13. Die Begründung der Elektrochemie.
Wie bei so vielen großen Entdeckungen wurden auch bezüglich der chemischen Wirkung der galvanischen Elektrizität die ersten Beobachtungen gemacht, ohne daß man ihnen gleich die verdiente Bedeutung beigelegt und sie weiter verfolgt hätte. So wurde schon im Jahre 1795 darauf hingewiesen, daß, wenn Zink und Silber in Wasser tauchen, das Zink von einer Oxydschicht überzogen wird[341]. A. v. Humboldt wiederholte diesen Versuch und sah am Silber Blasen aufsteigen, die aus Wasserstoff bestanden[342]. Übrigens war Humboldt ein Hauptgegner Voltas. Humboldt gab 1797-1799 ein Werk über die tierische Elektrizität heraus, das er »Versuche über die gereizte Nerven- und Muskelfaser« betitelte. Darin vertrat er die Ansicht, die galvanischen Erscheinungen würden durch ein Fluidum hervorgerufen, das in den tierischen Organen angehäuft sei. Ob dieses Fluidum, wie Galvani angenommen, elektrischer Natur sei, hielt Humboldt sogar noch für zweifelhaft. Eine bessere Aufnahme fanden die Forschungsergebnisse Galvanis und Voltas jenseits des Kanals. Sobald die Kunde von der Erfindung der Voltaschen Säule nach England gelangt war, beeilten sich die dortigen Physiker, Voltas Apparat zusammenzustellen und damit zu experimentieren. Dabei richtete sich ihre Aufmerksamkeit auf die von Volta übersehenen, vielleicht auch in seiner Voreingenommenheit für die von ihm begründete Kontakttheorie nicht genügend beachteten chemischen Vorgänge.
Der erste, der in England eine Säule nach Voltas Angaben zusammensetzte, war Carlisle[343]. Um eine bessere Berührung des Schließungsdrahtes mit der oberen Platte zu bewerkstelligen, hatte Carlisle die letztere mit einem Tropfen Wasser angefeuchtet. Dabei bemerkte er, daß sich um den Draht herum Gasbläschen bildeten. Um diese Erscheinung genauer zu verfolgen, führte Carlisle in Gemeinschaft mit Nicholson[344] im Mai des Jahres 1800 den galvanischen Strom unter Anwendung von zwei Messingdrähten durch eine mit Wasser gefüllte Röhre[345]. Der Abstand zwischen den Enden der Drähte betrug 1¾ Zoll. Sogleich erhob sich an dem mit dem Silber verbundenen Drahte ein Strom kleiner Gasblasen, während die Spitze des anderen Drahtes anlief. Jenes Gas wurde als Wasserstoff erkannt. Der Sauerstoff des Wassers hatte sich dagegen mit der Substanz desjenigen Drahtes verbunden, der zum Zink führte, und ein Anlaufen des Endes verursacht. Als man anstatt der Messingdrähte solche aus Platin wählte, einem Metall, mit dem der Sauerstoff sich nicht direkt verbindet, gelang es, beide Gase als solche aus dem Wasser abzuscheiden. Dieses war die erste, vollständige und deutliche, mit Hilfe des galvanischen Stromes bewirkte Zerlegung einer chemischen Verbindung, deren zusammengesetzte Natur man allerdings schon vorher erkannt hatte. Zwar besaßen Carlisle und Nicholson in von Humboldt und einigen anderen Vorläufer, die schon auf gewisse Erscheinungen hingewiesen hatten, die offenbar chemische Wirkungen des Stromes waren. Ja, es tauchte schon vor der Erfindung der Voltaschen Säule die Ansicht auf, daß vielleicht chemische Änderungen nicht die Folge, sondern die Ursache der Elektrizitätsentwicklung sein möchten[346]. Dennoch gebührt den beiden englischen Forschern das Verdienst, die Zerlegung des Wassers durch den galvanischen Strom zum ersten Male durch eine planvolle und ergebnisreiche Untersuchung dargetan zu haben. Nichts lag daher näher, als das neue Hilfsmittel auf Stoffe bislang unbekannter chemischer Zusammensetzung anzuwenden, ein Weg, den wir wenige Jahre nach der Anstellung der soeben beschriebenen ersten Elektrolyse mit dem größten Erfolge den Engländer Davy beschreiten sehen. Wie Nicholson und Carlisle in v. Humboldt, so besaß Davy auf diesem Gebiete einen Vorläufer in dem schon erwähnten Deutschen Ritter[347]. Im September des Jahres 1800[348] teilte dieser mit, daß er mit einer aus 64 Plattenpaaren bestehenden Säule nicht nur Wasser, sondern auch Kupfervitriol unter Abscheidung von Kupfer zersetzt habe. Ritter ließ den Strom auch auf Ammoniak wirken. Er gelangte schließlich zu der Ansicht, es gebe keine Flüssigkeit, die nicht durch den galvanischen Strom zersetzt werden könne.
