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+
+*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 75670 ***
+
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+                     Anmerkungen zur Transkription
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+  Der vorliegende Text wurde anhand der Buchausgabe so weit wie
+  möglich originalgetreu wiedergegeben. Typographische Fehler wurden
+  stillschweigend korrigiert. Ungewöhnliche und heute nicht mehr
+  verwendete Schreibweisen bleiben gegenüber dem Original unverändert;
+  fremdsprachliche Ausdrücke wurden nicht korrigiert.
+
+  Besondere Schriftschnitte werden im vorliegenden Text mit Hilfe der
+  folgenden Symbole gekennzeichnet:
+
+        fett:          =Gleichheitszeichen=
+        gesperrt:      +Pluszeichen+
+        Antiqua:       ~Tilden~
+
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+                               Chemische
+                            Unterhaltungen
+
+                                  Von
+
+                             Ludwig Wunder
+
+                     in Sendelbach bei Lohr a. M.
+
+                          Mit 52 Abbildungen
+
+                      Verlag Peter J. Oestergaard
+
+                           Berlin-Schöneberg
+
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+
+               +Alle Rechte+, insbesondere das Recht der
+             Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
+
+              == Nachdruck wird gerichtlich verfolgt. ==
+
+                             ~Copyright by
+                     Peter J. Oestergaard Verlag,
+                          Berlin-Schöneberg.~
+
+
+         8955. Berliner Buch- und Kunstdruckerei, G. m. b. H.,
+                         Berlin W. 35–Zossen.
+
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+
+Inhalt.
+
+
+   1.  Wie man chemische Kenntnisse erwirbt (ein Brief)                7
+
+   2.  Was ein Chemiker sich unter einer Verbrennung vorstellt        10
+
+   3.  Über die Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen
+         Vorgängen (ein Brief)                                        22
+
+   4.  Atom und Molekül (ein Gespräch)                                28
+
+   5.  Die Wärmeänderung bei chemischen Vorgängen                     39
+
+   6.  Säuren, Basen und Salze (ein Gespräch)                         48
+
+   7.  Die Salpetersäure und was man daraus macht                     58
+
+   8.  Kohlehydrate und Alkohol                                       68
+
+   9.  Brennstoffe                                                    84
+
+  10. Fette, Öle, Seifen und Kitte                                   111
+
+  11. Die größte chemische Fabrik der Welt (ein Gespräch)            123
+
+  12. Das periodische System der Elemente (ein Gespräch)             144
+
+
+
+
+Vorwort.
+
+
+Dieses Buch bedarf einer kurzen Erläuterung; nicht sowohl wegen seines
+Inhalts (von dem ich mit der Eitelkeit des Verfassers hoffe, daß er
+für sich selbst spricht), als vielmehr wegen seiner Darstellung. Denn
+ich habe in zwei Kapiteln die Briefform und in vier Kapiteln die
+noch subjektivere Form des Zwiegesprächs angewendet, und dies gerade
+bei solchen Stoffen, die unzweifelhaft schwieriger zu erklären sind
+als der übrige Inhalt. Ich hoffe nicht, daß mir jemand daraus den
+Vorwurf schmiedet, ich wolle den Ernst der Wissenschaft durch eine
+theatermäßige Spielerei profanieren; aber vielleicht ist es doch gut,
+die Gründe zu nennen, warum ich diese uralte, von den griechischen
+Philosophen geübte, von unseren eigenen Vorfahren bis vor 100 Jahren
+viel gepflegte Darstellungsform wieder aufgreife. Wer immer sich mit
+der Kunst der volkstümlichen Darstellung befaßt hat, der wird zugeben
+müssen, daß das eigentliche Wesen alles Erklärens darin beruht, daß
+man die +Gegensätze+ betont und heraushebt; gerade, wie man eine
+mathematische Formel oft dadurch am besten begreift, daß man für die
+veränderliche Größe die gegensätzlichen Grenzwerte Null und Unendlich
+einsetzt. Für die Betonung der Gegensätze eignet sich nun nach
+meinen Erfahrungen die Form des Zwiegesprächs ganz außerordentlich;
+sie schneidet mit Messerschärfe die Gegensätze heraus und rundet
+so überraschend schnell alle Begriffe, auch solche, über die man
+sonst wohl lange vergeblich reden könnte. Freilich ist es nicht
+immer leicht, Klippen zu vermeiden, die den Fragensteller als bloßen
+Statisten erscheinen lassen könnten, oder die darin bestehen, daß der
+Fragende alle Schwierigkeiten des Stoffes geschickt umgeht, und so zwar
+leichte, aber den Leser wenig befriedigende Antworten erhält. Der Leser
+wird zweifellos selbst am besten beurteilen können, wieweit es mir
+gelungen ist, diese Fehler zu vermeiden.
+
+  +Sendelbach bei Lohr a. M.+
+
+                                                    =L. Wunder.=
+
+
+
+
+1. Wie man chemische Kenntnisse erwirbt.
+
+(Ein Brief.)
+
+
+  Lieber Freund!
+
+Sie fragen mich, ob ein Laie, der noch niemals in Chemie unterrichtet
+worden ist, imstande sei, sich durch eigene Belehrung eine richtige
+Vorstellung von chemischen Vorgängen zu machen. Diese Frage darf
+ich getrost bejahen. Freilich handelt es sich bei der Belehrung
+in chemischen Fragen um wesentlich andere Methoden als etwa beim
+Selbststudium der Geschichte. Denn Geschichte kann man zur Not allein
+aus Büchern und mit Büchern lernen. Soll ich Ihnen klarmachen, warum
+diese Methode für das Studium der Chemie unbrauchbar ist, so möchte
+ich die Chemie mit einer modernen Fremdsprache, etwa Französisch oder
+Englisch, vergleichen. Wenn Sie versuchen wollten, diese Sprachen
++allein+ aus Lehrbüchern zu lernen, ohne jemals sich von einem Kundigen
+die Laute, Wörter und Sätze vorsprechen zu lassen und Ihr Ohr am
+lebendigen Klang der Sprache zu üben, so werden Sie mir zugeben,
+daß Ihre erste Unterhaltung in dieser Sprache mit einem wirklichen
+Beherrscher derselben recht merkwürdig klingen müßte. +Man muß also mit
+dem Ohr Erfahrungen sammeln, um mit dem Verstand Sprachen lernen zu
+können.+ In einer ganz ähnlichen Lage befinden Sie sich, wenn Sie die
+Sprache der Chemie lernen wollen: da müssen Sie die chemischen Vorgänge
+aus zahlreichen Experimenten zu sich reden lassen, um gleichsam Ihr
+Ohr an den Ton der chemischen Sprache zu gewöhnen, um eine Vorstellung
+davon zu bekommen, was im Bereich der Chemie möglich ist und was
+unmöglich ist. Das Experiment ist nicht bloß in der Chemie, sondern
+in allen Naturwissenschaften die Grundlage alles Lernens und die
+letzte, ja die einzige +maßgebende+ Instanz für die Beantwortung aller
+Fragen. In unseren Schulen wird das noch viel zu wenig beachtet. Dort
+herrscht leider auch bei zahllosen Lehrern noch der Irrglaube, als ob
+man chemische Tatsachen aus Büchern lernen könne, aus Büchern, die uns
+doch im besten Fall nur zum Studium der Natur +anregen+ können. Hätten
+diese Lehrer eine Ahnung davon, welch entsetzliche Vergewaltigung ihre
+unnatürliche Lehrmethode für den Geist der Schüler bedeutet, so müßte
+sich ihr Verantwortungsgefühl dagegen aufbäumen. Aber selbst wenn ihnen
+diese Ahnung aufdämmern möchte, stehen ihnen noch hundert Ausflüchte
+offen: die uralte scholastische Überlieferung, der Mangel an Zeit, an
+Geld und Laboratoriumseinrichtungen, Arbeitsüberhäufung, ungenügende
+Entschädigung für Vorbereitungsarbeit, Disziplinschwierigkeiten im
+Laboratoriumsunterricht, die Gefahren und die gesetzliche Haftpflicht
+des Lehrers für Unfälle usw. -- Da wird wohl noch eine lange Zeit
+vergehen, bis die Laboratorien unserer Schulen aus dem Stadium
+des „Renommierlaboratoriums“ in das der wirklichen Arbeitsstätte
+übergetreten sein werden. Und doch müssen wir unerbittlich an der
+Erkenntnis festhalten, daß es kein wirkliches Lernen der chemischen
+Sprache gibt, außer in jenem Zwiegespräch mit der Natur, welches
+durch die +eigene+ Experimentiertätigkeit des Lernenden geführt
+wird. Es genügt auch nicht, daß der Lernende bloß den Experimenten
+des Lehrers zusieht; er muß selbst nach eigenem Ermessen Fragen an
+die Natur stellen können. Denn die Experimentalvorträge des Lehrers
+sind recht häufig nichts anderes als eine ~pia fraus~, ein frommer
+Betrug gegen den Schüler, der dem Lehrer meistens gar nicht voll zum
+Bewußtsein kommt. Denn der Lehrer wird aus naheliegenden Gründen
+stets solche Versuche auswählen, welche für die von ihm vorgetragenen
+Behauptungen sprechen; er wird Versuche, welche dagegen sprechen,
+nicht machen, vielleicht in der redlichen Absicht, den Schüler nicht
+durch Widersprüche zu verwirren. So dient er wohl der Klarheit, aber
+gewiß nicht der Wahrheit. Drei Viertel aller Experimentalvorträge
+unserer naturwissenschaftlichen Hoch- und Mittelschullehrer sind mit
+diesem Fehler behaftet und zwingen unter dem Scheine der Objektivität
+das Gehirn des Schülers in ausgefahrene Geleise. Es gibt nur ein
+einziges wirksames Mittel gegen solche Selbsttäuschung: das ist die
++eigene+ Experimentiertätigkeit des Schülers, und zwar nicht jene
+„planvoll durch den Lehrer geleitete“ unserer an unfreiwilliger Komik
+so überreichen Schullehrpläne und Ministerialverordnungen, sondern die
+aus eigenem Denken hervorgegangene, vielleicht gerade durch die Lust
+am Widerspruch, durch den Zweifel an den einseitigen Ausführungen des
+Lehrers angeregte. In der Schule der Zukunft wird für diese eigene
+Versuchstätigkeit des Schülers unbeschränkte Zeit, unbeschränkte
+Gelegenheit und -- unbeschränkte Lust vorhanden sein. Dann wird auch
+kein Experimentalvortrag des Lehrers, sei er noch so einseitig und
+unwahr, Schaden anstiften können.
+
+Sie aber, lieber Freund, möchte ich mit diesen Worten angeregt haben,
+auch +meine+ folgenden Belehrungen und Behauptungen als einen Anreiz
+zum +Zweifel+ auf sich wirken zu lassen, der in Wahrheit der Vater
+aller Erkenntnis ist. Ich werde es mir zur Aufgabe machen, Ihren
+Zweifel förmlich herauszufordern. Ich werde Ihren Zweifel als den
+Stempel Ihres Geistes achten und ehren und werde Ihnen im Gefühl dieser
+Achtung nach meinen Kräften helfen, die Natur selbst zu befragen.
+
+  Ihr getreuer
+
+                                                           L. W.
+
+
+
+
+2. Was ein Chemiker sich unter einer Verbrennung vorstellt.
+
+
+Die Verbrennung gilt dem Laien als das sicherste Mittel, um einen
+Gegenstand unwiderbringlich zu vernichten. Aber auch der Chemiker wird,
+wenn er unliebsame Briefe vernichten will, zum Feuer greifen, und es
+wird ihm auch nicht gelingen, die jammernde Hausfrau zu überzeugen,
+daß ein in die Tischdecke gebranntes Loch nur auf einer Täuschung
+beruhe. Holz und Kohle im Ofen verbrennen auf Nimmerwiederkehr, die
+brennende Kerze scheint wahrhaft spurlos zu verschwinden. Selbst die
+katholische Kirche, die doch den Glauben an unser Fortleben nach dem
+Tode unerschütterlich festhält, wußte in der Inquisitionszeit kein
+besseres Mittel zur vollständigen Vernichtung der Ketzer als den
+Feuertod. -- Angesichts solcher Tatsachen ist es keine leichte Aufgabe,
+nachzuweisen, daß die Substanz keines einzigen verbrannten Gegenstands
+von der Erde verschwunden ist, daß kein Brief, kein Holzscheit, keine
+Kohle noch Kerze, kein ketzerischer Leib durch das Verbrennen auch nur
+um ein Milligramm leichter geworden ist, daß alle seit Urzeiten auf
+Erden verbrannten Dinge noch mit ihrem vollen Gewicht und ihren ganzen
+Bestandteilen auf Erden vorhanden sind.
+
+Die Geschichte des Begriffs „Verbrennung“ ist nämlich geradezu ein
+Schulbeispiel für die Richtigkeit des Satzes, daß der Schein trügt.
+Wenn man das gerade Gegenteil von derjenigen Auffassung glaubt, die
+einem zunächst als die richtige erscheint, so kommt man auf diesem
+Gebiet in den meisten Fällen der Wahrheit am nächsten. Denn wenn z.
+B. ein Stück Schwefel verbrennt, so sieht es aus, als ob seine Masse
+beim Brennen leichter würde, und wird doch schwerer; die schöne blaue
+Flamme scheint anzudeuten, daß ein Stoff aus dem Schwefel entweicht --,
+aber in Wirklichkeit ist sie ein Zeichen der Verbindung des Sauerstoffs
+mit dem Schwefel, also kein Symbol des Abgangs, sondern vielmehr ein
+Symbol des Zugangs eines Stoffes zum Schwefel; beim Brennen sieht es
+aus, als ob der Schwefel auf Nimmerwiedersehen verschwände, aber die
+Wahrheit ist, daß man ihn aus dem gasförmigen Verbrennungsprodukt
+leicht wieder abscheiden kann. Also jede unserer ersten Vermutungen
+erweist sich bei genauerer Prüfung als trügerischer Schein.
+
+Ich will nun eine Reihe von Versuchen beschreiben, welche jedermann
+in den Stand setzen, sich von der Richtigkeit meiner Behauptungen zu
+überzeugen.
+
+Zunächst ist nachzuweisen, daß jeder brennbare Körper beim Verbrennen
+nicht an Gewicht verliert, sondern im Gegenteil zunimmt. Dieser
+Nachweis ist am leichtesten, wenn +sämtliche+ Verbrennungsprodukte
+des Körpers +fest+ sind, wenn er sich also ausschließlich in +Asche+
+verwandelt. Diese Eigenschaft besitzen die verbrennbaren Metalle, z.
+B. Eisen, Magnesium, Blei, Zinn. Nun brennen solche Metalle natürlich
+nicht so leicht, wie etwa Holz oder Kohle, und man muß sie daher
+in eine lockere Form bringen, am besten in Pulverform, um sie gut
+brennbar zu machen. Sehr gut eignet sich für unseren ersten Versuch
+das pulverförmige Magnesiummetall, welches in jeder Drogerie billig zu
+kaufen ist. Wir legen auf eine Tafelwage oder Briefwage, welche noch
+ein halbes Gramm Belastung deutlich durch einen Ausschlag erkennen
+läßt, ein Stückchen Ziegel oder Dachschiefer und schütten darauf etwa
+10 Gramm Magnesiumpulver, so daß es einen kleinen Berg bildet. Dann
+stellen wir die Wage, falls es eine Tafelwage ist, durch Belastung der
+anderen Schale genau ins Gleichgewicht und zünden sodann mit einem
+Streichholz den Gipfel unseres Magnesiumberges an. Der ganze Berg
+gerät in kurzer Zeit in schöne Rotglut, und durch die Hitze wird ein
+aufsteigender Luftstrom erzeugt, welcher zunächst die Wagschale mit
+emporreißt, so daß es aussieht, als ob das Magnesium beim Verbrennen
+leichter würde. Dieser Eindruck wird noch dadurch verstärkt, daß
+ein kleiner Teil der weißen Asche als Rauch emporgewirbelt wird und
+daß die übrige Asche merklich zusammensinkt und einen geringeren
+Raum einzunehmen scheint, als vorher das Metallpulver einnahm. Aber
+trotz dieser Verluste und Sinnestäuschungen erkennt man bereits nach
+wenigen Minuten, daß die Wagschale mit der Asche tiefer und tiefer
+herabsinkt und offensichtlich schwerer wird, als sie zuerst war. Die
+Gewichtszunahme wächst noch mehr, wenn man mit Hilfe einer Stricknadel
+den glühenden Berg vorsichtig auseinanderbreitet, so daß auch sein
+Inneres verbrennen kann.
+
+Auch mit pulverförmigem +Eisen+, welches in den Apotheken und Drogerien
+unter der lateinischen Bezeichnung ~Ferrum limatum~ zu kaufen ist,
+läßt sich der Versuch unter gewissen Bedingungen leicht anstellen.
+Diese Bedingungen bestehen darin, daß man das Eisenpulver mittels eines
++Magneten+ an einer Wage aufhängt. Man benutzt dazu einen sogenannten
+Hufeisenmagneten, den man, gewöhnlich ziegelrot lackiert, bei jedem
+Optiker bekommt, und taucht seine Pole in das Eisenpulver, welches
+in dicken Büscheln daran hängen bleiben muß. Dann befestigt man den
+Magneten vorsichtig so an einer Schale einer Hornschalenwage oder
+anderen Balkenwage, daß der „Bart von Eisen“ nirgends anstößt, sondern
+allseitig frei hängt. Nun wird die Wage in genaues Gleichgewicht
+gebracht. Dann hält man eine Flamme, am besten eine Spiritusflamme
+oder einen Bunsenbrenner, unter den Eisenbart. Er entzündet sich und
+verglimmt langsam, während zugleich der Wagenarm sich senkt, an dem er
+befestigt ist.
+
+[Illustration: Abb. 1. Gewinnung von Bleioxyd durch Veraschen von Blei.]
+
+Auch Blei und Zinn werden bedeutend schwerer, wenn man sie durch
+Erhitzen an der Luft in Asche verwandelt. Man füllt zu diesem Zweck
+einen kleinen Porzellantiegel, welchen man in der Regel beim Optiker
+kaufen kann, zu dreiviertel mit zusammengeknülltem Stanniol oder
+kleingehacktem Blei und wägt ihn auf einer Hornschalenwage oder guten
+Briefwage. Hornschalenwagen wägen mit einer Genauigkeit bis zu ¹⁄₁₀₀
+Gramm. Dann erhitzt man den Tiegel auf einem passenden Gestell in
++schräger+ Lage, wie Abb. 1 zeigt. Die Schrägstellung des Tiegels ist
+notwendig, damit die Luft gut über das schmelzende Metall streichen
+kann. Zum Erhitzen muß man eine rußfreie und heiße Flamme haben,
+also entweder einen Bunsenbrenner oder eine Benzingebläselampe. Das
+geschmolzene Metall wird mit einer Stricknadel fleißig umgerührt. Nach
+20–30 Minuten ist es größtenteils in Asche verwandelt, die sich beim
+Wägen (nach dem Erkalten) als bedeutend schwerer erweist.
+
+Niemand wird zweifeln, daß es sich in allen diesen Fällen um echte
+Verbrennungen handelt, wenn auch eine eigentliche Flamme nicht
+sichtbar wird. Die „Flamme“ entsteht nämlich nur dann, wenn der
+Brennstoff durch die Hitze oder durch andere Umstände wenigstens
+teilweise in Dampf verwandelt wird. Da nun Metalle, wie Eisen und
+Blei, nicht leicht verdampfen, so brennen sie auch nicht leicht mit
+Flamme. Schwefel dagegen oder Phosphor, welche leicht verdampfen, oder
+auch Wachs, Petroleum, Paraffin usw., bilden beim Brennen Flammen.
+Das Magnesiummetall nimmt eine Mittelstellung ein, da es in heller
+Glühhitze ebenfalls verdampft: zündet man einen Streifen Magnesiumband
+an, so kann man deutlich eine lodernde, blendend weiße Flamme
+beobachten. +Jede „Flamme“ ist ein brennender Dampf.+
+
+[Illustration: Abb. 2. Gewichtszunahme bei der Verbrennung einer Kerze.]
+
+Ein Stoff, der mit Flamme brennt, scheint nun merkwürdigerweise beim
+Brennen stets leichter zu werden. In Wahrheit wird er aber doch nicht
+leichter, sondern gleichfalls schwerer. Aber sein Verbrennungsprodukt,
+seine „Asche“, ist eben meistens gasförmig und entweicht unsichtbar
+in die Luft. Was wir aber nicht sehen, das glaubt bekanntlich unser
+Herz nicht gern, und so sträuben wir uns gegen die Annahme, daß
+eine Kerze beim Brennen schwerer wird, weil wir die gasförmige,
+unsichtbare „Asche“ der Kerze nicht beobachten können. Nun ist es
+aber gar nicht schwer, diesen Zweifel zu entkräften. Die gasförmigen
+Verbrennungsprodukte der Kerze haben nämlich die Eigenschaft, von
+festem +Ätznatron+ (auch „Laugenstein“ oder „scharfe Soda“, „kaustische
+Soda“ genannt) aufgeschluckt und festgehalten zu werden. Wenn man
+daher über einer brennenden Kerze einen Lampenzylinder befestigt,
+dessen Höhlung mit Stücken von festem Ätznatron gefüllt ist, so hält
+dieser alle Verbrennungsprodukte der Kerze fest. Nun kann man mit
+einer Wage leicht feststellen, ob Kerze und Lampenzylinder zusammen
+beim Verbrennen der Kerze leichter werden oder schwerer. Der Versuch
+ergibt das letztere. Man muß dabei, wie Abb. 2 zeigt, einen gewissen
+Kunstgriff anwenden. Das feste Ätznatron hat nämlich die Eigenschaft,
+an der Luft ganz von selbst schwerer zu werden, weil es die in der
+Luft stets vorhandene Feuchtigkeit begierig anzieht. Würden wir also
+auf die eine Wagschale die Kerze und den Zylinder voll Ätznatron,
+auf die andere aber nur die Tariergewichte setzen, so könnte man mit
+Recht gegen das Versuchsergebnis einwenden, daß das Ätznatron durch
+heftige Anziehung der Luftfeuchtigkeit schwerer geworden sei. Dieser
+Einwand wird dadurch entkräftet, daß man auch auf die andere Wagschale
+einen ebensogroßen Zylinder voll Ätznatron bringt. Nun zeigt sich,
+daß trotzdem die Wagschale mit der brennenden Kerze schwerer wird.
+Gegen diesen Befund kann auch der scharfsinnigste Kritiker nichts
+einwenden: +die Gewichtsabnahme der brennenden Kerze ist nur eine
+Sinnestäuschung+. Auch die mit Flamme brennenden Körper werden beim
+Brennen nicht leichter, sondern schwerer.
+
+Also sind die Holzscheite und Steinkohlen, welche wir und unsere
+Vorfahren in den Öfen verbrannt haben, und die Leiber der armen Ketzer
+und Hexen, welche die Inquisition durch den Flammentod zu vernichten
+glaubte, in Wahrheit nicht verschwunden, sondern sie schweben noch als
+unsichtbare Gase in der Luft -- wenn diese Gase nicht im Haushalt der
+Natur eine andere Verwendung gefunden haben. Darüber werden wir noch
+Näheres hören.
+
+Stellen wir als vorläufiges Ergebnis unserer Untersuchungen fest: +es
+gibt keinen einzigen brennbaren Körper, der nicht bei der Verbrennung
+an Gewicht zunimmt+.
+
+Die Gewichtszunahme ist nur dadurch erklärbar, daß der brennende Stoff
+während der Verbrennung einen anderen Stoff an sich zieht. Dieser
+andere Stoff kann nur in der Luft enthalten sein: es ist bekanntlich
+das +Sauerstoffgas+, welches ziemlich genau den fünften Teil der
+Luft ausmacht. Aus diesem Grund vermag kein Körper, der in der Luft
+brennbar ist, im luftleeren Raum oder in einer Luft zu brennen,
+aus welcher man das Sauerstoffgas entfernt hat. Aus diesem Grund
+verlöschen auch brennende Körper nach einiger Zeit, wenn man sie in
+einem abgeschlossenen Luftraum hat brennen lassen: z. B. verlischt
+eine kleine Kerze sehr bald, wenn man sie mit Hilfe eines Drahtes in
+eine leere Flasche versenkt, weil das in der Flaschenluft enthaltene
+Sauerstoffgas sich bald mit der Kerze chemisch verbunden hat. Taucht
+man einen brennenden Streifen Magnesiummetall in eine leere Weinflasche
+und stöpselt man sie sofort, gleichzeitig, fest zu, so ist es nicht
+schwer nachzuweisen, daß das Magnesium beim Brennen einen Teil der
+Luft in sich aufgenommen hat: wenn man nämlich nach 10 Minuten die
+Flasche mit der fest verschlossenen Mündung unter Wasser taucht und nun
+entkorkt, so strömt Wasser hinein. Also ist beim Brennen des Magnesiums
+soviel Luft verbraucht worden, als nun durch Wasser ersetzt wurde.
+Diese Luft, oder vielmehr dieser Luftbestandteil, der Sauerstoff, ist
+es, welcher die Gewichtszunahme brennender Stoffe verursacht.
+
+Eine derartige Behauptung bleibt unverständlich für jeden Menschen,
+der über die Natur der Gase noch keine Erfahrungen gesammelt hat.
+Denn er kann sich nicht vorstellen, daß Luft ein Gewicht haben soll,
+oder wenn er es für möglich hält, so glaubt er, daß dieses Gewicht
+viel zu gering sei, um mit der gewöhnlichen Wage meßbar zu sein.
+Nimmt doch eine brennende Kerze weit mehr an Gewicht zu (wenn man die
+Verbrennungsprodukte wiegt), als ihr eigenes Gewicht beträgt. Und hätte
+die Luft wirklich ein Gewicht, so müßte sie doch zu Boden sinken.
+Ferner müßte sie auf die Wagschalen, auf den Tisch, ja, auf unseren
+eigenen Körper einen Druck ausüben.
+
+Es ist nicht schwer, diese Einwände zu entkräften. Daß die Luft trotz
+ihres Gewichtes nicht zu Boden sinkt, ist auf denselben Zusammenhang
+zurückzuführen, durch welchen ein Fisch im Wasser nicht zu Boden sinkt,
+obgleich er doch sicherlich ein recht wahrnehmbares Gewicht besitzt.
+Daß sie auf die Wagschalen, auf den Tisch, auf unseren Körper drückt,
+entgeht der gewöhnlichen Beobachtung aus einem ähnlichen Grund: denn
+wenn man eine Wage in eine Kufe voll Wasser stellt, so zeigt sie auch
+keinen Ausschlag an, obwohl das Wasser auf die Wagschalen drückt. Es
+drückt eben in diesem Fall nicht bloß auf beide Wagschalen gleichstark,
+sondern es drückt auch von unten und von den Seiten gegen die Schalen.
+So spüren wir auch von dem gewaltigen Druck der Luft auf unseren Körper
+nichts, weil die Luft durch Mund und Nase in unsere Lungen und in unser
+Blut gelangt und von hier aus dem Druck auf die äußere Körperfläche
+das Gleichgewicht hält. Unsere sämtlichen Körpergewebe sind sozusagen
+mit Preßluft gesättigt und infiltriert; bringt man eine Schale voll
+frisches Blut in einen luftleeren Raum, so schäumt und moussiert es wie
+eine entkorkte Brauselimonadenflasche, weil die eingepreßte Luft durch
+keinen Gegendruck in der Flüssigkeit mehr festgehalten wird. Denn der
+Druck der Luft ist in der Nähe des Erdbodens (in hohen Luftschichten
+ist er viel geringer) gewaltig stark: er beträgt etwa 1 Kilogramm auf
+jeden Quadratzentimeter. Auf die Oberfläche des menschlichen Körpers
+ausgerechnet, macht dies für einen Erwachsenen von 1½–2 Quadratmeter
+Hautoberfläche wohl einen Druck von 15000 bis 20000 Kilogramm, also
+von 300 bis 400 Zentnern, aus. Es sieht fast merkwürdig aus, daß
+wir unter dieser entsetzlichen Last nicht zusammenbrechen. Folgende
+Tatsache wird uns das Verständnis erleichtern: Die Chemiker benutzen
+zum Erhitzen ihrer Flüssigkeiten sehr dünnwandige Glaskolben mit ebenem
+Boden, sogenannte Kochflaschen. Stellt man eine solche Kochflasche
+in ein großes Druckgefäß und läßt man nun in dieses Druckgefäß
+komprimierte Luft oder verdichtetes Kohlensäuregas einströmen, so
+platzt die Kochflasche nicht, trotz ihrer dünnen Wandung, auch wenn man
+den Druck der Preßluft auf 200 Atmosphären steigert. Denn der Druck
+wirkt ebensostark auf die Innenseite, wie auf die Außenfläche der
+Kochflasche. Schließt man sie jedoch vorher luftdicht zu, so wird sie
+durch den Außendruck zusammengepreßt.
+
+Aus diesen und vielen anderen Versuchen geht eindeutig hervor, daß die
+Luft einen Druck ausübt, und dieser Druck kann nur von ihrem Gewicht
+herrühren. Tatsächlich besitzt die Luft ein recht wahrnehmbares
+Gewicht, welches für den Liter 1¼ Gramm beträgt. Man kann es leicht
+mit Hilfe einer alten, ausgedienten Glühlampe nachweisen. Da diese
+Lampen luftleer gepumpt sind, so müssen sie, wenn man durch Abbrechen
+der Spitze Luft hineindringen läßt, schwerer werden um das Gewicht der
+eingedrungenen Luft. Man wäge also eine möglichst große, unversehrte
+Glühlampe ab oder tariere sie auf einer Hornschalenwage, breche dann
+die Spitze, nachdem man sie mit einer kleinen Dreikantfeile angefeilt
+hat, ab, und wäge nun die Glühlampe samt der abgebrochenen Spitze
+wieder. Sie ist sehr merkbar (um 0,2–0,3 Gramm für die 16kerzige Lampe
+gewöhnlicher Größe) schwerer geworden.
+
+Somit kann es nicht mehr zweifelhaft sein, daß die Gewichtszunahme
+brennender Stoffe durch das Hinzutreten einer bestimmten Menge Luft
+erfolgt. Demnach muß also in dem Verbrennungsprodukt einesteils der
+Brennstoff, andernteils die hinzugetretene Luft enthalten sein.
+Durch geeignete Mittel muß es also gelingen, aus der „Asche“ beide
+Bestandteile wieder abzuscheiden. Es muß möglich sein, die matte,
+graugelbe Bleiasche wieder in glänzendes metallisches Blei zu
+verwandeln, indem man den Sauerstoff herauslockt. Aus der weißgrauen,
+glanzlosen Zinnasche muß sich Zinnmetall, aus dem unsichtbar
+gasförmigen Kohlensäuregas schwarze Kohle wiedergewinnen lassen.
+Freilich hängt der Luftsauerstoff so fest an den Metallen und an der
+Kohle, daß die Trennung einige Schwierigkeiten macht. Nur die Aschen
+des Quecksilbers und der edlen Metalle zerfallen schon beim bloßen
+Erhitzen in Metall und Sauerstoffgas. Aber wir können uns diese Aschen
+nicht selbst herstellen, haben daher auch an ihrer Zerlegung kein
+rechtes Interesse. Wollen wir aber die Aschen unedler Metalle zerlegen,
+so müssen wir nicht bloß Hitze anwenden, sondern auch dem Sauerstoff
+sozusagen einen Ersatz anbieten für das Metall, das er freigeben soll.
+Ein solcher Ersatz ist z. B. gepulverte Holzkohle. Wir mischen unsere
+Bleiasche mit Holzkohlenpulver, füllen das Gemisch in einen Tiegel,
+decken ihn mit einem Blech oder Scherben zu und erhitzen ihn über dem
+Bunsenbrenner oder am Herdfeuer auf Rotglut: nach dem Erkalten finden
+wir am Grund des Tiegels schön glänzendes, metallisches Blei. Wie der
+Vogel Phönix ist es aus der Asche neu erstanden. (Mit Zinnasche ist
+dieser Versuch viel schwieriger, da das Zinn den Sauerstoff fester hält
+als Blei.)
+
+Ebenso können wir leicht aus dem unsichtbaren, gasförmigen
+Verbrennungsprodukt der Kohle, dem Kohlensäuregas, wieder schwarze
+Kohle abscheiden, wenn wir dem Sauerstoff als Ersatz für die
+freizugebende Kohle das Metall Magnesium anbieten. Wir benutzen dazu
+die Versuchsanordnung der Abbildung 3. Das Magnesiumpulver wird in eine
+sogenannte Kugelröhre aus schwer schmelzbarem Glas gefüllt (man bekommt
+sie in den Geschäften für chemische Apparate oder bei Optikern) und
+von außen durch eine Flamme erhitzt, nachdem man begonnen hat, durch
+die Röhre einen Strom von Kohlensäuregas zu leiten. Zwischen den rot
+erglühenden Metallspänen scheidet sich eine Menge schwarzer Kohle ab.
+
+[Illustration: Abb. 3. Zurückgewinnung der Kohle aus dem Kohlendioxyd
+durch glühendes Magnesiummetall.]
+
+In der Natur kommt eine große Anzahl von Erzen vor, welche ihrer
+Zusammensetzung nach nichts anderes sind als Metallaschen, verbrannte
+Metalle. Man kann aus allen diesen Erzen die darin enthaltenen Metalle
+gewinnen, indem man die Erze mit Kohle zusammen erhitzt. Manche von
+diesen Erzen geben das Metall schon bei mäßigem Erhitzen mit Kohle
+frei, z. B. der weiße Arsenik das Arsen: man bringt (Abb. 4) in ein
+spitz zulaufendes Glasrohr aus schwer schmelzbarem Glas eine Spur eines
+feinzerriebenen Gemisches von Arsenik und Holzkohle, überdeckt dieses
+Gemisch mit einem winzigen Holzkohlensplitter und erwärmt es in einem
+kleinen Flämmchen. Das abgeschiedene Arsen verdampft in der Hitze und
+scheidet sich etwas oberhalb an den kälteren Wänden des Glasrohrs als
+schwarzer, glänzender Spiegel ab. Da weißer Arsenik als Rattengift
+Verwendung findet und nicht selten durch Verwechslung mit Zucker zu
+Vergiftungsfällen Anlaß gibt, so kann man verdächtige Stoffe auf diese
+Weise leicht auf Arsenik prüfen.
+
+[Illustration: Abb. 4. Darstellung schwarzen Arsens.]
+
+Auch aus den Eisenerzen wird nach demselben Verfahren das Eisen
+abgeschieden, wozu nur deshalb eine größere Hitze erforderlich
+ist, weil das abgeschiedene Eisen erst bei Gelbglut schmilzt und
+zusammenfließt. Der riesenhafte chemische Apparat, in welchem dieser
+wichtige Vorgang stattfindet, heißt bekanntlich Hochofen. Abb. 5
+zeigt einen solchen aus Steiermark, dessen Höhe nicht weniger als
+25 Meter beträgt. Die innere Weite nahe der Mitte ist 6½ Meter. Der
+ganze, gemauerte Schacht wird mit abwechselnden Lagen von Kohle und
+Erz gefüllt. Da das Erz aber nicht bloß aus Eisenasche, sondern
+auch zum großen Teil aus Gestein („Gangart“) besteht, welches das
+Zusammenfließen des geschmolzenen Eisens erschweren oder verhindern
+würde, so muß es mit einem sogenannten „Zuschlag“ versetzt werden. Dies
+ist (je nach Beschaffenheit der Gangart) eine quarz- oder kalkreiche
+Gesteinsart, welche sich mit der Gangart zu einer leicht schmelzbaren
+Schlacke verbindet. Besteht die Gangart aus Quarz, so muß der Zuschlag
+ein Kalkgestein sein; ist die Gangart umgekehrt kalkreich, so muß der
+Zuschlag viel Quarz enthalten: denn stets verbinden sich Quarz und
+Kalk, die für sich fast unschmelzbar sind, miteinander zu einer leicht
+schmelzbaren Schlacke.
+
+[Illustration: Abb. 5. Hochofen.]
+
+Der Hochofen ist infolge seiner großen Höhe sozusagen sein eigener
+Kamin. Der Zug dieses Kamins würde aber bei weitem nicht ausreichen,
+um die Hitze zu liefern, welche um raschen Ausschmelzen des Eisens
+notwendig ist. Deshalb wird durch besondere Öffnungen („Düsen“) von
+unten in den Hochofen Preßluft („Wind“) eingeblasen. Eine dieser Düsen
+ist in unserer Abbildung rechts unten zu sehen. Diese Preßluft wird,
+um recht wirksam zu sein, vor dem Eintritt ins Feuer um den ganzen
+Hochofen herumgeleitet und dadurch vorgewärmt. Diese Vorwärmeleitung
+sieht man etwas unterhalb der Ofenmitte im Querschnitt. Aus der
+oberen Öffnung („Gicht“) des Hochofens sind früher ungeheure Mengen
+brennbarer Gase („Gichtgase“) ungenutzt in die Luft entwichen. Jetzt
+fängt man sie mit Hilfe der in der Abbildung sichtbaren Vorrichtung
+auf und benutzt sie teils zur Vorwärmung des Windes, teils zum
+Betrieb von Gasmotoren. Die Konstruktion dieser Gasmotoren ist eine
+der größten technischen Errungenschaften der letzten Jahrzehnte.
+Denn die Gichtgase sind an und für sich minderwertig und so arm an
+brennbaren Bestandteilen, daß ihre Ausnutzung nur in Gasmotoren von
+riesenhafter Größe möglich war, die erst erfunden werden mußten. So
+werden jetzt bereits mehr als eine Million Pferdekräfte aus Gichtgasen
+gewonnen, die früher ungenutzt in die Luft entwichen. Obwohl erst
+ein Teil der deutschen Hochöfen mit Gichtgasmotoren verbunden ist,
+kann die so gewonnene Kraft in den eigenen Betrieben bei weitem
+nicht mehr verbraucht werden. Sie wird daher in unseren großen
+Eisenhüttenanlagen an Ort und Stelle in Elektrizität verwandelt und
+durch Überlandzentralen an die Städte und Ortschaften der weiteren
+Umgebung verteilt.
+
+Kehren wir nun zum Ausgangspunkt unserer Untersuchung zurück, so sehen
+wir ein Hauptkennzeichen aller Verbrennungsvorgänge darin, daß der
+brennende Körper sein Gewicht vermehrt um dasjenige einer gewissen
+Sauerstoffmenge, mit welcher er sich im Verbrennungsvorgang verbindet.
+Diese Sauerstoffmenge kann entweder aus der Luft entnommen werden,
+wie bei allen Verbrennungen gewöhnlicher Art; oder sie kann aus
+einem anderen Verbrennungsprodukt (einer Asche) stammen: so bei der
+Verbrennung von Kohle durch Eisenoxyd, bei welcher das Eisenoxyd in
+Eisen zurückverwandelt wird. Das Bild, welches sich ein Chemiker von
+einer Verbrennung macht, unterscheidet sich also recht wesentlich von
+der Auffassung der Laien: Der Brennstoff wird durch die Verbrennung
+nicht +vernichtet+, sondern nur +verwandelt+. Er wird dabei nicht
++leichter+, sondern +schwerer+.
+
+
+
+
+3. Über die Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen
+Vorgängen.
+
+
+  Lieber Freund!
+
+Sie haben mir wieder eine Frage vorgelegt, deren Beantwortung (wenn
+sie überhaupt möglich ist) jedenfalls weit schwieriger ist, als Sie
+glauben. Ich soll Ihnen also eine scharfe Grenzlinie ziehen zwischen
+den Begriffen des physikalischen und des chemischen Vorgangs, woraus
+notwendig folgt, daß ich Ihnen erklären müßte, was ein physikalischer
+und was ein chemischer Vorgang ist. Dies kann ich aber gar nicht,
+wenigstens nicht in einer solchen Genauigkeit, daß die Erklärung für
+alle Fälle gilt. Sie müssen mir also erlauben, die Antwort auf Ihre
+Frage in dem Sinne einzuschränken, daß ich Ihnen die +scheinbaren+
+Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen Vorgängen nenne.
+Sie werden mit dem Wachsen Ihrer chemischen Kenntnisse ganz von selbst
+bemerken, daß diese Unterschiede eben nur scheinbare sind.
+
+Betrachten wir als Beispiele für physikalische Vorgänge die Erhitzung
+eines Metallstücks bis zur Glut, das Schmelzen eines Metalls, die
+Verdampfung und das Gefrieren des Wassers. Was ist allen diesen
+verschiedenen Vorgängen gemeinsam? -- Kein Mensch wird behaupten
+können, daß ein Körper in einem +physikalischen+ Vorgang seine
+Eigenschaften +nicht+ ändere. Ändert sich doch schon beim Glühen
+das Aussehen aller Stoffe so außerordentlich, daß alle Farben und
+Oberflächeneigenschaften schwinden, der Glanz erlischt, die Härte sich
+außerordentlich verringert, die Leitfähigkeit für den elektrischen
+Strom ganz anders wird. Tatsächlich kann man dem Aussehen nach einen
+glühenden Stein von einem glühenden Eisenstück nicht unterscheiden, so
+groß die Unterschiede dieser beiden Stoffe in der Kälte sind. Und nun
+gar erst beim Schmelzen! Oder beim Verdampfen! Kann sich ein Körper
+stärker verändern in bezug auf Aussehen, spezifisches Gewicht, Härte,
+Zusammendrückbarkeit, Leitfähigkeit für den elektrischen Strom usw. als
+es ein verdampfender Stoff tut? --
+
+Man wird also nicht sagen dürfen, daß das Wesen eines chemischen
+Vorgangs dadurch gekennzeichnet sei, daß sich die Eigenschaften des
+Stoffes ändern, der dem Vorgang unterworfen wird. Denn wenn sich Blei
+oder Magnesium durch den chemischen Vorgang der Verbrennung in Asche
+verwandelt, so ist die Änderung der Eigenschaften kaum größer, als
+wenn diese Metalle sich durch einen physikalischen Vorgang in Dampf
+verwandeln.
+
+Somit müssen wir die Kennzeichen chemischer Vorgänge in etwas
+ganz anderem suchen. Nun ist es eine auffallende Tatsache, daß
+bei chemischen Vorgängen stets und ohne Ausnahmen entweder Wärme
++entwickelt+ oder Wärme +verbraucht+ wird. Alle Verbrennungen
+sind ja ein Beweis für den einen dieser Fälle, denn sie machen
+die freiwerdende Wärme deutlich erkennbar. Man hat eine Zeitlang
+geglaubt, in diesen Änderungen des Wärmeeinhalts das Hauptkennzeichen
++chemischer+ Vorgänge erblicken zu müssen. Aber wie unrichtig diese
+Auffassung war, werden Sie mir sofort zugeben, wenn ich Sie daran
+erinnere, daß auch die allerhäufigsten +physikalischen+ Vorgänge ohne
+Wärmeinhaltsveränderungen nicht möglich sind: +kein+ Körper auf der
+ganzen Welt kann schmelzen oder verdampfen, ohne gleichzeitig Wärme zu
+verbrauchen; kein Gas kann sich verflüssigen, keine Flüssigkeit kann
+erstarren, ohne zugleich Wärme an die Umgebung abzugeben. Kein Körper
+kann von einem elektrischen Strom durchflossen, von einem Lichtstrahl
+getroffen werden, ohne sich dadurch zu erwärmen, und es gibt auch
+keinen Stoff auf der Erde, den man pressen oder hämmern könnte,
+ohne ihn zugleich wärmer oder kälter (Eis wird durch Druck kälter)
+zu machen. Also sind auch die Wärmezustandsänderungen kein sicheres
+Kennzeichen der +chemischen+ Vorgänge allein.
+
+Nun bleibt aber doch noch eine Gruppe von drei Möglichkeiten übrig,
+welchen allein die chemischen Prozesse genügen können. Diese
+Möglichkeiten sind:
+
+  1. das Zusammentreten zweier oder einiger Stoffe zu einem einzigen,
+     der in +allen+ Eigenschaften von seinen Bestandteilen abweicht,
+
+  2. der Zerfall eines Stoffes in zwei oder einige, die in allen
+     Eigenschaften von ihm verschieden sind,
+
+  3. der Austausch von Bestandteilen zwischen zwei Stoffen, so daß
+     beide dadurch in ganz neue Stoffe verwandelt werden.
+
+Für den ersten Fall haben wir in den Verbrennungen viele treffliche
+Beispiele kennen gelernt. Blei tritt mit Sauerstoffgas zu gelber
+Bleiasche zusammen, welche in allen ihren Eigenschaften gänzlich
+verschieden ist sowohl vom Blei als vom Sauerstoff. Ein prächtiger
+Versuch zum Beweis des gleichen Falles ist die Bildung des
+Jodquecksilbers aus Jod und Quecksilber. Sie kaufen sich eine
+Zweikugelröhre aus schwer schmelzbarem Glas, wie Abb. 6, und bringen in
+die eine Kugel etwas gepulvertes Jod, in die andere etwas Quecksilber.
+Wenn Sie nun erst das Quecksilber und dann das Jod erwärmen, so
+bilden sich prachtvoll glänzende Kristalle von rotem Jodquecksilber.
+Dieser Versuch zeigt Ihnen zugleich, wie töricht es wäre, Chemie aus
+Büchern lernen zu wollen, ohne Versuche zu machen. Denn der +Name+
+„Jodquecksilber“ läßt die beiden Bestandteile so leicht erkennen,
+daß man dadurch auf die falsche Meinung gebracht werden könnte, das
+wirkliche Jodquecksilber lasse seine Bestandteile ebenfalls leicht
+unterscheiden, so wie ein „Kesselwagen“ den Kessel und Wagen, ein
+„Motorrad“ den Motor und das Rad. Man sieht aber im Versuch mit
+Erstaunen, daß Jodquecksilber weder mit Jod, noch mit Quecksilber die
+geringste Ähnlichkeit hat.
+
+[Illustration: Abb. 6. Jod und Quecksilber.]
+
+Die zweite Reihe von chemischen Vorgängen ist durch den +Zerfall+ eines
+Stoffes in einige, von ihm verschiedene, gekennzeichnet. Beispiele
+dafür kennen Sie schon längst; denn Sie wissen, daß man Wolle, Haare,
+Kleiderstoffe, Holz usw. nicht erhitzen kann, ohne daß sie „sich
+zersetzen“, d. h. eben in solche anderen Stoffe chemisch zerfallen.
+
+Auch für die dritte Reihe von chemischen Vorgängen haben wir schon
+Beispiele kennen gelernt. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei
+Stoffe durch den Austausch gewisser Bestandteile in zwei ganz neue
+Stoffe verwandelt werden. So entstand durch solchen Austausch aus
++Bleiasche+ und +Kohlenpulver+: +Bleimetall+ und +Kohlensäuregas+, aus
++Kohlensäuregas+ und +Magnesiummetall+: schwarze +Kohle+ und weiße
++Magnesiumasche+.
+
+Durch Nachdenken über Ihre Frage bin ich noch auf einen anderen
+Unterschied zwischen physikalischen und chemischen Vorgängen gekommen:
+durch physikalische Prozesse wird das Gewicht des Stoffes, welcher dem
+Prozeß unterworfen wird, nicht verändert: ein Kilo Wasser behält sein
+Gewicht bei, auch wenn es gefriert oder in Dampf verwandelt wird. Durch
+chemische Vorgänge wird aber das Gewicht eines Stoffes stets vermehrt
+oder vermindert, je nachdem er einem chemischen Aufbau oder Zerfall
+unterworfen wird. Diese Gewichtsänderungen sind nun sehr interessant,
+weil sie nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten erfolgen, welche ich mich
+nun bemühen will, Ihnen klar zu machen.
+
+Wir haben im Anfang unserer Unterhaltungen auf einer Wage einen kleinen
+Berg aus Magnesiumpulver errichtet, haben ihn dann angezündet und
+festgestellt, daß er durch Sauerstoffaufnahme aus der Luft sein Gewicht
+vermehrte und dabei in weiße Magnesiumasche verwandelt wurde. Wir
+können uns nun fragen: wieviel Sauerstoff enthält diese Asche? Gibt es
+davon etwa verschiedene Qualitäten von verschiedenem Sauerstoffgehalt,
+so wie man fettreichen und fettarmen Käse kennt? Wird etwa die weiße
+Magnesiumasche noch reicher an Sauerstoff und noch schwerer, wenn
+man sie an der Luft weiterhin glüht? -- Oder gibt es stets dieselbe,
+einzigartige Verbindung einer ganz bestimmten Menge Magnesium mit einer
+unabänderlichen Menge Sauerstoff? --
+
+Diese Frage hat die Chemiker erst um die Wende vom 18. zum 19.
+Jahrhundert zu interessieren angefangen, obgleich sie von so
+beispielloser Wichtigkeit ist, daß erst von ihrer Beantwortung an
+die Chemie ihren ungeheuren Aufschwung nehmen konnte. Da haben denn
+zahllose Untersuchungen ergeben, daß es allerdings von einem und
+demselben Metall verschiedene Aschen mit verschiedenem Sauerstoffgehalt
+gibt. So gibt es z. B. vom Blei nicht weniger als drei verschiedene
+Aschen, nämlich die gelbe Bleiglätte, das braunschwarze Bleisuperoxyd
+und die rote Mennige. Aber trotzdem hat es damit eine ganz andere
+Bewandtnis als mit den Käsesorten von verschiedenem Fettgehalt.
+Denn der Fettgehalt eines Käses kann in jeder beliebigen Abstufung
+reguliert werden; ist mir ein Käse von 20 % Fettgehalt noch ein wenig
+zu mager, so kann ich den Fabrikanten veranlassen, den Fettgehalt um
+1, 2 oder 3 % zu erhöhen -- ganz nach meinen Wünschen. Finde ich aber
+die Bleiglätte, welche stets unabänderlich 7,17 % Sauerstoff enthält,
+für meine Zwecke zu arm an Sauerstoff, so kann ich ihren Gehalt daran
+allerdings auch erhöhen, +aber nicht nach Belieben+: ich kann sie nur
+in +Mennige+ verwandeln, welche außer dem Metall Blei noch 9,34 %
+Sauerstoff enthält, oder in Bleisuperoxyd, welches 13,81 % Sauerstoff
+enthält. +Mittelstufen zwischen diesen gibt es nicht.+ Auch besteht
+noch ein wichtiger Unterschied gegenüber den Käsesorten: diese sind
+doch im Grund, trotz ihres verschiedenen Bleigehalts, von gleicher Art
+und gleichartigen Eigenschaften. Die drei Sauerstoffverbindungen des
+Bleis sind dagegen +grundverschieden+ voneinander: Bleiglätte ist gelb,
+Mennige zinnoberrot, Bleisuperoxyd dunkelbraun. Bleiglätte löst sich
+in Essigsäure und in Salpetersäure leicht auf, Bleisuperoxyd in keiner
+von beiden Säuren, Mennige wird durch Salpetersäure in Bleisuperoxyd
+verwandelt usw.
+
+Es werden also die Verhältnisse bei chemischen Vorgängen von einem
+Gesetz beherrscht, welches der Engländer +John Dalton+, Lehrer in
+Manchester, um 1803 herum entdeckte und als „+Gesetz der bestimmten
+Gewichtsverhältnisse+“ bezeichnete.
+
+Etwas schwieriger war die Entdeckung eines zweiten Gesetzes über
+denselben Gegenstand, welche durch denselben Forscher wenige
+Jahre später erfolgte. Ich kann sie Ihnen ebenfalls an den drei
+Sauerstoffverbindungen des Bleis klarmachen. Wir haben vorhin folgende
+Prozentgehalte Sauerstoff für diese drei Verbindungen erwähnt:
+
+  Bleiglätte     7,17
+  Mennige        9,34
+  Bleisuperoxyd 13,81
+
+Rechnet man nun diese Sauerstoffgehalte um auf je einen Gewichtsteil
+Bleimetall, so findet man:
+
+  in +Bleiglätte+  sind mit 1 g Blei verbunden: 0,0773 ~g~ Sauerstoff
+  „  +Mennige+       „   „  „ „  „      „       0,1030  „    „
+  „  +Bleisuperoxyd+ „   „  „ „  „      „       0,1546  „    „
+
+Betrachtet man diese Zahlen genauer, so erkennt man leicht, daß das
+Bleisuperoxyd genau doppelt soviel, die Mennige genau um ein Drittel
+mehr Sauerstoff enthält als die Bleiglätte. Dieselbe Beobachtung
+macht man, wenn man die Aschen anderer Metalle, z. B. des Eisens, mit
+der Wage und rechnerisch kontrolliert. +Stets ergeben sich zunächst
+komplizierte Zahlen, die aber stets untereinander in einem einfachen
+Verhältnis stehen.+ Diese Verhältnisse sind so einfach, daß man sie
+stets durch einstellige ganze Zahlen bezeichnen kann, also z. B. 1 : 2,
+oder 3 : 4, oder 4 : 7 usw.
+
+Dieses Gesetz heißt: „+Gesetz der mehrfachen Gewichtsverhältnisse+“.
+
+Durch die beiden Gesetze der „bestimmten“ und der „mehrfachen“
+Gewichtsverhältnisse sind alle chemischen Vorgänge scharf
+gekennzeichnet. Ich hoffe, damit Ihre Frage in verständlicher Form
+beantwortet zu haben, und bitte Sie nur, mir Ihre Zweifel stets
+mitzuteilen.
+
+  Mit herzlichen Grüßen
+
+                               Ihr
+
+                                                           L. W.
+
+
+
+
+4. Atom und Molekül.
+
+(Eine Unterhaltung zwischen einem Laien und einem Chemieprofessor im
+Laboratorium.)
+
+
++Der Laie+: Lieber Professor, gestatten Sie mir, daß ich Ihren
+wissenschaftlichen Theorien den Vorwurf mache, daß sie unserem
+Laienverstand oft ein wenig +naiv+ vorkommen. Was will Ihre
+Wissenschaft z. B. mit der +Atomtheorie+ sagen! Ist es wirklich Ihr
+Ernst zu behaupten, daß die Teilbarkeit einmal eine Grenze haben soll?
+Daß man z. B. den Feinheitsgrad eines Pulvers durch Mahlen nicht
+über eine gewisse Stufe erhöhen könne? Uns Laien erscheint, offen
+gesagt, die Annahme geradezu lächerlich, daß ein so winziges Teilchen
+plötzlich gegen jeden weiteren Teilungsversuch eine unüberwindliche
+Widerstandskraft entwickeln soll, während wir mit unseren Sprengstoffen
+doch sogar Nickelstahlpanzer bequem in Teile zerlegen können. Wer ist
+eigentlich zuerst auf diesen absurden Gedanken gekommen?
+
++Der Professor+: Der Gedanke lag am Ende des 18. Jahrhunderts sozusagen
+in der Luft; klar ausgesprochen wurde er am Beginn des 19. Jahrhunderts
+zum erstenmal von demselben +John Dalton+ in Manchester, der die beiden
+Gesetze der einfachen und mehrfachen Gewichtsverhältnisse zuerst
+entdeckt hat. Was nun Ihre Einwände betrifft, so können Sie sich mit
+der Tatsache trösten, daß auch wir Fachgelehrten in der Anfangszeit
+unseres Chemiestudiums ebenso gedacht haben, wie Sie jetzt denken. Um
+so mehr dürfte es Sie interessieren, daß die Atomlehre in den hundert
+Jahren ihrer Entwicklung an Wahrscheinlichkeit nicht verloren, sondern
+im Gegenteil soviel gewonnen hat, daß heute wohl kein Chemiker im Ernst
+daran zu zweifeln wagt.
+
++Der Laie+: Das ist mir ganz unbegreiflich, und Sie machen mich
+ordentlich neugierig, die Gründe zu hören.
+
++Der Professor+: Die ältesten und noch immer nicht widerlegbaren
+Gründe für die Atomtheorie liefern uns die beiden Daltonschen
+Verbindungsgesetze (das der bestimmten und das der vielfachen
+Gewichtsverhältnisse). Hätte nämlich die Teilbarkeit der Stoffe keine
+Grenze, so müßten sich z. B. Blei und Sauerstoff in beliebigen Mengen
+miteinander verbinden lassen, so wie man etwa Spiritus und Wasser in
+beliebigen Verhältnissen miteinander mischen kann. Denn wenn schon das
+Blei den Sauerstoff anzieht und sich chemisch mit ihm verbindet, so
+ist nicht einzusehen, warum diese Verbindung nicht +kontinuierlich+
+bis zu einem gewissen Sättigungsgrad erfolgt. Daltons Gedanke, die
+Eigenschaft der Teilbarkeit der Stoffe nur bis zur Größe der Atome
+gelten zu lassen, erklärt diese Tatsache augenblicklich in einer
+verblüffend einfachen Weise: ein kleinstes Bleiteilchen (Blei+atom+)
+verhält sich zu einem kleinsten Sauerstoffteilchen (Sauerstoffatom)
+dem Gewichte nach wie 1 zu 0,0773. Also besteht der chemische Prozeß
+bei der Verbrennung des Bleis einfach darin, daß sich je ein Bleiatom
+mit einem Sauerstoffatom verkettet. So erklärt sich sozusagen spielend
+das bestimmte Gewichtsverhältnis zwischen Blei und Sauerstoff, denn
+das sind eben die Gewichte der Atome. So erklärt es sich auch, warum
+es keine Übergangszustände gibt zwischen reinem Blei und reiner
+Bleiglätte, so etwa, wie man solche Übergangszustände zwischen reinem
+und verdünntem Spiritus kennt.
+
++Der Laie+: Das scheint mir wirklich überzeugend. -- Woher kommt denn
+der sonderbare Name „Atom“ für diese kleinsten Teilchen?
+
++Der Professor+: Das Wort kommt aus dem Griechischen und bedeutet
+„unteilbar“, unzerschneidbar.
+
++Der Laie+: Wie erklärt aber Daltons Atomtheorie die Tatsache, daß es
+außer der Bleiglätte noch zwei andere Sauerstoffverbindungen des Bleies
+gibt?
+
++Der Professor+: Hier gerade zeigt sich die Stärke dieser Lehre: sie
+betrachtet die kleinsten Teilchen des Bleisuperoxyds als Verkettungen
+von je +einem+ Bleiatom mit +zwei+ Sauerstoffatomen, wie folgende
+Zeichnung andeutet:
+
+[Illustration: Abb. 7. Ein Molekül Bleisuperoxyd, wie es nach Daltons
+Vorstellung aussieht.]
+
+und die Mennige als eine Verkettung von +drei+ Bleiatomen mit +vier+
+Sauerstoffatomen:
+
+[Illustration: Abb. 8. Ein Molekül Mennige enthält dagegen ein
+vierarmiges und zwei zweiarmige Bleiatome.]
+
+Wenn Sie die Gewichtsverhältnisse dieser Atome nachrechnen, werden Sie
+genau dieselben Zahlen finden, welche wir früher als kennzeichnend für
+die drei Sauerstoffverbindungen des Bleis kennengelernt haben.
+
++Der Laie+: Nach Ihren Figuren zu schließen, würden diese Atome
+miteinander durch eine Art von +Armen+ verkettet sein.
+
++Der Professor+: Ja. Man nimmt dies an und nennt diese Striche
+„+Wertigkeits+“arme oder „+Valenzen+“ oder schlechthin „+Bindungen+“.
+Über sie wäre noch manches zu sagen.
+
++Der Laie+: An Ihren Zeichnungen fällt mir etwas auf, was ich mir
+nicht erklären kann. Angenommen, die Atome hätten wirklich solche
+Wertigkeitsarme, womit sie einander fassen und festhalten: so müssen
+wir doch annehmen, daß die Anzahl dieser Arme für jedes Atom Blei
+gleich groß bleibt. In Ihrer Abbildung 7 hat aber das Bleiatom vier
+Arme, ebenso das mittlere Bleiatom der Abbildung 8, während die beiden
+äußeren Bleiatome dieser Abbildung nur je zwei Arme haben. -- Wie geht
+das zu?
+
++Der Professor+: Ihre Frage rührt an eine kritische Stelle der
+Atomtheorie. Diese Lehre nimmt nämlich allerdings an, daß die Anzahl
+dieser Arme oder „+Valenzen+“ beim gleichen Atom wechseln kann. Sie
+nennt das Bleiatom in der Bleiglätte +zweiwertig+, weil es zwei
+Arme hat, dasjenige im Bleisuperoxyd vierwertig, weil es vier Arme
+hat; und sie nimmt mit gutem Grund an, daß in der +Mennige+ ein
+vierwertiges und zwei zweiwertige Bleiatome enthalten sind. Auf den
+ersten Blick erscheint diese Erweiterung der Atomlehre durch die
++Wertigkeits+theorie, welche wir dem Chemiker +Kekulé+ verdanken, sehr
+willkürlich. Allein es sprechen gewichtige Tatsachen dafür. Bleiglätte
+löst sich nämlich in Salpetersäure auf, Bleisuperoxyd nicht. Behandelt
+man nun die zinnoberrote Mennige mit Salpetersäure, so lösen sich darin
+zwei Drittel ihres Bleigehalts auf, während das letzte Drittel ungelöst
+übrig bleibt. Dieses ist aber nun nicht mehr zinnoberrot, sondern
+dunkelbraun gefärbt: es besteht aus reinem Bleisuperoxyd.
+
++Der Laie+: Dieses Versuchsergebnis spricht allerdings sehr für die
+Richtigkeit der Wertigkeitslehre. Wenn nun, wie ich vermute, jedes Atom
+seine eigene und besondere Wertigkeit hat und damit auch noch wechseln
+kann, wie sollen wir Anfänger uns dies alles merken? Jod und Magnesium
+und Quecksilber und Eisen haben doch gewiß auch alle verschiedene
+Wertigkeiten?
+
++Der Professor+: Das „Merken“ ist hier, wie überall, Sache der
+praktischen Erfahrung und Übung. Jedoch werden wir vielleicht später
+im „+periodischen System der Elemente+“ ein Hilfsmittel kennen lernen,
+welches uns dieses Merken ganz außerordentlich erleichtert.
+
++Der Laie+: Von „+Atomen+“ kann man aber jedenfalls nur bei einfachen,
+chemisch unteilbaren Stoffen reden; denn die kleinsten Teilchen
+chemischer Verbindungen, wie z. B. der Mennige, bestehen offenbar aus
+einer Mehrzahl von Atomen.
+
++Der Professor+: Ja. Die Atome sind stets die kleinsten Teilchen
+der unzerlegbaren Stoffe, der „+Elemente+“. Die zerlegbaren
+Stoffe, welche aus Verbindungen der Elemente bestehen, müssen natürlich
+auch in ihren kleinsten Teilchen von jedem Element wenigstens ein
+Atom enthalten. Die kleinsten Teilchen solcher Verbindungen nennt man
++Moleküle+ (vom lateinischen Wort ~molecula~, die kleine Masse).
+
++Der Laie+: Wie ist das nun: haben die Atome der verschiedenen Elemente
+lauter verschiedene Gewichte, oder gibt es auch gleich schwere darunter?
+
++Der Professor+: Sie sind alle voneinander verschieden, wenn auch
+manchmal nur um geringe Beträge, wie z. B. Nickel und Kobalt.
