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1886. A K N A L E N .I5 4.

DER PHTiSIK GND CHEMIE. N E U E F O L G E . B A X D XXYI1.

Q 1. E s ist bekannt, dass Was der gebrauchliclien 8or- ten in feuchter Luft bei Temperaturen, die weit oberhalb des Thaupunktes liegen, Wasserdampf an seiner Oberflache niedcrschlagt, und dass die so gebildete Wasserhaut mit der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehnlt der Luft sicli Indert. Diese Verilnderlichkeit wird am leichtesten an der durch sie bedingten Teranderlichkeit der electrischen Lei- tung der Glasoberflache erkannt; Glas, welches in feuchter Luft das Electroskop bei der Beruhrung augenblicklicli ent- ladet, erweist sich in trockener Luft als ein guter Isolator.

Es ist aber in einem Raume von deln Dampfdruck Null das condensirte Wasser, wenn es auch durch das Elec- troskop nicht angezeigt wird, noch nicht vollig abgedunstet ; vielmehr wird ein Theil desselben erst durch Anwendung hoher Temperaturen ausgetrieben. Genauere Messungen uber diesen Theil, welcher in iilteren Versuclien von K u n d t und einem von uns l) eine wesentliche ltolle spielte, rerdankt man den Untersuchungen Bunsen’s.$) Man kann diesen Theil der Wasserhaut den p e r m a n e n t e n nennen im Gegen- satz zu dem temporaren, welcher in einem Raum von dem Dampfdruck Null verschwindet. Auf diesen temporaren Theil bezieht sich die vorstehende U ntersuchung; wir liaben es mijglich gefunden, die Dicke desselbeu durch directe Wagung zu messen.

1) Buudt u. W a r b u r g , Pogg. Aim 1-56. 11. 2 ~ 1 . 2 ) Buuscu. W e d . Aiiu. 24. 11. 327. 1984.

1Yil.

Ann. d. Phys. u Chem. S. F. XYVI ! . 31

432 E. Iru/.blo:// 1 4 . T. ~ l l , l l ~ l / * ~ .

Wenn nun diese oberhalb des Tliaupunktes gebildeta \Vasserhaut von messbarer Dicke reines Wasser wiire, so lasst sich leicht zeigen, dass ihre Bildung die Annahme ron ;Ilolecularkraften mit messbarem M’irkungsbereich nothaendig mrtchen wurde.

I n der That betrachte inan eine Glasoberflache, welche liei einer Temperatur 8, lioher als der Thaupunkt 9 in einer ~~asserdltmpfittmosphiire von dem t? entsprecllenden Satti- gungsdruck 11 im Gleichgewicht sich befindet und dabei von einer einige Milliontel Centimeter dicken Schicht reinen Wassers bedeckt ist. Ware die Wasserliaut unendlicli dick, \o wlre an ihrer Oberflaclie der 8, entsprechende Druckp, Torhanden, wiihrend dort thatsiichlich der kleinere Druck 1) bestelit. Es konnte dies erstens daher ruhren, dass bei einer freien, sehr dunnen Wasserschicht der D-impfdruck mit ab- nehmender Dicke der Schicht abnimmt ; zweitens daher, dass die Glassubstanz eine Attraction auf das Wasser ausiibt, Jeren mittelbare oder unmittelbare Wirkung sich his an die Oberflache der Haut erstreckt. Die erste Snnahme lasst sich widerlegen. W. T h o in s on I) hat durauf aufmerksam gemacht, dass die Oberflachenspannung einer sehr dunnen Haut init abnehmender Dicke abnehmen muss, und daraus laisst sich, mie a. a. 0. gezeigt werden soll, durcli dits Ca rno t ’ - sche Princip ableiten, dass der Dampfdruck an einer solchen Haut mit abnehmender Dicke zunehmen muss. Es bleibt folglich nur diq zweite Annahme ubrig, und die Versuche wiirden mit der Dicke der gebildeten Haut jedesmal eine untere Grenze fur die Entfernung liefern, bis auf welche die mittelbnre oder unmittelbare JVirkung des Glases sic11 er- streckt.

Als wir unsere Untersuchung begannen , liofften wir wirklich, eine solche Grenze aus unseren Versuchen ableiten ZU konnen. Es hat sich aber im Yerlaufe der Arbeit srgeben , dass die Annahme, auf welcher die vorstehenden Betrachtungsn fussen , die Wasserliaut sei r e i n e s Wasser,

IISisseiscl~iciiteti (it$ Glns. 483

nicht zulassig ist, und dass die Bildung einer Haut von rnessbarer Dicke oberhalb des Thaupunktes sich erklart un- ahhiingig yon einem messbaren Wirkungshereich der Mole- cularkrafte.

0 2. Die Wage'), welche zu dieser Untersuchung con- itruirt wurde, ist in Fig. 1 in s/, naturlicher Grosse abge- hildet; es ist eine gewohnliche Wage ohne Arretirung mit Spiegelablesung. Der Wagebalken ist ein S cm langes, etwas iiber 1 mm dickes, an den Enden zugeschmolzenes Glasrijhr- chen ; die Schneiden sind Stuckchen eines hohlgeschliffenen Rasirmessers und mit Siegellack aufgekittet. Die Schilrfe der Mittelschneide m liegt an zwei Stellen auf einem Mes- singlager, das auf einer verticalen Messingsiiule M befestigt ist. Letztere ist auf ein mit zwei Stellschrauben versehenes Tischchen T aufgelothet. An die beidcn Enden der Mittel- schneide ist das gebogene Glasrohrchen y gekittet, welches clen Ablesespiegel S (ausgesuchtes, versilbertes Mikroskop- deckglaschen) trlgt. Das Gewicht des Bitlkens und der mit ihm fest verbundenen Theile betrZlgt 0,21 g. Der Wage- balken ist so gebogen, dass die Mittelschneide m und die heiden Endschneiden e miiglichst genau in einer Ebene liegen.

Auf den Endschneiden ruhen die dachformigen Lager I RUS Messing; dieselben sind mit Schlingen t aus diinnem Platindraht versehen, an welchen die Belastungen aufgehangt werden. Das Gewicht eines Lagers mit Platinschlinge be- tragt 0,024 g. - -~

11 Die construction dieser Wilge ist, seitdem dieselbe in der phybi- kalischeii Section der vorjiilirigen Nat~forechrrversnmmlung in Strass- burg vorpzeigt w i d e , weseiitlicli verbessert worden, indem die fruher benutzte Spitzeiiaufhiingong fur die Belastungen durch Aufhiingong mit- telst Sclineide und Lager, wie bei der gewbhnlichen Wage, ersetzt \I urde. Siimnitliche hier mitgetheiltm Vrrsuche siiid mit der neu construirteii Wage ausgefuhrt. Die alten Resultate siiid durcki die neue Wage be- st.itigt wordeii, iiur cine miindlich gemachtr , das Zcitgesetz der Ver- dampfuiig betreffende Beincrkung bedarf dcr Rerichtigung, indciii die nlte Wage noch Spureii von Trsghrit zeigte. S. $11 des gegenwiirtigeii 4nBatzcs.

71 +

484 E. Ilhrbuiy 21. T. Ihmori

Die Wage stand auf einem schweren Luftpumpenteller. welcher selbst auf einem in die Mauer eingelassenen Consol ruhte.

Die Ablesungen am Spiegel geschahen mit Fernrohr und verticaler S c d a , wobei der Abstand zIvischen Spiegel und Scala 272 cm betrug.

Die Lage des Balkenschwerpunktes der Wage war durcli Aufkitten kleiner Platinstiickchen bei 1) gewohnlich so regu- lirt, dltss die Empfindlichkeit 30 Scalentheile fur das Deci- milligramm bei einer Belastung yon 0,6 g auf jeder Seite hetrug; dabei zeigte sich noch vollkommene Constanz der Einstellung : wurde ein und dasselbe 5 Decimilligramm *, schwere Uebergewicht abwecliselnd zugefiigt und abgenom- men, so erschien jedesmal beziiglich der Theilstrich 650 und 500 am Fadenkreuz des Fernrohrs. Eine erhebliche Stei- gerung der Empfindlichkeit war ohne Einbusse in der Sicher- heit der Einstellung nicht herstellbar.