Es ist für uns Deutsche ruhmvoll, daß bei uns so oft in aller Stille und Verborgenheit die Erschließung neuer Wissensgebiete stattgefunden hat. Es ist dagegen eine fast beschämende, indessen aus den früheren Zuständen und dem Nationalcharakter erklärliche Tatsache, daß der weitere Ausbau der erschlossenen Gebiete und die praktische Verwertung der gewonnenen Kenntnisse, sowie infolgedessen häufig genug auch der Ruhm der Entdeckung dem Auslande vorbehalten blieb. Im Beginn des 19. Jahrhunderts herrschte zudem eine die empirische Forschung unterschätzende Naturphilosophie in Deutschland, in deren Banden sich Ritter und in seinen jüngeren Jahren auch von Humboldt befand. Sie hat der Naturforschung auf deutschem Boden mehr geschadet, als es in Frankreich die Wirren der französischen Revolution vermocht haben. Von beiden Hemmnissen blieben die Forscher Englands verschont. Und so sehen wir hier Davy mit Entdeckungen auf dem neuen Gebiete hervortreten, welche denjenigen Voltas nicht nachstehen.
Humphry Davy wurde am 17. Dezember 1778 in Cornwall geboren[349]. In ärmlichen Verhältnissen aufgewachsen – sein Vater sorgte für sich und die Seinen durch Herstellung von Holzschnitten – wurde der junge Davy Gehilfe bei einem Chirurgen. Diesem mußte er auch bei der Herstellung von Arzneien zur Hand gehen. Auf solche Weise wurde in ihm ein Interesse an chemischen Vorgängen erweckt, das für seine spätere Laufbahn bestimmend werden sollte. Im Alter von 20 Jahren erhielt Davy eine Anstellung an einem Institut, das man in Bristol zu dem Zweck ins Leben gerufen hatte, um die Wirkungen gasförmiger Körper auf den Organismus zu prüfen[350]. Davy machte hier die Beobachtung, daß das von Priestley um 1772 entdeckte Stickoxydul (Lachgas) berauschend und betäubend wirkt[351]. Ferner stellte er Versuche über die physiologischen Wirkungen von Wasserstoff und Kohlendioxyd an und gelangte dadurch in den Ruf eines vorzüglichen Experimentators. Infolgedessen wurde Davy, bald nachdem die Kunde von Voltas Entdeckungen nach England gekommen war, als Professor der Chemie an die Royal Institution nach London berufen und zum Mitglied der Royal Society gewählt. Hier sehen wir ihn während des ersten Jahrzehnts des 19. Jahrhunderts eine außerordentliche Wirksamkeit entfalten, durch die er der Lehre vom Galvanismus eine neue Richtung gab. Nur die hervorragende, gleichzeitig das physikalische, wie das chemische Gebiet umfassende Forschertätigkeit eines Davy war imstande, die zahlreichen Irrtümer, welche jener Lehre infolge unrichtiger Auslegung der beobachteten elektrochemischen Vorgänge anhafteten, zu beseitigen. Der Elektrizität wurde damals alles Mögliche und Unmögliche zugeschrieben. Hielten es doch viele für ausgemacht, daß aus reinem Wasser und dem elektrischen Fluidum Salpetersäure, Salzsäure, Natron oder gar eine besondere elektrische Säure entstehen könne. Davy lieferte den Nachweis, daß in solchen Fällen das Wasser Verunreinigungen enthielt, durch deren Zersetzung die genannten Verbindungen entstanden waren, oder daß in anderen Fällen unter dem Einfluß der Elektrizität Bestandteile des Gefäßes an das Wasser abgegeben und zersetzt wurden[352]. Er zeigte ferner, daß chemisch reines Wasser sich durch die Elektrizität einzig und allein in Sauerstoff und Wasserstoff zersetzt[353]. Darauf folgten eine Anzahl Versuche über »Das Hinüberführen gewisser Bestandteile der Körper durch Elektrizität,« ein Vorgang, den man später als das Wandern der Ionen bezeichnet und durch die Annahme von freien, positiv oder negativ geladenen Ionen erklärt hat. Davy spricht das Ergebnis dieser Versuche etwa folgendermaßen aus: Wasserstoff und die Metalle würden von den negativ elektrischen Metallflächen angezogen, von den positiv elektrischen dagegen zurückgestoßen. Dagegen würden Sauerstoff und die Säuren (die Säurereste würden wir heute sagen) von den positiven Metallflächen angezogen, von den negativen abgestoßen. Diese anziehenden und zurückstoßenden Kräfte seien energisch genug, um die Wirkung der Wahlverwandtschaft zu zerstören.
