6 08

8. Ist die MagmetisierungsxaM der Edsen- umd Mangansalxlbeumyem abh&nyig von der Teld-

stdrke? vom A d o l f E e y d w e i l l e r .

1. Einleitung.

Die Frage nach der Konstanz der Magnetisierungszahl oder Suszeptibilitat der Salze magnetischer Metalle im festen oder gelasten Zustande kann noch nicht als entschieden gelten. Zwar sind die meisten Forscher, welche sich neuerdings damit beschaftigt haben, zu eiuer bejahenden Antwort gekommen, so z. B. H. d u Bois'), J. S. Townsenda) , G. J a g e r und St. Meyer.7 Indessen ist einmal in diesen Arbeiten die Feld- starke immer nur innerhalb engerer Grenzen (hochstens im Verhaltnis 1 : 20) geandert worden, wahrend doch Anderungen im Verhtiltnis von 1 : 400 000 (0,l-40 000 C.G.S.-Einh.) zur Verfiigung stehen und in den verschiedenen Arbeiten auch angewandt worden sind, und es ist no& die Frage, ob bei so starker Variation die Konstanz sich noch bewahrt; sodann liegen bei kleinsten Feldstiirken unter 1 C.G.S.-Einh. bisher nur zwei Untersuchungen mit widersprechenden Ergebnissen vor, namlich die yon Si low einerseits3, G e r o s s und Finz i6) andererseits, die beide im Bereich von 0,l-1 C.Q.S.Einh. Feldsttrke betrkhtliche hderungen der Magnetisierungszahlen finden, aber in verschiedenem Sinne. Wahrend Er. Silo w nach zwei verschiedenen Methoden bei Ferrichloridlosungen ein Maximum der Magnetisierungszahl bei Feldstarken zwischen 0,3 und 0:4 C.G.S.-Einh. und Anderungen der Magnetisierungs- zahl im Verhiiltnis 1 : 5 findet, konnen die Herren Gerosa

1) H. d u Bois , Wied. Ann. 36. p. 153. 1888; H. du Bois u.

2) J. S. T o w n s e n d , Phil. Trans. 178.A. p. 533. 1896. 3) G. J i i g e r u. St. Meyer , Sitzungsber. d. k. Akad. d. Wissenscb.

zu Wien 106. (IIa) p. 594, 623. 1897; 107. (11s) p. 5. 1898; St. Meyer , Wied. Ann. 69. p. 236. 1899.

4) P. Si low, Beibl. 3. p. 810. 1879; Wied. Ann. 11. p. 324. 1880. 51 C. G. G e r o s a u. G. F i n z i , Atti dei Lincei (4) 6. p. 494. 1890.

0. L i e b k n e c h t , Ann. d. Phys. 1. p. 189. 1900.

Abhangigkeit der Magnetisietungszahl etc. von der Feldstarke. 609

und F i n z i zwischen 0,15 und 1,l C.G.S.-Einh. Feldstarke nur Anderungen feststellen, die einer Zunahme der Magnetisierungs- zahl im Verhaltnis von hachstens 4 : 5 bei einer verdllnnten, von 10 : 11 bei einer konzentrierteren FerrichloridlBsung ent- sprechen. Bei dieser Sachlage scheint eine erneute Prufung der Frage nach den eben erwahnten beidell Richtungen hin geboten.

Die vorliegende Arbeit zerfallt demgemilS in zwei Teile, deren erster eine Revision der Ergebnisse von Si low und G e r o s a und F i n z i bezweckt, wahrend der zweite die Kon- stanz der Magnetisierungszahlen in dem ganzen der Messung znganglichen Feldstbkenbereiche priift. Die Versuche des ersten Teiles sind von Hrn. 0. Wylach ausgeftihrt worden.’)

