Grunde liegenden Theorie.

(Eingegangen 12 Msi 1899.)