Die Schwierigkeit, daß die Bestandteile der Verbindungen an den weit voneinander entfernten Elektroden jeder für sich in die Erscheinung treten, erklärt Davy, indem er das Wasser als Beispiel wählt, auf folgende Weise. Da der Wasserstoff von der positiven Metallfläche (die Bezeichnung Elektrode hat erst Faraday eingeführt) und der Sauerstoff von der negativen Fläche abgestoßen würden, so müsse in der Mitte des flüssigen Leiters eine Verbindung der zurückgestoßenen Stoffe vor sich gehen, oder – ein Gedanke, den später[354] Grothuss wieder aufgenommen – es finde eine Reihe von Zersetzungen und Wiedervereinigungen von der einen Metallfläche bis zur anderen statt.
Über eine Entdeckung von weittragendster Bedeutung berichtete Davy der Royal Society im Jahre 1807. Schon Lavoisier hatte die Vermutung ausgesprochen, daß man in den Alkalien und den Erden den Metallkalken ähnliche Verbindungen des Sauerstoffs mit bis dahin unbekannten Elementen zu erblicken habe. Alkali war auch die Substanz, die aus der Wand des Glasgefäßes in das Wasser überging, wenn letzteres in einem solchen der Elektrolyse unterworfen wurde. Was lag daher näher, als die zersetzende Kraft des galvanischen Stromes auf das Alkali selbst wirken zu lassen, um so das Dunkel, welches die chemische Natur dieser Verbindung einhüllte, zu lichten!
Davy versuchte zuerst Kali und Natron in ihren wässerigen, bei gewöhnlicher Temperatur gesättigten Lösungen mit Hilfe der stärksten galvanischen Apparate, die ihm zu Gebote standen, zu zerlegen. Bei aller Intensität der Wirkung wurde jedoch das Wasser allein angegriffen, und unter großer Hitze und heftigem Aufbrausen entwickelten sich nur Wasserstoff und Sauerstoff. Davy schmolz daher bei seinen späteren Versuchen das Kali und das Natron, indem er sie in einen Platinlöffel legte und die Elektrizität zugleich als Schmelzungs- und Zersetzungsmittel wirken ließ.
Das Kali, das er durch Glühen vollkommen getrocknet hatte, leitet zwar die Elektrizität nicht. Es wird aber schon leitend durch ein wenig Feuchtigkeit, welche den festen Zustand des Kalis nicht merklich ändert. In diesem Zustande wird es durch eine energische elektrische Einwirkung geschmolzen und zersetzt. Davy nahm ein kleines Stück reines Kali, ließ es einige Sekunden mit der Atmosphäre in Berührung, wodurch es an der Oberfläche durch Wasseranziehung leitend wurde, legte es auf eine isolierte Platinscheibe, die mit dem negativen Ende einer Batterie von 250 Plattenpaaren verbunden war, und berührte die Oberfläche des Kali mit dem positiven Platindrahte. Sogleich zeigte sich eine sehr lebhafte Wirkung. Das Kali begann zu schmelzen. An der oberen Fläche sah Davy ein heftiges Aufbrausen. An der unteren oder negativen Fläche war keine Gasentwicklung wahrzunehmen. Doch entdeckte Davy dort kleine Kügelchen, die einen sehr lebhaften Metallglanz hatten und völlig wie Quecksilber aussahen. Eine Menge von Versuchen bewiesen ihm alsbald, daß diese Kügelchen die Substanz waren, nach der er suchte, nämlich ein brennbarer Körper eigentümlicher Art, und zwar das dem Kali zugrunde liegende Metall. Davy fand, daß die Gegenwart von Platin ohne Einfluß auf das Resultat ist, und daß dieses Metall nur die Elektrizität zuführt, welche die Zersetzung bewirken soll. Es entstand nämlich immer dieselbe Substanz, er mochte den Stromkreis durch Stücke Kupfer, Silber, Gold, Graphit oder Kohle schließen. Natron gab ähnliche Resultate wie das Kali, wenn man es auf dieselbe Art behandelte.
