Titel: | Ueber eine neue galvanische Batterie, welche wohlfeiler herzustellen und kräftiger ist als die jetzt gebräuchlichen; von N. J. Callan, Professor der Physik am Maynooth College. |
Fundstelle: | Band 105, Jahrgang 1847, Nr. C., S. 437 |
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C.
Ueber eine neue galvanische Batterie, welche
wohlfeiler herzustellen und kräftiger ist als die jetzt gebräuchlichen; von N. J. Callan, Professor der
Physik am Maynooth College.
Aus dem Philosophical Magazine, August 1847, S.
81.
Callan, über eine neue galvanische Batterie.
Nach dem Princip der Grove'schen und Bunsen'schen Batterie war es mir wahrscheinlich, daß bei ersterer das
Platin und bei letzterer die Kohle durch Blei ersetzt werden kann. Ich brachte in
die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie ein Stück Blei von 1/16 Zoll Dicke, 2
Zoll Breite und 6 Zoll Länge. Ich fand daß das Blei, welches durch eine Mischung von
concentrirter Salpetersäure und Schwefelsäure erregt wurde, einen sehr starken
galvanischen Strom hervorbrachte. Ich verglich dann die Wirkung dieser
Blei-Batterie mit derjenigen einer Platin Batterie von derselben Größe, indem
ich die von den zwei Batterien erzeugten Ströme gleichzeitig, aber in
entgegengesetzten Richtungen durch die Drahtwindung eines Galvanometers leitete.
Beide Batterien wurden mit denselben Säuren geladen: das Blei und Platin wurden
durch concentrirte Salpetersäure und Schwefelsäure, und das Zink durch verdünnte
Schwefelsäure erregt. Der Strom von der Platin-Batterie neutralisirte nicht
nur die Ablenkung, welche durch die Blei-Batterie hervorgebracht wurde,
sondern verursachte noch eine entgegengesetzte Ablenkung, ein Beweis daß ersterer
Strom beiläufig zweimal so stark war als letzterer. Man ließ die zwei Batterien etwa
3 1/2 Stunden lang wirken. Nach dieser Zeit war der Strom vom Blei beiläufig 2
1/2mal so stark als der Strom vom Platin. Während dieser 3 1/2 Stunden hatte sich
nur sehr wenig Blei aufgelöst.
Ich kam nun auf den Gedanken, ob sich die Stärke der Batterie nicht dadurch
vergrößern läßt, daß man die Wirkung der Säuren auf das Blei vermindert. Ich überzog
daher eine Bleiplatte mit Blattgold und eine andere eben so große mit Goldchlorid,
geradeso wie man Silberblech für Smee's Batterie
verplatint. Diese Platten und eine eben so große von Platin, wurden nach einander in
die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie gebracht und der galvanische Strom durch
die Drahtwindung unseres großen Elektromagnets geleitet, dessen Eisenstange 13 Fuß
lang und 2 1/2 Zoll dick ist; der Kupferdraht ist beiläufig 500 Fuß lang und 1/6
Zoll dick. Die magnetische Kraft welche dem Elektromagnet durch die mit Goldchlorid
überzogene Bleiplatte ertheilt wurde, schien derjenigen gleich zu seyn, welche durch
die Platinplatte hervorgebracht wurde. Der Strom von der mit Blattgold überzogenen
Bleiplatte brachte keine so große magnetische Wirkung hervor. Nachher fand ich daß
ein Ueberzug von Platinchlorid eben so gut ist, wie einer von Goldchlorid.
Einige Tage darauf ließ ich eine Blei- und eine Platin-Batterie von
gleicher Größe 4 1/2 Stunden lang wirken. Nach Verlauf dieser Zeit wirkte die
Bleiplatte vollkommen so gut wie die Platinplatte. Als die Salpetersäure so
erschöpft war, daß das Blei den Elektromagnet kaum dahin zu magnetisiren vermochte
daß er ein gewisses Gewicht trug, wurde die Bleiplatte aus der porösen Zelle
genommen und dagegen eine gleich große Platinplatte hineingebracht; die Platinplatte
setzte aber den Elektromagnet nicht in Stand dasselbe Gewicht zu tragen, wozu ihn
das Blei befähigt hatte.
Die magnetisirende Kraft der Batterie mit verplatintem oder vergoldetem Blei wurde
mehrmals mit der Wirkung der Platin-Batterie dadurch verglichen, daß man sie
eine elektromagnetische Maschine treiben ließ. Hiebei war die Wirkung der
Blei-Batterie offenbar größer als die der Platin-Batterie. Einigemal
wurde die Platinplatte aus der porösen Zelle genommen und durch eine gleich große
verplatinte oder vergoldete Bleiplatte ersetzt: die Geschwindigkeit der Maschine
nahm dann augenblicklich und bedeutend zu. Dasselbe geschah, wenn man die
Platinplatte aus der Zelle nahm und durch eine verplatinte Platinplatte ersetzte.