Die Empfindlichkeit nahm mit waclisender Belastung ab ; sie betrug fur eine Belastung von:

0,6 0.S 1,O g 30 26 23.1 Scdentheile

fur das Decimilligramm. Die grossten bei den Versuchen 1JeoLachteten Ablen-

kungen uberstiegen nicht 50 Scalentheile; in diesen Grenzen waren die Ablenkungen in Scalentheilen den zugefugten Uebergewichten proportional. wie folgender Versuch zeigt. Ein Stuck Platindraht , 5 Decimilligramm schwer , wurde in zwei Stucke A und B zerschnitten und die Ablenkungen in Scalentheilen beobachtet, wenn A , B und A + B der eineiL Seite der Wage hinzugefiigt wurde. Die Ablenkungen be- trugen :

fur A B A + B 72,3 7i .5 150 Scalentheile.

Es ist also die Ablenkung: welche A + B heryorbringt. (150) hinreichend genau gleich der Summe der Ablenkungen 149.6). welche A und B einzpln henorbringen.

1) 1 CUI diiiiueii Platitrdrnlits vou riticui langeii pwogeneii Sttickc. ah- geschnittea.

IC;:szrPsciltr(htrtt mlj Gk1.s. 485

5 3. Sainmtliche Versuche uber die Wasseraufnahme :vurden im luftleeren Raum angestellt. Ueber die Wage (Fig. 2) ward eine Luftpumpenglocke G gestulpt; zur Durch- sicht fur den Spiegel diente die Oeffnung bei q , welche durch eine S mm dicke Glasplatte yerschlossen war. In das obere tubulirte Ende A dieser Glocke war das Stuck ABCD eingeschliffen. Bei B konnte durch den Hahn Ho die Ver- bindung mit der Quecksilberpumpe hergestellt werden ; das Manometer M (Lichtweite 14 mm) gab den Druck im Ver- Yuchsraum an. An C war mittelst Schliff ein mit Phosphor- 4ureanhydrid gefiillter Kolben, an D ehenso ein Rohr an- gesetzt, in dessen unteren Theil im allgemeinen etwas Wasser eingefiillt war. Dieser Theil befand sich in einem durch einen Kork verschlossenen, mit rohem Aether gefiillten Ge- tass F, der Aether konnte durch Hindurchsaugen eines constanten regulirbaren Luftstromes auf jeder Temperatur Lwischen + 5 O nnd Zimmertemperatur gehalten werden. Die Temperatur des Aethers, sowie die des Versuchsrnumes an der Wage wurde durch in Zehntelgrade getheilte Thermo- meter abgelesen, welche sorgfaltig rnit dem Normalthermo- meter verglichen waren. Die Communication mit C und D konnte durch die Hiihne HI und Hz hergestellt und unter- hrochen werden; die Lichtweite der Hahncanale betrug 3 mm.

Die zu untersuchende Snbstanz musste durch ein G egengewicht aquilibrirt werden. Von dessen Absorption machte man sich ganzlich unabhangig, indem zu beiden Yeiten der Wage gleiche, zugeschmolzene Glasrohrchen auf- gphlngt und in eines derselben das Gegengewicht (Platin- clraht) eingeschlossen wurde. wahrend das andere leer blieb. Die GlasrBhrchen waren 21 mm lang und 0,19 g schwer und mit siedendem Wasser behandelt worden (s. 0 5). Dabei hatte man zuerst die beiden Glasrohrchen leer und unten otien zu beiden Seiten der Wage aufgehaingt und constatirt, dass in diesem Fall die Einstellung der Wage unabhiingig war von dem Dampfdruck im Versnchsraum. Es folgt da- mus, dass der Wasserniederschlag an den Glasrohrchen , so- wie an allen iibrigen Theilen der Wage entweder unmerk- lich oder doch auf b i d e n Seiten merklich gleich ist und

3 4.

486 E, Wurbtiiy IL. T. I ~ I w . w ~ .

daher von demselben giinzlich abgesehen werden kann. Um die Wage in diesem Zustande zu erhalten, war es nothig. hie nacli langerem Gebrauch sorgfaltig zu putzen.

Dits zu untersuchendc Glas wurde angewandt in Porn: dunnwandiger, ungefhhr 0,4 g schwerer Ballons von etaas uber 2 cm Durchmesser. Die Ballons waren unten mit einer kreisformigen, etwa 5 mm weiten Oeffnung versehen, sodass der Wnsserdampf auch zu der inncren Oberflachc Zutritt hatte, oben war ein Hakchen aus Glas zum Aufhingcn an- geschmolzen.

Auf der einen Seite der Wage (Fig. 1) wurde das den Platindraht enthaltendc, auf der anderen Seite das leere Glasrohrchen und der zu untersuchende Ballon aufgehangt : das Gewicht des letzteren war immer nahe gleich dem Ge- wicht des eingeschmolzenen Platindrahtes; die feinere Regu- lirung der Einstellung der Wage geschah durch Stiickchen diinnen Platindrahtes , dessen Absorption unmerklicli ist (s. $ 14).

Es wurde nun die Qlocke G und die dnzu gehorigerl Theile ABCD (Fig. 2) aufgesetzt und evacuirt; dabei waren H , und Hl immer geoffnet, IL2 nur, wenn nothig, um die Phosphorsaure zu schonen. Indem der Auftrieli der Luft dabei von dem Glasballon fortgcnommen wurde, anderte sic11 die Einstellung der Wage. Nach dem Evacuiren wurden H, und H, geschlossen, HI offen gelassen iind gewartet, bir die Wage eine unveranderliche Einstellung angenommen hatte.

Dann wurde durch den Aether des Gefiisses F mittelst der Wasserluftpumpe ein Luftstrom hindurchgefiihrt und dieser mittelst eines Quetschhahns so regulirt, class der Aether eine constante Temperatur zeigte. Man schloss I?! und offnete H2; in einigen Secunden stellte sich jetzt der der Aethertemperatur entsprechende Danipfdruck iiher dem Wasser im Versuchsraum her. Der Stand der Wage anderte sich, und man las denselben erst von Minute zu Minute. dann ron 5 zu 5 Minuten ab. War die Beobachtung iilier die Wasseraufnahme vollendet, so schloss man H2 und oflnete H I ; in einigen Seconden sank der Dslupfdrnck auf Xu11

Wicsserschic hten ant' Ghs. 46 7

herab, in einer &.it kleiner als eine Xinute, war der Wasser- beschlag verschwunden, und liatte die Wage genau ihre fruhere Einstellung wieder angenommen.

D a nach dem Vorhergehenden nur der Wasserbeschlag am .Ballon auf die Wage einwirkt, so ist die Anzahl ui von Scalentheilen, um welche die Einstellung der Wage bei eiuem bestimmten Wasserdampfdruck p \-on der Einstellung beim Druck n abweicht, ein Maass fur das am Ballon nieder- geschlagene Wnsser. An der Zahl m ist dabei eine Cor- rection wegen cles Auftriebes durcli den Wasserdampf an- zubringen, welche im Maximum bis zu i / 2 Scalentheil anstieg. uncl cleren Werth ist :

( l i

wo E die Empfindlichkeit der Wage in Scalentheilen fiir das Decimilligramm, G das Gewicht des Ballons, s das spe- cifische Oewicht des Glases, d =: 0,001 293 die Dichtigkeit der Luft in Bezug auf Gramm und Cubikcentimeter, 3=0,622 die Dichtigkeit des Wasserdampfes beziiglich der Luft be- deutet. p ist der Wasserdaxupfdruck im Versuchsrauni in Millimetern Quecksilber, 8, die Temperatur dieses Raumes. u wurde dem Ausdehnungscosfficienten der Gnse gleich geset2.t.

4 5. Wie zu erwarten war, nahm der Wasserbeschlag erheblich zu, wenn die Temperatur des Wasserreservoirs in F der Temperatur des Versuchsraumes und damit die Tem- peratur des Glases dem Thaupunkt naher gebracht wurde.