2. Wiederholung der Vereuohe von Silow.

Von den beiden Methoden, die Hr. Silow benutzte, be- ruht die erste auf der Anderung der magnetischen Kriifte, wenn an Stelle von Luft eine magnetische Losung als Zwischen- medium eintritt. Diese Methode ist yon den Herren G e r o s a und F i n zi wiederholt worden, die indessen keine befriedigen- den Resultate mit ihr zu erzielen vermochten. Es wurde daher auch die zweite Methode von Silow, bei der eine Induktions- wage zur Verwendung kam, einer Nachprufung nnterzogen. Die Versuchsanordnung schlol3 sich zunachst an die von S i lo w an, ergab aber so ebenfalls keine brauchbaren Ergebnisse. Die Schuld lag an dem nach Silows Angaben gefertigten rotierenden Un terbrecher oder Disjunktor, der infolge starker Quecksilberverspritzung nicht auf die zur Beobachtung erforder- liche Zeit zu einem regelm&Bigen Funktionieren zu bringen war. Die Sache besserte sich erst, als er durch den von Hrn. Hims ted t angegebenen und bei seiner Ohmbestimmung be- nutzten Disjunktor ersetzt wurde. Abweichend von S i lo w wurden sodann zwei gleiche Rollenpaare, be~tehend aus einem langen auf einem Glasrohr gewickelten primaren Solenoid mit einer Windungslage und einer kurzen weiteren induzierten Rolle mit etwa 4500 Windungen eines feinen Kupferdrahtes und etwa

1) Ausflihrliches dariiber wird sptiter mitgeteilt werden. 2) F. Himstedt , Wied. Ann. 22. p. 276. 1884.

Annalen der Pbgsik. IV. Folge. 12. 39

610 Ad. Heydtoeiller.

800 Ohm Widerstand beiiutzt. Diese wurden in hinreichendem Abstand voneinander mit vertikalen Achsen aufgestellt , und die Stromstiirke in den Piimhrollen nicht zwischen dem jedes- maligen Maximalwerte und Null variiert, sondern zwischen ersterem und einer Stromstilrke. die zur Kompensation der erdmagnetischen Vertikalintensitat in der Rolle diente. Die Sekundarrollen waren so geschaltet, daB die Induktionsstrome entgegengerichtet waren und sich bis auf einen kleinen Bruch- teil, der nach jedem Versuche neu hestimmt wurde, kompen- sierten. Es wurde die Anderung der resultierenden Induktions- wirkung beim Einbringen der magnetischen Losungen in das eine oder das andere der von den Primkspulen ulnwickelten Glasrohre bestimmt , wobei mit dem Umfullen in geeigneter Folge gewechselt wurde. Die so erhaltene relative -4nderung der Induktionswirkung multipliziert mit dem Verlialtnis der Differenz der lnduktionswirkungen beider Rollen zur Induktions- wirkung einer derselben gibt bis auf ein Korrektionsglied die mit 4 n multiplizierte Magnetisierungszahl der betreffenden Losung. llieses Korrektionsglied riihrt daher, da6 nicht der ganze Querschnitt der Primarspulen von der Losung ausgefullt werden kann, sondern davon ein der Dicke des Olases und der Isolierschiclit des Drahtes entsprechender Bruchteil in Abzug kommt, und es ist gleich dem VerhZiltnis des von dem blanken Drahte umschlossenen Querschnittes zu dem von der Losung erfiillten inneren Querschnitte des Glasrohres, gleich 1,17.

Zur Messung diente ein d u Bois-Rubenssches Kugel- panzergalvanometer mit dem schweren Magnetgehange und den Rollen von ziisamlnen 4000 Ohm Widerstand. Es hat sich aufs beste bewahrt. Vorsicht ist bei diesen Versuchen nur geboten wegen der bei starkeren lnduktionsstromen leicht eintretendan Anderung in dem Magnetismus der Galvanometer- magnete, die sich dnrch Anderung der Nulllage bemerklich macht; Versuche, bei denen das vorkam, wurden verworfen, und es wurden aus diesem Orunde nur SchlieBungsinduktions- strome durch das Galvanometer geschickt. Es war dadurch den Versuchen eine obere Grenze fur die zu verwendenden Feldstarken gesetzt. Es ist zu vermuten, daS diese Fehler- quelle neben dem unregelmaBigen Gang des Unterbrechers und Anderungen der Kompensation Hrn. S i lo w s Versuche

dbhangigkeit der Magnetisierungszahl etc. von der PeZdstarke. 6 1 1

beeinflufit hat, und seine merkwurdigen, durch die vorliegenden Qersuche ebensowenig, wie durch die der Herren Gerosa und F i n z i bestatigten Ergebnisse dadurch zu erklaren sind.

Die verwendeten Feldstarken ergeben sich aus der Win- dungszahl der Primarrollen und der mit einem Wes ton- Milliampbremeter von Siemens & H a l s k e gemessenen Strom- starke i in MilZiampe're gleich 62,5. i C.G.S.-Einh.