+
++Der Laie+: Ich habe in chemischen Lehrbüchern schon manchmal solche
+Zahlen gesehen, die als „Atomgewichte“ bezeichnet waren. Ich konnte und
+kann mir noch immer nicht vorstellen, wie man gerade auf diese Zahlen
+gekommen ist. Ich erinnere mich z. B., für Blei die Zahl 207 gesehen zu
+haben. Das soll doch heißen, daß das Bleiatom 207 mal schwerer ist als
+etwas anderes. Aber was ist dieses andere? Womit hat man sich die Atome
+gewogen zu denken?
+
++Der Professor+: Dieses andere ist das Wasserstoffatom. Es ist
+gewissermaßen das Grammgewicht im Gewichtskasten des theoretischen
+Chemikers. Blei hat wirklich das Atomgewicht 207; das heißt: sein Atom
+ist 207 mal schwerer als das Wasserstoffatom. -- Können Sie sich denn
+denken, wie man diese Wägung gemacht hat?
+
++Der Laie+: Ich denke, man hat sie überhaupt nicht gemacht, denn die
+Atome sind natürlich viel zu klein, um gewogen werden zu können. Aber
+das ist wohl auch gar nicht nötig, denn das Gesetz der bestimmten
+Gewichtsverhältnisse erspart uns ja diese Wägung. Man braucht wohl nur
+gemessen zu haben, wieviel Gramm Blei sich mit einem Gramm Wasserstoff
+verbinden, und so wird man wohl die Zahl 207 gefunden haben.
+
++Der Professor+: Sie haben beinahe recht. Die Sache wird nur dadurch
+ein wenig umständlicher, daß Blei und Wasserstoff sich anscheinend
+überhaupt nicht miteinander verbinden, wenigstens ist es bis jetzt
+nicht gelungen, eine solche Verbindung herzustellen. Man mußte
+daher das Atomgewicht des Bleis auf einem Umweg bestimmen. Man
+hat den Wasserstoff einer anderen chemischen Verbindung, nämlich
+der Schwefelsäure, durch Blei ersetzt und hat mit der Wage leicht
+feststellen können, wieviel Blei zum Ersatz von einem Gramm Wasserstoff
+notwendig war. Dabei war allerdings noch darauf Rücksicht zu nehmen,
+daß das Wasserstoffatom nach allen chemischen Erfahrungen stets
+nur einen Wertigkeitsarm besitzt, das Bleiatom aber in den meisten
+Verbindungen zwei solche hat. Also tritt in der Schwefelsäure ein
+Bleiatom stets an die Stelle von zwei Wasserstoffatomen. Das wahre
+Atomgewicht des Bleis muß daher doppelt so groß sein als die Zahl 103½,
+welche man auf diesem Umweg findet.
+
++Der Laie+: Das ist ja ein förmliches Schulbeispiel für die Wahrheit
+des Satzes: „Nah beieinander wohnen die Gedanken, doch hart im Raume
+stoßen sich die Sachen.“ -- Gibt es denn nun noch weitere Beweise für
+das Vorhandensein der Atome? Denn wir haben uns bisher doch nur auf
+die, allerdings sehr ernst zu nehmenden, Daltonschen Gesetze gestützt.
+
++Der Professor+: Die Gründe sind so zahlreich wie der Sand am Meer. Ich
+will ein paar von den auffallendsten herausgreifen. Da ist zunächst
+das sonderbare Verhalten der Gase in physikalischer und chemischer
+Hinsicht. Es weist geradezu auf eine Zusammensetzung aus kleinsten
+Teilchen hin. Es ist nämlich höchst merkwürdig, daß +alle+ Gase in
+physikalischen Beziehungen sich ganz gleichartig verhalten, wenn sie
+auch chemisch noch so verschieden zusammengesetzt sind. Sie werden von
+gleichen Drücken gleich stark zusammengepreßt und dehnen sich durch
+gleich starke Erwärmung um den gleichen Betrag aus. Dies gilt ebenso
+für das einfache, leichte Wasserstoffgas, wie für das schwere und
+zusammengesetzte Kohlensäuregas. Also muß dieses gleichartige Verhalten
+von der +chemischen+ Natur der Gase unabhängig sein.
+
++Der Laie+: Mit der +physikalischen+ Beschaffenheit der Atome kann es
+wohl auch nicht zusammenhängen: denn ein Wasserstoffatom ist doch viel
+kleiner und leichter als ein Kohlensäuremolekül? Ich kann mir nicht
+denken, welche physikalische Eigenschaft der Atome da noch ins Gewicht
+fallen könnte?
+
++Der Professor+: Sie vergessen die wichtigste Eigenschaft dieser
+kleinen Teilchen, nämlich ihre +Zahl+. Tatsächlich erklären sich
+alle gemeinsamen Eigenschaften der Gase geradezu spielend, wenn man
+annimmt, daß gleich große Räume verschiedener Gase die gleiche Anzahl
+kleinster Teilchen enthalten, seien es nun Atome oder Moleküle. Diese
+Teilchen befinden sich in fortwährender, rascher Bewegung, und ihr
+heftiger Anprall an die Gefäßwände erscheint uns als der Druck, welchen
+das Gas auf diese ausübt. Gleich viele Teilchen müssen natürlich den
+gleichen Druck ausüben. Durch +Erwärmen+ wird die Geschwindigkeit
+der Bewegung, also auch die Heftigkeit des Aufprallens auf die Wände
+gesteigert: tatsächlich wächst der Druck jedes Gases mit der Temperatur.
+
++Der Laie+: Dies klingt freilich sehr bestechend. Aber die Wucht des
+Anpralls an die Gefäßwände hängt doch nicht bloß von der Anzahl der
+Teilchen ab; da kommt doch auch ihr Gewicht und ihre Geschwindigkeit in
+Betracht?
+
++Der Professor+: Gewiß. Je schwerer ein Teilchen ist, um so langsamer
+muß seine Bewegung sein, wenn es mit der gleichen Wucht aufprallen
+soll, wie ein leichtes Teilchen. Tatsächlich ist nun der Gasdruck
+des leichten Wasserstoffgases und des schweren Kohlensäuregases
+gleich groß. Da die Kohlensäureteilchen 22 mal schwerer als die
+Wasserstoffteilchen sind, so müssen wir annehmen, daß sie sich viel
+langsamer bewegen als diese.
+
++Der Laie+: Mir scheint, Ihre Theorien bedürfen doch einer zu großen
+Anzahl von Voraussetzungen, und sie verlieren dadurch recht erheblich
+an Wahrscheinlichkeit.
+
++Der Professor+: Ich will Ihnen aber zeigen, daß jede dieser
+Voraussetzungen zu Folgerungen führt, welche mit den Tatsachen
+übereinstimmen. So haben wir eben festgestellt, daß die schweren
+Kohlensäureteilchen sich langsamer bewegen als die leichten
+Wasserstoffteilchen, weil sie sonst bei gleicher Anzahl nicht den
+gleichen Druck auf die Gefäßwände erzeugen könnten. Vorher hatte
+ich erwähnt, daß Erwärmung die Geschwindigkeit der Teilchen erhöht,
+Abkühlung infolgedessen sie verringert. Die Kohlensäureteilchen müssen
+also durch starke Abkühlung leichter und früher zur völligen Ruhe
+kommen als die rascher bewegten Wasserstoffteilchen. Tatsächlich ballen
+sich die Kohlensäureteilchen, wenn man sie auf 80 ° unter Null abkühlt,
+zu einem weißen Schnee zusammen, der zu Boden sinkt. Um das gleiche
+Ergebnis beim Wasserstoff zu erzielen, muß man dieses Gas viel stärker,
+nämlich auf 260 ° unter Null, abkühlen.
+
++Der Laie+: Dies ist freilich sehr merkwürdig. Besteht dieses
+Verhältnis zwischen Schwere und Verdichtbarkeit bei allen Gasen?
+
++Der Professor+: Bei allen, wäre wohl zuviel gesagt. Es gibt erklärbare
+Ausnahmen. Aber trotzdem werden Sie fast niemals fehl gehen, wenn Sie
+die schweren Gase als leicht verdichtbar, die leichten als schwer
+verdichtbar betrachten. Zum Beweis stelle ich Ihnen für einige Gase die
+entsprechenden Zahlen zusammen:
+
+  ----------------+-------+-----------+----------+----------+-----------
+                  | Chlor |  Kohlen-  |Sauerstoff|Stickstoff|Wasserstoff
+                  |       | säuregas  |          |          |
+  ----------------+-------+-----------+----------+----------+-----------
+  Molekulargewicht| 70,4  |    44     |    32    |    28    |     2
+  ----------------+-------+-----------+----------+----------+-----------
+  wird flüssig    |       |           |          |          |
+  (od. fest) bei: |-34 °  |   -79 °   |  -183 °  |  -196 °  |  -259 °
+
++Der Laie+: Gibt es noch andere Gründe für die Annahme, daß die
+verschiedenen Gase im gleichen Raum gleichviel Moleküle enthalten?
+
++Der Professor+: Allerdings! Sie erinnern sich wohl, wie wir am Anfang
+zu dem Begriff „Atomgewicht“ gelangt sind: nicht etwa durch Wägung der
+Atome, sondern durch das Gesetz der bestimmten Gewichtsverhältnisse
+bei chemischen Verbindungen. Wenn wir z. B. +Silber+ mit +Chlorgas+
+zusammenbringen, so beobachten wir, daß 108 Gramm Silber sich mit
+35,2 Gramm Chlor verbinden. Lassen wir aber Silber etwa in der
+Salpetersäure an die Stelle von Wasserstoffgas eintreten, so finden
+wir, daß 108 Gramm Silber genau 1 Gramm Wasserstoffgas ersetzen.
+Daraus hat bekanntlich Dalton den Schluß gezogen, daß das Silberatom
+108 mal schwerer ist als das Wasserstoffatom, während das Chloratom
+35,2 mal so schwer als dieses ist. Ist es nun nicht merkwürdig, daß
+auch +ein Liter+ Chlorgas genau 35,2 mal schwerer ist als +ein Liter+
+Wasserstoffgas?
+
++Der Laie+: Das ist allerdings sonderbar; denn die Zahl 35,2 haben
+wir doch auf +chemischem+ Weg aus den Vorgängen zwischen Silber,
+Salpetersäure und Chlorgas gefunden.
+
++Der Professor+: Ganz richtig! Und nun begegnen wir derselben Zahl
+durch eine rein physikalische Vergleichung der Gewichte von Chlor und
+Wasserstoffgas wieder. Dies +kann+ doch nur dadurch erklärt werden,
+daß gleiche Raumteile der beiden Gase gleichviel Atome enthalten.
+Denn wenn 1 Atom Chlor 35,2 mal schwerer ist als 1 Atom Wasserstoff,
+so ist natürlich auch eine Milliarde Chloratome 35,2 mal schwerer als
+eine Milliarde Wasserstoffatome. Ist umgekehrt 1 Liter Chlor 35,2 mal
+schwerer als 1 Liter Wasserstoff, so müssen beide gleichviel Atome
+enthalten.
+
++Der Laie+: Dieser Beweis befriedigt mich schon besser. Gibt es noch
+weitere Gründe für die Atomtheorie?
+
++Der Professor+: Wenn Sie die letzterwähnte Tatsache eingesehen haben,
+bin ich eigentlich erst in den Stand gesetzt, Sie mit den wichtigsten
+Gründen vertraut zu machen. Solche wurden besonders durch das genaue
+Studium der Eigenschaften der +Lösungen+ erschlossen. Es handelt sich
+dabei nur um +echte+ Lösungen, worunter wir solche verstehen wollen,
+welche beim Verdunsten des Lösungsmittels den gelösten Stoff wieder
+in Kristallen abscheiden. Diese Lösungen haben folgende sonderbare
+Eigenschaften gemeinsam:
+
+  1. Der gelöste Stoff erniedrigt den Gefrierpunkt des Lösungsmittels,
+
+  2. der gelöste Stoff erhöht den Siedepunkt des Lösungsmittels,
+
+  3. der gelöste Stoff macht das Lösungsmittel zu einem Leiter der
+     Elektrizität,
+
+  4. der gelöste Stoff übt im Lösungsmittel einen eigentümlichen Druck,
+  den +osmotischen+ Druck, aus;
+
+Sie erkennen ihn am einfachsten an der gewaltigen Aufblähung, welche
+eine mit Salzwasser gefüllte Schweinsblase erleidet, wenn man sie
+in reines Wasser legt. -- Diese vier Eigenschaften sind nun im
+allgemeinen derart von der Menge des gelösten Stoffes abhängig, daß
+die doppelte Menge auch die doppelte Wirkung ausübt. Reines Wasser z.
+B. gefriert bekanntlich bei 0 ° und kocht unter normalen Verhältnissen
+bei 100 ° Celsius; löse ich nun 100 Gramm Zucker in einem Liter
+Wasser, so wird diese Lösung erst unterhalb von 0 ° gefrieren und erst
+oberhalb von 100 ° kochen. Löse ich aber 200 Gramm Zucker im Liter,
+so bewirkt diese doppelte Zuckermenge auch eine doppelt so große
+Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung, aber auch eine
+Verdoppelung der elektrischen Leitfähigkeit und des Quellungsdrucks
+(osmotischen Drucks).
+
++Der Laie+: Aber dies hat doch mit der Atomlehre eigentlich nichts zu
+schaffen? --
+
++Der Professor+: Mehr, als Sie denken. Es hat nämlich neugierige
+Menschen gegeben, welche sich die Frage vorlegten: welche Mengen
+muß man von +zwei verschiedenen+ Stoffen in der gleichen Menge des
+Lösungsmittels auflösen, damit sie dessen Eigenschaften um den gleichen
+Betrag ändern? Also, z. B., wieviel Traubenzucker muß in 1 Liter Wasser
+gelöst werden, damit dessen Gefrierpunkt um ebensoviel erniedrigt
+wird, wie durch 100 Gramm Rohrzucker? -- Das Experiment hat nun die
+sonderbare Antwort erteilt, daß in diesem Fall die Mengen der gelösten
+Stoffe im +Verhältnis ihrer Molekulargewichte+ stehen müssen. Da der
+Rohrzucker fast das doppelte Molekulargewicht des Traubenzuckers hat,
+so braucht man von ihm in der Tat fast doppelt soviel.
+
++Der Laie+: Dieses Gesetz erinnert ja geradezu an die Verhältnisse der
+Gase, deren Gewicht ebenfalls vom Molekulargewicht abhängt.
+
++Der Professor+: Dieser nämliche Gedanke veranlaßte den Chemieprofessor
+van’t Hoff, einmal die Frage zu prüfen, ob vielleicht der
+Quellungsdruck (osmotische Druck) gelöster Stoffe dieselbe Ursache
+habe, wie der Druck der Gase. Er wollte also prüfen, ob auch der
+Quellungsdruck durch den Anprall der Moleküle des gelösten Stoffes
+verursacht würde.
+
++Der Laie+: Ich kann mir gar nicht denken, wie diese Frage durch
+Versuche zu entscheiden wäre.
+
++Der Professor+: Darin zeigte sich gerade die Genialität van’t
+Hoffs. Er entschied und beantwortete die Frage klar, ohne einen
+einzigen Versuch auszuführen, allein durch Umrechnungen aus alten
+Versuchsergebnissen des Botanikers +Pfeffer+ über den osmotischen
+Druck, den Pfeffer entdeckt hatte. Er sagte sich: wenn der Druck in
+Gasen und Lösungen nur von der Anzahl der Moleküle abhängt, so müssen
+44 Gramm Kohlensäuregas, wenn man sie auf den Raum eines Liters
+zusammenpreßt, denselben Druck als Gasdruck zeigen, welchen 180 Gramm
+Traubenzucker, in einem Liter Wasser gelöst, als osmotischen Druck
+ausüben. Denn 180 ist das Molekulargewicht des Traubenzuckers.
+
++Der Laie+: Und was haben die Zahlen Pfeffers darauf geantwortet?
+
++Der Professor+: Was im Sinn der Atomlehre zu erwarten war: +die beiden
+Drucke stimmten überein+.
+
++Der Laie+: Aber das ist ja wunderbar, das ist ein Triumph der
+Atomtheorie, ein Triumph des menschlichen Geistes!
+
+
+
+
+5. Die Wärmeänderungen bei chemischen Vorgängen.
+
+
+Es ist für alle chemischen Vorgänge sehr kennzeichnend, daß dabei
+entweder Wärme entwickelt oder Wärme verschluckt wird. Es gibt keinen
+einzigen chemischen Vorgang, der nicht das eine oder das andere
+täte. Diese Veränderungen des Wärmeinhalts der Stoffe sind zwar
+kein Unterscheidungsmerkmal zwischen chemischen und physikalischen
+Vorgängen, wie schon früher erklärt wurde; aber sie sind für die Frage
+der Beständigkeit und für gewisse andere Eigenschaften der Stoffe von
+so hoher Bedeutung, daß wir uns etwas eingehender damit befassen wollen.
+
+Betrachten wir zuerst diejenigen chemischen Vorgänge, bei welchen Wärme
++entwickelt+ wird. Man nennt sie „+exothermische+“ Vorgänge. Beachten
+wir ferner, daß jeder chemische Vorgang entweder in einem +Zerfall+
+oder in einer +Neubildung+ (oder einer Vereinigung beider) besteht,
+und beschäftigen wir uns zunächst nur mit den Neubildungen. Wir wollen
+also solche Neubildungen betrachten, welche unter Wärme+entbindung+
+erfolgen. Sie liefern stets sehr +beständige+ Produkte, d. h. solche
+Stoffe, welche nur schwierig in ihre Bestandteile zerlegbar sind. Ein
+gutes Beispiel ist die Bildung des Wassers aus Wasserstoffgas und
+Sauerstoffgas. Diese beiden Gase kann man bei gewöhnlicher Temperatur
+miteinander vermischen, ohne daß sie sich chemisch verbinden. Bringt
+man aber das Gemisch mit einer Flamme in Berührung, so erfolgt die
+Vereinigung beider Gase zu Wasserdampf. Dabei wird plötzlich eine
+ungeheure Wärmemenge frei, welche die Gase auf hohe Glut erhitzt
+--: die Vereinigung erfolgt deshalb unter starker Explosion. Daraus
+schließen wir zunächst, daß es falsch ist zu sagen:
+
+               Wasserstoffgas + Sauerstoffgas = Wasser.
+
+Denn das Wasser ist doch um den Betrag der freigewordenen Wärme ärmer
+als das Gemisch der beiden Gase. Diese freigewordene Wärme ist sogar
+das eigentlich Unterscheidende zwischen dem Gasgemisch und dem daraus
+gebildeten Wasser. Wir müssen daher die Wasserbildung so formulieren:
+
+         (Wasserstoffgas + Sauerstoffgas) − =Wärme= = Wasser.
+
+Haben wir uns diese Tatsache fest eingeprägt, so begreifen wir leicht,
+warum das Wasser eine so beständige Verbindung ist: es kann in seine
+beiden Elemente nicht zerfallen, ohne daß ihm die entwichene Wärme
+zuvor wieder zugeführt wird. Da nun diese Wärmemenge sehr groß ist,
+so muß das Wasser (als Dampf) bis auf 1800 ° erhitzt werden, damit es
+wieder in Wasserstoff und Sauerstoff zerfällt. So riesige Wärmemengen
+bieten sich dem Wasser nicht leicht dar, deshalb kann es von selbst
+nicht wieder zerfallen.
+
+Es ist aber ohne weiteres klar, daß schon bei der Entstehung des
+Wassers infolge der dabei auftretenden hohen Temperaturen die
+Möglichkeit gegeben ist, daß es wenigstens teilweise wieder zerfällt.
+Dadurch müßte ein Teil der freigewordenen Wärme wieder verbraucht
+oder, wie der Fachausdruck lautet, „latent“ werden. In der Tat hat man
+ausgerechnet, daß eine mit Sauerstoff gespeiste Flamme eine Temperatur
+von nahezu 10000 ° ~C~ erzeugen müßte, wenn alle im ersten Augenblick
+freiwerdende Wärme frei bliebe. Tatsächlich aber gibt diese Flamme kaum
+2000 °, weil der Hauptteil der Wärme sofort wieder zur Spaltung des
+Wasserdampfs verbraucht wird.
+
+Diese Tatsache wirft ein eigentümliches Licht auf den Vorgang der
+Wärmeentwicklung überhaupt: dieser Vorgang richtet sich in seiner
+ganzen Wirkung offenkundig gegen denjenigen chemischen Vorgang,
+welchen er begleitet, nämlich gegen die Wasserbildung aus Wasserstoff
+und Sauerstoff. Es ist, als ob die Natur nicht damit einverstanden
+wäre, daß diese beiden Stoffe sich zu einem neuen Körper verbinden.
+Sie entwickelt daher aus den Bestandteilen heraus die Wärme als
+einen Widerstand gegen die Vereinigung, eine Kraft, welche das
+Vereinigungsprodukt wieder in seine Bestandteile zu zerlegen strebt.
+Sie erreicht jedoch diesen Zweck nur teilweise und unvollkommen, weil
+viel Wärme in die Umgebung abgeleitet wird.
+
+Die „exothermischen“ Verbindungen sind also sehr beständig und können
+nur durch große Energiezufuhr wieder in ihre Elemente gespalten
+werden. Bei vielen von ihnen, z. B. bei den meisten Verbindungen des
+Sauerstoffs mit den Metallen, reicht die höchste Glut unserer Öfen
+zu dieser Zerlegung noch nicht aus. Doch dürfen wir mit Sicherheit
+annehmen, daß in der Glut der +Sonne+ alle exothermischen Stoffe in
+ihre Elemente gespalten sind. Deshalb hat man noch vor 20 Jahren
+allgemein geglaubt, daß auf der Sonne überhaupt nur chemische Elemente
+als Dämpfe existieren könnten.
+
+Diese Ansicht hat sich jedoch nach genauerer Untersuchung der
+zweiten Gruppe chemischer Verbindungen, der „+endothermischen+“,
+als Irrtum erwiesen. Darunter versteht man diejenigen chemischen
+Verbindungen, welche bei ihrer Entstehung aus den Elementen Wärme
+aufnehmen, welche also energiereicher als ihre Elemente sind. Zu
+ihnen gehört das bekannte +Azetylengas+, welches aus Kohlenstoff und
+Wasserstoff besteht, ferner das +Ozon+ und vor allem die sämtlichen
++Sprengstoffe+, also +Schießbaumwolle, Nitroglyzerin, Ammoniaksalpeter+
+und +Knallquecksilber+ und viele andere. Der Grund für die Explosivität
+dieser Substanzen liegt in dem Wärmeüberschuß, den sie „latent“,
+also innerlich gebunden, enthalten. Beim Zerfall müssen sie diesen
+Wärmeüberschuß abgeben; er ist die Quelle der Explosionsenergie, der
+Zertrümmerungsarbeit. Diese Verbindungen brauchen sich nur in ihre
+Elemente umzulagern, um in einer viel energieärmeren Form bestehen zu
+können. Die endothermischen Verbindungen verhalten sich also in jeder
+Beziehung umgekehrt, wie die exothermischen. Diese entwickeln bei ihrem
+Aufbau Wärme, jene bei ihrem Zerfall. Die Wärme, welche die beständigen
+exothermischen Stoffe bei ihrer Entstehung abgeben, haben wir als
+einen Widerstand gegen diese Bildung kennen gelernt. Ist vielleicht
+auch die Explosionswärme, welche beim Zerfall der endothermischen
+Stoffe frei wird, ein Widerstand der Natur gegen diesen Zerfall?! --
+Dies wäre nur dann möglich, wenn die Explosivstoffe in großer Hitze
+beständig wären. Diese Annahme erscheint auf den ersten Blick ganz
+widersinnig, weil man die meisten Explosivstoffe doch gerade durch
+Erwärmen zur Explosion bringen kann. Aus diesem Grund hat man solche
+Erwägungen lange ins Reich der Unmöglichkeit verbannt. Man hat sogar
+in der Wärmeentwicklung beim Zerfall der Sprengstoffe einen Grund für
+ihre Unbeständigkeit gesucht; man folgerte dabei etwa so: beim Zerfall
+des ersten Sprengstoffteilchens entwickelt sich Wärme, welche die
+Nachbarteilchen erhitzt und deren Zerfall beschleunigt; dadurch wird
+noch mehr Wärme frei, welche auf weitere Nachbarteilchen im gleichen
+Sinne wirkt, und so steigert sich spontan die Energie der Zerfalls.
+Diese Steigerung erfolgt so blitzschnell, daß alle ihre Stufen zusammen
+den einen Vorgang der Explosion bilden.
+
+Nun ist aber schon seit längerer Zeit bekannt, daß einige Sprengstoffe
+mit besonderer Vorliebe in der ungeheuren Hitze des elektrischen
+Funkens entstehen: so das +Azetylen+, wenn man eine Kohlenbogenlampe
+in Wasserstoffgas brennen läßt; das +Ozon+, wenn elektrische Funken
+durch Sauerstoffgas schlagen; die verschiedenen +Stickstoffoxyde+, wenn
+dem Sauerstoff Stickstoff beigemischt wird usw. Zunächst glaubte man,
+daß die Elektrizität hierbei nur die Wärmemenge liefere, welche alle
+endothermischen Verbindungen bei ihrer Entstehung aus den Elementen
+aufnehmen. Man glaubte, daß diese starke Aufschluckung der Wärme die
+Sprengstoffe im Augenblick ihres Entstehens vor der Wirkung der Hitze
+gewissermaßen schütze. Man glaubte somit, daß diese Sprengstoffe
+der Einwirkung des elektrischen Funkens nur einen Augenblick lang,
+nämlich für den Augenblick ihrer Entstehung, ausgesetzt sein dürften,
+solange sie nämlich diese Wärme durch Aufschluckung unschädlich
+machten. Man hielt es also für eine unerläßliche Bedingung des
+Gelingens, daß die gebildeten Sprengstoffe der weiteren Einwirkung der
+elektrischen Gluthitze durch sofortige Abkühlung entzogen würden. Man
+war so unerschütterlich von dem Dogma der „Unbeständigkeit“ dieser
+Sprengstoffe überzeugt, daß man es Jahrzehnte hindurch gar nicht
+für nötig hielt, die Frage überhaupt nur aufzuwerfen, ob denn die
+endothermischen Verbindungen bei ihrer hohen Entstehungstemperatur
+nicht auch bestehen könnten. Als diese Frage einmal aufgeworfen wurde,
+war sie auch gleich beantwortet: +die Sprengstoffe denken gar nicht
+daran, in der Blauglut des elektrischen Lichtbogens zu zerfallen,
+sondern sie sind gerade bei den höchsten Temperaturen unzerstörbar
+feste Verbindungen+. Sie verlieren also in der höchsten Glut ihren
+unbeständigen Charakter und fangen an, beständig zu werden, wenn die
+„beständigen“ exothermischen Verbindungen anfangen zu zerfallen.
+Dieses sonderbare Gesetz gilt nicht bloß für chemisch einheitliche
+Verbindungen, sondern es gilt auch für explosive +Gemische+ von
+Elementen: das bekannte +Knallgas+, die höchst explosive Mischung von
+zwei Raumteilen Wasserstoffgas mit einem Raumteil Sauerstoffgas, ist
+oberhalb von 1800 ° nicht mehr explosionsfähig. Deshalb erzählt der
+berühmte nordische Chemiker +Svante Arrhenius+ in seinem Buche über
+die Chemie der Himmelskörper, daß es in der glühenden Sonne nur zwei
+Arten von Stoffen gibt: chemische +Elemente+ und +endo+thermische
+Verbindungen. Die gewöhnlichen, bei uns so beständigen exothermischen
+Verbindungen zerfallen bei dieser Glut sämtlich in ihre Elemente.
+
+Wärme kann also bei zwei Arten von chemischen Vorgängen auftreten:
+entweder bei der +Entstehung+ exothermischer Verbindungen, oder beim
++Zerfall+ endothermischer Verbindungen. Die erste Art haben wir bereits
+als einen Widerstand gegen die bevorstehende Veränderung erkannt. Nach
+diesen Ausführungen wird es uns nicht schwer fallen, auch die zweite
+Art der Wärmebildung als einen solchen Widerstand zu erkennen. Denn
+die zerfallenden Sprengstoffe, welche Wärme abgeben, nähern sich doch
+gerade dadurch demjenigen Zustand, in welchem sie nicht mehr zerfallen
+können: dem Zustand höchster Erhitzung. Aber wie in jenem, so wird auch
+in diesem Falle der Widerstand durch die Ableitung der Wärme in die
+Umgebung teilweise wirkungslos gemacht.
+
+Die Sprengstoffe haben, soweit ihr Verhältnis zur Wärme in Betracht
+kommt, auf physikalischem Gebiet ein Gleichnis: dies sind die
+unterkühlten Schmelzen. Wenn nämlich ein schmelzender Körper erstarrt,
+so gibt er dabei beträchtliche Mengen Wärme ab. Er kann überhaupt nur
+unter der Bedingung erstarren, daß ihn diese Wärme verläßt. Wir sind
+aber an diesen Vorgang so gewöhnt, daß wir meistens ihm nicht viel
+Beachtung schenken, sondern wir begnügen uns mit der Feststellung: „Die
+Schmelze erstarrt, weil sie kalt wird“. Nun gibt es aber Schmelzen,
+welche kalt werden können, ohne zu erstarren. Schmilzt man z. B. das
+in der Photographie verwendete Fixiernatron, oder auch essigsaures
+Natron, das man mit wenig Wasser durchfeuchtet hat, so kann man die
+Schmelzflüssigkeit in einer Flasche kalt werden lassen, ohne daß sie
+erstarrt. Es läßt sich aber leicht nachweisen, daß sich die erkaltete
+Flüssigkeit in einem gleichsam erzwungenen, unnatürlichen Zustand
+befindet: denn wenn man in sie ein einziges Kriställchen des festen
+Salzes hineinwirft, so fängt sie augenblicklich an, zu erstarren. Aber
+dabei entwickelt sich nun die ganze Wärmemenge, welche den flüssigen
+Zustand der Körper vom festen unterscheidet, und das Gefäß wird so
+warm, daß nur ein Teil seines Inhalts erstarren kann. Der Rest bleibt
+infolge der freigewordenen Erstarrungswärme flüssig. -- Aus diesen
+Vorgängen müssen wir schließen, daß die unter ihren Erstarrungspunkt
+abgekühlten Schmelzen, welche dabei nicht erstarrt sind, sich in
+thermischer Beziehung in einem ganz ähnlichen Zustand befinden wie
+die Sprengstoffe; beide enthalten überflüssige Wärme in verborgenem
+(latentem) Zustand. Beide geben diese Wärme bei entsprechender Reizung
+ab und nähern sich infolge der auftretenden Erwärmung wieder dem
+Zustand ihrer wahren Beständigkeit. Die endothermischen Verbindungen
+sind also auf chemischem Gebiet das, was die unterkühlten Schmelzen auf
+physikalischem sind.
+
+Bis jetzt wurde nur von solchen chemischen Vorgängen gesprochen,
+welche zwischen zwei Elementen stattfinden. Sie bestehen entweder in
+einer Vereinigung oder in einem Zerfall. Weitaus die Mehrzahl aller
+chemischen Vorgänge sind jedoch anderer Art: an ihnen beteiligen
+sich nicht bloß chemische Elemente, sondern auch Verbindungen, und
+zwar immer in der Art, daß Vereinigung und Zerfall gleichzeitig
+nebeneinander einherschreiten. Solch einen Vorgang haben wir schon
+kennen gelernt, als wir Bleiasche mit Holzkohle im Tiegel glühten.
+Da +zerfiel+ die Bleiasche in metallisches Blei und Sauerstoff;
+gleichzeitig +vereinigte+ sich dieser Sauerstoff mit der Kohle zu
+Kohlensäuregas. Es hat also ein Austausch stattgefunden: das Blei
+hat die Bleiasche verlassen, die Kohle ist an seine Stelle getreten.
+Solche Austauschprozesse können entweder +einseitig+ sein, wie der
+eben genannte, oder auch +wechselseitig+, wenn es sich nämlich um
+zwei Verbindungen handelt, welche je einen Bestandteil gegeneinander
+austauschen und dadurch in zwei neue Verbindungen übergehen. Es findet
+dann also ein doppelter Zerfall und ein doppelter Wiederaufbau von
+chemischen Verbindungen statt. Diese Vorgänge sind stets von sehr
+interessanten Wärmebewegungen begleitet, welche wir jetzt näher
+betrachten wollen.
+
+[Illustration: Abb. 9. Wie man im Zimmer dünnflüssiges Eisen darstellen
+kann, welches so heiß ist, daß es durch eine schmiedeeiserne Platte
+hindurchschmilzt.]
+
+Schon die +einseitigen+ Austauschprozesse verlaufen am liebsten
+in einer solchen Richtung, daß dabei Wärme entwickelt wird. Ein
+überraschend schönes Beispiel dieser Art ist seit einiger Zeit unter
+dem Namen des +Goldschmidtschen Eisenschmelzverfahrens+ bekannt
+geworden. Wir haben schon früher gesehen, daß man das Eisen aus seinen
+in der Natur vorkommenden Erzen mit Kohle im Hochofen ausschmilzt.
+Die hierfür in Betracht kommenden Erze sind Verbindungen des Eisens
+mit Sauerstoff und geben in der Glühhitze ihren Sauerstoff an die
+Kohle ab. Es ist also ein einseitiger Austauschprozeß, der erst in der
+Glühhitze vor sich geht. Nimmt man aber Aluminiummetall statt Kohle,
+so braucht man das Gemisch nicht in einen Hochofen zu füllen, sondern
+man kann die Reaktion im offenen Tontiegel erfolgen lassen. Es ist
+nur nötig, das innige Gemisch von Eisenerzpulver und Aluminiumgrieß
+an einer kleinen Stelle heftig zu erhitzen, indem man z. B. in den
+gefüllten Tiegel ein Stück Magnesiumdraht steckt und ihn anzündet.
+Sobald das brennende Magnesium mit dem Gemisch in Berührung kommt,
+entzündet sich dieses und brennt mit ungeheurer Glutentwicklung langsam
+nieder, ohne daß man von außen zu erhitzen braucht. Die freiwerdende
+Wärme ist so groß, daß nicht bloß das sich bildende Eisen, sondern
+auch das entstehende Aluminiumoxyd weißglühend und so dünnflüssig wie
+Wasser werden. Das geschmolzene Eisen ist sogar dermaßen überhitzt,
+daß man damit eine schmiedeeiserne Platte durchschmelzen kann, wenn
+man es durch ein Loch im Tiegelboden auf diese Platte fließen läßt.
+(Abb. 9.) Das geschmolzene Aluminiumoxyd, die Verbindung des Aluminiums
+mit dem Sauerstoff des Eisenoxyds, erstarrt dabei zu einer ungeheuer
+harten Masse, welche in allen Eigenschaften mit dem natürlichen
+Mineral +Korund+ übereinstimmt. Seine Härte übertrifft die des besten
+Stahls und wird selbst nur von der des Diamanten überragt. Man kann
+mit den zerschlagenen Stücken dieser Masse auf Glas schreiben und
+man kann Glasplatten damit fast ebenso gut zerschneiden, wie mit
+einem Diamanten. Der Erfinder Goldschmidt hat sich dieses Verfahren
+patentieren lassen zum Zusammenschweißen von großen Eisenstücken,
+z. B. von Schienenstößen. Denn das flüssige Eisen im Tiegel ist so
+entsetzlich heiß, daß man es nur in den Zwischenraum zwischen den
+beiden Schienenköpfen fließen zu lassen braucht, um diese dauerhaft
+miteinander zu verschmelzen. Man kann die außerordentliche Weißglut des
+Tiegelinhalts nur durch dunkelgefärbte Brillengläser ohne Gefahr für
+die Augen betrachten.
+
+Was ist nun der Grund, daß man mit Kohle das Eisen aus dem Erz nur
+unter großer Wärmezufuhr ausschmelzen kann, während die Ausschmelzung
+durch Aluminium von selbst unter heftiger Wärmeabgabe erfolgt? --
+Diesen Grund erkennen wir leicht in den Wärmewanderungen, welche bei
+unserem Versuch erfolgen. Wir müssen uns nur darüber klar werden, daß
+unsere Austauschreaktion eigentlich aus +zwei+ verschiedenen chemischen
+Vorgängen besteht, nämlich:
+
+                   I. Eisenerz = Eisen + Sauerstoff,
+              II. Sauerstoff + Aluminium = Aluminiumoxyd.
+
+Der erste Vorgang, die Zerspaltung des Eisenerzes in seine beiden
+Bestandteile, erfordert eine große Wärme+zufuhr+, da das Eisenoxyd eine
+stark exothermische Verbindung ist. Der zweite Vorgang, die Bildung
+des Aluminiumoxyds, +liefert+ eine noch viel größere Wärmemenge, als
+für den ersten Vorgang verbraucht wird. Infolgedessen schließt die
+Bilanz zwischen beiden Reaktionen mit einem starken Überschuß an
+freigewordener Wärme ab. Nimmt man statt des Aluminiums Kohle an, so
+liegt die Sache weniger günstig, und es ist dann notwendig, dem Gemisch
+noch Wärme zuzuführen. Man könnte sich nun fragen, warum das Gemisch
+aus Eisenoxyd und Aluminiumpulver so schwierig zu entzünden ist, da
+es doch einen so gewaltigen Wärmeüberschuß in sich trägt. Denn es ist
+eine ganz auffallende Tatsache, daß diese Mischung wenigstens an einer,
+wenn auch noch so kleinen, Stelle bis auf Weißglut erhitzt werden muß,
+um in Reaktion zu treten. Deshalb haben wir die Entzündung mit einem
+brennenden Magnesiumdraht vorgenommen, welcher eine außerordentlich
+hohe Temperatur erzeugt. Denn ein Zündholz oder eine glühende Kohle
+würde ganz wirkungslos bleiben; ja, man könnte sogar den ganzen Tiegel
+ohne Gefahr auf Rotglut erhitzen. Dies erklärt sich daraus, daß die
+Aluminiumteilchen mit einer sehr dünnen, aber sehr schwer schmelzbaren
+Haut von Aluminiumoxyd umhüllt sind, welche sie vor der Einwirkung des
+Eisenerzes schützt, wenn nicht diese Hülle zuvor durch große Hitze
+geschmolzen wird. Ist dies aber an einer noch so kleinen Stelle einmal
+geschehen, so schreitet der Prozeß infolge der von ihm selbst erzeugten
+Hitze selbsttätig vorwärts. +Die ganze Masse+ dürfte man auf keinen
+Fall von außen her bis zur Weißglut erhitzen: sonst würde ohne Zweifel
+eine heftige Explosion erfolgen, weil der große Wärmeüberschuß an allen
+Stellen zugleich frei würde. --
+
+Dieses Beispiel hat uns die thermischen Vorgänge bei einem
++einseitigen+ Austauschprozeß erläutert. Wie die Verhältnisse bei
++zweiseitigen+ Austauschvorgängen liegen, werden wir in einem späteren
+Abschnitt kennenlernen.
+
+
+
+
+6. Säuren, Basen und Salze.
+
+(Ein Gespräch zwischen einem Laien und einem Chemieprofessor im
+Laboratorium.)
+
+
++Der Laie+: Was ist eine +Säure+? Ist mit diesem Wort ein chemischer
+Begriff verbunden, oder versteht man darunter schlechthin alles, was
+sauer schmeckt?
+
++Der Professor+: Die Säure ist ein chemischer Begriff, und zwar, genau
+betrachtet, ein recht verwickelter. Aber ich hoffe, daß ich Ihnen doch
+eine Vorstellung davon geben kann. Sie wissen doch, was ein +Oxyd+ ist?
+
++Der Laie+: Ich denke, die Verbindung eines Elements mit Sauerstoff.
+
++Der Professor+: Ja. Und ferner ist Ihnen wohl bekannt, daß man
+die Elemente nach ihren Eigenschaften oft in +Metalle+ und in
++Nichtmetalle+ unterscheidet?
+
++Der Laie+: Die Unterscheidung ist mir wohl bekannt, aber ich muß
+gestehen, daß ich sie nicht gerade als scharf empfinde. Welche
+Eigenschaften sollen für diese Unterscheidung maßgebend sein? Ich
+denke, für die Metalle wird man wohl ihren Glanz, ihre Schwere, ihr
+Leitungsvermögen für Wärme und Elektrizität als maßgebend betrachten.
+Aber gibt es nicht auch leichte Metalle einerseits und glänzende und
+schwere Nichtmetalle andrerseits?
+
++Der Professor+: Allerdings, z. B. die Metalle +Natrium+ und +Kalium+
+und das nichtmetallische Element +Jod+. Der Unterschied zwischen
+Metallen und Nichtmetallen ist in der Tat nicht scharf, und man kann
+bei manchem Element im Zweifel sein, wohin man es rechnen soll. Aber
+im großen und ganzen ist es doch eine berechtigte Unterscheidung, wenn
+man sich nur nicht auf eine einzige Eigenschaft bei der Beurteilung
+stützt, sondern vielmehr ihre Gesamtheit in Betracht zieht. Auch muß
+man die Eigenschaften richtig bewerten: für die Metalle ist namentlich
+ihre +Undurchsichtigkeit+ und ihr Leitungsvermögen für Elektrizität
+kennzeichnend.
+
++Der Laie+: Die Undurchsichtigkeit soll eine metallische Eigenschaft
+sein? Aber Schwefel, Kohle, Porzellan sind doch gewiß keine Metalle
+trotz ihrer Undurchsichtigkeit?
+
++Der Professor+: Jeder nichtmetallische Stoff läßt sich durch gewisse
+Kunstgriffe, wie Umschmelzen oder Umkristallisieren aus Lösungen, in
+eine durchsichtige Form verwandeln; ganz leicht gelingt dies bei den
+Nichtmetallen Schwefel, Phosphor, Kohle, Bor, Silizium! Denken Sie
+nur an den Diamanten, der die durchsichtige Form der Kohle ist. Auch
+das Porzellan besteht aus an und für sich durchsichtigen, freilich
+sehr kleinen Kristallen, die nur infolge ihres ungleichwertigen
+Lichtbrechungsvermögens ein weißes Gemisch geben. Ein durchsichtiges
+Metall gibt es dagegen nicht; zwar sind auch die Metalle in sehr
+dünnen Lagen etwas durchscheinend, aber niemals, auch in den dünnsten
+Schichten nicht, klar durchsichtig.
+
++Der Laie+: Also, den Unterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen
+zugegeben, wie kommen wir zum Begriff der Säure?
+
++Der Professor+: Sehr einfach: Sie brauchen nur das Oxyd eines
+nichtmetallischen Elements in Wasser zu lösen.
+
++Der Laie+: Demnach wäre Schwefelsäure eine Verbindung von Schwefeloxyd
+mit Wasser?
+
++Der Professor+: Ja.
+
++Der Laie+: Und Phosphorsäure eine Verbindung von Phosphoroxyd mit
+Wasser?
+
++Der Professor+: Ja, und ebenso erhalten Sie Kohlensäure aus Wasser
+und einem Oxyd des Kohlenstoffs, Borsäure aus Boroxyd und Wasser,
+Salpetersäure aus Stickstoffoxyd und Wasser, Chlorsäure aus Chloroxyd
+und Wasser usw.
+
++Der Laie+: Und was entsteht, wenn man ein Metalloxyd in Wasser auflöst?
+
++Der Professor+: Da kommt es zunächst darauf an, ob sich das Oxyd
+in Wasser löst, was in verhältnismäßig wenigen Fällen erfolgt. Dann
+kommt es darauf an, ob das Metalloxyd viel oder wenig Sauerstoff
+enthält. Enthält es wenig, so gibt es mit Wasser eine +Lauge+ oder
++Base+. Enthält es viel, so hat seine Verbindung mit Wasser häufig die
+Eigenschaften einer Säure.
+
++Der Laie+: Da ist es wohl möglich, daß die sauerstoffarmen Oxyde eines
+Metalls basische Eigenschaften haben, während die sauerstoffreichen mit
+Wasser Säuren geben?
+
++Der Professor+: Dies könnte man sogar fast als die Regel bezeichnen.
+Jedenfalls gilt es für Chrom, Mangan, Eisen und viele andere
+Metalle. Ihre „niederen“, d. h. sauerstoffarmen Oxyde sind in Wasser
+unlöslich, haben aber trotzdem basische Eigenschaften; die höheren,
+sauerstoffreichen Oxyde sind in Wasser löslich und bilden damit echte
+Säuren.
+
++Der Laie+: Wie erkennt man eine Säure? Wodurch unterscheidet sie sich
+praktisch von einer Base?
+
++Der Professor+: Zunächst ist es auffallend, daß die wässerigen
+Lösungen der Säuren fast alle einen sauren Geschmack haben, obgleich
+sie oft ungeheuer verschieden zusammengesetzt sind. Auch einige andere
+Eigenschaften sind den meisten Säuren gemeinsam: sie färben blauen
+Lakmusfarbstoff rot, sie lösen Metalle und Metalloxyde auf, sie
+entwickeln mit Metallen, die sie lösen, Wasserstoffgas. Viele von ihnen
+wirken auch wasserentziehend auf wasserhaltige Stoffe. Es läßt sich
+nun nicht leugnen, daß manche von diesen Eigenschaften auch den Basen
+zukommen: auch sie lösen manche Metalle unter Wasserstoffentwicklung,
+auch sie wirken ätzend und wasserentziehend auf viele Stoffe. Aber
+gegen Lakmus und andere Farbstoffe verhalten sich die Basen stets
+umgekehrt und entgegengesetzt wie die Säuren: sie färben Lakmus, das
+von Säure gerötet ist, wieder blau, Methylorange, das durch Säuren
+gerötet ist, wieder gelb. Der Geschmack der Basen ist ebenfalls ganz
+anders als der der Säuren.
+
++Der Laie+: Wie verhalten sich nun diese beiden gegnerischen Stoffe
+zu einander? Was tritt ein, wenn man eine Säure und eine Base
+zusammenbringt?
+
++Der Professor+: Sie vereinigen sich miteinander, oft unter sehr
+heftiger Reaktion, zu einem +Salz+. Dabei wird stets das Wasser,
+welches in der Säure und in der Base chemisch gebunden ist, wieder
+abgestoßen.
+
++Der Laie+: Also bestehen die Salze aus Verbindungen von Metalloxyden
+mit Nichtmetalloxyden?
+
++Der Professor+: Ja, und man kann sie dementsprechend ebenso gut aus
+diesen durch Zusammenschmelzen darstellen. So können Sie z. B. das
+Kupfersalz der Phosphorsäure, welches man phosphorsaures Kupfer oder
+Kupferphosphat nennt, entweder so herstellen, daß Sie die Kupferbase in
+Phosphorsäure auflösen, oder durch Zusammenschmelzen von Kupferoxyd mit
+Phosphoroxyd.
+
++Der Laie+: Warum heißt man diese Stoffe +Salze+? Hat dieser Name etwas
+mit dem Kochsalz zu tun, womit wir die Speisen salzen?
+
++Der Professor+: Ja. Das Kochsalz entsteht beim Zusammenbringen von
+Natronlauge und Salzsäure. Es ist sozusagen ein Normaltypus des
+Begriffes „Salz“, denn es vereinigt alle kennzeichnenden Eigenschaften
+der Salze in sich. Es löst sich in Wasser und kristallisiert aus
+dieser Lösung beim Verdunsten des Lösungsmittels aus; es erhöht den
+Siedepunkt, den osmotischen Druck und die elektrische Leitfähigkeit
+des Lösungsmittels und erniedrigt seinen Gefrierpunkt. Es rötet weder
+blauen, noch bläut es geröteten Lakmusfarbstoff. Es tauscht gegen
+stärkere Säuren seine Säure, gegen stärkere Basen seine Base aus.
+
++Der Laie+: Sind denn diese Eigenschaften wirklich kennzeichnend für
+die Salze? Gibt es nicht auch unlösliche Salze?
+
++Der Professor+: Allerdings, sogar recht viele. Aber selbst die
+„unlöslichsten“ unter ihnen, wie das schwefelsaure Barium, sind eben
+doch nicht ganz unlöslich; sie sind in Wasser nur so wenig löslich,
+daß wir es nur schwierig bemerken. Aber in der Natur sind selbst diese
+schwerlöslichen Stoffe aus wässerigen Lösungen im Lauf langer Zeiten
+in prächtigen, großen Kristallen abgeschieden worden. Wir können daher
+auch die sogenannten unlöslichen Salze nur als schwerlöslich betrachten
+und müssen für sie dieselben Gesetze als gültig annehmen, welche für
+die löslichen Salze gelten.
+
++Der Laie+: Sie sagten vorhin, das Kochsalz röte weder den blauen,
+nach bläue es den geröteten Lakmusfarbstoff. Ist dies auch für alle
+Salze kennzeichnend? Ich dächte, ein Salz, das aus einer sehr starken
+Säure und einer sehr schwachen Base besteht, müßte auch noch saure
+Eigenschaften besitzen.
+
++Der Professor+: Dies ist auch tatsächlich der Fall. Das Kupfersulfat
+und überhaupt viel Schwermetallsalze der Schwefelsäure, Salzsäure und
+Salpetersäure reagieren noch deutlich sauer, weil diese drei Säuren
+viel stärker sind als die Schwermetallbasen. Dagegen reagieren z.
+B. das phosphorsaure und das borsaure Natrium wie Basen, weil die
+Natronlauge als Base in diesen Salzen viel stärker ist als die Säuren,
+an die sie gebunden ist.
+
++Der Laie+: Solche Salze nennt man dann wohl „+saure Salze+“, bzw.
+„+basische Salze+“?
+
++Der Professor+: O nein! Diese Namen bedeuten etwas ganz anderes,
+nämlich chemische Verbindungen von Salzen mit einem Überschuß ihrer
+eigenen Säuren bzw. Basen. So kann sich z. B. 1 Molekül Kaliumsulfat
+mit 1 Molekül Schwefelsäure zu „+saurem Kaliumsulfat+“ verbinden;
+ebenso 1 Molekül Kohlensäure mit 1 Molekül kohlensaurem Natrium zu
+„+saurem kohlensaurem Natrium+“ (Natriumbikarbonat). Viele dieser
+sauren Salze reagieren gegen Lakmus durchaus nicht sauer, sondern
+alkalisch, weil ihre Säure viel schwächer als ihre Base ist. Dies
+gilt z. B. vom Natriumbikarbonat, vom Borax, der sogar einen großen
+Überschuß an Borsäure enthält, vom sauren Natriumphosphat und vielen
+anderen Salzen.
+
++Der Laie+: Sie erwähnten vorhin, daß man den Säurebestandteil eines
+Salzes durch eine stärkere Säure austreiben könne. Ich denke mir, daß
+dies eine vorteilhafte Darstellungsweise für alle schwächeren Säuren
+sein müßte.
+
++Der Professor+: Sie haben recht. Die Methode ist für den Chemiker
+geradezu unersetzlich, weil er durch die +Kristallisation+ unreine
+Säuren auf dem Umweg über ihre Salze leicht und vollständig reinigen
+kann. Die Säuren haben nämlich häufig nur eine geringe Neigung zu
+kristallisieren, oder sie tun es, wie z. B. Essigsäure, nur in ganz
+reinem Zustand. Ihre Salze kristallisieren dagegen meistens leicht und
+hinterlassen dabei alle Unreinigkeiten in der „Mutterlauge“, d. i.
+in dem nicht kristallisierenden Rest der Lösung. Will man also z. B.
+aus dem stinkenden, braungefärbten, rohen Holzessig reine Essigsäure
+darstellen, so verfährt man etwa folgendermaßen: man schüttet in den
+Holzessig Natronlauge oder kohlensaures Natrium und erhält so eine ganz
+unreine Lösung von essigsaurem Natrium. Diese läßt man in der Wärme
+solange eindunsten, bis beim Abkühlen der größte Teil des essigsauren
+Natriums sich in Kristallen abscheidet. Dieses beständige Salz kann
+man nun beträchtlich erhitzen, so daß die meisten Verunreinigungen
+herausdestillieren, ohne daß es selbst Schaden leidet. Dann löst man es
+nochmals in Wasser auf und „kristallisiert es um“, d. h., man scheidet
+aus dieser Lösung abermals durch Eindampfen die Hauptmasse des Salzes
+in Kristallen ab. Diese sind nun fast als ganz rein zu betrachten.
+Erhitzt man sie mit Schwefelsäure, so verdrängt diese durch ihre große
+Stärke die Essigsäure, und es hinterbleibt schwefelsaures Natrium,
+während die Essigsäure herausdestilliert. So kann man viele Säuren
+chemisch rein darstellen.
+
++Der Laie+: Ist denn die Essigsäure eine Verbindung eines
+Nichtmetall-Oxydes mit Wasser?
+
++Der Professor+: Nein. Sie hat eine viel kompliziertere
+Zusammensetzung. Sie werden sich erinnern, daß ich Ihnen ausdrücklich
+sagte, ich vermöchte Ihnen nur einen Begriff von dem zu geben, was
+Säuren und Basen sind. Dieser Begriff ist aber nicht erschöpfend; es
+gibt noch viele Säuren und auch viele Basen, die weder ein Metalloxyd
+noch ein Nichtmetalloxyd enthalten. Um auch diese zu verstehen, müßten
+wir uns zuerst mit der +Ionen-Theorie+ vertraut machen. Dies wollen wir
+aber, wegen der erforderlichen bedeutenden Vorkenntnisse, lieber auf
+später vertagen.
+
++Der Laie+: Können zwei verschiedene Salze ebenfalls aufeinander
+einwirken?
+
++Der Professor+: O ja. Sie tun es sehr häufig, um nicht zu sagen:
+immer. Dabei erfolgt dann ein wechselseitiger Austausch derart, daß
+beide Salze ihre Säuren miteinander vertauschen. Ich möchte Ihnen da
+doch ein prachtvolles Beispiel im Versuch vorführen. Sehen Sie diese
+farblose Lösung: sie enthält salpetersaures Quecksilberoxyd. Und hier
+eine zweite, ebenfalls farblose Flüssigkeit: es ist eine Lösung von
+Jodkalium in Wasser (Jodkalium = jodwasserstoffsaures Kalium, das Salz
+aus Jodwasserstoffsäure und Kalilauge). Nun schütte ich beide Lösungen
+zusammen, und Sie sehen eine herrlich scharlachrote Färbung. Sie setzt
+sich als dickes Pulver zu Boden, während die überstehende Flüssigkeit
+farblos ist. Was ist dieses scharlachrote Pulver?
+
++Der Laie+: Wenn das jodwasserstoffsaure Kalium und das salpetersaure
+Quecksilberoxyd ihre Säuren gegenseitig ausgetauscht haben, so kann
+nur salpetersaures Kalium und jodwasserstoffsaures Quecksilberoxyd
+entstanden sein. Der Niederschlag muß aus einem dieser beiden Stoffe
+bestehen.
+
++Der Professor+: So ist es auch. Er besteht aus Jodquecksilber, wie
+man der Kürze halber statt „jodwasserstoffsaures Quecksilber“ sagt.
+Das andere Umsetzungsprodukt, das salpetersaure Kalium, ist in der
+überstehenden, farblosen Flüssigkeit gelöst.
+
++Der Laie+: Wenn man also diese farblose Flüssigkeit vorsichtig vom
+roten Bodensatz abgießt und eindampft, so erhält man Kristalle von
+salpetersaurem Kalium?
+
++Der Professor+: Jawohl. Und das Jodquecksilber ist nur deshalb zu
+Boden gesunken, weil es zu den „unlöslichen“ Salzen gehört. Es ist in
+Wasser nur sehr wenig löslich. Setzt man aber mehr Jodkaliumlösung
+hinzu, so sehen Sie, wie es sich darin wieder völlig auflöst.
+
++Der Laie+: Und die Lösung ist wieder ganz farblos geworden! Die
+Farbe dieser Umsetzungsstoffe tritt offenbar nur dann zutage, wenn
+sie unlöslich sind und infolgedessen als Niederschläge aus der Lösung
+ausfallen.
+
++Der Professor+: Hier sind Sie entschieden im Irrtum. Ich zeige
+Ihnen hier eine gelbe Lösung von salzsaurem Eisen und eine farblose
+von rhodanwasserstoffsaurem Ammonium. Lassen Sie sich durch die
+schrecklichen Namen nicht irre machen, es sind zwei echte, einfache
+Salze. Wenn ich diese Lösungen zusammenschütte, so sehen Sie eine
+prächtig blutrote +Lösung+ von rhodanwasserstoffsaurem Eisen. Hier
+zeigt nur die +Farbe+ die Umsetzung an, denn ein Niederschlag ist
+nicht entstanden. -- Ein zweites Beispiel: Hier ist eine farblose
+Lösung von Chlorkalzium (salzsaurem Kalzium), und hier eine blaue von
+salpetersaurem Kupfer. Ich gieße beide zusammen: es entsteht eine
+grasgrüne Lösung von salzsaurem Kupfer.
+
++Der Laie+: Ich bin mir in dieser interessanten Sache über eine Frage
+noch nicht im klaren: wenn ich salpetersaures Kalium mit Schwefelsäure
+mische, so erwarte ich, daß schwefelsaures Kalium und Salpetersäure
+entstehen. Wenn ich, umgekehrt, schwefelsaures Kalium mit Salpetersäure
+mische, so erwarte ich aus denselben Gründen, daß salpetersaures
+Kalium und Schwefelsäure entstehen. Was gilt nun? Beides zugleich kann
+doch nicht richtig sein? Wie kann ich mir merken, welcher von beiden
+Vorgängen der richtige ist?
+
++Der Professor+: Sie berühren hier eine außerordentlich wichtige Sache,
+die ich Ihnen ausführlich erklären möchte. Wir wollen bei dem von Ihnen
+gewählten Beispiel bleiben und wollen es in der Form einer Gleichung
+anschreiben:
+
+     Salpetersaures Kalium + Schwefelsäure = schwefelsaures Kalium
+                           + Salpetersäure.
+
+Liest man die Gleichung von links nach rechts, so bedeutet sie den
+einen, von rechts nach links aber den anderen Vorgang. Tatsächlich sind
+nun beide Vorgänge möglich, beide finden auch wirklich statt, aber
+unter merklich verschiedenen Begleitumständen. Ich vermische hier in
+diesem Glasgefäß trockenes salpetersaures Kalium mit konzentrierter
+Schwefelsäure: Sie sehen Dämpfe von Salpetersäure aufsteigen und
+bemerken beim Anfassen des Gefäßes eine beträchtliche Erwärmung. Nun
+vermische ich in einem zweiten Gefäß trockenes schwefelsaures Kalium
+mit konzentrierter Salpetersäure. Sie sehen keine Dämpfe aufsteigen,
+denn die vorhandene Salpetersäure verschwindet zum Teil, und Sie
+bemerken, daß das Gefäß in diesem Fall sehr +kalt+ wird.
+
+Aus dem ersten Vorgang müssen Sie schließen, daß reines salpetersaures
+Kalium und reine Schwefelsäure nicht nebeneinander bestehen können,
+ohne aufeinander einzuwirken. Also können diese beiden Stoffe unmöglich
+allein als Endergebnis des zweiten Vorgangs auftreten. Aus dem zweiten
+Vorgang erkennen Sie dagegen, daß auch schwefelsaures Kalium und
+Salpetersäure unmöglich nebeneinander bestehen können, ohne aufeinander
+einzuwirken. Also können diese beiden Stoffe nicht das ausschließliche
+Endergebnis des ersten Vorgangs sein.
+
++Der Laie+: Demnach müßte man annehmen, daß in einem solchen Gemisch
+alle vier Stoffe zugleich vorhanden sind: nämlich salpetersaures
+Kalium, Schwefelsäure, schwefelsaures Kalium und Salpetersäure.
+
++Der Professor+: Dies ist auch tatsächlich der Fall. Aus dem ersten
+Paar bildet sich fortwährend das zweite, aus dem zweiten bildet sich
+gleichzeitig fortwährend das erste zurück. Somit halten die vier
+Stoffe einander sozusagen das Gleichgewicht. Dies ist aber nicht
+immer so möglich, wie in unserem Beispiel. Wenn nämlich einer der
+neugebildeten Stoffe +unlöslich+ ist, so entzieht er sich dadurch dem
+Einfluß des anderen. Das ist z. B. bei unserem schönen, scharlachroten
+Jodquecksilber der Fall, wenn Sie Jodkalium mit salpetersaurem
+Quecksilber zusammenbringen.
+
++Der Laie+: Sie wollen sagen, daß in diesem Fall das gebildete
+Jodquecksilber sich mit dem ebenfalls neugebildeten salpetersauren
+Kalium nicht wieder rückläufig umsetzen kann, weil das Jodquecksilber
+unlöslich ist?
+
++Der Professor+: Ja. Dasselbe gilt für alle diejenigen chemischen
+Vorgänge, bei welchen einer der neugebildeten Stoffe entweder unlöslich
+ist, oder sich als Gas aus dem Wirkungsbereich der anderen Stoffe
+entfernt. In allen diesen Fällen verläuft der chemische Vorgang
+nur in einer Richtung und dauert so lange, bis die letzte Spur der
+Ausgangsstoffe verschwunden ist, bis sich also kein unlöslicher oder
+gasförmiger Stoff mehr neu bilden kann. In allen anderen Fällen
+entsteht ein chemischer Gleichgewichtszustand.
+
++Der Laie+: Nun bleibt immer noch die Frage offen, wie weit in diesen
+anderen Fällen der Prozeß in einer Richtung fortschreitet. Dauert dies
+so lange, bis die vier Stoffe in gleichen Mengen vorhanden sind, oder
+müssen sie im Verhältnis ihrer Molekulargewichte stehen, oder von
+welchen Umständen sonst hängt das Gleichgewicht ab?
+
++Der Professor+: Dafür sind +drei+ Umstände maßgebend: die
++Konzentration+ der Lösungen, ihre +Temperatur+ und der +Druck+, unter
+welchem sie stehen. Denken Sie nur an die Darstellung der Salpetersäure
+aus salpetersaurem Kalium und Schwefelsäure. Je mehr man dieses Gemisch
+erwärmt, um so vollständiger wird die Salpetersäure aus dem Salpeter
+„ausgetrieben“. Denn die Salpetersäure ist in der Hitze bestrebt,
+sich als Dampf der Reaktion zu entziehen. Durch +Druck+anwendung kann
+dies aufgehalten werden, weil Druck den Salpetersäuredampf wieder
+verflüssigt. Denken Sie ferner an den Vorgang des +Kalkbrennens+.
+Wenn man kohlensauren Kalk glüht, so zerfällt er in seine beiden
+Oxydkomponenten, nämlich in das Metalloxyd +Kalziumoxyd+ und in
+das Nichtmetalloxyd +Kohlendioxyd+. Dieses entweicht als Gas.
+Schließt man aber das zu brennende Kalkstück in ein Gefäß ein, so
+daß das Kohlendioxydgas nicht entweichen kann, so übt es auf seinen
+Entstehungsherd einen Druck aus. Dieser Druck verhindert den weiteren
+Zerfall des Kalkstücks.
+
++Der Laie+: Das sieht ja gerade so aus, als ob sich das zerfallende
+Kalkstück einen Widerstand gegen seinen eigenen Zerfall in Gestalt
+dieses Druckes erzeugt?