Daraus geht hervor, daß eine mit Platin- oder Goldchlorid überzogene
Bleiplatte oder eine verplatinte Platinplatte einen stärkeren galvanischen Strom
hervorbringt, als eine Platinplatte. Durch Anwendung doppelter Bleiplatten und
einfacher Zinkplatten, anstatt doppelter Zinkplatten und einfacher Bleiplatten, wird
die Wirkung der Batterie ebenfalls verstärkt. Wenn die Bleiplatten lange Zeit
gebraucht worden sind, muß man sie frisch vergolden oder verplatinen. Nach der Anwendung sollte man
sie in Wasser spülen und in eine schwache Auflösung von Goldchlorid oder
Platinchlorid tauchen.
Da die concentrirten Säuren das Gold- oder Platinpulver beseitigen, indem sie
das Blei auflösen, auch die Salpetersäure sehr kostspielig ist, so bemühte ich mich
ein wohlfeiles Surrogat derselben auszumitteln, welches nicht auf das Blei wirkt.
Zuerst versuchte ich gewöhnlichen Salpeter. Ich löste etwa 1/8 Unze davon in
Schwefelsäure auf, welche ich mit ihrem gleichen Volum Wasser verdünnte. Diese
Mischung goß ich in die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie und stellte eine
verplatinte Bleiplatte hinein. Dann leitete ich den galvanischen Strom durch die
Drahtwindung unseres großen Elektromagnets: die magnetische Kraft, welche ihm
dadurch ertheilt wurde, war größer als diejenige welche ihm eine gleich große
Grove'sche Batterie verlieh, worin das Platin durch concentrirte Salpetersäure und
Schwefelsäure erregt wurde. Auch fand ich, daß die Batterie mit verplatintem Blei
mehr Wärme erzeugt als die andere; ich lud eine verplatinte Blei-Batterie mit
einer Mischung von 5 Theilen Schwefelsäure, 5 Salpeterlösung und 1 Salpetersäure,
und eine Grove'sche Batterie mit gleichen Theilen Salpetersäure und Schwefelsäure;
erstere schmolz ein Stück Stahldraht, welches letztere nur weißglühend machte. Wenn
eine Platinplatte durch eine Mischung von Schwefelsäure und Salpeterlösung erregt
wird, ist der galvanische Strom so stark wie bei Anwendung von concentrirter
Salpetersäure und Schwefelsäure. Die Kosten des Salpeters zum Laden einer Batterie
betragen aber höchstens den zwanzigsten Theil von denjenigen der erforderlichen
Salpetersäure. Erstere nimmt zwar schneller an Stärke ab als letztere: durch mehrere
Versuche kam ich aber zu dem Schluß, daß die Kosten, um eine gegebene Wirkung durch
eine Platin-Batterie hervorzubringen, welche mit concentrirter Salpetersäure
und Schwefelsäure geladen ist, drei- bis viermal so groß sind, als bei
Anwendung einer verplatinten Blei-Batterie, welche mit einer Mischung von
Schwefelsäure und Salpeterlösung geladen wird. Ich habe anstatt Salpetersäure auch
Natronsalpeter und salpetersaures Ammoniak angewandt; dieselben sind zwar sehr
wirksam, aber nicht so geeignet wie der gemeine Kalisalpeter. Die wirksamste
Mischung für die Platin-Batterie oder verplatinte Blei-Batterie
besteht aus 4 Theilen Schwefelsäure, 2 Salpetersäure und 2 gesättigter
Salpeterlösung. Wenn man keine Salpetersäure anwendet, sollte wenigstens die Hälfte
der Mischung aus Schwefelsäure bestehen und der Rest aus Salpeter und Wasser: die
Lösung braucht nicht mit Salpeter gesättigt zu seyn. Eine sehr kräftige erregende
Mischung für Platin bilden 4 Theile Schwefelsäure, 2 einer Lösung von doppelt-chromsaurem Kali
und 2 Salpeterlösung; verplatintem Blei ertheilt sie aber verhältnißmäßig wenig
Wirkung. Ich habe mich vergebens bemüht, unter den schwefelsauren Salzen ein
Surrogat für die Schwefelsäure aufzufinden. Der galvanische Strom von einer
verplatinten Blei-Batterie, welche durch 2 Theile Schwefelsäure, 3
Glaubersalz und 3 Kalisalpeter erregt wird, ist sehr stark, aber bedeutend schwächer
als derjenige welcher durch die concentrirten Säuren hervorgebracht wird.