Bevor wir aber das Beobachtungsmaterial in dieser Be- ziehung ausfuhrlich mittheilen, wollen wir zuvor eine Erschei- nung in Betracht ziehen! welche an sammtlichen untersuch- ten Glasern gefunden wurde. Es zeigte sich narnlicli, dass die Wasseraufnahme, verhaltnissmassig betriichtlicli, wenn die GlHser frisch geblasen zur Untersuchung kamen , sehr klein oder unmerklich wurde, wenn dieselben vorher etwa 5 Minuten lang init siedendem Wasser behandelt worden waren. Das Trocknen nach dem Auskochen geschah unter der Glocke der Luftpunipe in Gegenwnrt von Schwefelsiiure.

468 E. Wwhiiry 7 1 . T. llmori.

So wurde fiir einen Ballon nus Thiiringer tilas die unter sonst gleichen Umstanden beobachtete Absorption durch die Einwirkung des Wassers von 48 anf 4 herabgesetzt. An einem anderen Ballon BUS Thiiringer Olas, welcher urspriing- lich etma halb so stark wie der rorige absorbirte, wurde nach d ~ r Behandlung mit Wasser gar keine Absorption beobachtet.

Bei einem Ballon aus Kaliglas sank durch die gleiche Behandlung die Absorption von 23 auf 2; bei einem anderen koniite nacli der Einwirkung des siedenden Wassers gar kein Niederschlag beobachtet werden, selbst wenn die Tern- peratur im Versnchsraum nnr 0,2O iiber dem Thaupunkt lag.

Bei Bleiglas, welches aiich in frischem Zustande ver- liiiltnissmassig schwach absorbirte, wurde nach cler Einwir- kung cles siedenden Wnsser.; gar keine Absorption beob- aclitet.

Entsprechend diesem Verhalten entluden die frischen (;laser in feuchter Luft das Electroskop fast momentan, wiihrend sie nach der Behandlung iiiit siedendem Wasser die Electricitlt gut isolirten.

Die besprochene Einwirkung des Wassers wurde zuerst von Hrn. S e i d e l im hiesigen Institut durch electrische Ver- suche constatirt. Kaltes Wasser wirkt in demselben Sinne, aber schwkcher als heisses, ein.

Man konnte geneigt sein, clie Wirkung des WVassers bei diesen Versuchen darauf zuriickzufiihren, dass clurch dasselbe Verunreinigungen von der Glasoberfliiche fortgeschafft wiir- den. Diese Auffassung wird durch folgenden Versuch wider- legt. Ein Stiick Thiiringer Glasrohr wurde init Wasser qereinigt und sodann in einem reinen Morser pulverisirt. 5 Centigramm dieses Pulvers murden mittelst eines Piatin- idechs an der Wage aufgehangt nnd auf ihre Wasserauf- nahine bei verschiedenen Dampfdrucken untersucht. Ein Tlieil des Glaspulvers wurcle mit siedendem Wasser behan- delt , abgespiilt, bis der Abguss keine alkalische Reaction niehr zeigte (3 6) , getrocknet nnd 0.5 g wie vorhin unter- sucht. Die folgende Tabelle enthalt clie Resultate diesel- Versuche. 9 , bedeutet die Temperatur cles Versuchsraumes, p1 dPn :fl entsprechenden Maximaidruck ~ P S Wasserdanipfes,

Ilhssci.sr.hi~litr,i rirf Glm. 489

:I und 13 haben dieselbe Bedeutung fur das Wasserreservoir. I j i ist das Gewicht der Wnsserhaut in Scalentheilen. Die Empfindlichkeit der Wage lietrug dabei 25 Scalentheile fur

T a b e l l e 1.

Frisch gvpulvert.

I ) . IMOl g.

( i 1 as pi1 1 ver. erste Probe.

16.44 14,98 13,89 l 5 , l i 14,63 12,79 14,06 13,66 11,93 9,Sl 15,12 9.09 9,M I5,50 9,09

18,lY 18,62 18,58

1,07 8 1,84 5 1,23 5 6,03 1 ,.i 6,4 1 1,s

18,OS 17.61

16,91 t5,41

l8,18

14,31 1,lO 9

Glaspulver , Zmeite Probe. Frisch gepulvert.

16,23 14,C6 13,7 1 11193 I k;;: 1 1818

3Iit siedendern Wasser behandelt.

17.18 16,11 14,56 1 13,61 0,95 40

17.18 I 9,71 1 11,56 1 P,97 3

11,95 I 1.69 1 7 13,40 12,52 0,88 10

t3,75 8,99 4,i6 2 13,62

M a n sieht, class der Wasserbeschlag bei Glaspulver mi t frischer, reiner Oberflache zwei- bis vierrnal SO stark gefun- den wurde, als bei mit siedendem Wasser behandeltem. Aus tliesem Versuch geht hervor, dass die Substanz, welche durch die Einwirkung des Wassers dem Glase mehr oder weniger entzogen wird, und deren Abnnhme eine Abnahme des Was- serbeschlages mit sich bringt, im Glase selbst enthalten war.

3 6. Um zu finden, welche diese Substanz ist, muss innn die chemiscbe Einwirkung des Wassers auf das Glas in Betracht ziehen, die seit S c h e e l e und L a v o i s i e r viel- tach untersucht ist. Emmer l ing ' ) liess Wasser 24-30 -~

t ) Eminerling. Lieb. A m . 74. p. 257. I%%.

490 F. lRrbul:,/ It. T. I h i o r i .

Stunden lang in Glasballons sieden und mass von Stunde zu Stunde die Gewichtsabnahme der Ballons. Er fand so, dass Glas, zum ersten ma1 mit Wasser behandelt, in der ersten Stunde erheblich inehr an Gewicht verliert, nls in den fol- genden, in welchen der Gewichtsverlust der Zeit der Ein- wirkung proportional ist, und dass Wasser die Bestnndtheile des Glases ungefahr in den1 Verhaltniss aufnimmt, in wel- chem sie im Glase enthalten sind.’) Ueber die Ar t der e r s t e n Einwirkung, welche fur die gegenwartige Unter- suchung in Betracht kommt. geben Emmer l ing’s Versuche lreinen Aufschluss.

Dass die erste Einwirkung des Glases ron der spateren nicht nur nach der Stilrke, sondern auch nach der Ar t zu unterscheiden ist , geht aus folgenden Thatsachen hervor. Schon F a r a d a y 2 ) und P e l o u z e 3 ) haben gezeigt, dass Glas- pulver dem Wasser eine starke alkalische Reaction ertheilt. Uebergiesst man nun frisches Olaspulver mit kaltem, destil- lirtem Wasser, entfernt den ersten Abguss, welcher, mit Lsckmus oder Phenolphtale‘in gepriift, stark alkalisch rea- girt, und wascht einigemal ans, so zeigt dann der Abguss die alkalische Reaction nicht mehr. Behandelt man jetzt einige Minuten mit siedendem Wasser, so tritt die alkalische Reaction bei dem ersten Abguss wieder herror, bei den fol- genden nicht mehr oder doch in bedeutend schwiicherem Maasse.

I n welchem Verhiiltniss die Bestandtheile des Glases bei der e r s t e n Behandlung mit Wasser von diesem aufge- nommen werden, kann nur durch einen analytisch chemischen Versuch entschieden werden, den Hr. Dr. M y l i u s so freundlich war, anzustellen. 484,s g Pulver Thuringer Glases wurden auf lobo gebracht und niit 400 ccm siedendem Wasser 5 Minuten lang - entsprechend der Behandlung des $ 5 -- digerirt. Darauf wurde die Flussigkeit abfiltrirt - was gegen 10 Minuten in hnspruch nnhin - 250 ccm des Fil-

1 1 Emiiierliiig, l. c. 1). 2i.1. 1S69. 2 1 Faraday, Phil. Trans. f. 1830. part. I. 1). 4> § 111). 1880. 3’1 l ’ e l o u z r , Compt. rend. 43. p. 122. 1 6 6 .