+
++Der Professor+: So ist es auch. Der ganze „+Satz vom chemischen
+Gleichgewicht+“, den +Guldberg+ und +Waage+ in Christiania entdeckt und
+als „+Massenwirkungsgesetz+“ bezeichnet haben, besagt nichts anderes,
+als daß sich jeder chemische Vorgang während seiner Abwicklung von
+selbst einen Widerstand erzeugt, der diese Abwicklung zu hemmen sucht.
+Entsteht bei einem solchen Vorgang Wärme, so sind die neugebildeten
+Körper ganz gewiß in der Hitze unbeständig; wird Wärme verbraucht, so
+ist ebenso sicher anzunehmen, daß sie in der Kälte unbeständig sind.
+Entsteht ein Gas, welches einen Druck ausübt, so hemmt dieser Druck
+den Prozeß; wird aber dabei ein Gas verschluckt, so daß ein luftleerer
+Raum entsteht, so ist dieses Vakuum bestrebt, die weitere Absorption
+des Gases zu hindern. Und wenn in einer Lösung die neugebildeten Stoffe
+aufeinander einwirken und die Ausgangsstoffe rückbilden, so ist dies
+eben auch nichts anderes, als ein Widerstand gegen die Neubildung.
+
++Der Laie+: Ich bin Ihnen zu großem Dank verpflichtet. Sie haben mir
+verwickelte Vorgänge, die ich niemals glaubte verstehen zu können, auf
+ein großartig einfaches Grundgesetz zurückgeführt.
+
+
+
+
+7. Die Salpetersäure und was man daraus macht.
+
+
+Wenige Stoffe haben für unsere Zivilisation eine so große Bedeutung,
+wie die Salpetersäure. Wir wollen uns daher mit ihr, mit ihrer
+Darstellung und Anwendung etwas gründlicher befassen.
+
+Die Salpetersäure wurde früher ausschließlich durch Erhitzen von
+Salpeter mit Schwefelsäure dargestellt. Man benutzt dazu den billigen,
+sogenannten „Natronsalpeter“ oder „Chilisalpeter“, welcher in Chile in
+ungeheuren Lagern bergmännisch gewonnen wird. Diesen salzartigen Stoff
+könnte man sich aus Natronlauge und Salpetersäure entstanden denken;
+wenn man ihn mit konzentrierter Schwefelsäure erhitzt, so verbindet
+sich die Natronlauge mit der Schwefelsäure zu schwefelsaurem Natrium,
+während die Salpetersäure herausdampft und durch Abkühlung der Dämpfe
+gewonnen werden kann. Man kann dies z. B. in gläsernen Gefäßen machen,
+wie Abb. 10 zeigt.
+
+Diese Darstellungsweise der Salpetersäure hängt von der Einfuhr des
+Chilisalpeters ab, also von einem ausländischen Rohstoff. Dies war
+schon in Friedenszeiten ein Anlaß, nach einer anderen Darstellungsart
+zu suchen. Der Krieg hat dieses Bestreben der Deutschen mit Erfolg
+gekrönt: sie benutzen jetzt als Ausgangsstoff für die Gewinnung der
+Salpetersäure das Billigste, was man sich denken kann, nämlich die
++Luft+.
+
+Um diese wertvolle Entdeckung zu verstehen, erinnern wir uns, daß sich
+die Salpetersäure bildet, wenn man ein Oxyd des Stickstoffgases, also
+eine Verbindung von Stickstoffgas mit Sauerstoffgas, in Wasser löst.
+Nun besteht die Luft zufälligerweise aus einem +Gemeng+ dieser beiden
+Gase. In der Luft sind sie nur miteinander gemengt, aber nicht chemisch
+verbunden. Denn wenn man Luft z. B. in kaltem Wasser sich auflösen
+läßt und dann durch Erwärmen wieder austreibt, so zeigt sich, daß
+sich der Sauerstoff in reichlicherem Maße in Wasser gelöst hat als der
+Stickstoff. Dies wäre nicht möglich, wenn in der Luft Sauerstoff und
+Stickstoff chemisch aneinander gebunden wären.
+
+Läßt man aber durch die Luft elektrische Funken schlagen, wozu sich
+namentlich Wechselstrom von etwa 1000 Volt Spannung gut eignet, so
+verbinden sich beide miteinander zu einem rotbraunen Gas, welches sich
+in Wasser zu Salpetersäure auflöst. Dieses Gas zeigt so recht, wie
+verschieden eine chemische Verbindung von einem bloßen Gemeng ihrer
+Bestandteile ist: das +Gemeng+ ist farblos und für unsere Lunge zum
+Atmen notwendig; die Verbindung dagegen ist rotbraun, für die Lunge
+höchst giftig, und löst sich in Wasser zu Salpetersäure.
+
+[Illustration: Abb. 10. Darstellung der Salpetersäure aus Salpeter und
+Schwefelsäure.]
+
+Als diese Erfindung, Salpetersäure aus Luft und Wasser darzustellen,
+gemacht war, war sie noch lange nicht lebensfähig. Denn die
+Geschicke solcher Erfindungen sind immer auf das engste mit der
+Preis- und Rentabilitätsfrage verknüpft: es mußte gelingen, die
+„Luft“-Salpetersäure zum gleichen Preis oder billiger herzustellen
+als die Salpetersäure aus Chilisalpeter, dann war erst die Erfindung
+technisch wertvoll. Wovon hängt nun der Preis beider Produkte
+ab? -- Die Gewinnung des Chilisalpeters ist an der Fundstelle
+ungemein einfach und billig; sein Preis wird daher, außer durch die
+Nachfrage, im wesentlichen durch die Transportkosten bestimmt. Der
+Preis der Luftsalpetersäure richtet sich hauptsächlich nach den
+Gestehungskosten der verwendeten Elektrizität. Stellt man diese, wie
+bei uns in Deutschland, durch Umwandlung aus Dampfmaschinenarbeit
+her, so ist sie für die Salpetersäuregewinnung in der Regel zu
+teuer. Dies ist aber nicht mehr der Fall, wenn die Elektrizität, wie
+in Norwegen, aus natürlichen Wasserkräften gewonnen wird. Deshalb
+ist Norwegen („~Norge~“ auf norwegisch) der eigentliche Sitz der
+Luftsalpetersäuregewinnung. Es hat bereits im Jahre 1910 mehr als
+260000 Zentner Kalksalpeter (sog. Norgesalpeter) im Wert von über
+2 Millionen Mark ausgeführt. Die Erzeugung von Chilisalpeter hat
+allerdings zurzeit noch etwa den vierzigfachen Wert.
+
+Man verwendet die Salpetersäure sowohl im freien Zustand als flüssige
+Säure, als auch in Form ihrer festen Salze. Sprechen wir zuerst von
+dieser zweiten Anwendung. Es sind nur drei Salze der Salpetersäure,
+welche in sehr großen Mengen angewendet werden: das salpetersaure
+Natrium (Natronsalpeter oder Chilisalpeter), das salpetersaure
+Kalium (Kalisalpeter) und das salpetersaure Kalzium (Kalksalpeter,
+Norgesalpeter). Die wichtigste Anwendung des Natron- und des
+Kalksalpeters ist die als +Düngemittel+. Er kräftigt durch seinen
+Stickstoffgehalt das Blattwachstum außerordentlich, ist daher bei Mais,
+Rüben, Kartoffeln und Klee mit Vorteil zu verwenden. Da aber beide
+Salpeterarten im Regenwasser leicht löslich sind, gibt man nicht die
+ganze Jahresdüngung auf einmal, sondern besser in kleineren Mengen
+nach und nach. Der Kalksalpeter enthält um ⅐ weniger Stickstoff als
+der Chilisalpeter; diese Tatsache ist beim Einkauf der Berechnung
+des Preises und bei der Düngung der Berechnung der erforderlichen
+Menge zugrunde zu legen. Bei der Gewinnung der Luftsalpetersäure
+entsteht zugleich eine kleine Menge +salpetrige Säure+; diese verhält
+sich ihrer chemischen Zusammensetzung nach zur Salpetersäure etwa
+so, wie Mennige zum Bleisuperoxyd, d. h. sie ist etwas ärmer an
+Sauerstoff. Die salpetrige Säure und ihre Salze sind aber für die
+Pflanzen giftig. Wenn daher im Norgesalpeter etwas salpetrigsaurer
+Kalk enthalten ist, so verschlechtert dies seine Wirkung beträchtlich.
+Dieser Umstand erschwerte anfangs den Wettbewerb des Kalksalpeters
+mit dem Chilisalpeter; inzwischen jedoch hat man gelernt, den Gehalt
+des Kalksalpeters an dieser schädlichen Substanz auf ein Mindestmaß
+herabzudrücken.
+
+Während also die Salze der Salpetersäure für fast alle Pflanzen ein
+hervorragendes Nahrungsmittel bilden, sind sie für den tierischen
+Körper, also auch für den menschlichen, starke Gifte. Trinkt man
+eine, wenn auch sehr verdünnte, Lösung von Salpetersäure, so wird
+einem fast augenblicklich schlecht, und es folgt Erbrechen mit allen
+Erscheinungen einer Vergiftung. Die Salze der Salpetersäure, also
+alle Arten von Salpeter, wirken nicht so giftig wie die freie Säure.
+Da aber im tierischen Magensaft etwas freie Salzsäure enthalten ist,
+welche aus einer Salpeterlösung stets etwas Salpetersäure frei macht,
+so ist auch der Genuß von Salpeterlösung gesundheitsgefährlich. Es ist
+nicht überflüssig, dies zu wissen, weil der Salpeter die Eigenschaft
+hat, geräucherte Fleischwaren mit schön roter Farbe zu konservieren.
+Obgleich seine Anwendung verboten ist, findet man in den Rauchfleisch-
+und Wurstwaren nicht selten Salpeter, dessen Genuß besonders für Kinder
+schädlich ist.
+
+Die hauptsächlichste Anwendung fand der Salpeter in vergangenen
+Zeiten zur Bereitung des Schwarzpulvers. Dazu kann man aber weder den
+Natronsalpeter noch den Kalksalpeter verwenden, weil diese beiden
+Salze die Eigentümlichkeit haben, aus der Luft Wasser anzuziehen
+und zu zerfließen. Man benutzt daher zur Schießpulverbereitung den
+luftbeständigen Kalisalpeter. Dieser wird aus dem überseeischen
+Natronsalpeter durch eine Wechselumsetzung in der Weise gewonnen,
+daß man heißgesättigte wässerige Lösungen von Natronsalpeter und
++Chlorkalium+ miteinander vermischt. Dann findet folgende Umsetzung
+statt:
+
+  salpetersaures Natrium + Chlorkalium = salpetersaures Kalium
+      (Chilisalpeter)                        (Kalisalpeter)
+                        + Chlornatrium.
+                           (Kochsalz)
+
+Es bildet sich also neben dem Kalisalpeter noch Kochsalz. Nach
+dem Satz vom chemischen Gleichgewicht kann die Umsetzung keine
+vollständige sein, weil die beiden neugebildeten Stoffe sich wieder
+rückwärts miteinander zu den Ausgangsstoffen umsetzen. Indessen, ein
+besonderer Umstand sorgt doch dafür, daß die Ausbeute an Kalisalpeter
+reichlich genug ist: denn der Kalisalpeter ist in heißem Wasser viel
+leichter löslich als das Kochsalz (etwa achtmal mehr), in kaltem
+dagegen schwerer. Infolgedessen scheidet sich beim Vermischen der
+heißgesättigten Lösungen von Chilisalpeter und Chlorkalium eine Menge
+Kochsalz in fester Form aus, wodurch der rückläufige Prozeß sehr
+eingeschränkt wird.
+
+Diesen Kalisalpeter, der also durch eine Umwandlung (Inversion) aus
+dem Chilisalpeter gewonnen wird, nennt man +Inversions+salpeter. Das
+Chlorkalium, welches zu seiner Darstellung gebraucht wird, findet sich
+in Deutschland in den Steinsalzlagern in ungeheuren Mengen. Obgleich
+nun das aus Kalisalpeter, Schwefel und Holzkohle zusammengesetzte
+Schwarzpulver seit der Erfindung des rauchschwachen Pulvers bei weitem
+nicht mehr in so großen Mengen verbraucht wird, wie früher, gehen doch
+noch etwa 1½ Millionen Zentner jährlich durch den Handel, die einen
+Wert von 30 Millionen Mark bedeuten.
+
+Weit umfangreicher und bedeutungsvoller ist die Verwendung der +freien
+Salpetersäure+. Sie hat nämlich die Eigenschaft, eine große Anzahl von
+Stoffen, wie Baumwolle, Holzstoff, Papier, Stärke- und Zuckerarten,
+Glyzerin, Benzol usw. in +Sprengstoffe+ umzuwandeln, wenn man sie damit
+kurze Zeit in Berührung läßt. Diesen Umwandlungsvorgang nennt der
+Chemiker das +Nitrieren+ der Stoffe (vom lateinischen Wort ~nitrum~,
+der Salpeter). Beim Nitrieren entsteht als Nebenprodukt immer Wasser,
+welches als Widerstand gegen den Nitrierungsvorgang wirkt, weil es
+die Salpetersäure verdünnt und schwächt. Deshalb setzt man stets eine
+gewisse Menge konzentrierte Schwefelsäure hinzu, welche bekanntlich
+auf das Wasser eine stark anziehende Kraft ausübt und dadurch
+seine schädliche Wirkung wieder aufhebt. Will man also einen Stoff
+nitrieren, so legt man ihn eine Viertelstunde lang in ein Gemisch von
+konzentrierter Salpetersäure (1 Teil) und konzentrierter Schwefelsäure
+(1–2 Teile). Dann gießt man die Säure ab und wäscht nun den nitrierten
+Stoff in kaltem, fließendem Wasser so lange und so gründlich aus, bis
+ein aus ihm herausgepreßter Tropfen auf der Zunge keine Spur von saurem
+Geschmack mehr erzeugt.
+
+So kann man z. B. Watte, Löschpapier, baumwollene Stoffe sehr
+leicht und bequem in +Schießbaumwolle+ verwandeln, welche nach dem
+Trocknen eine drei- bis viermal größere Sprengkraft besitzt als das
+Schießpulver. Man muß, wenn man diese Versuche selbst ausführen will,
+nur beachten, daß die „konzentrierte“ Salpetersäure des Handels in der
+Regel etwa 40 % Wasser enthält und dann zur Nitrierung unbrauchbar
+ist, auch wenn man sie mit Schwefelsäure vermischt. Ist man nicht
+sicher, ob man genügend starke Salpetersäure vor sich hat, so ist es
+am besten, sie aus Salpeter und Schwefelsäure selbst herzustellen oder
+man benutzt als Nitriergemisch ein Gemeng von zerriebenem Salpeter mit
+konzentrierter Schwefelsäure, welches in jeder Beziehung dieselben
+Dienste tut.
+
+[Illustration: Abb. 11. Darstellung von Schießbaumwolle durch Eintragen
+von Watte in Salpeterschwefelsäure.]
+
+Diese nitrierten Körper bilden die Grundlage aller Sprengstoffe und
+rauchschwachen Pulverarten. Es ist unnötig, auf ihre Wichtigkeit
+besonders hinzuweisen; wurden doch in diesem Weltkrieg von
+Sprengstoffen dieser Art so ungeheure Mengen angefertigt, daß sie alle
+anderen künstlichen Erzeugnisse weit hinter sich lassen. Aber auch
+für die friedliche Arbeit spielen die Sprengstoffe eine große Rolle:
+der Abbau der Steinbrüche, die Anlage von Weg- und Tunnelbauten
+erfordern mitten im Frieden gewaltige Mengen von Sprengstoffen.
+Derjenige von ihnen, welcher am meisten von sich reden gemacht hat, ist
+das +Dynamit+ (auf deutsch etwa soviel wie „Kraftstoff“ bedeutend).
+Die Erfindung des Dynamits durch den Schweden +Alfred Nobel+ war
+eigentlich insofern +keine+ Erfindung, als der wirksame Bestandteil
+dieses Sprengstoffes, das +Nitroglyzerin+, schon lange bekannt war.
+Man hat dieses Nitroglyzerin oder +Sprengöl+ schon jahrelang in
+amerikanischen Apotheken als -- Kopfwehmittel (!) kaufen können,
+ohne daß man von seiner Gefährlichkeit viel Aufhebens gemacht hätte.
+Diese Gefährlichkeit trat eben erst durch Nobels Versuche zutage,
+das Nitroglyzerin in großen Mengen für Sprengzwecke zu verwenden.
+Es erwies sich in größeren Mengen, bei ballonweiser Verpackung, als
+zu empfindlich gegen Stöße und gegen schroffen Temperaturwechsel.
+Es zeigte sich die Unmöglichkeit, durch bloße Vorschriften über die
+Behandlung dieses Stoffes seine Explosion zu verhindern, und Alfred
+Nobel mußte es wiederholt erleben, daß seine Fabriken in die Luft
+flogen und sozusagen spurlos verschwanden. Dies hatte seinerseits
+zur Folge, daß ihm die Errichtung solcher Fabriken wegen der damit
+verbundenen Gefahren nach und nach in den meisten Ländern verboten
+wurde. Die ungeheure Bedeutung der Erfindung des Dynamits liegt nun
+darin, daß diese Erfindung dem Sprengöl alle Gefährlichkeit benahm,
+ohne seine Explosivkraft wesentlich zu schwächen. Man macht sich davon,
+ohne Versuche gesehen zu haben, nicht leicht eine richtige Vorstellung.
+Bringt man einen Tropfen Nitroglyzerin auf eine glatte, etwas
+angefeuchtete Steinfläche und schlägt man mit einem Hämmerchen darauf,
+so erfolgt eine starke Detonation, und der Stein wird zertrümmert.
+Dagegen ist Dynamit gegen Schlag und Stoß so unempfindlich, daß Nobel
+in Gegenwart des Königs von Schweden ein Faß voll Dynamit von einem
+Kirchturm herab auf das Straßenpflaster fallen und zerschellen lassen
+konnte, ohne daß es explodierte. Es ist nicht leicht möglich, Dynamit
+durch bloßen Schlag zur Explosion zu bringen. Aber auch Feuer ist
+dem Dynamit nicht ohne weiteres gefährlich: hält man ein brennendes
+Streichholz an einen nußgroßen Klumpen Dynamit, so brennt er langsam,
+völlig geräuschlos, mit großer, gelbgrüner Flamme ab, welche einen
+feinen Sprühregen von Kieselgurteilchen ausstößt. Dynamit ist also
+in bezug auf Ungefährlichkeit der Handhabung geradezu ein idealer
+Sprengstoff: Kinder und Narren können ihn mit dem besten Willen nicht
+zu Unfug verwenden. Man muß sich geradezu fragen: was muß man tun,
+um diesen Stoff überhaupt zur Explosion zu bringen? -- Die Antwort
+heißt: man muß +Initialzündung+ anwenden. Man muß die Explosion an
+einem Punkte einleiten (~initium~ = Anfang, Einleitung). Dies geschieht
+durch Entzündung einer kleinen Menge Knallquecksilber, welches sich
+durch Stoß, Schlag oder Erhitzen ziemlich leicht zur Explosion bringen
+läßt. Dabei reißt es die Dynamitmasse gleichsam mit sich und bewirkt,
+daß diese vollständig explodiert. Durch solche Initialzündung kann man
+sogar manche Stoffe, die auf andere Weise gar nicht explodierbar sind,
+zur Explosion bringen, so z. B. das Azetylengas.
+
+Nobels Erfindung, die so gewaltige Folgen haben sollte, war im Grunde
+verblüffend einfach: sie besteht nämlich darin, das flüssige Sprengöl
+mit einer möglichst geringen Menge (25 %) eines feinen, sehr porösen
+Sandes (der sog. Infusorienerde) zu einem Brei zu vermengen. Dieser
+einfache Gedanke hat auf der Erde geradezu Umwälzungen hervorgebracht.
+Nun erst war es möglich, die Sprengkraft des Nitroglyzerins unbegrenzt
+auszunützen, da man nun den Sprengstoff ohne Gefahr in beliebigen
+Mengen herstellen, transportieren und aufbewahren konnte.
+
+Nobel verdiente mit dieser Erfindung nach der langen Reihe von
+Mißerfolgen und Enttäuschungen ein mehr als fürstliches Vermögen. Da er
+ohne Leibeserben starb, errichtete er in seinem Testament die berühmte
+Nobelstiftung, welche alle zwei Jahre die bedeutendsten Leistungen
+auf den wichtigsten Kulturgebieten mit einem recht ansehnlichen Preis
+belohnt. --
+
+Es wäre ganz falsch, aus dem bisher Gesagten zu folgern, daß die
+Salpetersäure nur dem Krieg und der Zerstörungswut der Menschen
+dient. Selbst wenn die Salpetersäure nur zur Fabrikation von
+Sprengstoffen diente, dürfte man dies nicht behaupten, weil eben
+auch die Sprengstoffe eine geradezu unersetzliche, friedliche Arbeit
+leisten. Aber das Nitriergemisch dient gar nicht bloß zur Herstellung
+von Sprengstoffen, sondern mindestens in gleichem Betrag zur
+Gewinnung unzähliger Farben, Medikamente und anderer unentbehrlicher
+Chemikalien. Aber auch die Sprengstoffe werden nicht allein zu
+explosiven Zwecken verwendet, sondern ein Teil von ihnen wird wieder
+in harmlose Gebrauchsstoffe des täglichen Lebens verwandelt: so macht
+man aus Schießbaumwolle, indem man sie in einem Gemisch von Alkohol und
+Äther auflöst, das +Kollodium+, und durch gewisse Beimengungen (von
+Kampfer) das wichtige Hornersatzmittel +Zelluloid+, ohne das man heute
+längst nicht mehr auskommen könnte. Auf ganz ähnliche Weise werden die
+rauchschwachen Pulverarten hergestellt, die demnach dem Kollodium und
+Zelluloid sehr nahe verwandt sind. Sie entwickeln ihre Sprengkraft erst
+bei der Entzündung im geschlossenen Raum (der Patrone), zündet man
+dagegen rauchschwaches Pulver in offener Aufschüttung an, so brennt
+es langsam mit großer, lohender Flamme ab -- ganz ähnlich wie ein
+angezündetes Stück Zelluloid. Diese rauchschwachen Pulver haben die
+drei- bis vierfache Brisanz (Sprengkraft) des alten Schwarzpulvers.
+Aber da sie beim Abbrennen braune, salpeterhaltige Dämpfe liefern,
+greifen sie den Flintenlauf stärker an als das Schwarzpulver. Aus
+diesem Grund können sie für die Jagd das Schwarzpulver durchaus nicht
+ganz ersetzen.
+
+[Illustration: Abb. 12. Spinndüse zur Kunstseideherstellung.]
+
+Schüttet man Kollodium -- also sozusagen flüssige Schießbaumwolle
+-- in Wasser, so gerinnt es; das Wasser entzieht ihm die
+Alkohol-Äthermischung, infolgedessen scheidet sich die Schießbaumwolle
+als weißliche Gallerte ab. Ein findiger Franzose namens Chardonnet
+kam nun auf den Gedanken, auf diese Weise feine +Fäden+ herzustellen,
+indem er das Kollodium durch ein sehr enges Metallrohr in Wasser
+preßte. (Abbildung 12.) Aus der Rohrmündung trat ein weißer, wie Seide
+glänzender Faden von Schießbaumwolle. Die Fäden ließen sich spinnen
+wie Seide und hatten auch ihren Glanz. So wurde die erste +Kunstseide+
+erfunden und nach ihrem Entdecker Chardonnet-Seide genannt. Sie hatte
+aber den fatalen Fehler, explosionsartig zu verpuffen, wenn man ihr ein
+Zündholz zu nahe brachte. Diese Eigenschaft war für Raucher, wenn sie
+etwa eine Halsbinde aus Chardonnetseide trugen, nicht angenehm. Man
+konnte indessen der Kunstseide ihre Explosivität, freilich nicht ohne
+Schaden für die Haltbarkeit und zum Teil auch den Glanz, wieder nehmen,
+wenn man sie in Schwefelammonium badete.
+
+Heute bestehen nur noch wenige Fabriken, welche Chardonnetseide
+herstellen. Ein anderes Verfahren hat dieses erste verdrängt, aber
+für die Geschichte der chemischen Technologie wird es nie seine
+Bedeutung verlieren. Zeigt uns diese Erfindung doch die unglaublichsten
+Verwandlungskünste der Chemie, welche aus Baumwolle nicht bloß Pulver,
+sondern auch Kollodiumballons, Zelluloidkämme und „echt“ seidene
+Krawatten hervorzaubert.
+
+
+
+
+8. Kohlehydrate und Alkohol.
+
+
+Daß man heute das Holz der Waldbäume in Zeitungspapier umwandelt, weiß
+jedes Kind. Daß man es aber auch in +Kunsthonig+ und in +Spiritus+
+verwandeln kann, ist weniger bekannt. Ebensowenig wissen die meisten
+Leute, daß Schießbaumwolle, rauchloses Pulver, Kollodium und Zelluloid
+heutzutage viel weniger aus Baumwolle als aus Fichtenholz hergestellt
+werden. Dies alles wollen wir uns nun klarzumachen versuchen.
+
+Es gibt drei große Gruppen von Stoffen in der Natur, welche chemisch
+ganz gleich zusammengesetzt sind und nur aus Kohlenstoff und den
+Bestandteilen des Wassers bestehen. Verbindungen mit Wasser nennt man
+in der Chemie „+Hydrate+“, deshalb heißt man diese drei Stoffgruppen
+mit einer gemeinsamen Bezeichnung +Kohlehydrate+. Sie sind so
+zusammengesetzt, als ob sie nur aus Kohle und Wasser beständen. Diese
+drei Gruppen sind:
+
+1. Die +Zellulose+ oder der +Zellstoff+. Er bildet den Hauptbestandteil
+der +Baumwolle+ und des +Papiers+. Entfettete Verbandwatte ist fast
+chemisch reiner Zellstoff, ebenso das Filtrierpapier der Chemiker. Aus
+Zellstoff bestehen die Wände der Pflanzenzellen.
+
+2. Die +Stärke-+ und +Gummiarten+. Während die Gummiarten, wie
+arabisches Gummi und Kirschgummi, in heißem Wasser löslich sind, quillt
+die Stärke in heißem Wasser nur zu Kleister auf.
+
+3. Die +Zuckerarten+.
+
+In bezug auf die chemische Zusammensetzung wurde schon erwähnt,
+daß alle drei Stoffgruppen aus Kohlenstoff und den Elementen des
+Wassers bestehen. Verrührt man in einem Weinglas einen Eßlöffel voll
+gestoßenen Zucker mit konzentrierter Schwefelsäure zu einem Brei, so
+entzieht die Schwefelsäure dem Zucker das Wasser, und es hinterbleibt
+eine löcherige, gequollene Masse von schwarzer Kohle. Genauere
+Untersuchungen haben ergeben, daß im Zellstoff, in den Stärke- und
+Gummiarten auf 6 Atome Kohlenstoff ziemlich genau 5 Moleküle Wasser
+enthalten sind, während die wichtigsten Zuckerarten auf dieselbe
+Kohlenstoffmenge 6 Moleküle Wasser enthalten. Dies muß man wissen,
+wenn man die märchenhaften Umwandlungsvorgänge verstehen will, welche
+am Beginn dieses Abschnittes erwähnt worden sind. Denn man versteht
+nun, daß der Zellstoff und die Stärke, welche doch beide die gleiche
+Zusammensetzung haben, nur ein Molekül Wasser in sich aufnehmen müssen,
+um in eine Zuckerart überzugehen. Beim bloßen Kochen erfolgt diese
+Wasseraufnahme nicht leicht, man müßte zu diesem Zweck schon in einem
+Druckkessel den Stärkekleister oder die Zellulose mit überhitztem
+Wasser behandeln. Viel schneller geht die Verzuckerung vor sich, wenn
+man sich gewisser chemischer Stoffe als Wasserüberträger bedient.
+Solch ein Stoff ist z. B. die Schwefelsäure. Sie wirkt nicht nur
+wasserentziehend, sondern ebensooft auch wasseraddierend. Wenn man
+daher Baumwolle oder Filtrierpapier oder Leinen mit konzentrierter
+Schwefelsäure beträufelt, so lösen sie sich darin auf; aber die
+Lösung enthält nun nicht mehr Zellstoff, sondern -- Traubenzucker.
+Dieselbe Wirkung erzielt man durch andauerndes Kochen mit verdünnter
+Schwefelsäure. Da die Schwefelsäure bei diesem Vorgang nur als
+Wasserüberträger wirkt und selbst nicht angegriffen wird, so genügen
+wenige Tropfen von ihr zur Verzuckerung großer Mengen von Zellstoff
+oder von Stärkekleister. Um auf diese Weise Kunsthonig zu bereiten,
+kann man z. B. einen Liter dicken Stärkekleister mit einigen Tropfen
+Schwefelsäure verrühren und nun zwei Stunden lang kochen. Schon
+unmittelbar nach dem Zusatz der Schwefelsäure wird der dicke Kleister
+ganz dünnflüssig, weil die Stärke in ein gummiartiges Zwischenprodukt
+zwischen Stärke und Zucker, nämlich in Dextrin, übergeht. Dieses wird
+bei längerem Kochen ganz in Traubenzucker, den Hauptbestandteil des
+Kunsthonigs, umgewandelt. Zuletzt entfernt man die Schwefelsäure wieder
+aus dem Gemisch, indem man gepulverte Kreide hineinschüttet und dann
+das Feste vom Flüssigen durch Filtrieren trennt. Die Schwefelsäure
+treibt aus der Kreide unter Schäumen Kohlensäuregas aus und verwandelt
+sie in schwefelsauren Kalk (Gips), wodurch sie selbst in eine
+unlösliche Form gebracht wird. Die verbleibende Lösung muß nun in der
+Wärme so lange eingedunstet werden, bis ein dicker, honigartiger Brei
+von Traubenzucker übrigbleibt.
+
+Will man aus Filtrierpapier oder Verbandwatte Kunsthonig bereiten, so
+löst man am besten möglichst große Menge dieser Stoffe nach und nach,
+unter Umrühren, in einer kleinen Menge konzentrierter Schwefelsäure
+auf, verdünnt die Lösung mit Wasser, kocht sie einige Zeit und verfährt
+dann mit Kreide wie vorhin.
+
+Schwieriger ist es, Sägespäne in Kunsthonig zu verwandeln. Im Holz
+sind nämlich neben dem Zellstoff noch 30–40 % andere Stoffe enthalten,
+welche aus korkartigen und schleimigen Substanzen bestehen. Sie
+verhalten sich gegen konzentrierte Schwefelsäure ganz anders als die
+reine Zellulose: sie werden von ihr verkohlt, wie die Zuckerarten. Man
+kann daher am Grad der Schwarzfärbung eines Papiers nach dem Betropfen
+mit konzentrierter Schwefelsäure leicht erkennen, wieviel von diesen
+Stoffen noch in dem Papier steckt. Um das Holz von ihnen zu reinigen
+und in reinen Zellstoff umzuwandeln, gibt es zwei Wege: entweder
+durch Erhitzen mit Natronlauge (Natronzellulose) oder durch Kochen
+mit schwefligsaurem Kalk (Sulfitzellulose). Beide Reinigungsmittel
+wirken lösend auf die zucker- und korkartigen Stoffe im Holz und
+lassen den Zellstoff als eine graue, sehr mürbe Masse zurück, die sich
+vom künftigen Zeitungspapier nicht sehr viel unterscheidet. Da aber
+das Verfahren mit Natronlauge viel teurer ist, so ist es durch das
+Sulfitverfahren fast ganz verdrängt worden. Deutschland allein erzeugt
+so jährlich etwa 6 Millionen Zentner Zellstoff, der größtenteils zur
+Papiererzeugung verwendet wird. Den meisten Kunsthonig stellt man
+durch Verzuckerung von Stärkekleister her, namentlich in Amerika aus
+Maisstärke. Dabei wird das Schwefelsäureverfahren angewendet.
+
+Es gibt noch eine zweite Methode, um stärkeartige Stoffe in Zucker
+umzuwandeln. Sie spielt in der Natur und in der Technik eine große
+Rolle. Dies ist die Verzuckerung mittels der sogenannten Enzyme.
+Dies sind Eiweißstoffe von einer meist unbekannten Zusammensetzung,
+welche auf die Stärkearten genau so wasseranlagernd wirken wie die
+Schwefelsäure und dabei selbst ebensowenig verändert werden wie
+diese. Ein solches Enzym ist z. B. im Speichel enthalten. Spuckt
+man auf dicken, warmen Stärkekleister und rührt um, so wird er
+schnell dünnflüssig, weil er sich in löslichen Zucker unwandelt.
+Wenn wir also Brot, Kartoffeln oder andere stärkehaltige Speisen
+essen, so werden sie bereits während des Kauens im Mund verflüssigt
+und in Zucker umgewandelt. Große Mengen solcher Enzyme mit
+stärkeverflüssigender Wirkung finden sich im Pflanzenreich mit allen
++Keimen+ vergesellschaftet. Sie liegen im Getreidekorn im Gewebe des
+Keims (Abb. 13) und begleiten die Keimanlagen der Kartoffeln, die
+sogenannten Augen. Ihre Aufgabe beginnt im Frühjahr, wenn der Keim
+wächst und treibt. Dann braucht er Nahrung und hat doch selbst noch
+keine Wurzeln und Blätter, mit welchen er sich aus dem Boden und aus
+der Luft Nahrung besorgen könnte. Gerade aus diesem Grund ist ihm ein
+förmlicher Speicher von Nahrungsvorräten angelagert: das Stärkemehl
+im Getreidekorn, in der Kartoffel und in der Rübe hat diese Aufgabe.
+Als Stärke können aber diese Nahrungsvorräte nicht in den Stoffwechsel
+der jungen Pflanze eintreten, weil Stärke als solche nicht löslich
+ist, weil aber Pflanze und Tier so eingerichtet sind, daß ihre
+Nahrungsstoffe zunächst stets in den flüssigen Zustand gebracht werden
+müssen, um durch die Adern und Saftgefäße fließen zu können. Deshalb
+vermehren sich die Enzymeinlagerungen der Keime im Frühjahr und wirken
+im gleichen Maße verzuckernd, verflüssigend auf die Vorratsstärke.
+Je mehr der Keim wächst, um so mehr schwindet der Stärkevorrat, der
+gerade so lange ausreicht, bis die junge Pflanze kräftig genug ist,
+sich selbst zu ernähren. Bei den Kartoffeln macht sich die Verzuckerung
+im Frühjahr unangenehm bemerkbar, denn sie schmecken in dieser Zeit
+bekanntlich etwas süßlich.
+
+[Illustration: Abb. 13. Roggenkorn (Längsschnitt).]
+
+Diese Enzymvorräte in den Keimpflanzen macht man sich nun in der
+chemischen Technik dienstbar, um damit Stärke in Zucker umzuwandeln.
+Man benutzt dazu meistens die sogenannte +Diastase+, d. i. das Enzym
+der keimenden Gerste. Angefeuchtete Gerstenkörner läßt man in Haufen
+keimen, bis der Keim eine gewisse Länge erreicht hat, von der man
+erfahrungsgemäß weiß, daß sie dem erreichbaren Höchstgehalt des Keims
+an Diastase entspricht. Denn die Menge dieses Enzyms wächst mit der
+Keimung. Dann wird die weitere Keimung unterbrochen, indem man die
+gekeimte Gerste durch Erhitzen tötet. Sie heißt nun +Malz+. Um daraus
+Diastase herzustellen, behandelt man es mit verdünntem Alkohol, welcher
+die Diastase löst, und setzt dann zu der klaren Lösung absoluten
+Alkohol, wodurch das Enzym als weißes Pulver ausgefällt wird. Dieses
+etwas teure Gewinnungsverfahren ist übrigens in den meisten Fällen
+entbehrlich, weil zerschrotetes Malz bereits alle Wirkungen der
+Diastase zeigt. Setzt man daher solches Malzschrot zu einem Brei von
+gekochten Kartoffeln, so zergeht dieser Brei in kurzer Zeit zu einem
+flüssigen Gemisch von Dextrinlösung und Zuckerlösung, welches durch
+weitere Einwirkung des Malzes bei etwa 60 ° größtenteils in Zucker
+(Malzzucker) übergeführt wird.
+
+Dieser chemische Prozeß bildet die Grundlage für zwei ungeheure
+Gewerbe: für die +Bier+bereitung und für die +Spiritus+herstellung.
+Diese beiden Prozesse beruhen nämlich darauf, daß Malz- und
+Traubenzucker durch +Gärung+ in Alkohol (Spiritus) übergeführt werden.
+Dagegen vermögen die Stärkearten als solche nicht zu gären, auch nicht
+alle Zuckerarten sind gärbar: gerade z. B. der Rüben- oder Rohrzucker,
+unser beliebter Speisezucker, ist +nicht+ gärungsfähig. Um also Stärke,
+Zellulose oder Rohrzucker in Alkohol zu verwandeln, muß man diese
+Verbindungen zuerst in +Trauben-+ oder +Malz+zucker überführen. Diesen
+Vorgang nennt der Chemiker +Inversion+, den so gewonnenen Trauben- und
+Malzzucker auch wohl +Invert+zucker.
+
+Bei der =Bierbereitung= scheint die Sache besonders einfach zu liegen,
+weil das Korn der Gerste sowohl die Stärke als auch das zu ihrer
+Invertierung nötige Enzym, die Diastase, enthält. Aber es ist klar,
+daß gerade aus demselben Grund alles darauf ankommt, die +Keimung+
+der Gerste, bei welcher die Diastase gebildet und ein großer Teil
+der Stärke in Zucker verwandelt wird, im richtigen Augenblick zu
+unterbrechen. Auch die Art dieser Unterbrechung ist nicht gleichgültig:
+tötet man die Gerste durch heiße Luft oder Rauch, so wird ein
+erheblicher Teil der Diastase zerstört, aber die Verzuckerung der
+Stärke begünstigt. Will man möglichst viel Diastase haben, um die
+Verzuckerung der Stärke erst später erfolgen zu lassen, so tötet man
+das Malz nur durch Trocknen an der Luft bei gewöhnlicher Temperatur.
+Man nennt solches enzymreiches Malz: Grünmalz. Die vollständige
+Umwandlung der Gerstenstärke in Zucker erfolgt erst beim +Einmaischen+
+(Maischen = altes Wort für Mischen). Dieser Vorgang ist ziemlich
+einfach und besteht nur darin, das geschrotete Malz etwa eine Stunde
+lang mit heißem Wasser von 50–60 ° zu verrühren. Dazu dienen besondere
+Bottiche mit mechanischen Rührwerken, die Maischbottiche. Die so
+hergestellte Zuckerlösung heißt +Würze+. Ihr wird auf das Hektoliter
+etwa 1 Kilogramm +Hopfen+ zugesetzt, um sie vor zu schnellem Verderben
+zu bewahren. Die Hopfenblüte enthält nämlich Bitterstoffe von stark
+konservierenden Eigenschaften. Diese Würze muß nun bloß noch der Gärung
+unterworfen werden, um in Bier überzugehen.
+
+[Illustration: Abb. 14. Ein Stückchen roher Kartoffel in 400fach.
+Vergröß. (zeigt die geschichteten Stärkekörner innerhalb geschlossener
+Zellwände.)]
+
+Die Verzuckerung der +Kartoffelstärke+ für die Spiritus- und
+Schnapsbereitung ist wesentlich weniger schwierig als die
+Bierwürzebereitung. In den +rohen+ Kartoffeln ist die Stärke von
+Zellhäuten umschlossen, welche sie vor dem Angriff der Enzyme
+vollkommen schützt. (Abb. 14.) Kocht man die Kartoffeln, so wird
+dadurch ein Teil dieser Zellhäute zersprengt und geöffnet, weil die
+Stärke im heißen Wasser mit großer Kraft zu Kleister aufquillt. +Ganz+
+findet diese Sprengung jedoch nur dann statt, wenn man die Kartoffeln
+mit überhitztem Dampf von etwa 2–3 Atmosphären Druck behandelt. Der
+Dampf erfüllt allmählich auch die stärkehaltigen Zellen, deren Wände
+er langsam durchdringt. Öffnet man nun plötzlich ein Bodenventil des
+Kartoffeldämpfers, so werden die Kartoffeln nicht bloß durch diese
+Öffnung herausgepreßt, sondern zugleich ganz fein zerstäubt. Denn durch
+das Öffnen des Ventils wird der Druck des Dampfes auf die Außenfläche
+der Kartoffeln plötzlich aufgehoben, während der in den Zellen
+befindliche gespannte Dampf nicht so rasch durch die Zellwände dringen
+kann und sie daher explosionsartig zersprengt.
+
+Diesen „aufgeschlossenen“ Kartoffelstaub versetzt man nun mit
+geschrotetem Grünmalz (d. i. mit diastasereichem, an der Luft
+getrocknetem Malz). Er wird dadurch sofort zu einer gärungsfähigen,
+zuckerreichen Masse verflüssigt.
+
+=Die Gärung.= -- Rein chemisch betrachtet, besteht die Gärung in
+einem Zerfall des Zuckermoleküls in +Alkohol+ und +Kohlensäure+. Die
+Kohlensäure entweicht unter Schäumen, der Alkohol sammelt sich in
+der gärenden Flüssigkeit an. Dieser Zerfall wird durch die +Hefe+
+bewirkt. Die Hefe, eine breiige, säuerlich riechende Masse, besteht
+aus mikroskopisch kleinen Lebewesen, welche zu den Pilzen gerechnet
+werden müssen, und zwar zu den +Spaltpilzen+ oder Bakterien. Der Name
+„Spalt“pilze bezieht sich auf ihre wichtige Fortpflanzungsweise, welche
+darin besteht, daß sich jede Hefezelle durch Abschnürung in zwei
+Stücke spaltet, welche durch rasches Wachstum bald wieder die Größe
+der Mutterzelle erreichen. Durch diese Spaltung wächst die Menge der
+Hefezellen ganz außerordentlich schon in wenigen Stunden an.
+
+Was nun den Gärungsvorgang betrifft, so hat man früher geglaubt, er
+sei an das +Leben+ der Hefepilze gebunden. Man glaubte, die lebenden
+Hefezellen ernährten sich mit dem gärbaren Zucker, und den Alkohol und
+die Kohlensäure hielt man sozusagen für die Fäkalstoffe dieser Zellen.
+In gewissem Sinne ist diese Auffassung auch richtig; falsch ist nur
+die Anschauung, als ob zur Zuckerspaltung das Leben, die „Seele“ der
+Hefezellen notwendig wäre. Denn Professor +Buchner+ hat Hefezellen
+ausgepreßt und mit dem sorgsam filtrierten Preßsaft, in welchem
+durchaus keine lebenden oder toten Hefeorganismen mehr enthalten
+waren, hat er in Zuckerlösungen genau die gleichen Gärungsvorgänge
+hervorgerufen, welche darin durch lebende Hefe erzeugt werden. Damit
+hat er bewiesen, daß die Gärung -- ähnlich der Inversion von Stärke
+in Zucker -- durch chemische Stoffe im Hefeleib, durch Enzyme,
+hervorgerufen wird. Diese Enzyme haben sich bei näherer Untersuchung
+als sehr verwickelt gebaute Eiweißstoffe erwiesen. Sie werden beim
+Gärungsvorgang nicht verändert. Die Enzyme des Hefeleibes wirken am
+besten bei Blutwärme, also bei etwa 37 °, und werden durch Erhitzen
+über 60 ° zerstört, also genau wie die zuckerbildenden Enzyme des
+Speichels und des Malzkeims und die verdauenden Enzyme des Darmsaftes.
+
+Praktisch betrachtet ist das Leben der Hefezellen aber doch für den
+Gärungsvorgang nicht bedeutungslos, weil die Hefezellen, indem sie
+sich selbst vermehren, auch die wirksamen Mengen der gärungserregenden
+Enzyme vermehren und somit die Gärung beschleunigen.
+
+Das Ende der Gärung tritt nicht etwa dann ein, wenn der ganze
+vorhandene Zucker in Alkohol und Kohlensäure gespalten ist, sondern es
+hängt von einem anderen Umstand ab. Der erzeugte Alkohol wirkt nämlich
+lähmend auf seinen Erzeuger und hemmt sowohl die Vermehrung der Hefe,
+als auch die alkoholbildende Wirkung ihres Enzyms. Die Gärung erzeugt
+also in ihren Produkten sich selbst einen Widerstand.
+
+[Illustration: Abb. 15. Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae).]
+
+[Illustration: Abb. 16. Carlsberger Unterhefe Nr. 1 (nach Fischer,
+Technologie).]
+
+Theoretisch gibt es also gar nichts Einfacheres als die Herstellung
+von Bier und von Spiritus durch Gärung: man braucht nur die oben
+beschriebene Bierwürze und die süße Kartoffelmaische mit Hefe zu
+versetzen und gären zu lassen, bis die Gärung von selbst aufhört. In
+Wirklichkeit müssen aber doch noch einige Umstände berücksichtigt
+werden, die freilich zum Interessantesten gehören, was die
+naturwissenschaftliche Forschung der letzten drei Jahrzehnte entdeckt
+hat. Man hat nämlich gefunden, daß es eine ungeheure Anzahl von
+verschiedenen Hefearten gibt, die sich zwar ihrem Aussehen nach
+nicht viel voneinander unterscheiden (Abb. 15 u. 16), um so mehr
+aber nach ihrem Verhalten bei der Gärung. Zwar spalten sie alle die
+Hauptmengen des Zuckers in Alkohol und Kohlensäure; aber neben diesem
+Hauptvorgang erzeugt jede Hefeart noch einen gewissen Prozentsatz von
+Nebenprodukten. Diese Nebenprodukte sind z. B. Fuselöle, Buttersäure,
+Weinsäure, Essigsäure, Glyzerin und viele andere Substanzen von mehr
+oder weniger auffallendem Geschmack und Geruch. Die Menge und die
+Zusammenstellung dieser Nebenprodukte ist für jede der vielen Hefearten
+anders, aber auch kennzeichnend, so daß man unter Umständen sofort am
+Geschmack des Bieres erkennen kann, welche Hefeart die Gärung erregt
+hat. Aber nicht bloß der Geschmack des Bieres hängt von der Hefeart
+ab, sondern auch seine Klarheit, die Beschaffenheit und Haltbarkeit
+seiner Schaumdecke, sein Geruch, seine Haltbarkeit. Nach diesen
+Feststellungen ist es begreiflich, daß gerade den großen Brauereien
+daran gelegen war, sich diese wissenschaftlichen Erkenntnisse für die
+Bierbereitung nutzbar zu machen. Denn vorher kam es gar oft vor, daß
+die Eigenschaften des Bieres durch eingedrungene fremde Hefesorten
+verdorben wurden, welche bei der Gärungstemperatur üppig wucherten.
+So findet sich z. B. in den Pferdeställen eine Bakterienart, welche
+dadurch gekennzeichnet ist, daß sie unter dem Mikroskop stets in
+paketartigen Bündeln von 4–8 Einzelpilzen erscheint (Abb. 17). Daher
+hat sie den wissenschaftlichen Namen ~Sarcinae~ (= das Gepäckstück)
+erhalten. Diese Sarcinen verursachen eine Gärung mit widerlich
+schmeckenden Nebenprodukten. Da nun die Brauereien für den Vertrieb
+des Bieres stets mit Pferden arbeiten müssen, so war es früher fast
+unvermeidbar, daß mit dem aufwirbelnden Straßenstaub Sarcinenkeime in
+die Gärbottiche gerieten und dem Bier einen Stallgeschmack gaben.
+
+[Illustration: Abb. 17. Das Aussehen der Sarcinen.]
+
+Bei der Gärung tritt, wie schon erwähnt wurde, zugleich eine ungeheure
+Vermehrung der Hefe ein, welche sich als grauer Schlamm in den
+Gärgefäßen zu Boden setzt. Dieser Hefeschlamm wurde früher ohne
+weitere Umstände wieder zur Gärung neuer Würze verwendet. Waren nun
+unerwünschte Hefearten hineingeraten, so beeinflußten sie natürlich
+auch die neue Gärung ungünstig. Jetzt verfährt man daher ganz anders.
+Jetzt besitzt jede bessere Brauerei Einrichtungen zur +Reinzucht+ ihrer
+spezifischen Hefeart und zur fortlaufenden Kontrolle der Reinheit ihrer
+Zucht. Der „Spatengeschmack“ des Münchener Spatenbräus, der Löwenbräu-,
+Hofbräu-, Kindlbräu-Geschmack wird also gewissermaßen im Laboratorium
+reingezüchtet. Das Verfahren ist aus der Bakteriologie übernommen.
+Es wurde von den großen Bakteriologen Robert +Koch+ und +Pasteur+
+ausgearbeitet und ist merkwürdig genug, um hier ausführlich beschrieben
+zu werden. Es beruht auf der Entdeckung der sogenannten +festen
+Nährböden+. Unter dem Nährboden bzw. der Nährflüssigkeit versteht man
+den Stoff, auf welchem sich die Bakterien entwickeln und vermehren
+sollen. Dieser Stoff kann entweder flüssig sein, wie die Bierwürze,
+oder fest, wie z. B. Kartoffeln oder Gelatine. Voraussetzung ist nur,
+daß er alle diejenigen Stoffe in genügender Menge enthält, welche
+das Bakterium zu seiner Entwicklung braucht. Einer der brauchbarsten
+Nährböden für die meisten Bakterienarten besteht aus einer kräftigen
+Fleischbrühe, in welcher man so viel Gelatine aufgelöst hat, daß
+sie beim Erkalten fest wird. Diese „Nährgelatine“ ist gewissermaßen
+zugleich ein flüssiger und ein fester Nährboden, je nach der
+Temperatur, bei welcher man sie anwendet. Ihre Anwendung hat umwälzend
+in der Bakteriologie gewirkt und hat die planmäßige Erforschung der
+Bakterientätigkeit erst möglich gemacht. Wenn man nämlich ein Gemisch
+verschiedener Bakterienarten in einen +flüssigen+ Nährboden bringt, so
+vermehren sie sich darin nicht bloß, sondern die Vermehrungsprodukte
++vermischen+ sich auch fortwährend miteinander. Hat aber der Nährboden
+die Eigenschaft, nach kurzer Zeit zu erstarren, so muß jeder Keim sich
+an derjenigen Stelle vermehren, an welcher er durch den erstarrten
+Nährboden festgehalten wird. Die einzelnen Bakterien sind nun wegen
+ihrer winzigen Größe (¹⁄₅₀₀ Millimeter und weniger) nicht mit bloßem
+Auge sichtbar. Sobald sie aber, nach 2–3 Tagen, durch die Vermehrung
+zu einer Kolonie angewachsen sind, kann man diese in der Nährgelatine
+schon mit unbewaffnetem Auge als einen kleinen, grauen Fleck erkennen.
+Es ist klar, daß jeder solche Fleck aus einer „Reinzucht“ derjenigen
+Bakterienart bestehen muß, die sich im Augenblick des Erstarrens
+der Gelatine an der betreffenden Stelle befunden hat. Entnimmt man
+also diesem Fleck mittels einer Nadel so viel Bakterien, als an der
+Nadel hängen bleiben, und überträgt man diese auf eine neue Portion
+bakterienfreien Nährbodens, so können sich auf diesem nur Bakterien
+dieser +einen+ Art entwickeln, die man in Reinzucht zu haben wünscht.
+
+Diese Kochsche Methode der fest-flüssigen Nährböden gestattet uns also
+auf allereinfachste Weise, uns aus einem Gemisch der verschiedensten
+Bakteriensorten jede Art in Reinzucht oder „Reinkultur“ herzustellen.
+Freilich muß man dabei manche Vorsichtsmaßregeln beachten, wenn nicht
+unliebe Überraschungen eintreten sollen. Denn wir müssen bedenken,
+daß nicht bloß in der Luft Millionen von Bakterienkeimen schweben,
+sondern daß auch jeder feste Gegenstand damit besät ist, und daß auch
+das reinste Trinkwasser von solchen Keimen geradezu wimmelt. Würden
+wir also unsere Versuche ohne Rücksicht auf diese Umstände ausführen,
+so würden zahllose Keime aus der Luft und aus dem Wasser und aus den
+Oberflächen unserer Gefäße alle Reinkulturversuche vereiteln. Aber
+glücklicherweise lassen sich alle Bakterien und ihre Keime durch bloßes
+Erhitzen auf 80–100 ° leicht töten. Man braucht also die Glasgefäße
+und Instrumente, welche keimfrei sein sollen, bloß in kochendes Wasser
+zu tauchen oder besser in trockener Luft auf 100 ° zu erhitzen, dann
+sind sie solange keimfrei, bis aus der Luft oder durch Berührung mit
+anderen Gegenständen neue Keime daran kommen. Die Flüssigkeiten werden
+durch Kochen keimfrei gemacht. Deshalb ist frisch abgekochtes Wasser
+stets keimfrei, und in dieser Beziehung dem reinsten Quellwasser
+vorzuziehen. Schwieriger ist es, die Ansteckung eines Nährbodens durch
+diejenigen Bakterien zu verhindern, welche aus der Luft hineinfallen
+oder mit den Luftströmungen hineingerissen werden. Das bloße Zustopfen
+der Flaschen nützt deshalb nicht viel, weil die Luft bei verschiedenen
+Temperaturen und Barometerständen einen verschiedenen Raum einnimmt,
+und weil daher häufig beim Öffnen des Stopfens die Luft stürmisch in
+die Flasche eindringt und dabei Bakterien mitreißt. Deshalb kam Pasteur
+auf den ausgezeichneten Gedanken, solche Flaschen mit einem trockenen
+Wattebausch zu verschließen. Die Watte läßt die Luft ungehindert durch
+sich hindurchtreten, nicht aber die Bakterien, obwohl es unter diesen
+solche gibt, welche kleiner als ¹⁄₁₀₀₀ Millimeter sind. Sie bleiben
+alle in den obersten Schichten des Wattebauschs zurück. Der Wattebausch
+ist also ein richtiges Filter für die Bakterien. Unsere Abbildungen
+18 und 19 zeigen, in welcher Weise man Glaskolben und Reagensgläser
+mit solchen Wattepfropfen bakteriendicht verschließt. Man stellt
+dabei, namentlich beim Öffnen, die Gefäße gern schief, damit nicht
+aus der Luft Keime hineinsinken; auch verkohlt man die Unterseite
+der Wattepfröpfe gern ein wenig über einer Flamme, damit alle daran
+hängenden Keime verbrannt werden.
+
+[Illustration: Abb. 18. Glaskolben mit bakteriendichtem Watteverschluß.]
+
+[Illustration: Abb. 19. Schiefgestelltes Reagensrohr mit Nährgelatine.]
+
+[Illustration: Abb. 20. Petrischale zum Herstellen von Reinkulturen.]
+
+Wenn man nun aus einer unreinen Hefe eine bestimmte Sorte reinzüchten
+will, verfährt man folgendermaßen: man bringt ein wenig von der Hefe
+in einen Glaskolben, der keimfreie („sterile“ oder „sterilisierte“)
+Nährgelatine enthält, welche man bei möglichst niederer Temperatur,
+durch Eintauchen in warmes Wasser, verflüssigt hat. Die Hefe wird
+vor dem Einbringen mit etwas Wasser fein zerrieben und dann durch
+Umschwenken des Kolbens gut mit der Gelatine vermengt. Nun gießt man
+den Inhalt des Glaskolbens auf eine sauber gereinigte, keimfreie
+Glasplatte und läßt ihn dort in dünner Schicht unter dem Schutze einer
+Glasglocke erstarren. An Stelle der Glasplatte und der Glasglocke
+kann man auch eine sogenannte +Petri+-Schale (vergl. Abb. 20) nehmen,
+das sind zwei flache Glasschalen mit zylindrischem Rand, von welchen
+die größere als Deckel über die kleinere gestülpt wird, während in
+diese die Nährgelatine gefüllt wird. Nach einigen Tagen zeigt sich
+die Gelatine ganz mit grauen Pünktchen besät, deren jedes aus einer
+Kolonie von Bakterien bzw. Hefezellen einer Art besteht. Meistens
+lassen sich verschiedene Arten schon am verschiedenen Aussehen ihrer
+Kolonien erkennen, zumal wenn man das Vergrößerungsglas zu Hilfe nimmt.
+Man sucht sich die gewünschte Art aus und überträgt sie mit einer
+sogenannten Impfnadel in ein Kölbchen mit steriler Nährflüssigkeit (z.
+B. Bierwürze). Die Impfnadel besteht aus einem 5 ~cm~ langen Stück
+Platindraht von ½ ~mm~ Dicke, der mit einem Ende in einen langen
+Glasstab eingeschmolzen, am anderen Ende zu einer Öse gebogen ist (vgl.
+Abb. 21). Der Draht muß aus Platin sein, damit er durch Ausglühen in
+einer Flamme keimfrei gemacht werden kann, ohne dabei zu oxydieren. Man
+glüht die Öse aus und überträgt mit ihr ein wenig von der zu züchtenden
+Kolonie in die neue Nährlösung, wo sie sich nun ganz rein und frei von
+fremden Keimen entwickeln muß.
+
+[Illustration: Abb. 21. Impfnadel zum Uebertragen von Reinkulturen.]
+
+Nebenbei sei bemerkt, daß man die Kochschen festen Nährböden auch
+benutzt, um die Bakterien in der Luft, im Trinkwasser, im Erdboden zu
++zählen+: denn so viel Bakterien in einer gewissen Menge dieser Stoffe
+sind, so viel sichtbare Kolonien müssen auf der Glasplatte nach dem
+Vermischen mit Nährgelatine oder Pflanzengelatine (Agar-Agar) entstehen.
+
+Erst seit der Einführung dieser Hefereinzucht ist es möglich, Biere
+und destillierte Schnäpse von stets gleichen Eigenschaften mit aller
+Sicherheit herzustellen. Auch für die Weingewinnung aus den Trauben
+wendet man seit langem schon reingezüchtete Hefen an. Auf den reifen
+Beeren der Weintrauben und auf den Zwetschen liegt ein Reif, welcher
+aus Hefezellen besteht, die den Preßsaft dieser Früchte von selbst in
+Gärung versetzen. Daher kommen zerquetschte Früchte stets von selbst in
+Gärung, wobei, je nach ihrem Zuckergehalt, mehr oder weniger Alkohol
+entsteht. Durch Abdestillieren gewinnt man dann die destillierten
+Schnäpse daraus. Da aber die natürlichen Hefen auf der Fruchthaut in
+verschiedenen Jahren von verschiedener Beschaffenheit sind, so ist es
+zuverlässiger, auch diese Gärungen mit Reinzuchthefe von erprobten
+Eigenschaften vorzunehmen. --
+
+Es wurde schon oben gesagt, daß durch Gärung zuckerhaltiger
+Flüssigkeiten der Alkoholgehalt nicht höher als auf etwa 10–12 %
+steigen kann. Wenn also ein „natürlich“ vergorenes Getränk, etwa ein
+Wein, 15 % oder mehr Alkohol enthält, so können wir mit Bestimmtheit
+sagen, daß er künstliche Zusätze von Sprit erhalten hat. Es gibt aber
+noch ein anderes Verfahren, um den Alkoholgehalt einer vergorenen
+Maische zu erhöhen: das +Destillieren+. Während nämlich Wasser
+bekanntlich erst bei 100 ° siedet, kocht der Alkohol schon bei 78 °.
+Erhitzt man nun Gemische von Alkohol und Wasser zum Sieden und kühlt
+man die Dämpfe vorsichtig ab, so wird zuerst der Wasserdampf wieder zu
+Wasser, während der Alkoholdampf erst unterhalb von 78 ° verflüssigt
+wird. Dieses Verdampfen und Wiederflüssigmachen des Dampfes nennt man
+bekanntlich Destillieren. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn man
+aus einer solchen Maische die Hälfte abdestilliert, darin +aller+
+Alkohol enthalten ist. Das Destillat nimmt aber nur die Hälfte Raum
+ein, ist also in bezug auf seinen Alkoholgehalt doppelt so stark als
+die ursprüngliche Maische. So kann man +Branntwein+ und Schnäpse von
+hohem Alkoholgehalt destillieren. Man kann aber auch aus ordinärer
+Kartoffelmaische reinen Spiritus, der nur noch 4–5 % Wasser enthält,
+abdestillieren, wenn man die Dämpfe in sogenannten Kolonnenapparaten
+sehr vorsichtig abkühlt. In Deutschland werden auf diese Weise jährlich
+etwa 5 Millionen Hektoliter reiner Alkohol erzeugt.
+
+[Illustration: Abb. 22. Senkwage, um den Alkoholgehalt einer
+Flüssigkeit zu messen (nach Erdmann).]
+
+Nebenbei erwähnt sei, wie man den Alkoholgehalt einer Flüssigkeit
+bestimmt. Alkohol ist leichter als Wasser. Daher wird eine
+Schwimmvorrichtung aus Glas, eine sogenannte +Senkwage+ (Aräometer),
+in Alkohol und in alkoholhaltigen Mischungen tiefer einsinken als
+in reinem Wasser. (Abb. 22.) Diese Aräometer werden in der hier
+abgebildeten Form aus Glas geblasen; damit sie aufrecht schwimmen,
+ist die untere Kugel mit Bleischrot oder Quecksilber gefüllt, während
+die bauchige Erweiterung das Schwimmen erleichtert. In der oberen,
+röhrenartigen Verlängerung des Schwimmers ist eine Papierskala mit
+Ziffern angebracht, welche gleich den Alkoholgehalt der betreffenden
+Flüssigkeit angeben. Sinkt das Aräometer also z. B. bis zur Marke 20
+ein, so hat die Flüssigkeit 20 % Alkohol. Dabei ist aber folgendes
+zu beachten: die Zahlen stimmen nur, wenn die Mischung nur Wasser
+und Alkohol enthält. Dies ist immer bei denjenigen Flüssigkeiten der
+Fall, welche man durch +Destillation+ gegorener Maischen erhält. Die
+Maischen selbst, also Bier und Wein z. B., enthalten noch eine Menge
+anderer Stoffe, wie Dextrin, Gerbsäuren, Fruchtsäuren, Zucker usw.