Die folgende Zusammenstellung (Tab. 1) gibt die spezifischen Gewichte s der verwendeten LGsungen bei den beigesetzten Temperaturen, den Gehalt an g-Mol. in cm3 Y, entweder BUS

dem spezifischen Gewicht oder durch Analyse (vgl. p. 61 i ) be- stimmt , die Feldstarken in C.G.S.-Einheiten und die nach obigen Angaben ermittelten Werte der Magnetisierungszahlen x.

In einigen der Reiheii scheint die Magnetisierungszahl mit wachsender Feldstarke etwas zu sinken; indessen wird das wohl auf Beobachtungsfehler zuruckzufuhren sein; die Un- sicherheit der Versuche nimmt mit wachsender primarer Strom- stiirke zu, indem einerseits der Gang des Disjunktors unregel- maBiger wird, und andererseits die Ruhelage des Galvanometers schon kleine Abweichungen nach jedem Versuche zeigt; es war das namentlich bei den ersten Versuchsreihen der Fall; spater gelang es, etwas gro6ere RegelmaBigkeit zu erzielen.

Auf alle Falle zeigen die Versuche, dab die von Silow beobschteten grofien Anderungen der Magnetisierungszahl bei diesen schwachen Feldstarken in Wirklichkeit nicht vorhanden sind, und da6 im Gegenteil die Magnetisierungszahl in dem Feldstarkeintervall von 0,l-1,2 C.G.S.-Einh. bis auf hochstens 10 Proz. konstant bleibt. Kleinere Anderungen sind hingegen iiicht ausgeschlossen, drt sie durch die Versuchsfehler verdeckt sein konnen.

Die Mittelwerte yon x , die sich aus den Versuchen er- geben, durften auf einige Prozente genau sein; eine Ausnahme macht nur der Wert bei FeSO,, da hier wegen des geringen Betrages dieser Griifie sowohl die sehr weit getriebene Kom- pensation, wie auch die Anderung der Ausschlage bei Ein- fuhrung der Lasung nur mit sehr mIBiger Genauigkeit be- stimmt werden konnten, so dab der Mittelwert von x wohl um 10 Proz., vielleicht auch noch etwas mehr fehlerhaft sein kann.

39*

612 Ad. Heydweillm.

0,369 0,561 0,681 0,943

Tabelle 1.

37,0 35,6 35,4 35,5

FeCI,. FeCI,. MnCl,. s = 1,435 bei 12O, Y = 3,62. 10 -3.

s = 1,226 bei 11 O,

= i,8i . lo -3 . s = 1,390 bei 20,5O, Y = 3,36. 10-9.

0,500

1,lO 0,788

Feldstirke x . lo6

0,175 0,344 24,9 0,481 24.8

0,913 24.0 1,15 1 24,4

0,631 24,7

10,19 9,27 9,77

~

Feldsttirke 1 i( . lo6

0,081 50,l 0,188 1 50,6 0,294 50,3 0,363 1 48.2 0,500 47,O

. __

1,09 1,23 I 45,6

Mittel: 48,2 .~

. .- .. ~~

Feldstiirke I x . lo6 - -

0,202 0,376 0,550 40,0 0,763 40,3 0,95 1,14

Mittel: 40,3

FSCS0,k. FeSO,. MnSO,. Saure LGsung.

Y = 1,161.10-3. s = 1,609 bei 10,8O, Y = 3,96 . 10-3.

s = 1,428 bei 18,5", Y = 3,31 . 10-9.

Feldattirke I x . loE 0,181 1 39,9 0,363 , 38,O

0,669 1 36,8 0,97 I 37,2 1,13 I 36,3

Mittel: 37,9

0,369 39,3

-- Mittel: 9,79

F%(SO,b. Saure LBsung.

Y = 2,64. 10 -9. ___-.

Feldettirke

0,187 0,374 0,625

-~

Mittel: 30,3

Mittel: 36,O

Abhangigheit der Magitetisierungszahl etc. von der Feldstarke. 6 13

3. Die h d e r u n g der Magnetisierungszahlen bei groBer Anderung der Feldatiirken.

Es diirfte kaum moglich sein, eine einzige Methode fur die Bestimmung der Abhiingigkeit der Magnetisierungszahlen von Salzlosungen in dem ganzen zuganglichen Feldstiirke- bereich von 0,l bis 40000 C.G.S.-Einh. anzuwenden; die in starken Feldern brauchbaren Methoden sind fur schwache Feldstarken nicht empfindlich genug, und bei den fur letztere benutzten lnduktionsmethoden lassen sich keine sehr hohen Feldstarken erriichen.