Bei allen Zersetzungen chemischer Verbindungen, welche Davy früher untersucht hatte, waren stets die brennbaren Elemente am negativen Pole entbunden worden, während der Sauerstoff am positiven Pole zum Vorschein kam oder dort in Verbindung trat. Es war daher ein naheliegender Gedanke, daß bei der Einwirkung der Elektrizität auf die Alkalien die neuen Substanzen auf ganz ähnliche Weise erzeugt werden.
Davy[355] stellte deshalb in einem durch Quecksilber abgesperrten Apparat mehrere Versuche an, bei denen die äußere Luft ausgeschlossen war. Diese Versuche bewiesen, daß sich die Sache in der Tat so verhält. Als er nämlich festes Kali oder Natron, die so viel Feuchtigkeit eingesogen hatten, daß sie die Elektrizität leiteten, in Glasröhren einschloß, die mit Platindrähten versehen waren, und den Strom hindurchleitete, dann entstanden die neuen Substanzen an der negativen Metallspitze. Das Gas, das sich gleichzeitig an der positiven Metallspitze entwickelte, war reiner Sauerstoff. Am negativen Pole erschien gar kein Gas, außer wenn Wasser in größerer Menge vorhanden war. Dann wurde nämlich durch die Einwirkung des entstandenen Kaliums auf das Wasser Wasserstoff entwickelt.
Um den Beweis, daß die Alkalien nur durch die Vereinigung von Sauerstoff mit den entdeckten Metallen entstanden sind, zu einem einwandfreien zu erheben, schloß Davy an seine durch das neue Hilfsmittel vollzogene Analyse (Elektrolyse) die Synthese der Alkalien an. In besonders dazu hergerichteten, durch Quecksilber abgesperrten Glasröhren wurden einige Kügelchen Kalium mit Sauerstoff in Berührung gebracht. Sie verschluckten augenblicklich den Sauerstoff und überzogen sich mit einer Rinde von Kaliumoxyd. Der Grundstoff des Natrons, das Element Natrium, verhielt sich ähnlich und lieferte wieder Natron. Wurden die aus Kali und aus Natron erhaltenen Elemente in einer gegebenen Menge Sauerstoff erhitzt, so verbrannten sie schnell mit weißer, glänzender Flamme und die metallischen Kügelchen verwandelten sich in eine feste, weiße Masse, die aus Kali oder aus Natron bestand, je nachdem man Kalium oder Natrium zu dem Versuch genommen hatte. Dabei wurde Sauerstoff verschluckt. Die Oxyde, die bei dem Versuche entstanden, übertrafen an Gewicht dasjenige der verbrannten Substanzen bedeutend.
Diese Tatsachen berechtigten Davy anzunehmen, daß Kali und Natron aus Sauerstoff und zwei eigentümlichen Grundstoffen bestehen. Die Affinität der Alkalimetalle zu Sauerstoff erwies sich als so groß, daß Davy die entdeckten Elemente nur unter Steinöl aufbewahren konnte. Wasser wurde von ihnen so heftig unter Entwicklung von Wasserstoff zersetzt, daß die geringe Menge Wasser, welche im Alkohol und im Äther nach sorgfältiger Reinigung dieser Flüssigkeiten noch enthalten ist, zerstört wurde[356].