+Diese anderen Stoffe machen die Mischung schwerer, so daß die Senkwage
+zu wenig Alkohol angeben würde. Will man also den Alkoholgehalt eines
+Weines bestimmen, so destilliert man ein Drittel davon ab, setzt die
+Senkwage in das Destillat und teilt das Ergebnis durch die Zahl 3. --
+
+Bevor wir unsere Unterhaltung über den Alkohol schließen, wollen wir
+uns noch ein wenig mit der +Hefe+ beschäftigen. Die Hefe vermehrt sich
+bekanntlich bei der Gärung und setzt sich in den Gärbottichen als
+grauer Schlamm zu Boden, mit dem man lange Zeit nichts Ordentliches
+anzufangen wußte. Man bekam davon viel mehr, als man beim besten Willen
+verbrauchen konnte. Dies wird verständlich, wenn man bedenkt, daß in
+Deutschland jährlich an Bier allein etwa ein Hektoliter auf den Kopf
+der Bevölkerung, im ganzen also etwa 65 Millionen Hektoliter, erzeugt
+wird. Was soll mit der vielen Hefe gemacht werden? Zwar zum Brot- und
+Kuchenbacken wird viel gebraucht, aber doch bei weitem nicht so viel,
+als in den Gärungsgewerben erzeugt wird. Dazu kommt, daß die Hefe nicht
+lange haltbar ist, selbst nicht in gepreßter Form (als +Preßhefe+,
+jährlich in Deutschland allein 450000 Zentner Erzeugung!). Aber die
+chemische Untersuchung hat gezeigt, daß die Hefe die Eigenschaften
+eines ganz vorzüglichen +Nahrungsmittels+ besitzt, nämlich wegen ihres
++Stickstoff+reichtums, wodurch sie dem Rindfleisch nahezu gleichwertig
+ist. Sie direkt zu essen, geht wegen der Gärungen, die sie im Darmkanal
+erregen würde, nicht wohl an; aber man kann sie durch überhitzten Dampf
+töten und kann dann vorzügliche +Fleischbrühen+ und +Fleischextrakte+
+aus solcher Hefe machen, die an Wohlgeschmack und Nährwert nicht hinter
+Liebigs Präparaten zurückstehen. Und unter den landwirtschaftlichen
+Futtermitteln spielt die stickstoffreiche „+Futterhefe+“ schon lange
+eine bedeutende Rolle. Aber damit ist die Zukunft der Hefe noch
+nicht erschöpft. Neuerdings, während des Krieges, ist nämlich durch
+den Chemiker der Universität Königsberg, Professor Lassar-Cohn, ein
+bedeutender Fortschritt erzielt worden, den uns folgende Überlegung
+verständlich machen wird. Bei der Fütterung des Viehs spielen die
+stickstoffhaltigen Futtermittel, die Klee-, Lupinen- und Wickenarten
+eine bedeutende Rolle als Mastmittel. Andrerseits geben die Tiere im
+Harn und in den Fäkalien große Stickstoffmengen von sich, die dadurch
+wieder für die Fütterung nutzbar gemacht werden, daß man die Klee-
+und Lupinenfelder damit düngt. Auf diesem Umwege dauert es freilich
+ein halbes Jahr, bis der Fäkalstickstoff von den Tieren wieder als
+Nahrung aufgenommen wird. Lassar-Cohn kam auf den Gedanken, diese Zeit
+dadurch abzukürzen, daß er den Harn der Kühe als Nährflüssigkeit für
++Hefekulturen+ benutzte. Der Harn wird aus dem Stall in ein Bassin
+geleitet und darin mit einer geeigneten Hefeart besät. Nach einigen
+Stunden wird die vermehrte Hefe abgesiebt, gewaschen und sogleich
+wieder verfüttert. Die Tiere nehmen das nahrhafte Futter gern, und
+der Landwirt nutzt so den Stickstoff der Jauche nicht bloß schneller,
+sondern auch viel besser aus als bei ihrer Anwendung als Düngemittel.
+
+Die Hefe hat auch noch in anderer Beziehung eine Zukunft. Man hat
+nämlich (Prof. +Lintner+ in Charlottenburg) die Beobachtung gemacht,
+daß es Hefearten gibt, welche +Fett+ erzeugen, obwohl sie auf ganz
+billigem fettfreiem Nährboden wachsen, und man hat daran berechtigte
+Hoffnungen geknüpft, auf diese Weise dereinst aus Kartoffelmehl Fett
+darstellen zu können.
+
+
+
+
+9. Brennstoffe.
+
+
+Unsere wichtigsten Brennstoffe sind das +Holz+, die +Kohle+ und das
++Erdöl+. Solange diese Stoffe, namentlich die beiden erstgenannten,
+unmittelbar und ausschließlich zum Brennen verwendet wurden, gab es
+keine Chemie der Brennstoffe. Aber teils durch Zufall, teils gezwungen
+durch die Not der besten Ausnutzung, hat man gelernt, diese Stoffe
+vor dem Verbrennen gar vielseitig zu behandeln und eine Menge der
+wichtigsten Nebenprodukte aus ihnen zu gewinnen, nämlich (um nur einige
+zu nennen): +Leuchtgas+, +Benzol+, +Naphthalin+, +Teerfarbstoffe+,
++Ammoniak+, +Essigsäure+, +Blutlaugensalz+, +Benzin+, +Petroleum+,
++Vaseline+, +Paraffin+, +Schmieröle+, +Ceresin+ usw. So entstand eine
+Chemie der Brennstoffe, deren Ergebnissen wir dieses Kapitel widmen
+wollen.
+
+
+1. Die Kohle.
+
+Holz und Kohle verhalten sich zueinander wie Gegenwart und
+Vergangenheit. Denn jedes Holz geht unter gewissen Umständen im Laufe
+der Zeit in Kohle über. Das Wesentliche für diese Verwandlung ist, daß
+das Holz +feucht+ erhalten und vor der Berührung mit der Luft geschützt
+werden muß. Dann wird es schon nach einigen Jahrhunderten dunkelbraun,
+nach Jahrtausenden schwarz, und noch später verliert es seine faserige
+Beschaffenheit und geht in +Braunkohle+ über. Der Übergang dieser
+Braunkohle in +Steinkohle+ scheint allerdings eine fast unermeßlich
+lange Zeit beansprucht zu haben, die sich jedenfalls über viele
+Jahrhunderttausende erstreckt.
+
+Man kann also das Werden der Kohle in drei Stufen teilen: es beginnt
+mit der +Vertorfung+ des Holzes, wodurch es zwar schwarz wird, aber
+seine Struktur noch behält; darauf folgt die Bildung der +Braunkohle+
+und dann die der +Steinkohle+. Der Vorgang der Vertorfung ist oft genug
+in geschichtlicher Zeit erfolgt: in den großen Mooren Jütlands und
+Schleswigs finden wir vertorfte Eichbaumstämme und Sumpfföhren neben
+den Geweih- und Knochenresten der ausgestorbenen Riesenhirsche, Elche
+und Rentiere; auch Reste von normannischen (Wikinger-) Schiffen aus
+vertorftem Eichenholz haben sich gefunden. Aus dem Bett des Rheins
+wurden die unteren, ganz schwarzbraun vertorften Teile der Eichenpfähle
+gehoben, auf welche Cäsar vor fast 2000 Jahren seine Rheinbrücke hatte
+bauen lassen.
+
+Die Bildung der Braunkohle, welche die Holzstruktur verloren hat, geht
+fast immer auf die +Tertiärzeit+ zurück, also auf jene Zeit vor etwa
+200000–300000 Jahren mit italienischem Klima, in welcher wir die ersten
+Menschenspuren bei uns nachweisen können, und in welcher die vielen
+vulkanischen Basaltergüsse in der Eifel, im Vogelsgebirge, in der Rhön
+und im böhmischen Mittelgebirge erfolgten und die Alpen entstanden sind.
+
+Die Entstehung der Steinkohle aber reicht zurück bis in die ältesten
+Zeiten organischen Lebens auf der Erde, als sich Böhmerwald,
+Fichtelgebirge und Erzgebirge als höchste Gebirge Europas erhoben und
+von Jura und Alpen noch keine Spuren vorhanden waren.
+
+Welche chemischen Veränderungen mit dem Holz während dieser
+Verwandlungen vor sich gegangen sind, das lehrt am besten ein Vergleich
+der Analysen von Holz, Braunkohle und Steinkohle. Wir erinnern uns
+dabei, daß der Hauptbestandteil des Holzes, der +Zellstoff+, aus
+Kohlenstoff und Wasser im Verhältnis von 6 Atomen Kohlenstoff zu 5
+Molekülen Wasser zusammengesetzt ist. Wir werden also beim Vergleich
+unser Augenmerk hauptsächlich auf das Verhältnis dieser drei Elemente
+Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zu richten haben.
+
+
+Zusammensetzung:
+
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+                 | Kohlen- | Wasser- | Sauer- | Stick- |Schwefel |Asche
+                 |  stoff  |  stoff  | stoff  | stoff  |         |
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+  Eichenholz     |  50,22  |    6,0  |  43,4  |   0,1  |   --    | 0,3
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+  Braunkohle vom |  60,44  |    5,3  |  22,0  |  Spur  |  0,86   | 0,65
+    Bauersberg   |         |         |        |        |         |
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+  Steinkohle von |  83,63  |    5,2  |   9,1  |   0,6  |   --    | 1,53
+    Duttweiler   |         |         |        |        |         |
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+  Englischer     |  93,00  |    3,1  |   1,7  |   0,5  |   0,7   | 1,0
+    Anthrazit    |         |         |        |        |         |
+  ---------------+---------+---------+--------+--------+---------+------
+
+Wir sehen, daß mit fortschreitender Verkohlung der Kohlenstoffgehalt
+scheinbar zunimmt, weil der Gehalt an Wasserstoff und Sauerstoff
+abnimmt. Daraus könnte man zunächst schließen, daß die natürliche
+Verkohlung des Holzes bei der Braun- und Steinkohlenbildung der gleiche
+Vorgang sei, wie die künstliche Verkohlung beim Erhitzen des Holzes,
+z. B. die Meilerverkohlung. Aber dieser Schluß wäre ganz falsch.
+Denn bei der künstlichen Verkohlung bleiben wirklich nur Kohle und
+Aschenbestandteile zurück, aber in der natürlichen Steinkohle sind noch
+eine Menge anderer Stoffe, die gerade beim Erhitzen erst verdampfen.
+Diese Stoffe sind es, welche die Chemie der Steinkohle so interessant
+machen.
+
+Holz, Torf und Braunkohle haben die gemeinsame Eigenschaft, Kali- oder
+Natronlauge in der Hitze braun zu färben. Die echten Steinkohlen tun
+dies in der Regel nicht mehr, und man kann auf diese Weise im großen
+und ganzen Steinkohlen und Braunkohlen gut unterscheiden; Farbe und
+Aussehen sind nicht kennzeichnend, denn die Braunkohlen sind oft ganz
+schwarz wie echte Steinkohle.
+
+Erhitzt man Holz in einem Gefäße bis zum Glühen des Gefäßes, so
+entweichen brenzliche Dämpfe, und es hinterbleibt lockere, poröse,
+federleichte Holzkohle. Erhitzt man aber eine der natürlich
+vorkommenden Kohlearten, so entweichen zwar ganz ähnliche Dämpfe,
+aber es hinterbleibt eine viel dichtere, schwerere und härtere
+Kohle, welche man bekanntlich +Koks+ nennt. Auch die Dämpfe
+lassen in ihrer Beschaffenheit wichtige Unterschiede erkennen:
+die Verflüchtigungsprodukte des Holzes sind +sauer+ und röten
+angefeuchtetes Lakmuspapier deutlich; die der Steinkohle sind dagegen
+infolge ihres Ammoniaküberschusses +alkalisch+ und bewirken, daß
+gerötetes Lakmuspapier wieder blau wird. Kühlt man die brenzlichen
+Dämpfe ab, so erhält man in beiden Fällen eine braunschwarze
+Flüssigkeit, welche deutlich aus zwei übereinandergelagerten Schichten
+besteht, die sich offenbar nicht miteinander mischen können, weil sie
+sich zueinander verhalten wie Öl und Wasser. Die obere, leichtere
+Schicht ist ganz schwarz und besteht aus dickem Teer; die untere,
+mehr braun gefärbte Flüssigkeit, ist dagegen wässerig und läßt sich
+mit Wasser in jedem Verhältnis mischen. Außer dem kohligen Rückstand
+und diesen beiden Flüssigkeiten entsteht beim Erhitzen des Holzes
+und der Kohlearten noch ein vierter, sehr wichtiger Stoff, nämlich
+das +Leuchtgas+. Die Gewinnung und weitere Verarbeitung dieser
+vier Produkte hat eine gewaltige und sehr interessante Industrie
+hervorgerufen, mit der wir uns nun etwas näher beschäftigen wollen.
+
+[Illustration: Abb. 23. Leuchtgasgewinnung im kleinen.]
+
+Betrachten wir zunächst das +Leuchtgas+. Seine Gewinnung aus Steinkohle
+wurde um die Mitte des 18. Jahrhunderts in England entdeckt. Unsere
+Abbildung 23 zeigt, wie man sich das Gas selbst bereiten kann.
+Man füllt eine kleine gläserne Retorte, am besten eine aus schwer
+schmelzbarem, sog. böhmischem Glas, halb mit Steinkohlengrus und
+erhitzt sie kräftig mit einer großen Spiritus- oder Gasflamme. An den
+Retortenhals ist eine sogenannte „Vorlage“, ein Glasballon mit zwei
+Halsöffnungen, mittels Korks luftdicht angeschlossen. In dieser Vorlage
+sammelt sich der Teer und das Teerwasser, während das Gas durch ein
+Glasröhrchen entweicht, das man in den zweiten Hals eingesetzt hat.
+
+Die Zusammensetzung des Leuchtgases wechselt in sehr weiten Grenzen,
+je nach der Kohlensorte, welche man zu seiner Darstellung verwendet.
+Durchschnittlich besteht es +zur Hälfte+ aus +Wasserstoffgas+,
+welches bekanntlich 14½mal leichter als Luft ist. Infolgedessen
+ist auch das Leuchtgas ⅓ bis ½mal leichter als Luft. Die andere
+Hälfte des Leuchtgases besteht zum größeren Teil aus „Methan“ oder
++Sumpfgas+, einer Verbindung von Kohlenstoff und Wasserstoff, aus
+welcher auch die Gasblasen bestehen, welche aus den schlammigen
+Böden der Seen oft emporsteigen. Der Rest besteht vorwiegend aus dem
+giftigen +Kohlenoxydgas+ sowie aus ein wenig Kohlensäuregas und aus
+komplizierteren Verbindungen von Kohlenstoff mit Wasserstoff, wie
+Äthylen, Azetylen usw. Das Kohlenoxydgas, dessen Menge im Leuchtgas
+zwischen 6 und 12 % schwankt, ist sein gefährlichster und schädlichster
+Bestandteil, denn er verursacht die zahllosen Leuchtgasvergiftungen,
+welche in unseren Großstädten meistens von den Beteiligten absichtlich
+herbeigeführt werden, und in ihrem Gefolge viele, zwar in der Regel
+nicht beabsichtigte, aber darum nicht minder gefährliche Explosionen.
+Es ist vielleicht sehr wenig schmerzhaft, aber gewiß nicht sehr
+anständig, sich durch Öffnen der Gashähne mit Leuchtgas zu vergiften;
+denn in vielen Fällen fordert diese Methode des Selbstmords noch
+weitere Opfer an Menschenleben, wenn ahnungslose Hausgenossen das
+betreffende Zimmer mit brennendem Licht betreten und dadurch eine
+Explosion des gefährlichen Leuchtgas-Luft-Gemisches hervorrufen. Leider
+hat man diesen üblen Bestandteil des Leuchtgases bis jetzt nicht in
+befriedigender Weise beseitigen können.
+
+Eine Leuchtgasanalyse zeigt folgende Prozentgehalte der genannten Gase:
+
+  Wasserstoffgas          52,79 %
+  Sumpfgas                34,43 %
+  Kohlenoxydgas            7,19 %
+  Äthylen, Azetylen usw.   4,01 %
+  Kohlensäuregas           1,58 %
+                         --------
+                         100,00 %
+
+[Illustration: Abb. 24. Schematische Darstellung der
+Leuchtgas-Fabrikation. a = Ofen, b = Kühler, c = Gaswäscher, d =
+Reiniger, f = Gasometer, g = Ableitung mit Brenner.]
+
+Im rohen, ungereinigten Leuchtgas sind noch einige Stoffe enthalten,
+welche seine Anwendung zum Brennen ganz unmöglich machen würden,
+nämlich +Schwefelwasserstoff+ und +Zyan+. Denn diese Stoffe sind
+nicht bloß sehr übelriechend und ungewöhnlich giftig, sondern das
+Schwefelwasserstoffgas wird auch beim Verbrennen nicht angenehmer, weil
+es sich in ein stechend riechendes, saures, die Metalle angreifendes
+Gas (schweflige Säure) verwandelt, welches noch obendrein die Farben
+der Kleider, Teppiche und Vorhänge ausbleicht. Deshalb muß das rohe
+Gas vor der Verwendung zum Brennen gereinigt werden. Dies geschieht,
+indem man das Rohgas über natürlichen Raseneisenstein leitet, der im
+wesentlichen aus der +Eisenbase+ besteht. Dieser geht zum Teil (durch
+die Einwirkung des Schwefelwasserstoffes) in +Schwefeleisen+, zum
+Teil (durch die Einwirkung der Zyanverbindungen) in +Berlinerblau+
+über. Wenn die Gasreinigungsmasse nach einiger Zeit unwirksam geworden
+ist, so breitet man sie an der Luft aus und schaufelt sie öfters
+um. Dadurch nimmt das Schwefeleisen, in welches sich die Hauptmenge
+der Reinigungsmasse verwandelt hatte, Sauerstoff auf und geht in
+schwefelsaures Eisen über, welches wieder von neuem als Reinigungsmasse
+verwendbar ist. Dies nennt man die +Regenerierung+ (Wiederherstellung)
+der Reinigungsmasse. Schließlich, wenn die Masse nach mehrfacher
+Regenerierung ziemlich erschöpft ist, ist sie erst recht wertvoll
+geworden durch ihren Gehalt an Berlinerblau, der nicht selten bis 10 %
+der Masse beträgt. Dieser wertvolle, aber noch unreine Bestandteil
+wird nun durch Kochen mit Kalkmilch usw. in +gelbes Blutlaugensalz+
+(Ferrozyankalium) umgewandelt, woraus man wieder einerseits
+(durch Vermischen mit Eisenchloridlösung) das reine Berlinerblau,
+andrerseits (durch Schmelzen) das wichtige +Zyankalium+ gewinnt.
+Zyankalium und Zyannatrium werden in ungeheuren Mengen als goldlösende
+Auslaugungsmittel für goldführende Gesteine in Südafrika verbraucht,
+ferner in der Herstellung galvanischer Metallüberzüge (Vernickeln,
+Versilbern, Vergolden) zum Zusammensetzen der Bäder. So liefert in der
+chemischen Technologie ein Gebiet Hilfsstoffe für ein anderes.
+
+Auf diese Weise erhält man schließlich das technisch „reine“ Leuchtgas.
+Es wird bekanntlich in großen, schmiedeeisernen Gasometern aufgefangen
+und durch deren Gewicht in das Rohrleitungsnetz gepreßt. Dabei ergeben
+sich aus dem Gesetz der Druckverteilung höchst eigentümliche Folgen.
+Man sollte nämlich erwarten, daß die ungeheuer schwere Gasometerglocke,
+deren Gewicht bei großstädtischen Anlagen in die Hunderttausende
+von Zentnern geht, das Gas mit viel zu hohem Druck in die
+Verbraucherleitungen preßte. Das gerade Gegenteil ist der Fall. Gerade
+die größten Leitungsnetze haben den geringsten Gasdruck aufzuweisen.
+Dies erklärt sich daraus, daß der Leitungsdruck und der Druck der
+Gasometerglocke zueinander im Verhältnis der Flächen stehen, auf welche
+sie wirken. Hat die Leitung einen Querschnitt von 1 Quadratzentimeter,
+die Gasometerglocke aber eine Innenfläche von 1 Quadratmeter = 10000
+Quadratzentimeter, so entströmt das Gas aus der Leitung mit einem
+Druck, welcher den zehntausendsten Teil vom Gewicht der Gasometerglocke
+beträgt. Nun haben aber die Gasometerglocken eine ganz andere
+Innenfläche als 1 Quadratmeter, nämlich den tausendfachen Betrag oder
+noch mehr. Infolgedessen müssen diese Glocken ein gewaltiges Gewicht
+haben, um das Gas in die Verbraucherleitung mit einem solchen Druck
+pressen zu können, wie er für Brennzwecke erforderlich ist (6–12 ~cm~
+Wasserhöhe).
+
+[Illustration: Abb. 25. Gasometer im Durchschnitt.]
+
+[Illustration: Abb. 26. Eine Kerzenflamme.]
+
+[Illustration: Abb. 27. Alter Schwalbenschwanzbrenner für Leuchtgas.]
+
+Die Anwendung des Leuchtgases hat eine außerordentlich interessante
+Geschichte. Zunächst brannte man es unmittelbar und offen als
+Lichtquelle und trieb so eine ungeheure Verschwendung, denn die
+Leuchtkraft einer einfachen Gasflamme ist recht gering, weil der
+Hauptbestandteil des Leuchtgases, der Wasserstoff, fast nichtleuchtend
+verbrennt. Denn das +Leuchten+ der Flamme kommt fast stets dadurch
+zustande, daß darin irgendwelche feine Staubteilchen -- meistens
+sind es Kohlenteilchen -- zur Glut erhitzt werden. Daher können nur
+solche Gase mit helleuchtender Flamme verbrennen, welche sich in der
+Hitze unter Rußbildung, also unter Abscheidung von Kohlenstäubchen,
+zersetzen. Solche Gase sind die sogenannten Kohlenwasserstoffe,
+also Verbindungen von Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie zerfallen
+in der Glühhitze ihrer eigenen Flamme in ihre beiden Elemente, von
+welchen der Wasserstoff mit sehr heißer, aber nichtleuchtender Flamme
+verbrennt, während die abgeschiedenen Rußteilchen zunächst durch das
+Wasserstoffgas vor dem Verbrennen geschützt werden; dies hindert
+aber nicht, daß sie durch die Hitze der Wasserstofflamme in hohe
+Glut versetzt werden und dadurch diese Flamme leuchtend machen. Dann
+aber kommen auch diese Teilchen am Rand der Flamme mit der Außenluft
+in Berührung und verbrennen dadurch zu Kohlensäuregas, werden also
+nichtleuchtend. Diese Vorgänge kann man in jeder leuchtenden Flamme,
+z. B. in der Kerzenflamme (Abb. 26) und der Leuchtgasflamme alten
+Stils (Abb. 27) gut erkennen. Man sieht zunächst dem Docht bzw. der
+Gasausströmungsöffnung einen nichtleuchtenden Kern unverbrannten
+„+kalten+“ (d. h. noch nicht glühenden) Gases. Dieser Kern ist umgeben
+von der leuchtenden Zone der abgeschiedenen, glühenden Kohleteilchen,
+und diese wieder ist von einer nichtleuchtenden, sehr heißen Zone
+der verbrennenden Rußteilchen umgeben. Es ist demnach klar, daß die
+Leuchtkraft einer Flamme davon abhängt, wieviel Kohlenstoffteilchen
+in ihr abgeschieden und zum Glühen gebracht werden. Diese Frage ist
+aber innig verknüpft mit dem Gehalt des Gases an „schweren“, d. i.
+kohlenstoffreichen Kohlenwasserstoffverbindungen. Sobald man sich
+darüber im klaren war, nämlich um die Mitte des 19. Jahrhunderts,
+begann man die Leuchtkraft des Gases planmäßig zu erhöhen, indem
+man ihm „schwere“ Kohlenwasserstoffe beimengte. Solche sind z. B.
+das Azetylengas und der Benzoldampf. Diesen Vorgang nannte man das
++Karburieren+ des Leuchtgases (~carbo~ = die Kohle). Die Abbildungen
+28 und 29 zeigen, wie man Wasserstoff darstellen und durch Überleiten
+über benzolgetränkte Watte karburieren kann. -- Als nun seit dem
+letzten Viertel des 19. Jahrhunderts die elektrische Bogenlampe und
+die Kohlenfadenglühlampe dem Gaslicht energische Konkurrenz machten,
+bekamen es die Gastechniker mit der Angst zu tun und erfanden in der
+Not die +Regenerativlampen+. Bei diesen wird die Leuchtkraft dadurch
+erheblich gesteigert, daß sowohl das Gas als die Verbrennungsluft
+vor ihrem Zusammentreffen durch die eigene Flammenhitze kräftig
+vorgewärmt werden. Aber gegenüber der bequemen, billigen und die
+Luft nicht verderbenden Glühlampe konnten auch die Siemensschen
+Regenerativbrenner nicht standhalten, und es schien fast, als ob der
+Gasbeleuchtung das Todesurteil gesprochen wäre. Der Gasverbrauch ging
+in allen Städten gewaltig zurück. Da machte ein genialer Chemiker, Auer
+von Welsbach in Wien, gerade rechtzeitig eine gewaltige Erfindung:
+das Gasglühlicht. Er holte sozusagen aus den leuchtenden Flammen das
+leuchtende Prinzip heraus, das glühende Kohlenstoffteilchen, fand es
+für seinen Zweck (Wärme in Licht umzuwandeln) ganz unzulänglich und
+ersetzte es daher durch eine viel wirksamere Substanz in einer viel
+wirksameren Anordnung: durch die seltenen Erdmetalloxyde in der Form
+des Glühstrumpfes. Seitdem, besonders auch seit der Erfindung des
+Hängeglühlichts, ist die Gasbeleuchtung unbestritten die billigste
+Beleuchtungsart der Gegenwart, mit welcher das elektrische Licht trotz
+Metallfadenlampen, trotz Halbwattlampen und Intensivflammenbogenlampen
+nicht mehr voll konkurrieren kann. Dies ergibt sich aus der
+folgenden Tabelle, welche wir dem Werkchen von H. +Lux+ „Das moderne
+Beleuchtungswesen“ (Leipzig 1914) entnehmen:
+
+[Illustration: Abb. 28. Aus Zinkblechschnitzeln und verdünnter
+Salzsäure entwickelt sich Wasserstoff, der mit nichtleuchtender Flamme
+brennt.]
+
+[Illustration: Abb. 29. Das Wasserstoffgas wird mit Benzol karburiert
+und leuchtet nun sehr hell beim Brennen.]
+
+
+Kosten einer Zimmerbeleuchtung von 200-Kerzenstärken-Helligkeit.
+
+  ---------------------+----------------+----------------
+                       |    Zahl der    | Betriebskosten
+       Lampenart       | erforderlichen |       für
+                       |     Lampen     |   10 Stunden
+  ---------------------+----------------+----------------
+  Petroleum            |       10       |     1,75 M.
+  Spiritusglühlicht    |        6       |     3,00 „
+  Gasglühlicht:        |                |
+    1. stehend         |        3       |     0,53 „
+    2. hängend         |        3       |     0,46 „
+  Kohlenfadenglühlampe |       10       |     3,20 „
+  Osramlampe           |        5       |     1,17 „
+
+[Illustration: Abb. 30. Normaler Auerbrenner (nach Lux).]
+
+Dieser Sieg des Gases auf dem Gebiet des Beleuchtungswesens wurde noch
+verstärkt durch seine Verwendbarkeit für Kochzwecke. Fällt es doch in
+der Großstadt heutzutage keiner Frau mehr ein, Feuer auf dem Herd zu
+machen! Denn überall hat sich der außerordentlich bequeme, reinliche
+und billige +Gasherd+ eingebürgert. --
+
+[Illustration: Abb. 31. Prinzip des Gasherds]
+
+Bei der Herstellung des Gases entstehen auch +flüssige+ Nebenprodukte,
+nämlich +Teer+ und +Gaswasser+ und +Koks+. Über die Mengenverhältnisse
+gibt folgende Tabelle Aufschluß:
+
+100 ~kg~ englische (Derbyshire-Silkstone-)Kohle liefern nach +Fischer+
+(Chem. Technologie, Leipzig 1900) bei 800 ° Destillationstemperatur:
+
+  Koks        65     kg
+  Teer         7⅓    „
+  Gaswasser   10     „
+  Leuchtgas   21    cbm
+
+Das wichtigste dieser Nebenprodukte ist der +Teer+, von dem auf diese
+Weise in Europa jährlich etwa 40 Millionen Zentner gewonnen werden
+(davon in Deutschland 10, in England 20 Millionen). Er bildet eine
+tiefschwarze, glänzende Flüssigkeit von einer etwas dickflüssigen
+Beschaffenheit, der man wirklich nicht ansieht, welche ungeheuren
+Werte in ihr enthalten und aus ihr gewonnen werden. Um nur einige
+seiner wichtigsten Bestandteile anzuführen, seien genannt: +Benzol+,
++Toluol+, +Naphthalin+, +Karbolsäure+ (Phenol), +Anthrazen+, +Kreosole+
+(Karbolineum), +Pyridin+; aber was bedeuten diese fremdklingenden
+Namen dem, der nicht Chemiker ist! Aber auch er wird aufhorchen, wenn
+ich ihm erzähle, daß fast alle die prachtvollen Farbstoffe, womit
+unsere Kleider und Stoffe und Papiere gefärbt sind, aus dem Teer
+gewonnen werden. Aber auch +Schwerbenzin+, +Pech+, +Asphalt+ und
++schwarzer Eisenlack+ werden aus Bestandteilen des Teers gewonnen. Die
+Scheidekunst, mittels deren der Teer in seine wichtigsten Bestandteile
+zerlegt wird, ist im Grund ein sehr einfaches Verfahren, das uns
+schon aus der Spiritusindustrie bekannt ist: die +Destillation+. Der
+Teer wird in riesigen eisernen Kesseln zum Kochen erhitzt, die Dämpfe
+werden in gekühlten Rohrschlangen verdichtet. So erhält man (nach
++Lunge+) hauptsächlich drei Destillate: den „+Vorlauf+“ (das, was
+aus der Kühlschlange zuerst abläuft, also am leichtesten verdampfbar
+ist), dann das „+Leichtöl+“, und schließlich das „+Schweröl+“. Was im
+Teerkessel zurückbleibt, ist +Pech+ und wird zu Asphalt und Eisenlack
+verarbeitet. Aus dem Vorlauf und Leichtöl gewinnt man durch wiederholte
+Destillation die Flüssigkeiten +Benzol+ und +Toluol+, woraus viele der
+obengenannten Teerfarbstoffe hergestellt werden. Das Schweröl enthält
+dagegen mehr +Naphthalin+ und +Kreosole+. Diese vier Stoffe sind die
+Muttersubstanzen nicht bloß für die Farbstoffindustrie, sondern auch
+für die Gewinnung zahlloser Arzneimittel, mit welchen Deutschland die
+ganze Welt versorgt hat. Außer den bekannten Desinfektionsmitteln
++Karbolsäure+, +Lysol+ und +Salizylsäure+ seien hier nur noch die
+technisch wichtigen Teerabkömmlinge +Kumaronharz+ und +Solventnaphtha+
+erwähnt. Das Kumaronharz, ein Bestandteil des Teerpechs, ist zwar kein
+echtes Harz, hat aber so harzartige Eigenschaften, daß es jetzt während
+des Weltkrieges die in Deutschland knapp gewordenen Harzvorräte für die
++Seifensiederei+ und +Papierleimung+ strecken hilft. Das Solventnaphtha
+ist eine benzolartige Flüssigkeit von bedeutender Lösungsfähigkeit für
+Harze, Fette und andere Stoffe (~solvere~ = auflösen).
+
+Nicht so reich an verschiedenen Stoffen, wie der Teer, aber
+dennoch sehr wichtig und wertvoll ist das +Gaswasser+ der
+Steinkohlengasdestillation. Denn dieses Gaswasser enthält und liefert
+fast alles +Ammoniak+, welches für die Industrie und Landwirtschaft von
+größter Wichtigkeit ist. Man destilliert zu diesem Zweck das Gaswasser
+mit Kalkbrei und erhält so das Ammoniak als Gas von dem bekannten
+stechend scharfen Geruch, wie er in Pferde- und Kuhställen herrscht,
+in welchen sich Ammoniak durch Zersetzung des Harns bildet. Das
+Ammoniakgas wird entweder durch Druck zu einer Flüssigkeit verdichtet
+oder in Wasser, welches es sehr begierig aufnimmt, gelöst. Es wird zur
+Herstellung zahlloser chemischer Präparate und wichtiger Sprengstoffe
+(Roburit usw.) benutzt. In der Landwirtschaft bildet das schwefelsaure
+Ammoniak eines der wirkungsvollsten Kunstdüngemittel, dessen Bedeutung
+von Jahr zu Jahr wächst. --
+
+Alle bisher genannten Nebenprodukte der Leuchtgasgewinnung bezogen
+sich auf beste +Steinkohle+ als Ausgangsstoff. Wendet man aber an
+ihrer Statt +Braunkohle+, Torf oder Holz an, so erhält man wohl
+ebenfalls die Nebenprodukte Teer und Gaswasser, aber doch von
+wesentlich anderer Zusammensetzung. Namentlich in Sachsen wird eine
+besondere Braunkohle, die sogenannte Schwelkohle, auf Teer und Koks
+verarbeitet („geschwelt“). Das entwickelte Gas dient teils zum Heizen
+der Schwelretorten, teils zum Betrieb großer Gaskraftmaschinen. Das
+Gaswasser ist in der Regel wertlos. Aber um so wertvoller ist der
+geschwelte Teer, denn er ist die Muttersubstanz des +Paraffins+ und
+wertvoller „Mineral“öle, die als +Schmieröle+ für Maschinen, zum Teil
+auch als +Leuchtöle+ für Lampen („Solaröl“) und als +Benzin+ Verwendung
+finden. Man gewinnt sie aus dem Schwelteer durch Destillation unter
+vermindertem Luftdruck und durch Reinigen mittels konzentrierter
+Schwefelsäure. Diese zerstört nämlich alle Unreinigkeiten und
+verwandelt sie durch Wasserentziehung in Kohle, während sie das
+Paraffin, Schmieröl, Petroleum und Benzin ganz unverändert läßt.
+Nebenbei gesagt, kommt von diesem Verhalten der Name Paraffin:
+„~parum affinis~“ heißt im Lateinischen soviel wie „wenig geneigt
+zu (chemischen) Verbindungen“. Aus dem Paraffin werden dann die
+bekannten durchscheinenden Kerzen gegossen. Wer sieht ihnen an, daß
+sie einst einen Bestandteil der ordinären Braunkohle bildeten? -- Die
+Öle, Solaröl und Benzin, sind etwas anders zusammengesetzt als die
+eigentlichen Petroleum- und Benzinarten, welche aus dem Rohpetroleum
+gewonnen werden; wegen ihrer Neigung zur Rußbildung eignen sie sich
+nicht so gut wie diese zum Brennen, wohl aber zu chemischen Zwecken als
+Auflösungsmittel für Harze und Fette.
+
+Was bei der Schwelerei der Braunkohle in den Retorten zurückbleibt,
+wird mit Wasser abgelöscht und bildet nun eine eigentümliche Art von
+Koks, den sogenannten „+Grudekoks+“. Er ist zwar im Vergleich mit
+Steinkohlenkoks minderwertig, hat aber doch gegenüber der Braunkohle
+alle Vorteile des Koks, von welchen wir bald noch sprechen werden.
+
+[Illustration: Abb. 32. Kohlenmeiler.]
+
+Wieder anders und eigenartig verläuft die Schwelerei, die trockene
+Destillation, beim +Holz+. Sie wird hauptsächlich des Rückstandes, der
+wertvollen +Holzkohle+ wegen, vorgenommen, und jahrhundertelang hat
+man den Prozeß in der +Meiler+verkohlung so roh betrieben, daß die
+flüssigen und gasförmigen Nebenprodukte überhaupt nicht aufgefangen
+wurden, sondern in die Luft verdampften. Mit dem Teer, der in der
+Braunkohlendestillation so wertvoll ist, weiß man in der Holzschwelerei
+auch heute noch nicht viel anzufangen; man verbrennt ihn, um ihn los
+zu werden. Anders ist es aber mit dem +Gaswasser+. Es ist eine der
+wichtigsten Quellen für die +Essig+gewinnung, denn es enthält, neben
+1 % Methylalkohol („Holzgeist“), etwa 10 % Essigsäure. Der Speiseessig
+besteht aus einer dreiprozentigen Lösung der Essigsäure. Man darf aber
+nun beileibe nicht glauben, daß man das Gaswasser der Holzschwelerei
+nur dreifach zu verdünnen brauchte, um es als Essig dem Salat zusetzen
+zu können. Das gäbe einen üblen Salat, denn dieses Gaswasser ist durch
+dunkelbraune, abscheulich stinkende Holzteerbestandteile verunreinigt
+und mit einem Geruch behaftet, den man so leicht nicht wieder vergessen
+wird, wenn man einmal nähere Bekanntschaft mit ihm gemacht hat. Aber
+der Chemiker weiß sich zu helfen. Umdestillieren würde nichts nützen,
+denn da würden neben Essigsäure und Wasser auch diese stinkenden
+Stoffe mit überdestillieren. Also muß man versuchen, sie auf eine
+andere Weise zu trennen. Man setzt Kalkbrei (die billigste Base)
+hinzu und verwandelt dadurch die Essigsäure in ihr festes Kalksalz,
+welches mäßiges Erhitzen verträgt und in ziemlich reinem Zustand
+zurückbleibt, wenn man die anderen Bestandteile abdestilliert. Diese
+Salzform der Essigsäure bietet auch den Vorteil, daß man sie durch
+Umkristallisieren (vgl. das 6. Kapitel!) reinigen kann. Um daraus
+wieder Essigsäure, und zwar in ganz reiner Beschaffenheit, zu erhalten,
+braucht man den essigsauren Kalk nur mit verdünnter Schwefelsäure zu
+destillieren. Die „Essigessenz“ des Handels wird häufig so dargestellt,
+ist also ein Produkt der Holzschwelerei. Ihr fehlen natürlich die
+aromatischen Stoffe, welche der „natürliche“ Essig enthält, den man
+durch saure Gärung alkoholischer Flüssigkeiten gewinnt. Solcher Essig
+ist aber teurer, und zwar nicht bloß wegen der teureren Ausgangsstoffe,
+sondern auch deshalb, weil Gärungsessig in der Regel nicht mehr als
+4–5 % Essigsäure enthält (ein höherer Gehalt wirkt lähmend auf den
+Erreger der Essiggärung). Wenn man also im Handel Essigessenz mit 30 %
+Essigsäure gekauft hat, so kann man sicher sein, daß sie aus Holz
+gemacht ist.
+
+                 *       *       *       *       *
+
+Wir müssen nun unsere Aufmerksamkeit auch den Rückständen der
+Leuchtgasgewinnung schenken, dem +Koks+. Koks und Steinkohle zeigen
+gegeneinander sehr wichtige Unterschiede. Beide sind ungemein wichtige
+Brennstoffe, beide in ihrer Art unersetzlich, von beiden kann keiner
+den anderen vertreten. +Die Steinkohle brennt mit Flamme, der Koks
+glüht nur.+ Aus diesem Grunde kann der Koks seine wirksamste Hitze nur
+unmittelbar da entwickeln, wo er liegt. Die Flammen der brennenden
+Steinkohle dagegen tragen ihre Hitze so weit, als sie reichen. Sie
+umspülen die Bratröhre und das Wasserschiff des Herdes, und sie tragen
+ihre Wärme auch zu denjenigen Kochstellen der Herdplatte, welche vom
+Rost weit entfernt sind. Ganz unentbehrlich sind die Steinkohlen
+wegen ihrer Flammenbildung für die großen Muffel- und Tiegelöfen der
+keramischen und der chemischen Industrie; denn diese Öfen heizen
+sehr große Räume mit Feuerungen, welche verhältnismäßig sehr klein
+sind. Dies ist also ein großer Vorteil der Steinkohlen vor dem Koks.
+Aber diesem Vorteil stehen bedeutende Nachteile gegenüber: Die
+Steinkohle +erweicht+ in der Wärme teigartig und bildet infolgedessen
+auf dem Rost dicke und große Klumpen. Diese breiigen Klumpen können
+natürlich nur an ihrer Außenseite brennen, weil das Innere für die
+Verbrennungsluft unzugänglich ist. Deshalb ist das Schüren großer
+Feuerungen mit Steinkohle nicht so ganz einfach und erfordert Übung
+und Sachkenntnis vom Heizer. Im Gegensatz zum Koks erzeugt die
+Steinkohle da, wo sie brennt, also auf dem Rost, zunächst am wenigsten
+Hitze, weil die verdampfenden Teerbestandteile einen großen Teil der
+Wärme zur Vergasung beanspruchen. Erst wenn die Kohle ihre flüchtigen
+Bestandteile verloren hat und ganz verkokt ist, gibt sie auch auf dem
+Rost eine große Hitze.
+
+[Illustration: Abb. 33. Durchschnitt durch einen Koksvergaser.]
+
+Die Steinkohle neigt dazu, in der Hitze zu zerspringen; sie zerfällt
+in Blätter und Staub, welche der Verbrennungsluft den Durchgang
+erschweren und welche das Erweichen und Zusammenbacken zu großen
+Kuchen begünstigen. Man erzielt daher mit groben und staubfreien
+Steinkohlenbrocken viel bessere Ergebnisse als mit kleinstückiger
+Ware; Staub und Grus von Steinkohle ist überhaupt wertlos, weil er
+in der Hitze sofort zu unverbrennlichen Kuchen zusammenbackt. Aber
+auch grobe Stücke können nur auf flachen Herden mit weit getrennten
+Roststäben verbrannt werden, nicht aber in Füllöfen. Beschickt man
+einen Füllofen mit Steinkohle, so geht das Feuer nach einiger Zeit ganz
+aus, weil sich der enge Schacht des Füllofens durch einen teerigen
+Kuchen verstopft, der keine Verbrennungsluft hindurchläßt. Für solche
+Ofenarten ist das beste Brennmaterial +Koks+. Infolge seiner lockeren
+Beschaffenheit, und weil er alle teerigen Bestandteile bereits verloren
+hat, gestattet er der Luft ungehinderten Durchgang und brennt daher
+am besten in dicker, hoher Aufschüttung, wie z. B. in den bekannten
+Füllöfen für Zimmerheizung. Auf flachen Herden Koks zu schüren, ist
+nicht ratsam, weil dieses Brennmaterial bei guten Zugverhältnissen
+unmittelbar auf dem Rost eine so gewaltige Hitze liefert, daß der
+Schlackenrückstand mit den Roststäben verschmilzt. Der Rost wird
+dadurch sehr schnell unbrauchbar. Aus diesem Grund ist es unmöglich,
+große technische Ofenanlagen, welche für Steinkohlen eingerichtet
+sind, mit Koks zu heizen. Nun sprechen aber viele Umstände dagegen,
+die Steinkohle als solche zum Heizen zu verwenden. Denn wir haben oben
+gesehen, welch ungeheure Mengen wertvoller Stoffe da mitverbrannt
+werden, die wir als Farben, Arzneimittel und Rohstoffe der chemischen
+Industrie wirklich nützlicher anwenden können. Dazu kommt der Umstand,
+daß wir mit unseren Kohlen keine Verschwendung treiben dürfen, weil die
+Kohlenlager der Erde recht deutlich ihrer Erschöpfung entgegengehen.
+Denn selbst wenn unsere Industrie nicht von Jahr zu Jahr mehr Kohlen
+verbrauchte, so würden doch die deutschen Kohlen in 700–800 Jahren
+(die sächsischen schon in 100), die englischen in 600–700 Jahren
+zu Ende gehen. Also handelt es sich für uns darum, die vorhandenen
+Kohlenmengen so wirtschaftlich als möglich auszunützen. Dies geschieht
+erfahrungsgemäß am besten dadurch, daß man sie in Gas, Teer und Koks
+zerlegt und auch den Koks zum Teil wieder in Gasform umwandelt. Denn
+Gas ist und bleibt der idealste aller Brennstoffe, weil er rauch-, ruß-
+und aschenfrei verbrannt werden kann. Die Zerlegung der Kohle in Gas,
+Teerprodukte und Koks ist also schon eine Art Veredlungsprozeß, der
+durch die Vergasung des Koks vollends beendet wird. Diese Vergasung
+des Koks erfolgt in den sogenannten +Generatoren+ dadurch, daß man
+einen Turm voll Koks am unteren Ende entzündet und nun von unten nach
+oben Luft durchbläst, während gleichzeitig von oben Wasser auf den
+Koks tropft. Am oberen Ende entweicht dann aus dem Turm ein Strom
+brennbaren Gases. Dieses Gas, Generatorgas genannt, besteht allerdings
+zum Teil aus dem unverbrennlichen und daher wertlosen Stickstoff der
+eingeblasenen Luft; außerdem enthält es aber die brennbaren Gase
++Wasserstoff+ und +Kohlenoxyd+. Die chemischen Vorgänge, welche dabei
+stattfinden, sind folgende: Zunächst bildet sich über dem Rost (Abb.
+33), da, wo die Gebläseluft auf den glühenden Koks einwirkt, das
+wertlose Kohlensäuregas als Verbrennungsprodukt der Kohle. Dieses
+Kohlensäuregas besteht aus einer Verbindung von einem Atom Kohlenstoff
+mit zwei Atomen Sauerstoff. Sobald aber etwa die untere Hälfte des
+Generatorinhalts in Glut geraten ist, muß das gebildete Kohlensäuregas
+über glühenden Koks streichen. Dabei nimmt es noch ein Atom Kohlenstoff
+auf und verwandelt sich in brennbares Kohlenoxydgas. In der untersten
+Zone, dicht über dem Rost, wo helle Weißglut herrscht, findet außer der
+Bildung des Kohlensäuregases noch ein zweiter Vorgang statt, nämlich
+die Zerlegung des von oben zugeführten Wassers durch die glühende Kohle
+in Wasserstoffgas und Kohlenoxyd. Denn der Sauerstoff des Wassers
+verbindet sich mit der glühenden Kohle zu Kohlenoxyd. Die Zerlegung des
+Wassers ist ein +endothermischer+ Vorgang, also ein Prozeß, bei welchem
+Wärme verbraucht wird. Bläst man z. B. Wasserdampf über glühenden Koks,
+so verschwindet die Glut sehr schnell, und die Kohlen werden schwarz.
+Das dabei entstehende Gasgemisch von Wasserstoff und Kohlenoxyd wäre
+von höchstem Brennwert, weil es gar keine unverbrennlichen Bestandteile
+(Luftstickstoff) enthält; aber da sich bei seiner Bildung die Glut
+schnell abkühlt, kann man dieses reine „Wassergas“ technisch leider
+nur portionenweise und in geringen Mengen gewinnen. Dann muß man den
+Wasserdampfstrom abstellen und Luft einblasen, um die erkaltenden
+Kohlen wieder in Weißglut zu bringen, bevor man von neuem Wasserdampf
+darauf wirken läßt. Bei unserem oben beschriebenen Generator für
+„Mischgas“ ist dies aber nicht notwendig, weil die weißglühenden Kohlen
+nicht mit Wasser allein, sondern zugleich mit Luft in Berührung kommen.
+Da muß nur die Wasserzuführung so geregelt und eingestellt werden, daß
+durch die Zerlegung des Wassers nicht ganz so viel Wärme verbraucht
+wird, als durch die Einwirkung der Luft auf den Koks gebildet wird.
+
+So erhält man aus einem Kilogramm gewöhnlichem Koks 1,13 Kubikmeter
+Wassergas und 3,13 Kubikmeter Generatorgas, welche zusammen (als
+Mischgas) 84 % der Verbrennungswärme des Koks in sich tragen. 16 %
+der Heizkraft des Koks gehen also bei seiner Vergasung verloren.
+Dieser Verlust ist aber praktisch deshalb bedeutungslos, weil beim
+direkten Verfeuern von Koks in den Öfen meistens viel mehr als 16 %
+von seinem Brennwert verloren gehen, während Gasfeuerungen mit
+außerordentlicher Sparsamkeit und fast ohne alle Verluste arbeiten.
+Rechnet man dazu noch die anderen, wiederholt genannten Vorteile
+der Gasfeuerungen, so versteht man leicht die immer ausgebreitetere
+Verwendung von Vergasungsapparaten in der Technik. Auch muß man
+bedenken, daß 1 Kilogramm guter Kohle gegen 0,3 Kubikmeter Leuchtgas
+liefert und sich durch den Wert dieses Gases und der Teerprodukte
+allein schon besser bezahlt macht, als wenn man es direkt verfeuert.
+Die Verkokung der Kohle und die Vergasung des Koks bilden also zusammen
+einen Veredelungsprozeß, der für unsere Zukunft von der größten
+Bedeutung sein wird. Hat man doch schon allen Ernstes daran gedacht,
+die Kohlen in Zukunft gleich an den Gruben so zu vergasen und, statt
+die Kohlen auf Eisenbahnzügen durch das Land zu schicken, gewaltige
+Gasleitungen für Kraft- und Leuchtgas zu erbauen und die Städte von
+den Kohlengruben aus mit Gas zu versorgen. Denn die Transportkosten
+verteuern die Kohlen durchschnittlich so, daß sie im Lande mehr als
+doppelt so viel kosten als an der Förderstelle. Deutschland verbraucht
++täglich+ für etwa 2¼ Millionen Mark Kohlen, welche an den Gruben,
+unmittelbar nach ihrer Förderung, erst etwa 1 Million Mark kosten. Aber
+zurzeit wogt noch ein unentschiedener Streit zwischen den Fachleuten,
+ob derartige riesengroße Vergasungsanlagen nebst den dazu gehörigen
+Leitungen nicht durch ihre Amortisation die Kosten des Gases um soviel
+verteuern, daß der Unternehmer gegenüber der direkten Verfeuerung
+keinen wesentlichen Gewinn hätte. Aber selbst in diesem Falle würde die
+Zentralisation der Vergasung doch den Vorteil bieten, daß mit unseren
+Kohlenvorräten sparsamer umgegangen würde. Denn gegenwärtig gehen noch
+unverantwortlich große Brennstoffmengen als Rauch und Ruß in die Luft.
+
+Die gasförmige Gestalt eines Brennstoffes hat noch einen anderen
+Vorzug: man kann damit Explosionsmotoren treiben. Wir haben schon
+früher auf die Bedeutung der +Hochofengichtgase+ hingewiesen, welche so
+lange unbenutzt in die Luft entwichen sind und jetzt zum Betrieb von
+Riesengasmotoren dienen. Die Erfindung dieser Motoren für Gasmischungen
+von sehr geringem Brennwert gründet sich auf den Gedanken, daß sich der
+Brennwert solcher Mischungen unter Druck, also in verdichtetem Zustand,
+erhöht. Man kann z. B. zeigen, daß eine sehr luftreiche Mischung von
+Leuchtgas und Luft, welche im gewöhnlichen (nicht zusammengepreßten)
+Zustande nicht mehr explosiv ist, beim Zusammenpressen auf ⅓ oder
+¼ ihres Raumes die Fähigkeit erlangt, beim Anzünden heftig zu
+explodieren. Die weitere Entwicklung dieser Riesengasmotoren wird
+vielleicht auf die Lösung eines anderen Problems Einfluß gewinnen,
+welche zur Streckung unserer Kohlenvorräte beitragen könnte: die
+Ausnützung des +Torfs+ unserer Moore.
+
+
+2. Das Erdöl.
+
+Im Mittelalter wurden als Brennstoffe allein Holz und Holzkohlen
+benutzt; um die Mitte des 18. Jahrhunderts fing man an, die Steinkohlen
+zu benutzen; aber erst tief im 19. Jahrhundert wurde man auf das Erdöl
+aufmerksam. Noch 1843 kostete in +Pittsburg+ der Liter Erdöl 1 Mark,
+und erst in den Jahren 1859–61 wurden dort so viele Ölbrunnen erbohrt,
+daß die Produktion in Pennsylvanien allein auf 2 Millionen Fässer
+anschwoll, so daß das Faß zu 160 Liter Inhalt an Ort und Stelle nur
+noch 10 Cents kostete! Freilich hatte man schon vorher, um 1850 herum,
+in Deutschland und Österreich viel Lampenöl durch Braunkohlen- und
+Teerschwelerei gewonnen und hatte bereits geeignete Lampen erfunden, um
+diese Öle darin zu brennen: es waren die Schnittbrennerlampen, die man
+noch heute in ländlichen Haushaltungen antrifft, die Vorläufer unserer
+modernen (und doch schon wieder unmodernen) Petroleumlampen. Jetzt
+beträgt die gesamte Erdölgewinnung in den Vereinigten Staaten etwa 170
+Millionen Zentner, im Kaukasus 140 Millionen, in Galizien 4 Millionen,
+in Rumänien 2 Millionen Zentner jährlich.
+
+[Illustration: Abb. 34. Alte Schnittbrennerlampe im Durchschnitt.]
+
+Die Erdölquellen haben die Eigentümlichkeit, nach einiger Zeit (z. B.
+3 Jahren) zu versiegen. Jedoch haben einige von ihnen trotzdem einen
+ungeheuren Ertrag gegeben. So lieferte die Mammutquelle von Baku
+anfangs pro Stunde nicht weniger als 100000 Zentner Röhöl, welches in
+einem über 60 Meter hohen Strahl aus dem Bohrloch sprang.
+
+Die Frage, wie so ungeheure Mengen Erdöl entstanden sein können, wird
+verschieden beantwortet. Die größte Wahrscheinlichkeit hat die Theorie
+von +Müller+ und +Engler+, welche im Rohpetroleum das umgewandelte
++Fett+ von Fischen, Schnecken und Muscheln erblickt. Denn nicht bloß
+ist es Engler gelungen, durch Erhitzen von Fischtran unter hohem Druck
+Rohpetroleum künstlich darzustellen, sondern es wurde auch beobachtet,
+daß die Petroleumquellen stets versteinerte Reste von solchen
+Meerestieren und salzhaltiges Wasser auswerfen.
+
+Das rohe Erdöl bildet eine dunkelbraune oder schwarze, etwas dickliche
+Flüssigkeit, für die man lange Zeit keine andere Verwendung hatte,
+als daß man damit durch Einreiben des Haarbodens die Läuse vertrieb.
+Als Lampenöl war es nicht bloß durch seine schmierige Beschaffenheit,
+sondern auch wegen seiner Feuergefährlichkeit unbrauchbar; Rohöl brennt
+in den Lampen flackernd und rußend, verschlackt den Docht sehr schnell
+und gibt zu häufigen und sehr gefährlichen Explosionen Anlaß. Ein
+schlechteres Füllungsmittel für Petroleumlampen könnte kaum künstlich
+zusammengestellt werden. Trotzdem ist gerade dieses rohe Erdöl seit
+einiger Zeit einer der allerwichtigsten Brennstoffe geworden: man
+betreibt damit die riesigen Explosionsmotoren der Kriegsschiffe. Das Öl
+wird in Gestalt eines feinen Nebels, mit Luft vermischt, im Zylinder
+zur Explosion gebracht, wodurch der Kolben herausgetrieben und das
+Schwungrad in Umdrehung versetzt wird. Allein, diese Anwendung des
+Rohöls ist doch eine rechte Vergeudung, vergleichbar dem Verheizen
+der Steinkohle. Denn wie aus dieser, so lassen sich auch aus dem
+Rohöl durch Destillation eine Menge der wichtigsten Stoffe gewinnen:
++Petroleumäther+, +Gasolin+, +Benzin+, +Lampenpetroleum+, +Ligroin+,
++Schmieröl+, +Vaseline+, +Paraffin+. Alle diese Stoffe bestehen nur
+aus Kohlenstoff und Wasserstoff, unterscheiden sich aber durch ihre
+Siedepunkte in der Weise, daß Petroleumäther am leichtesten siedet
+(zwischen 40 ° und 70 °), und daß der Siedepunkt in der angegebenen
+Reihenfolge immer höher steigt. Schon vom Lampenpetroleum ab muß die
+Destillation unter vermindertem Druck, also unter der Luftpumpe,
+vorgenommen werden, weil bei gewöhnlichem Druck Zersetzung eintritt.
+Wenn man Lampenpetroleum in einer gewöhnlichen Retorte mit Vorlage
+destillieren würde, wie wir es früher mit der Salpetersäure machten
+(Abb. 10), so würden wir aus einem Liter Lampenpetroleum vielleicht
+¾ Liter Destillat erhalten; der Rest würde sich zu einem Gemisch
+brennbarer Gase zersetzen. Pumpt man aber während der Destillation
+die Luft aus der Retorte und Vorlage, so wird die Ausbeute bedeutend
+größer. In noch höherem Grade gilt dies für die Destillation der feinen
+Maschinenöle, welche daher seit einiger Zeit unter der amerikanischen
+Bezeichnung „~Vacuum-Oil~“ in den Handel kommen.
+
+Die Reinigung oder „Raffinierung“ des Rohpetroleums geschieht jedoch
+nicht bloß durch Destillation, sondern außerdem noch durch eine
+chemische Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, mit Wasser,
+Soda und Natronlauge. Schüttelt man nämlich Rohöl andauernd mit
+konzentrierter, noch besser mit rauchender Schwefelsäure, so wird es
+allmählich wasserhell, während sich die Säure schwarz färbt. Dabei
+werden alle braunen Farbstoffe des Rohöls durch die Säure in harzige
+Massen verwandelt, welche dann ausgewaschen werden. Man macht diese
+Reinigung jedoch erst mit den Destillaten, um nicht zuviel Säure zu
+verbrauchen. Schließlich entfernt man den Säureüberschuß aus dem Öl
+durch Schütteln mit Natronlauge und diese durch Nachbehandlung mit
+Wasser. Immerhin können von dieser Reinigung Spuren der Säure im
+Petroleum und sogar im Maschinenöl verbleiben und bewirken, daß die
+damit geölten Maschinenteile später rosten. Mit +Petroleum+ geputztes
+Eisen rostet aus diesem Grund ganz bestimmt nach kurzer Zeit. Man muß
+daher das Petroleum von blanken Eisenteilen stets wieder durch Benzin
+abwaschen, bevor man als endgültigen Rostschutz feines, säurefreies
+Vakuumöl anwendet.
+
+Im allgemeinen kann man rechnen, daß man aus dem Rohöl etwa 5–7 %
+Gasolin und Benzin und etwa 40 % Lampenpetroleum gewinnt. Der Rest
+besteht aus den schweren, paraffinhaltigen Schmierölen und aus Asphalt.
+
+Das +Benzin+ benützt man bekanntlich als Betriebsstoff für Automobile,
+in zweiter Linie zum Auflösen von Fetten und Ölen in der chemischen
+Industrie und in der chemischen Wäscherei. Man könnte, wenn es nicht
+zu teuer wäre, auch die +Hände+ mit Benzin sehr sauber waschen; der
+Schmutz wird nämlich in der Wäsche und an den Händen hauptsächlich
+durch +Fett+ festgehalten und fällt wie Staub ab, sobald man das Fett
+durch Benzin auflöst.
+
+Das +Gasolin+ dient, wie sein Name andeutet, zur Erzeugung von Gas.
+Wenn man nämlich in eine leere Flasche ein wenig Gasolin bringt und
+dann die Flasche schüttelt, so entsteht nicht, wie man erwarten
+sollte, eine +explosive+ Mischung von Luft und Gasolindampf, sondern
+man kann das Gemisch ohne Sorge anzünden: es brennt ruhig, ohne zu
+explodieren, mit leuchtender Flamme, wie Gas. Dies hat seinen Grund
+darin, daß die Luft viel mehr Gasolindampf in sich aufnimmt, als sie
+durch ihren geringen Sauerstoffgehalt verbrennen kann. Das Gemisch
+verhält sich also beim Anzünden so, als ob es bloß Gasolindampf wäre.
+Die Luft spielt dabei nur die Rolle eines Trägers, eines Mittels,
+das das Gasolin zum Verdampfen zwingt. Die Abb. 35 verdeutlicht uns
+das Prinzip, auf welchem die +Gasolingas+- oder +Leuchtgas+-Apparate
+beruhen: ein Gefäß A ist zur Hälfte mit Gasolin gefüllt. Durch das Rohr
+a, welches bis auf den Boden des Gefäßes reicht, wird ein Luftstrom
+eingeblasen, der sich beim Durchgang durch das Gasolin ganz mit dem
+Dampf dieser Flüssigkeit sättigt. Er verläßt das Gefäß durch das Rohr
+b und kann am oberen Ende dieses Rohrs angezündet werden. Gasolingas
+ist nicht wesentlich teurer als Leuchtgas, hat aber den Vorzug, nicht
+giftig zu sein. Es eignet sich sehr gut zur Beleuchtung und als Kochgas
+für einzelne Villen usw., welche keinen Anschluß an Leuchtgas bekommen
+können. --
+
+[Illustration: Abb. 35. Ein einfacher Gaserzeugungsapparat (mit
+Gasolinfüllung).]
+
+Wichtige Dinge sind über das +Petroleum+ als Beleuchtungsmittel zu
+sagen. Petroleum, Benzin, Spiritus sind bekannt als brennbare und
+daher feuergefährliche Flüssigkeiten; aber brennbar und brennbar ist
+doch zweierlei, und es ist kein kleiner Triumph der Technik und der
+Gesetzgebung, daß sie dem Petroleum die Eigenschaft der Brennbarkeit
+belassen und ihm die der Feuergefährlichkeit in hohem Grade benommen
+haben. Dies ist eine Sache, die sich ganz gut mit Alfred +Nobels+
+Tat vergleichen läßt, der dem Nitroglyzerin durch die Erfindung des
+Dynamits seine Gefährlichkeit nahm, ohne seine Sprengkraft wesentlich
+einzuschränken. Mit dem Petroleum verhält es sich aber so: wenn man
+eine Kaffeetasse mit Petroleum füllt und ein brennendes Zündholz
+hineintaucht, so geht das Zündholz aus. Nimmt man aber Rohpetroleum
+oder Benzin oder guten Spiritus statt des Petroleums, so geht das
+Zündholz nicht aus, und der ganze Tasseninhalt brennt lichterloh.
+Die Ursache ist, daß diese verschiedenen Flüssigkeiten durch die
+Hitze recht verschieden schnell verdampft werden. Wenn nämlich eine
+Flüssigkeit brennen soll, muß immer zuerst die Dampfschicht entzündet
+werden, welche über der Flüssigkeit lagert. Flüssigkeiten, auf welchen
+bei gewöhnlicher Temperatur keine merkliche Dampfschicht lagert, können
+sich daher auch nicht entzünden, wenn man ein brennendes Zündholz
+in sie taucht. So ist es mit dem Lampenpetroleum. Dagegen verdampft
+Benzin schon bei gewöhnlicher Temperatur so stark, daß es stets mit
+einer Schicht brennbarer Dämpfe überlagert ist. Ein angenähertes
+Zündholz bringt diese Dämpfe, und mit ihnen die Flüssigkeit, sofort
+zum Brennen. Dasselbe tritt mit Mischungen von Petroleum und Benzin
+ein. Rohpetroleum ist eine solche Mischung. Aus dem Lampenpetroleum
+dagegen sind durch Destillation alle diejenigen Kohlenwasserstoffe
+entfernt, welche bei gewöhnlicher Temperatur brennbare Dämpfe bilden.
+Erhitzt man aber Lampenpetroleum auf, ich glaube 28 °, so entwickeln
+sich solche Dämpfe, und das Petroleum entzündet sich nun sofort auf
+der ganzen Fläche, wenn man ihm ein brennendes Zündholz nähert. Diese
+Dinge sind von großer Wichtigkeit für die Entscheidung der Frage, ob
+Petroleumlampen feuergefährlich sind. Solange das Petroleum nicht die
+Temperatur des „Entflammungspunktes“ (28 °) erreicht, kann das Feuer
+auch nicht vom Docht aus auf die Füllung des Behälters überspringen;
+die Lampe kann nicht explodieren, weil über dem Petroleum keine
+entzündliche Dampfschicht lagert. Der Entflammungspunkt ist nun in
+Deutschland gesetzlich so hoch gelegt, daß sich das Petroleum in
+richtig gebauten Lampen niemals bis zu ihm erwärmen kann. Wenn trotzdem
+noch manchmal Petroleumlampenexplosionen vorkommen, so sind daran
+ungünstige Nebenumstände schuld. Z. B. pflegen die Mechaniker, wenn
+sie Fahrradteile mit Petroleum geputzt haben, das Petroleum mit Benzin
+abzuspülen. Solches benzinhaltiges Petroleum wird dann manchmal aus
+Sparsamkeitsgründen noch in die Lampe gefüllt. Dies ist außerordentlich
+gefährlich und sollte unter keinen Umständen geduldet werden. Auch
+sollte man niemals Petroleumlampen auf den Ofen stellen.