Nach den verschiedenartigen Methoden liegt aber bereits. ein groSes Beobachtungsmaterial zahlreicher Forscher vor, das gestattet i n , die Prufung der Frage einzutreten. Am besten untersucht sind die Sulfate und Chloride des Eisens, sowie Manganosulfat und -chlorid, und unter diesen wiederum liegen fur FeCl, nnd FeSO, die meisten absoluten Bestimmungen der Molekularmagnetismen in Losung vor. Die folgende Tab. 2 enthalt eine Zueammenstellung dieser Bestimmungen, die zum groSen Teil auf Neuberechnungen beruht.

Die Bestimmungen der verschiedenen in erster Kolumne stehenden Beobachter sind nach aufsteigenden FeldsUrken - in zweiter Kolumne in C.G.S.-Einheiten angegeben - geordnet, die dritte und vierte Kolumne bringt die Molekularmagnetismen, wie sie sich aus den heobachteten Magnetisierungszahlen x1 der Losungen vom Prozentgehalt p und der Dichte s, dem Molekulargewicht M des gelosten Korpers , der Magnetisierungs- zahl des Wassers x, nach der Formel ergeben:

100 - p X I - ___ MX,. 100 M x = - -

P S P Darin ist xs = - 0,75.10-6 als Mittelwert der bisherigen Be- stmmungen angenommen worden. Der Prozentgehalt p ist, sofern nicht direkte Bestimmungen vorliegen, wie bei To wnsend, Arnd t sen , L i e b k n e c h t und Wil l s , aus dem spezifischen Gewicht berechnet worden, und zwar nach den Tabellen von H a g e r l ) fur FeCI, und von H. Schiff,) far FeSO,; das gilt _____

1) G.T.Gerlach, Fresenius’Zeitschr. f. analyt.Chem. 27. p.278.1888. 2) €I. Schiff, Ann. Chem. Pharm. 110. p. 73. 1877. Dessen Werte

stimmen beseer mit eigenen Bestimmungen als die von Gerlach, die in Landol t n. Barnsteins Tabellen angefIihrt sind.

614 Ad. Heydweiller.

auch fur die Bestimmungen von G. J a g e r und St. Meyer an FeCl,, da deren eigene Gehaltsangahen (ebenso auch fur FeCI,) ohne Zweifel irrtiimlich sind; sie sind weder mit den Tabellen von H a g e r , noch mit Bestimmungen von A r n d t s e n , E a t o n und solchen, die hier vorgenommen wurden, in Uber- einstimmung zu bringen. T o wu s e n d gibt seine Versuche- ergebnisse in der Form

1 0 7 ~ ~ = K . ~ - 7,7, woriii x1 die Magnetisierungszahl der Lasung, w der Eisen- gehalt in g pro cm3, -7,7 als Magnetisierungszahl des Wassers angenommen und K eine Konstante ist, aus der sich der Molekularmagnetismus des gelosten Salzes durch Multiplikation mit dem Atomgewicht des Eisens 55,9 und mit 10-7 ergibt.

Die Beobachtungen sind , soweit erforderlich und Tem- peraturangaben vorliegen, auf 18O reduziert mit Hilfe der von G. J i lger und S t. Mey e r bestimmten Temperaturkoeffizienten.

Beobach ter

Wylsch Townsend l) Arndtsen *)

v. Ettingshausen*) Lombardi ')

Konigsberger 7 Quincke 6,

JSger u. Meyer') Liebknecht u. Wills8)

T a b e l l e 2. ~

10' x Feldstlrke I C.G.S.-Einh. I F~SO, __ ,

0,l-1 1 9,l 1-9

3,5-70 14-77 70-600 2000

6000-12500 LO 000- 18 000 18 000 -40000

11,2 10,8

11,l 12,l

-

13,5 12,4 12,7

FeCl,

13,7 14,7 13,9 13,9 14,3 14,9 15,O 13,6 13,5

- ~~ -~ ~

_~ X - F&O, x - FeCI,

0,664 0,762 0,777

0,7i6 0,812

~~

-

0,900 0,912 0,942

1) J. S. Townsend, Phil. Trans. 187. A. p. 533. 1896. 2) A. Arndtsen, Pogg. Ann. 104. p. 603. 1858. 3) A. v. Ett ingshausen, Wied. Ann. 17. p. 304. 1882. 4) L. Lombardi, Mem. di Torino (2) 47. p. 1. 1897. 5) J. Konigsberger , Wied. Ann. 66. p. 698. 1898. 6) G. Quincke, Wied. Ann. 24. p. 347. 1885. 7) G. Jtiger u. St. Meyer, Sitzungsber. d. k. Akad. d. Wissensch.

