Titel: Ueber eine neue galvanische Batterie, welche wohlfeiler herzustellen und kräftiger ist als die jetzt gebräuchlichen; von N. J. Callan, Professor der Physik am Maynooth College.
Fundstelle: Band 105, Jahrgang 1847, Nr. C., S. 437
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C. Ueber eine neue galvanische Batterie, welche wohlfeiler herzustellen und kräftiger ist als die jetzt gebräuchlichen; von N. J. Callan, Professor der Physik am Maynooth College. Aus dem Philosophical Magazine, August 1847, S. 81. Callan, über eine neue galvanische Batterie. Nach dem Princip der Grove'schen und Bunsen'schen Batterie war es mir wahrscheinlich, daß bei ersterer das Platin und bei letzterer die Kohle durch Blei ersetzt werden kann. Ich brachte in die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie ein Stück Blei von 1/16 Zoll Dicke, 2 Zoll Breite und 6 Zoll Länge. Ich fand daß das Blei, welches durch eine Mischung von concentrirter Salpetersäure und Schwefelsäure erregt wurde, einen sehr starken galvanischen Strom hervorbrachte. Ich verglich dann die Wirkung dieser Blei-Batterie mit derjenigen einer Platin Batterie von derselben Größe, indem ich die von den zwei Batterien erzeugten Ströme gleichzeitig, aber in entgegengesetzten Richtungen durch die Drahtwindung eines Galvanometers leitete. Beide Batterien wurden mit denselben Säuren geladen: das Blei und Platin wurden durch concentrirte Salpetersäure und Schwefelsäure, und das Zink durch verdünnte Schwefelsäure erregt. Der Strom von der Platin-Batterie neutralisirte nicht nur die Ablenkung, welche durch die Blei-Batterie hervorgebracht wurde, sondern verursachte noch eine entgegengesetzte Ablenkung, ein Beweis daß ersterer Strom beiläufig zweimal so stark war als letzterer. Man ließ die zwei Batterien etwa 3 1/2 Stunden lang wirken. Nach dieser Zeit war der Strom vom Blei beiläufig 2 1/2mal so stark als der Strom vom Platin. Während dieser 3 1/2 Stunden hatte sich nur sehr wenig Blei aufgelöst. Ich kam nun auf den Gedanken, ob sich die Stärke der Batterie nicht dadurch vergrößern läßt, daß man die Wirkung der Säuren auf das Blei vermindert. Ich überzog daher eine Bleiplatte mit Blattgold und eine andere eben so große mit Goldchlorid, geradeso wie man Silberblech für Smee's Batterie verplatint. Diese Platten und eine eben so große von Platin, wurden nach einander in die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie gebracht und der galvanische Strom durch die Drahtwindung unseres großen Elektromagnets geleitet, dessen Eisenstange 13 Fuß lang und 2 1/2 Zoll dick ist; der Kupferdraht ist beiläufig 500 Fuß lang und 1/6 Zoll dick. Die magnetische Kraft welche dem Elektromagnet durch die mit Goldchlorid überzogene Bleiplatte ertheilt wurde, schien derjenigen gleich zu seyn, welche durch die Platinplatte hervorgebracht wurde. Der Strom von der mit Blattgold überzogenen Bleiplatte brachte keine so große magnetische Wirkung hervor. Nachher fand ich daß ein Ueberzug von Platinchlorid eben so gut ist, wie einer von Goldchlorid. Einige Tage darauf ließ ich eine Blei- und eine Platin-Batterie von gleicher Größe 4 1/2 Stunden lang wirken. Nach Verlauf dieser Zeit wirkte die Bleiplatte vollkommen so gut wie die Platinplatte. Als die Salpetersäure so erschöpft war, daß das Blei den Elektromagnet kaum dahin zu magnetisiren vermochte daß er ein gewisses Gewicht trug, wurde die Bleiplatte aus der porösen Zelle genommen und dagegen eine gleich große Platinplatte hineingebracht; die Platinplatte setzte aber den Elektromagnet nicht in Stand dasselbe Gewicht zu tragen, wozu ihn das Blei befähigt hatte. Die magnetisirende Kraft der Batterie mit verplatintem oder vergoldetem Blei wurde mehrmals mit der Wirkung der Platin-Batterie dadurch verglichen, daß man sie eine elektromagnetische Maschine treiben ließ. Hiebei war die Wirkung der Blei-Batterie