I I >i.v.wrs~h 1 ck tet I N f Girls. 49 1

trats eingedampft und die Zusammensetzung des Riickstandes bestimmt. Derselbe enthielt :

SiO, 0,1110 g . odgur procent id 45.5!* Ka,O (~.1%0 .. ,. 52.56 CaO 0,0045 .. .. 1. 1.95 ___-

0,2435 1111'

Uurch die Einwirkung des Wassers sind im ganzen

Ein zweiter Versuch ergab nahe dasselbe Resultat Thiiringer Glas entlialt nun in 100 Gewichtstheilen

i0-80 Proc. SiO,. Es geht hieraus hervor, dass durcli eine 5 Minuten lang dauernde Einwirkung siedenden Was- sers eine Glasoberflache armer an Alkali gemacht wird l);

durch dieselbe Einwirkung geht nach $ 5 dem Glase die Eigenschaft, oberhalb des Thaupunktes eine durch die Wage inessbare Wasserhaut an seiner Oberhaut zu bilden. ganz oder ZUIU griissten Theil verloren.

0 7. Man kann nun weiter zeigen, dass der Alkaligehalt rles Glases geradezu die Ursache der messbaren Wasserhaut ist9 welche sich beim Glase oberhalb des Thaupunktes bildet. Schon F a r a d a y 2, sagt: ,,der halb Yerbundene und hygrometri- sche Zustand des Alkalis scheint die Ursache der Wasserhaut (film of moisture) zu sein, von welcher man weiss? dass sie geu-ohnlichem Glase anhangt , wenn dasselbe bei gewohn- licher Temperatur der Atmosphare ausgesetzt mird." Die Richtigkeit dieser Ansiclit F a r a d ay's durfte nus folgenden l'hatsaclien herrorgehen:

1. Faraday 'sches schw-eres Glas. welches kein Alkali

9,3896 g Substanz dein Glase entzogen worden.

1) Bei langerer (uicht angegebener) Kochzeit fand Pelouze (1. c. p. 120) fur Glaspnlver, das auf 77,3 SiO, 16,3 Na,O und 6.4Ca0 enthielt. iii den1 Rochwasser auf 59,4 SiO, 29,i Na,O uiid 10.9 CaO; also auch hier ist das Glas durch die Behandlung lnit Wassrr alkaliariner gewor- den. h'ach den directeii, voii Em me r 1 i ii g angegebentm Resultaten der Analyse wurde ebenfalls das Ns,O in grijsserer Neiige, als die SiO, gr- lwt; iiidessen wird dieses Ergebniss voii E 111 m e r 1 i ii g auf Viir,higlreiteii der aiigewandteii Reagentien zuriickgefuhrt. (1. c. 11. 276 1

2) Fnradaq-. 1. c. $ 111. p. 49. 1950.

492 E. U.'irit?ity 21. T. lhttiorr.

enthalt, zeigt nach F a r a d a y die Wasserhaut nicht, was er tlaraus S C ~ ~ O S S , dass es in feuchter Luft so gut wie Schel- lack und Siegellnck isolirt, wkhrend unter diesen Z'mstanden aikalihaltige Giaiser (Flint- , Spiegel- nnd Cron nglas) das Elec t roshp augenhlicklicli ent1itclen.l)

2. Aufgewohnlichem Thiiringer (;-lase, dss electrolytisch -') :nit einem Ueberzug von Kieselsiiure versehen ist, bildet sich keine durcli das Electroskop und, n-ic wir jetzt hinziifugen ko,- nen, durch die benutzte Wage nachweisbare temporare Was- ,erhaiit. ,\us einem Rohr Thiiringer tilases wiwden zwei Bal- Ions geblasen uncl cleren einer auf electrolFtischeci Wege mit einem Iiieselsaureiiberz~ig versehen. Dieser isolirte in feeuchter Luft die Electricitat, und e5 war kein temporarer WC'as~erbesch1:~g durch die Wage nn ihm zii finden, wah- rend der anclere Ballon in fwchter Luft die Electricittit leitete uncl mie die ubrigen tintrrsuchtm mit einer a labarpn teinporaren Wasserhnut sich l~eklei~lete.

3. Macht man clurch Behandlung mit sieclenclem Wasser die Oberflache gewdhnlichen alkalihaltigen Glases alkalitirmer, so mird die Dicke der Wasserhaut sehr klein oder unmerk- lich. (4 5).

Kim, eine durch die benutzte \\-age messbnre Wasserhaut bildet sich jedesmal dann nicht, wenn die Gegenwart von 9 lka l i *in der Glasoberflache vermieden ist, sei es dadurch, dass ilas angewandte Glas kein freies Alkali enthalt, sei es da- durch, class alkalihaltigem Glase kiinstlich eine alkalifreie Oberflache gegeben ist; sie hildet sich nicht oder nur in sehr geringer Starke, wenn die alkalische Glasoberflache durch Behandlung mit siedendem Wasser alkaliarm gemacht worclen ist. Danach scheint der Schluss gerechtfertigt, dass der durch die Wage gemessene, die Electiiciiat leitencle tem- porare Theil der Wasserhaut hei Glas von dem Xlkaligehalt der Glasoberflache herriihrt. 3) Es mag indessen schon hier !iervorgehoben merden, class mijzlicherweise anch hei -%b-

1 I F a r a d a y , 1. e . 5 112. 11. 4'1. Is%). 2 1 IVxrburg , Wi td Ann. 11. p. ti:4. 1\54. ; I Ec 11 are hiernxch interessant, zii I\ issen. ab alkalifieieb {;lab iress-

barc Qiiantit~+eii Kohleiitdiire adcwbirr.

Clitsserscliiciitr,~ oiq- Giris 493

wesenheit von Alkali die Glasoberfllche von einer Wasser- haut uberzogen ist. jedoch yon einer so diinnen. dass die- selbe durch die hier benutzte Methode nicht gemessen wer- den kann. Dagegen spricht allerdings die Thatsache. dass in einem mit Kieselsaureuberzug versehenen Glasrohr die capillare Steighohe des Wassers bedeutend kleiner ist! als in einem gewiihnlichen Glasrohr gleicher W eite.

4 8. &Ian kann sicli nun leicht vorstellen. wie der Alkaligehalt des Glases die Bildung der Wasserhaut bexirkt. Ijas im Glase locker gebundene Alkali wird etwas Aehnliches bewirken, was eine kleine an der Glasoberflache vorhandene Quantitat freien Alkalis bewirken wurde. Bei eineiu bestimmten Ihmpfdruck im Tersuchsraum wird aber solches freie Alkali Wasser aufnehmen , bis der Dampfdruck iiber der gebildeten Alkalilosung gleich dem im Versuchsrauln geworden ist. Die Wasserhaut wird also aus einer Losung von Alkali in Wasser bestehen, und wenn durch Steigerung des Dampfdruckes die Temperatur des Glases den1 Thaupunkt geniihert wird, so muss durch weiteren Wasserniederschlag die Verdiinnung tler Alkalilosung fortschreiten , bis der Dampfdruck uLer ih:. dem Dampfdruck uber reinem Wasser sich naliert. Bei den 5 10 gemessenen Beschliigen komnien nur 1-5 Millionte! Qramlu Wasser auf das Quadratcentimeter Glasoberfliiche. und diese Quantitat steigt nach 0 11 bei einer Annaherung bis auf 0,2O an den Thaupunkt auf nur etwa 20 Milliontel Oramm an. Daraus geht hervor, wie geringe Quantitiiten treien Alkalis dieser Theorie geniigen.

6 9. Als praktische Consequenz dieser Untersuchung ergibt sich aber, dass es von grossem Vortheil sein wird. Gefassen oder Apparattheileu aus alkalihaltigeni Glase in alleu den Fallen, in denen eine Wasserhaut schtldlich wirkt , vor dem Gebrauch durch ei ie kurze Behandlung lnit siedendelu Wasser eine moglichst alkaliarme Oberflache zu geben. Diese Bemerkung b e t r i e z. B. Glasgehsse, die zu Wagungen dieneu Glastlieile. welche die Electricitat mbglichst gut isoliren sollen, und denen ein Kieselsaureuberzug nicht gegeben werden kann? also etwfi Scheiben fur H o 1 t z'sche Maschinen; endliclt

494 E. IVurbtciy t i . 1'. lhwori.

Barometer uncl G eissler'sche Rohren, bei welchen die Wasserhaut nicht nur an sich, sondern auch wegen der von B u n s e n l) nachgewiesenen capillaren Gasabsorption von schadlichem Einfluss sein muss.

