Fig. 19.
Zerlegung des Wassers durch Elektrizität.
Lassen wir nun aber das Kupfer bei Seite und sehen zu, welche Wirkung der Apparat auf das bloße Wasser ausübt. Hier sind zwei kleine Platinplatten, welche ich zu den Enden der Batterie machen werde, dies kleine Gefäß (C) ist so beschaffen, daß ich es in Teile zerlegen und Euch seine Konstruktion zeigen kann. In diese zwei Schälchen gieße ich Quecksilber, welches die Enden der Drähte A und B berührt, die mit den Platinplatten verbunden sind. In das Gefäß C gieße ich Wasser, das ein wenig Säure enthält (was nur geschieht, um die Wirkung zu erleichtern, sonst aber keinen Einfluß auf den Prozeß ausübt), und verbinde mit der Öffnung des Gefäßes eine gebogene Röhre (D), welche Euch an die Röhre erinnern mag, die mit dem Flintenlauf in unserem Ofen-Experiment verbunden war, und die jetzt unter dem Gefäß F mündet. Unser Apparat ist nun fertig, und wir wollen jetzt auf eine oder die andere Weise auf das Wasser einzuwirken suchen. In dem früheren Falle ließ ich das Wasser durch eine rotglühende Röhre gehen; jetzt dagegen lasse ich Elektrizität durch den Inhalt des Gefäßes gehen. Vielleicht bringe ich das Wasser zum Kochen; wenn es kocht, erhalte ich Dampf; Ihr wißt, daß Wasserdampf sich verdichtet, wenn er kalt wird, und werdet daraus erkennen, ob ich das Wasser koche oder nicht. Vielleicht aber bringe ich es gar nicht zum Kochen, sondern rufe eine andere Wirkung hervor. Ich will Euch das Experiment vormachen, paßt auf! Den einen Draht will ich auf dieser Seite (A) und den andern auf jener (B) anbringen, und Ihr werdet sehen, ob irgend eine Veränderung eintritt. Hier scheint es aufzukochen; aber kocht es? Wir wollen nachsehen, ob es in Dampfform austritt oder nicht. Ich glaube, Ihr würdet das Gefäß (F) bald mit Dampf gefüllt sehen, wenn das, was vom Wasser aufsteigt, Dampf wäre. Aber kann das Dampf sein? O gewiß nicht! Ihr seht ja, es bleibt unverändert. Es bleibt da über dem Wasser stehen, kann also kein Dampf sein, sondern wir müssen da irgend ein permanentes Gas[14] vor uns haben. Was aber ist es? Ist es Wasserstoff? Ist es etwas anderes? Nun, wir wollen es prüfen. Wenn es Wasserstoff ist, wird es brennen. [Der Vortragende zündet einen Teil des gesammelten Gases an, welches mit einer Explosion verbrennt.] Es ist sicherlich etwas Brennbares, aber nicht in derselben Weise brennbar wie Wasserstoff, denn Wasserstoff würde kein solches Geräusch gemacht haben; aber die Farbe des Lichtes, das sich beim Brennen zeigte, glich der des Wasserstoffs. Dabei ist aber noch besonders merkwürdig: es brennt ohne Zufuhr von Luft. Um Euch die besonderen Eigentümlichkeiten dieses Vorganges zu zeigen, habe ich noch einen andern Apparat aufgestellt. An Stelle eines offenen Gefäßes habe ich ein geschlossenes genommen, und ich will Euch zeigen, daß dieses Gas, was es auch sein mag, die Fähigkeit besitzt, ohne Luft zu brennen und sich