+
+Unsere besondere Aufmerksamkeit verdient im Zusammenhang mit dem
+soeben Gesagten die Wirkung des +Lampendochts+. Diese Wirkung,
+das Aufsaugen des Petroleums, ist eine physikalische Erscheinung,
+welche zu den Haarröhrchenwirkungen gehört und auf den Gesetzen
+der Oberflächenspannung beruht. Wir haben diese an anderer Stelle
+ausführlich besprochen. Aber am Docht gibt es auch außerdem noch
+manches Merkwürdige. Ein neu eingezogener Docht kann länger als eine
+Stunde gebrannt werden, ohne daß er oben schwarz wird. Warum verkohlt
+er nicht? -- Warum verkohlt er später? -- Diese beiden Tatsachen
+scheinen einander zu widersprechen. Außerdem müssen wir uns auch
+darüber wundern, daß das Petroleum am Docht sofort durch ein Zündholz
+entflammt wird, während dasselbe Zündholz in einer Tasse voll Petroleum
+sich auslöscht.
+
+[Illustration: Abb. 36. Zur Erklärung der Saugwirkung des Dochtes. In
+den drei Glasröhren 1, 2, 3 steigt das Wasser um so höher, je enger sie
+sind.]
+
+[Illustration: Abb. 37. Ein Sandhäufchen inmitten eines Tellers voll
+Petroleum brennt mit hoher Flamme.]
+
+Zunächst wollen wir uns durch einen einfachen Versuch überzeugen,
+daß es gar nicht der Docht ist, welcher in der Lampe brennt, sondern
+allein das Petroleum in den Poren des Dochtes. Wir schütten zu diesem
+Zweck auf einen Teller ein Häufchen Sand, gießen rings um dasselbe
+in den Teller eine Schicht Petroleum, und zünden nun das Sandhäufchen
+an. So unglaublich das klingt, es geht: der Sand brennt ruhig, mit
+großer, schwelender Flamme. Natürlich brennt hier in Wirklichkeit der
+Sand so wenig, wie dort der Docht in der Petroleumlampe, sondern es
+ist allein das Petroleum, welches in beiden Fällen brennt. Der Docht
+braucht also gar nicht aus einem brennbaren Stoff zu sein, es ist
+sozusagen reiner Zufall, daß die Baumwolle neben der Saugkraft, die sie
+zum Docht geeignet macht, auch noch die Eigenschaft der Brennbarkeit
+hat. Es ist also nicht so, als ob das Petroleum nur deshalb am Docht
+leichter brennte, weil der Docht gleichsam ein bißchen mitbrennt. Der
+Docht brennt nicht mit, sondern das Petroleum brennt ganz allein,
+dasselbe Petroleum, in welchem ein eingetauchtes Zündholz verlischt,
+ohne es zum Brennen zu bringen. Dieser scheinbare Widerspruch klärt
+sich durch folgende Betrachtung auf: jeder Stoff, der ganz dicht an
+eine Flamme gehalten wird, wird durch die +strahlende+ Wärme dieser
+Flamme erhitzt. Dieses Erhitzen erfolgt besonders leicht, wenn man
+den betreffenden Stoff auf eine Unterlage aufstreicht, von welcher
+die Wärme zurückgestrahlt wird. Der Stoff befindet sich dann zwischen
+der Unterlage und der Flamme im Kreuzfeuer der Wärmestrahlen. Dies
+ist die Lage des Petroleums am oberen Dochtende einer brennenden
+Lampe: der Docht ist die Unterlage, welche von der Flamme durch
+eine ganz dünne Schicht Petroleum getrennt ist. Deshalb erhitzt die
+strahlende Wärme diese dünne Ölschicht fast augenblicklich auf den
+Entflammungspunkt, so daß fortwährend brennbare Dämpfe da sind.
+Das verdampfende Petroleum hält dabei den Docht so kühl, daß er gar
+nicht selbst zum Brennen kommen kann. Wie wenig der Docht erwärmt
+wird, kann man durch zwei sehr verblüffende Versuche beweisen: wenn
+man nämlich statt des Sandhäufchens ein gleiches aus Magnesiumpulver
+errichtet, welches bekanntlich sehr leicht und heftig brennt, so kann
+man diesen Magnesiumdocht ebenso anzünden, und das Petroleum brennt
+darauf ebenso wie auf Sand, ohne daß auch nur eine Spur des Magnesiums
+verbrennt. Noch auffälliger ist es aber, daß man auch trockene
+Schießbaumwolle, diesen gefährlichen Explosivstoff, ohne alle Gefahr
+als Docht für Petroleum verwenden kann. Man fragt sich angesichts
+dieser Tatsachen, wie es nur möglich ist, daß die Dochte schließlich,
+bei längerem Gebrauch, am oberen Ende doch verkohlen. Dies erklärt
+sich aber leicht aus folgender Überlegung: Das obere Dochtende ist die
+Verdampfungsstelle für eine große Menge Erdöl; obgleich dieses Erdöl
+im Handel in sehr reiner Beschaffenheit vorkommt, hinterläßt es beim
+Verdampfen doch geringe Rückstände, zumal da es sich ja beim Erhitzen
+unter gewöhnlichem Druck etwas zersetzt. Diese harzigen oder teerigen
+Rückstände verstopfen die Poren des Dochts und bewirken dadurch eine
+Verminderung der Kühlung, weil aus den verstopften Teilen weniger
+Öl verdampft. So kommt es, daß diese Teile durch die Flamme stärker
+erhitzt und verkohlt werden. --
+
+Mit dieser etwas altväterisch scheinenden Untersuchung des Dochtes
+wollen wir unsere Betrachtung über das Erdöl schließen. Wir wollen auch
+im Scheine der elektrischen und Gasglühlichtlampen nicht vergessen,
+daß die gewaltigen Produktions- und Exportziffern der Erdölindustrie
+deutlich genug beweisen, daß die Stunde der Petroleumlampe noch nicht
+geschlagen hat.
+
+
+
+
+10. Fette, Öle, Seifen und Kitte.
+
+
+Nun, haben wir nicht soeben von Fetten und Ölen gesprochen? Ist etwa
+Schmieröl kein Öl, ist Vaseline kein Fett? -- So könnte man beim
+Lesen der Überschrift dieses Abschnittes erstaunt fragen. Nach dem
+Sprachgebrauch besteht allerdings kein Gattungsunterschied zwischen den
+soeben behandelten „mineralischen“ Ölen und den Fetten und Ölen des
+Pflanzen- und Tierreichs, von welchen wir jetzt reden wollen. Aber die
+chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften beider Gruppen sind
+doch recht verschieden.
+
+Die aus der Erde stammenden „Mineral“öle zeichnen sich, wie wir gesehen
+haben, durch eine außerordentliche Widerstandskraft gegen chemische
+Mittel, namentlich gegen Schwefelsäure (sogar rauchende!), Natronlauge
+und Soda aus. Deshalb nennt der Chemiker die sämtlichen Bestandteile
+des Rohpetroleums „Paraffine“, was auf deutsch soviel heißt wie „Stoffe
+mit geringer Neigung zu chemischer Umsetzung“. Die pflanzlichen
+und tierischen -- sagen wir kurz: die +organischen+ -- Fette und
+Öle werden dagegen durch Säuren, durch Laugen, durch überhitzten
+Wasserdampf, durch gärungsartige Vorgänge usw. recht leicht in zwei
+Hauptbestandteile gespalten: in +Glyzerin+ einerseits und in eine
+sogenannte +Fettsäure+ andrerseits. Das Glyzerin ist der nie fehlende
+und durch nichts anderes vertretbare eine Bestandteil aller organischen
+Fette und Öle, so verschieden sie auch sonst voneinander sein mögen
+(denken wir nur an Olivenöl und Rindertalg). Dieses Glyzerin, eine
+dicke, süßschmeckende, ölige Flüssigkeit, ist seiner chemischen Natur
+nach eine ganz schwache Lauge. Die Fette sind also als salzartige
+Stoffe, als Verbindungen einer Lauge mit einer Säure, aufzufassen. Ihr
+zweiter Bestandteil, die Fettsäure, kommt in der Natur in verschiedenen
+Arten vor: in der Butter findet sich die +Buttersäure+; die meisten
+übrigen Fette und Öle enthalten drei verschiedene, aber einander
+ziemlich ähnliche Fettsäuren in wechselnden Mengenverhältnissen: die
++Palmitinsäure+, die +Stearinsäure+ und die +Ölsäure+. Die Ölsäure ist
+bei Zimmertemperatur flüssig, Palmitin- und Stearinsäure sind fest. Die
+Stearinsäure ist wohl jedem bekannt, denn aus ihr sind die bekannten
+weißen Stearinkerzen gemacht. Je mehr ein Fett von der flüssigen
+Ölsäure enthält, um so weicher, ja flüssiger ist es: Schweinefett z. B.
+enthält mehr als die Hälfte, Rindertalg etwa ein Viertel Ölsäure.
+
+Die Fette und Öle werden beim Kochen mit verdünnten Säuren, oder
+wenn man sie mit überhitztem Wasserdampf unter Druck behandelt, in
+ihre beiden Bestandteile gespalten. Diesen Vorgang nennt man die
++Verseifung+ der Fette, obwohl sich dabei keine Seife bildet. Die
+Verseifbarkeit ist der wichtigste Unterschied zwischen den echten,
+organischen Fetten und den Mineralölen. +Mineralöle sind nicht
+verseifbar.+ Auf der Verseifbarkeit beruhen fast alle Anwendungen der
+organischen Fette und Öle. Die Verseifung tritt unter Mitwirkung von
+Bakterien von selbst ein, wenn die Fette, namentlich in der Wärme,
+mit Luft und Licht in Berührung kommen: dann sagt man, sie werden
++ranzig+. Sie strömen dann einen üblen Geruch aus und sind auch
+wegen ihres schlechten Geschmacks ungenießbar. Geruch und Geschmack
+verraten, daß das Ranzigwerden nicht bloß in einer Spaltung der
+Fette besteht, sondern daß die beiden Spaltungsprodukte durch den
+Sauerstoff der Luft noch weiter verändert werden. Ranzige Butter riecht
+allerdings vorwiegend nach Buttersäure. Durch +Einsalzen+ kann man das
+Ranzigwerden der Fette bekanntlich ebenso verzögern, wie das Faulen
+des Fleisches. Diese Wirkung des Salzes beruht darauf, daß es die
+Bakterien, welche die Zersetzung erregen, lähmt und hemmt.
+
+Die Verseifung tierischen Talgs durch hochgespannten und überhitzten
+Wasserdampf bildet eine der großartigsten Industrien der Erde. Sie
+blüht in den Präriedistrikten Südamerikas und der Union, wo das
+Fleisch der Herdentiere auf Büchsenkonserven, Fleischextrakt und
+Kraftfuttermittel, ihr Fett auf Glyzerin und Fettsäuren verarbeitet
+wird. Das Glyzerin geht in den Handel über zur weiteren Verwendung in
+der Sprengstoffindustrie; die Gemische von Palmitin- und Stearinsäure
+wandern teils in die Kerzenfabriken, teils in die Seifenfabriken. Die
+weicheren oder flüssigen, ölsäurereichen Mischungen von Fettsäuren
+werden neuerdings in einem großartigen chemischen Prozeß in harte
+Fettsäuren umgewandelt, weil man die flüssigen Fettsäuren nicht
+brauchen kann, während die festen sowohl für die Kerzen- als für die
+Seifenfabrikation von größtem Wert sind.
+
+Seitdem man die Fette durch überhitzten Dampf in Glyzerin und
+Fettsäuren spaltet, ist die +Seifensiederei+ ein einfacher Prozeß
+geworden. Man braucht nämlich die Fettsäure nur mit Natronlauge zu
+erhitzen, um sofort die schönste, härteste Kernseife ohne jeden
+Abfall zu erhalten. Die +Seifen+ sind nämlich nichts anderes als die
+Metallsalze der Fettsäuren. Früher, als die Seifensiederei noch ein
+Kleingewerbe war, stellte man die Seife durch Kochen von +Fett+ mit
++Lauge+ dar. Dabei verband sich die Fettsäure des Fettes mit der
+Lauge zu Seife, und das Glyzerin schied sich als Flüssigkeit ab. Die
+Seife schwamm, da sie sich in Wasser nur in geringer Menge löst, oben
+auf, während sich das Glyzerin in der darunterliegenden, braunen
+Brühe (der sogenannten +Unterlauge+) vorfand. Als Lauge benutzten die
+Seifensieder in der ältesten Zeit ein selbstbereitetes Präparat, das
+aus +Holzasche+ durch Kochen mit gelöschtem Kalk gewonnen wurde. Die
+Holzasche enthält kohlensaures Kalium, welches sich mit der Kalkbase
+zu kohlensaurem Kalk und Kalilauge umsetzt. Der wirksame Bestandteil
+in der alten Seifensiederlauge war also die +Kalilauge+. Da sie
+zugleich die stärkste aller Laugen ist, so verseift sie die Fette
+verhältnismäßig schnell und vollständig. Aber die Kaliseifen haben samt
+und sonders die Eigenart, nicht hart zu werden, sondern schmierig zu
+bleiben. Man nennt sie daher auch +Schmierseifen+. Dagegen sind die
++Natronseifen+ fest. Alle festen Seifen des Handels sind Natronseifen.
+Zu ihrer Herstellung hat man zwei Wege: entweder, man verseift das
+entsprechende Fett unmittelbar mit starker Natronlauge, oder man
+stellt zuerst eine Kaliseife her und kocht diese dann mit starkem
+Salzwasser. Diesen Vorgang nennt man das +Aussalzen+ der Seife. Dabei
+tauschen das Kochsalz (Chlornatrium) und die Kaliseife ihre Metalle
+gegeneinander aus. Außerdem erhöht das Aussalzen auch die Ausbeute,
+weil die Seife in Salzwasser fast ganz unlöslich ist, während in einer
+salzfreien Unterlauge noch immer ziemlich viel Seife gelöst bleibt.
+Durch das Aussalzen erhält man aber niemals reine Natronseife, weil
+ein erheblicher Teil des fettsauren Kalis nach dem Satz vom chemischen
+Gleichgewicht (vgl. das 6. Kapitel) sich immer wieder aus Chlorkalium
+und fettsaurem Natrium rückbildet. Aber dies ist kein Nachteil, sondern
+ein Vorteil für die praktische Verwendung, weil reine Natronseife sehr
+hart und bröckelig ist. Durch einen Gehalt an weicher Kaliseife wird
+das Fabrikat geschmeidiger, es verliert seine Brüchigkeit. Für den
+Weichheitsgrad ist auch das verwendete Fett von Bedeutung: harte Fette
+geben harte Seifen, während die Öle sehr weiche, schmierige Seifen
+(Marseiller Seifen) bilden.
+
+Die Seifen haben die Eigenschaft, gewisse Stoffe in sich aufzunehmen,
+so daß man sie mit diesen Stoffen „füllen“ kann. Solche Verdünnungs-
+oder Füllmittel sind: Wasserglas, Kaliumsulfat und namentlich +Ton+.
+Wasserglas und Ton lassen sich einer guten Seife fast in beliebigen
+Mengen zusetzen, ohne daß sich die Seife bei der Abkühlung wieder
+vom Füllmittel trennt. So darf den deutschen Seifen während der
+Kriegszeit nicht mehr als 20 %, das ist ein Fünftel ihres Gewichts,
+an Fett zugrunde gelegt werden. Nahezu vier Fünftel werden also von
+den Füllmitteln, namentlich von Ton, gebildet. Das Fett, welches für
+Seifensiedereizwecke zugelassen ist, ist Abschöpf- und Abfallfett
+der übelsten Sorte, ranzig und angefault und von pestilenzartigem
+Geruch. Aber durch Umschmelzen mit oxydierenden Mitteln läßt es
+sich soweit reinigen, daß man den fertigen Seifen nicht mehr viel
+anmerkt von den übelduftenden Bestandteilen. Ich habe gesehen, wie in
+Seifensiedereien Abfallfette von einer Metzgerei abgeliefert wurden,
+welche von Springmaden geradezu wimmelten und einen entsetzlichen
+Geruch verbreiteten. Diese Fette lieferten nach ihrer Reinigung eine
+ausgezeichnete Kernseife.
+
+Der Geruch einer Seife ist, auch wenn reines Fett dazu verwendet
+wurde, nicht angenehm; ranzige Fette verstärken seine unangenehme
+Eigenart. Deshalb ist es üblich, die Seifen zu parfümieren, wenigstens
+diejenigen für den persönlichen Gebrauch. Das Parfümieren billiger,
+gewöhnlicher Seifen geschieht in der Wärme, indem man der geschmolzenen
+Seife die Duftlösung zusetzt. Dieses Verfahren ist für feinere
+Ware nicht anwendbar, weil gerade die feinen Duftstoffe durch die
+Wärme verflüchtigt oder so verändert werden, daß ihr Wert dadurch
+herabgemindert wird. Deshalb werden solche Seifen durch ein sehr
+merkwürdiges Verfahren +kalt+ parfümiert. Man zerreibt die kalte Seife
+zunächst zu einem feinen Pulver, vermengt es mit dem Parfüm und preßt
+es dann mit großen Pressen unter gewaltigem Druck wieder zu festen
+Handstücken zusammen. Dieses Verfahren nennt man „Pilieren“. Es ist
+nur auf reine, ungefüllte Seifen anwendbar, weil sich gefüllte nicht
+pulverisieren lassen, sondern dabei schmieren.
+
+Die Seifensiederei ist ein Gewerbe, das in seinen meisten
+Gepflogenheiten auf uralte Erfahrungen, die wenigstens bis ins
+gotische Mittelalter zurückreichen, aufgebaut ist. Zu diesen
+ältesten Erfahrungen gehört namentlich das Grundprinzip der alten
+Seifensiederei, die Verseifung der +Fette+ durch Kochen mit Laugen.
+Dagegen bedeutete die Einführung der +Fettspaltung+ einen geradezu
+ungeheuren Fortschritt, der im Seifensiedergewerbe einen völligen
+Umschwung hervorrief: er bewirkte, daß die kleinen, zünftig geleiteten
+Betriebe samt und sonders vor etwa 25 Jahren durch die großen
+Seifenfabriken aufgeschluckt wurden, weil die Fettspaltung wegen der
+teuren Anlagen nur im Großbetrieb möglich ist. Da aber die Fettspaltung
+das Glyzerin besser und vollständiger zu gewinnen gestattet, so
+erzeugen die Großbetriebe schon aus diesem Grunde die Seifen billiger
+als die zünftigen Seifensiedereien aus Großvaters Zeiten. Das Wesen
+der Fettspaltung haben wir schon kennengelernt: es besteht darin,
+daß die Fette durch überhitzten und hochgespannten Wasserdampf in
+Glyzerin und Fettsäure zerlegt werden. Diese Vorbehandlung der Fette
+ermöglicht nicht nur die vollständige Gewinnung des Glyzerins, sondern
+sie erleichtert auch die eigentliche Herstellung der Seife bedeutend.
+Denn die freie Fettsäure verbindet sich mit der Lauge viel leichter
+als die an Glyzerin gebundene. Ja, zur Verseifung der freien Fettsäure
+braucht man nicht einmal die teure, konzentrierte Natronlauge zu
+nehmen, sondern man kann billigere, verdünnte Laugen und sogar Soda
+(kohlensaures Natrium) dazu benutzen, welches noch viel billiger ist.
+Denn beim Kochen von Soda mit freien Fettsäuren wird die Kohlensäure
+der Soda durch die Fettsäure verdrängt, indem sich gleichzeitig Seife
+bildet.
+
+Versucht man, eine Seife mit einer anderen Base als Kali- oder
+Natronlauge zu machen, so gelingt dies zwar, aber alle anderen Seifen
+sind in Wasser unlöslich oder so schwer löslich, daß sie nicht
+schäumen können. Dies gilt also von der +Kalkseife+, +Magnesiaseife+,
++Kupferseife+, +Eisenseife+ usw. Sie sind alle in Wasser unlöslich.
+Dies ist wichtig zu wissen, wenn man gewisse Vorgänge verstehen will,
+die man beim Waschen beobachten kann. Da ist es nämlich eine alte
+Erfahrung, daß man nur mit +weichem+ Wasser gut waschen kann, während
+mit +hartem+ Wasser die Seife durchaus nicht schäumen will. Weiches
+Wasser ist reines Wasser. Hartes enthält kleine Mengen von Salzen des
+Kalziums, Magnesiums oder Eisens aufgelöst. Diese Salze gehen mit der
+Seife eine Wechselumsetzung ein, derart, daß z. B. aus schwefelsaurem
+Kalzium und Natronseife sich schwefelsaures Natrium und Kalziumseife
+bildet. Die Kalkseife ist aber in Wasser unlöslich. Infolgedessen
+überzieht sich jedes Seifenstück und jeder eingeseifte Gegenstand in
+hartem Wasser mit einer unlöslichen Kruste von Kalkseife. Erst wenn
+auf diese Weise die letzte Spur von Kalk-, Magnesia- und Eisensalzen
+in Form von unlöslicher Seife aus dem harten Wasser ausgeschieden
+ist, erst dann löst sich die Alkaliseife und schäumt. Die Quellen und
+Flüsse der Kalkgebirge führen stets hartes Wasser. Mit solchem dauert
+es zuweilen sehr lange, bis Schäumen eintritt, und sehr viel Seife wird
+zur Erreichung dieses Zieles vergeudet. Weich, d. h. nahezu chemisch
+rein, sind die Quellen im Sandstein- und im Granitgebirge. Ist man auf
+hartes Wasser angewiesen, so empfiehlt sich folgendes Verfahren beim
+Waschen, das auch bei weichem Wasser Seife sparen hilft: man macht den
+schmutzigen Gegenstand (z. B. die Hand) tüchtig naß und reibt ihn dann
+an der Seife, +ohne weiter Wasser hinzufließen zu lassen+. Denn bei
+so sparsamer Wasseranwendung tritt auch mit hartem Wasser rasch das
+Schäumen ein, weil die Schwermetallsalze in einer kleinen Wassermenge
+nicht viel Seife zu ihrer Bindung brauchen. Taucht man aber während des
+Waschens die Hand immer wieder in die Wasserschüssel, so hilft alles
+Reiben an der Seife nichts, und es kann nicht schäumen, weil mit dem
+neuen Wasser auch neue Mengen von Kalk- oder Magnesiasalzen gebunden
+werden müssen.
+
+Die merkwürdige Reinigungskraft der Seife beruht weniger auf
+chemischen als auf physikalischen Vorgängen. Als chemische Wirkung
+muß es gelten, daß Seifenlösung, besonders warme, ein gewisses
+Lösungsvermögen für Fette besitzt. Doch ist dieses chemische
+Lösungsvermögen (von dem man beim Kochen der Wäsche Gebrauch macht)
+verhältnismäßig gering gegenüber der physikalischen Auflösungskraft
+des Seifen+schaums+. Diese beruht auf der Oberflächenspannung zwischen
+Seifenlösung und Luft. Diese merkwürdige Kraft, welche auch die
+Ursache davon ist, daß man eine Nähnadel oder ein Stück Weißblech auf
+Wasser schwimmen lassen kann, obwohl diese Stoffe acht- bis neunmal
+schwerer als Wasser sind -- diese Kraft zieht den Schmutz an und hält
+ihn in den millionenfachen, zarten Häutchen fest, aus welchen sich
+der Seifenschaum zusammensetzt. Gleichzeitig löst die Seife das Fett,
+welches den Schmutz am Körper und in der Wäsche festhält. Wendet man
+zum Waschen warmes Wasser an, so schmilzt dadurch dieses Fett und wird
+infolgedessen noch leichter von der Seife entfernt. Auch aus einem
+anderen Grunde ist es besser, mit warmem Wasser zu waschen: in kaltem
+Wasser löst sich nur ölsaures Natrium; palmitin- und stearinsaures
+Natrium lösen sich nur in warmem Wasser auf. Die Seifen bestehen nun,
+da sie meistens aus Talg hergestellt werden, aus solchen Gemischen
+dieser drei Stoffe, welche nur etwa ein Viertel an ölsaurem Natrium
+enthalten. Verwäscht man also gute Kernseife mit kaltem Wasser, so
+löst sich und wirkt nur ein Viertel der Seife, die übrigen drei
+Viertel scheiden sich ungelöst in Flocken ab und helfen nichts zur
+Schaumbildung und Fettauflösung. Wendet man aber heißes Wasser an, so
+beteiligt sich die ganze Seife am Reinigungsprozeß, weil sich alles
+auflöst.
+
+Den Seifen sehr nahe verwandt sind die +Pflaster+. Das meistgebrauchte
+und bekannteste von ihnen, das +Bleipflaster+, wird hergestellt, indem
+man Bleioxyd (oder auch Bleiweiß) mit Schweineschmalz kocht. Das
+anfangs dünnflüssige Schmalz wird rasch dick, zäh und dunkelbraun.
+Das Fett wird dabei zerlegt in Glyzerin und seine Fettsäuren;
+diese verbinden sich mit dem Bleioxyd zu fettsaurem Blei, also zu
+Bleiseife, und das gleichzeitig freiwerdende Glyzerin macht diese
+Seife bis zu einem gewissen Grade geschmeidig. In diesem Sinne
+wirkt auch der stets vorhandene Fettüberschuß. Demnach sind also
+die Pflaster nichts anderes als unreine Schwermetallseifen. Die
+Pflaster dienen als Wundheilmittel, ihr wesentlicher Bestandteil ist
+das Schwermetall. Damit dieses seine heilende Wirkung ausüben kann,
+muß es in einer Verbindung enthalten sein, welche in die Gewebe des
+Körpers einzudringen vermag. Eine solche Verbindung ist die +Seife+,
+aus der das Pflaster besteht. Sie ist, als organische Verbindung,
+den organischen Stoffen des Körpers näher verwandt als die einfacher
+zusammengesetzten anorganischen Salze der Schwermetalle.
+
+In diesem Zusammenhange wollen wir auch der +Kitte+ gedenken. Sie
+werden aus +Leinöl+ und einem Metalloxyd oder Metallkarbonat bereitet.
+Der gewöhnliche Glaserkitt besteht z. B. aus Leinöl und Kreide, die
+zu einem dicken Brei verknetet sind. Diese Kitte haben die wertvolle
+Eigenschaft, nach einiger Zeit allmählich ganz fest und steinhart zu
+werden, ohne dabei zu schwinden. Diese Eigenschaft erklärt sich genau
+so, wie die Entstehung der Pflaster: das Leinöl wird in Glyzerin
+und seine Fettsäure zerlegt; diese Fettsäure verbindet sich mit der
+Schwermetallbase -- in diesem Falle dem Kalziumoxyd -- zu fettsaurem
+Kalk, während die Kohlensäure aus der Kreide in die Luft entweicht.
+Der fettsaure Kalk ist der erhärtete Kitt. Wer diesen Vorgang einmal
+verstanden hat, begreift ohne weiteres, wie sinnlos es wäre, einen
+Kitt aus Kreide und Mineralöl herstellen zu wollen. Denn das Mineralöl
+kann nicht ranzig werden, es enthält überhaupt keine Fettsäure, kann
+also auch niemals mit der Kreide zu fettsaurem Kalk erhärten. Trotzdem
+werden solche „Kitte“ als grobe Fälschungen von betrügerischen Händlern
+verkauft. Sie „erhärten“ auch bis zu einem gewissen -- natürlich sehr
+geringen -- Grad, weil die Mineralöle durch Eintrocknen und geringe
+Sauerstoffaufnahme verharzen. Aber diese Verhärtung ist viel zu gering,
+als daß sie praktisch überhaupt in Betracht gezogen werden könnte. --
+Selbstverständlich ist aus dem gleichen Grunde auch jede Beimengung von
+Mineralölen zum Leinöl unstatthaft.
+
++Leinöl+ und andere Pflanzensamenöle haben noch eine zweite, viel
+wichtigere Anwendung: zur Herstellung der +Ölfarben+ und +Lacke+. Eine
+Ölfarbe erhält man durch Zusammenreiben eines Farbpulvers mit Leinöl.
+Diese Farben, mit rohem Leinöl hergestellt, sind zwar außerordentlich
+schön (weil das rohe Leinöl heller und klarer ist als das gekochte),
+aber sie haben die fatale Eigenschaft, nur sehr langsam zu trocknen.
+Das Trocknen der Ölfarben hat nämlich eine ganz andere Ursache als
+das Erhärten der Kitte. Bei der Ölfarbe wünscht man durchaus nicht,
+daß das Öl ranzig wird, und daß sich die Ölsäure mit dem Farbpulver
+chemisch verbindet: denn dies würde den Farbton des Farbpulvers
+zweifellos unerwünscht verändern. Das Trocknen der Ölfarbe kann also
+nicht denselben Grund haben wie das Hartwerden der Kitte. Das Trocknen
+der Ölfarbe kann aber auch nicht darauf beruhen, daß das Öl verdunstet,
+wie das Wasser beim Trocknen der Aquarellfarbe. Denn dagegen spricht
+der Umstand, daß die getrocknete Ölfarbe ganz dick und schön glänzend
+und fest aufliegt und keineswegs bloß aus dem rückständigen Farbpulver
+besteht. Vielmehr sieht man an der getrockneten Ölfarbe deutlich, daß
+das Leinöl selbst sich in eine harte, glänzende, durchsichtige Masse
+verwandelt hat. Diese Umwandlung erfolgt unter Aufnahme von Sauerstoff
+aus der Luft. Es ist ein Oxydationsvorgang, den man (obgleich er
+ganz anders verläuft) mit demselben Ausdruck bezeichnet, der für das
+Dickwerden der Mineralöle gilt: als +Verharzung+. Man hat nun die
+Beobachtung gemacht, daß das Leinöl viel schneller verharzt, wenn man
+es vorher längere Zeit gekocht hat. Leider wird es dabei aber bedeutend
+dunkler braun, so daß es den Farbton der meisten Farben unerwünscht
+verändert. Ganz unbrauchbar ist solches dunkle Öl zum Anmachen weißer
+Ölfarbe, weil es sie schmutzig gelb färbt. Man hat also von jeher
+darauf gesonnen, nicht bloß das Leinöl so hell als möglich zu machen,
+sondern auch seine Verharzung durch andere Mittel als das Kochen zu
+beschleunigen. Was nun das Hellmachen anbelangt, so gelingt dieses
+gar nicht schwer durch Ausbleichen. Man bleicht das gelbe Leinöl, wie
+man Wäsche bleicht: an der Sonne, indem man es in flachen Kästen mit
+hellem Boden dem direkten Sonnenlicht aussetzt. Schwieriger ist es, das
+Leinöl ohne wesentliche Beeinträchtigung seiner hellen Farbe schnell
+trocknend zu machen, oder, wie man sagt, in +Firnis+ zu verwandeln.
+Dies geschieht durch Erwärmen mit kleinen Mengen von Braunstein oder
+Zinkoxyd oder Bleiglätte. Dadurch wird das Leinölmolekül gleichsam
+angenagt und ist nun der Oxydation durch die Luft viel zugänglicher
+als vorher. Je stärker das Öl dabei erwärmt wird, um so besser
+trocknet es nachher, aber um so dunkler wird es auch. Der bleihaltige
+Firnis trocknet am schnellsten, weil er bei der Darstellung am
+stärksten erhitzt werden muß, ist aber aus der gleichen Ursache auch
+am dunkelsten. Man läßt deshalb gewöhnlich nicht das Leinöl, sondern
+erst den fertigen Firnis bleichen. Indessen hat sich gezeigt, daß das
+schnelle Trocknen eines Firnisses seiner Dauerhaftigkeit Nachteil
+bringt: am dauerhaftesten ist der Firnis, der nur aus gekochtem Leinöl
+besteht. Hat man aber Schwermetalloxyde hineingekocht, so soll es von
+Blei nicht mehr als ½ %, von Mangan nicht mehr als ⅒ % sein. In der
+Regel setzt man eine stärkere Auflösung dieser Metalloxyde in gekochtem
+Leinöl, den sogenannten +Sikkativ+, zum reinen Leinölfirnis hinzu. Die
+zuweilen angepriesene Verwendung +trockener+ Sikkative in Pulverform
+ist zwecklos, weil ein Sikkativ die Trocknung des Leinöls nur dann
+beschleunigt, wenn er darin klar (ohne Bodensatz) gelöst ist. Solche
+Lösung erfolgt aber beim einfachen Vermischen trockener Sikkativpulver
+mit dem kalten Leinöl niemals.
+
+Laien pflegen keinen großen Unterschied zu machen zwischen Ölfarbe und
++Lack+. Aber in Wirklichkeit ist dieser Unterschied recht bedeutend,
+nicht bloß in Zusammensetzung und Herstellung, sondern besonders in
+den Eigenschaften. Die wichtigsten Eigenschaften beider sind Glanz
+und Haltbarkeit. Die Ölfarbe besitzt auch nach dreimaligem Aufstrich
+nur einen sehr mäßigen, matten Glanz, der Lack dagegen einen sehr
+hohen, der (bei den Kutschenlacken) bis zum vollendeten Spiegelglanz
+gesteigert sein kann. Würde die +Haltbarkeit+ der Lacke auch nur im
+entferntesten ihrem Glanz entsprechen, so würde kein Mensch mehr
+Ölfarbe zum Anstreichen verwenden. Aber darin liegt der zweite
+Unterschied: die Lacke sind nur im geschlossenen Raum, und selbst da
+nur für beschränkte Zeit, haltbar; dem Wetter ausgesetzt, verlieren sie
+in kurzer Zeit ihren Glanz und bekommen zahlreiche Sprünge. Die Ölfarbe
+dagegen hält sich, wenn sie mit reinem Leinölfirnis hergestellt war,
+auch im Wetter beträchtlich lang und bildet einen vorzüglichen Schutz
+gegen Rost und Fäulnis. Lack und Ölfarbe ergänzen also einander in
+bezug auf Haltbarkeit und Glanz.
+
+Für die Herstellung der Lacke ist maßgebend, daß sie stets ein
+Harz oder eine harzartige Substanz enthalten: Bernstein, Kopal,
+Fichtenharz, Dammar, Schellack, Asphalt usw. In den billigsten (und
+schlechtesten) Lacken ist dieser Stoff einfach in Terpentinöl, Benzin
+oder Spiritus aufgelöst, wozu oft nicht einmal erwärmt werden muß.
+Beim Trocknen verdunstet das Lösungsmittel ganz, der Lacküberzug
+besteht also nur aus der harzigen Substanz. Er ist oft wunderschön
+glänzend, aber meistens von sehr geringer Haltbarkeit; er ist brüchig
+und springt ab, oder er erblindet beim Zusammentreffen mit Wasser.
+Diesen „mageren“ Lacken sind gegenüberzustellen die sogenannten
++fetten+ Lacke, welche stets mit Leinölfirnis gekocht sind. Einen
+fetten Lack erhält man also z. B. durch Auflösen von Fichtenharz in
+heißem Leinölfirnis. Diese fetten Lacke sind viel haltbarer als die
+vorher beschriebenen. Die wertvollsten Sorten werden mit Kopal (selten
+mit Bernstein) hergestellt, welches ein in Indien gewonnenes Harz ist.
+Es löst sich nicht, wie das gewöhnliche Fichtenharz, einfach beim
+Erwärmen im Leinöl auf, sondern erst, wenn man aus dem Kopal durch
+andauerndes Erhitzen eine gewisse Menge flüchtiger Stoffe abdestilliert
+hat. Der Rückstand (70 bis 88 % vom ursprünglichen Kopal) ist dann in
+heißem Leinöl löslich. Die Kunst der Lacksieder besteht nun darin,
+beim Erhitzen des Kopals und Bernsteins das richtige Maß zu finden.
+Jetzt wird dies häufig so gemacht, daß man die herausdampfenden
+Stoffe in einer gekühlten Vorlage auffängt und wägt. Wenn diejenige
+Menge herausdestilliert ist, welche man durch die Erfahrung für die
+betreffende Kopalsorte als richtig kennt, so ist der Rückstand zum
+Auflösen im fetten Öl geeignet. -- Man sieht also, der Lackhandel
+ist bis zu einem gewissen Grade eine Vertrauenssache, weil man ohne
+genaueste Fachkenntnis nicht feststellen kann, ob bei der Herstellung
+des Lacks mit der genügenden Sorgfalt verfahren worden ist.
+
+Vorhin wurde erwähnt, daß der Lacküberzug im Laufe der Zeit Sprünge
+und Risse bekommt. Dies gilt, wenn auch in viel geringerem Grade, auch
+für die Ölfarben und hat bei Ölfarbenanstrichen und Ölfarbenbildern
+eine ganz besondere Nebenwirkung: sie +dunkeln+ im Laufe der Zeit. Über
+den wahren Grund des Dunkelwerdens alter Ölbilder war man sich lange
+Zeit nicht im klaren. Man vermutete eine chemische Veränderung des
+Firnisses, eine Art von Verharzung unter Aufnahme von Sauerstoff aus
+der Luft, und man behandelte deshalb gedruckte Ölbilder mit chemischen
+Mitteln, z. B. mit Wasserstoffsuperoxyd. Viele wertvolle Gemälde alter
+Meister sind dadurch für alle Zeiten verdorben worden. Eine Wendung
+vollzog sich, als der berühmte Münchener Hygieniker und Chemiker
++Pettenkofer+ beauftragt wurde zu untersuchen, warum so viele Gemälde
+der Schleißheimer Galerie dem Verfall entgegengingen. Er fand als den
+wahren Grund des Dunkelwerdens einen physikalischen: die getrocknete
+Ölfarbe bekommt Risse, und die Firnisteilchen lösen sich dabei von
+den Farbpartikelchen los, so daß zwischen beiden ein haarfeiner Spalt
+entsteht, der mit Luft gefüllt ist. An diesem dünnen Lufthäutchen,
+welches jedes Farbteilchen eines gealterten Ölgemäldes umgibt,
+erfährt das Tageslicht eine totale Reflexion: ein Teil des Lichtes
+wird zurückgeworfen, bevor es überhaupt die Farbteilchen erreicht.
+Dieser Umstand bewirkt den Eindruck, daß die Farbpartikelchen dunkler
+aussehen, als sie in Wahrheit sind.
+
+Nachdem Pettenkofer einmal diese Ursache des Dunkelwerdens entdeckt
+hatte, fand er auch im unmittelbaren Anschluß daran die Abhilfe. Sie
+besteht in einem höchst einfachen Verfahren: das gedunkelte Ölbild
+wird, mit der Bildseite nach unten, als Deckel auf eine Schüssel
+gelegt, in welcher sich eine kleine Menge Brennspiritus befindet. Die
+Spiritusdämpfe dringen bei gewöhnlicher Temperatur in die Haarrisse
+des Ölbildes ein, bringen die Firnisteilchen zum Quellen und bewirken,
+daß sich die Außenflächen der Firnisteilchen untereinander und mit den
+Farbteilchen wieder fest verbinden. Diese Verbindung bleibt auch nach
+dem Abdunsten des Alkohols dauerhaft. Der Erfolg ist ganz überraschend:
+das Ölbild sieht nun wieder fast ebenso frisch aus, wie unmittelbar
+nach seiner Entstehung. Außerdem ist diese Art der Auffrischung
+unabhängig vom künstlerischen Können des Restaurators, sie ist objektiv
+im wahrsten Sinne des Wortes; Fälschungen, Entstellungen des Kunstwerks
+sind dabei ganz ausgeschlossen. Pettenkofers Methode hat daher
+gewaltiges Aufsehen in der Sammlerwelt erregt und einen beispiellosen
+Siegeslauf durch die Welt gehalten. Die allergröbsten Risse und
+Sprünge im Ölbild schließen sich freilich auch durch die Behandlung
+mit Spiritusdämpfen nicht. Um sie zu beseitigen, tränkt man nach
+Pettenkofer die betreffenden Stellen wiederholt mit +Kopaivabalsam+.
+
+
+
+
+11. Die größte chemische Fabrik der Welt.
+
+(Ein Gespräch zwischen einem Kommerzienrat und einem Botanikprofessor
+über den Chemismus der Pflanzen, über Wachstum und Düngung und den
+Kreislauf des Kohlenstoffs und Stickstoffs in der Natur.)
+
+
++Der Professor+: Lieber Kommerzienrat, wenn es Ihnen recht ist, so
+gehen wir ein Stündchen spazieren, und ich will dabei versuchen,
+Ihre Fragen über den Chemismus der Pflanzen so gut als möglich zu
+beantworten. Besser wäre es freilich, wenn Ihnen Ihr Beruf gestatten
+würde, in meinem Laboratorium fortlaufende Versuche über dieses Gebiet
+anzustellen.
+
++Der Kommerzienrat+: Dies wird mir leider vorläufig nicht möglich sein.
+Aber ich bin Ihnen, lieber Professor, schon sehr dankbar, wenn Sie mir
+mit einigen mündlichen Aufklärungen helfen wollen. Wenn man soviel
+mit Holz und Kohlen zu schaffen hat, wie ich, dann muß man ja für die
+Entstehungsgeschichte dieser Stoffe Interesse bekommen. Sehen Sie, wir
+führen aus den russischen, rumänischen und bosnischen Wäldern jährlich
+viele Hunderttausende von Kubikmetern Holz in unsere Papiermühlen.
+Sooft ich nun die riesigen Ziffern in unserem Frachtkonto betrachte,
+kommt mir eine Frage in den Sinn, auf die ich mir eine Antwort
+schlechterdings nicht vorstellen kann. +Woher stammen diese riesigen
+Holzmassen?+ Woraus sind sie entstanden? -- Wenn ich morgens in meinem
+Garten die Bohnen gieße (wissen Sie, das bekommt mir jetzt besser als
+früher die Marienbader Kur!), dann denke ich mir, das bißchen Gewicht
+dieser Bohnen und Kohlköpfe könnte wohl aus dem Dung sich entwickelt
+haben, den ich im Frühjahr und Herbst in meinen Garten fahren lasse.
+Aber wer düngt den Wald, worin das Holz wächst? Die Blätter, die da
+im Herbst fallen, könnten doch höchstenfalls im nächsten Frühjahr den
+Stoff zur Bildung der neuen +Blätter+ liefern. Aber woher stammen
+die ungeheuren +Holzmassen+ der Bäume? -- Ich bin kein Chemiker und
+kann mir nicht wohl vorstellen, daß das verbrennliche Holz aus den
+unverbrennlichen Gesteinen des Erdbodens entstanden sein soll. Welche
+Möglichkeiten sollte es aber sonst geben? -- Wenn Sie mir in dieses
+Fragendunkel Licht bringen könnten, wäre ich Ihnen wirklich herzlich
+dankbar.
+
++Der Professor+: Ihre Fragestellung nebst Begründung macht Ihnen alle
+Ehre und ist ganz klar und logisch durchdacht. Nur erschrecken Sie
+bloß nicht über meine Antwort: Die wichtigste Substanz im Holz, die
+Kohle, stammt aus der +Luft+. Das übrige besteht größtenteils aus
+umgewandeltem +Wasser+. Nur ein ganz kleiner Bruchteil vom Gewicht des
+trockenen Holzes (etwa 8 bis 10 %) entstammen als Mineralstoffe dem
+Erdboden.
+
++Der Kommerzienrat+: Verzeihen Sie, wenn Ihre Behauptungen, die
+wissenschaftlich wohl sehr richtig sein mögen, meinem mehr auf das
+Praktische gehenden Verstand nicht sofort einleuchten. Ich bin ein Mann
+der Zahlen und Gewichte und weiß, daß die Luft nichts oder nicht viel
+wiegt, das Holz aber sehr viel. Wie reimt sich das zusammen?
+
++Der Professor+: Ich glaube doch, daß Sie das Gewicht der Luft
+unterschätzen. Ein Liter Luft wiegt 1¼ Gramm, ein Kubikmeter also 1¼
+Kilogramm. Ein Zimmer von mäßiger Größe faßt leicht 80 Kubikmeter Luft,
+welche zusammen 2 Zentner wiegen. Wenn also die ganze Luft durch den
+Baum in Kohle verwandelt würde, so könnte ein großer Waldbaum seinen
+gesamten Kohlebedarf ganz leicht aus der Luftmenge decken, welche in
+ein paar Häusern enthalten ist. Tatsächlich braucht er jedoch viel mehr
+Luft, weil die für den Baum notwendige Kohle nur in einem ganz winzigen
+Bruchteil der Luft enthalten ist, nämlich in dem Kohlensäuregas,
+welches nur ¹⁄₂₅ % der Luft ausmacht. Zur Bildung von einem Kilogramm
+der Holzkohle, welche man durch Erhitzen von Holz erhält, müßte also
+der betreffende Baum nicht weniger als 2500 Kilogramm Luft verarbeiten.
+Für seine ganze Holzmenge braucht er wohl einige Millionen Kubikmeter
+-- aber was bedeutet dies angesichts des unermeßlichen Luftmeers? Es
+enthält weit mehr Kohlensäuregas, als der ganze Pflanzenwuchs der Erde
+jemals aufzuzehren vermöchte.
+
++Der Kommerzienrat+: Ich bin nun wirklich neugierig, wie es die Pflanze
+macht, um dieses Kohlensäuregas aus der Luft in sich aufzunehmen.
+
++Der Professor+: Ganz einfach: sie +atmet+, wie wir auch. Nur mit
+dem Unterschied, daß wir den Sauerstoff der Luft einatmen und dafür
+Kohlensäure ausatmen, während die Pflanze -- wenigstens scheinbar --
+das Umgekehrte macht: sie atmet Kohlensäure ein und Sauerstoff aus. Die
+Kohlensäure besteht nämlich aus Kohle und Sauerstoff; die Kohle wird
+von der Pflanze zurückbehalten, der Sauerstoff wird wieder abgegeben.
+
++Der Kommerzienrat+: Warum sagten Sie soeben, die Pflanze atme nur
+scheinbar in umgekehrtem Sinne wie wir?
+
++Der Professor+: Weil der Gasaustausch der Pflanze in Wahrheit
+aus zwei Prozessen besteht, welche nebeneinander und gleichzeitig
+stattfinden: der eine Vorgang entspricht unserer +Ernährung+, ich habe
+ihn soeben geschildert, er besteht in der Aufnahme von Kohlensäuregas
+und Abscheidung von Sauerstoffgas. Daneben findet ein zweiter, viel
+schwächer entwickelter Vorgang statt, welcher eine wirkliche +Atmung+
+bedeutet. Er besteht, wie unsere Atmung auch, in der Aufnahme von
+Sauerstoffgas aus der Luft und in der Abgabe von Kohlensäuregas an
+sie. Dieser Atmungsprozeß ist viel schwächer als der Ernährungsvorgang
+und wird daher gewöhnlich durch diesen in den Schatten gestellt. Aber
+nachts, wenn die Ernährung der Pflanzen stillsteht, kann man sehr
+deutlich die Atmung an der Umkehrung der Gasausscheidung beobachten.
+
++Der Kommerzienrat+: Warum steht die Ernährung der Pflanzen nachts
+still, da doch die Luft auch nachts zu ihrer Verfügung steht?
+
+[Illustration: Abb. 38. Nachweis der Atmung bei Pflanzen. Ein
+Glaskolben voll Wucherblumen taucht in Kalilauge. Diese steigt im
+Kolbenhals auf, indem sie die ausgeatmete Kohlensäure verschluckt.]
+
++Der Professor+: Weil zur „Verdauung“ des Kohlensäuregases die
+Mitwirkung des Sonnenlichts notwendig ist. Die Zerspaltung des
+Kohlensäuregases in Kohle und Sauerstoff ist ein sogenannter
++endothermischer+ Vorgang (vgl. das 5. Kapitel), d. h. ein Vorgang,
+der nur dann erfolgen kann, wenn dem Kohlensäuregas Energie
+zugeführt wird. Diese Energie strömt der Pflanze im Sonnenlicht bei
+Tage reichlich zu. Sie verschwindet in der Pflanze, hilft bei der
+Zerspaltung des Kohlensäuregases und ist dann in den Spaltungsprodukten
+-- in der Kohle und im Sauerstoff -- enthalten.
+
++Der Kommerzienrat+: Diese Vorgänge finden wohl in den Blättern statt?
+
++Der Professor+: Ja. Sie sind zugleich der Verdauungsapparat und
+die Lunge der Pflanze. An der Unterseite der Blätter befinden sich
+sehr kleine, spaltförmige Öffnungen in ungeheurer Anzahl; durch sie
+vollzieht sich der Austausch der Gase.
+
++Der Kommerzienrat+: Verzeihen Sie, wenn ich jetzt eine recht dumme
+Frage stelle: Warum sind eigentlich die Blätter grün?
+
+[Illustration: Abb. 39. Spaltöffnungen an der Unterseite eines Blattes.]
+
++Der Professor+: Diese Frage ist sehr berechtigt und ist auch von der
+Wissenschaft schon gestellt und durch Versuche beantwortet worden.
+Man hat gefunden, daß der grüne Farbstoff (Blattgrün oder Chlorophyll
+genannt) für den Ernährungsvorgang der Pflanzen wesentlich ist. Wo er
+fehlt, ist auch das Sonnenlicht nicht imstande, das Kohlensäuregas
+in Kohle und Sauerstoff zu spalten. Das Blattgrün ist für die
+Pflanzen gewissermaßen das, was für die Tiere das Blut ist. Nach den
+Untersuchungen Willstätters besteht sogar eine gewisse Ähnlichkeit in
+der chemischen Zusammensetzung beider.
+
++Der Kommerzienrat+: Also könnte eine Pflanze ohne Blattgrün überhaupt
+nicht wachsen? Demnach gibt es solche Pflanzen gar nicht?
+
++Der Professor+: Dies wäre zuviel behauptet. Es gibt eine ganze Menge
+Pflanzen ohne Blattgrün, und sie können auch ganz gut wachsen: aber
+ihre Ernährung beruht nicht auf der Verdauung des Kohlensäuregases
+mit Hilfe des Lichts, sondern auf der Ausnutzung anderer Stoffe.
+Diese Pflanzen leben entweder als +Schmarotzer+ auf anderen Pflanzen
+oder Tieren, oder sie ernähren sich von denjenigen Stoffen, welche
+bei der Fäulnis und Verwesung entstehen. Zu diesen blattgrünfreien
+Pflanzen gehören sämtliche +Pilze+ und +Bakterien+ und viele höher
+organisierte Pflanzen, wie der Fichtenspargel, viele Orchideen usw.
+Aber auch die meisten übrigen Pflanzen, welche sich im erwachsenen
+Zustande der Kohlensäure, des Lichts und des Chlorophylls zur Ernährung
+bedienen, ernähren sich in der frühesten Jugend ohne Chlorophyll;
+sie leben in der ersten Jugend von den Vorräten, welche die Natur
+zu diesem Zweck um den Keim herumgelagert hat. So lebt die junge
+Getreidepflanze, bevor sie durch die Erde ans Tageslicht dringt,
+vom Mehl des Getreidekorns; die Kartoffelpflanze nützt die großen
+Nahrungsvorräte der Kartoffelknolle aus, und überhaupt alle Zwiebel-
+und Knollengewächse sind in ihrer ersten Jugend mit einem förmlichen
+Speicher von Nahrungsvorräten umgeben. Bis diese verbraucht sind, haben
+die jungen Pflanzen genügend Blattgrün gebildet, um dann größtenteils
+von der Luftkohlensäure weiter leben zu können.
+
+[Illustration: Abb. 40. (Nach C. W. Schmidt.) Die Blattgrünkörner einer
+Wasserlinse stellen sich auf wechselnde Beleuchtung ein (oben schwach,
+unten stark beleuchtet).]
+
++Der Kommerzienrat+: Eine gewisse Vorliebe für die schmarotzende
+Lebensweise ihrer Jugendzeit scheinen sich die meisten Pflanzen doch
+auch mit ins spätere Leben zu nehmen, denn sonst könnte eine +Jauche+-
+oder +Mistdüngung+ doch ihr Wachstum nicht so sehr fördern? Ist denn
+das, was Sie über die Luftnahrung sagen, wirklich so wörtlich zu
+nehmen? Mir scheint, meine Gartengewächse sind doch mehr auf den Dung
+angewiesen und würden elend zugrunde gehen, wenn ich ihnen bloß die
+Luft als Nahrung überlassen wollte.
+
++Der Professor+: Hier haben Sie ein Schulbeispiel eines Trugschlusses.
+Der Beweis ist durch folgende Versuche leicht zu führen: Hängen Sie
+einen Bohnenkern mit Hilfe von etwas Watte in ein Glas voll Wasser.
+Er wird auskeimen, aber die Bohnenpflanze wird bald zugrunde gehen.
+Sie werden sagen: Das ist ganz klar, Wasser allein ist keine Nahrung,
+und von der Luft kann nicht einmal eine Pflanze leben. Aber Sie irren
+sich wirklich. Wiederholen Sie den Versuch, und setzen Sie dem Wasser
++winzige Spuren+ von Salpeter, Ammoniumphosphat und Eisenvitriol hinzu,
+im ganzen nicht mehr als ein halbes Gramm von allen drei Stoffen:
+nun wird die Bohne üppig und schnell wachsen, wie mit der besten
+Jauchedüngung im Garten, und wird an Gewicht gar bald die zugesetzten
+Nährsalze um ein Hundertfaches überragen. Sie können nun unmöglich
+behaupten, die Bohne nehme an Substanz zu auf Kosten der zugesetzten
+Nährsalze: denn diese machen an Gewicht nur einen winzigen Bruchteil
+der Gewichtszunahme unserer zweiten Bohne aus. Diese Bohne wächst
+offenbar auf Kosten der Kohlensäure der Luft, wie übrigens auch
+zweifelfrei durch direkte Luftwägungen nachgewiesen wurde.
+
++Der Kommerzienrat+: Das ist in der Tat eine wunderbare Sache. Also
+darf man wohl annehmen, daß auch im Mist solche Nährsalze enthalten
+sind, und daß sie ein beschleunigtes Verdauen der Luftkohlensäure durch
+die Pflanzen erleichtern?
+
++Der Professor+: Ja. Es ist sehr wohl möglich und sogar wahrscheinlich,
+daß außerdem auch noch ein Teil der Dungstoffe von der Pflanze
+schmarotzerisch aufgenommen wird. Aber wesentlich ist dieser Teil
+nicht, sonst würden die Kunst- oder Mineraldünger (Superphosphat,
+Kainit, Salpeter, Ammoniumphosphat) auf unseren Wiesen und Feldern
+nicht so großen Erfolg haben, auch wenn gar keine Mistdüngung
+gleichzeitig gegeben wird.
+
++Der Kommerzienrat+: Also könnte man die Mistdüngung wohl ganz
+entbehren und durch Kunstdüngung ersetzen?
+
++Der Professor+: Das wäre wohl zu viel behauptet. Der Mist und der aus
+ihm entstehende Humusboden haben die Eigenschaft, solche Nährsalze
+festzuhalten, die sonst vom Regen aufgelöst und fortgeschwemmt würden.
+Außerdem ist es vielleicht möglich, daß der natürliche Dünger für die
+Pflanzen eine ähnliche Bedeutung hat wie für uns der Genuß des Obstes,
+das beinahe gar keinen Nährwert hat, aber auf die Zusammensetzung
+unserer Körpersäfte regulierend wirkt.
+
++Der Kommerzienrat+: Nun sagten Sie wiederholt, die Kohlensäure würde
+in den Blättern der Pflanzen gespalten in Kohle und Sauerstoff, und
+Sie erwähnten auch, daß der Sauerstoff wieder ausgeatmet würde. Aber
+was geschieht mit der Kohle? Als Kohle ist sie doch gewiß nicht in den
+Pflanzen, sonst müßte sie sich durch ihre schwarze Farbe verraten.
+
++Der Professor+: Der Kohlenstoff (so nennt der Chemiker die reine
+Kohle) ist natürlich in den Pflanzen nicht als solcher, sondern er
+ist mit anderen Elementen zu chemischen Verbindungen vereinigt. Die
+wichtigsten dieser Verbindungen sind: der +Formaldehyd+, welcher so
+zusammengesetzt ist, als ob 1 Atom Kohlenstoff mit einem Molekül Wasser
+verbunden wäre; der +Trauben+- und +Fruchtzucker+ und der +Malzzucker+,
+welche auf 6 Kohlenstoffatome 6 Wassermoleküle, und der Zellstoff,
+welcher auf 6 Kohlenstoffatome 5 Wassermoleküle enthält. Alle diese
+Verbindungen enthalten also nur Kohle und Wasser in wechselnden Mengen;
+wahrscheinlich entsteht aus Wasser und Kohlensäuregas unter dem
+Einfluß des Lichtes und des Blattgrüns zuerst Formaldehyd, aus welchem
+sich dann durch Verdichtung und mehrfache chemische Umlagerungen die
+Zuckerarten bilden. Diese werden teils durch Umwandlung in Zellstoff
+zum Aufbau des Holzes verwendet, teils in Form von +Stärke+ (welche dem
+Zellstoff an chemischer Zusammensetzung gleich ist) als Nahrungsvorräte
+aufgespeichert.
+
++Der Kommerzienrat+: Ich verstehe nun, warum die Kartoffelknollen, die
+Rüben, Getreidekörner, Zwiebeln usw. so reich an Stärke sind. Aber wie
+wird dieser Nahrungsvorrat von der Pflanze wieder nutzbar gemacht? Oder
+ist dies nicht der Zweck des Vorrats?
+
++Der Professor+: Doch! Es geschieht in der Weise, daß die Stärke
+wieder in Zuckerlösung zurückverwandelt wird. Deshalb schmecken
+keimende Zwiebeln und Kartoffeln süß, weil darin ein Teil der Stärke
+in Verzuckerung begriffen ist, um dem wachsenden Keim als Nahrung zu
+dienen. (Vgl. das 8. Kapitel.) Diese Verzuckerung der Stärke wird durch
+gewisse chemische Verbindungen bewirkt, welche man Enzyme nennt. Sie
+werden dabei merkwürdigerweise selbst nicht verändert.
+
++Der Kommerzienrat+: Ist man schon dahintergekommen, warum diese
+abermalige Umwandlung der Stärke in Zucker notwendig ist? Ich meine
+dies: warum wandelt sich nicht die Stärke direkt in Pflanzenfasermasse,
+in Zellstoff, um?
+
+[Illustration: Abb. 41. Ein Zwiebelkeim, von stärkereichen,
+chlorophyllfreien Blättern umhüllt.]
+
+[Illustration: Abb. 42. Eine aus drei Augen keimende Kartoffel. Die
+blinden (chlorophyllfreien) Keime leben vom Stärkevorrat der Kartoffel.
+Die Schuppen („Augen“) am Grund der Keime sind Blattanlagen.]
+
++Der Professor+: Dies hat einen sehr einfachen Grund: Stärke ist in
+Wasser als solche nicht löslich, während Zucker löslich ist. Wenn nun
+z. B. ein Kartoffelkeim an seiner Spitze neue Substanz ansetzt, so
+muß diese in irgendeiner löslichen Form aus der Knolle in die Spitze
+befördert werden. Diese Aufgabe fällt der Zuckerlösung zu. Sie ist
+gleichsam das Blut der Pflanze. Die Stärkeablagerungen in der Knolle
+sind dagegen mit dem Fett der Tiere vergleichbar.
+
++Der Kommerzienrat+: Braucht nun die Pflanze zu ihrer Ernährung
+wirklich gar nichts weiter als Kohlensäuregas und Wasser?
+
++Der Professor+: Es wäre ein sehr verhängnisvoller Irrtum, dies zu
+glauben. Wir erwähnten schon vorhin die Bedeutung der Nährsalze im
+natürlichen und künstlichen Dünger. Von mindestens gleicher Wichtigkeit
+ist für das Wachstum der Pflanze die Aufnahme eines weiteren Elements,
+des Stickstoffs. Der Stickstoff ist nämlich, neben Kohlenstoff,
+Wasserstoff und Sauerstoff, der wichtigste Bestandteil der sogenannten
++Eiweißverbindungen+. Diese bilden den wertvollsten Inhalt der
+tierischen und pflanzlichen Zellen und sind die eigentlichen Träger
+des Lebens. In den Pflanzen bilden sie einen schleimigen Belag auf der
+Innenwand der Zelle, den man +Protoplasma+ nennt. Von diesem Belag aus
+geht alles Wachstum und überhaupt alles Leben. Dieser Belag enthält und
+verbraucht andauernd eine gewisse Menge Stickstoffgas.
+
+[Illustration: Abb. 43. Eine junge Pflanzenzelle. Das Plasma füllt noch
+fast die ganze Zelle, mit Ausnahme weniger Safträume.]
+
+[Illustration: Abb. 44. Ältere Pflanzenzelle. Das Plasma ist dem
+Wachstum der Zelle nicht gefolgt und liegt der Zellwand als dünner,
+schleimiger Belag an. Die Vakuolen nehmen fast den ganzen Zellraum ein.]
+
++Der Kommerzienrat+: Dies ist doch, wenn ich mich recht erinnere, der
+Hauptbestandteil der Luft?
+
++Der Professor+: Jawohl, ⅘ der Luft bestehen aus Stickstoff.
+
++Der Kommerzienrat+: Nun, da hat es die Pflanze leicht genug mit der
+Befriedigung ihres Stickstoffhungers, denn sie wird das Gas wohl
+einfach aus der Luft aufnehmen.
+
++Der Professor+: Doch nicht so einfach, wie Sie sich jetzt denken.
+Das Stickstoffgas als solches ist nämlich für die Pflanzen völlig
+unverdaulich. Die Chemiker haben diesem Gas schon lang angemerkt,
+daß es eine unglaublich geringe Neigung hat, chemische Verbindungen
+einzugehen. Die Pflanzen nehmen den Stickstoff deshalb niemals aus der
+Luft, sondern stets durch die Wurzel aus dem Boden auf. Der Boden muß
+ihn entweder in Form von +Nitraten+ (Salzen der Salpetersäure) oder in
+Form von +Ammoniakverbindungen+ enthalten.
+
++Der Kommerzienrat+: Jetzt verstehe ich auch von neuem, warum der
++Mist+ so gut düngend wirkt. Der enthält ja so viel Ammoniak, daß es
+einem in Augen und Nase beißt.
+
++Der Professor+: Diesmal hat Sie Ihre sinnliche Wahrnehmung auf den
+richtigen Weg geführt.
+
++Der Kommerzienrat+: Wie machen es aber die Bäume des Waldes und
+überhaupt die wildwachsenden Gewächse mit der Befriedigung ihres
+Stickstoffbedarfs?
+
++Der Professor+: Sie ziehen, wohl durch den Geruch ihrer Wurzeln,
+gewisse Pilze und Bakterien an. Eine ausgerissene Fichtenwurzel ist
+z. B. meist von einem dichten, weißen Pilzgeflecht (~Mykorrhiza~)
+bedeckt, welches mit der Wurzel in innigster Lebensgemeinschaft
+steht. Diese stickstoffreichen Pilze bilden dann, absterbend, einen
+stickstoffhaltigen Dünger für die Baumwurzel. Ganz ähnlich ist es bei
+den Hülsenfruchtgewächsen; sie haben fast sämtlich an ihren Wurzeln
+kleine Knöllchen, in welchen eine Unmenge von Bakterien eingeschlossen
+sind, die durch ihr Absterben die Pflanze mit Stickstoff versorgen.