Wir haben einige Versuche dariiber angestellt, ob auch die Behandlung mit Kalilauge oder concentrirter Schwefel- saure vortheilhaft einwirkt; soweit die Versuche reichen, verdient die Behandlung mi t siedendem Wasser entschieden den Vorzug.

Wenn nun auch dnrch die vorstehenden Ergeh- nisse das unmittelbare Interesse an der durch Wagung zu messenden Wasserheut sehr abgeschwacht wird, so spielt {lie letztere doch bei den Erscheinungen, welche von der Be- schaffenheit der Glasoberflache abhangen, eine so wichtige Rolle, das eine nahere Untersuchung durch die Wage fur frische, also nlkalihaltige Glaser angezeigt schien.

Es wurde zunachst an verschiedenen Ballons der Was- serbeschlag, wie er mit der Zeit wuchs, 1 - 1 1 / 2 Stunden beobachtet nnd dabei die Temperaturen des Versuchsraumes und des Wasserreservoirs mtiglichst constant gehalten. Es ergab sich dabei, dass nach einer Zeit, die jedesmal kleiner nls 25 Minuten war, die Einstellung der Wage liingere Zeit hin- clurch, im allgemeinen aahrend 10-20 Minuten constant bliel), dass ilann aber wieder eine mehr oder weniger langsame Gewichtszunahme der Ballons eintrat. Dieses Verhalten zeigten iibereinstirnmend Ballons aus Thiiringer Kali- uncl Bleiglas. Die Resultate solcher Versuche sind Fig. 3 CL - y graphisch dargestellt, wo die Abscissen die Zeit in Minuten, die Ordineten die Ablenkungen der Wage in Scalentheilen sngeben. 2) 34 Scalentheile entsprachen einem Decimilligramm. Die Temperatur des Glases lag l-11/20 oberhalb des Thau- punktes. In dem Falle der Fig. 3, (1 gelang es, die beiden Thermometer ll/? Stunden lang gehau auf 16 und 14,9O zu halten; es geht daraus hervor, dass die Erscheinung nicht von den im allgemeinen schwer auszuschliessenden Tem- peraturanderungen herriihrt.

4 10.

~~ ~

1 1 Bnnrcfin, Ivied. Aiiu. 24. 11. 321. Id85. 2 1 o - c = 'I'hiirincer (;las? 0 - c = Kaliglas. J ' - (1 = Eleiglas.

Witsse rzch icli tw uf Glus. 19 5

Man sieht, das zuweilen wiihrend der langsamen Ge- wichtszunahme der Stand der Wage aufs neue eine Zeit lang constant blieb; in einem Falle (Fig. 3, c) Zlnderte sich derselbe, nachdem seit Beginn des Versuches 20 Minuten verflossen waren, tiberhaupt nicht mehr.

Nach der Theorie des yorigen Paragraphen wird man sich diese Erscheinungen so vorstellen konnen, dass eine ge- misse kleine Quantitat Alkali im Glase als frei oder sehr locker gebunden zu betrachten ist, und von dieser d e r Theil des Wasserbeschlages herruhrt , welcher sich gebildet hat, wenn zum erstenmal die Einstellung der Wage constant ge- worden ist; dass aber die gebildete Wasserhaut nun weiter zersetzend auf das Glas einwirkt und eine neue Quantitat Alkali freimacht, die dann eine weitere Zunahme des Was- serbeschlages bedingt.

Es ergibt sich weiter, dass man constante Werthe fur den Wasserbeschlag dann wird erwarten konnen, wenn man nur d e n Theil desselben in Betracht zieht, welcher sich bildet, bis ziim erstenmal die Einstellung der Wage constant ge- worden ist, also in den ersten 25 Minuten. Die Messungen des folgenden Paragraphen haben in der That dieses Resultat ergeben ; lasst man den Wasserbeschlag nicht langer als ?5 Minuten bestehen, so erhalt man bei Wiederholnng des Yersuches jedesmal denselben Werth fur das Gewicht der Wasserhaut unter den nlmlichen Umstanden.

3 11. Es wurden, sowie es Q 4 beschrieben ist, sechs Glasballons, ungefahr 0,4 g schwer , je zwei aus Thuringer, Kali- und Bleiglas untersucht. Die specifischen Gewichte der Glaser betrugen in der obigen Reihenfolge:

"32; 2,39; 3,19. Die Oberflilchen des Ballons wurden angenahert ermittelt,

indem man diese passend mit Quecksilber beschwerte, an der kreisformigen Oeffnung (0 4) durch Wachs verschloss nnd den Gewichtsverlust im Wasser bestimmte. Die Ober- fliliche wurde d a m aus dem Volumen berechnet, indem der Ballon kugelfbrmig gedacht wurde. Der Durchmesser der Oeffnung murde mit dem Maassstab gemessen und ihr Flachen-

49 6 E. Wurhrg 71. T. ihinori.

inhalt in Abzug gebracht. Die in den folgenden Tabellen verzeichnete Oberflilche ist die Sunime der inneren und ausse- ren, also die gesammte wirksanie.

Aus den Versuchen ist zweierlei zu entnehmen : erstens das Gewicht der Wasserhnut, wie es sich unter den jedes- inaligen Urnstanden bis zur ersten Constanz der Wage her- stellte ($ 101; zweitens das Zeitgesetz der Hildung der Was- serhaut. In den folgenden Tabellen verzeichnen mir zunachst die den ersten Punkt betreffenden Resultate, namlich da< jedesmalige mit Rucksicht auf den Auftrieb (0 4) corrigirte Gewicht der Wasserhaut in Scalentheilen (m). 30 Scalentheile entsprechen hier 0,0001 g. Alle Angaben sind die Mittel aus drei Versuchen, deren Hesultate gewohnlich genau uber- einstimmten, hoclistens urn einen Scalentheil voneinander al)- wichen. 9, und 9. sind die Temperaturen des Versuchs- raumes und des Wasserreservoirs, p , und 1) die 8, und 1‘1

entsprechenden Maximaldrucke des Wasserdampfes. In der mit d . loo cm uberschriebenen Columne ist die Dicke in Milliontel Centimeter verzeichnet , welche die Wasserhaut dann haben wurde, wenn sie die Oberflbche des (;lases gleich- massig uberziige nnd die Dichtigkeit des Wassers von 4’’ liatte.

?I1 , 1 (I = &s t . 11)’

wo S die absorbirende Glasoberfibche, 8 den Ausschlag der Wage fur 0,0001 g bedeutet. Wir werden von cl iinmer als yon der Dicke der Haut sprecheii.

Die Beobachtungen lassen sich befriedigend darstellen durch die zwei disponibele Constanten enthaltencle Pormel:

Die Columne 711 ber. entlililt die nach dieser For- me1 berechneten Werthe von m, A deli Ueberschuss der be- rechneten uber die beobachteten Werthe. Zugleich sind jedesmal die Werthe yon (1 uncl b verzeichnet, welche sich nach der Methode der kleinsten Quadrate BUS den BeoL- achtungen ergeben.

Wusswschicfiteu uuf Glis.

9

497

, p , - p 1 m 1 m ber. 1 A [d.106cm 3

439 43,3 1,14 1 22,8 1,32 ' 20,6

7,02 2,3 4,36 I 6,l

16,38 16,38 16,48 16,48

44,2 +0,9 22,O -0,s 21,O +0,4

2,6 +0,3 5,7 -0,4

8 = 30, 15,i4 13,84 14,71 13,84 9,61 1 13,93 4,Sl 13,93

T h i i r i n g e r G l a s B. qcm. a = 2,43. b = 0,00870.

K a l i g l a s I. S = 33,6 qcm. a. = 1,594. b = 0,0365.

l5,18 13,81 15?,82 ' 11,74 1,08 12 12,3 I +0,3 1,19 15 38 9,71 12,98 I 8,97 1 4,Ol 1 3,4 1 1 -0,2 1 0,34 15:48 [ 4,81 1 13,06 6,42 6,64 . 1,3 +0,1 0,13

K S = 32,7 qcm.

