Ihr seht, die Luft dringt zwischen dem Ei und der Becherwand abwärts, sie übt auf das Ei von unten einen Druck aus, welcher das Ei zu heben imstande ist, obwohl ein ganzes Ei doch im Verhältnis zur Luft sehr schwer ist. Wenn Ihr den Versuch nachmachen wollt, so tut Ihr gut, das Ei vorher hart zu kochen; dann könnt Ihr es ruhig versuchen, es von einem Becher in den andern hinüber zu blasen, und bei einiger Vorsicht wird es Euch auch gelingen.
Doch genug für jetzt von dem Druck und dem Gewichte der Luft, um noch eine andere wichtige Eigenschaft an ihr kennen zu lernen. Ihr saht soeben bei der Knallbüchse, wie ich den zweiten Pfropfen ½ bis ¾ Zoll weit hineintreiben konnte, ehe der vordere hinausflog, daß also die eingeschlossene Luft bis zu einem gewissen Punkte dem Druck nachgab; ebenso saht Ihr, wie sich die Luft in der kupfernen Flasche mittelst der Pumpe so bedeutend zusammenpressen ließ. Nun, das hängt von einer wunderbaren Eigenschaft der Luft ab, nämlich von ihrer Elastizität. Ich werde Euch diese Eigenschaft der Luft möglichst gut zu veranschaulichen suchen. Eine Blase aus Gummihaut, wie ich sie hier habe, eignet sich vortrefflich dazu. Sie ist luftdicht, d. h. sie läßt weder Luft ein- noch austreten; aber sie kann sich ausdehnen und wieder zusammenziehen, so daß sie der darin eingeschlossenen Luft in jeder Weise nachgibt, und daher gleichsam als Maßstab ihrer Elastizität dienen kann. Ihr seht, die jetzt schlaffe Blase enthält nur wenig Luft. Ich binde sie fest zu, bringe sie unter die Glocke der Luftpumpe und pumpe aus dieser die Luft heraus, hebe also den Druck der letzteren auf die in der Blase befindliche Luft auf. Seht, wie sie jetzt fort und fort sich ausdehnt, weiter und immer weiter, bis sie nun den ganzen Innenraum der Glocke ausgefüllt hat. Und lasse ich nun die Luft wieder in die Glasglocke eindringen, seht da, so geht auch die Luft in der Blase wieder auf ihren ursprünglichen Umfang zurück. Dies zeigt uns deutlich die wunderbare Eigenschaft der Luft, welche man Elastizität nennt. Vermöge derselben ist sie in so hohem Grade befähigt, sich zusammendrücken zu lassen und sich auszudehnen, und gerade hierdurch ist sie ganz besonders zu ihrer wichtigen Rolle im Haushalte der Natur geeignet.
Wir gelangen nunmehr zu einem anderen und zwar sehr wichtigen Teil unseres Thema. Erinnern wir uns, was wir bereits an unserer brennenden Kerze erforscht haben. Wir sahen, daß sie beim Brennen verschiedene Stoffe entstehen läßt, und fanden Kohle in Gestalt von Ruß[19], Wasser und etwas anderes, was wir noch nicht untersucht haben. Das Wasser fingen wir auf, die übrigen Verbrennungsprodukte ließen wir bisher ungehindert in die Luft entweichen. Diese nun müssen wir jetzt unserer Forschung unterwerfen.
Fig. 29.
Kohlensäure als Verbrennungsprodukt der Kerze.
Hier habe ich eine Vorrichtung, die uns bei unserer Untersuchung die nötigen Dienste leisten wird. Unsere Kerzen setzen wir mitten auf diesen Steg und darüber diesen gläsernen Schornstein – so! Die Kerze wird ganz hübsch weiter brennen; denn die Luft hat ja unten und oben ungehinderten Durchgang. Zunächst seht Ihr wieder die uns schon bekannte Erscheinung, daß die Wandung des Glases feucht wird – es ist das Wasser, zu welchem sich der in der Kerzenflamme entwickelte Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft verbindet; außerdem aber steigt noch etwas anderes oben heraus: das ist keine Feuchtigkeit, kein Wasser, es ist nicht verdichtbar; und es hat zudem sehr merkwürdige Eigenschaften. Ich will eine Flamme an die Öffnung des Schornsteins halten, und Ihr könnt sehen, daß sie von der austretenden Luft fast verlöscht wird, und wenn ich sie vollständig dem Strom aussetze, seht – da geht sie ganz und gar aus. Ihr werdet sagen: das ist so, wie es sein muß; und ich vermute, Ihr denkt Euch, es müsse so sein, weil von der Luft, welche zur Verbrennung gedient hat, nur Stickstoff übrig bleibt und Stickstoff die Verbrennung nicht unterhält, also den Span auslöschen muß. Gut; aber sollte nicht noch etwas anderes als Stickstoff vorhanden sein? Hier muß ich freilich etwas vorgreifen – das heißt, ich muß Euch aus meinen weiteren Kenntnissen die Mittel darbieten, mit deren Hilfe Aufgaben wie diese gelöst, und dergleichen Gase, wie wir hier haben, untersucht werden können. Also – ich nehme eine leere Flasche, halte sie verkehrt über unsern Schornstein und fange die Verbrennungsprodukte der Kerze darin auf; und wir werden uns bald überzeugen, daß die aufgefangene Luftart nicht nur der Verbrennung sehr ungünstig ist – seht, wie mein Wachsstock darin sogleich verlöscht – sondern daß sie noch ganz andere Eigenschaften besitzt.
