17. Die Ursach,e der TerMmderumny des Leitumgsvemaiigens in Bleisuperoxyd;

uon l'h. S u n d o r p h.

Einzelne Stoffe. wie PbO, und GUS'), haben die Eigen- schaft , ihr Leitungsvermogen zu vermindern , wenn sie von elektrischen Wellen getroffen werden. Ich habe wiederholt mit Bleisuperoxyd Versuche angestellt, indem ich erst auf fol- gende Weise untersuchte, welche Wirkung ein gewohnlicher Strom ausubt. In einen Glascylinder C, welcher Bleisuper- oxyd enthielt, waren zwei genau gleich grosse Messingstangen .I und B gesteckt, welche von Korken an den beiden Oeffnungen des Cylinders gehalten wurden ; ihre Entfernung betrug ca. 2,5 cm; das Pulver hatte eine Hohe von ca. 2,5 cm. E m bis zwei Millimeter von jeder Metallstange und ebenfalls in der Mitte des Pulvers brachte ich ein Thermometer an. A und B verband ich mit zwei Schiebern, welche nach einem Neu- silberdrahte, dessen Enden einen Spannungsunterschied von 110 Volt hatten, bewegt werden konnten. Die Stromstarlte stellte ich durch ein eingeschaltetes Gal- vanometer fest. Verschoh ich die Schieber, so lronnte ich untersuchen, wie sich das Pulver verhielt, wenn der Spannungsunter- schied zwischen A und B, welcher in jedem einzelnen Versuche constant gehalten wurde, zwischen 5 und 110 Volt variirte. Bei

-

~

_ - - _ - - _ - - jedem Versuche verwendete ich neues Pulver und reinigte die Messingstangen sorgfaltig. - - _ - - Es genugt, das Resultat eines Versuches anzufiihren ; cla sie alle, was Stromstarke und Temperatur an- belangen, einer wie der andere verliefen. In nachfolgendem Auszuge einer Tabelle bedeutet M die Zeit in Minuten, s die Stromstarke in AmpBre, tl den Stand des Thermometers an der positiven Elektrode, t2 den Stand des Thermometers an der

I

1) E. Branly, Lum. Blectr. 40. p. 511. 1891; E. Aschkinass, Wied. Ann. 66. p. 288. 1898.

320 Th. Sundorph.

negttiven Elektrode. und B betragt 33 Volt.

Der Spannungsunterschied zwischen A

0,4 0,9 1,i 20 91 170 20 70 105

0,425 240 122

___ -

190 160 60 48

0,125 160 46

0,125 160 46

Das sich in der Mitte des Pulvers befindende Thermo- meter zeigte eine Temperatur, welche zwischen tl und t, liegt.

Die Tabelle zerfallt in drei Theile. Im ersten Theile wiichst die Stromstarke bedeutend und nahert sich einem Maximum, im zweiten nimmt sie ab und nahert sich einem Minimum, im dritten halt sie sich annbhernd constant. Die Ursache dieser Erscheinung ist die von dem Strome hervor- gebrachte Warme, die den Widerstand vermindert und theil- weise PbO, in das schlecht leitende PbO umbildet. Eine Re- statigung hierfur sind theils die von mir angestellten chemischen Untersuchungen, bei welchen ich feststellte, dass ein betracht- licher Theil des Pulvers in PbO umgebildet war und zwar, wie zu erwarten, am meisten derjenige, welcher der warmsten Stange am ndchsten war; theils wird es durch folgende Ver- suche bestatigt. Um den Cylinder C , den ich nebst einem Galvanometer in die Leitung einiger Elemente eingeschaltet hntte, leitete ich einen warmen Luftstrom; innerhalb 40 Mi- nuten stieg die Temperatur des Pulvers auf 116* und behielt dieselbe bei. Bei jedesmaligem Ablesen der Stromstarke schloss ich den Strom nur einen Augenblick; in den ersten Minuten wuchs er stark, nahm allmahlich ab und blieb dann bei fallender Tendenz ziemlich gleich. Bei den Stromstarken gingen also genau dieselben Veranderungen vor, wie bei den oben angefuhrten Versuchen. Dasselbe Resultat erzielte ich, wenn ich den Cylinder mit looo heissem Wasser umgitb.