15,48 ' 15,Ol 13,07 12,68 14,98 13,51 12,65 11,51 16,38 14,81 13,84 12,52 15,78 1 9,71 1 13,32 1 8,96 15,88 4,71 I 13,40 , 6,38

14,W 14,98 15,08 15,OR

15,38 l5,68 15,78 15,78

B l e i g l a s (1.

Y nicht beetimint. a = 2,404. b = 0,07714. 14,21 12,57 12,05 0,52 19,l 19,7 1 +0,6 13,31 12,65 11,37 12,2 -0,4 9.71 1 12.73 1 8.96 1 k;?" I '2; 1 4.5 1 +0.2 4181 I 1 2 ; ~ ~ 1 6:42 I fils1 I 2;2 I 2 ) i -o;i

B l e i g l a s @. S = 31,6 qcm. a = 1,650. b = 0,0354.

14,51 12,98 11,28 0,70 18,4 17,6 -0,E 13,91 I 13,23 I 11,82 I 1,41 8.7 I 10,3 +1.6 9;71 13'32 8.96 4.36 3.3 3'1 -0;2 4,71 I 13:32 I 6:40 I 6:92 1 1i7 I 1:4 I -0,3

4,42 2,32

0,62 0,23

2,lO

- - - -

1,94 0,92 0,35 0,18

Nach dieser Tabelle zeigen verschiedene Exemplare der- selben Glassorte betrachtliche Unterschiede in der Starke der Absorption, was nach den Auseinandersetzungen der $0 5-8 nicht befremden kann. So ahsorbirt Thuringer M a s

An& d. Phys. u. Chem R. F. SSVII. 32

498 E. Worbury 11. T. I lmori .

U bedeutend stiirker als A. Bleiglas absorbirt etwas weniger als Thuringer und Kaliglas.

Die Dicken des temporaren Theiles der Wasserhaut. wie sie sich ails diesen Versuchen ergaben, sind von der- selben Ordnung, wie die Dicke des permanenten - d. i. des bei dem Dampfdruck 0 festgehahenen - Theiles bei dem von B u n s e n untersuchten Glase. In der That fand B u n - s e n diese Dicke bei 23O zu l,05 Nilliontel Centimeter.

15,88

16,18

0 12. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Versuchs- raum und dem Wasserreservoir ging bei diesen Versuchen nicht unter etwa 0,5O herah. Es schien von Interesse, die Dicke der Wasserhaut fur noch kleinere Temperaturdifferen- zen zu bestimmen, bei welchen also die Temperatur des Glases dem Thaupunkt sehr nahe kam. Die folgende Ta- belle enthalt einige Versuche uber diesen Punkt. Bei den- selben ging die genannte Temperaturdifferenz bis auf 0,17" herab; die untersuchten Glaser sind andere Exemplare als die zu den vorigen Versuchen benutzten. Man sieht, dass dabei Dicken der Haut bis zii 20 Milliontel Centimeter ge- funden wurden. Ein fortschreitendes Ueberdestilliren des Wassers an das Glas trat anscheinend erst, ein, wenn die Temperatur des Glases den Thaupunkt eben iiherschrit- ten hatte.

T a b e l l e 3.

Glas ill der Nghe des Thaupunktes.

Thtiriuger Glas S = 24,7 qcm.

14,8P 13,40 12.57 0,83 59,6 6 +3

15,61 13,66 13,18 0,45 109,6 12,?

Wasserwhiditen auf GIus. 41; 9

Kaliglaa S = 42,l qcm.

a . 106

59,7 I 4,i 570 7,5

17,98 Li,'il 16,31 18,05 0,26 115,7 1 9,2

Kal ig las S = 35,8 qcm.

18,88 I 17,81 I 16,20 1 15,15 1 I& 1 ;ii 1 5,O

7 17,98 !$: 1 :!$: 15,31 1 1 0,54 :$ 62,7 96,7

18,68 17,61 18,OO 14,96 1,04 50,7 4,7

18,68 l8 , l l 16,OO 15,44 696 1R,i8 18,51 16,lO 15,83 0,27 80,7 7,5

0 13. Wir wollen nun das Zeitgesetz des Niederschlagev und der Verdampfung der Wasserhaut der Untersuchung unter- werfen. Der charakteristische Zug bei diesen Vorgangen besteht, wie schon im 0 4 erwahnt wurde, darin, dass, wah- rend die Wasserhaut zu ihrer husbildung bei gegebenem Drucke im Versuchsraume eine liingere Zeit - etwa 20 Mi- nuten - in Anspruch nimmt, dieselbe in weniger als l Mi- nute verschwunden ist, wenn man den Druck 0 herstellt.

Um diese Erscheinung zu verstehen, muss man zunilchs t in Betracht ziehen, dass an der Oberfliiche der Wasserhaut ein hestimmter Druck vorhanden ist, welcher von der Dicke der Haut abhangt und mit ihr zunimmt. Die Beziehung zwischen der Dicke der E a u t und dem Drucke an ihrer Oberflache kann man aus den Tabellen des 5 11 entnehmen. resp. aus der Formel (3), welche die verzeichneten Versuche zusammenfasst. Es ergibt sich, wenn wir (3) nach p auf- lasen :

(3.) a f m

wo m der Dicke der Haut proportional ist. Der Druckp verhiilt sich hiernach bei constanter Teinperatur des Glases wie m / ( u + m ) . Fassen wir im Folgenden einen bestimmten Fall ins Auge, z. B. den mit B bezeichneten Ballon aus Thuringer Glas Tab. 2, so ist fur diesen a = 2,43, wenn 771 in Scalentheilen ausgedruckt wird. Die folgende Tabelle enthalt zusammengehbrige Werthe von m und m / ( n + m ) , fur diesen Fall zwischen m = 0 und m = 50.

m p = (a + l) .p1.-9

32 *

.m 1 E. Warbury ti. T. l t m o r i .

T a b e l l e 4. 111 0,l ",5 1 5 10 "0 30 40 50

Nach dieser Tabelle ist die Beziehung zwischpn ) I I und y in Fig. 4 graphisch dsrgestellt.

Denken wir uns nun, dass in dem anfhgl ich trockenen Versuchsraum plijtzlich der 171 = 50 entsprechende Dampf- druck pu= RB' (Fig. 4 ) hervorgebracht wird, so schlagt sich Wasser am Glase nieder, und es wachst der Druck p an der Oberflache der sich bildenden H a u t von Null an. Die in der Zeit t l t niedergeschlagene Wassermenge clni mird von po und p abhangen, und die einfachste Annahme ist die, dass d m mit p 0 - p proportioaal ist, also:

wo (1 eine Constante bedeutet. Fur m = O B (Fig. 4) ist

Wird umgekehrt nach Ausbildung der Wasserhaut im Versuchsraum der Wasserdampfclruck Null hergestellt , so 5inkt der Druck p an der Oberffache der Hnut, und man wircl entsprechend (4) haben:

fiir I I L = O B (Fig. 4) ist 11 = LIB. Ein Blick auf die Fig. 4 lelirt nun, class weitaus der grijsste

Theil der Wasserhaut sich niederschl&gt bei einem verhalt- nissmassig kleinen Wer th p,--p = AB', dagegen verdampft bei einem verhaltnissmassig grossen Werth p = il B; es wird daher die Wasserhaut, wie die Versuche es ergaben, lang- sam sich bilden, schnell verdampfen.

14. Wenn man einen Versuch unter denselben Be- dingungen mehrmals wiederholt und dabei die Wage VOII

Minute zu Minute abliest, dann stimmen solche Versuchs- reihen so gut miteinander iiberein, und es zeigt die Wage so geringe Anzeichen von Tragheit, dass es der Miihe werth zu sein srheint, die durch (4) ausgesprochene Hypothese einer strengeren Priifung zu unterwerfen. Driickt man dazu in '4) und (4*) nach \3*) p durch ) I ) aus unrl integrirt, so er- h i l t man die Cfleichnngen:

7n In+ tn) 0,04 0,17 ($29 0,67 0,90 0,89 0,93 0,94 O , T J

(-4 f I 7 l l = ( L . (p , , - p ) . d t ,

/ I o - p = d f?.