Metalloxyde, die man mit Kalium erhitzte, wurden ihres Sauerstoffs beraubt (reduziert). Als Davy ein wenig Eisenoxyd mit Kalium erwärmte, erfolgte eine lebhafte Einwirkung. Es entstand Kali neben Teilchen eines grauen Metalls, das sich als Eisen erwies. Bleioxyd und Zinnoxyd wurden noch schneller reduziert. War Kalium im Überfluß vorhanden, so verband sich das entstehende Metall mit dem Kalium zu einer Legierung. Das chemische Verhalten des Natriums fand Davy im ganzen dem des Kaliums ähnlich, doch zeigten sich charakteristische Verschiedenheiten.
Davy kam nach Abschluß dieser Untersuchung sofort auf die Vermutung, daß die alkalischen Erden, wie Baryt und Strontian, Verbindungen derselben Art wie die Alkalien seien, d. h. metallische Grundstoffe von hoher Brennbarkeit verbunden mit Sauerstoff[357]. Wie Baryt und Strontian, so besitzen auch Kalk, Magnesia, Tonerde und Kieselerde manche Ähnlichkeit mit den Alkalien[358]. Man durfte deshalb hoffen, daß auch diese widerspenstigen Stoffe der Einwirkung mächtiger Batterien nicht widerstehen und daß sich ihre Bestandteile mit Hilfe der neuen Methode abscheiden lassen würden[359].
Die Verwandtschaftskräfte der neuen Metalle, die in den Alkalien enthalten sind, führten zu einer nicht zu ermessenden Menge von Versuchen. Diese Metalle wurden mächtige Agentien für die chemische Analyse. Und da sie an Verwandtschaft zum Sauerstoff alle bekannten Stoffe übertrafen, so konnten sie bei manchen Zerlegungen die Elektrizität ersetzen. So wurden, wie wir später sehen werden, die Grundstoffe der Kieselerde und der Tonerde, das Silizium und das Aluminium nämlich, zuerst durch die Einwirkung der Alkalimetalle aus ihren Verbindungen abgeschieden. Die Gewinnung des Aluminiums vermittelst des galvanischen Stromes erfolgte erst später.
Die Elektrolyse von Kalk, Baryt, Strontian und Magnesia gelang, ganz wie Davy es vorausgesehen. Schon ein Jahr nach der Entdeckung der Alkalimetalle konnte er den staunenden Zeitgenossen von diesem neuen Erfolg berichten.
Vor allem hatten die Untersuchungen Davys das wichtige Ergebnis, daß die Bedeutung, welche der Sauerstoff als Bestandteil chemischer Verbindungen beansprucht, in einem ganz anderen Umfange erkannt wurde. Hatte Lavoisier dieses Element als das säurebildende Prinzip angesprochen, so konnte man es jetzt mit der gleichen Berechtigung als ganz wesentlich für das Zustandekommen der Alkalien hinstellen. Davy erklärte infolgedessen am Schluß seiner Untersuchung: »Sauerstoff ist in allen wahren Alkalien vorhanden. Denselben Stoff, den die Franzosen als das Prinzip der Azidität charakterisieren, kann man daher auch das Prinzip der Alkalisierung nennen.« Nach den heutigen Anschauungen werden bekanntlich die basischen Eigenschaften durch das Vorhandensein der Hydroxylgruppe OH bedingt.
Es ist begreiflich, daß Davy, nachdem er diese neue Rolle des Sauerstoffs erkannt hatte, sich auch dem flüchtigen Alkali, dem Ammoniak, zuwandte. Hier begegnete ihm nun der Irrtum, daß er den Sauerstoff, den er in dem Ammoniakgas (NH3) vorhanden glaubte, auch wirklich fand, obgleich dies Element in dem völlig reinen, gut getrockneten Ammoniakgase fehlt. Indessen macht bekanntlich auch hier der Sauerstoff das Wesen der Alkalinität aus, indem das Ammoniakgas sich mit dem Wasserstoff und der Hydroxylgruppe des Wassers erst zur eigentlichen Basis verbindet (NH3 + HOH = NH4. OH). Davy faßte das Verhältnis des Ammoniaks zu den fixen Alkalien auch ganz richtig auf, indem er sagte, es würde zu letzteren wohl in derselben Beziehung stehen wie die Pflanzensäuren mit zusammengesetztem Radikal zu den mineralischen Säuren von einfacherer Zusammensetzung. Dem Kalium würde also nach dieser noch heute geltenden Auffassung die Gruppe NH4 entsprechen.