+
++Der Kommerzienrat+: Ich denke, durch diesen Befund ist das Problem
+nicht gelöst, sondern nur verschoben: denn nun müssen wir fragen, wie
+es diese Pilze und Bakterien anfangen, stickstoffhaltig zu werden?
+
+[Illustration: Abb. 45. Bohnenwurzel, dicht mit Bakterienknöllchen
+besetzt.]
+
+[Illustration: Abb. 46. Normale Stickstoffbakterien (nach Jost).]
+
+[Illustration: Abb. 47. Degenerierte Stickstoffbakterien aus einer
+Bohnenwurzel (nach Jost).]
+
++Der Professor+: Sie haben ganz recht. Ich vergaß, Ihnen zu sagen,
+daß man von einigen dieser Bakterien mit aller Sicherheit nachgewiesen
+hat, daß sie den Stickstoff der Luft in salpetrige und in Salpetersäure
+umwandeln. Die so entstehenden Salze der Salpetersäure sind aber eines
+der verdaulichsten stickstoffhaltigen Nahrungsmittel für alle Arten von
+Pflanzen.
+
++Der Kommerzienrat+: Sagten Sie nicht soeben, daß das Stickstoffgas
+eine sehr geringe Neigung habe, chemische Verbindungen einzugehen? Wie
+machen es wohl diese Bakterien, um den trägen Stickstoff zur Verbindung
+mit Sauerstoff zu nötigen?
+
++Der Professor+: Dies ist vorläufig ein völliges Rätsel. Es ist um
+so merkwürdiger, als diese Vereinigung künstlich nur unter Anwendung
+hoher elektrischer Spannungen bei der Temperatur des elektrischen
+Funkens (ca. 4000 °) möglich ist. Man könnte vielleicht, wie bei der
+Kohlensäurespaltung, an die Mitwirkung des Lichts denken. Aber es
+ist durch Versuche fast einwandfrei festgestellt, daß die Verdauung
+des Stickstoffs ohne Mitwirkung des Lichts erfolgt (vgl. Jost,
+Pflanzenphysiologie, in Strasburgers Lehrbuch der Botanik, 11. Aufl.,
+S. 193). Wir stehen also vor der für jeden Chemiker unglaublich
+klingenden Tatsache, daß die Pflanze es fertig bringt, kaltes
+Stickstoffgas ohne jede Anwendung von Licht, Wärme oder Elektrizität
+in beliebigem Grade zu oxydieren. Dies ist eine Leistung, welche
+schlechthin alles in Schatten stellt, was die Chemiker bisher erreicht
+haben.
+
+[Illustration: Abb. 48. Eine unförmig aufgetriebene Bakterienzelle
+aus einem Wurzelknöllchen der Bohne, gefüllt mit Millionen
+Stickstoffbakterien.]
+
++Der Kommerzienrat+: Ist es nicht überhaupt wunderbar, daß die Pflanze
+ihre Vorräte an Zellulose, Stärke und Zucker auf kaltem Wege erzeugt?
+Wenn ich nicht irre, können die Chemiker auch diese Prozesse nicht ohne
+Anwendung von Hitze durchführen.
+
++Der Professor+: Sie haben ganz recht. Die chemische Küche der Pflanze
+ist kalt. Dabei leistet sie so Unglaubliches, daß sie damit den blassen
+Neid aller Chemiker weckt. Sie verwandelt auf dem Weg von der Knolle
+bis zum Blatt wenigstens ein dutzendmal Stärke in Zucker und Zucker in
+Stärke um, während den Chemikern zwar das erste, niemals aber bis jetzt
+das zweite gelungen ist. Kein Chemiker vermag Stärke oder Zellulose
+künstlich darzustellen. Dabei sind diese Dinge verhältnismäßig
+als Kleinigkeiten zu bewerten im Vergleich mit der beispiellosen
+Mannigfaltigkeit von Farb-, Duft- und Konservierungsstoffen, welche in
+den Wurzeln, Blättern und Blüten erzeugt werden. Das Pflanzenkleid der
+Erde ist in der Tat das gewaltigste chemische Laboratorium, vor welchem
+sich selbst unsere leistungsfähigsten chemischen Fabriken wie ärmliche
+Alchimistenküchen verkriechen müssen.
+
++Der Kommerzienrat+: Hat man denn gar keine Vorstellung, welcher
+Hilfsmittel sich die Pflanze bei ihren chemischen Darstellungen
+bedient? Sie haben mir doch früher (vgl. das 8. Kapitel) erzählt, daß
+man die +Gärungsvorgänge+ und die +Verzuckerung der Stärke+ mit Hilfe
+der sogenannten Enzyme künstlich bewirken könne, ohne Mithilfe des
+lebenden Pflanzenkörpers. Wäre es nicht denkbar, daß alle chemischen
+Vorgänge in der Pflanze auf die Mitwirkung von Enzymen zurückführbar
+sind?
+
++Der Professor+: Dies ist deshalb ganz ausgeschlossen, weil die bis
+jetzt bekannten Enzyme sämtlich den +Abbau+, d. h. die Zerlegung
+einer komplizierten in verschiedene einfache Verbindungen, bewirken.
++Aufbauende+ Enzyme sind meines Wissens bis jetzt überhaupt unbekannt.
+Gerade die wichtigsten chemischen Vorgänge in der Pflanze sind jedoch
+solche +Synthesen+, d. h. aufbauende Prozesse. Das ist der Unterschied
+zwischen der Verdauung bei Pflanzen und bei Tieren: die Pflanze verdaut
++einfache+ Stoffe, wie Kohlensäure, Wasser und Stickstoff, zu sehr
+komplizierten; das Tier aber verdaut komplizierte Nährstoffe (Fleisch,
+Pflanzeneiweiß) zu einfachen Endprodukten (Aminosäuren). Freilich baut
+dann auch der tierische Körper aus diesen Zerlegungsstoffen wieder
+komplizierte Eiweißmoleküle des Blutes und Fleisches auf.
+
++Der Kommerzienrat+: Ich bin Ihnen, lieber Professor, für Ihre
+interessanten Belehrungen sehr dankbar. Nun kann ich mir nur eine Sache
+noch nicht recht vorstellen: wenn jede Pflanze während ihres Wachstums
+Kohlensäure aus der Luft zieht, und wenn sich dieser Vorgang Jahr um
+Jahr mit der ganzen, gewaltigen Pflanzendecke der Erde wiederholt: da
+muß doch schließlich die Luft die geringe Menge Kohlensäure, welche
+sie noch enthält, nach und nach ganz verlieren. Dann wäre wohl kein
+Pflanzenwuchs und infolgedessen auch kein Tierleben mehr möglich.
+
++Der Professor+: Sie übersehen in Ihrer Schlußfolgerung nur die
+wichtige Tatsache, daß alle von den Pflanzen aufgenommene Kohlensäure
+schließlich doch wieder als solche in die Luft zurückströmt. Denn
+fast alle Pflanzensubstanz fällt schließlich der +Verwesung+ anheim,
+und dabei wird nahezu aller Kohlenstoff schließlich in Kohlensäuregas
+verwandelt, welches in die Luft zurückströmt. Auch das faulende Holz
+der Wälder unterliegt dieser Veränderung. Diejenige Pflanzensubstanz,
+welche nicht unmittelbar verwest, wird entweder von Tieren gefressen
+oder verbrannt oder allmählich in Kohle verwandelt und dann auch
+verbrannt. Da bei der Verwesung des Tierkörpers auch Kohlensäure
+entsteht, so ist in allen diesen Fällen das Endprodukt wieder die
+Kohlensäure. Deshalb kann der Kohlensäuregehalt der Luft nicht
+abnehmen. +Der Kohlenstoff vollendet also in der Natur einen ewigen,
+sich immer wiederholenden Kreislauf.+
+
++Der Kommerzienrat+: Ich dächte aber, ich hätte einmal gelesen oder
+gehört, daß die Luft in einer älteren Periode der Erdgeschichte reicher
+an Kohlensäure gewesen sei. Damals, ich glaube, es war in der Zeit der
+Entstehung der Steinkohlen, sollen ja aus diesem Grunde die Pilze und
+Farnkräuter und Bärlappgewächse eine ungeheure Größe erreicht haben.
+Ist dies richtig, so widerspricht es doch der Lehre vom Kreislauf des
+Kohlenstoffs.
+
++Der Professor+: Ihr Einwand ist in der Tat richtig; während aber
+diese, ich möchte sagen: +säkulare+ Abnahme des Kohlensäuregehaltes
+der Luft Millionen von Jahren beansprucht hat, so können wir für
+unsere geschichtlichen Zeiträume keine erkennbare Abnahme nachweisen.
+Wir können also mit dieser Einschränkung die Lehre vom Kreislauf des
+Kohlenstoffs wohl aufrechterhalten.
+
+[Illustration: Abb. 49. Der Siegelbaum (~Sigillaria~), ein baumgroßes
+Bärlappgewächs der Steinkohlenzeit.]
+
+[Illustration: Abb. 50. ~Alethopteris lonchitidis~, ein
+steinkohlenbildender Farn.]
+
++Der Kommerzienrat+: Woher stammten denn jene großen Kohlensäuremengen?
+
++Der Professor+: Man vermutet, daß die ursprüngliche Atmosphäre
+hauptsächlich aus Kohlensäure und Stickstoff bestand, welche beiden
+Gase von der erkaltenden Erdmasse ausgehaucht wurden. Ob Sauerstoff
+schon dabei war, oder ob er erst durch Zersetzung der Kohlensäure
+gebildet wurde, ist nicht sicher entschieden.
+
++Der Kommerzienrat+: Aber wohin sind diese großen Kohlensäuremengen
+geraten?
+
++Der Professor+: Man vermutet, daß sie in den Kalkgebirgen stecken,
+deren Gestein aus kohlensaurem Kalk besteht. Diese Gebirge und ihr
+Material sind nämlich zweifellos erst nach jener Zeit entstanden, in
+welcher die Luft so reich an Kohlensäure war.
+
++Der Kommerzienrat+: Da müßte man also annehmen, daß auf der Erde
+ehemals gebrannter oder gelöschter Kalk vorhanden war, und daß dieser
+sich mit der Kohlensäure allmählich zu kohlensaurem Kalk verbunden hat?
+
++Der Professor+: O nein, das ist ganz anders vor sich gegangen. Die
+Kalkgebirge sind voll versteinerter Meerestiere; diese hätten niemals
+auf gebranntem oder gelöschtem Kalk leben können, weil diese Verbindung
+eine sehr scharfe, ätzende Base ist. Vielmehr weisen alle Umstände
+darauf hin, daß bei der Entstehung des Kalksteins dem +Meer+ eine
+wichtige Rolle zukommt. Untersucht man irgendeine Art von Kalkstein
+oder Kreide unter dem Mikroskop, so erkennt man leicht, daß diese
+Stoffe ganz und gar aus den Kalkschalen winziger Pflanzen (Kalkalgen)
+und Tiere (Urtierchen) zusammengesetzt sind, die ohne Zweifel im Wasser
+gelebt haben.
+
++Der Kommerzienrat+: Zugegeben; aber diese Erklärung kann doch
+unmöglich für solche Kalkgesteine gelten, welche von hohen Berggipfeln,
+wie z. B. von der Zugspitze, stammen.
+
++Der Professor+: Wenn Sie vom Gipfel der Zugspitze ein Stück
+Wettersteinkalk abschlagen und mikroskopisch prüfen, so werden Sie
+erkennen, daß es nahezu gänzlich aus den Schalen zweier Kalkalgen,
+nämlich der Gattungen ~Gyroporella~ und ~Diplopora~, zusammengesetzt
+ist.
+
++Der Kommerzienrat+: Also müßte auch der Gipfel der Zugspitze ehemals
+Meeresboden gewesen sein?
+
+[Illustration: Abb. 51. ~Diplopora annulata~, eine Kalkalge des
+Wettersteingebirges.]
+
++Der Professor+: Dies ist ganz unbezweifelbar. Die Erhebung der Alpen
+ist als ein Faltungs- und Schrumpfungsvorgang der Erdrinde erst in
+sehr später Zeit (in der Tertiärzeit) erfolgt; es ist sogar möglich,
+daß in dieser Zeit bereits das jüngste aller irdischen Geschöpfe, der
+Mensch, vorhanden oder in der Entwicklung begriffen war. Vorher waren
+die Alpenlande ebener Boden, eingetrockneter Meeresboden. Und in dem
+Meer, das ehemals diesen Boden überdeckte, lebten und starben jene
+Kalkalgen in ungeheuren Mengen. Die toten sanken darin langsam zu
+Boden und verwesten; aber ihre Kalkschalen konnten nicht verwesen und
+bildeten einen tiefen und dicken Schlamm, aus welchem allmählich durch
+Austrocknung und Erhärtung der Kalkstein wurde.
+
++Der Kommerzienrat+: Dies klingt sehr wunderbar, ist aber immerhin
+verständlich. Aber wie soll ich mir vorstellen, daß die Kalkschalen der
+Algen sich mittels der Kohlensäure der Luft gebildet haben? Denn so war
+es doch, so soll doch der ehemals so große Kohlensäuregehalt der Luft
+sich vermindert haben?
+
++Der Professor+: Auch dieser Vorgang ist an lebenden Kalkalgen
+recht klar erforscht worden. Diese Kalkalgen können nur in einem
+Wasser leben, welches sogenannten doppeltkohlensauren Kalk gelöst
+enthält. Dies ist eine chemische Verbindung von kohlensaurem Kalk
+mit Kohlensäure; sie unterscheidet sich von kohlensaurem Kalk (der
+in Wasser unlöslich ist) durch ihre beträchtliche Löslichkeit. Die
+Kalkalgen nun, als Pflanzen, brauchen zu ihrer Ernährung Kohlensäure.
+Da sie nicht in der Luft leben, sondern im Wasser, so entziehen sie
+ihren Kohlensäurebedarf aus dem doppeltkohlensauren Kalk, welcher in
+ihrer wässerigen Umgebung gelöst ist. Dadurch verwandelt sich aber der
+lösliche doppeltkohlensaure Kalk in unlöslichen kohlensauren Kalk,
+der nun auf irgendeine Weise zum Vorschein kommen muß. Die allzeit
+erfinderische Natur verwendet ihn zum Bau steinerner Gehäuse und
+Stützgerüste: der Kalkschalen dieser Algen.
+
++Der Kommerzienrat+: Das ist freilich ein merkwürdiger Vorgang, auf den
+man durch bloßes Nachdenken nicht kommen kann. Nun fragt sich bloß, wie
+die Kohlensäure der Luft dazu kommt, als doppeltkohlensaurer Kalk in
+das Wasser einzutreten?
+
++Der Professor+: Diese Frage ist durch die Geologie recht zuverlässig
+beantwortet worden. Das Regenwasser löst beim Niederfallen um so
+mehr Kohlensäure auf, je kälter es ist und je reicher die Luft an
+Kohlensäure ist. Diese Lösung wirkt auf die meisten Gesteine zersetzend
+ein und entzieht ihnen langsam, aber sicher alle Basen, indem es diese
+in doppeltkohlensaure Salze verwandelt und in gelöster Form fortführt.
+Der Kalkgehalt unserer Kalkgebirge stammt also vermutlich aus den
+Urgneisen und vielleicht auch aus den älteren Graniten. Die Kohlensäure
+stammt aus der Luft.
+
++Der Kommerzienrat+: Wie kam aber die Kohlensäure in die Luft?
+
++Der Professor+: Sie ist ein Entgasungsprodukt der erkaltenden Erde.
+Noch heute strömt die Erde an allen Orten früherer vulkanischer
+Tätigkeit große Mengen von Kohlensäure aus (z. B. in der Eifel am
+Rhein). Da die vulkanischen Vorgänge in früheren Erdperioden viel
+stärker und weiter verbreitet waren, so muß dadurch auch viel mehr
+Kohlensäure in die Luft gekommen sein. Noch heute hält dieses aus der
+Erde kommende („juvenile“) Kohlensäuregas dem durch den Pflanzenwuchs
+verbrauchten das Gleichgewicht, so daß der Kohlensäuregehalt der Luft
+nicht merklich abnimmt.
+
++Der Kommerzienrat+: Da sollte man eigentlich erwarten, daß die Luft
+im Winter mehr Kohlensäure enthält als im Sommer, weil im Winter der
+Verbrauch durch die Pflanzen größtenteils wegfällt, während der Zustrom
+aus dem Erdinnern doch in gleicher Stärke weiter besteht.
+
++Der Professor+: Ihre Vermutung ist tatsächlich richtig (vgl. Jost,
+Pflanzenphysiologie, in Strasburgers Lehrbuch der Botanik, 11. Aufl.,
+S. 186). In 10000 Liter Luft sind im Winter 3,0 bis 3,6, im Sommer nur
+2,7 bis 2,9 Liter Kohlensäure enthalten.
+
++Der Kommerzienrat+: Ich wundere mich jetzt geradezu, daß der
+Kohlensäuregehalt der Luft nicht fortwährend +größer+ wird. Denn die
+von den Pflanzen verzehrte Luftkohlensäure gelangt doch, wenn die
+Pflanzen verwesen, wieder unvermindert in die Luft zurück; und die
+gewaltigen Kohlensäuremengen, welche der Erde entströmen, kommen doch
+hinzu.
+
++Der Professor+: Sie vergessen, daß der Kreislauf der Kohlensäure sich
+in einer Bahn vollzieht, welche, sozusagen, nicht ganz dicht hält.
+Sie hat zwei undichte Stellen, an welchen viel Kohlensäure aus dem
+Kreislauf nach außen sickert: die eine Stelle ist Ihnen schon bekannt,
+es ist die Bildung der Kalkgesteine aus dem Meeresbodenschlamm. Das
+andere Leck in der Bahn des Kreislaufs der Kohlensäure ist die Bildung
+der +Kohlenlagerstätten+ der Erde. Hier verwandeln sich ungeheure
+Mengen von Pflanzensubstanz durch mangelhafte Verwesung in Torf,
+Braunkohle, Steinkohle, Anthrazit und Graphit und binden so eine Menge
+Kohlenstoff in der Erdrinde, der ehedem als Kohlensäuregas in der Luft
+war.
+
++Der Kommerzienrat+: Sie erwähnten vor einiger Zeit, daß der
+Sauerstoffgehalt der Luft möglicherweise auf jene großen
+Kohlensäuremengen zurückzuführen ist, welche früher in der Luft
+enthalten waren. Wie wäre dies zu erklären?
+
++Der Professor+: Wenn die Kohlensäure durch Kalkalgen gebunden und
+als Nahrung aufgenommen wurde, so muß eine entsprechende Menge von
+Sauerstoff von ihnen abgeschieden worden sein. Dieser Sauerstoff, das
+Verdauungsprodukt der kohlensäureverzehrenden Pflanzen, kann nur in die
+Luft entwichen sein.
+
++Der Kommerzienrat+: Freilich haben dieselben Pflanzen zum Zweck der
++Atmung+ Sauerstoff verbraucht und Kohlensäure abgeschieden. Aber
+anscheinend ist die Atmung der Pflanzen weniger rege als ihre Ernährung.
+
++Der Professor+: So ist es tatsächlich. Wohl werden durch die
+Atmung, namentlich durch die der Bodenbakterien, ungeheure Mengen
+Kohlensäuregas in die Luft geschickt; aber diese Mengen sind dennoch
+verschwindend klein im Verhältnis zu denjenigen, welche bei der
+Ernährung derselben Pflanzen verbraucht werden. Für die Bewegung des
+Sauerstoffs gilt natürlich dasselbe im umgekehrten Sinn: bei der
+Ernährung wird viel mehr Sauerstoff frei, als bei der Atmung verzehrt
+wird.
+
++Der Kommerzienrat+: Das Nebeneinanderbestehen dieser beiden Vorgänge,
+der Atmung und der Ernährung, mit ihren entgegengesetzt verlaufenden
+Stoffwechselprozessen erscheint einem doch recht unverständlich. Was
+hat es für einen Sinn, daß bei der Atmung einer Pflanze Kohlensäure
+entbunden wird, welche von derselben Pflanze zum Zweck der Ernährung
+wieder verbraucht wird?
+
+[Illustration: Abb. 52. Aus den abgeschnittenen Stielenden der
+Wasserpflanze ~Helodea canadensis~ entweicht im Sonnenlicht
+Sauerstoffgas.]
+
++Der Professor+: Der Sinn dieser einander widersprechenden
+Vorgänge ist in den thermochemischen Beziehungen, also in den
+Bewegungen der Wärme bei diesen chemischen Prozessen, zu suchen. Der
+Ernährungsvorgang ist ein endothermischer Prozeß; bei der Spaltung
+der Kohlensäure wird Energie (in Form von Sonnenlicht) verbraucht.
+Der Atmungsvorgang ist dagegen ein exothermischer Prozeß, bei welchem
+Energie frei wird. Diese freiwerdende Energie wird von der Pflanze
+verbraucht, um ihre sämtlichen +Bewegungen+ zu bestreiten, nämlich die
+Wachstumsbewegungen, das Aufrichten und Strecken, das Entrollen der
+Blätter aus den Knospen usw. Bewegungen erzeugen wir ja auch in den
+Maschinen durch freiwerdende Energie, z. B. in der Dampfmaschine durch
+die freiwerdende Wärme der brennenden Kohlen. Diese Wärme ist, nebenbei
+bemerkt, nichts anderes als die Energie des Sonnenlichts, welche in
+der Karbonzeit in den Blättern der Steinkohlenbäume die Kohlensäure
+in Kohlenstoff und Sauerstoff gespalten hat. Indem wir die Kohle
+verbrennen, gewinnen wir diese aufgestapelte Sonnenenergie als Wärme
+wieder.
+
++Der Kommerzienrat+: Wenn ich Sie also recht verstehe, so
+atmet die Pflanze nur, um dadurch Verbrennungsenergie für ihre
+Wachstumsbewegungen zu gewinnen?
+
++Der Professor+: Daß sie +nur+ deshalb atmet, wäre wohl zu viel gesagt.
+Denn die Atmung wird, wie bei den Tieren, wohl auch die Reinigung des
+Körpers durch Oxydation unbrauchbarer Stoffe bewirken.
+
++Der Kommerzienrat+: Nach allem, was Sie soeben gesagt haben, könnte
+man wohl auch von einem +Kreislauf der Wärme+ sprechen? Denn die Wärme,
+welche bei der Verbrennung der Kohlen an die Natur zurückgegeben wird,
+ist doch nichts anderes als die Sonnenenergie, welche ehemals die
+Kohlensäure in Kohlenstoff und Sauerstoff spaltete?
+
++Der Professor+: So ist es allerdings; aber die Bezeichnung
+„+Kreislauf+“ können wir für diesen Weg der Wärme doch nicht gut
+anwenden, weil diese Wärme nicht wieder an ihren ursprünglichen Platz
+(die Sonne) zurückgelangt. Nach dem bisherigen Stand unseres Wissens
+ist es ganz unmöglich, daß die Wärme von einem kälteren auf einen
+wärmeren Körper übertragen wird. Diese Tatsache ist deshalb wichtig,
+weil die Umwandlung der Wärme in die Energie der Bewegung nach unseren
+Erfahrungen nur bei ihrem Übertritt von einem Körper auf einen anderen
+möglich ist. Also haben alle Bewegungen, welche wir überhaupt kennen,
+ihren letzten Ursprung darin, daß Wärme (und zwar verwandelte oder
+aufgespeicherte Sonnenwärme) von einem wärmeren auf einen kälteren
+Körper übergetreten ist.
+
++Der Kommerzienrat+: Meinen Sie damit auch z. B. die Bewegung eines
+Wasserrades im Fluß?
+
++Der Professor+: Ja. Das Wasserrad kann nur so lange getrieben werden,
+als das Wasser bergab läuft. Das Wasser läuft aber nur so lange bergab,
+als es durch Regengüsse aus den Wolken auf die Gipfel der Berge
+befördert wird. Es ist die Sonnenwärme, welche das zu Tal geflossene
+Wasser immer wieder in Dampf- und Dunstform auf Wolkenhöhen erhebt. Sie
+ist es also letzten Endes, welche das Wasserrad treibt.
+
++Der Kommerzienrat+: Wie ist es aber mit der Bewegung eines
+Elektromotors, in den ich elektrischen Strom sende? Das hat doch gewiß
+nichts mit der Sonnenwärme zu tun?
+
++Der Professor+: Doch insofern, als Sie Elektrizität auf keine
+andere Weise erzeugen können als durch Umwandlung aus Sonnenwärme:
+denn Sie müssen die Dynamo entweder mit Wasserkraft betreiben, deren
+Zusammenhang mit der Sonnenwärme wir soeben dargelegt haben; oder Sie
+verwenden Dampfmaschinen oder Gasmotoren, deren Energie aus der Kohle
+stammt, also wieder indirekt aus der Sonne. -- Alle Energie stammt von
+der Sonne und ist in ihrer Entstehung an die Bedingung gebunden, daß
+die Sonne ihre Wärme an einen kälteren Körper abgibt; denn nur bei
+diesem Übergang können Umwandlungen in andere Energieformen erfolgen.
+
++Der Kommerzienrat+: Dann müßte also die Welt einmal zum Stillstand
+kommen, wenn alle Körper ihre Temperatur gegenseitig ausgeglichen
+haben, weil dann keine Wärme mehr von einem wärmeren auf einen kälteren
+Körper übertreten könnte. Widerspricht dies nicht dem Gesetz der
+Erhaltung der Energie? Denn die Wärme ist dann doch in der Welt noch
+vorhanden, nur ist sie nicht mehr in Arbeit umwandelbar.
+
++Der Professor+: Der Streit über diese Frage (des Physikers
++Boltzmann+), ob die Welt am „Wärmetod“ zugrunde gehen wird oder nicht,
+ist auch unter den Gelehrten noch nicht entschieden. Für uns ist sie
+deshalb nicht gerade aktuell, weil der Sonnenball ein so ungeheures
+Reservoir von Energie darstellt, daß das Menschengeschlecht keine
+„Energieteuerung“ erleben wird.
+
+
+
+
+12. Das periodische System der Elemente.
+
+(Ein Gespräch zwischen einem Chemiker und einem Studenten.)
+
+
++Der Chemiker+: Sie möchten also gern von mir wissen, ob und wie die
+chemischen Eigenschaften der Elemente mit ihren +Atomgewichten+ (vgl.
+das 4. Kapitel) zusammenhängen.
+
++Der Student+: Ja, denn ich bilde mir ein, diesem Zusammenhang bereits
+auf die Spur gekommen zu sein. Ich glaube entdeckt zu haben, daß die
+chemischen Elemente um so +metallischere+ Eigenschaften haben, je
+größer ihr Atomgewicht ist.
+
++Der Chemiker+: Diese Entdeckung läßt sich freilich bestreiten. Ich
+führe Ihnen zum Beleg meines Widerspruchs drei nichtmetallische
+und drei ausgesprochen metallische Elemente an, deren Atomgewichte
+das Gegenteil beweisen könnten: die Metalle Lithium, Natrium und
+Magnesium haben die (abgerundeten) Atomgewichte 7, 23 und 24; die
+nichtmetallischen Elemente Phosphor, Schwefel und Brom haben die viel
+höheren Atomgewichte 31, 32 und 80!?
+
++Der Student+: Meine Vermutung gründete sich darauf, daß die
+Mehrzahl der hohen Atomgewichte doch unzweifelhaft zu metallischen
+Elementen gehört, während die Mehrzahl der niederen Atomgewichte den
+nichtmetallischen Elementen eigen ist.
+
++Der Chemiker+: In dieser unbestimmten Form ausgesprochen, ist Ihre
+Ansicht zweifellos richtig und enthält ein Naturgesetz. Nur, sobald
+Sie dieses Gesetz genau beschreiben wollen, so daß es ohne Ausnahme
+gelten soll --: da entschlüpft es Ihnen unter den Händen und läßt sich
+nicht fassen. Dies ist in einer sehr merkwürdigen Tatsache begründet,
+welche zuerst im Jahr 1865 von John A. B. Newlands erkannt wurde.
+Er ordnete die chemischen Elemente nach der Größe der Atomgewichte
+in eine fortlaufende Reihe derart, daß die Reihe mit dem kleinsten
+Atomgewicht begann und mit dem größten endigte. Er fand nun, daß zwar
+die benachbarten Elemente keine besonders deutliche Ähnlichkeit in
+ihren Eigenschaften zeigten, daß aber diese Ähnlichkeit ganz auffallend
+bemerkbar wurde, wenn man sieben Elemente übersprang. Also das +achte+
+war dem +ersten+, das +neunte+ dem +zweiten+, das +zehnte+ dem dritten
+Element ähnlich usw., und diese Ähnlichkeit wiederholte sich beim
+fünfzehnten Element mit dem ersten und achten, beim sechzehnten mit dem
+zweiten und neunten, usf. -- Newlands nannte seine Entdeckung deshalb
+das +Gesetz der Oktaven+. Damit Sie sich von der Richtigkeit überzeugen
+können, schreibe ich Ihnen den Anfang der Oktavenreihe hier und setze
+über den Namen jedes Elements sein Atomgewicht:
+
+    7         9         11         12          14          16        19
+ Lithium  Beryllium     Bor   Kohlenstoff  Stickstoff  Sauerstoff  Fluor
+
+   23        24         27         28          31          32      35,4
+ Natrium  Magnesium  Aluminium  Silizium    Phosphor    Schwefel   Chlor
+
+   39        40         44         48          51          52        55
+ Kalium    Kalzium   Skandium     Titan     Vanadin      Chrom    Mangan
+
+Außerdem habe ich in jede Zeile nur sieben Elemente geschrieben
+und die drei Zeilen so untereinander gesetzt, daß die ähnlichen
+Elemente untereinander zu stehen kommen. Ich weiß nicht, ob Ihnen die
+Ähnlichkeit dieser untereinanderstehenden Elemente überall überzeugend
+klar ist.
+
++Der Student+: Ich könnte dies eigentlich nur von den drei Elementen
+sagen, welche ganz links stehen. Sie sind mir als +Alkalimetalle+
+wohlbekannt.
+
++Der Chemiker+: Um die Ähnlichkeit zu erkennen, bedarf es nur eines
+kleinen Fingerzeigs: Sie müssen auf die +Wertigkeit+ achten (vgl. das
+4. Kapitel). Die Elemente der ersten Gruppe (von links) sind Ihnen
+zweifellos als +einwertig+ bekannt: jedes Atom von ihnen vermag in
+einer Säure nur +ein+ Atom Wasserstoff zu ersetzen. Wenn Sie nun auch
+nur wenig mit den Eigenschaften der übrigen Elemente vertraut sind,
+so werden Sie leicht erkennen, daß die Elemente der zweiten Gruppe
+(von links) sämtlich zweiwertig, die der dritten Gruppe dreiwertig,
+der vierten vierwertig sind. Die Elemente der drei letzten Gruppen
+treten, wie Ihnen bekannt sein wird, in verschiedenen Wertigkeiten
+auf. Untersucht man aber ihre +beständigsten+ Verbindungen, so findet
+man eine sehr auffallende Tatsache: in ihnen sind die Elemente der
+fünften Gruppe entweder fünfwertig oder dreiwertig, die der sechsten
+Gruppe entweder sechswertig oder zweiwertig, die der siebenten entweder
+sieben- oder einwertig.
+
++Der Student+: Dies ist ganz unbegreiflich wunderbar, da wir doch bei
+der Zusammenstellung der Oktaven nur von den Atomgewichten ausgegangen
+sind und auf die Wertigkeit gar keine Rücksicht genommen haben.
+
++Der Chemiker+: Beachten Sie auch, daß die Wertigkeit nicht nur von
+links über die Mitte nach rechts stetig und gleichmäßig ansteigt,
+sondern auch von rechts nach links, allerdings nur bis zur Mitte.
+
++Der Student+: Es ist gerade so, als ob die Natur zwischen links und
+rechts keinen Unterschied gelten lassen wollte.
+
++Der Chemiker+: Dieser Eindruck wird noch durch die Tatsache verstärkt,
+daß die Elemente der +vierten+ Gruppe ganz überwiegend, in ihren
+meisten Verbindungen, +vierwertig+ sind. Die vierte Gruppe ist als
+Mittelgruppe sowohl von links als auch von rechts aus die vierte,
+wodurch sich dieses Überwiegen der Vierwertigkeit sehr interessant
+erklärt.
+
++Der Student+: Bezieht sich die Ähnlichkeit der Elemente jeder solchen
+Gruppe auch noch auf andere Eigenschaften als die Wertigkeit?
+
++Der Chemiker+: Selbstverständlich! Sie umfaßt alle Eigenschaften, und
+zwar nicht bloß der Elemente selbst, sondern auch ihrer Verbindungen.
+Also: die Elemente der ersten Gruppe sind einander nicht bloß
+darin ähnlich, daß sie leichte Metalle sind, welche das Wasser bei
+gewöhnlicher Temperatur zersetzen, sondern auch ihre Verbindungen (z.
+B. mit Chlor) haben eine unverkennbare Ähnlichkeit in Aussehen und
+Kristallform, Wasserlöslichkeit, Schmelzpunkt usw.
+
++Der Student+: Gilt nun dieses Newlandssche Gesetz der Oktaven auch für
+alle übrigen Elemente, die Sie oben nicht angeschrieben haben?
+
++Der Chemiker+: Es gilt für alle Elemente; aber es hat vieler
+Untersuchungen bedurft, um dies klar zu erkennen. Es war das Verdienst
+des russischen Chemieprofessors Mendelejeff (von der Universität St.
+Petersburg) und des Deutschen Lothar Meyer, hier einige Klarheit
+geschaffen zu haben. Die Schwierigkeiten beginnen nämlich gerade da,
+wo unsere dritte Periode endigt, also hinter dem Element +Mangan+.
+Dieses und das vorhergehende +Chrom+ gleichen den beiden übergeordneten
+Elementen ihrer Gruppen bei weitem nicht in dem Grade, wie man erwarten
+sollte, wenn auch in der Wertigkeit und in den sauerstoffreichsten
+Oxyden eine unverkennbare Ähnlichkeit besteht. Verlängert man aber
+die dritte Periode von 7 auf 17 Elemente, so zeigt sich sowohl in den
+Eigenschaften der ersten als auch der letzten Glieder dieser 17teiligen
+Periode eine geradezu verblüffende Ähnlichkeit mit den Gliedern der
+beiden kurzen Perioden. Diese „große“ Periode heißt also (unter
+Verwendung der Abkürzungszeichen für die Namen der Elemente):
+
+              ~K~ ~Ca~ ~Sc~ ~Ti~ ~V~ ~Cr~ ~Mn~ ~Fe~ ~Co~
+               ~Ni~ ~Cu~ ~Zn~ ~Ga~ ~Ge~ ~As~ ~Se~ ~Br~.
+
++Der Student+: Aber 17 Elemente können doch nicht mit 7 zur
+Deckung gebracht werden? Wie kann man in dieser Anordnung von
+korrespondierenden Eigenschaften sprechen?
+
++Der Chemiker+: Die kurzen, siebengliedrigen Perioden stimmen in ihren
+Eigenschaften sowohl mit den sieben ersten als auch mit den sieben
+letzten Elementen dieser langen Periode überein. Die lange Periode
+zerfällt also sozusagen in zwei kurze und ein Mittelstück, das aus den
+drei Elementen Eisen, Nickel und Kobalt besteht.
+
++Der Student+: Wenn ich mir diese kurzen Perioden betrachte, die Sie
+aus der langen herausschneiden, so finde ich, daß ihre Elemente mit den
+beiden ersten kurzen Perioden nur teilweise übereinstimmen wollen. Die
+vordere Hälfte, ~K~–~Mn~, stimmt nur in ihren drei ersten, die hintere
+mit den Elementen ~Cu~–~Br~ nur in ihren drei letzten Elementen gut mit
+den beiden kurzen Perioden zusammen. Dagegen scheint mir das Ende der
+~K~–~Mn~-Periode und der Anfang der ~Cu~–~Br~-Periode nicht so gut zu
+passen: denn ~Mn~ müßte doch ein Halogen sein, wie ~Cl~ und ~Br~, und
+~Cu~ müßte ein Alkalimetall sein, wie ~Li~, ~Na~ und ~K~.
+
++Der Chemiker+: Sie haben ganz recht, die Übereinstimmung dieser
+Elemente mit den Halogenen bzw. Alkalimetallen läßt zu wünschen übrig.
+Immerhin wollen Sie bedenken, daß das +Kupfer+ im einwertigen Zustand
+Salze bildet, welche im Aussehen und Verhalten den Alkalimetallsalzen
+nicht unähnlich sind: so ist das Kupferchlorür, ~CuCl~, +weiß+
+und nähert sich damit einigermaßen dem Chlornatrium, ~NaCl~, und
+Chlorkalium, ~KCl~. Denn die zweiwertigen Kupfersalze sind doch alle
+blau oder grün. Andrerseits bildet das +Mangan+ mit viel Sauerstoff
+ein flüssiges, leicht verdampfendes Oxyd ~Mn~_{2}~O~_{7}, welches
+den entsprechenden Oxyden des Chlors und Broms nicht unähnlich ist.
+Wenn Sie nun überhaupt die Wertigkeit der Elemente durch die ganze
+17gliedrige Periode verfolgen, so können Sie an der Berechtigung dieser
+Unterteilung nicht wohl mehr zweifeln.
+
++Der Student+: Gibt es denn noch mehr große Perioden?
+
++Der Chemiker+: Ja; mindestens noch +eine+ mit den folgenden Elementen:
+~Rb~ ~Sr~ ~Y~ ~Zr~ ~Nb~ ~Mo~ -- ~Ru~ ~Rh~ ~Pd~ ~Ag~ ~Cd~ ~In~ ~Sn~ ~Sb~
+~Te~ ~J~. Sie sehen: in dieser Periode ist +ein+ Element, zwischen
+Molybdän und Ruthenium, noch nicht entdeckt. Es müßte dem Mangan der
+ersten großen Periode entsprechen.
+
++Der Student+: Offenbar gilt für diese zweite große Periode dasselbe
+wie für die erste: das dreigliederige Mittelstück ~Ru~, ~Rh~, ~Pd~ muß
+ausgeschaltet werden; die beiden Reste sind kleine Perioden, welche
+wiederum nur in den drei ersten bzw. den drei letzten Gliedern gut mit
+den eigentlichen kleinen Perioden zusammenstimmen.
+
++Der Chemiker+: Ja; aber beachten Sie die gute Übereinstimmung in
++allen+ Gliedern der beiden großen Perioden. Auch die Mittelstücke
+Eisen, Nickel, Kobalt und Ruthenium, Rhodium, Palladium stimmen doch
+auffallend gut überein. -- Ich will Ihnen nun das ganze „periodische
+System“ mit allen Atomgewichten anschreiben (nach B. Brauner):
+
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+          |Gruppe|Gruppe|Gruppe|Gruppe|Gruppe |Gruppe|Gruppe|Gruppe|    Gruppe
+          |  0   |  I   |  II  |  III |  IV   |  V   |  VI  |  VII |     VIII
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 1 |      |    1 |      |      |       |      |      |      |
+          |      |    H |      |      |       |      |      |      |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 2 |      | 7    | 9    | 11   | 12    | 14   | 16   | 19   |
+          |      | Li   | Be   | B    | C     | N    | O    | F    |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 3 |      |   23 |   24 |   27 |    28 |   31 |   32 |  35,5|
+          |      |   Na |   Mg |   Al |    Si |    P |    S |   Cl |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 4 |      | 39   | 40   | 44   | 48    | 51   | 52   | 55   |56 58,97 58,63
+          |      | K    | Ca   | Sc   | Ti    | V    | Cr   | Mn   | Fe  Co    Ni
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 5 |      |   63 |   65 |   70 |    72 |   75 |   79 |   80 |
+          |      |   Cu |   Zn |   Ga |    Ge |   As |   Se |   Br |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 6 |      | 85   | 87   | 89   | 90    | 94   | 96   |100   | 102 103 106
+          |      | Rb   | Sr   | Y    | Zr    | Nb   | Mo   | ?    |  Ru  Rh  Pd
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 7 |      |  108 |  112 |  114 |   119 |  120 | 127,5|126,92|
+          |      |   Ag |   Cd |   In |    Sn |   Sb |   Te |    J |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 8 |      |133   |137   |138   |140–178| 182  |184   | 190  | 191 193 195
+          |      | Cs   | Ba   | La   |Ce usw.| Ta   |W     |  ?   |  Os  Ir  Pt
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 9 |      |  197 |  200 |  204 |   207 |  209 |  212 |  214 |
+          |      |   Au |   Hg |   Tl |    Pb |   Bi |   ?  |   ?  |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+  Reihe 10|      |220   |225?  |230   |233    |235   |239   |      |
+          |      | ?    |Ra    | ?    |Th     | ?    |  U   |      |
+  --------+------+------+------+------+-------+------+------+------+--------------
+
++Der Student+: Das soll also nun bedeuten, daß die untereinander
+stehenden Elemente in jeder Gruppe einander chemisch verwandt sind und
+diejenige Wertigkeit besitzen, welche der Gruppenzahl entspricht?
+
++Der Chemiker+: So ist es. Bei genauerem Zusehen werden Sie erkennen,
+daß ich die Elemente der Gruppen I–VII nicht genau untereinander
+geschrieben habe, sondern abwechselnd etwas nach links und nach rechts
+gerückt habe. Die links untereinanderstehenden bilden die sogenannte
++Hauptgruppe+, die nach rechts ausgerückten faßt man als „Nebengruppe“
+zusammen.
+
++Der Student+: Aber ist das nicht eine rein willkürliche Maßregel?
+
++Der Chemiker+: Nicht so ganz. Denn obwohl dieses Ausrücken nach links
+und rechts mit mathematischer Strenge genau abwechselnd erfolgte,
+ist es offenbar kein Zufall, daß jede dieser beiden Teilgruppen eine
+unverkennbare Verwandtschaftsgruppe bildet. In der I. Hauptgruppe
+stehen z. B. nur Alkalimetalle, in der II. Hauptgruppe nur alkalische
+Erdmetalle, in der VII. Nebengruppe nur Halogene. Dagegen umfaßt die
+erste Nebengruppe die unter sich ähnlichen Schwermetalle ~Cu~, ~Ag~,
+~Au~, welche zu den Elementen der Hauptgruppe eine viel geringere
+Ähnlichkeit haben als zueinander. Dieselbe Erscheinung wiederholt sich
+in jeder der sieben ersten Gruppen.
+
++Der Student+: Ich verstehe! Diese Anordnung trägt also auch den
+Unstimmigkeiten Rechnung, welchen wir oben bei der Zerschneidung der
+großen Perioden begegneten: das Mangan, als Element der siebenten
+Hauptgruppe, braucht den Elementen der siebenten Nebengruppe nicht
+völlig zu gleichen. Außerdem sehe ich, daß die mittleren drei Elemente
+der großen Perioden dadurch ganz von selbst in eine achte Gruppe nach
+rechts hinaus gedrängt werden. Stimmen diese Elemente denn in ihren
+Eigenschaften so zusammen, daß sie mit Recht in eine Gruppe vereinigt
+werden dürfen?
+
++Der Chemiker+: Ohne Zweifel. Die Elemente Eisen, Nickel, Kobalt und
+die sechs Platinmetalle haben sowohl in ihren metallischen als auch
+in ihren chemischen Eigenschaften eine unverkennbare Verwandtschaft.
+Die Platinmetalle finden sich z. B. in der Natur fast stets mit Eisen
+legiert, in den Meteoriten sind Eisen, Nickel und Kobalt miteinander
+vergesellschaftet. Ganz besonders zeigt sich die Verwandtschaft
+dieser Metalle der achten Gruppe miteinander in ihrer großen Neigung
+zur Bildung sogenannter komplexer Salze, in welchen um ein zentrales
+Metallatom 6 Atomgruppen gelagert sind. Auch die +Farben+ ihrer
+einfachen Salze, die meist grün, braun oder weinrot sind, zeigen eine
+große Ähnlichkeit. Endlich ist die Zuteilung dieser Metalle zur achten
+Gruppe dadurch gerechtfertigt, daß sie wohl die einzigen Elemente
+sind, bei welchen zweifellos die Achtwertigkeit beobachtet wurde: so im
+Osmiumtetroxyd ~OsO₄~.
+
++Der Student+: Die Existenz einer solchen achten Gruppe stört aber das
+Wertigkeits-Gleichgewicht unseres Systems, denn nun ist die vierte
+Gruppe nicht mehr die Mitte.
+
++Der Chemiker+: Dieser schwerwiegende Einwand wurde durch die
+Entdeckung der sogenannten +Edelgase+ entkräftet. Dies sind die
+Elemente mit den Atomgewichten: Helium 4, Neon 20, Argon 40, Krypton
+82, Xenon 128. Da sie sich absolut gar nicht mit anderen Elementen
+verbinden lassen, so besitzen sie offenbar gar keine Wertigkeit: sie
+sind +nullwertig+ und müssen, wenn sie überhaupt dem periodischen
+System zugeteilt werden sollen, eine +nullte+ Gruppe bilden. Diese
+stellt dann das durch die achte Gruppe gestörte Gleichgewicht wieder
+her.
+
++Der Student+: Sollte man denn nicht erwarten dürfen, daß auch die
+Elemente der achten Gruppe als nullwertig im Sinne der Symmetrie
+auftreten?
+
++Der Chemiker+: Sie entsprechen auch dieser Anforderung insofern, als
+sie -- wenigstens die Platinmetalle -- +edle+ Eigenschaften haben, also
+eine gewisse Neigung, blank und unverbunden zu bleiben.
+
++Der Student+: Das ist in der Tat sehr merkwürdig. -- Gibt es noch
+weitere gesetzmäßige Beziehungen zwischen den chemischen Elementen,
+welche ihren Ausdruck im periodischen System finden?
+
++Der Chemiker+: O, eine ganze Menge. Zunächst haben Sie wohl selbst
+schon beobachtet, daß innerhalb jeder Gruppe sich die Eigenschaften
+der Elemente mit den steigenden Atomgewichten beträchtlich ändern. Das
+spezifische Gewicht, der Glanz und überhaupt der metallische Charakter
+nimmt zu, die Farben werden dunkler. Betrachten Sie z. B. die Elemente
+der siebenten Gruppe +Fluor+, +Chlor+, +Brom+ und +Jod+. Ich stelle
+hier in einer Tabelle ihre wichtigsten Eigenschaften zusammen:
+
+  ===================+================+=========+========+==============
+                     |     +Fluor+    | +Chlor+ | +Brom+ |     +Jod+
+  -------------------+----------------+---------+--------+--------------
+        Farbe        |schwach gelbgrün|gelbgrün |braunrot|schwarzviolett
+  -------------------+----------------+---------+--------+--------------
+     Spez. Gewicht   |      1,108     |   1,33  |   3,18 |     4,97
+  (fest oder flüssig)|                |         |        |
+  -------------------+----------------+---------+--------+--------------
+     Schmelzpunkt    |   -233 °       |-102 °   |  -7 °  |  +113 °
+  -------------------+----------------+---------+--------+--------------
+     Siedepunkt      |   -187 °       | -33  °  | +63 °  |  +200 °
+  -------------------+----------------+---------+--------+--------------
+     Atomgewicht     |     18,91      |  35,18  |  79,36 |   126,01
+
+Sie sehen, wie alle Eigenschaften sich im gleichen Sinne verändern wie
+das Atomgewicht.
+
++Der Student+: Das ist so merkwürdig, daß man fast versucht wäre zu
+prüfen, ob die Abstufung dieser Zahlen nach einem mathematischen Gesetz
+erfolgt.
+
++Der Chemiker+: Sie haben einen guten Spürsinn, denn ein solches Gesetz
+besteht in der Tat. Wenn Sie die Atomgewichte der drei Elemente Chlor,
+Brom und Jod betrachten, so erkennen Sie leicht, daß das Atomgewicht
+des Broms das arithmetische Mittel zwischen den beiden andern ist:
+
+  Chlor =  35,18
+    Jod = 126,01
+        --------
+  Summe = 161,19 : 2 = 80,59 (statt 79,36).
+
+Die Rechnung stimmt nicht +ganz+ genau, aber doch sehr angenähert.
+Dieselbe Gesetzmäßigkeit gilt mit etwa gleicher Genauigkeit für
+die spezifischen Gewichte und die Schmelzpunkte und sogar für die
+Wasserlöslichkeit der Metallverbindungen.
+
++Der Student+: Wer hat dieses merkwürdige Gesetz entdeckt?
+
++Der Chemiker+: Es rührt von dem deutschen Chemiker Döbereiner, der es
+als „Gesetz der Triaden“ bezeichnet hat. Denn selbstverständlich können
+daran stets nur drei Elemente beteiligt sein. Sie können sich daher
+leicht überzeugen, daß das vierte Halogen, das Fluor, im Atomgewicht
+und in den übrigen Eigenschaften einen geradezu sprunghaften Abstand
+von unserer Triade hält.
+
++Der Student+: Gibt es noch andere solche Triaden?
+
++Der Chemiker+: Fast in jeder Gruppe ist eine enthalten.
+
+Die wichtigsten sind wohl: Argon, Krypton, Xenon; Kalium, Rubidium,
+Zäsium; Kalzium, Strontium, Baryum; Aluminium, Gallium, Indium;
+Silizium, Germanium, Zinn; Phosphor, Arsen, Antimon; Schwefel, Selen,
+Tellur.
+
++Der Student+: Was sagt nun das periodische System der Elemente über
+den Unterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen?
+
++Der Chemiker+: Ziehen Sie von der linken oberen Ecke bis zur rechten
+unteren einen Diagonalstrich durch das System, dann befinden sich
+oberhalb des Striches die Metalloide, unterhalb die Metalle.
+
++Der Student+: Das ist allerdings eine verblüffend klare Antwort auf
+unsere Frage. Aber welche Stellung nehmen diejenigen Elemente dazu,
+welche von diesem Strich geschnitten werden oder ganz nahe bei ihm
+stehen? Vermutlich bilden sie Übergänge in ihren Eigenschaften zwischen
+Metallen und Metalloiden?
+
++Der Chemiker+: Sie meinen also Elemente, wie das Arsen, Antimon,
+Molybdän, Wolfram, Tellur. Diese zeigen zugleich metallische und
+nichtmetallische Eigenschaften in sich vereinigt. Als Metalle lösen
+sie sich in Säuren meistens unter Wasserstoffentwicklung auf und gehen
+in kristallisierende Salze über. Als Nichtmetalle bilden sie durch
+die Vereinigung ihrer Oxyde mit Wasser Säuren, welche ihrerseits mit
+Basen Salze bilden können. So gibt es z. B. einerseits +schwefelsaures
+Antimon+, andrerseits +antimonsaures Kalium+. Je höher ein Element über
+dem Diagonalstrich steht, um so mehr überwiegen seine säurebildenden
+Eigenschaften über die metallischen (basenbildenden). Wenn Sie das
+System allerdings sehr aufmerksam betrachten, kann Ihnen eine gewisse
+Ungleichförmigkeit in dieser Beziehung nicht entgehen.
+
++Der Student+: Sie meinen wahrscheinlich das ungleiche Verhalten von
+Haupt- und Nebengruppen in bezug auf diesen Unterschied zwischen
+Metall- und Nichtmetallcharakter?
+
++Der Chemiker+: Allerdings. Links von der Mitte des Systems enthalten
+die Nebengruppen viel schwerere, glänzendere, „metallischere“ Metalle
+als die Hauptgruppen; rechts von der Mitte ist es umgekehrt. Betrachten
+Sie nur die V., VI. und VII. Gruppe: da stehen die drei ausgesprochen
+metallischen Elemente Vanadin, Chrom und Mangan zwischen ebenso
+ausgesprochen nichtmetallische eingekeilt: zwischen Phosphor und Arsen,
+Schwefel und Selen, Chlor und Brom. Der metallische Charakter eilt also
+in der Nebengruppe dem in der Hauptgruppe voraus.
+
++Der Student+: In dem, was Sie da sagen, scheint mir ein gewisser
+Widerspruch zu liegen, wenn ich es auf die erste Gruppe anwende. Was
+soll da das eigentliche Kennzeichen des Metallischen sein? -- Ist es
+Glanz und Dichte, so ist die Nebengruppe (Kupfer, Silber, Gold) die
+metallischere. Ist es aber die Neigung zur Basenbildung, so muß die
+Hauptgruppe (Kalium, Rubidium, Zäsium) als die metallischere gelten,
+weil ihre Oxyde nicht bloß die stärksten Basen, sondern schlechthin
++nur+ Basen sind. Dagegen bildet das Gold doch bereits ein saures Oxyd.
+Also, was soll nun gelten?
+
++Der Chemiker+: Sie haben ganz recht. Hier liegt ein offenkundiger
+Widerspruch verborgen. Die chemische und die physikalische Definition
+des Begriffs „metallisch“ decken sich zwar häufig, aber nicht
+immer, und hier handelt es sich um einen Fall, in dem sie merklich
+auseinandergehen.
+
++Der Student+: Gibt es auch innerhalb der wagrechten Reihen solche oder
+ähnliche Gesetzmäßigkeiten, wie wir sie in den senkrechten Gruppen
+festgestellt haben?
+
++Der Chemiker+: Allerdings. Beobachten Sie nur z. B. die Unterschiede
+der Atomgewichte zweier benachbarter Elemente in den Reihen 2 und 3:
+
+  Reihe 2: 2--2--1--2--2--3,
+  Reihe 3: 1--3--1--3--1--3,5.
+
++Der Student+: Das sind allerdings sehr regelmäßige Sprünge, aber mir
+scheint, sie sind doch nicht ganz symmetrisch verteilt: sonst müßte
+am Anfang der beiden Reihen noch eine Differenz von derselben Größe
+stehen, wie am Schluß?
+
++Der Chemiker+: Sie haben sehr richtig beobachtet; aber diese Forderung
+ist inzwischen durch die Entdeckung der Edelgase bereits erfüllt
+worden. In der nullten Gruppe steht nämlich am Anfang der Reihe 2 das
+Helium mit dem Atomgewicht 4; die Differenz zum benachbarten Lithium
+beträgt also 3, wie es die Theorie fordert. Am Anfang der Reihe 3 steht
+aber das Neon mit dem Atomgewicht 20, seine Differenz zum benachbarten
+Natrium beträgt 3.
+
++Der Student+: Entspricht dieser auffallenden Gesetzmäßigkeit auch eine
+solche in den physikalischen oder chemischen Eigenschaften?
+
++Der Chemiker+: Sie wollen also wissen, ob bestimmte physikalische oder
+chemische Eigenschaften der Elemente einer wagrechten Reihe gegen die
+Mitte ab- oder zunehmen? -- In bezug auf die +Wertigkeit+ der Elemente
+konnten wir diese Frage schon insofern bejahen, als wir gesehen
+haben, daß die Wertigkeit gegenüber dem Wasserstoff für alle Elemente
+der zweiten Reihe von beiden Seiten her gegen die Mitte anwächst
+bis zum Höchstwert der Vierwertigkeit. Dasselbe gilt aber auch für
+physikalische Eigenschaften, z. B. für die spezifischen Gewichte, wie
+folgende Vergleichung zeigt:
+
+  Reihe 3:        ~Na~    ~Mg~    ~Al~    ~Si~     ~P~     ~S~    ~Cl~
+  spez. Gewicht:  0,97    1,7     2,5     2,5      2,0     1,9    1,3
+
+Diese dritte Reihe ist, wie wir wissen, eine vollständige Periode.
+Für die vierte und fünfte Reihe gilt das Gesetz scheinbar nicht, da
+in der vierten Reihe die spezifischen Gewichte von links nach rechts
+fortwährend zunehmen, in der fünften aber ebenso gleichmäßig abnehmen.
+Der Grund ist, daß die vierte und fünfte Reihe zusammen eine große
+Periode bilden, für welche das Gesetz des Anwachsens der spezifischen
+Gewichte bis zur Mitte genau so gilt, wie für die kleinen Perioden:
+
+    ~K~   ~Ca~   ~Sc~   ~Ti~   ~V~   ~Cr~   ~Mn~   ~Fe~   ~Co~
+   0,86   1,6    3,8      ?    5,5   6,8    7,2    7,9    8,5
+
+
+     ~Ni~   ~Cu~   ~Zn~   ~Ga~   ~Ge~   ~As~   ~Se~   ~Br~
+     8,8    8,8    7,1    5,9    5,5    5,6    4,6    2,9
+
++Der Student+: Sie haben in unserer Tabelle des periodischen Systems
+an einigen Stellen Fragezeichen statt der Symbole von Elementen
+angebracht, weil die betreffenden Elemente offenbar noch nicht bekannt
+sind. Aber wenn ich die Fülle von Gesetzmäßigkeiten bedenke, welche
+wir bis jetzt am periodischen System erkannt haben, so sollte ich doch
+meinen, daß man damit die Eigenschaften dieser Elemente ziemlich gut
+voraussagen könnte.
+
++Der Chemiker+: Dies ist auch möglich, und zwar mit um so größerer
+Sicherheit, je vollständiger die Umgebung des unbekannten Elements
+bekannt ist. +Mendelejeff+ hat auf diese Weise die wichtigsten
+Eigenschaften der drei Elemente +Skandium+, +Germanium+ und +Gallium+
+vor ihrer Entdeckung vorausgesagt, und es war geradezu verblüffend,
+wie genau die meisten seiner Angaben mit den späteren Beobachtungen
+übereinstimmten. Er hatte für das noch unentdeckte Skandium den Namen
+Ekabor, für das Gallium Ekaaluminium, für das Germanium Ekasilizium
+gewählt. Seine so überraschend eingetroffenen Prophezeiungen
+beschränkten sich durchaus nicht bloß auf die Eigenschaften der
+Elemente selbst, sondern sie beschrieben auch diejenigen einiger
+Verbindungen.
+
++Der Student+: Wie konnte er diese Angaben so genau machen?
+
++Der Chemiker+: Er leitete sie als arithmetisches Mittel aus denjenigen
+vier Elementen ab, welche das zu bestimmende umgeben. Diese vier nannte
+er die Atomanaloge. Für das Germanium (Mendelejeffs Ekasilizium)
+waren es die vier Elemente Silizium, Zinn, Gallium und Arsen. Die
+Atomgewichtsbestimmung erfolgte in diesem Fall also dadurch, daß er die
+Atomgewichte dieser vier Elemente addierte und durch vier teilte:
+
+             ~Si~ 28 + ~Sn~ 119 + ~Ga~ 70 + ~As~ 75 = 292
+                             292 : 4 = 73.
+
+Das wirkliche Atomgewicht des Germaniums wurde als 72 bestimmt.
+
++Der Student+: Sind nun solche kleinen Abweichungen der berechneten
+und gefundenen Werte, wie wir sie auch an den Döbereinerschen
+Triaden beobachtet haben, als Fehler in den Atomgewichtsbestimmungen
+zu betrachten, oder kann man sagen, daß die Gesetze selbst nicht
+mathematisch genau verlaufen?
+
++Der Chemiker+: Noch vor 20 Jahren glaubte man allgemein, daß diese
+Unstimmigkeiten auf Beobachtungsfehler, also auf ungenau bestimmte
+Atomgewichte, zurückgeführt werden müßten. Jetzt ist diese Ansicht
+endgültig als Irrtum erkannt. Die Atomgewichte der meisten Elemente
+sind mit so außerordentlicher Zuverlässigkeit bestimmt, daß die
+Ungenauigkeiten der Triaden unbedingt nicht auf Bestimmungsfehler
+zurückgeführt werden können. Noch merkwürdiger sind aber einige andere
+Ausnahmen. Das +Tellur+ müßte, da es in der sechsten Gruppe steht, ein
+kleineres Atomgewicht haben als das in derselben Reihe folgende Element
++Jod+ der siebenten Gruppe. Das Atomgewicht des Tellurs ist aber 127,5,
+das des Jods 126,92. Vertauscht können diese Elemente natürlich nicht
+werden, denn ihre Zugehörigkeit zur sechsten bzw. siebenten Gruppe ist
+über alle Zweifel erhaben. Also bleibt nur die Annahme möglich, daß die
+Eigenschaften der Elemente zwar im großen und ganzen, aber doch nicht
+im einzelnen als periodische Funktionen der Atomgewichte zu betrachten
+sind.
+
++Der Student+: Das ist ja ungemein merkwürdig! Sie sprachen davon, daß
+es noch andere solche Fälle gäbe?
+
++Der Chemiker+: Ja. Dasselbe gilt, wie Sie aus unserer Tabelle ersehen,
+für das Paar Kobalt (58,97) -- Nickel (58,68) und für das Paar Argon
+(39,6) -- Kalium (38,85), endlich für das in unserer Tabelle nicht
+enthaltene Paar Neodym (143,6) -- Praseodym (140,5). Ja, selbst in
+diesen Unstimmigkeiten offenbart sich eine Gesetzlichkeit: nicht
+bloß darin, daß es stets Element-+Paare+ sind, sondern auch in ihrer
+symmetrischen Verteilung im periodischen System; das Paar Argon --
+Kalium liegt am Ende der zweiten +kleinen+ Periode, das Paar Tellur --
+Jod am Ende der zweiten +großen+ Periode. Um fünf bis sechs Elemente
+hinter jedem dieser beiden Paare folgen, gleichsam als Trabanten, die
+beiden anderen Atompaare Kobalt -- Nickel und Neodym -- Praseodym.
+Diese beiden sind noch überdies durch eine andere Eigenschaft in
+korrespondierende Beziehungen zueinander gebracht; das erste Element
+beider Paare bildet rote, das zweite grüne Salze. -- Doch alle diese
+Unregelmäßigkeiten sind noch weit davon entfernt, erklärt oder auch nur
+genauer erforscht zu sein. Dies bleibt eine Aufgabe der zukünftigen
+Chemie.
+
+[Illustration]
+
+
+
+
+Welt und Wissen-Bibliothek
+
+
+Bis jetzt sind folgende Bände erschienen:
+
+   =1. Illustrierte Himmelskunde= von +Felix Erber+.
+
+   =2. Entdeckungsreisen am Nord- und Südpol= von ~Dr.~ +J.
+       Wiese+.
+
+   =3. Das illustrierte Buch der Technik= von +Oskar Hoffmann+.
+
+   =4. Luftschiffahrt und Flugtechnik= von +A. V. von
+       Frankenberg+ und +Ludwigsdorff+.
+
+   =5. Asien, Land und Leute= von ~Dr.~ +Alfred Berg+.
+
+   =6. Der Bau des menschlichen Körpers= von ~Dr.~ +G.
+       Zehden+.
+
+   =7. Illustrierte Tierkunde= von ~Dr.~ +Heinz Welten+.
+
+   =8. Illustriertes Buch der Chemie= von ~Dr.~ +Heinrich
+       Wiesenthal+.
+
+   =9. Körper- und Schönheitspflege= von +Reinhold Gerling+.
+
+  =10. Afrika, Land und Leute= von ~Dr.~ +Alfred Berg+.