in dieser Beziehung von der Kerze unterscheidet, die ohne Luft nicht brennen kann. Wir machen dies folgendermaßen: Ich habe hier ein Glasgefäß (G), welches mit zwei Platindrähten (K und I) verbunden ist, durch die ich einen elektrischen Funken überspringen lassen kann; wir können das Gefäß auf eine Luftpumpe setzen und die Luft auspumpen, und wenn dies geschehen, können wir es hierher bringen, auf dem Gefäß (F) befestigen und durch Oeffnen der Hähne H H H das Gas hineinlassen, welches durch die Einwirkung der Volta’schen Säule auf das Wasser entstand, und welches wir also durch eine Verwandlung des Wassers aus diesem erhielten – denn ich kann so weit gehen und in der Tat sagen, wir haben durch unser Experiment das Wasser in Gas verwandelt. Wir haben nicht nur seine Beschaffenheit verändert, sondern es auch wirklich und vollständig in diese gasförmige Substanz übergeführt. Wenn ich nun also das Gefäß (G) auf das Gefäß (F) aufschraube, indem ich die Röhren gut verbinde, und dann die Hähne öffne, so werdet Ihr an dem Steigen des Wassers in (F) sehen, daß das Gas nach oben geht. Jetzt ist das Gefäß (G) ganz damit angefüllt; ich schließe nun die Hähne, nehme das Gefäß vorsichtig herunter und will jetzt einen elektrischen Funken aus der Leydener Flasche (L) hindurchschlagen lassen, wodurch das Gefäß, welches jetzt ganz klar ist, trüb werden wird. Es wird dadurch nicht zertrümmert werden, denn es ist stark genug, um die Explosion auszuhalten. [Der Vortragende läßt einen Funken hindurchschlagen, durch den die explosionsfähige Mischung entzündet wird.] Saht Ihr das glänzende Licht? Wenn ich dieses Gefäß nun wieder an das untere Gefäß anschraube und die Hähne öffne, so werdet Ihr am Nachsteigen des Wassers erkennen, daß das Gas zum zweiten Male steigt. [Die Hähne werden geöffnet.] Das zuerst in dem Gefäß gesammelte und eben durch einen elektrischen Funken entzündete Gas ist verschwunden, wie Ihr seht; sein Platz ist leer, und neues Gas geht hinein. Es hat sich Wasser gebildet, und wenn wir unsere letzte Operation wiederholen, werden wir abermals einen leeren Raum bekommen, wie Ihr am Steigen des Wassers sehen könnt. Nach der Explosion bekomme ich immer ein leeres Gefäß, weil der Dampf oder das Gas, in welches das Wasser durch die Batterie verwandelt wurde, beim Durchschlagen des Funkens explodiert und wieder zu Wasser wird; und nach und nach werdet Ihr in dem oberen Gefäße einige Tropfen an den Seiten herabrinnen und sich am Boden sammeln sehen.
Wir haben hier eine neue Bildung des Wassers herbeigeführt, bei welcher die Atmosphäre gar nicht in Betracht kommt. Das Wasser aus der Kerze hatte sich unter Mitwirkung der Atmosphäre gebildet; auf diesem Wege aber entsteht es unabhängig von der Luft. Demnach müßte im Wasser jene andere Substanz enthalten sein, welche die Kerze aus der Luft entnimmt und durch deren Verbindung mit Wasserstoff Wasser entsteht.
Fig. 20.