(48) d I I 1 = - u . f' rlt;

301

(5)

yon denen die erste das Gesets des Niederschlags, ditG zweite das der Verdampfung enthalt. m, bedeutet die p o entsprechende Wasserrnenge, welche in (5) zur Zeit t = co. in (ja) zur Zeit t = 0 am Qlase niedergeschlagen ist. Es ist kaum nothig, hervorzuheben, dass die empirische Formel (3) bei dieser Rechnung nur innerhalb der Grenzen angewandt wuurde, innerhalb deren sie giiltig befunden wurde.

Um diese Formel init den Beobachtungen zu vergleichen. wurde aus den einzelnen Ablesungen beim Niederschlag die Grosse u berechnet, welche constant sein soll, aus den Werthen von cc das Mittel (2) genommen und mit diesem die ganze Versuchsreihe berechnet; mit dernselben Werth ;! wurde die Rechnung uber die Verdampfung nacli (58 ) aus- gefuhrt. Die folgende Tabelle, deren Bedeutung wohl ohne Erklarung verstandlich ist, enthyilt die Resultate der Rech- nung fur einige Beispiele, namlich fur den Ballon B aus Thuringer Glas und den Ballon 2 a m Kaliglas (Tab. 2). Die Curven Fig. 5 a und b enthulten die graphische Dar- stellung der Beohachtung und Rechnung , auf jene beziehen sich die ausgiizogenen Curven, auf cliese die gestrichelten.1)

Die Reclinung (Tab. 5, p. 502) ergibt, wie man sieht. dJr Beobachtung entsprechend, dass bei der Verdampfung der Niederschlag jedesrnal in einer Zeit, kleiner als 1 Minute, merklich, d. i. bis auf 0,l Scalentheil verschwunden ist. I m ubrigen ist die Uebereinstimmung zwischen den beobachte- ten und berechneten Werthen von in fur die kleineren Eie- derschlage befriedigend, fur die grosseren zeigen sich bedeu- tende Abweichungen, und zwar solche ron einem bestiinmten Sinne; die einzelnen Werthe von tl waclisen gegen den Schluss der Reilie hin.

1) Bei Fig. 5b konute iinr eiiie Curve gezogeii werdtw, iudcm l?ccli- iiuiig iind Beohachtung fast vollstiiiidig iilel.eiii~tiiiiiiiteii.

5 02

Niederschlag.

t m 1 lrnber.1 A ____._

0 1 0 I - 1 - 1 -

E. Warburg u. T. Ihmori.

- ~~

t

0 -~

T a b e l l e 5,

Zeitlicher Verlauf des Niederschlags und der Verdampfung bei Glm-

Thiiringer Glas B. S = 30,4 qcm. a = 2,43. E = 30.

t’t, = 16,38. 9. = 15,81. p , = 13,35. I Y, = 16,43. Y = 14,66. pa = 12,40.

0 - 11,b 5,04 14,5 4,67 16,5 4,71 17,5 4,53 19,s 4,74 20,5 - 20,5 - 20,5 -

-

11,2 14,7 16,5 17,7 18,5 - - -

i 2 3 4 5

10 15 m

t 1 m 1 OT I lmber.1 A I

0 1 o i - I - I -

1

3 4

co 0 80

@ = ’ 106 rc = 7,29.

1

0

Verdampfung. 0,BY - I - 1 o,.i 1 - 1 0,51 O,S? - I - I rJ,1 - 1

12,6 18,6 23,6 26,6 29,6 40,6

Niederschlag.

3,73 15,O +2,4 1 4,06 20,s 4-29 2 4,68 24,s +1,2 3 4,80 27,6 +1,0 4 5,15 29,8 +0,2 5 9,23 35,6 -5,O 1 10

0,52 @ = ~- - 108

n = 4,74

Verdampfung. - I - l 0 , l -

Ral ig lss 2.

8 = 32,7 qcm. a = 3,13. 6 = 30.

3, = 15,43. 9 = 15,03. p o = 12,70. I 3, = 15,06. 4 = 13,56. pa = 11,55,-

1 2 3 4 5

10 a3

0,87

Niederschlag. __-___--

m I rt lm ber.1 A

16,5 3,40

23,5 - 23,5 -

Verdampfung. - 1 - 0 , 1 1 -

Ifitssevschichten aig' Gkus. 503

Bezeichnet man mi t ,9 die von der Einheit der Ober- flache bei der Druckdifferenz 1 verdampfende Wassermenge in Grammen, so ist:

6) s . . lo4

Wenn die Hypothese (4) die Erscheinung allgemein wiedergabe, so miisste B eine absolute Constante sein. Schon fur ein und dasselbe Glas ist dies nicht der Fall: bei klei- neren Beschliigen ergibt sich jedesmal ein kleinerer Werth als bei grosseren. Ferner ergab sich bei Steinsalz @ bedeu- tend grosser, als bei Glas (Q 15). Die Hypothese (4) enthiklt daher noch nicht das allgemeine Gesetz der Erscheinung.

0 15. Ausser dem Glase wurden noch einige andere SubstanZen in der gleichen Weise untersucht, und zwar zu- nachst Steinsalz, welches Material von der Stassfurter Direc- tion freundlichst uberlassen wurde.

Um den Druck des Wasserdampfes uber gesattigter Steinsalzlosung zu bestimmen , wurde gepulvertes Steinsalz mit Wasser angeruhrt, von dem so hergestellten Brei in das Reservoir bei F gebracht, der umgebende Aether auf ver- schiedene Temperaturen gebracht und jedesmal der Dampf- druck durch das Manometer bestimmt. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle verzeichnet, in welcher 9. die Tem- peratur des Steinsalzbreies, p den Dampfdruck uber dem- selben, p' den 8 entsprechenden Druck des Dampfes uber reinem Wasser bedeutet. Fur das kleine benutzte Tempe- raturintervall ergibt sich pip' merklich constant. I)

,3 = -- .

1) Kirchhoff hat (Ges. Abhandl. p. 476) aus der mechrtnischen IViirrnetheorie dic! Gleichung abgeleitet:

\YO die Griissen rechterhand die von Ki r c hhoff ihnen beigelegte Bedeu- tiiiig haben und vorausgesetet ist, class der mit reinem Wasser in Be- iiihrung befinclliche Wasscrdampf sich bis zur Condensation wie ein voll- kommenes Gas verhlilt. Em angenlherter Werth von Q/m llisst sich RUB einigen Versuchen W inkelm ann's entnehmen (Diss. Bonn 1872. p. 11. Nr. 29, 34, 35), bei welchen die Slittiguiig des Wmsers mit Chlor- natrium nahe erreicht war. Q m ist hieimach negativ und dem absolute^

504

18,71 11,8 16,03 17,71 ll,o 15,05

14,13 13,26

16,71 15,71

13,71 1 8,s I ll,R6 14,71 971 12,44

I l09$

E. Wurbury 71. T. Ihmori.

Tabel le 6. Druck des Waseerdampfes uber ges8ttigter SteinsalzliTsiing.

4,23 0,74 4,05 0,73 3,73 0,74 3,46 0,74

3,16 0.73 3,R4 ($73

- $1

. __- 17,33 16,98 17,68 17,68

16,18 17,08 17,OS

S = 6,69 qcm. E = 25. a = 0,508. h = 0,0254.

tn

12,3 713 573 373

S te insa lz . (459 g (init Acther behandelt). S = 9,64 qcm. 6 = 30.

10,81 1 10,OS I 9,64 I 0,44 16,2 -- - 7,71 10,62 I 7,84 2,78 1 5,2 1 - 1 - 4,71 1 10,62 I 6,38 1 4,24 3,5 1 - -

Werth nach < 3 Centigrade. Setzt man nun fur das kleine Temperatw- interval1 13-19O Q/na constant = - 3 und bezeichnet p/p' fur 13 iind 19" bezuglich durch uo und u, so finden wir uo/u = 1,002, mit Riicksicht auf die Genauigkeit der Versuche merklich = 1, \vie oben gcfunden.

504 E. Wurbury 71. T. Ihmori.

, I , .

