German Science Reader / An Introduction to Scientific German, for Students of Physics, Chemistry and Engineering

by Charles Frederick Kroeh

Als Ursache der chemischen Vereinigung denkt man sich zwischen den Atomen der Elemente eine Art Anziehungskraft wirkend, welche nicht allein die Vereinigung veranlasst⁵, sondern zugleich die mehr oder weniger grosse Beständigkeit⁶ der unter ihrem Einfluss entstandenen chemischen Verbindungen bedingt. Diese Kraft wird Affinität, chemische Verwandtschaft, chemische Anziehungskraft genannt. Sie unterscheidet sich dadurch von der allgemeinen Anziehungskraft der Massen aufeinander, dass sie nur zwischen den kleinsten Teilchen, und nur auf unmessbar kleine Entfernungen zur Wirkung kommen kann.

Manche Elemente verbinden sich direkt mit einander, d. h. bei blosser Berührung; andere können nur indirekt, auf Umwegen⁷, andere gar nicht miteinander verbunden werden. Je nachdem sich zwei Elemente leicht, schwer oder gar nicht miteinander verbinden lassen, sagt man gewöhnlich: Die beiden Elemente besitzen eine grosse, geringe oder gar keine chemische Verwandtschaft⁸ zu einander.

Die Atome der verschiedenen Elemente besitzen eine verschiedene, jedoch bestimmte und begrenzte Fähigkeit⁹, sich mit anderen Atomen zu verbinden. Bezieht man diese Fähigkeit, die sogen.¹⁰ Valenz, auf die Verbindungsverhält nisse der Elemente mit Wasserstoff, so findet man, dass sich ein Teil der Elemente nur mit 1, ein anderer Teil mit 2, 3 und 4 Atomen Wasserstoff zu verbinden vermag. Dementsprechend¹¹ unterscheidet man einwertige,¹² zweiwertige, dreiwertige und vierwertige Elemente. In den organischen Verbindungen bewahren¹³ die hauptsächlich beteiligten Elemente die ihren Atomen eigene Valenz. In denselben ist der Kohlenstoff¹⁴ konstant vierwertig, der Sauerstoff konstant zweiwertig, der Wasserstoff konstant einwertig.

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Säuren nennt man diejenigen Verbindungen des Wasserstoffs mit elektronegativen Elementen oder Radikalen, welche sich mit den Basen bei Gegenwart¹ und unter gleichzeitiger Bildung von Wasser zu Salzen umsetzen². Die in Wasser löslichen Säuren besitzen gewöhnlich einen mehr oder weniger sauren Geschmack, sowie eine saure Reaktion, infolge deren sie blaues Lackmuspapier³ röten.

Die Säuren, ähnlich wie die Elementaratome, besitzen eine verschiedene Wertigkeit⁴ oder Sättigungskapazität⁵. Salpetersäure HNO 3 bedarf zu ihrer Sättigung oder Neutralisation, d. h. zur Bildung eines neutralen Salzes, nur ein Molekül Kaliumhydroxyd (Aetzkali⁶ ) KOH, wobei ihr einziges Wasserstoffatom durch Kalium ersetzt wird und Salpeter KNO 3 entsteht. Solche Säuren nennt man einbasisch. Die Schwefelsäure H 2 SO 4 ist zweibasisch, denn sie hat zwei durch Metalle oder Radikale ersetzbare⁷ Wasserstoffatome. Sie gebraucht zur Sättigung zwei Moleküle einer Basis mit einem einwertigen Metall (z. B. Aetzkali), oder ein Molekül einer Basis mit zweiwertigem Metall (z. B. Kalkhydrat Ca(OH) 2 ). Lässt man nur ein Molekül Aetzkali auf Schwefelsäure wirken, so kann nur ein Atom H der Säure durch ein Atom K des Kalis ersetzt werden, wodurch ein unvollständig gesättigtes, sogen.⁸ saures Salz, das saure Kaliumsulfat KHSO 4, entsteht.

Basen nennt man solche Verbindungen des Wasserstoffs mit elektropositiven Elementen oder Radikalen, welche sich mit den Säuren, bei Gegenwart und unter Bildung von Wasser, zu Salzen umsetzen. Wenige in Wasser lösliche Basen, namentlich⁹ Alkalien, besitzen einen alkalischen (laugenartigen¹⁰ ) Geschmack und eine alkalische Reaktion, indem¹¹ sie die blaue Farbe des durch Säuren geröteten Lackmuspapiers wieder herstellen¹¹. Je nach der Sättigungskapazität unterscheidet man einsäurige Basen, die, wie z. B. das Aetzkali KOH, je einem Molekül Wasser entsprechen und je ein Molekül einer einbasischen Säure neutralisieren; ferner zweisäurige und dreisäurige Basen. Erfolgt die¹² Sättigung einer mehrsäurigen Basis nicht vollständig, werden z. B. in dem Wismuthydroxyd Bi(OH) 3 nur zwei der vertretbaren¹³ Wasserstoffatome durch zwei Moleküle einer einbasischen Säure vertreten, so erhält man ein unvollständig gesättigtes, sogen.⁸ basisches Salz.

Die Produkte der gegenseitigen vollständigen oder teilweisen Wechselwirkung¹⁴ oder Sättigung zwischen Säuren und Basen nennt man Salze. Sind die Wasserstoffatome einer mehrbasischen Säure durch Atome zweier verschiedener Metalle vertreten, so wird das entsprechende Produkt Doppelsalz genannt.

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Verfahren¹ zur Darstellung² des Wasserstoffs. Man wirft kleine Stücke von metallischem Zink oder Eisen in eine Flasche, übergiesst dieselben mit Wasser und lässt durch das³ bis in das eingefüllte Wasser tauchende Einflussrohr von Zeit zu Zeit etwas verdünnte Schwefelsäure (aus 1 Teil konzentrierter Schwefelsäure und 8 Teilen Wasser gemischt) zufliessen. Unter lebhaftem Aufbrausen⁴ entwickelt sich, ohne dass man zu erwärmen braucht, das Wasserstoffgas, welches, nachdem alle Luft aus der Flasche durch dasselbe verdrängt worden ist, dann rein durch das Gasentwickelungsrohr⁵ entweicht und in mit Wasser gefüllten Gefässen unter Wasser angesammelt werden kann. Will man das Wasserstoffgas reiner erhalten, um z. B. Luftballons damit zu füllen, so muss man es erst durch Wasser leiten, um mit übergerissene Säureanteile⁶ zu beseitigen, und dann lässt man es, um es zu entwässern, durch ein mit geschmolzenem Chlorcalcium gefülltes Glasrohr strömen. Die Wasserstoffgasentwickelung beruht darauf⁷, dass das Zink den in der Schwefelsäure gebundenen⁸ Wasserstoff verdrängt, wobei⁹ sich Zinksulfat bildet, welches in dem vorhandenen Wasser gelöst bleibt: H 2 SO 4 und Zn setzen sich um¹⁰ zu ZnSO 4 und H 2.