Daß verplatintes oder vergoldetes Blei und verplatintes Platin wirksamer als bloßes
Platin sind, erklärt sich dadurch, daß bei der Batterie mit verplatintem oder
vergoldetem Blei und derjenigen mit verplatintem Platin, die thätigen Metalle nicht
Blei oder Platin und Zink, sondern Goldpulver oder Platinpulver und Zink sind; und
daß das Gold- oder Platinpulver gegen Zink negativer als Platin sind. Daraus
schloß ich erstens, daß eine Bleiplatte, die man mit irgend einer Substanz
überzieht, welche negativer und wohlfeiler als Platin oder Gold ist, so kräftig
wirken muß wie verplatintes oder vergoldetes Blei; und zweitens, daß jedes andere
Metall an welchem das Platin- oder Goldpulver haftet, so brauchbar ist wie
Blei. Ich überzog daher auf galvanischem Wege Bleiplatten mit Antimon, Arsenik und
Chrom; sie waren aber entweder weniger wirksam als das verplatinte Blei oder
verloren doch bald ihre Kraft.
Ich habe mit dem verplatinten Blei die anderen wohlfeilen Metalle verglichen, welche
ich mit Gold oder Platin überzog; mit Ausnahme des Gußeisens standen sie ihm aber
alle nach. Verplatintes Gußeisen ist so wirksam wie verplatintes Blei; und auch ohne
Platinüberzug scheint das Gußeisen so wirksam zu seyn wie Platin. Zur Vergleichung
magnetisirte ich unseren großen Elektromagnet und trieb auch eine elektromagnetische
Maschine, sowohl mit einer Gußeisen-Batterie, als mit einer gleich großen
Grove'schen Batterie; beide Batterien waren mit derselben Mischung geladen; jene war
letzterer vollkommen gleich.
Ich habe mehrere Versuche über die relative Wirkung verplatinten Silbers und
verplatinten Bleies angestellt und bin durch die erhaltenen Resultate überzeugt
worden, daß letzteres mit gleichem Erfolge anstatt des ersteren in Smee's Batterie angewandt werden kann. Gußeisen nimmt den
Ueberzug von Platinpulver nicht so gut an wie Blei oder Silber (wenigstens bevor
nicht seine harte Oberfläche abgenutzt ist); und deßwegen ist es auch nicht so
wirksam wie diese beiden. Ich habe aber gesunden, daß Zink und Gußeisen, durch
verdünnte Schwefelsäure erregt, so constant in ihrer Wirkung sind wie Zink und verplatintes Blei. Eine
Platte aus verplatintem Blei oder Gußeisen von sechs Zoll im Quadrat, kann man aber
für den zwölften Theil der Kosten einer gleich großen verplatinten Silberplatte
haben.
Aus den beschriebenen Versuchen schließe ich erstens, daß man eine wirksamere
Batterie als Grove's Salpetersäure-Batterie ist,
dadurch herstellen kann, daß man das Platin durch verplatintes Blei oder
verplatintes Platin ersetzt und anstatt der Mischung von Salpetersäure und
Schwefelsäure ein Gemisch von Salpeterschwefelsäure und Kalisalpeter anwendet;
zweitens daß man eine ebenso wirksame Batterie, als die
Salpetersäure-Batterie ist, dadurch construiren kann, daß man das Platin
durch Gußeisen ersetzt.
Bei der Wohlfeilheit des Gußeisens und des verplatinten Bleies kann sich jedermann
eine kräftige galvanische Batterie anschaffen. Eine Batterie mit verplatintem Blei
ist etwa fünfzehnmal so wirksam als eine gewöhnliche gleich große Wollaston'sche Batterie. Eine Gußeisen-Batterie
ist etwas weniger wirksam als eine mit verplatintem Blei; ich ziehe aber erstere
vor, weil man dem Gußeisen keinen Platinüberzug zu geben braucht. Ich bin jetzt
beschäftigt zwei große Gußeisen-Batterien für unsere physikalische Sammlung
herzustellen; die eine mit 33 Quadratfuß Zink und 66 Gußeisen, die andere mit 80
Quadratfuß Zink und 160 Gußeisen. Diese Batterien werden wirksamer seyn, als alle
bisher construirten; die Kosten werden sehr mäßig seyn, weil die Zinkplatten und
Porzellankästen unserer bisherigen Grove'schen Batterien bei den neuen verwendbar
sind.