8) 0. Liebknecht u. A. P. W i l l s , Ann. d. Phys. 1. p. 178. 1900. zu Wien 106. 11. p. 594, 623. 1897.

Abhaiigigheit der lMagiieCisierungszah1 etc. uon der Fddstarke. 6 15

Bei der Diskussion dieser Ergebnisse ist zunachst zu berucksichtigen, daB die absoluten Werte mit einer betracht- lichen Unsicherheit behaftet sind. Bei den meisten Bestimmungen spielt die Schwierigkeit der Feldstarkemessung eine Rolle ; Hrn. Townsends absolute Werte beruhen auf der Vergleichung der sehr verschiedenen Selbstinduktionen zweier Drahtrollen, deren Verhaltnis (2 . lo8: 70) durch Rechnung bestimmt wird - ein bekauntlich recht unsicheres Verfahren -, die Zahlen der Herren L i e b k n e c h t und Wil l s hhngen von dem absoluten Werte der Magnetisierungszahl des Wassers ab, der nach den verschiedenen neueren Bestimmungen noch zwischen - 0,65 und -0,83.10-6 schwankt, Hrn. Quinckes Werte auch fur die anderen Salze sind durchweg um 6-15 Proz. grotler als die der anrleren Beobachter und zeigen auch in den Einzel- bestimmungen sehr starke Abweichungen, die bis zu 20 Proz. gehen. Hr. L o m b a r d i gibt selbst seine absoluten Werte nur als naherungswcise richtig an. Berucksichtigt man dies, so wird man aus der obigen Zusammenstellung den SchluB ziehen durfen, daB der Molekularmagnetismus des FeCI, in dem ganzen Feldstiirkenbereiche von 0,l bis 40 000 C.G.S.-Einh. eine wirk- liche Konstante ist. I n der Tat, macht man die Probe, indem man die Mittelwerte fur Feldstarken unter 1000 und iiber 1000 C.G.S.-Einh. nimmt, so findet man aus den ersten fiinf rler obigen Bestimmungen den Wert 14,lO und aus den letzten vier 14,20, der von jenem nur urn 0,7 Proz. abweicht.

Anders verhalt es sich bei FeSO,; hier geben die ersten vier Bestimmungen den Mittelwert 10,55, die letzten vier den urn 20 Proz. grotleren Wert 12,67, und selbst wenn man den ziemlich unsicheren Wylachschen Wert (vgl. p. 611) fortllbt, bleibt der Unterschied der Mittelwerte, 11,03 und 12,67, noch immer .15 Proz., also bedeutend mehr, als beim FeC1,: was bei der Gleichartigkeit der Beobachtungen wohl kaum auf Beobachtungsfehlern beruhen kann. Ohne die W erte von Wylach und E t t i n g s h a u s e n liegt der Mittelwert fur FeC1, in schwachen Feldern, 14,30, etwas uber dem in starken Feldern.

Deutlicher tritt das Anwachsen des Molekularrnagnetismus beim FeSO, mit steigender Feldstarke in den relativen Werten, bezogen auf den Molekularmagnetismus des FeCI, gleich 1

61 6 Ad. Heydweiller.

hervor, da bei diesen ein groBer Teil der Bestimmungsfehler, die den absoluten Werten anhaften, herausfallt, wie die letzte Zahlenreihe der Tabelle zeigt, die ein fast ganz regelmiibiges und kontinuierliches Ansteigen aufweist.

Bei der Ausdehnung unserer Betrachtungen auf die anderen oben genannten Salze ist daher zweckmaBig, diese letztere Darstellungsweise der relativen Molekularmagnetismen, bezogen auf FeCl, gleich 1, zu wahlen. Man hat dabei noch den Vor- teil , das hier schon spilrlichere Beobachtungsmaterial noch durch die relativen Bestimmungen von G. W i e d e m a n n l) ver- mehren zu konnen, die in mittleren Feldstarken (nach den Angaben von Wiedemann darf man sie der GroBenordnung nach zwischen 1 0, und los C.G.S.-Einh. schltzen) ausgefiihrt sind.