+
+  =11. Streifzüge im Reiche der Physik= von +L. Wunder+.
+
+  =12. Bilder aus dem Leben der Pflanze= von ~Dr.~ +C. W.
+       Schmidt+.
+
+Jeder Band ist abgeschlossen und reich illustriert.
+
+
+
+*** END OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 75670 ***
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+    <title>
+      Chemische Unterhaltungen | Project Gutenberg
+    </title>
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+}
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+h2 {
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+/* Use to display several figures side by side if there is room */
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+/* Transcriber's notes */
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+/* Illustration classes */
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+/* Illustration classes, e-books */
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+    </style>
+</head>
+<body>
+<div style='text-align:center'>*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 75670 ***</div>
+
+<div class="transnote mbot3">
+
+<p class="s3 center"><b>Anmerkungen zur Transkription</b></p>
+
+<p class="p0">Der vorliegende Text wurde anhand der Buchausgabe so
+weit wie möglich originalgetreu wiedergegeben. Typographische Fehler
+wurden stillschweigend korrigiert. Ungewöhnliche und heute nicht mehr
+verwendete Schreibweisen bleiben gegenüber dem Original unverändert;
+fremdsprachliche Ausdrücke wurden nicht korrigiert.</p>
+
+<p class="p0 hidehtml">Abhängig von der im jeweiligen Lesegerät installierten
+Schriftart können die im Original <em class="gesperrt">gesperrt</em>
+gedruckten Passagen gesperrt, in serifenloser Schrift, oder aber sowohl
+serifenlos als auch gesperrt erscheinen.</p>
+
+</div>
+
+<figure class="figcenter illowe32 break-before x-ebookmaker-drop" id="cover">
+  <img class="w100" src="images/cover.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption mbot3"><span class="u">Original-Einband</span></figcaption>
+</figure>
+
+<h1 class="break-before">Chemische<br>
+Unterhaltungen</h1>
+
+<p class="center mtop3">Von</p>
+
+<p class="s3 center"><b>Ludwig Wunder</b></p>
+
+<p class="center">in Sendelbach bei Lohr a. M.</p>
+
+<p class="s4 center mtop3">Mit 52 Abbildungen</p>
+
+<p class="s3 center mtop3"><b>Verlag Peter J. Oestergaard</b><br>
+
+<span class="s6">Berlin-Schöneberg</span></p>
+
+<p class="s5 center padtop5 break-before"><em class="gesperrt">Alle Rechte</em>,
+insbesondere das Recht der<br>
+Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.</p>
+
+<p class="s5 center">== Nachdruck wird gerichtlich verfolgt. ==</p>
+
+<p class="s5 center"><span class="antiqua">Copyright by<br>
+Peter J. Oestergaard Verlag,<br>
+Berlin-Schöneberg.</span></p>
+
+<p class="s6 center padtop5">8955. Berliner Buch- und Kunstdruckerei,
+G.&#8239;m.&#8239;b.&#8239;H., Berlin W. 35–Zossen.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_3">[S. 3]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="Inhalt">Inhalt.</h2>
+
+</div>
+
+<table class="toc">
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">1.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Wie man chemische Kenntnisse erwirbt (ein Brief)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#1_Wie_man_chemische_Kenntnisse_erwirbt">7</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">2.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Was ein Chemiker sich unter einer Verbrennung vorstellt</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#2_Was_ein_Chemiker_sich_unter_einer_Verbrennung_vorstellt">10</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">3.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Über die Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen
+      Vorgängen (ein Brief)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#3_UEber_die_Unterschiede_zwischen_chemischen_und_physikalischen">22</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">4.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Atom und Molekül (ein Gespräch)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#4_Atom_und_Molekuel">28</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">5.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Die Wärmeänderung bei chemischen Vorgängen</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#5_Die_Waermeaenderungen_bei_chemischen_Vorgaengen">39</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">6.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Säuren, Basen und Salze (ein Gespräch)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#6_Saeuren_Basen_und_Salze">48</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">7.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Die Salpetersäure und was man daraus macht</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#7_Die_Salpetersaeure_und_was_man_daraus_macht">58</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">8.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Kohlehydrate und Alkohol</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#8_Kohlehydrate_und_Alkohol">68</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">9.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Brennstoffe</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#9_Brennstoffe">84</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">10.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Fette, Öle, Seifen und Kitte</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#10_Fette_OEle_Seifen_und_Kitte">111</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">11.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Die größte chemische Fabrik der Welt (ein Gespräch)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#11_Die_groesste_chemische_Fabrik_der_Welt">123</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="vat">
+      <div class="right">12.</div>
+    </td>
+    <td class="vat">
+      <div class="left">Das periodische System der Elemente (ein Gespräch)</div>
+    </td>
+    <td class="vab">
+      <div class="right"><a href="#12_Das_periodische_System_der_Elemente">144</a></div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_5">[S. 5]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="Vorwort">Vorwort.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Dieses Buch bedarf einer kurzen Erläuterung; nicht sowohl wegen seines
+Inhalts (von dem ich mit der Eitelkeit des Verfassers hoffe, daß er
+für sich selbst spricht), als vielmehr wegen seiner Darstellung. Denn
+ich habe in zwei Kapiteln die Briefform und in vier Kapiteln die
+noch subjektivere Form des Zwiegesprächs angewendet, und dies gerade
+bei solchen Stoffen, die unzweifelhaft schwieriger zu erklären sind
+als der übrige Inhalt. Ich hoffe nicht, daß mir jemand daraus den
+Vorwurf schmiedet, ich wolle den Ernst der Wissenschaft durch eine
+theatermäßige Spielerei profanieren; aber vielleicht ist es doch gut,
+die Gründe zu nennen, warum ich diese uralte, von den griechischen
+Philosophen geübte, von unseren eigenen Vorfahren bis vor 100 Jahren
+viel gepflegte Darstellungsform wieder aufgreife. Wer immer sich mit
+der Kunst der volkstümlichen Darstellung befaßt hat, der wird zugeben
+müssen, daß das eigentliche Wesen alles Erklärens darin beruht, daß
+man die <em class="gesperrt">Gegensätze</em> betont und heraushebt; gerade, wie man eine
+mathematische Formel oft dadurch am besten begreift, daß man für die
+veränderliche Größe die gegensätzlichen Grenzwerte Null und Unendlich
+einsetzt. Für die Betonung der Gegensätze eignet sich nun nach
+meinen Erfahrungen die Form des Zwiegesprächs ganz außerordentlich;
+sie schneidet mit Messerschärfe die Gegensätze heraus und rundet
+so überraschend schnell alle Begriffe, auch solche, über die man
+sonst wohl lange vergeblich reden könnte. Freilich ist es<span class="pagenum" id="Seite_6">[S. 6]</span> nicht
+immer leicht, Klippen zu vermeiden, die den Fragensteller als bloßen
+Statisten erscheinen lassen könnten, oder die darin bestehen, daß der
+Fragende alle Schwierigkeiten des Stoffes geschickt umgeht, und so zwar
+leichte, aber den Leser wenig befriedigende Antworten erhält. Der Leser
+wird zweifellos selbst am besten beurteilen können, wieweit es mir
+gelungen ist, diese Fehler zu vermeiden.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Sendelbach bei Lohr a. M.</em></p>
+
+<p class="s4 right mright2 mtop1"><b>L. Wunder.</b></p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_7">[S. 7]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="1_Wie_man_chemische_Kenntnisse_erwirbt">1. Wie man chemische
+Kenntnisse erwirbt.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="center mbot2">(Ein Brief.)</p>
+
+
+<p class="mleft3 mbot1">Lieber Freund!</p>
+
+<p>Sie fragen mich, ob ein Laie, der noch niemals in Chemie unterrichtet
+worden ist, imstande sei, sich durch eigene Belehrung eine richtige
+Vorstellung von chemischen Vorgängen zu machen. Diese Frage darf
+ich getrost bejahen. Freilich handelt es sich bei der Belehrung
+in chemischen Fragen um wesentlich andere Methoden als etwa beim
+Selbststudium der Geschichte. Denn Geschichte kann man zur Not allein
+aus Büchern und mit Büchern lernen. Soll ich Ihnen klarmachen, warum
+diese Methode für das Studium der Chemie unbrauchbar ist, so möchte
+ich die Chemie mit einer modernen Fremdsprache, etwa Französisch oder
+Englisch, vergleichen. Wenn Sie versuchen wollten, diese Sprachen
+<em class="gesperrt">allein</em> aus Lehrbüchern zu lernen, ohne jemals sich von einem
+Kundigen die Laute, Wörter und Sätze vorsprechen zu lassen und Ihr Ohr
+am lebendigen Klang der Sprache zu üben, so werden Sie mir zugeben,
+daß Ihre erste Unterhaltung in dieser Sprache mit einem wirklichen
+Beherrscher derselben recht merkwürdig klingen müßte. <em class="gesperrt">Man muß
+also mit dem Ohr Erfahrungen sammeln, um mit dem Verstand Sprachen
+lernen zu können.</em> In einer ganz ähnlichen Lage befinden Sie sich,
+wenn Sie die Sprache der Chemie lernen wollen: da müssen Sie die
+chemischen Vorgänge aus zahlreichen Experimenten zu sich reden lassen,
+um gleichsam Ihr Ohr an den Ton der chemischen Sprache zu gewöhnen,
+um eine Vorstellung davon zu bekommen, was im Bereich der Chemie
+möglich ist und was unmöglich ist. Das Experiment ist nicht bloß in
+der Chemie, sondern in allen Naturwissenschaften die Grundlage alles
+Lernens und die<span class="pagenum" id="Seite_8">[S. 8]</span> letzte, ja die einzige <em class="gesperrt">maßgebende</em> Instanz
+für die Beantwortung aller Fragen. In unseren Schulen wird das noch
+viel zu wenig beachtet. Dort herrscht leider auch bei zahllosen
+Lehrern noch der Irrglaube, als ob man chemische Tatsachen aus
+Büchern lernen könne, aus Büchern, die uns doch im besten Fall nur
+zum Studium der Natur <em class="gesperrt">anregen</em> können. Hätten diese Lehrer eine
+Ahnung davon, welch entsetzliche Vergewaltigung ihre unnatürliche
+Lehrmethode für den Geist der Schüler bedeutet, so müßte sich ihr
+Verantwortungsgefühl dagegen aufbäumen. Aber selbst wenn ihnen diese
+Ahnung aufdämmern möchte, stehen ihnen noch hundert Ausflüchte offen:
+die uralte scholastische Überlieferung, der Mangel an Zeit, an Geld
+und Laboratoriumseinrichtungen, Arbeitsüberhäufung, ungenügende
+Entschädigung für Vorbereitungsarbeit, Disziplinschwierigkeiten im
+Laboratoriumsunterricht, die Gefahren und die gesetzliche Haftpflicht
+des Lehrers für Unfälle usw. — Da wird wohl noch eine lange Zeit
+vergehen, bis die Laboratorien unserer Schulen aus dem Stadium
+des „Renommierlaboratoriums“ in das der wirklichen Arbeitsstätte
+übergetreten sein werden. Und doch müssen wir unerbittlich an der
+Erkenntnis festhalten, daß es kein wirkliches Lernen der chemischen
+Sprache gibt, außer in jenem Zwiegespräch mit der Natur, welches durch
+die <em class="gesperrt">eigene</em> Experimentiertätigkeit des Lernenden geführt wird.
+Es genügt auch nicht, daß der Lernende bloß den Experimenten des
+Lehrers zusieht; er muß selbst nach eigenem Ermessen Fragen an die
+Natur stellen können. Denn die Experimentalvorträge des Lehrers sind
+recht häufig nichts anderes als eine <span class="antiqua">pia fraus</span>, ein frommer
+Betrug gegen den Schüler, der dem Lehrer meistens gar nicht voll zum
+Bewußtsein kommt. Denn der Lehrer wird aus naheliegenden Gründen
+stets solche Versuche auswählen, welche für die von ihm vorgetragenen
+Behauptungen sprechen; er wird Versuche, welche dagegen sprechen,
+nicht machen, vielleicht in der redlichen Absicht, den Schüler nicht
+durch Widersprüche zu verwirren. So dient er wohl der Klarheit, aber
+gewiß nicht der Wahrheit. Drei Viertel aller Experimentalvorträge
+unserer naturwissenschaftlichen Hoch- und Mittelschullehrer sind mit
+diesem Fehler behaftet und zwingen unter dem Scheine der Objektivität
+das Gehirn des Schülers in ausgefahrene Geleise. Es gibt nur ein
+einziges wirksames Mittel gegen solche Selbsttäuschung:<span class="pagenum" id="Seite_9">[S. 9]</span> das ist die
+<em class="gesperrt">eigene</em> Experimentiertätigkeit des Schülers, und zwar nicht jene
+„planvoll durch den Lehrer geleitete“ unserer an unfreiwilliger Komik
+so überreichen Schullehrpläne und Ministerialverordnungen, sondern die
+aus eigenem Denken hervorgegangene, vielleicht gerade durch die Lust
+am Widerspruch, durch den Zweifel an den einseitigen Ausführungen des
+Lehrers angeregte. In der Schule der Zukunft wird für diese eigene
+Versuchstätigkeit des Schülers unbeschränkte Zeit, unbeschränkte
+Gelegenheit und — unbeschränkte Lust vorhanden sein. Dann wird auch
+kein Experimentalvortrag des Lehrers, sei er noch so einseitig und
+unwahr, Schaden anstiften können.</p>
+
+<p>Sie aber, lieber Freund, möchte ich mit diesen Worten angeregt haben,
+auch <em class="gesperrt">meine</em> folgenden Belehrungen und Behauptungen als einen
+Anreiz zum <em class="gesperrt">Zweifel</em> auf sich wirken zu lassen, der in Wahrheit
+der Vater aller Erkenntnis ist. Ich werde es mir zur Aufgabe machen,
+Ihren Zweifel förmlich herauszufordern. Ich werde Ihren Zweifel als den
+Stempel Ihres Geistes achten und ehren und werde Ihnen im Gefühl dieser
+Achtung nach meinen Kräften helfen, die Natur selbst zu befragen.</p>
+
+<p class="mleft3">Ihr getreuer</p>
+
+<p class="right mright2">L. W.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_10">[S. 10]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="2_Was_ein_Chemiker_sich_unter_einer_Verbrennung_vorstellt">2.
+Was ein Chemiker sich unter einer Verbrennung vorstellt.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Die Verbrennung gilt dem Laien als das sicherste Mittel, um einen
+Gegenstand unwiderbringlich zu vernichten. Aber auch der Chemiker wird,
+wenn er unliebsame Briefe vernichten will, zum Feuer greifen, und es
+wird ihm auch nicht gelingen, die jammernde Hausfrau zu überzeugen,
+daß ein in die Tischdecke gebranntes Loch nur auf einer Täuschung
+beruhe. Holz und Kohle im Ofen verbrennen auf Nimmerwiederkehr, die
+brennende Kerze scheint wahrhaft spurlos zu verschwinden. Selbst die
+katholische Kirche, die doch den Glauben an unser Fortleben nach dem
+Tode unerschütterlich festhält, wußte in der Inquisitionszeit kein
+besseres Mittel zur vollständigen Vernichtung der Ketzer als den
+Feuertod. — Angesichts solcher Tatsachen ist es keine leichte Aufgabe,
+nachzuweisen, daß die Substanz keines einzigen verbrannten Gegenstands
+von der Erde verschwunden ist, daß kein Brief, kein Holzscheit, keine
+Kohle noch Kerze, kein ketzerischer Leib durch das Verbrennen auch nur
+um ein Milligramm leichter geworden ist, daß alle seit Urzeiten auf
+Erden verbrannten Dinge noch mit ihrem vollen Gewicht und ihren ganzen
+Bestandteilen auf Erden vorhanden sind.</p>
+
+<p>Die Geschichte des Begriffs „Verbrennung“ ist nämlich geradezu ein
+Schulbeispiel für die Richtigkeit des Satzes, daß der Schein trügt.
+Wenn man das gerade Gegenteil von derjenigen Auffassung glaubt, die
+einem zunächst als die richtige erscheint, so kommt man auf diesem
+Gebiet in den meisten Fällen der Wahrheit am nächsten. Denn wenn z.&#8239;B.
+ein Stück Schwefel verbrennt, so sieht es aus, als ob seine Masse
+beim Brennen leichter würde, und wird doch schwerer; die schöne blaue
+Flamme scheint anzudeuten, daß ein Stoff aus dem Schwefel entweicht —,
+aber in Wirklichkeit ist sie ein Zeichen der Verbindung des Sauerstoffs
+mit dem Schwefel,<span class="pagenum" id="Seite_11">[S. 11]</span> also kein Symbol des Abgangs, sondern vielmehr ein
+Symbol des Zugangs eines Stoffes zum Schwefel; beim Brennen sieht es
+aus, als ob der Schwefel auf Nimmerwiedersehen verschwände, aber die
+Wahrheit ist, daß man ihn aus dem gasförmigen Verbrennungsprodukt
+leicht wieder abscheiden kann. Also jede unserer ersten Vermutungen
+erweist sich bei genauerer Prüfung als trügerischer Schein.</p>
+
+<p>Ich will nun eine Reihe von Versuchen beschreiben, welche jedermann
+in den Stand setzen, sich von der Richtigkeit meiner Behauptungen zu
+überzeugen.</p>
+
+<p>Zunächst ist nachzuweisen, daß jeder brennbare Körper beim Verbrennen
+nicht an Gewicht verliert, sondern im Gegenteil zunimmt. Dieser
+Nachweis ist am leichtesten, wenn <em class="gesperrt">sämtliche</em> Verbrennungsprodukte
+des Körpers <em class="gesperrt">fest</em> sind, wenn er sich also ausschließlich in
+<em class="gesperrt">Asche</em> verwandelt. Diese Eigenschaft besitzen die verbrennbaren
+Metalle, z.&#8239;B. Eisen, Magnesium, Blei, Zinn. Nun brennen solche Metalle
+natürlich nicht so leicht, wie etwa Holz oder Kohle, und man muß sie
+daher in eine lockere Form bringen, am besten in Pulverform, um sie gut
+brennbar zu machen. Sehr gut eignet sich für unseren ersten Versuch
+das pulverförmige Magnesiummetall, welches in jeder Drogerie billig zu
+kaufen ist. Wir legen auf eine Tafelwage oder Briefwage, welche noch
+ein halbes Gramm Belastung deutlich durch einen Ausschlag erkennen
+läßt, ein Stückchen Ziegel oder Dachschiefer und schütten darauf etwa
+10 Gramm Magnesiumpulver, so daß es einen kleinen Berg bildet. Dann
+stellen wir die Wage, falls es eine Tafelwage ist, durch Belastung der
+anderen Schale genau ins Gleichgewicht und zünden sodann mit einem
+Streichholz den Gipfel unseres Magnesiumberges an. Der ganze Berg
+gerät in kurzer Zeit in schöne Rotglut, und durch die Hitze wird ein
+aufsteigender Luftstrom erzeugt, welcher zunächst die Wagschale mit
+emporreißt, so daß es aussieht, als ob das Magnesium beim Verbrennen
+leichter würde. Dieser Eindruck wird noch dadurch verstärkt, daß
+ein kleiner Teil der weißen Asche als Rauch emporgewirbelt wird und
+daß die übrige Asche merklich zusammensinkt und einen geringeren
+Raum einzunehmen scheint, als vorher das Metallpulver einnahm. Aber
+trotz dieser Verluste und Sinnestäuschungen erkennt man bereits nach
+wenigen<span class="pagenum" id="Seite_12">[S. 12]</span> Minuten, daß die Wagschale mit der Asche tiefer und tiefer
+herabsinkt und offensichtlich schwerer wird, als sie zuerst war. Die
+Gewichtszunahme wächst noch mehr, wenn man mit Hilfe einer Stricknadel
+den glühenden Berg vorsichtig auseinanderbreitet, so daß auch sein
+Inneres verbrennen kann.</p>
+
+<p>Auch mit pulverförmigem <em class="gesperrt">Eisen</em>, welches in den Apotheken und
+Drogerien unter der lateinischen Bezeichnung <span class="antiqua">Ferrum limatum</span> zu
+kaufen ist, läßt sich der Versuch unter gewissen Bedingungen leicht
+anstellen. Diese Bedingungen bestehen darin, daß man das Eisenpulver
+mittels eines <em class="gesperrt">Magneten</em> an einer Wage aufhängt. Man benutzt dazu
+einen sogenannten Hufeisenmagneten, den man, gewöhnlich ziegelrot
+lackiert, bei jedem Optiker bekommt, und taucht seine Pole in das
+Eisenpulver, welches in dicken Büscheln daran hängen bleiben muß.
+Dann befestigt man den Magneten vorsichtig so an einer Schale einer
+Hornschalenwage oder anderen Balkenwage, daß der „Bart von Eisen“
+nirgends anstößt, sondern allseitig frei hängt. Nun wird die Wage in
+genaues Gleichgewicht gebracht. Dann hält man eine Flamme, am besten
+eine Spiritusflamme oder einen Bunsenbrenner, unter den Eisenbart. Er
+entzündet sich und verglimmt langsam, während zugleich der Wagenarm
+sich senkt, an dem er befestigt ist.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe22" id="abb01">
+  <img class="w100" src="images/abb01.jpg" alt="Blei wird in einem Porzellantiegel auf
+  einem Bunsenbrenner an der Luft oxidiert">
+  <figcaption class="caption">Abb. 1. Gewinnung von Bleioxyd durch Veraschen von Blei.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Auch Blei und Zinn werden bedeutend schwerer, wenn man sie durch
+Erhitzen an der Luft in Asche verwandelt. Man füllt zu diesem Zweck
+einen kleinen Porzellantiegel, welchen man in der Regel beim Optiker
+kaufen kann, zu dreiviertel mit zusammengeknülltem Stanniol oder
+kleingehacktem Blei und wägt ihn<span class="pagenum" id="Seite_13">[S. 13]</span> auf einer Hornschalenwage oder guten
+Briefwage. Hornschalenwagen wägen mit einer Genauigkeit bis zu ¹⁄₁₀₀
+Gramm. Dann erhitzt man den Tiegel auf einem passenden Gestell in
+<em class="gesperrt">schräger</em> Lage, wie <a href="#abb01">Abb. 1</a> zeigt. Die Schrägstellung des Tiegels
+ist notwendig, damit die Luft gut über das schmelzende Metall streichen
+kann. Zum Erhitzen muß man eine rußfreie und heiße Flamme haben,
+also entweder einen Bunsenbrenner oder eine Benzingebläselampe. Das
+geschmolzene Metall wird mit einer Stricknadel fleißig umgerührt. Nach
+20–30 Minuten ist es größtenteils in Asche verwandelt, die sich beim
+Wägen (nach dem Erkalten) als bedeutend schwerer erweist.</p>
+
+<p>Niemand wird zweifeln, daß es sich in allen diesen Fällen um echte
+Verbrennungen handelt, wenn auch eine eigentliche Flamme nicht
+sichtbar wird. Die „Flamme“ entsteht nämlich nur dann, wenn der
+Brennstoff durch die Hitze oder durch andere Umstände wenigstens
+teilweise in Dampf verwandelt wird. Da nun Metalle, wie Eisen und
+Blei, nicht leicht verdampfen, so brennen sie auch nicht leicht mit
+Flamme. Schwefel dagegen oder Phosphor, welche leicht verdampfen, oder
+auch Wachs, Petroleum, Paraffin usw., bilden beim Brennen Flammen.
+Das Magnesiummetall nimmt eine Mittelstellung ein, da es in heller
+Glühhitze ebenfalls verdampft: zündet man einen Streifen Magnesiumband
+an, so kann man deutlich eine lodernde, blendend weiße Flamme
+beobachten. <em class="gesperrt">Jede „Flamme“ ist ein brennender Dampf.</em></p>
+
+<figure class="figcenter illowe35" id="abb02">
+  <img class="w100" src="images/abb02.jpg" alt="Nachweis der Gewichtsänderung beim
+  Verbrennen einer Kerze mit einer Balkenwaage">
+  <figcaption class="caption">Abb. 2. Gewichtszunahme bei der Verbrennung einer Kerze.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Ein Stoff, der mit Flamme brennt, scheint nun merkwürdigerweise beim
+Brennen stets leichter zu werden. In Wahrheit wird er aber doch nicht
+leichter, sondern gleichfalls schwerer. Aber sein Verbrennungsprodukt,
+seine „Asche“, ist eben meistens gasförmig und entweicht unsichtbar
+in die Luft. Was wir aber nicht sehen, das glaubt bekanntlich unser
+Herz nicht gern, und so sträuben wir uns gegen die Annahme, daß
+eine Kerze beim Brennen schwerer wird, weil wir die gasförmige,
+unsichtbare „Asche“ der Kerze nicht beobachten können. Nun ist es
+aber gar nicht schwer, diesen Zweifel zu entkräften. Die gasförmigen
+Verbrennungsprodukte der Kerze haben nämlich die Eigenschaft, von
+festem <em class="gesperrt">Ätznatron</em> (auch „Laugenstein“ oder „scharfe Soda“,
+„kaustische Soda“ genannt) aufgeschluckt und festgehalten zu werden.
+Wenn man daher über<span class="pagenum" id="Seite_14">[S. 14]</span> einer brennenden Kerze einen Lampenzylinder
+befestigt, dessen Höhlung mit Stücken von festem Ätznatron gefüllt ist,
+so hält dieser alle Verbrennungsprodukte der Kerze fest. Nun kann man
+mit einer Wage leicht feststellen, ob Kerze und Lampenzylinder zusammen
+beim Verbrennen der Kerze leichter werden oder schwerer. Der Versuch
+ergibt das letztere. Man muß dabei, wie <a href="#abb02">Abb. 2</a> zeigt, einen gewissen
+Kunstgriff anwenden. Das feste Ätznatron hat nämlich die Eigenschaft,
+an der Luft ganz von selbst schwerer zu werden, weil es die in der
+Luft stets vorhandene Feuchtigkeit begierig anzieht. Würden wir also
+auf die eine Wagschale die Kerze und den Zylinder voll Ätznatron,
+auf die andere aber nur die Tariergewichte setzen, so könnte man mit
+Recht gegen das Versuchsergebnis einwenden, daß das Ätznatron durch
+heftige Anziehung der Luftfeuchtigkeit schwerer geworden sei. Dieser
+Einwand wird dadurch entkräftet, daß man auch auf die andere Wagschale
+einen ebensogroßen Zylinder voll Ätznatron bringt. Nun zeigt sich,
+daß trotzdem die Wagschale mit der brennenden Kerze schwerer wird.
+Gegen diesen Befund kann auch der scharfsinnigste Kritiker nichts
+einwenden: <em class="gesperrt">die Gewichtsabnahme der brennenden Kerze ist nur<span class="pagenum" id="Seite_15">[S. 15]</span> eine
+Sinnestäuschung</em>. Auch die mit Flamme brennenden Körper werden beim
+Brennen nicht leichter, sondern schwerer.</p>
+
+<p>Also sind die Holzscheite und Steinkohlen, welche wir und unsere
+Vorfahren in den Öfen verbrannt haben, und die Leiber der armen Ketzer
+und Hexen, welche die Inquisition durch den Flammentod zu vernichten
+glaubte, in Wahrheit nicht verschwunden, sondern sie schweben noch als
+unsichtbare Gase in der Luft — wenn diese Gase nicht im Haushalt der
+Natur eine andere Verwendung gefunden haben. Darüber werden wir noch
+Näheres hören.</p>
+
+<p>Stellen wir als vorläufiges Ergebnis unserer Untersuchungen fest: <em class="gesperrt">es
+gibt keinen einzigen brennbaren Körper, der nicht bei der Verbrennung
+an Gewicht zunimmt</em>.</p>
+
+<p>Die Gewichtszunahme ist nur dadurch erklärbar, daß der brennende Stoff
+während der Verbrennung einen anderen Stoff an sich zieht. Dieser
+andere Stoff kann nur in der Luft enthalten sein: es ist bekanntlich
+das <em class="gesperrt">Sauerstoffgas</em>, welches ziemlich genau den fünften Teil
+der Luft ausmacht. Aus diesem Grund vermag kein Körper, der in der
+Luft brennbar ist, im luftleeren Raum oder in einer Luft zu brennen,
+aus welcher man das Sauerstoffgas entfernt hat. Aus diesem Grund
+verlöschen auch brennende Körper nach einiger Zeit, wenn man sie in
+einem abgeschlossenen Luftraum hat brennen lassen: z.&#8239;B. verlischt
+eine kleine Kerze sehr bald, wenn man sie mit Hilfe eines Drahtes in
+eine leere Flasche versenkt, weil das in der Flaschenluft enthaltene
+Sauerstoffgas sich bald mit der Kerze chemisch verbunden hat. Taucht
+man einen brennenden Streifen Magnesiummetall in eine leere Weinflasche
+und stöpselt man sie sofort, gleichzeitig, fest zu, so ist es nicht
+schwer nachzuweisen, daß das Magnesium beim Brennen einen Teil der
+Luft in sich aufgenommen hat: wenn man nämlich nach 10 Minuten die
+Flasche mit der fest verschlossenen Mündung unter Wasser taucht und nun
+entkorkt, so strömt Wasser hinein. Also ist beim Brennen des Magnesiums
+soviel Luft verbraucht worden, als nun durch Wasser ersetzt wurde.
+Diese Luft, oder vielmehr dieser Luftbestandteil, der Sauerstoff, ist
+es, welcher die Gewichtszunahme brennender Stoffe verursacht.</p>
+
+<p>Eine derartige Behauptung bleibt unverständlich für jeden Menschen,
+der über die Natur der Gase noch keine Erfahrungen<span class="pagenum" id="Seite_16">[S. 16]</span> gesammelt hat.
+Denn er kann sich nicht vorstellen, daß Luft ein Gewicht haben soll,
+oder wenn er es für möglich hält, so glaubt er, daß dieses Gewicht
+viel zu gering sei, um mit der gewöhnlichen Wage meßbar zu sein.
+Nimmt doch eine brennende Kerze weit mehr an Gewicht zu (wenn man die
+Verbrennungsprodukte wiegt), als ihr eigenes Gewicht beträgt. Und hätte
+die Luft wirklich ein Gewicht, so müßte sie doch zu Boden sinken.
+Ferner müßte sie auf die Wagschalen, auf den Tisch, ja, auf unseren
+eigenen Körper einen Druck ausüben.</p>
+
+<p>Es ist nicht schwer, diese Einwände zu entkräften. Daß die Luft trotz
+ihres Gewichtes nicht zu Boden sinkt, ist auf denselben Zusammenhang
+zurückzuführen, durch welchen ein Fisch im Wasser nicht zu Boden sinkt,
+obgleich er doch sicherlich ein recht wahrnehmbares Gewicht besitzt.
+Daß sie auf die Wagschalen, auf den Tisch, auf unseren Körper drückt,
+entgeht der gewöhnlichen Beobachtung aus einem ähnlichen Grund: denn
+wenn man eine Wage in eine Kufe voll Wasser stellt, so zeigt sie auch
+keinen Ausschlag an, obwohl das Wasser auf die Wagschalen drückt. Es
+drückt eben in diesem Fall nicht bloß auf beide Wagschalen gleichstark,
+sondern es drückt auch von unten und von den Seiten gegen die Schalen.
+So spüren wir auch von dem gewaltigen Druck der Luft auf unseren Körper
+nichts, weil die Luft durch Mund und Nase in unsere Lungen und in unser
+Blut gelangt und von hier aus dem Druck auf die äußere Körperfläche
+das Gleichgewicht hält. Unsere sämtlichen Körpergewebe sind sozusagen
+mit Preßluft gesättigt und infiltriert; bringt man eine Schale voll
+frisches Blut in einen luftleeren Raum, so schäumt und moussiert es wie
+eine entkorkte Brauselimonadenflasche, weil die eingepreßte Luft durch
+keinen Gegendruck in der Flüssigkeit mehr festgehalten wird. Denn der
+Druck der Luft ist in der Nähe des Erdbodens (in hohen Luftschichten
+ist er viel geringer) gewaltig stark: er beträgt etwa 1 Kilogramm auf
+jeden Quadratzentimeter. Auf die Oberfläche des menschlichen Körpers
+ausgerechnet, macht dies für einen Erwachsenen von 1½–2 Quadratmeter
+Hautoberfläche wohl einen Druck von 15&#8239;000 bis 20&#8239;000 Kilogramm, also
+von 300 bis 400 Zentnern, aus. Es sieht fast merkwürdig aus, daß
+wir unter dieser entsetzlichen Last nicht zusammenbrechen. Folgende
+Tatsache wird uns das Verständnis erleichtern:<span class="pagenum" id="Seite_17">[S. 17]</span> Die Chemiker benutzen
+zum Erhitzen ihrer Flüssigkeiten sehr dünnwandige Glaskolben mit ebenem
+Boden, sogenannte Kochflaschen. Stellt man eine solche Kochflasche
+in ein großes Druckgefäß und läßt man nun in dieses Druckgefäß
+komprimierte Luft oder verdichtetes Kohlensäuregas einströmen, so
+platzt die Kochflasche nicht, trotz ihrer dünnen Wandung, auch wenn man
+den Druck der Preßluft auf 200 Atmosphären steigert. Denn der Druck
+wirkt ebensostark auf die Innenseite, wie auf die Außenfläche der
+Kochflasche. Schließt man sie jedoch vorher luftdicht zu, so wird sie
+durch den Außendruck zusammengepreßt.</p>
+
+<p>Aus diesen und vielen anderen Versuchen geht eindeutig hervor, daß die
+Luft einen Druck ausübt, und dieser Druck kann nur von ihrem Gewicht
+herrühren. Tatsächlich besitzt die Luft ein recht wahrnehmbares
+Gewicht, welches für den Liter 1¼ Gramm beträgt. Man kann es leicht
+mit Hilfe einer alten, ausgedienten Glühlampe nachweisen. Da diese
+Lampen luftleer gepumpt sind, so müssen sie, wenn man durch Abbrechen
+der Spitze Luft hineindringen läßt, schwerer werden um das Gewicht der
+eingedrungenen Luft. Man wäge also eine möglichst große, unversehrte
+Glühlampe ab oder tariere sie auf einer Hornschalenwage, breche dann
+die Spitze, nachdem man sie mit einer kleinen Dreikantfeile angefeilt
+hat, ab, und wäge nun die Glühlampe samt der abgebrochenen Spitze
+wieder. Sie ist sehr merkbar (um 0,2–0,3 Gramm für die 16kerzige Lampe
+gewöhnlicher Größe) schwerer geworden.</p>
+
+<p>Somit kann es nicht mehr zweifelhaft sein, daß die Gewichtszunahme
+brennender Stoffe durch das Hinzutreten einer bestimmten Menge Luft
+erfolgt. Demnach muß also in dem Verbrennungsprodukt einesteils der
+Brennstoff, andernteils die hinzugetretene Luft enthalten sein.
+Durch geeignete Mittel muß es also gelingen, aus der „Asche“ beide
+Bestandteile wieder abzuscheiden. Es muß möglich sein, die matte,
+graugelbe Bleiasche wieder in glänzendes metallisches Blei zu
+verwandeln, indem man den Sauerstoff herauslockt. Aus der weißgrauen,
+glanzlosen Zinnasche muß sich Zinnmetall, aus dem unsichtbar
+gasförmigen Kohlensäuregas schwarze Kohle wiedergewinnen lassen.
+Freilich hängt der Luftsauerstoff so fest an den Metallen und an der
+Kohle, daß die Trennung einige Schwierigkeiten macht. Nur die Aschen
+des Quecksilbers und der<span class="pagenum" id="Seite_18">[S. 18]</span> edlen Metalle zerfallen schon beim bloßen
+Erhitzen in Metall und Sauerstoffgas. Aber wir können uns diese Aschen
+nicht selbst herstellen, haben daher auch an ihrer Zerlegung kein
+rechtes Interesse. Wollen wir aber die Aschen unedler Metalle zerlegen,
+so müssen wir nicht bloß Hitze anwenden, sondern auch dem Sauerstoff
+sozusagen einen Ersatz anbieten für das Metall, das er freigeben soll.
+Ein solcher Ersatz ist z.&#8239;B. gepulverte Holzkohle. Wir mischen unsere
+Bleiasche mit Holzkohlenpulver, füllen das Gemisch in einen Tiegel,
+decken ihn mit einem Blech oder Scherben zu und erhitzen ihn über dem
+Bunsenbrenner oder am Herdfeuer auf Rotglut: nach dem Erkalten finden
+wir am Grund des Tiegels schön glänzendes, metallisches Blei. Wie der
+Vogel Phönix ist es aus der Asche neu erstanden. (Mit Zinnasche ist
+dieser Versuch viel schwieriger, da das Zinn den Sauerstoff fester hält
+als Blei.)</p>
+
+<p>Ebenso können wir leicht aus dem unsichtbaren, gasförmigen
+Verbrennungsprodukt der Kohle, dem Kohlensäuregas, wieder schwarze
+Kohle abscheiden, wenn wir dem Sauerstoff als Ersatz für die
+freizugebende Kohle das Metall Magnesium anbieten. Wir benutzen dazu
+die Versuchsanordnung der <a href="#abb03">Abbildung 3</a>. Das Magnesiumpulver wird in eine
+sogenannte Kugelröhre aus schwer schmelzbarem Glas gefüllt (man bekommt
+sie in den Geschäften für chemische Apparate oder bei Optikern) und
+von außen durch eine Flamme erhitzt, nachdem man begonnen hat, durch
+die Röhre einen Strom von Kohlensäuregas zu leiten. Zwischen den rot
+erglühenden Metallspänen scheidet sich eine Menge schwarzer Kohle ab.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe24" id="abb03">
+  <img class="w100" src="images/abb03.jpg" alt="Reduktion des Kohlenstoffs im
+  Kohlendioxid mit Magnesium in einem Glasrohr">
+  <figcaption class="caption">Abb. 3. Zurückgewinnung der Kohle aus dem
+  Kohlendioxyd durch glühendes Magnesiummetall.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>In der Natur kommt eine große Anzahl von Erzen vor, welche ihrer
+Zusammensetzung nach nichts anderes sind als Metallaschen, verbrannte
+Metalle. Man kann aus allen diesen Erzen die darin enthaltenen<span class="pagenum" id="Seite_19">[S. 19]</span> Metalle
+gewinnen, indem man die Erze mit Kohle zusammen erhitzt. Manche von
+diesen Erzen geben das Metall schon bei mäßigem Erhitzen mit Kohle
+frei, z.&#8239;B. der weiße Arsenik das Arsen: man bringt (<a href="#abb04">Abb. 4</a>) in ein
+spitz zulaufendes Glasrohr aus schwer schmelzbarem Glas eine Spur eines
+feinzerriebenen Gemisches von Arsenik und Holzkohle, überdeckt dieses
+Gemisch mit einem winzigen Holzkohlensplitter und erwärmt es in einem
+kleinen Flämmchen. Das abgeschiedene Arsen verdampft in der Hitze und
+scheidet sich etwas oberhalb an den kälteren Wänden des Glasrohrs als
+schwarzer, glänzender Spiegel ab. Da weißer Arsenik als Rattengift
+Verwendung findet und nicht selten durch Verwechslung mit Zucker zu
+Vergiftungsfällen Anlaß gibt, so kann man verdächtige Stoffe auf diese
+Weise leicht auf Arsenik prüfen.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe25" id="abb04">
+  <img class="w100" src="images/abb04.jpg" alt="Reduktion des Arsens im Arsenik mit
+  Kohle in der Brennerflamme">
+  <figcaption class="caption">Abb. 4. Darstellung schwarzen Arsens.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Auch aus den Eisenerzen wird nach demselben Verfahren das Eisen
+abgeschieden, wozu nur deshalb eine größere Hitze erforderlich
+ist, weil das abgeschiedene Eisen erst bei Gelbglut schmilzt und
+zusammenfließt. Der riesenhafte chemische Apparat, in welchem dieser
+wichtige Vorgang stattfindet, heißt bekanntlich Hochofen. <a href="#abb05">Abb. 5</a>
+zeigt einen solchen aus Steiermark, dessen Höhe nicht weniger als
+25 Meter beträgt. Die innere Weite nahe der Mitte ist 6½ Meter.
+Der ganze, gemauerte Schacht wird mit abwechselnden Lagen von Kohle
+und Erz gefüllt. Da das Erz aber nicht bloß aus Eisenasche, sondern
+auch zum großen Teil aus Gestein („Gangart“) besteht, welches das
+Zusammenfließen des geschmolzenen Eisens erschweren oder verhindern
+würde, so muß es mit einem sogenannten „Zuschlag“ versetzt werden. Dies
+ist (je nach Beschaffenheit der Gangart) eine quarz- oder kalkreiche
+Gesteinsart, welche sich mit der Gangart zu einer leicht schmelzbaren
+Schlacke verbindet. Besteht die Gangart aus Quarz, so muß der Zuschlag
+ein Kalkgestein sein; ist die Gangart umgekehrt kalkreich, so muß der
+Zuschlag viel Quarz enthalten: denn stets verbinden sich Quarz und
+Kalk, die für sich<span class="pagenum" id="Seite_20">[S. 20]</span> fast unschmelzbar sind, miteinander zu einer leicht
+schmelzbaren Schlacke.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe32" id="abb05">
+  <img class="w100" src="images/abb05.jpg" alt="Querschnitt eines industriellen
+  Hochofens">
+  <figcaption class="caption">Abb. 5. Hochofen.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Der Hochofen ist infolge seiner großen Höhe sozusagen sein eigener
+Kamin. Der Zug dieses Kamins würde aber bei weitem nicht ausreichen,
+um die Hitze zu liefern, welche um raschen Ausschmelzen des Eisens
+notwendig ist. Deshalb wird durch besondere Öffnungen („Düsen“) von
+unten in den Hochofen Preßluft („Wind“) eingeblasen. Eine dieser Düsen
+ist in unserer <a href="#abb05">Abbildung</a> rechts unten zu sehen. Diese Preßluft wird,
+um recht wirksam zu sein, vor dem Eintritt ins Feuer um den ganzen
+Hochofen herumgeleitet und dadurch vorgewärmt. Diese Vorwärmeleitung
+sieht man etwas unterhalb der Ofenmitte im Querschnitt. Aus der
+oberen Öffnung („Gicht“) des Hochofens sind früher ungeheure Mengen
+brennbarer Gase („Gichtgase“) ungenutzt in die Luft entwichen. Jetzt<span class="pagenum" id="Seite_21">[S. 21]</span>
+fängt man sie mit Hilfe der in der <a href="#abb05">Abbildung</a> sichtbaren Vorrichtung
+auf und benutzt sie teils zur Vorwärmung des Windes, teils zum
+Betrieb von Gasmotoren. Die Konstruktion dieser Gasmotoren ist eine
+der größten technischen Errungenschaften der letzten Jahrzehnte.
+Denn die Gichtgase sind an und für sich minderwertig und so arm an
+brennbaren Bestandteilen, daß ihre Ausnutzung nur in Gasmotoren von
+riesenhafter Größe möglich war, die erst erfunden werden mußten. So
+werden jetzt bereits mehr als eine Million Pferdekräfte aus Gichtgasen
+gewonnen, die früher ungenutzt in die Luft entwichen. Obwohl erst
+ein Teil der deutschen Hochöfen mit Gichtgasmotoren verbunden ist,
+kann die so gewonnene Kraft in den eigenen Betrieben bei weitem
+nicht mehr verbraucht werden. Sie wird daher in unseren großen
+Eisenhüttenanlagen an Ort und Stelle in Elektrizität verwandelt und
+durch Überlandzentralen an die Städte und Ortschaften der weiteren
+Umgebung verteilt.</p>
+
+<p>Kehren wir nun zum Ausgangspunkt unserer Untersuchung zurück, so sehen
+wir ein Hauptkennzeichen aller Verbrennungsvorgänge darin, daß der
+brennende Körper sein Gewicht vermehrt um dasjenige einer gewissen
+Sauerstoffmenge, mit welcher er sich im Verbrennungsvorgang verbindet.
+Diese Sauerstoffmenge kann entweder aus der Luft entnommen werden,
+wie bei allen Verbrennungen gewöhnlicher Art; oder sie kann aus
+einem anderen Verbrennungsprodukt (einer Asche) stammen: so bei der
+Verbrennung von Kohle durch Eisenoxyd, bei welcher das Eisenoxyd in
+Eisen zurückverwandelt wird. Das Bild, welches sich ein Chemiker von
+einer Verbrennung macht, unterscheidet sich also recht wesentlich von
+der Auffassung der Laien: Der Brennstoff wird durch die Verbrennung
+nicht <em class="gesperrt">vernichtet</em>, sondern nur <em class="gesperrt">verwandelt</em>. Er wird dabei
+nicht <em class="gesperrt">leichter</em>, sondern <em class="gesperrt">schwerer</em>.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_22">[S. 22]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="3_UEber_die_Unterschiede_zwischen_chemischen_und_physikalischen">3.
+Über die Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen Vorgängen.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="mbot1 mleft3">Lieber Freund!</p>
+
+<p>Sie haben mir wieder eine Frage vorgelegt, deren Beantwortung (wenn
+sie überhaupt möglich ist) jedenfalls weit schwieriger ist, als Sie
+glauben. Ich soll Ihnen also eine scharfe Grenzlinie ziehen zwischen
+den Begriffen des physikalischen und des chemischen Vorgangs, woraus
+notwendig folgt, daß ich Ihnen erklären müßte, was ein physikalischer
+und was ein chemischer Vorgang ist. Dies kann ich aber gar nicht,
+wenigstens nicht in einer solchen Genauigkeit, daß die Erklärung für
+alle Fälle gilt. Sie müssen mir also erlauben, die Antwort auf Ihre
+Frage in dem Sinne einzuschränken, daß ich Ihnen die <em class="gesperrt">scheinbaren</em>
+Unterschiede zwischen chemischen und physikalischen Vorgängen nenne.
+Sie werden mit dem Wachsen Ihrer chemischen Kenntnisse ganz von selbst
+bemerken, daß diese Unterschiede eben nur scheinbare sind.</p>
+
+<p>Betrachten wir als Beispiele für physikalische Vorgänge die Erhitzung
+eines Metallstücks bis zur Glut, das Schmelzen eines Metalls, die
+Verdampfung und das Gefrieren des Wassers. Was ist allen diesen
+verschiedenen Vorgängen gemeinsam? — Kein Mensch wird behaupten
+können, daß ein Körper in einem <em class="gesperrt">physikalischen</em> Vorgang seine
+Eigenschaften <em class="gesperrt">nicht</em> ändere. Ändert sich doch schon beim Glühen
+das Aussehen aller Stoffe so außerordentlich, daß alle Farben und
+Oberflächeneigenschaften schwinden, der Glanz erlischt, die Härte sich
+außerordentlich verringert, die Leitfähigkeit für den elektrischen
+Strom ganz anders wird. Tatsächlich kann man dem Aussehen nach einen
+glühenden Stein von einem glühenden Eisenstück nicht unterscheiden, so
+groß die Unterschiede dieser beiden Stoffe in der Kälte sind. Und nun
+gar erst beim Schmelzen! Oder beim Verdampfen!<span class="pagenum" id="Seite_23">[S. 23]</span> Kann sich ein Körper
+stärker verändern in bezug auf Aussehen, spezifisches Gewicht, Härte,
+Zusammendrückbarkeit, Leitfähigkeit für den elektrischen Strom usw. als
+es ein verdampfender Stoff tut?&#160;—</p>
+
+<p>Man wird also nicht sagen dürfen, daß das Wesen eines chemischen
+Vorgangs dadurch gekennzeichnet sei, daß sich die Eigenschaften des
+Stoffes ändern, der dem Vorgang unterworfen wird. Denn wenn sich Blei
+oder Magnesium durch den chemischen Vorgang der Verbrennung in Asche
+verwandelt, so ist die Änderung der Eigenschaften kaum größer, als
+wenn diese Metalle sich durch einen physikalischen Vorgang in Dampf
+verwandeln.</p>
+
+<p>Somit müssen wir die Kennzeichen chemischer Vorgänge in etwas
+ganz anderem suchen. Nun ist es eine auffallende Tatsache, daß
+bei chemischen Vorgängen stets und ohne Ausnahmen entweder Wärme
+<em class="gesperrt">entwickelt</em> oder Wärme <em class="gesperrt">verbraucht</em> wird. Alle Verbrennungen
+sind ja ein Beweis für den einen dieser Fälle, denn sie machen
+die freiwerdende Wärme deutlich erkennbar. Man hat eine Zeitlang
+geglaubt, in diesen Änderungen des Wärmeeinhalts das Hauptkennzeichen
+<em class="gesperrt">chemischer</em> Vorgänge erblicken zu müssen. Aber wie unrichtig
+diese Auffassung war, werden Sie mir sofort zugeben, wenn ich Sie
+daran erinnere, daß auch die allerhäufigsten <em class="gesperrt">physikalischen</em>
+Vorgänge ohne Wärmeinhaltsveränderungen nicht möglich sind: <em class="gesperrt">kein</em>
+Körper auf der ganzen Welt kann schmelzen oder verdampfen, ohne
+gleichzeitig Wärme zu verbrauchen; kein Gas kann sich verflüssigen,
+keine Flüssigkeit kann erstarren, ohne zugleich Wärme an die Umgebung
+abzugeben. Kein Körper kann von einem elektrischen Strom durchflossen,
+von einem Lichtstrahl getroffen werden, ohne sich dadurch zu erwärmen,
+und es gibt auch keinen Stoff auf der Erde, den man pressen oder
+hämmern könnte, ohne ihn zugleich wärmer oder kälter (Eis wird durch
+Druck kälter) zu machen. Also sind auch die Wärmezustandsänderungen
+kein sicheres Kennzeichen der <em class="gesperrt">chemischen</em> Vorgänge allein.</p>
+
+<p>Nun bleibt aber doch noch eine Gruppe von drei Möglichkeiten übrig,
+welchen allein die chemischen Prozesse genügen können. Diese
+Möglichkeiten sind:</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_24">[S. 24]</span></p>
+
+<ol class="dec">
+
+<li>das Zusammentreten zweier oder einiger Stoffe zu einem einzigen,
+der in <em class="gesperrt">allen</em> Eigenschaften von seinen Bestandteilen abweicht,</li>
+
+<li>der Zerfall eines Stoffes in zwei oder einige, die in allen
+Eigenschaften von ihm verschieden sind,</li>
+
+<li>der Austausch von Bestandteilen zwischen zwei Stoffen, so daß
+beide dadurch in ganz neue Stoffe verwandelt werden.</li>
+
+</ol>
+
+<p>Für den ersten Fall haben wir in den Verbrennungen viele treffliche
+Beispiele kennen gelernt. Blei tritt mit Sauerstoffgas zu gelber
+Bleiasche zusammen, welche in allen ihren Eigenschaften gänzlich
+verschieden ist sowohl vom Blei als vom Sauerstoff. Ein prächtiger
+Versuch zum Beweis des gleichen Falles ist die Bildung des
+Jodquecksilbers aus Jod und Quecksilber. Sie kaufen sich eine
+Zweikugelröhre aus schwer schmelzbarem Glas, wie <a href="#abb06">Abb. 6</a>, und bringen in
+die eine Kugel etwas gepulvertes Jod, in die andere etwas Quecksilber.
+Wenn Sie nun erst das Quecksilber und dann das Jod erwärmen, so bilden
+sich prachtvoll glänzende Kristalle von rotem Jodquecksilber. Dieser
+Versuch zeigt Ihnen zugleich, wie töricht es wäre, Chemie aus Büchern
+lernen zu wollen, ohne Versuche zu machen. Denn der <em class="gesperrt">Name</em>
+„Jodquecksilber“ läßt die beiden Bestandteile so leicht erkennen,
+daß man dadurch auf die falsche Meinung gebracht werden könnte, das
+wirkliche Jodquecksilber lasse seine Bestandteile ebenfalls leicht
+unterscheiden, so wie ein „Kesselwagen“ den Kessel und Wagen, ein
+„Motorrad“ den Motor und das Rad. Man sieht aber im Versuch mit
+Erstaunen, daß Jodquecksilber weder mit Jod, noch mit Quecksilber die
+geringste Ähnlichkeit hat.</p>
+
+<figure class="figleft illowe17" id="abb06">
+  <img class="w100" src="images/abb06.jpg" alt="Umsetzung von Jod mit metallischem
+  Quecksilber in einer Glasröhre mit zwei Kugeln">
+  <figcaption class="caption">Abb. 6. Jod und Quecksilber.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Die zweite Reihe von chemischen Vorgängen ist durch den <em class="gesperrt">Zerfall</em>
+eines Stoffes in einige, von ihm verschiedene, gekennzeichnet.
+Beispiele dafür kennen Sie schon längst; denn Sie wissen, daß man
+Wolle, Haare, Kleiderstoffe, Holz usw. nicht erhitzen kann, ohne daß
+sie „sich zersetzen“, d. h. eben in solche anderen Stoffe chemisch
+zerfallen.</p>
+
+<p>Auch für die dritte Reihe von chemischen Vorgängen haben wir
+schon Beispiele kennen gelernt. Sie ist dadurch gekennzeichnet,<span class="pagenum" id="Seite_25">[S. 25]</span>
+daß zwei Stoffe durch den Austausch gewisser Bestandteile in
+zwei ganz neue Stoffe verwandelt werden. So entstand durch
+solchen Austausch aus <em class="gesperrt">Bleiasche</em> und <em class="gesperrt">Kohlenpulver</em>:
+<em class="gesperrt">Bleimetall</em> und <em class="gesperrt">Kohlensäuregas</em>, aus <em class="gesperrt">Kohlensäuregas</em>
+und <em class="gesperrt">Magnesiummetall</em>: schwarze <em class="gesperrt">Kohle</em> und weiße
+<em class="gesperrt">Magnesiumasche</em>.</p>
+
+<p>Durch Nachdenken über Ihre Frage bin ich noch auf einen anderen
+Unterschied zwischen physikalischen und chemischen Vorgängen gekommen:
+durch physikalische Prozesse wird das Gewicht des Stoffes, welcher dem
+Prozeß unterworfen wird, nicht verändert: ein Kilo Wasser behält sein
+Gewicht bei, auch wenn es gefriert oder in Dampf verwandelt wird. Durch
+chemische Vorgänge wird aber das Gewicht eines Stoffes stets vermehrt
+oder vermindert, je nachdem er einem chemischen Aufbau oder Zerfall
+unterworfen wird. Diese Gewichtsänderungen sind nun sehr interessant,
+weil sie nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten erfolgen, welche ich mich
+nun bemühen will, Ihnen klar zu machen.</p>
+
+<p>Wir haben im Anfang unserer Unterhaltungen auf einer Wage einen kleinen
+Berg aus Magnesiumpulver errichtet, haben ihn dann angezündet und
+festgestellt, daß er durch Sauerstoffaufnahme aus der Luft sein Gewicht
+vermehrte und dabei in weiße Magnesiumasche verwandelt wurde. Wir
+können uns nun fragen: wieviel Sauerstoff enthält diese Asche? Gibt es
+davon etwa verschiedene Qualitäten von verschiedenem Sauerstoffgehalt,
+so wie man fettreichen und fettarmen Käse kennt? Wird etwa die weiße
+Magnesiumasche noch reicher an Sauerstoff und noch schwerer, wenn
+man sie an der Luft weiterhin glüht? — Oder gibt es stets dieselbe,
+einzigartige Verbindung einer ganz bestimmten Menge Magnesium mit einer
+unabänderlichen Menge Sauerstoff?&#160;—</p>
+
+<p>Diese Frage hat die Chemiker erst um die Wende vom 18. zum 19.
+Jahrhundert zu interessieren angefangen, obgleich sie von so
+beispielloser Wichtigkeit ist, daß erst von ihrer Beantwortung an
+die Chemie ihren ungeheuren Aufschwung nehmen konnte. Da haben denn
+zahllose Untersuchungen ergeben, daß es allerdings von einem und
+demselben Metall verschiedene Aschen mit verschiedenem Sauerstoffgehalt
+gibt. So gibt es z.&#8239;B. vom Blei nicht weniger als drei verschiedene
+Aschen, nämlich die gelbe Bleiglätte,<span class="pagenum" id="Seite_26">[S. 26]</span> das braunschwarze Bleisuperoxyd
+und die rote Mennige. Aber trotzdem hat es damit eine ganz andere
+Bewandtnis als mit den Käsesorten von verschiedenem Fettgehalt.
+Denn der Fettgehalt eines Käses kann in jeder beliebigen Abstufung
+reguliert werden; ist mir ein Käse von 20&#8239;% Fettgehalt noch ein wenig
+zu mager, so kann ich den Fabrikanten veranlassen, den Fettgehalt um
+1, 2 oder 3&#8239;% zu erhöhen — ganz nach meinen Wünschen. Finde ich aber
+die Bleiglätte, welche stets unabänderlich 7,17&#8239;% Sauerstoff enthält,
+für meine Zwecke zu arm an Sauerstoff, so kann ich ihren Gehalt
+daran allerdings auch erhöhen, <em class="gesperrt">aber nicht nach Belieben</em>: ich
+kann sie nur in <em class="gesperrt">Mennige</em> verwandeln, welche außer dem Metall
+Blei noch 9,34&#8239;% Sauerstoff enthält, oder in Bleisuperoxyd, welches
+13,81&#8239;% Sauerstoff enthält. <em class="gesperrt">Mittelstufen zwischen diesen gibt es
+nicht.</em> Auch besteht noch ein wichtiger Unterschied gegenüber
+den Käsesorten: diese sind doch im Grund, trotz ihres verschiedenen
+Bleigehalts, von gleicher Art und gleichartigen Eigenschaften. Die drei
+Sauerstoffverbindungen des Bleis sind dagegen <em class="gesperrt">grundverschieden</em>
+voneinander: Bleiglätte ist gelb, Mennige zinnoberrot, Bleisuperoxyd
+dunkelbraun. Bleiglätte löst sich in Essigsäure und in Salpetersäure
+leicht auf, Bleisuperoxyd in keiner von beiden Säuren, Mennige wird
+durch Salpetersäure in Bleisuperoxyd verwandelt usw.</p>
+
+<p>Es werden also die Verhältnisse bei chemischen Vorgängen von einem
+Gesetz beherrscht, welches der Engländer <em class="gesperrt">John Dalton</em>, Lehrer in
+Manchester, um 1803 herum entdeckte und als „<em class="gesperrt">Gesetz der bestimmten
+Gewichtsverhältnisse</em>“ bezeichnete.</p>
+
+<p>Etwas schwieriger war die Entdeckung eines zweiten Gesetzes über
+denselben Gegenstand, welche durch denselben Forscher wenige
+Jahre später erfolgte. Ich kann sie Ihnen ebenfalls an den drei
+Sauerstoffverbindungen des Bleis klarmachen. Wir haben vorhin folgende
+Prozentgehalte Sauerstoff für diese drei Verbindungen erwähnt:</p>
+
+<table class="bleiglaette">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Bleiglätte</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">7,17</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Mennige</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">9,34</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Bleisuperoxyd</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">13,81</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Rechnet man nun diese Sauerstoffgehalte um auf je einen Gewichtsteil
+Bleimetall, so findet man:</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_27">[S. 27]</span></p>
+
+<table class="sauerstoffgehalte">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">in</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left"><em class="gesperrt">Bleiglätte</em></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">sind</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">mit</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">g</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Blei</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">verbunden</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left">0,0773</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">g</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Sauerstoff</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left"><em class="gesperrt">Mennige</em></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left">0,1030</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left"><em class="gesperrt">Bleisuperoxyd</em></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="left">0,1546</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Betrachtet man diese Zahlen genauer, so erkennt man leicht, daß das
+Bleisuperoxyd genau doppelt soviel, die Mennige genau um ein Drittel
+mehr Sauerstoff enthält als die Bleiglätte. Dieselbe Beobachtung macht
+man, wenn man die Aschen anderer Metalle, z.&#8239;B. des Eisens, mit der
+Wage und rechnerisch kontrolliert. <em class="gesperrt">Stets ergeben sich zunächst
+komplizierte Zahlen, die aber stets untereinander in einem einfachen
+Verhältnis stehen.</em> Diese Verhältnisse sind so einfach, daß man sie
+stets durch einstellige ganze Zahlen bezeichnen kann, also z.&#8239;B. 1&#8239;:&#8239;2,
+oder 3&#8239;:&#8239;4, oder 4&#8239;:&#8239;7 usw.</p>
+
+<p>Dieses Gesetz heißt: „<em class="gesperrt">Gesetz der mehrfachen
+Gewichtsverhältnisse</em>“.</p>
+
+<p>Durch die beiden Gesetze der „bestimmten“ und der „mehrfachen“
+Gewichtsverhältnisse sind alle chemischen Vorgänge scharf
+gekennzeichnet. Ich hoffe, damit Ihre Frage in verständlicher Form
+beantwortet zu haben, und bitte Sie nur, mir Ihre Zweifel stets
+mitzuteilen.</p>
+
+<p>Mit herzlichen Grüßen</p>
+
+<p class="center">Ihr</p>
+
+<p class="right mright3">L. W.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_28">[S. 28]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="4_Atom_und_Molekuel">4. Atom und Molekül.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="center mbot2">(Eine Unterhaltung zwischen einem Laien und einem
+Chemieprofessor im Laboratorium.)</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Lieber Professor, gestatten Sie mir, daß ich Ihren
+wissenschaftlichen Theorien den Vorwurf mache, daß sie unserem
+Laienverstand oft ein wenig <em class="gesperrt">naiv</em> vorkommen. Was will Ihre
+Wissenschaft z.&#8239;B. mit der <em class="gesperrt">Atomtheorie</em> sagen! Ist es wirklich
+Ihr Ernst zu behaupten, daß die Teilbarkeit einmal eine Grenze haben
+soll? Daß man z.&#8239;B. den Feinheitsgrad eines Pulvers durch Mahlen nicht
+über eine gewisse Stufe erhöhen könne? Uns Laien erscheint, offen
+gesagt, die Annahme geradezu lächerlich, daß ein so winziges Teilchen
+plötzlich gegen jeden weiteren Teilungsversuch eine unüberwindliche
+Widerstandskraft entwickeln soll, während wir mit unseren Sprengstoffen
+doch sogar Nickelstahlpanzer bequem in Teile zerlegen können. Wer ist
+eigentlich zuerst auf diesen absurden Gedanken gekommen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Der Gedanke lag am Ende des 18. Jahrhunderts
+sozusagen in der Luft; klar ausgesprochen wurde er am Beginn des
+19. Jahrhunderts zum erstenmal von demselben <em class="gesperrt">John Dalton</em> in
+Manchester, der die beiden Gesetze der einfachen und mehrfachen
+Gewichtsverhältnisse zuerst entdeckt hat. Was nun Ihre Einwände
+betrifft, so können Sie sich mit der Tatsache trösten, daß auch wir
+Fachgelehrten in der Anfangszeit unseres Chemiestudiums ebenso gedacht
+haben, wie Sie jetzt denken. Um so mehr dürfte es Sie interessieren,
+daß die Atomlehre in den hundert Jahren ihrer Entwicklung an
+Wahrscheinlichkeit nicht verloren, sondern im Gegenteil soviel gewonnen
+hat, daß heute wohl kein Chemiker im Ernst daran zu zweifeln wagt.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_29">[S. 29]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Das ist mir ganz unbegreiflich, und Sie machen mich
+ordentlich neugierig, die Gründe zu hören.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Die ältesten und noch immer nicht widerlegbaren
+Gründe für die Atomtheorie liefern uns die beiden Daltonschen
+Verbindungsgesetze (das der bestimmten und das der vielfachen
+Gewichtsverhältnisse). Hätte nämlich die Teilbarkeit der Stoffe
+keine Grenze, so müßten sich z.&#8239;B. Blei und Sauerstoff in beliebigen
+Mengen miteinander verbinden lassen, so wie man etwa Spiritus und
+Wasser in beliebigen Verhältnissen miteinander mischen kann. Denn
+wenn schon das Blei den Sauerstoff anzieht und sich chemisch mit ihm
+verbindet, so ist nicht einzusehen, warum diese Verbindung nicht
+<em class="gesperrt">kontinuierlich</em> bis zu einem gewissen Sättigungsgrad erfolgt.