Kalkwasser.
Ich nehme hier ein wenig ungelöschten Kalk und gieße etwas gewöhnliches Wasser darauf, rühre ein paarmal um, bringe nun die Mischung auf dieses Papierfilter in dem Trichter, und nicht lange dauert’s, so läuft davon ein ganz klares Wasser in das unterstehende Fläschchen ab, wie Ihr’s da seht. Ich habe zwar dort eine ganze Flasche von diesem Wasser – Kalkwasser – vorrätig stehen, das ich ebenso gut benutzen könnte; aber Ihr wißt ja, ich habe eine Vorliebe dafür, meine Untersuchungen mit Dingen anzustellen, die vor Euren Augen entstanden sind. Von diesem schön klaren Kalkwasser nun gieße ich ein wenig in die Flasche, in der wir die Luft von unserer Kerze aufgefangen haben, und nun seht, welche Veränderung darin vorgeht! Seht Ihr, wie das Kalkwasser ganz milchig geworden ist! Paßt auf, ich werde Euch zeigen, daß das mit bloßer Luft nicht geschieht. Hier ist eine Flasche, in der sich, wie Ihr seht, weiter nichts als atmosphärische Luft befindet; ich gieße etwas Kalkwasser hinein und schüttle tüchtig um – es bleibt ganz klar; weder der Sauerstoff, noch der Stickstoff der Luft, noch was sonst in dieser Menge Luft enthalten sein mag, bringt jene Veränderung in dem Kalkwasser hervor. Dieselbe Flasche mit demselben Kalkwasser halte ich nun aber so an den Schornstein, daß die Verbrennungsgase der Kerze hineinstreichen und mit dem Kalkwasser in Berührung kommen können – seht, es dauert gar nicht lange, so ist’s milchig geworden. Diese weiße Substanz nun kann sich aus nichts anderem gebildet haben, als aus dem zum Kalkwasser verwendeten Kalk und etwas anderem, was von der Kerze kommt – jenem zweiten Verbrennungsprodukt, dessen Natur wir eben zu erforschen bemüht sind und von welchem ich heute zu Euch sprechen will. Bis jetzt also wissen wir von seinem Vorhandensein nur durch seine Wirkung auf das Kalkwasser, die für uns ganz neu war und die, wie wir gesehen haben, weder dem Sauerstoff, noch dem Stickstoff, noch auch dem Wasser zuzuschreiben ist. Dieses weiße Pulver, welches aus Kalkwasser und den Verbrennungsgasen der Kerze entsteht, hat anscheinend ganz die Eigenschaften der Kreide; und wenn man es näher untersucht, so findet man, daß es wirklich genau derselbe Stoff ist wie die Kreide. So sind wir denn in unserm Bestreben, den Vorgang bei einer so alltäglichen Erscheinung wie das Brennen einer Kerze kennen zu lernen, ganz unversehens Zeuge davon geworden, wie Kreide entsteht und haben durch sorgfältige Beobachtung aller Umstände bei unserem Experiment die Bedingungen ihrer Entstehung kennen gelernt. Wenn man Kreide (am besten ein wenig feucht) stark erhitzt, so verwandelt sie sich in gebrannten Kalk; es muß also der andere Bestandteil, den sie außer dem Kalk enthält, dabei entweichen, und in der Tat ist dieses der Fall. Beim Brennen von Kreide oder Kalk entweicht dasselbe Gas, welches bei der Verbrennung einer Kerze entsteht und durch seine Verbindung mit dem Kalk wiederum Kreide gibt.
Kohlensäure.