Bus einem Steinsalzkrystall hatte Hr. Dr. Riis t die Giite, Sabchen von ungefahr 1 mm Dicke durch Schleifen herzu- stellen. Eine passende Zahl solcher Stabchen wurde an der Wage aufgehiingt und in derselben Weise wie die Glaser untersucht. In der folgenden Tabelle sind zwei Versuchs- reihen iiber das Steinsalz verzeichnet. Bei der ersten wurde der Dampfdruck durch reines Wasser im Reservoir bei F, bei der zweiten durch ein Gemisch von festem Steinsalz und Wasser hervorgebracht. Der Dampfdruck p im Ver- suchsraum war stets kleiner, als der Dampfdruck p1 iiber geslttigter SteinsalzlSsung bei der Temperatur 19, des Ver- snchsraumes (p ist sus Tab. 6 entnommen).

Werth nach < 3 Centigrade. Setzt man nun fur das kleine Temperatw- interval1 13-19O Q/na constant = - 3 und bezeichnet p/p' fur 13 iind 19" bezuglich durch uo und u, so finden wir uo/u = 1,002, mit Riicksicht auf die Genauigkeit der Versuche merklich = 1, \vie oben gcfunden.

Nhssrrschichteic n v f G1u.s. 505

Die gefundenen Werthe von d liegen innerhalb der Grenzen, welche sich bei verschiedenen GlLsern unter ahn- lichen Umstiinden ergeben haben.

Das Z eitgesetz des Xiederschlags und der Verdampfung ergibt sich wie beim Glase.

T a b e l l e 8. 6 t e i us alz.

S = 6,9 qcu. a = 0,508. t = 25. 9, = 15,3R. Y = 17,OCi. p,, = 10,61.

Niederschlag.

t nl #I m ber. A -. - - 0 0

1 6,3 2 7,s 3 h,3 4 9,3 5 9,s

7,30 6,4 +0,1 +0.1

0 7,45 7 94 i,90 s,3 S,61 9,O 4 3 5,li 9,7 -0,l - - - 03 12,3

Wussrrschichteic n v f G1u.s. 505

Die gefundenen Werthe von d liegen innerhalb der Grenzen, welche sich bei verschiedenen GlLsern unter ahn- lichen Umstiinden ergeben haben.

Das Z eitgesetz des Xiederschlags und der Verdampfung ergibt sich wie beim Glase.

Durch Betrachtnngen, wie sie im Q 1 angestellt wurden. liisst sich zeigen, dass, wenn das benutzte Steinsalz reines Chlornatrium ware, die vorstehenden Resultate auf einen messbaren Wirkungsbereich der Molecularkrlfte zuriickgefiihrt werden mussten. Hr. Dr. Myl ius hatte die Giite, das be- nutzte Steinsalz chemisch zu untersuchen, er konnte in dem- selben eine Spur Chlormagnesium nachweisen, eine Substanz, iiber deren gesattigter Losung in Wasser wir bei 17,S0 einen Dampfdruck E 5,2 mm fanden. Es folgt daraus, dass die beim Steinsalz gefundenen Erscheinungen sich ahnlich wie die beim Glrtse gefundenen erkliiren , indem das Chlormag- nesiuin beim Steinsslz die Rolle des Alkalis beim Glase iiber- nimmt.

3 16. Ein Platinblech von 18 qcm Oberflache zeigte selbst bei einer Temperatur, die nur 0,23O unterhalb des Thaupunktes lag, gar keinen merklichen Wasserbeschlag. Bei Benutzung gereinigter Platingefasse zu Wagungen sind daher keine Fehler wegen der Wasserhaut zu befurchten.

17. Schellackplattchen, welche sich vor dem Electro- skop in feuchter Luft als sehr gut isolirend erwiesen. absor-

506 E. Uiirbury u. T. Ihmori.

hirten sehr grosse Quantitaten Wasser; die Wasseraufnahme befolgte aber hier ein ganz anderes Zeitgesetz, als beim Glase, und dauerte so lange, dass ihr Ende nicht abgewartet merden konnte. Um diese Thatsache weiter zu verfolgen, wurde Schellack Wochen lang unter Wasser aufbewahrt und die Gewichtszunahme der abgetrockneten Substanz von Zeit zu Zeit bestimmt. 1 g Schellack absorbirte so in einer Woche 0,Ol g, in vier weiteren Wochen 0,02 g , in sieben weiteren Wochen 0,045 g Wnsser. Immer erwies sich dabei die abgetrocknete Substanz als ein sehr guter Isolator. Durch welchen Vorgang hier das Wasser aufgenommen wird, ist nicht ermittelt worden.

0 18. S c h l u s s b e m e r k u n g e n . Fnsst man diese Resul- t,ate znsammen, so ergibt sich:

1. An keinem in Wasser unloslichen Kiirper (Platin, Glas mit Kieselsaureiiberzug, alkalifreiem Glase) mit glatter Oberflache 1 ) konnte oberhalb des Thaupunktes ein Wasser- beschlag durch Wagung nachgewiesen werden; ein etwa ge- bildeter kann bei der Empfindlichkeit der benutzten Wage die Dicke von 1 bis 2 Milliontel Millimeter nicht iibersteigen.

2. Die durch Wiigung gemessene Wasserhaut , welche sich bei alkalihaltigem Glase oberhalb des Thaupunktes bil- det, ruhrt von einer kleinen Quantitat freien oder locker gebundenen Alkalis an der Glasoberflache her. Dasselbe muss jedesmal so vie1 Wasser anziehen, bis der Dampfdruck iiber der gebildeten Alkalilosung gleich dem Dampfdruck im Versuchsraum geworden ist.

3. Dieser durch Wilgung gemessene Wasserbeschlag bei alkalihaltigem Glase ist die Ursache der electrischen Ober- flachenleitung, welche solches Was in feuchter Luft vor dem Electroskop zeigt; jedes Glas, bei welchem die benutzte Wage keinen messbaren Wasserbeschlag angab, erwies sich Tor dem Electroskop als guter Isolator.

4. Steinsalz zeigte einen viele Milliontel Millimeter dicken Wasserbeschlag bei Tempernturen, fur welche der Dampf-

1) Feinrertheilte , pulvt’rformige Korper bleibcii einer besonderen ~~~

Untersuchmig vorbehdten.

II tsserschicltteii auf Glris. 50’7

chuck uber gesilttigter Chlornatriumlosung grosser war, als der Dampfdruck im Versuchsraum. Es ist aber in dem be- nutzten Steinsalz eine kleine Quantitat Chlormagnesium nachgewiesen worden, welche Wasser anziehen rnusste , bis der Dampfdruck tiber der gebildeten Chlormagnesiumlosung gleich dem Dampfdruck im Versuchsraum geworden war.

Versteht man unter dem Thaupunkt einer in Wasser loslichen Substanz in einem Raurn die Temperatur, bei wel- cher der Dempfdruck uber der gesattigten Losung der Sub- stanz in Wasser gleich dem Dampfdruck in jenem Raum ist, so kann man sagen, dass bei keiner Substanz mit glatter Oberflache oberhalb ihres Thaupunktes ein die Dicke von 1 bis 2 Milliontel Millimeter erreichender Wasserbeschlag bis jetzt beobachtet worden ist.

Zur Annahme einer Oberflachenanziehung mit mess- barem Wirkungsbereich geben diese Resultate keine Veran- lassung.

Aus Versuchen iiber die Oberflachenspannung hat Hr. Q u i n cke’) abgeleitet, dass die Capillaritlltskriifte auf mess- bare Distanzen hin wirken, und die grosste Distanz, auf welche hin noch eine Wirkung stattfindet, zu 50 Milliontel Milli- meter gefunden. Es liegt uns fern, die Bichtigkeit der Schliisse Qu incke ’ s anzuzweifeln, und es wurde iiberhaupt voreilig sein, auf Grund einseitiger Beobschtungen in einer so schwierigen Frage ein Urtheil fallen zu wollen. Allein in den Messungen, welche wir iiber das Gewicht der Wasser- haut bei Glas und anderen Korpern angestellt haben, ist uns nichts entgegengetreten , woraus eine Wirkung der Xolecularkrilfte auf messbare Distanzen hin zu erschliessen wiire.

F r e i b u r g i. Br., im Januar 18fl6.

1) Quincke, I’ogg. - h i . 13i. p. 413. 1669.