Da indessen die Beobachtungen in schwachen Feldern noch sehr diirftig sind - au6er den obigen, nicht sehr sicheren Bestimmungen von Wylach kommen hier nur noch die von Townsend an FeCl, und Fe,(SO,), in Betracht -, so sind sie noch durch weitere relative Messungen erganzt worden.

Die hierbei verwendete Methode, die an anderer Stelle genauer beschrieben wird , beruht auf der Bestimmung der Anderung, welche die Selbstinduktion einer Drahtspule durch Einflihrung der magnetischen Salzlosungen eflahrt. Die Mes- sung geschieht nach Maxwells Methode in der When t s tone - schen Briicke mit dem Telephon als MeBinstrument.

Bei gleichem Volumen und gleichem Querschnitt der ein- gefiihrten Substanzen verhalten sich ihre Magnetisierungszahlen wie die Verschiebungen des Schleifkontaktes auf dem Briicken- draht. Bringt man bei Lasungen dann noch eine Korrektion fiir den Wassergehalt, deren Betrag sich aus Beobachtungen an Ferrichloridlosungen von bekanntem Gehalt und aus dem M olekulargewicht und Prozentgehalt der betreffenden Losung berechnen la&, und dividiert den korrigierten W ert der Ver- schiebung durch die Zahl der g-Mol. in cm3-Losung, so erhalt man Zahlen, die den Molekularmagnetismen proportional sind.

Der Gehalt der Losungen wurde teils durch die Her- stellung, teils durch das spez. Gewicht ermittelt, und wo sich

1) G. Wiedemann, Pogg. Ann. 126. p, 8. 1865.

Abhanpigkeit det Magnetisierungsrahl etc. von der Feldstarke. 6 17

Zweifel ergaben durch Analysen kontrolliert , die Hrn. Prof. G . K a s s n e r zu verdanken sind; diese Analysen wurden aua- gefuhrt bei Lasungen von FeCI,, FeCl,, FeSO, (sauer), MnSO,.’) Bei Fe,(SO,), und MnCl, ergaben die Herstellung und das spezifische Qewicht nach L a n d o l t und Borns t e ins Tabellen gut ubereinstimmende Werte fur den Gehalt.

Die nachfolgende Zusammenstellung (Tab. 3) gibt die spezifischen Gewichte s der Liisungen bei den nebenstehenden Temperaturen bezogen auf Wasser von 4 O, den Prozentgehalt p , die Zahl der g-Idol. im cm3 v, die Verschiebungen des Schleif- kontaktes 6 in cm, die den Magnetisierungszahlen proportional sind, korrigiert auf 18 O1 die fur den Wassergehalt korrigierten Werte 8, die den Magnetisierungszahlen der gelosten Salze proportional sind und die den Molekularmagnetismen der letzteren proportionalen Werte a’/ v ; endlich sind den Mittel- werten der letzteren noch die auf den Molekularmagnetismus von FeC1, gleich 1 bezogenen Werte hinzugefugt.

7,82 10,23

T a b e l l e 3.

4,23 4,12

S

FeCI, 1,228, 19,5O 1,303, 17,2’ 1,303, 17,2 1,312, 16,5O

FeCl, 1,307, 18,0°

1,317, 16,5O 1,411, 16,O

-

c

P

24,6 31,O

31,7 31,o

29,l

29,9 36,2

-

- 108. Y

1,85 2,49 2,49 2,54

3,oo 3,oo 9 3,lO 4,03

- 4 8

7,60

10,64 10,58

10,03

9,91 9,83

10,24 13,20

d ’ l - d’

10,Ol 3,34 9,93 1 3,31

10,35 3,34 13,38 1 3,32

~

FeCl FeCI, Mittel: 3,33 --A = 0,793

1) Die Analysen ergaben auch die ausreichende Reinheit der von M a r q u a r t in Beuel-Bonn bezogenen Salze; die analysierten Lasungen waren die auch von Hrn. Wplach benutzten.

2) Saure LGsung (in 4-15 proz. Slmre).