offenbar größer als die der Platin-Batterie. Einigemal wurde die Platinplatte aus der porösen Zelle genommen und durch eine gleich große verplatinte oder vergoldete Bleiplatte ersetzt: die Geschwindigkeit der Maschine nahm dann augenblicklich und bedeutend zu. Dasselbe geschah, wenn man die Platinplatte aus der Zelle nahm und durch eine verplatinte Platinplatte ersetzte. Daraus geht hervor, daß eine mit Platin- oder Goldchlorid überzogene Bleiplatte oder eine verplatinte Platinplatte einen stärkeren galvanischen Strom hervorbringt, als eine Platinplatte. Durch Anwendung doppelter Bleiplatten und einfacher Zinkplatten, anstatt doppelter Zinkplatten und einfacher Bleiplatten, wird die Wirkung der Batterie ebenfalls verstärkt. Wenn die Bleiplatten lange Zeit gebraucht worden sind, muß man sie frisch vergolden oder verplatinen. Nach der Anwendung sollte man sie in Wasser spülen und in eine schwache Auflösung von Goldchlorid oder Platinchlorid tauchen. Da die concentrirten Säuren das Gold- oder Platinpulver beseitigen, indem sie das Blei auflösen, auch die Salpetersäure sehr kostspielig ist, so bemühte ich mich ein wohlfeiles Surrogat derselben auszumitteln, welches nicht auf das Blei wirkt. Zuerst versuchte ich gewöhnlichen Salpeter. Ich löste etwa 1/8 Unze davon in Schwefelsäure auf, welche ich mit ihrem gleichen Volum Wasser verdünnte. Diese Mischung goß ich in die poröse Zelle einer Grove'schen Batterie und stellte eine verplatinte Bleiplatte hinein. Dann leitete ich den galvanischen Strom durch die Drahtwindung unseres großen Elektromagnets: die magnetische Kraft, welche ihm dadurch ertheilt wurde, war größer als diejenige welche ihm eine gleich große Grove'sche Batterie verlieh, worin das Platin durch concentrirte Salpetersäure und Schwefelsäure erregt wurde. Auch fand ich, daß die Batterie mit verplatintem Blei mehr Wärme erzeugt als die andere; ich lud eine verplatinte Blei-Batterie mit einer Mischung von 5 Theilen Schwefelsäure, 5 Salpeterlösung und 1 Salpetersäure, und eine Grove'sche Batterie mit gleichen Theilen Salpetersäure und Schwefelsäure; erstere schmolz ein Stück Stahldraht, welches letztere nur weißglühend machte. Wenn eine Platinplatte durch eine Mischung von Schwefelsäure und Salpeterlösung erregt wird, ist der galvanische Strom so stark wie bei Anwendung von concentrirter Salpetersäure und Schwefelsäure. Die Kosten des Salpeters zum Laden einer Batterie betragen aber höchstens den zwanzigsten Theil von denjenigen der erforderlichen Salpetersäure. Erstere nimmt zwar schneller an Stärke ab als letztere: durch mehrere Versuche kam ich aber zu dem Schluß, daß die Kosten, um eine gegebene Wirkung durch eine Platin-Batterie hervorzubringen, welche mit concentrirter Salpetersäure und Schwefelsäure geladen ist, drei- bis viermal so groß sind, als bei Anwendung einer verplatinten Blei-Batterie, welche mit einer Mischung von Schwefelsäure und Salpeterlösung geladen wird. Ich habe anstatt Salpetersäure auch Natronsalpeter und salpetersaures Ammoniak angewandt; dieselben sind zwar sehr wirksam, aber nicht so geeignet wie der gemeine Kalisalpeter. Die wirksamste Mischung für die Platin-Batterie oder verplatinte Blei-Batterie besteht aus 4 Theilen Schwefelsäure, 2 Salpetersäure und 2 gesättigter Salpeterlösung. Wenn man keine Salpetersäure anwendet, sollte wenigstens die Hälfte der Mischung aus Schwefelsäure bestehen und der Rest aus Salpeter und Wasser: die Lösung braucht nicht mit Salpeter gesättigt zu seyn. Eine sehr kräftige erregende Mischung für Platin bilden 4 Theile Schwefelsäure, 2 einer Lösung von doppelt-chromsaurem Kali und 2 Salpeterlösung; verplatintem Blei ertheilt sie aber verhältnißmäßig wenig Wirkung. Ich habe mich vergebens bemüht, unter den schwefelsauren Salzen ein Surrogat für die Schwefelsäure aufzufinden. Der galvanische Strom von einer verplatinten Blei-Batterie, welche