Die angefuhrte Tabelle zeigt das Verhaltniss, wenn der Spannungsunterschied zwischen A und B gleich 33 Volt ist; die anderen, unter moglichst denselben Verhaltnissen ange- stellten Versuche ergaben folgende Resultate. 1st der Span- nurigsunterschied zwischen A und B kleiner als 33 Volt, so halt der Zeitraum, in welchem die Stromstarke wachst, langer

Yerunde run.q des Jeitungsvermlyens in B1eisupero.y-l. 32 1

an ; hochstens ungefiihr eine halbe Stunde; ist der Spaniiungs- nnterschied zwischen A und B grosser als 33 Volt. so win1 der Zeitraum kurzer und kurzer und ist zuletzt gleich Null. Der dam nothwendige Spannungsunterschied hangt in hohem Grade von dem Zusammenpressen des Pulvers ab. Bei deli Versuchen, in welchen der Widerstand des Pulvers, bei einem hohen Spannungsunterschiede zwischen A und B, augenblick- lich wgchst. war die Veranderung des Pulvers im Verhaltniss zur Widerstandsvergrosserung klein , ebenso war die Tempe- rntursteigerung klein. ICE fiihre hier einen Versuch an, in dem die Stromstarke sofort von 2 Amp. auf 0,l Amp. sank und diesen Werth wiihrend den folgenden S Secunden behielt. wonach der Versuch abgebrochen wurde. Das Thermometer rler einen Metallstange stieg l" , das der anderen 3O; das Pulver enthielt nach dem Versuche 91,lO Proc. PbO,, wghrend es vor dem Versuche 95,SO Proc. enthdten hatte.

Eine Erltlarung hierfur liegt nach nieiner Ansicht in dem Temperaturunterschiede, indem die eine Metallstange (meistens die positive) immer bedeutend warmer als die andere war (vgl. die Tabelle).

Dieser Temperaturunterschied entsteht sofort, nachclem der Strom geschlossen ist. Die grosste Warmeentwickelung findet uninittelbar bei der einen Metallstange statt, was dar- aus hervorgeht, dass die positive Stange sich bei der Beruhrung sehr warm erwies, wenn ihr Thermometer z. B. 60" zeigte; die negative Stange aber fiihlte sich nicht warm an, wenn spgter ihr Thermometer 60 O zeigte. Hieraus folgt, dass sich, gleicli nachdem der Strom geschlossen ist, unmittelbar bei der einen Stange vie1 PbO bildet, wodurch der Widerstand unrl eben- falls die Warmeentwickelung ausnabmsweise gross wird. Die Bildung von PbO bei der einen Stange mag hauptsbchlich bei lioherem Spannungsunterschiede zwischen A und B ststt- finden, wodurch die grosse Zunahme des Widerstandes trotz der geringen Umwandeluiig des Pulvers ihre Erklarung findet.

Da nun ferner die Temperatursteigerung bei deri Ver- suchen, in welchen der Widerstand sofort wachst, sehr kleiu ist (1/z-3 O), wenn der Versucli nach einigen Secunden unter- brochen wird , wiihrend die WiderstandsvergrGsserung gross ist, ist es nicht unwahrscheinlich, dass Funkeii zwischen

~ n n . a. Phys. u. Chem. N. F. 69 21

322 Th. Sundorph.

Metal1 und Pulver die Umbildung erzeugen. Solche Funken konnte man wahrnehmen, wenn man das Pulver schiittelte.