618

S

MnCI, 1,338, 15,6O 1,338, 15,6O 1,342, 17,0°

Fe,(SO,), - ._

1,331, 19,5O 1,331, 19,5O

FeSO,

1,184, 15,5O 1,161, 15,O" 1,159, 21,7O 1,184, 15,0° 1,237, 15,6O

-

MnS0, 1,269, 19,0° 1,306, 16.5''

- -

1,351, 17,0° 1,405, 16,O" 1,458, 14,1° 1,458, 14,1°

Ad. Heydweillet . Tabelle 3 (Fortsetzung).

32,5 32,5 32,8

25,O 25,O

29,5 29,5

- - 16,7 - -

15,8

23,9 26,8 - - 29,9

36,9 36,9

33,4

3,45 3,45 3,50

1,69 1,69 I)

1,97 1,97

1,109' 1,123 1,129 1,130 1,131 1,292

2,Ol ? , ? I 2,31 ') 2.31 ') 2,67 3,lO

3,57 3,57

- 61s

15,14 14,68 14,55

6,42 6,72

6,16 6,42

3,58 3,50 3,67 3,54 3,63 4,22

7,59 9,21 9,OY 8,53

10,67 10.95 13,02 13,35

i -

15,28 1 4,42 14,82 I 4,29 14,69 1 4,20 _-

MnCl FeCI,

Mittel: 4,30 ~ -I = 1,024

6,37 3,23 6,63 ~ 3,37

Mittel: 3,30

3,78 3,70 3,87 3,74 3,83 4,45

3,41 3,29 3,42 3,31 3,39 3,44 __

Mittel: 3,38 ~ Fes04 - - 0,805 FeCl,

7,80

8,30 8,74

10,86

13,23 13,56

5,4?

11,17

3,89 3,64 3,59 3,86 4,06

3,70 3,50

3,t10

- MnSO, FeCI, hIit.te1: 3,77 - = 0,897

1) Saure Losung (in 4-15 proz. Slure).

Abhiiyigkeit der Magnetisietunpzahl etc. von der Fehi4irhe. 61 9

Bei FeCI,. FeSO,, MnSO, und Fe,(SO,), wurden neben den Lasungen in Wasser auch solche in Sgure untersucht, die in der Tabelle besonders angemerkt sind; der Gehalt wurde durch Analyse oder Herstellung bestimmt. Bei den ersten drei Salzen war kein merklicber Unterschied zwicben den sauren Losungen und den frisch h g e s t e l l t m Losungen in Wasser festzustellen. Beim Ferrisulfat hingegen tritt die schon von 0. Wiedemann bemerkte und auf Rildung von kolloidalem Eisenoxyd zurilckgefithrte Verminderung des Mole- kularmagnetismus in der wasserigen Losung auf. Die saure Losung entbielt etwa 3 iquivalente H,SO, auf 1,7 -$quivalente

Fe,(SO,),; bei einem solchen Gehalt ist der Prozentsatz des kolloidalen Eisenoxyds zu vernachlassigen. - Bei Ferri- chloridlasungen iindert nach G. Wiedemann l) ein Silure- zusatz den Molekularmagnetismus nicht merklich.

Die folgende Tab. 4 gibt nun die auf FeC1, bczogenen Werte des Molekularmagnetismus der erwilhnten funf Salze fur verschiedene Feldstiirken.

0,77 0,79 0,84

0,85

0,85

-

T a b e l l e 4.

- 1,02 0,98 1,11 1,07

1,09

Beobachter

Wylach l’ownaend

Hcydweiller G. Wiedemann

Piaggeeiq Quincke JBger

u. Meyer ) LFb$;;:t }

Feldeurke C.G. S.- Einh.

0,l-1 1-9 < 15

100-10OOca 2000-5000 6000-12500

0 000- 18 000

8 000- 40 000

I -

1) G. W i e d e m a n n , Wied. Ann. 6. p.59 u. 61. 1878. 2) In etsrk saurer Liisung. 3) G. P i a g g a s i , N. Cim. (5) 4. p. 247. 1902. Die Werte erscheiiien

wegen groJ3er und UnregelmiiSiger Abweichungen voneinander namentlich bei FeCI, und FeSO, wenig zuver lk ig und aind daher auch in die Tab. 2 nicht aufgenommen, auch die Angaben iiber Prozentgehalt und epeeifkhee Qewicht etimmen durchweg echlerht iiberein; die letzteren aind den obigen Berechnungen zugrunde gelegt.