durch 2 Theile Schwefelsäure, 3 Glaubersalz und 3 Kalisalpeter erregt wird, ist sehr stark, aber bedeutend schwächer als derjenige welcher durch die concentrirten Säuren hervorgebracht wird. Daß verplatintes oder vergoldetes Blei und verplatintes Platin wirksamer als bloßes Platin sind, erklärt sich dadurch, daß bei der Batterie mit verplatintem oder vergoldetem Blei und derjenigen mit verplatintem Platin, die thätigen Metalle nicht Blei oder Platin und Zink, sondern Goldpulver oder Platinpulver und Zink sind; und daß das Gold- oder Platinpulver gegen Zink negativer als Platin sind. Daraus schloß ich erstens, daß eine Bleiplatte, die man mit irgend einer Substanz überzieht, welche negativer und wohlfeiler als Platin oder Gold ist, so kräftig wirken muß wie verplatintes oder vergoldetes Blei; und zweitens, daß jedes andere Metall an welchem das Platin- oder Goldpulver haftet, so brauchbar ist wie Blei. Ich überzog daher auf galvanischem Wege Bleiplatten mit Antimon, Arsenik und Chrom; sie waren aber entweder weniger wirksam als das verplatinte Blei oder verloren doch bald ihre Kraft. Ich habe mit dem verplatinten Blei die anderen wohlfeilen Metalle verglichen, welche ich mit Gold oder Platin überzog; mit Ausnahme des Gußeisens standen sie ihm aber alle nach. Verplatintes Gußeisen ist so wirksam wie verplatintes Blei; und auch ohne Platinüberzug scheint das Gußeisen so wirksam zu seyn wie Platin. Zur Vergleichung magnetisirte ich unseren großen Elektromagnet und trieb auch eine elektromagnetische Maschine, sowohl mit einer Gußeisen-Batterie, als mit einer gleich großen Grove'schen Batterie; beide Batterien waren mit derselben Mischung geladen; jene war letzterer vollkommen gleich. Ich habe mehrere Versuche über die relative Wirkung verplatinten Silbers und verplatinten Bleies angestellt und bin durch die erhaltenen Resultate überzeugt worden, daß letzteres mit gleichem Erfolge anstatt des ersteren in Smee's Batterie angewandt werden kann. Gußeisen nimmt den Ueberzug von Platinpulver nicht so gut an wie Blei oder Silber (wenigstens bevor nicht seine harte Oberfläche abgenutzt ist); und deßwegen ist es auch nicht so wirksam wie diese beiden. Ich habe aber gesunden, daß Zink und Gußeisen, durch verdünnte Schwefelsäure erregt, so constant in ihrer Wirkung sind wie Zink und verplatintes Blei. Eine Platte aus verplatintem Blei oder Gußeisen von sechs Zoll im Quadrat, kann man aber für den zwölften Theil der Kosten einer gleich großen verplatinten Silberplatte haben. Aus den beschriebenen Versuchen schließe ich erstens, daß man eine wirksamere Batterie als Grove's Salpetersäure-Batterie ist, dadurch herstellen kann, daß man das Platin durch verplatintes Blei oder verplatintes Platin ersetzt und anstatt der Mischung von Salpetersäure und Schwefelsäure ein Gemisch von Salpeterschwefelsäure und Kalisalpeter anwendet; zweitens daß man eine ebenso wirksame Batterie, als die Salpetersäure-Batterie ist, dadurch construiren kann, daß man das Platin durch Gußeisen ersetzt. Bei der Wohlfeilheit des Gußeisens und des verplatinten Bleies kann sich jedermann eine kräftige galvanische Batterie anschaffen. Eine Batterie mit verplatintem Blei ist etwa fünfzehnmal so wirksam als eine gewöhnliche gleich große Wollaston'sche Batterie. Eine Gußeisen-Batterie ist etwas weniger wirksam als eine mit verplatintem Blei; ich ziehe aber erstere vor, weil man dem Gußeisen keinen Platinüberzug zu geben braucht. Ich bin jetzt beschäftigt zwei große Gußeisen-Batterien für unsere physikalische Sammlung herzustellen; die eine mit 33 Quadratfuß Zink und 66 Gußeisen, die andere mit 80 Quadratfuß Zink und 160 Gußeisen. Diese Batterien werden wirksamer seyn, als alle bisher construirten; die Kosten werden sehr mäßig seyn, weil die Zinkplatten und Porzellankästen unserer bisherigen Grove'schen Batterien bei den neuen verwendbar sind.