Selten ist die Chemie mit einer solchen Fülle neuer Tatsachen bereichert worden, wie es innerhalb eines so kurzen Zeitraumes durch die Ergebnisse der elektrochemischen Untersuchungen Davys geschah. In dem galvanischen Strom hatte man das gewaltigste Agens für die chemische Analyse kennen gelernt. Neben der zersetzenden Wirkung der Voltaschen Säule wandte sich das Interesse in steigendem Maße auch den innerhalb der Säule zwischen den Metallen und den angewandten Flüssigkeiten vor sich gehenden chemischen Veränderungen zu. Während man letztere zuerst als etwas Nebensächliches betrachtet hatte, begann man jetzt in dem innerhalb der Kette sich abspielenden chemischen Vorgang die Ursache des elektrischen Stromes zu erblicken.
Zwar erkannte schon Davy, daß nicht jeder chemische Vorgang elektromotorisch wirksam ist. Wurde Eisen in Sauerstoff verbrannt, während das Metall mit einem Elektrometer verbunden war, so erhielt letzteres während des Prozesses keine Spur von Ladung. Salpeter und Holzkohle wirkten, während sie unter Verpuffung zur Verbindung gebracht wurden, ebensowenig auf das Elektrometer. Auch bei der Verbindung von festem Alkali und Schwefelsäure machte sich kein Auftreten von Elektrizität bemerkbar[360]. Trotzdem suchte Davy die chemische Verwandtschaft auf elektrische Anziehungen und Abstoßungen zurückzuführen, so daß wir ihn als den Begründer einer elektrischen Theorie der chemischen Verbindungen betrachten müssen, einer Theorie, die ihren weiteren Ausbau durch Berzelius erfuhr und nach der Aufnahme mancher Verbesserungen die Grundlage für die neueren Anschauungen geworden ist.
Ursprünglich war Davy Anhänger der rein chemischen Theorie, während er später gleichzeitig der Kontakttheorie Rechnung zu tragen suchte. Er nahm nämlich an, daß die Atome bei ihrer Berührung entgegengesetzt elektrisch würden und sich infolgedessen anzögen, während nach Berzelius eine verschiedenartige elektrische Ladung den Atomen ursprünglich eigen ist und sich bei ihrer Verbindung ausgleicht. »Alle Körper die sich chemisch miteinander verbinden,« so führt Davy seine Ansicht des näheren aus, »geben bei ihrer Berührung entgegengesetzte elektrische Zustände. Angenommen die kleinsten elementaren Teilchen können sich frei bewegen, so werden sie sich deshalb infolge ihrer bei der Berührung auftretenden elektrischen Kräfte anziehen müssen.« Davy meint, der Zusammenhang der Elektrizität mit der chemischen Verwandtschaft liege also ziemlich klar zutage. Man dürfe vielleicht annehmen, daß beide im Grunde genommen dasselbe seien. Daraus erklärt sich das Problem, das Davy aufwirft, nämlich »eine Stufenleiter der elektrischen Kräfte der Körper aufzufinden, wie sie den Graden der Verwandtschaft entsprechen[361].« Auch dieser Gedanke Davys ist in der Folge, nachdem man eine Untersuchung der Beziehungen zwischen dem elektrischen und dem chemischen Potential in Angriff genommen, von großer Tragweite gewesen[362].