- _ _ _ I - MnSO, L F Z

- - .- -

0,81

0,90

I ,lo 1,lS

I ,10

-

0,97

1,14

620 Ad. Heydwciller . Wenngleich einzelne Werte aus der regelmagigen Reihe

herausfallen, so erkennt man doch in allen diesen Zahlen denselben Gang, wie wir ihn schon beim Ferrosulfat fanden, eine leichte Zunahme mit wachsender Feldstarke, ausgesprochener bei den Sulfaten, geringer und unsicherer bei den Chloriden; in allen Fallen ltber nicht so grog, da8 sie nicht bei den ein- zelnen Untersuchungen, die sich auf kleinere Feldstarkebereiche erstrecken, sich hinter Beobachtungsfehlern verkriechen und so der Aufmerksamkeit entgehen konnte.

Geht man auf die Deutung dieses Befundes ein, an der Hand von W. Webers Theorie der Molekularmagnete, in der Ausbildung, die namentlich Ewing ihr gegeben hat, so mug man sich erinnern, dab bei den magnetischen Metallen die Abhiingigkeit der Magnetisierungszahl von der Feldstarke ebenso wie die Hysteresiserscheinungen auf die Tatsache zuriickgefuhrt wird , daf3 in Gruppen von Molekularmagneten verschiedene stabile Gleichgewichtslagen moglich sind, die durch Hugere Krafte ineinander ubergefiihrt werden kbnnen, ohne daB dieser Ubergang beim Aufhoren der augeren Kriifte ruckgangig ge- macht wird.’) 1st die auBere Kraft die Richtkraft eines Nagnet- feldes, so ist der Ubergang aus der einen Gleichgewichtslage in die neue jedesmal mit einer verhaltnismii8ig starken Zu- nahme des magnetischen Momentes verbunden , wodurch das Anwachsen der Magnetisierungszahl mit steigender Feldstlirke bedingt ist.

Das letztere setzt hiernach die Existenz von Molekular- guppen voraus, in Losungen also, in denen die getrennten Molekule freie Beweglichkeit besitxen und bei ihren verhaltnis- mabig groSen Abstiinden kaum noch eine merkliche magnetische Wirkung aufeinander ausiiben kannen, die Bildung von Molekul- komplexen. Diese Komplexbildung braucht nur eine teilweise und nicht sehr starke zu sein, um das beobachtete Anwachsen der Magnetisierungszahlen , das 40 Proz. des Anfangswertes kaum ubersteigt, zu erkliiren, denn die Molekiilkomplexe konnen in schwachen Feldern infolge der gegenseitigen Astasierung der Molekularmagnete einen verschwindenden Molekularmagne-

1) Vgl. J. A. Ewing, Magnetische Induktion, dentsch von Holborn und L i n d e c k , p. 277 ff. Berlin 1892.

Abhang$zeit der Magnetisierungszahl etc. von der Feldstarke. 621

tismus besitzen, der auf ein gro8es Vielfaches des Magnetismus eines einzelnen Molekularmagneten ansteigen kann. -

Beim Ferrichlorid sprechen andere Tatsachen fiir die Komplexbildung ; wenn nun gerade hier die h e r u n g der Magnetisierungszahl mit der Feldstilrke sehr gering ist , so wiirde das im Sinne der hier vertretenen Anschauung daflir sprechen, daB bei den anderen untersuchten Salzen, insbesondere den Sulfaten, die Komplexbildung erheblicher ist, als bei jenem. Sofero Bildung von kolloidalem Eisenoxyd auftritt , wie bei den wilsserigen Losungen von Ferrisulfat, ist sie j a sicher vor- handen.

81s SchluSergebnie ist also festzustellen, da8 in kleinen Feldstiirkenbereichen die h d e r u n g der Magnetisierungszahl der untersuchten Eisen- und Mangansalzlosungen unmerklich ist, da6 aber in dem gro8en Bereiche von 0,l bis 40000 C.G.S.-Einh. Feldstarke solche Anderungen auftreten kgnnen; bei Ferri- chlorid sind sie jedenfalls gering, bei Ferro- und Mangano- chlorid etwas groSer, und erreichen bei den Sulfaten etwa 30 -40 Proz. Im Sinne der Theorie der Molekularmagnete ware danach anf eine Komplexbildung in diesen Salzlgsungen zu schlie6en.

Miinster i. W., Physik. Inst. d. Univ., Juni 1903.

(Eingegangen 30. Juoi 1903.)