Nun saht Ihr eben, daß das eine Ende der Batterie das Kupfer an sich zog, welches es in jenem Gefäß aus der blauen Flüssigkeit ausschied. Das wurde durch diesen Draht bewerkstelligt; und wenn die Batterie auf eine metallische Lösung eine solche Kraft ausübt, die wir beliebig in Wirksamkeit oder außer Wirksamkeit setzen können, sollten wir da nicht auch fragen dürfen, ob es vielleicht möglich ist, die Bestandteile des Wassers von einander zu scheiden und sie beliebig zu versetzen? Versuchen wir’s! Ich nehme die Pole – die metallischen Enden dieser Batterie – und nun paßt einmal auf, was mit dem Wasser in diesem Apparat geschehen wird, wo wir die Pole weit von einander getrennt haben. Ich bringe den einen hierher (nach A), den andern hierher (nach B), und hier habe ich kleine Brettchen mit Löchern, die ich auf jeden Pol setzen und so anbringen kann, daß das, was von den Enden der Batterie ausgeht, als getrenntes Gas erscheint; denn Ihr saht ja vorhin, daß das Wasser nicht in Dampf, sondern in Gas überging. Die Drähte sind jetzt in vollkommener Verbindung mit dem Gefäß, welches das Wasser enthält, und Ihr seht Blasen emporsteigen; wir wollen sie sammeln und untersuchen. Hier ist ein Glaszylinder (O); den fülle ich mit Wasser und stelle ihn über das eine Ende (A); ich nehme einen zweiten (H) und setze ihn über das andere Ende (B). Und so haben wir einen doppelten Apparat, in welchem an beiden Stellen Gas frei wird. Beide Gefäße werden sich mit Gas füllen. Seht, jetzt fangen sie schon an, das rechts (H) füllt sich sehr rasch, das links (O) nicht so rasch; und obwohl ich einige Blasen habe entweichen lassen, geht der Prozeß doch ziemlich regelmäßig vor sich, und wenn nicht das eine Gefäß größer ist als das andere, so werdet Ihr sehen, daß ich in dem einen (H) dem Raume nach doppelt so viel bekomme wie in dem anderen (O). Beide Gase sind farblos; sie stehen über dem Wasser, ohne sich zu verdichten, sie scheinen sich durchaus gleich zu sein – ich meine, wie man’s so mit den Augen sieht. Aber wir haben ja nun die schönste Gelegenheit, diese Körper zu untersuchen und ihre wirkliche Natur zu bestimmen. Ihre Masse ist groß genug, daß wir leicht Versuche mit ihnen anstellen können. Ich nehme dieses Gefäß (H) zuerst und fordere Euch auf, Euch bereit zu halten, den Wasserstoff wiederzuerkennen.
Sauerstoff.
Erinnert Euch aller seiner Eigenschaften – das leichte Glas, welches sich gut in umgekehrten Gefäßen hielt, mit einer blassen Flamme an der Mündung der Flasche brannte – und nun seht zu, ob dieses Gas nicht all diese Bedingungen erfüllt. Ist es Wasserstoff, so bleibt er hier, so lange ich das Gefäß umdrehe. [Der Vortragende hält ein Licht daran und der Wasserstoff entzündet sich.] Was ist nun in dem anderen Gefäße? Ihr wißt, daß beide zusammen eine explodierende Mischung ausmachten. Aber was kann das sein, was wir als den anderen Bestandteil im Wasser finden und welches demnach die Substanz sein muß, die den Wasserstoff zum Brennen brachte? Wir wissen, daß das Wasser, welches wir in das Gefäß brachten, aus zwei Dingen bestand. Wir finden, eines von diesen ist Wasserstoff: was muß nun das andere sein, das vor dem Versuche in dem Wasser war, und das wir nun hier für sich besonders angefangen haben? Ich stecke diesen brennenden Holzspan in das Glas. Seht, das Gas selber brennt nicht, macht aber den Span lebhafter brennen. Seht, wie es die Verbrennung beschleunigt! Das Holz brennt darin viel besser als an der Luft. Nun seht Ihr daraus auch, daß der andere im Wasser enthaltene Stoff, wenn das Wasser beim Brennen einer Kerze gebildet wird, aus der Atmosphäre genommen sein muß. Wie wollen wir nun diesen Körper nennen, A, B oder C? Wir wollen ihn O – wollen ihn Oxygen, Sauerstoff nennen; es ist dies ein ganz bezeichnender Name für ihn. Sauerstoff ist also dies hier, was wir als zweiten Bestandteil aus dem Wasser abgeschieden haben.
Wir gewinnen nun schon allmählich einen etwas tieferen Einblick in unsern Gegenstand, und wir werden bald begreifen, warum eine Kerze an der Luft brennt. Bei der Analyse des Wassers, d. h. bei der Zersetzung desselben in seine Bestandteile, erhalten wir zwei Raumteile Wasserstoff und ein Raumteil Sauerstoff. Dieses Verhältnis ist in der folgenden Zeichnung dargestellt und zugleich das Gewicht eines jeden Körpers beigefügt, woraus wir denn ersehen, daß der Sauerstoff viel schwerer ist als der Wasserstoff.