Die Einwirkung elektrischer Wellen auf Bleisuperoxyd untersuchte ich, indem ich den Cylinder C zusammen mit einem Galvanometer in die Leitung einiger Elemente einschaltete. Den Strom schloss ich nur bei jedesmaligem Ablesen der Strom- stirke; das Pulver war keinen sonderlich starken elektrischen Wellen ausgesetzt. Die Versuche zeigten , was Stromstiarke anbetrifft, denselben Verfauf, wie wenn die Metallstangen .in den friiher erwahnten Versuchen einem so hohen Spannungs- un terschiede ausgesetzt wurden , dass der Widerstand sofort vermehrt wurde. Von einem der Versuche fiihre ich einzelne Daten an. Bevor das Pulver den elektrischen Wellen aus- gesetzt war, betrug die Stromstarke €45 Milliamp., nach zwei Minuten 6,25 Milliamp., nach zwanzig Minuten 5 Milliamp. ; auf dieser Hohe hielt sich die Stromstarke wahrend den fol- genden funfzig Minuten ziemlich gleichmassig ; das Pulver ent- hielt nach dem Versuche 92,23 Proc. PbO,, vor dem Versuche 93,21 Proc. Da diese Umwandelung nun von den kurzen Stromschliissen , welche Zuni Ablesen der Stromstlarke statt- fanden, herriihren konnten, so unternahm ich einige Versuche, wobei der Cylinder C mit den Metallstangen elektrischen Wellen ausgesetzt wurde, ohne dass durch das Pulver ein Strom ge- leitet wurde; das Pulver zeigte sich andauernd ein wenig ver- andert. Als Beispiel fuhre ich einen Versuch an, in welchem das Pulver, ca. 1 m von der Funkenbahn entfernt, wahrend zwei Stunden elektrischen Wellen ausgesetzt war. Ein viertel Theil des Pulvers und zwar derjenige, welcher den Messing- stangen am nachsten war, enthielt 87,lO Proc. PbO,, wahrend der mittlere Theil 94,OO Proc. enthielt. Vor dem Versuche hatte das Pulver 95,80 Proc. PbO, enthalten.

Es ist also wie bei den Versuchen mit Stromen von grosser Spannung eine im Verhaltniss zur wahrscheinlichen Zunahme des Widerstandes geringe Veranderung vor sich ge- gangen, und diese Veranderung des Pulvers findet hauptsach- lich bei den Metallstangen statt. Wie vorher bemerkt, ist es wahrscheinlich, dass die Umwandelung von Funken herriihrt, welche am kraftigsten bei den Metallstangen auftreten und dort eine schlecht leitende Schicht bilden. Bei diesen Ver-

Veranderung des Leilungsvermiigens in Bleiszcpero.qd. 323

suchen fand keine oder nur eine ausserst geringe Temperatur- steigerung statt.

Die Ursache, warum bei gewohnlichen Stromen die eirie Stange warmer als die andere ist, geht aus nieineii Versucheii nicht hervor. Chemische Processe (PbO, enthielt etw:ts Feuch- tigkeit) konnen nicht die Ursaclie sein, da sonst immer die- selbe Stange am warmsten sein musste, ebeiiso weiiig konnte sie in den Metallstangen zu suchen sein, da diese regelmassig gereinigt und umgetauscht wurden. Der Grund liegt auch nicht in der verschiedentlichen Zusainmeiipressung des Pulvers bei den Metallstangen, noch in der verschiedeiitlichen Strom- dichte bei diesen ; man konnte annehnien, dass die positive und negative Stsnge sich gleiclimassig erhitzen wiirden, wenn die Spannung bei A und B numerisch dieselbe ware; dieses findet aber nicht ststt. Wahrscheinlich wird ejne schlecht leitende Schicht niit verschiedenem Widerstand bei beiden Stangen gebildet.

Kopen h a g en , Seeofficierschule, Juiii 1899. (Eingegangcn 3. Angnst 1899.)