Auch die Wärme- und die Lichtwirkung der galvanischen Elektrizität konnten, als man die Zahl der Platten vergrößerte, nicht verborgen bleiben. Daß beim Öffnen und Schließen des galvanischen Stromes mehr oder minder kräftige Funken auftreten, gehörte zu den ersten Beobachtungen, die man an den neuen Apparaten machte. Als Davy den Strom seiner aus einigen hundert Plattenpaaren zusammengesetzten Batterie durch Alkali leitete, war die Wärmewirkung groß genug, um letzteres zu schmelzen. Und als derselbe Forscher später eine Batterie von 2000 Elementen benutzte, zeigte sich an der Unterbrechungsstelle, zumal bei Anwendung von Kohlenspitzen, ein äußerst blendendes Licht, das jedoch erst in der neueren Zeit, seitdem man billigere Elektrizitätsquellen kennen gelernt hatte, als Bogenlicht zu Beleuchtungszwecken Verwendung finden konnte. Es ist nicht ganz zutreffend, Davy als den Entdecker des Bogenlichtes zu bezeichnen. Dem Öffnungsfunken hatte sich schon länger das Interesse der Physiker zugewandt. Man hatte sein Zustandekommen aus dem Auftreten erglühender, abgerissener Metallteilchen erklärt und auch den einen Pol mit einem Kohlenstift verbunden, um dadurch stärkere Funken zu erhalten. Der erste, der zwei Kohlenstifte anwandte und so im Jahre 1820 ein Licht erzielte, das die Augen der Zuschauer blendete, war de la Rive. Davy machte seinen Versuch erst ein Jahr später bekannt[363]. Und es ist nicht einmal sicher, ob er unabhängig von de la Rive, der mit 380 Elementen experimentierte, auf den Gedanken gekommen ist, zwei Kohlenspitzen zu verwenden.
Als Davy die Kohlenspitzen nach der Unterbrechung des Stromes untersuchte, fand er, daß die mit dem positiven Pol verbundene Spitze ausgehöhlt, der gegenüberstehende Kohlenstift dagegen zugespitzt erschien. Es hatte somit eine Wanderung der Kohlenteilchen vom positiven zum negativen Pole stattgefunden. Dies zeigte sich noch deutlicher, als Davy die Verbrennung der hinüberwandernden Teilchen dadurch aufhob, daß er den Lichtbogen im luftleeren Raum entstehen ließ.
Viele Entdeckungen Davys sind dem praktischen Leben zugute gekommen. Während seine Sicherheitslampe die Zahl der in den Kohlengruben stattfindenden Unglücksfälle erheblich verringerte, zeigte später das von ihm entdeckte Kalium dem in dunkler Nacht ins Meer gespülten Schiffer den Weg zur Rettung[364]. Zu erwähnen sind auch Davys Untersuchungen über das Leitungsvermögen. Er zeigte, daß dieses mit steigender Temperatur abnimmt und daß die schlechten Leiter leichter erglühen als die besseren. Um dies in augenfälliger Weise darzutun, verfertigte Davy eine Kette, deren Glieder abwechselnd aus Silber- und aus Platindraht bestanden. Leitete er durch diese Kette einen elektrischen Strom von zunehmender Stärke, so konnte er bewirken, daß die Platinstücke glühten, während das Silber kalt blieb, ein Experiment, das noch heute zu den beliebtesten Vorlesungsversuchen gehört.
Nach ihrem Leitungsvermögen ordnete Davy, mit dem schlechtesten Leiter beginnend, die bekannten Metalle in folgende Reihe: Eisen, Platin, Zinn, Zink, Gold, Kupfer, Silber. Daß das Leitungsvermögen nicht von der Größe der Oberfläche, sondern von der Größe des Querschnitts abhängt, bewies er auf folgende Weise. Er ließ einen zylindrischen Draht, dessen Leitfähigkeit er geprüft hatte, zu einem Bande auswalzen. Obgleich die Oberfläche dadurch sechsmal so groß geworden war, besaß der Draht noch dasselbe Leitungsvermögen. Endlich ging aus Davys Untersuchung noch hervor, daß das Leitungsvermögen der Länge des eingeschalteten Drahtes umgekehrt proportional ist.
Für Davys unvergleichliche Leistungen ist ihm reiche Anerkennung zuteil geworden. Napoleon verlieh, obgleich er damals mit England im Kriege lag, dem genialen Manne einen jener Preise, die er für hervorragende Arbeiten auf dem Gebiete der galvanischen Elektrizität gestiftet hatte. In seinem Vaterlande wurde Davy geadelt und zum Präsidenten der Royal Society gewählt, ein Amt, das er bekleidete, bis zunehmende Schwäche des Körpers ihn zum Rücktritt zwang. Auf einer zur Wiederherstellung der Gesundheit unternommenen Reise verschlimmerte sich sein Leiden. Er starb in Genf am 29. Mai des Jahres 1829[365].