+Daltons Gedanke, die Eigenschaft der Teilbarkeit der Stoffe nur bis zur
+Größe der Atome gelten zu lassen, erklärt diese Tatsache augenblicklich
+in einer verblüffend einfachen Weise: ein kleinstes Bleiteilchen
+(Blei&#8239;<em class="gesperrt">atom</em>) verhält sich zu einem kleinsten Sauerstoffteilchen
+(Sauerstoffatom) dem Gewichte nach wie 1 zu 0,0773. Also besteht der
+chemische Prozeß bei der Verbrennung des Bleis einfach darin, daß sich
+je ein Bleiatom mit einem Sauerstoffatom verkettet. So erklärt sich
+sozusagen spielend das bestimmte Gewichtsverhältnis zwischen Blei und
+Sauerstoff, denn das sind eben die Gewichte der Atome. So erklärt
+es sich auch, warum es keine Übergangszustände gibt zwischen reinem
+Blei und reiner Bleiglätte, so etwa, wie man solche Übergangszustände
+zwischen reinem und verdünntem Spiritus kennt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Das scheint mir wirklich überzeugend. — Woher kommt
+denn der sonderbare Name „Atom“ für diese kleinsten Teilchen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Das Wort kommt aus dem Griechischen und bedeutet
+„unteilbar“, unzerschneidbar.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wie erklärt aber Daltons Atomtheorie die Tatsache, daß
+es außer der Bleiglätte noch zwei andere Sauerstoffverbindungen des
+Bleies gibt?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Hier gerade zeigt sich die Stärke dieser
+Lehre: sie betrachtet die kleinsten Teilchen des Bleisuperoxyds
+als<span class="pagenum" id="Seite_30">[S. 30]</span> Verkettungen von je <em class="gesperrt">einem</em> Bleiatom mit <em class="gesperrt">zwei</em>
+Sauerstoffatomen, wie folgende Zeichnung andeutet:</p>
+
+<figure class="figcenter illowe27" id="abb07">
+  <img class="w100" src="images/abb07.jpg" alt="Ein Bleiatom, links und rechts jeweils
+  ein Sauerstoffatom, mit dem Blei durch Doppelbindungen verbunden">
+  <figcaption class="caption">Abb. 7. Ein Molekül Bleisuperoxyd, wie es nach Daltons
+  Vorstellung aussieht.</figcaption>
+</figure>
+
+<p class="p0">und die Mennige als eine Verkettung von <em class="gesperrt">drei</em> Bleiatomen mit
+<em class="gesperrt">vier</em> Sauerstoffatomen:</p>
+
+<figure class="figcenter illowe27" id="abb08">
+  <img class="w100" src="images/abb08.jpg" alt="Ein kompliziertes Molekül aus drei
+  Blei- und vier Sauerstoffatomen">
+  <figcaption class="caption">Abb. 8. Ein Molekül Mennige enthält dagegen ein
+  vierarmiges und zwei zweiarmige Bleiatome.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Wenn Sie die Gewichtsverhältnisse dieser Atome nachrechnen, werden Sie
+genau dieselben Zahlen finden, welche wir früher als kennzeichnend für
+die drei Sauerstoffverbindungen des Bleis kennengelernt haben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Nach Ihren Figuren zu schließen, würden diese Atome
+miteinander durch eine Art von <em class="gesperrt">Armen</em> verkettet sein.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Man nimmt dies an und nennt diese Striche
+„<em class="gesperrt">Wertigkeits</em>“arme oder „<em class="gesperrt">Valenzen</em>“ oder schlechthin
+„<em class="gesperrt">Bindungen</em>“. Über sie wäre noch manches zu sagen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: An Ihren Zeichnungen fällt mir etwas auf, was ich
+mir nicht erklären kann. Angenommen, die Atome hätten wirklich solche
+Wertigkeitsarme, womit sie einander fassen und festhalten: so müssen
+wir doch annehmen, daß die Anzahl dieser Arme für jedes<span class="pagenum" id="Seite_31">[S. 31]</span> Atom Blei
+gleich groß bleibt. In Ihrer <a href="#abb07">Abbildung 7</a> hat aber das Bleiatom vier
+Arme, ebenso das mittlere Bleiatom der <a href="#abb08">Abbildung 8</a>, während die beiden
+äußeren Bleiatome dieser Abbildung nur je zwei Arme haben. — Wie geht
+das zu?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ihre Frage rührt an eine kritische Stelle der
+Atomtheorie. Diese Lehre nimmt nämlich allerdings an, daß die Anzahl
+dieser Arme oder „<em class="gesperrt">Valenzen</em>“ beim gleichen Atom wechseln kann.
+Sie nennt das Bleiatom in der Bleiglätte <em class="gesperrt">zweiwertig</em>, weil es
+zwei Arme hat, dasjenige im Bleisuperoxyd vierwertig, weil es vier
+Arme hat; und sie nimmt mit gutem Grund an, daß in der <em class="gesperrt">Mennige</em>
+ein vierwertiges und zwei zweiwertige Bleiatome enthalten sind. Auf
+den ersten Blick erscheint diese Erweiterung der Atomlehre durch die
+<em class="gesperrt">Wertigkeits</em>theorie, welche wir dem Chemiker <em class="gesperrt">Kekulé</em>
+verdanken, sehr willkürlich. Allein es sprechen gewichtige Tatsachen
+dafür. Bleiglätte löst sich nämlich in Salpetersäure auf, Bleisuperoxyd
+nicht. Behandelt man nun die zinnoberrote Mennige mit Salpetersäure,
+so lösen sich darin zwei Drittel ihres Bleigehalts auf, während das
+letzte Drittel ungelöst übrig bleibt. Dieses ist aber nun nicht mehr
+zinnoberrot, sondern dunkelbraun gefärbt: es besteht aus reinem
+Bleisuperoxyd.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Dieses Versuchsergebnis spricht allerdings sehr für
+die Richtigkeit der Wertigkeitslehre. Wenn nun, wie ich vermute, jedes
+Atom seine eigene und besondere Wertigkeit hat und damit auch noch
+wechseln kann, wie sollen wir Anfänger uns dies alles merken? Jod
+und Magnesium und Quecksilber und Eisen haben doch gewiß auch alle
+verschiedene Wertigkeiten?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Das „Merken“ ist hier, wie überall, Sache der
+praktischen Erfahrung und Übung. Jedoch werden wir vielleicht später
+im „<em class="gesperrt">periodischen System der Elemente</em>“ ein Hilfsmittel kennen
+lernen, welches uns dieses Merken ganz außerordentlich erleichtert.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Von „<em class="gesperrt">Atomen</em>“ kann man aber jedenfalls nur bei
+einfachen, chemisch unteilbaren Stoffen reden; denn die kleinsten
+Teilchen chemischer Verbindungen, wie z.&#8239;B. der Mennige, bestehen
+offenbar aus einer Mehrzahl von Atomen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Die Atome sind stets die kleinsten Teilchen
+der unzerlegbaren Stoffe, der „<em class="gesperrt">Elemente</em>“. Die zerlegbaren<span class="pagenum" id="Seite_32">[S. 32]</span>
+Stoffe, welche aus Verbindungen der Elemente bestehen, müssen natürlich
+auch in ihren kleinsten Teilchen von jedem Element wenigstens ein
+Atom enthalten. Die kleinsten Teilchen solcher Verbindungen nennt man
+<em class="gesperrt">Moleküle</em> (vom lateinischen Wort <span class="antiqua">molecula</span>, die kleine Masse).</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wie ist das nun: haben die Atome der verschiedenen
+Elemente lauter verschiedene Gewichte, oder gibt es auch gleich schwere
+darunter?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie sind alle voneinander verschieden, wenn auch
+manchmal nur um geringe Beträge, wie z.&#8239;B. Nickel und Kobalt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich habe in chemischen Lehrbüchern schon manchmal
+solche Zahlen gesehen, die als „Atomgewichte“ bezeichnet waren. Ich
+konnte und kann mir noch immer nicht vorstellen, wie man gerade auf
+diese Zahlen gekommen ist. Ich erinnere mich z.&#8239;B., für Blei die Zahl
+207 gesehen zu haben. Das soll doch heißen, daß das Bleiatom 207 mal
+schwerer ist als etwas anderes. Aber was ist dieses andere? Womit hat
+man sich die Atome gewogen zu denken?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dieses andere ist das Wasserstoffatom. Es ist
+gewissermaßen das Grammgewicht im Gewichtskasten des theoretischen
+Chemikers. Blei hat wirklich das Atomgewicht 207; das heißt: sein Atom
+ist 207 mal schwerer als das Wasserstoffatom. — Können Sie sich denn
+denken, wie man diese Wägung gemacht hat?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich denke, man hat sie überhaupt nicht gemacht, denn
+die Atome sind natürlich viel zu klein, um gewogen werden zu können.
+Aber das ist wohl auch gar nicht nötig, denn das Gesetz der bestimmten
+Gewichtsverhältnisse erspart uns ja diese Wägung. Man braucht wohl nur
+gemessen zu haben, wieviel Gramm Blei sich mit einem Gramm Wasserstoff
+verbinden, und so wird man wohl die Zahl 207 gefunden haben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie haben beinahe recht. Die Sache wird nur
+dadurch ein wenig umständlicher, daß Blei und Wasserstoff sich
+anscheinend überhaupt nicht miteinander verbinden, wenigstens ist es
+bis jetzt nicht gelungen, eine solche Verbindung herzustellen. Man
+mußte daher das Atomgewicht des Bleis auf einem Umweg bestimmen. Man
+hat den Wasserstoff einer anderen chemischen Verbindung,<span class="pagenum" id="Seite_33">[S. 33]</span> nämlich
+der Schwefelsäure, durch Blei ersetzt und hat mit der Wage leicht
+feststellen können, wieviel Blei zum Ersatz von einem Gramm Wasserstoff
+notwendig war. Dabei war allerdings noch darauf Rücksicht zu nehmen,
+daß das Wasserstoffatom nach allen chemischen Erfahrungen stets
+nur einen Wertigkeitsarm besitzt, das Bleiatom aber in den meisten
+Verbindungen zwei solche hat. Also tritt in der Schwefelsäure ein
+Bleiatom stets an die Stelle von zwei Wasserstoffatomen. Das wahre
+Atomgewicht des Bleis muß daher doppelt so groß sein als die Zahl
+103½, welche man auf diesem Umweg findet.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Das ist ja ein förmliches Schulbeispiel für die
+Wahrheit des Satzes: „Nah beieinander wohnen die Gedanken, doch hart im
+Raume stoßen sich die Sachen.“ — Gibt es denn nun noch weitere Beweise
+für das Vorhandensein der Atome? Denn wir haben uns bisher doch nur auf
+die, allerdings sehr ernst zu nehmenden, Daltonschen Gesetze gestützt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Die Gründe sind so zahlreich wie der Sand am
+Meer. Ich will ein paar von den auffallendsten herausgreifen. Da
+ist zunächst das sonderbare Verhalten der Gase in physikalischer
+und chemischer Hinsicht. Es weist geradezu auf eine Zusammensetzung
+aus kleinsten Teilchen hin. Es ist nämlich höchst merkwürdig, daß
+<em class="gesperrt">alle</em> Gase in physikalischen Beziehungen sich ganz gleichartig
+verhalten, wenn sie auch chemisch noch so verschieden zusammengesetzt
+sind. Sie werden von gleichen Drücken gleich stark zusammengepreßt
+und dehnen sich durch gleich starke Erwärmung um den gleichen Betrag
+aus. Dies gilt ebenso für das einfache, leichte Wasserstoffgas, wie
+für das schwere und zusammengesetzte Kohlensäuregas. Also muß dieses
+gleichartige Verhalten von der <em class="gesperrt">chemischen</em> Natur der Gase
+unabhängig sein.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Mit der <em class="gesperrt">physikalischen</em> Beschaffenheit der Atome
+kann es wohl auch nicht zusammenhängen: denn ein Wasserstoffatom ist
+doch viel kleiner und leichter als ein Kohlensäuremolekül? Ich kann mir
+nicht denken, welche physikalische Eigenschaft der Atome da noch ins
+Gewicht fallen könnte?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie vergessen die wichtigste Eigenschaft dieser
+kleinen Teilchen, nämlich ihre <em class="gesperrt">Zahl</em>. Tatsächlich erklären sich
+alle gemeinsamen Eigenschaften der Gase geradezu spielend,<span class="pagenum" id="Seite_34">[S. 34]</span> wenn man
+annimmt, daß gleich große Räume verschiedener Gase die gleiche Anzahl
+kleinster Teilchen enthalten, seien es nun Atome oder Moleküle. Diese
+Teilchen befinden sich in fortwährender, rascher Bewegung, und ihr
+heftiger Anprall an die Gefäßwände erscheint uns als der Druck, welchen
+das Gas auf diese ausübt. Gleich viele Teilchen müssen natürlich den
+gleichen Druck ausüben. Durch <em class="gesperrt">Erwärmen</em> wird die Geschwindigkeit
+der Bewegung, also auch die Heftigkeit des Aufprallens auf die Wände
+gesteigert: tatsächlich wächst der Druck jedes Gases mit der Temperatur.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Dies klingt freilich sehr bestechend. Aber die Wucht
+des Anpralls an die Gefäßwände hängt doch nicht bloß von der Anzahl der
+Teilchen ab; da kommt doch auch ihr Gewicht und ihre Geschwindigkeit in
+Betracht?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Gewiß. Je schwerer ein Teilchen ist, um
+so langsamer muß seine Bewegung sein, wenn es mit der gleichen
+Wucht aufprallen soll, wie ein leichtes Teilchen. Tatsächlich ist
+nun der Gasdruck des leichten Wasserstoffgases und des schweren
+Kohlensäuregases gleich groß. Da die Kohlensäureteilchen 22 mal
+schwerer als die Wasserstoffteilchen sind, so müssen wir annehmen, daß
+sie sich viel langsamer bewegen als diese.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Mir scheint, Ihre Theorien bedürfen doch einer zu
+großen Anzahl von Voraussetzungen, und sie verlieren dadurch recht
+erheblich an Wahrscheinlichkeit.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ich will Ihnen aber zeigen, daß jede dieser
+Voraussetzungen zu Folgerungen führt, welche mit den Tatsachen
+übereinstimmen. So haben wir eben festgestellt, daß die schweren
+Kohlensäureteilchen sich langsamer bewegen als die leichten
+Wasserstoffteilchen, weil sie sonst bei gleicher Anzahl nicht den
+gleichen Druck auf die Gefäßwände erzeugen könnten. Vorher hatte
+ich erwähnt, daß Erwärmung die Geschwindigkeit der Teilchen erhöht,
+Abkühlung infolgedessen sie verringert. Die Kohlensäureteilchen müssen
+also durch starke Abkühlung leichter und früher zur völligen Ruhe
+kommen als die rascher bewegten Wasserstoffteilchen. Tatsächlich ballen
+sich die Kohlensäureteilchen, wenn man sie auf 80&#8239;° unter Null abkühlt,
+zu einem weißen Schnee zusammen, der zu Boden sinkt. Um das gleiche
+Ergebnis beim Wasserstoff zu erzielen, muß man dieses Gas viel stärker,
+nämlich auf 260&#8239;° unter Null, abkühlen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_35">[S. 35]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Dies ist freilich sehr merkwürdig. Besteht dieses
+Verhältnis zwischen Schwere und Verdichtbarkeit bei allen Gasen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Bei allen, wäre wohl zuviel gesagt. Es gibt
+erklärbare Ausnahmen. Aber trotzdem werden Sie fast niemals fehl gehen,
+wenn Sie die schweren Gase als leicht verdichtbar, die leichten als
+schwer verdichtbar betrachten. Zum Beweis stelle ich Ihnen für einige
+Gase die entsprechenden Zahlen zusammen:</p>
+
+<table class="gase_im_vergleich">
+  <tr>
+    <td class="btb br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Chlor</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Kohlensäuregas</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Sauerstoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Stickstoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="center">Wasserstoff</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Molekular-<br>
+      gewicht</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">70,4</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">44</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">32</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">28</div>
+    </td>
+    <td class="bt vam">
+      <div class="center">2</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">wird flüssig<br>
+      (od. fest)<br>
+      bei</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">−34&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">−79&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">−183&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br vam">
+      <div class="center">−196&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt vam">
+      <div class="center">−259&#8239;°</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Gibt es noch andere Gründe für die Annahme, daß die
+verschiedenen Gase im gleichen Raum gleichviel Moleküle enthalten?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Allerdings! Sie erinnern sich wohl, wie wir
+am Anfang zu dem Begriff „Atomgewicht“ gelangt sind: nicht etwa
+durch Wägung der Atome, sondern durch das Gesetz der bestimmten
+Gewichtsverhältnisse bei chemischen Verbindungen. Wenn wir z.&#8239;B.
+<em class="gesperrt">Silber</em> mit <em class="gesperrt">Chlorgas</em> zusammenbringen, so beobachten
+wir, daß 108 Gramm Silber sich mit 35,2 Gramm Chlor verbinden.
+Lassen wir aber Silber etwa in der Salpetersäure an die Stelle von
+Wasserstoffgas eintreten, so finden wir, daß 108 Gramm Silber genau
+1 Gramm Wasserstoffgas ersetzen. Daraus hat bekanntlich Dalton den
+Schluß gezogen, daß das Silberatom 108 mal schwerer ist als das
+Wasserstoffatom, während das Chloratom 35,2 mal so schwer als dieses
+ist. Ist es nun nicht merkwürdig, daß auch <em class="gesperrt">ein Liter</em> Chlorgas
+genau 35,2 mal schwerer ist als <em class="gesperrt">ein Liter</em> Wasserstoffgas?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Das ist allerdings sonderbar; denn die Zahl 35,2 haben
+wir doch auf <em class="gesperrt">chemischem</em> Weg aus den Vorgängen zwischen Silber,
+Salpetersäure und Chlorgas gefunden.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ganz richtig! Und nun begegnen wir derselben
+Zahl durch eine rein physikalische Vergleichung der Gewichte<span class="pagenum" id="Seite_36">[S. 36]</span> von
+Chlor und Wasserstoffgas wieder. Dies <em class="gesperrt">kann</em> doch nur dadurch
+erklärt werden, daß gleiche Raumteile der beiden Gase gleichviel Atome
+enthalten. Denn wenn 1 Atom Chlor 35,2 mal schwerer ist als 1 Atom
+Wasserstoff, so ist natürlich auch eine Milliarde Chloratome 35,2 mal
+schwerer als eine Milliarde Wasserstoffatome. Ist umgekehrt 1 Liter
+Chlor 35,2 mal schwerer als 1 Liter Wasserstoff, so müssen beide
+gleichviel Atome enthalten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Dieser Beweis befriedigt mich schon besser. Gibt es
+noch weitere Gründe für die Atomtheorie?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Wenn Sie die letzterwähnte Tatsache eingesehen
+haben, bin ich eigentlich erst in den Stand gesetzt, Sie mit den
+wichtigsten Gründen vertraut zu machen. Solche wurden besonders durch
+das genaue Studium der Eigenschaften der <em class="gesperrt">Lösungen</em> erschlossen.
+Es handelt sich dabei nur um <em class="gesperrt">echte</em> Lösungen, worunter wir
+solche verstehen wollen, welche beim Verdunsten des Lösungsmittels den
+gelösten Stoff wieder in Kristallen abscheiden. Diese Lösungen haben
+folgende sonderbare Eigenschaften gemeinsam:</p>
+
+<ol class="dec">
+
+<li>Der gelöste Stoff erniedrigt den Gefrierpunkt des Lösungsmittels,</li>
+
+<li>der gelöste Stoff erhöht den Siedepunkt des Lösungsmittels,</li>
+
+<li>der gelöste Stoff macht das Lösungsmittel zu einem Leiter der
+Elektrizität,</li>
+
+<li>der gelöste Stoff übt im Lösungsmittel einen eigentümlichen Druck,
+den <em class="gesperrt">osmotischen</em> Druck, aus;</li>
+
+</ol>
+
+<p class="p0">Sie erkennen ihn am einfachsten an der gewaltigen Aufblähung, welche
+eine mit Salzwasser gefüllte Schweinsblase erleidet, wenn man sie
+in reines Wasser legt. — Diese vier Eigenschaften sind nun im
+allgemeinen derart von der Menge des gelösten Stoffes abhängig, daß
+die doppelte Menge auch die doppelte Wirkung ausübt. Reines Wasser z.&#8239;B.
+gefriert bekanntlich bei 0&#8239;° und kocht unter normalen Verhältnissen
+bei 100&#8239;° Celsius; löse ich nun 100 Gramm Zucker in einem Liter
+Wasser, so wird diese Lösung erst unterhalb von 0&#8239;° gefrieren und erst
+oberhalb von 100&#8239;° kochen. Löse ich aber 200 Gramm Zucker im Liter,
+so bewirkt diese doppelte Zuckermenge auch eine doppelt so große
+Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung,<span class="pagenum" id="Seite_37">[S. 37]</span> aber auch eine
+Verdoppelung der elektrischen Leitfähigkeit und des Quellungsdrucks
+(osmotischen Drucks).</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Aber dies hat doch mit der Atomlehre eigentlich nichts
+zu schaffen?&#160;—</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Mehr, als Sie denken. Es hat nämlich neugierige
+Menschen gegeben, welche sich die Frage vorlegten: welche Mengen muß
+man von <em class="gesperrt">zwei verschiedenen</em> Stoffen in der gleichen Menge des
+Lösungsmittels auflösen, damit sie dessen Eigenschaften um den gleichen
+Betrag ändern? Also, z.&#8239;B., wieviel Traubenzucker muß in 1 Liter Wasser
+gelöst werden, damit dessen Gefrierpunkt um ebensoviel erniedrigt
+wird, wie durch 100 Gramm Rohrzucker? — Das Experiment hat nun die
+sonderbare Antwort erteilt, daß in diesem Fall die Mengen der gelösten
+Stoffe im <em class="gesperrt">Verhältnis ihrer Molekulargewichte</em> stehen müssen. Da
+der Rohrzucker fast das doppelte Molekulargewicht des Traubenzuckers
+hat, so braucht man von ihm in der Tat fast doppelt soviel.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Dieses Gesetz erinnert ja geradezu an die Verhältnisse
+der Gase, deren Gewicht ebenfalls vom Molekulargewicht abhängt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dieser nämliche Gedanke veranlaßte den
+Chemieprofessor van’t Hoff, einmal die Frage zu prüfen, ob vielleicht
+der Quellungsdruck (osmotische Druck) gelöster Stoffe dieselbe Ursache
+habe, wie der Druck der Gase. Er wollte also prüfen, ob auch der
+Quellungsdruck durch den Anprall der Moleküle des gelösten Stoffes
+verursacht würde.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich kann mir gar nicht denken, wie diese Frage durch
+Versuche zu entscheiden wäre.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Darin zeigte sich gerade die Genialität van’t
+Hoffs. Er entschied und beantwortete die Frage klar, ohne einen
+einzigen Versuch auszuführen, allein durch Umrechnungen aus alten
+Versuchsergebnissen des Botanikers <em class="gesperrt">Pfeffer</em> über den osmotischen
+Druck, den Pfeffer entdeckt hatte. Er sagte sich: wenn der Druck in
+Gasen und Lösungen nur von der Anzahl der Moleküle abhängt, so müssen
+44 Gramm Kohlensäuregas, wenn man sie auf den Raum eines Liters
+zusammenpreßt, denselben Druck als Gasdruck zeigen, welchen 180 Gramm
+Traubenzucker, in einem Liter<span class="pagenum" id="Seite_38">[S. 38]</span> Wasser gelöst, als osmotischen Druck
+ausüben. Denn 180 ist das Molekulargewicht des Traubenzuckers.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Und was haben die Zahlen Pfeffers darauf geantwortet?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Was im Sinn der Atomlehre zu erwarten war: <em class="gesperrt">die
+beiden Drucke stimmten überein</em>.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Aber das ist ja wunderbar, das ist ein Triumph der
+Atomtheorie, ein Triumph des menschlichen Geistes!</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_39">[S. 39]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="5_Die_Waermeaenderungen_bei_chemischen_Vorgaengen">5. Die
+Wärmeänderungen bei chemischen Vorgängen.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Es ist für alle chemischen Vorgänge sehr kennzeichnend, daß dabei
+entweder Wärme entwickelt oder Wärme verschluckt wird. Es gibt keinen
+einzigen chemischen Vorgang, der nicht das eine oder das andere
+täte. Diese Veränderungen des Wärmeinhalts der Stoffe sind zwar
+kein Unterscheidungsmerkmal zwischen chemischen und physikalischen
+Vorgängen, wie schon früher erklärt wurde; aber sie sind für die Frage
+der Beständigkeit und für gewisse andere Eigenschaften der Stoffe von
+so hoher Bedeutung, daß wir uns etwas eingehender damit befassen wollen.</p>
+
+<p>Betrachten wir zuerst diejenigen chemischen Vorgänge, bei welchen
+Wärme <em class="gesperrt">entwickelt</em> wird. Man nennt sie „<em class="gesperrt">exothermische</em>“
+Vorgänge. Beachten wir ferner, daß jeder chemische Vorgang entweder
+in einem <em class="gesperrt">Zerfall</em> oder in einer <em class="gesperrt">Neubildung</em> (oder einer
+Vereinigung beider) besteht, und beschäftigen wir uns zunächst nur
+mit den Neubildungen. Wir wollen also solche Neubildungen betrachten,
+welche unter Wärme<em class="gesperrt">entbindung</em> erfolgen. Sie liefern stets sehr
+<em class="gesperrt">beständige</em> Produkte, d. h. solche Stoffe, welche nur schwierig
+in ihre Bestandteile zerlegbar sind. Ein gutes Beispiel ist die Bildung
+des Wassers aus Wasserstoffgas und Sauerstoffgas. Diese beiden Gase
+kann man bei gewöhnlicher Temperatur miteinander vermischen, ohne
+daß sie sich chemisch verbinden. Bringt man aber das Gemisch mit
+einer Flamme in Berührung, so erfolgt die Vereinigung beider Gase zu
+Wasserdampf. Dabei wird plötzlich eine ungeheure Wärmemenge frei,
+welche die Gase auf hohe Glut erhitzt —: die Vereinigung erfolgt
+deshalb unter starker Explosion. Daraus schließen wir zunächst, daß es
+falsch ist zu sagen:</p>
+
+<p class="center">Wasserstoffgas + Sauerstoffgas = Wasser.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_40">[S. 40]</span></p>
+
+<p>Denn das Wasser ist doch um den Betrag der freigewordenen Wärme ärmer
+als das Gemisch der beiden Gase. Diese freigewordene Wärme ist sogar
+das eigentlich Unterscheidende zwischen dem Gasgemisch und dem daraus
+gebildeten Wasser. Wir müssen daher die Wasserbildung so formulieren:</p>
+
+<p class="center">(Wasserstoffgas + Sauerstoffgas) − <b>Wärme</b> = Wasser.</p>
+
+<p>Haben wir uns diese Tatsache fest eingeprägt, so begreifen wir leicht,
+warum das Wasser eine so beständige Verbindung ist: es kann in seine
+beiden Elemente nicht zerfallen, ohne daß ihm die entwichene Wärme
+zuvor wieder zugeführt wird. Da nun diese Wärmemenge sehr groß ist,
+so muß das Wasser (als Dampf) bis auf 1800&#8239;° erhitzt werden, damit es
+wieder in Wasserstoff und Sauerstoff zerfällt. So riesige Wärmemengen
+bieten sich dem Wasser nicht leicht dar, deshalb kann es von selbst
+nicht wieder zerfallen.</p>
+
+<p>Es ist aber ohne weiteres klar, daß schon bei der Entstehung des
+Wassers infolge der dabei auftretenden hohen Temperaturen die
+Möglichkeit gegeben ist, daß es wenigstens teilweise wieder zerfällt.
+Dadurch müßte ein Teil der freigewordenen Wärme wieder verbraucht
+oder, wie der Fachausdruck lautet, „latent“ werden. In der Tat hat man
+ausgerechnet, daß eine mit Sauerstoff gespeiste Flamme eine Temperatur
+von nahezu 10&#8239;000&#8239;°<span class="antiqua">C</span> erzeugen müßte, wenn alle im ersten
+Augenblick freiwerdende Wärme frei bliebe. Tatsächlich aber gibt diese
+Flamme kaum 2000&#8239;°, weil der Hauptteil der Wärme sofort wieder zur
+Spaltung des Wasserdampfs verbraucht wird.</p>
+
+<p>Diese Tatsache wirft ein eigentümliches Licht auf den Vorgang der
+Wärmeentwicklung überhaupt: dieser Vorgang richtet sich in seiner
+ganzen Wirkung offenkundig gegen denjenigen chemischen Vorgang,
+welchen er begleitet, nämlich gegen die Wasserbildung aus Wasserstoff
+und Sauerstoff. Es ist, als ob die Natur nicht damit einverstanden
+wäre, daß diese beiden Stoffe sich zu einem neuen Körper verbinden.
+Sie entwickelt daher aus den Bestandteilen heraus die Wärme als
+einen Widerstand gegen die Vereinigung, eine Kraft, welche das
+Vereinigungsprodukt wieder in seine Bestandteile zu zerlegen strebt.
+Sie erreicht jedoch diesen Zweck nur teilweise<span class="pagenum" id="Seite_41">[S. 41]</span> und unvollkommen, weil
+viel Wärme in die Umgebung abgeleitet wird.</p>
+
+<p>Die „exothermischen“ Verbindungen sind also sehr beständig und können
+nur durch große Energiezufuhr wieder in ihre Elemente gespalten
+werden. Bei vielen von ihnen, z.&#8239;B. bei den meisten Verbindungen des
+Sauerstoffs mit den Metallen, reicht die höchste Glut unserer Öfen
+zu dieser Zerlegung noch nicht aus. Doch dürfen wir mit Sicherheit
+annehmen, daß in der Glut der <em class="gesperrt">Sonne</em> alle exothermischen Stoffe
+in ihre Elemente gespalten sind. Deshalb hat man noch vor 20 Jahren
+allgemein geglaubt, daß auf der Sonne überhaupt nur chemische Elemente
+als Dämpfe existieren könnten.</p>
+
+<p>Diese Ansicht hat sich jedoch nach genauerer Untersuchung der zweiten
+Gruppe chemischer Verbindungen, der „<em class="gesperrt">endothermischen</em>“,
+als Irrtum erwiesen. Darunter versteht man diejenigen chemischen
+Verbindungen, welche bei ihrer Entstehung aus den Elementen Wärme
+aufnehmen, welche also energiereicher als ihre Elemente sind.
+Zu ihnen gehört das bekannte <em class="gesperrt">Azetylengas</em>, welches aus
+Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, ferner das <em class="gesperrt">Ozon</em> und vor
+allem die sämtlichen <em class="gesperrt">Sprengstoffe</em>, also <em class="gesperrt">Schießbaumwolle,
+Nitroglyzerin, Ammoniaksalpeter</em> und <em class="gesperrt">Knallquecksilber</em> und
+viele andere. Der Grund für die Explosivität dieser Substanzen liegt
+in dem Wärmeüberschuß, den sie „latent“, also innerlich gebunden,
+enthalten. Beim Zerfall müssen sie diesen Wärmeüberschuß abgeben; er
+ist die Quelle der Explosionsenergie, der Zertrümmerungsarbeit. Diese
+Verbindungen brauchen sich nur in ihre Elemente umzulagern, um in
+einer viel energieärmeren Form bestehen zu können. Die endothermischen
+Verbindungen verhalten sich also in jeder Beziehung umgekehrt, wie die
+exothermischen. Diese entwickeln bei ihrem Aufbau Wärme, jene bei ihrem
+Zerfall. Die Wärme, welche die beständigen exothermischen Stoffe bei
+ihrer Entstehung abgeben, haben wir als einen Widerstand gegen diese
+Bildung kennen gelernt. Ist vielleicht auch die Explosionswärme, welche
+beim Zerfall der endothermischen Stoffe frei wird, ein Widerstand
+der Natur gegen diesen Zerfall?! — Dies wäre nur dann möglich, wenn
+die Explosivstoffe in großer Hitze beständig wären. Diese Annahme
+erscheint auf den ersten<span class="pagenum" id="Seite_42">[S. 42]</span> Blick ganz widersinnig, weil man die meisten
+Explosivstoffe doch gerade durch Erwärmen zur Explosion bringen
+kann. Aus diesem Grund hat man solche Erwägungen lange ins Reich
+der Unmöglichkeit verbannt. Man hat sogar in der Wärmeentwicklung
+beim Zerfall der Sprengstoffe einen Grund für ihre Unbeständigkeit
+gesucht; man folgerte dabei etwa so: beim Zerfall des ersten
+Sprengstoffteilchens entwickelt sich Wärme, welche die Nachbarteilchen
+erhitzt und deren Zerfall beschleunigt; dadurch wird noch mehr Wärme
+frei, welche auf weitere Nachbarteilchen im gleichen Sinne wirkt, und
+so steigert sich spontan die Energie der Zerfalls. Diese Steigerung
+erfolgt so blitzschnell, daß alle ihre Stufen zusammen den einen
+Vorgang der Explosion bilden.</p>
+
+<p>Nun ist aber schon seit längerer Zeit bekannt, daß einige
+Sprengstoffe mit besonderer Vorliebe in der ungeheuren Hitze des
+elektrischen Funkens entstehen: so das <em class="gesperrt">Azetylen</em>, wenn man eine
+Kohlenbogenlampe in Wasserstoffgas brennen läßt; das <em class="gesperrt">Ozon</em>, wenn
+elektrische Funken durch Sauerstoffgas schlagen; die verschiedenen
+<em class="gesperrt">Stickstoffoxyde</em>, wenn dem Sauerstoff Stickstoff beigemischt
+wird usw. Zunächst glaubte man, daß die Elektrizität hierbei nur
+die Wärmemenge liefere, welche alle endothermischen Verbindungen
+bei ihrer Entstehung aus den Elementen aufnehmen. Man glaubte, daß
+diese starke Aufschluckung der Wärme die Sprengstoffe im Augenblick
+ihres Entstehens vor der Wirkung der Hitze gewissermaßen schütze. Man
+glaubte somit, daß diese Sprengstoffe der Einwirkung des elektrischen
+Funkens nur einen Augenblick lang, nämlich für den Augenblick ihrer
+Entstehung, ausgesetzt sein dürften, solange sie nämlich diese Wärme
+durch Aufschluckung unschädlich machten. Man hielt es also für eine
+unerläßliche Bedingung des Gelingens, daß die gebildeten Sprengstoffe
+der weiteren Einwirkung der elektrischen Gluthitze durch sofortige
+Abkühlung entzogen würden. Man war so unerschütterlich von dem Dogma
+der „Unbeständigkeit“ dieser Sprengstoffe überzeugt, daß man es
+Jahrzehnte hindurch gar nicht für nötig hielt, die Frage überhaupt
+nur aufzuwerfen, ob denn die endothermischen Verbindungen bei ihrer
+hohen Entstehungstemperatur nicht auch bestehen könnten. Als diese
+Frage einmal aufgeworfen wurde, war sie auch gleich beantwortet:
+<em class="gesperrt">die Sprengstoffe denken gar nicht daran,<span class="pagenum" id="Seite_43">[S. 43]</span> in der Blauglut des
+elektrischen Lichtbogens zu zerfallen, sondern sie sind gerade bei
+den höchsten Temperaturen unzerstörbar feste Verbindungen</em>. Sie
+verlieren also in der höchsten Glut ihren unbeständigen Charakter und
+fangen an, beständig zu werden, wenn die „beständigen“ exothermischen
+Verbindungen anfangen zu zerfallen. Dieses sonderbare Gesetz gilt nicht
+bloß für chemisch einheitliche Verbindungen, sondern es gilt auch für
+explosive <em class="gesperrt">Gemische</em> von Elementen: das bekannte <em class="gesperrt">Knallgas</em>,
+die höchst explosive Mischung von zwei Raumteilen Wasserstoffgas
+mit einem Raumteil Sauerstoffgas, ist oberhalb von 1800&#8239;° nicht
+mehr explosionsfähig. Deshalb erzählt der berühmte nordische
+Chemiker <em class="gesperrt">Svante Arrhenius</em> in seinem Buche über die Chemie der
+Himmelskörper, daß es in der glühenden Sonne nur zwei Arten von Stoffen
+gibt: chemische <em class="gesperrt">Elemente</em> und <em class="gesperrt">endo</em>thermische Verbindungen.
+Die gewöhnlichen, bei uns so beständigen exothermischen Verbindungen
+zerfallen bei dieser Glut sämtlich in ihre Elemente.</p>
+
+<p>Wärme kann also bei zwei Arten von chemischen Vorgängen auftreten:
+entweder bei der <em class="gesperrt">Entstehung</em> exothermischer Verbindungen, oder
+beim <em class="gesperrt">Zerfall</em> endothermischer Verbindungen. Die erste Art haben
+wir bereits als einen Widerstand gegen die bevorstehende Veränderung
+erkannt. Nach diesen Ausführungen wird es uns nicht schwer fallen,
+auch die zweite Art der Wärmebildung als einen solchen Widerstand zu
+erkennen. Denn die zerfallenden Sprengstoffe, welche Wärme abgeben,
+nähern sich doch gerade dadurch demjenigen Zustand, in welchem sie
+nicht mehr zerfallen können: dem Zustand höchster Erhitzung. Aber
+wie in jenem, so wird auch in diesem Falle der Widerstand durch die
+Ableitung der Wärme in die Umgebung teilweise wirkungslos gemacht.</p>
+
+<p>Die Sprengstoffe haben, soweit ihr Verhältnis zur Wärme in Betracht
+kommt, auf physikalischem Gebiet ein Gleichnis: dies sind die
+unterkühlten Schmelzen. Wenn nämlich ein schmelzender Körper erstarrt,
+so gibt er dabei beträchtliche Mengen Wärme ab. Er kann überhaupt nur
+unter der Bedingung erstarren, daß ihn diese Wärme verläßt. Wir sind
+aber an diesen Vorgang so gewöhnt, daß wir meistens ihm nicht viel
+Beachtung schenken, sondern wir begnügen uns mit der Feststellung: „Die
+Schmelze erstarrt, weil<span class="pagenum" id="Seite_44">[S. 44]</span> sie kalt wird“. Nun gibt es aber Schmelzen,
+welche kalt werden können, ohne zu erstarren. Schmilzt man z.&#8239;B. das
+in der Photographie verwendete Fixiernatron, oder auch essigsaures
+Natron, das man mit wenig Wasser durchfeuchtet hat, so kann man die
+Schmelzflüssigkeit in einer Flasche kalt werden lassen, ohne daß sie
+erstarrt. Es läßt sich aber leicht nachweisen, daß sich die erkaltete
+Flüssigkeit in einem gleichsam erzwungenen, unnatürlichen Zustand
+befindet: denn wenn man in sie ein einziges Kriställchen des festen
+Salzes hineinwirft, so fängt sie augenblicklich an, zu erstarren. Aber
+dabei entwickelt sich nun die ganze Wärmemenge, welche den flüssigen
+Zustand der Körper vom festen unterscheidet, und das Gefäß wird so
+warm, daß nur ein Teil seines Inhalts erstarren kann. Der Rest bleibt
+infolge der freigewordenen Erstarrungswärme flüssig. — Aus diesen
+Vorgängen müssen wir schließen, daß die unter ihren Erstarrungspunkt
+abgekühlten Schmelzen, welche dabei nicht erstarrt sind, sich in
+thermischer Beziehung in einem ganz ähnlichen Zustand befinden wie
+die Sprengstoffe; beide enthalten überflüssige Wärme in verborgenem
+(latentem) Zustand. Beide geben diese Wärme bei entsprechender Reizung
+ab und nähern sich infolge der auftretenden Erwärmung wieder dem
+Zustand ihrer wahren Beständigkeit. Die endothermischen Verbindungen
+sind also auf chemischem Gebiet das, was die unterkühlten Schmelzen auf
+physikalischem sind.</p>
+
+<p>Bis jetzt wurde nur von solchen chemischen Vorgängen gesprochen,
+welche zwischen zwei Elementen stattfinden. Sie bestehen entweder in
+einer Vereinigung oder in einem Zerfall. Weitaus die Mehrzahl aller
+chemischen Vorgänge sind jedoch anderer Art: an ihnen beteiligen
+sich nicht bloß chemische Elemente, sondern auch Verbindungen, und
+zwar immer in der Art, daß Vereinigung und Zerfall gleichzeitig
+nebeneinander einherschreiten. Solch einen Vorgang haben wir schon
+kennen gelernt, als wir Bleiasche mit Holzkohle im Tiegel glühten.
+Da <em class="gesperrt">zerfiel</em> die Bleiasche in metallisches Blei und Sauerstoff;
+gleichzeitig <em class="gesperrt">vereinigte</em> sich dieser Sauerstoff mit der Kohle
+zu Kohlensäuregas. Es hat also ein Austausch stattgefunden: das Blei
+hat die Bleiasche verlassen, die Kohle ist an seine Stelle getreten.
+Solche Austauschprozesse können entweder <em class="gesperrt">einseitig</em> sein, wie der
+eben genannte, oder auch <em class="gesperrt">wechselseitig</em>, wenn es sich nämlich um
+zwei Verbindungen handelt,<span class="pagenum" id="Seite_45">[S. 45]</span> welche je einen Bestandteil gegeneinander
+austauschen und dadurch in zwei neue Verbindungen übergehen. Es findet
+dann also ein doppelter Zerfall und ein doppelter Wiederaufbau von
+chemischen Verbindungen statt. Diese Vorgänge sind stets von sehr
+interessanten Wärmebewegungen begleitet, welche wir jetzt näher
+betrachten wollen.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe27" id="abb09">
+  <img class="w100" src="images/abb09.jpg" alt="Eisendarstellung im Tontiegel im
+  Thermitverfahren">
+  <figcaption class="caption">Abb. 9. Wie man im Zimmer dünnflüssiges Eisen darstellen
+  kann, welches so heiß ist, daß es durch eine schmiedeeiserne Platte
+  hindurchschmilzt.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Schon die <em class="gesperrt">einseitigen</em> Austauschprozesse verlaufen am liebsten
+in einer solchen Richtung, daß dabei Wärme entwickelt wird. Ein
+überraschend schönes Beispiel dieser Art ist seit einiger Zeit unter
+dem Namen des <em class="gesperrt">Goldschmidtschen Eisenschmelzverfahrens</em> bekannt
+geworden. Wir haben schon früher gesehen, daß man das Eisen aus seinen
+in der Natur vorkommenden Erzen mit Kohle im Hochofen ausschmilzt.
+Die hierfür in Betracht kommenden Erze sind Verbindungen des Eisens
+mit Sauerstoff und geben in der Glühhitze ihren Sauerstoff an die
+Kohle ab. Es ist also ein einseitiger Austauschprozeß, der erst in der
+Glühhitze vor sich geht. Nimmt man aber Aluminiummetall statt Kohle,
+so braucht man das Gemisch nicht in einen Hochofen zu füllen, sondern
+man kann die Reaktion im offenen Tontiegel erfolgen lassen. Es ist
+nur nötig, das innige Gemisch von Eisenerzpulver und Aluminiumgrieß
+an einer kleinen Stelle heftig zu erhitzen, indem man z.&#8239;B. in den
+gefüllten Tiegel ein Stück Magnesiumdraht steckt und ihn anzündet.
+Sobald das brennende Magnesium mit dem Gemisch in Berührung kommt,
+entzündet sich dieses und brennt mit ungeheurer Glutentwicklung langsam
+nieder, ohne daß man von außen zu erhitzen braucht. Die freiwerdende
+Wärme ist so groß,<span class="pagenum" id="Seite_46">[S. 46]</span> daß nicht bloß das sich bildende Eisen, sondern
+auch das entstehende Aluminiumoxyd weißglühend und so dünnflüssig wie
+Wasser werden. Das geschmolzene Eisen ist sogar dermaßen überhitzt,
+daß man damit eine schmiedeeiserne Platte durchschmelzen kann, wenn
+man es durch ein Loch im Tiegelboden auf diese Platte fließen läßt.
+(<a href="#abb09">Abb. 9.</a>) Das geschmolzene Aluminiumoxyd, die Verbindung des Aluminiums
+mit dem Sauerstoff des Eisenoxyds, erstarrt dabei zu einer ungeheuer
+harten Masse, welche in allen Eigenschaften mit dem natürlichen
+Mineral <em class="gesperrt">Korund</em> übereinstimmt. Seine Härte übertrifft die des
+besten Stahls und wird selbst nur von der des Diamanten überragt. Man
+kann mit den zerschlagenen Stücken dieser Masse auf Glas schreiben
+und man kann Glasplatten damit fast ebenso gut zerschneiden, wie mit
+einem Diamanten. Der Erfinder Goldschmidt hat sich dieses Verfahren
+patentieren lassen zum Zusammenschweißen von großen Eisenstücken,
+z.&#8239;B. von Schienenstößen. Denn das flüssige Eisen im Tiegel ist so
+entsetzlich heiß, daß man es nur in den Zwischenraum zwischen den
+beiden Schienenköpfen fließen zu lassen braucht, um diese dauerhaft
+miteinander zu verschmelzen. Man kann die außerordentliche Weißglut des
+Tiegelinhalts nur durch dunkelgefärbte Brillengläser ohne Gefahr für
+die Augen betrachten.</p>
+
+<p>Was ist nun der Grund, daß man mit Kohle das Eisen aus dem Erz nur
+unter großer Wärmezufuhr ausschmelzen kann, während die Ausschmelzung
+durch Aluminium von selbst unter heftiger Wärmeabgabe erfolgt? —
+Diesen Grund erkennen wir leicht in den Wärmewanderungen, welche bei
+unserem Versuch erfolgen. Wir müssen uns nur darüber klar werden, daß
+unsere Austauschreaktion eigentlich aus <em class="gesperrt">zwei</em> verschiedenen
+chemischen Vorgängen besteht, nämlich:</p>
+
+<p class="center">I. Eisenerz = Eisen + Sauerstoff,<br>
+II. Sauerstoff + Aluminium = Aluminiumoxyd.</p>
+
+<p>Der erste Vorgang, die Zerspaltung des Eisenerzes in seine beiden
+Bestandteile, erfordert eine große Wärme<em class="gesperrt">zufuhr</em>, da das
+Eisenoxyd eine stark exothermische Verbindung ist. Der zweite
+Vorgang, die Bildung des Aluminiumoxyds, <em class="gesperrt">liefert</em> eine noch
+viel größere Wärmemenge, als für den ersten Vorgang verbraucht
+wird.<span class="pagenum" id="Seite_47">[S. 47]</span> Infolgedessen schließt die Bilanz zwischen beiden Reaktionen
+mit einem starken Überschuß an freigewordener Wärme ab. Nimmt man
+statt des Aluminiums Kohle an, so liegt die Sache weniger günstig,
+und es ist dann notwendig, dem Gemisch noch Wärme zuzuführen.
+Man könnte sich nun fragen, warum das Gemisch aus Eisenoxyd und
+Aluminiumpulver so schwierig zu entzünden ist, da es doch einen
+so gewaltigen Wärmeüberschuß in sich trägt. Denn es ist eine ganz
+auffallende Tatsache, daß diese Mischung wenigstens an einer, wenn
+auch noch so kleinen, Stelle bis auf Weißglut erhitzt werden muß, um
+in Reaktion zu treten. Deshalb haben wir die Entzündung mit einem
+brennenden Magnesiumdraht vorgenommen, welcher eine außerordentlich
+hohe Temperatur erzeugt. Denn ein Zündholz oder eine glühende Kohle
+würde ganz wirkungslos bleiben; ja, man könnte sogar den ganzen Tiegel
+ohne Gefahr auf Rotglut erhitzen. Dies erklärt sich daraus, daß die
+Aluminiumteilchen mit einer sehr dünnen, aber sehr schwer schmelzbaren
+Haut von Aluminiumoxyd umhüllt sind, welche sie vor der Einwirkung des
+Eisenerzes schützt, wenn nicht diese Hülle zuvor durch große Hitze
+geschmolzen wird. Ist dies aber an einer noch so kleinen Stelle einmal
+geschehen, so schreitet der Prozeß infolge der von ihm selbst erzeugten
+Hitze selbsttätig vorwärts. <em class="gesperrt">Die ganze Masse</em> dürfte man auf
+keinen Fall von außen her bis zur Weißglut erhitzen: sonst würde ohne
+Zweifel eine heftige Explosion erfolgen, weil der große Wärmeüberschuß
+an allen Stellen zugleich frei würde.&#160;—</p>
+
+<p>Dieses Beispiel hat uns die thermischen Vorgänge bei einem
+<em class="gesperrt">einseitigen</em> Austauschprozeß erläutert. Wie die Verhältnisse bei
+<em class="gesperrt">zweiseitigen</em> Austauschvorgängen liegen, werden wir in einem
+späteren Abschnitt kennenlernen.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_48">[S. 48]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="6_Saeuren_Basen_und_Salze">6. Säuren, Basen und Salze.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="center mbot2">(Ein Gespräch zwischen einem Laien und einem Chemieprofessor
+im Laboratorium.)</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Was ist eine <em class="gesperrt">Säure</em>? Ist mit diesem Wort ein
+chemischer Begriff verbunden, oder versteht man darunter schlechthin
+alles, was sauer schmeckt?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Die Säure ist ein chemischer Begriff, und zwar,
+genau betrachtet, ein recht verwickelter. Aber ich hoffe, daß ich
+Ihnen doch eine Vorstellung davon geben kann. Sie wissen doch, was ein
+<em class="gesperrt">Oxyd</em> ist?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich denke, die Verbindung eines Elements mit
+Sauerstoff.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Und ferner ist Ihnen wohl bekannt, daß man
+die Elemente nach ihren Eigenschaften oft in <em class="gesperrt">Metalle</em> und in
+<em class="gesperrt">Nichtmetalle</em> unterscheidet?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Die Unterscheidung ist mir wohl bekannt, aber ich
+muß gestehen, daß ich sie nicht gerade als scharf empfinde. Welche
+Eigenschaften sollen für diese Unterscheidung maßgebend sein? Ich
+denke, für die Metalle wird man wohl ihren Glanz, ihre Schwere, ihr
+Leitungsvermögen für Wärme und Elektrizität als maßgebend betrachten.
+Aber gibt es nicht auch leichte Metalle einerseits und glänzende und
+schwere Nichtmetalle andrerseits?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Allerdings, z.&#8239;B. die Metalle <em class="gesperrt">Natrium</em>
+und <em class="gesperrt">Kalium</em> und das nichtmetallische Element <em class="gesperrt">Jod</em>. Der
+Unterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen ist in der Tat nicht
+scharf, und man kann bei manchem Element im Zweifel sein, wohin man es
+rechnen soll. Aber im großen und ganzen ist es doch eine berechtigte
+Unterscheidung, wenn man sich nur nicht auf eine einzige Eigenschaft
+bei der Beurteilung stützt, sondern vielmehr ihre Gesamtheit in
+Betracht zieht. Auch muß man die Eigenschaften<span class="pagenum" id="Seite_49">[S. 49]</span> richtig bewerten: für
+die Metalle ist namentlich ihre <em class="gesperrt">Undurchsichtigkeit</em> und ihr
+Leitungsvermögen für Elektrizität kennzeichnend.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Die Undurchsichtigkeit soll eine metallische
+Eigenschaft sein? Aber Schwefel, Kohle, Porzellan sind doch gewiß keine
+Metalle trotz ihrer Undurchsichtigkeit?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Jeder nichtmetallische Stoff läßt sich
+durch gewisse Kunstgriffe, wie Umschmelzen oder Umkristallisieren
+aus Lösungen, in eine durchsichtige Form verwandeln; ganz leicht
+gelingt dies bei den Nichtmetallen Schwefel, Phosphor, Kohle, Bor,
+Silizium! Denken Sie nur an den Diamanten, der die durchsichtige
+Form der Kohle ist. Auch das Porzellan besteht aus an und für sich
+durchsichtigen, freilich sehr kleinen Kristallen, die nur infolge ihres
+ungleichwertigen Lichtbrechungsvermögens ein weißes Gemisch geben. Ein
+durchsichtiges Metall gibt es dagegen nicht; zwar sind auch die Metalle
+in sehr dünnen Lagen etwas durchscheinend, aber niemals, auch in den
+dünnsten Schichten nicht, klar durchsichtig.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Also, den Unterschied zwischen Metallen und
+Nichtmetallen zugegeben, wie kommen wir zum Begriff der Säure?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sehr einfach: Sie brauchen nur das Oxyd eines
+nichtmetallischen Elements in Wasser zu lösen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Demnach wäre Schwefelsäure eine Verbindung von
+Schwefeloxyd mit Wasser?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Und Phosphorsäure eine Verbindung von Phosphoroxyd mit
+Wasser?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja, und ebenso erhalten Sie Kohlensäure aus
+Wasser und einem Oxyd des Kohlenstoffs, Borsäure aus Boroxyd und
+Wasser, Salpetersäure aus Stickstoffoxyd und Wasser, Chlorsäure aus
+Chloroxyd und Wasser usw.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Und was entsteht, wenn man ein Metalloxyd in Wasser
+auflöst?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Da kommt es zunächst darauf an, ob sich das
+Oxyd in Wasser löst, was in verhältnismäßig wenigen Fällen erfolgt.
+Dann kommt es darauf an, ob das Metalloxyd viel oder wenig Sauerstoff
+enthält. Enthält es wenig, so gibt<span class="pagenum" id="Seite_50">[S. 50]</span> es mit Wasser eine <em class="gesperrt">Lauge</em>
+oder <em class="gesperrt">Base</em>. Enthält es viel, so hat seine Verbindung mit Wasser
+häufig die Eigenschaften einer Säure.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Da ist es wohl möglich, daß die sauerstoffarmen
+Oxyde eines Metalls basische Eigenschaften haben, während die
+sauerstoffreichen mit Wasser Säuren geben?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies könnte man sogar fast als die Regel
+bezeichnen. Jedenfalls gilt es für Chrom, Mangan, Eisen und viele
+andere Metalle. Ihre „niederen“, d. h. sauerstoffarmen Oxyde sind in
+Wasser unlöslich, haben aber trotzdem basische Eigenschaften; die
+höheren, sauerstoffreichen Oxyde sind in Wasser löslich und bilden
+damit echte Säuren.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wie erkennt man eine Säure? Wodurch unterscheidet sie
+sich praktisch von einer Base?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Zunächst ist es auffallend, daß die wässerigen
+Lösungen der Säuren fast alle einen sauren Geschmack haben, obgleich
+sie oft ungeheuer verschieden zusammengesetzt sind. Auch einige andere
+Eigenschaften sind den meisten Säuren gemeinsam: sie färben blauen
+Lakmusfarbstoff rot, sie lösen Metalle und Metalloxyde auf, sie
+entwickeln mit Metallen, die sie lösen, Wasserstoffgas. Viele von ihnen
+wirken auch wasserentziehend auf wasserhaltige Stoffe. Es läßt sich
+nun nicht leugnen, daß manche von diesen Eigenschaften auch den Basen
+zukommen: auch sie lösen manche Metalle unter Wasserstoffentwicklung,
+auch sie wirken ätzend und wasserentziehend auf viele Stoffe. Aber
+gegen Lakmus und andere Farbstoffe verhalten sich die Basen stets
+umgekehrt und entgegengesetzt wie die Säuren: sie färben Lakmus, das
+von Säure gerötet ist, wieder blau, Methylorange, das durch Säuren
+gerötet ist, wieder gelb. Der Geschmack der Basen ist ebenfalls ganz
+anders als der der Säuren.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wie verhalten sich nun diese beiden gegnerischen
+Stoffe zu einander? Was tritt ein, wenn man eine Säure und eine Base
+zusammenbringt?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie vereinigen sich miteinander, oft unter sehr
+heftiger Reaktion, zu einem <em class="gesperrt">Salz</em>. Dabei wird stets das Wasser,
+welches in der Säure und in der Base chemisch gebunden ist, wieder
+abgestoßen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_51">[S. 51]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Also bestehen die Salze aus Verbindungen von
+Metalloxyden mit Nichtmetalloxyden?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja, und man kann sie dementsprechend ebenso gut
+aus diesen durch Zusammenschmelzen darstellen. So können Sie z.&#8239;B. das
+Kupfersalz der Phosphorsäure, welches man phosphorsaures Kupfer oder
+Kupferphosphat nennt, entweder so herstellen, daß Sie die Kupferbase in
+Phosphorsäure auflösen, oder durch Zusammenschmelzen von Kupferoxyd mit
+Phosphoroxyd.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Warum heißt man diese Stoffe <em class="gesperrt">Salze</em>? Hat dieser
+Name etwas mit dem Kochsalz zu tun, womit wir die Speisen salzen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Das Kochsalz entsteht beim Zusammenbringen
+von Natronlauge und Salzsäure. Es ist sozusagen ein Normaltypus des
+Begriffes „Salz“, denn es vereinigt alle kennzeichnenden Eigenschaften
+der Salze in sich. Es löst sich in Wasser und kristallisiert aus
+dieser Lösung beim Verdunsten des Lösungsmittels aus; es erhöht den
+Siedepunkt, den osmotischen Druck und die elektrische Leitfähigkeit
+des Lösungsmittels und erniedrigt seinen Gefrierpunkt. Es rötet weder
+blauen, noch bläut es geröteten Lakmusfarbstoff. Es tauscht gegen
+stärkere Säuren seine Säure, gegen stärkere Basen seine Base aus.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Sind denn diese Eigenschaften wirklich kennzeichnend
+für die Salze? Gibt es nicht auch unlösliche Salze?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Allerdings, sogar recht viele. Aber selbst die
+„unlöslichsten“ unter ihnen, wie das schwefelsaure Barium, sind eben
+doch nicht ganz unlöslich; sie sind in Wasser nur so wenig löslich,
+daß wir es nur schwierig bemerken. Aber in der Natur sind selbst diese
+schwerlöslichen Stoffe aus wässerigen Lösungen im Lauf langer Zeiten
+in prächtigen, großen Kristallen abgeschieden worden. Wir können daher
+auch die sogenannten unlöslichen Salze nur als schwerlöslich betrachten
+und müssen für sie dieselben Gesetze als gültig annehmen, welche für
+die löslichen Salze gelten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Sie sagten vorhin, das Kochsalz röte weder den blauen,
+nach bläue es den geröteten Lakmusfarbstoff. Ist dies auch für alle
+Salze kennzeichnend? Ich dächte, ein Salz, das aus einer sehr starken
+Säure und einer sehr schwachen Base besteht, müßte auch noch saure
+Eigenschaften besitzen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_52">[S. 52]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies ist auch tatsächlich der Fall. Das
+Kupfersulfat und überhaupt viel Schwermetallsalze der Schwefelsäure,
+Salzsäure und Salpetersäure reagieren noch deutlich sauer, weil diese
+drei Säuren viel stärker sind als die Schwermetallbasen. Dagegen
+reagieren z.&#8239;B. das phosphorsaure und das borsaure Natrium wie Basen,
+weil die Natronlauge als Base in diesen Salzen viel stärker ist als die
+Säuren, an die sie gebunden ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Solche Salze nennt man dann wohl „<em class="gesperrt">saure Salze</em>“,
+bzw. „<em class="gesperrt">basische Salze</em>“?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: O nein! Diese Namen bedeuten etwas ganz anderes,
+nämlich chemische Verbindungen von Salzen mit einem Überschuß ihrer
+eigenen Säuren bzw. Basen. So kann sich z.&#8239;B. 1 Molekül Kaliumsulfat
+mit 1 Molekül Schwefelsäure zu „<em class="gesperrt">saurem Kaliumsulfat</em>“ verbinden;
+ebenso 1 Molekül Kohlensäure mit 1 Molekül kohlensaurem Natrium zu
+„<em class="gesperrt">saurem kohlensaurem Natrium</em>“ (Natriumbikarbonat). Viele dieser
+sauren Salze reagieren gegen Lakmus durchaus nicht sauer, sondern
+alkalisch, weil ihre Säure viel schwächer als ihre Base ist. Dies
+gilt z.&#8239;B. vom Natriumbikarbonat, vom Borax, der sogar einen großen
+Überschuß an Borsäure enthält, vom sauren Natriumphosphat und vielen
+anderen Salzen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Sie erwähnten vorhin, daß man den Säurebestandteil
+eines Salzes durch eine stärkere Säure austreiben könne. Ich denke
+mir, daß dies eine vorteilhafte Darstellungsweise für alle schwächeren
+Säuren sein müßte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie haben recht. Die Methode ist für den Chemiker
+geradezu unersetzlich, weil er durch die <em class="gesperrt">Kristallisation</em> unreine
+Säuren auf dem Umweg über ihre Salze leicht und vollständig reinigen
+kann. Die Säuren haben nämlich häufig nur eine geringe Neigung zu
+kristallisieren, oder sie tun es, wie z.&#8239;B. Essigsäure, nur in ganz
+reinem Zustand. Ihre Salze kristallisieren dagegen meistens leicht und
+hinterlassen dabei alle Unreinigkeiten in der „Mutterlauge“, d. i.
+in dem nicht kristallisierenden Rest der Lösung. Will man also z.&#8239;B.
+aus dem stinkenden, braungefärbten, rohen Holzessig reine Essigsäure
+darstellen, so verfährt man etwa folgendermaßen: man schüttet in den
+Holzessig Natronlauge oder kohlensaures Natrium und erhält so eine ganz
+unreine<span class="pagenum" id="Seite_53">[S. 53]</span> Lösung von essigsaurem Natrium. Diese läßt man in der Wärme
+solange eindunsten, bis beim Abkühlen der größte Teil des essigsauren
+Natriums sich in Kristallen abscheidet. Dieses beständige Salz kann
+man nun beträchtlich erhitzen, so daß die meisten Verunreinigungen
+herausdestillieren, ohne daß es selbst Schaden leidet. Dann löst man es
+nochmals in Wasser auf und „kristallisiert es um“, d. h., man scheidet
+aus dieser Lösung abermals durch Eindampfen die Hauptmasse des Salzes
+in Kristallen ab. Diese sind nun fast als ganz rein zu betrachten.
+Erhitzt man sie mit Schwefelsäure, so verdrängt diese durch ihre große
+Stärke die Essigsäure, und es hinterbleibt schwefelsaures Natrium,
+während die Essigsäure herausdestilliert. So kann man viele Säuren
+chemisch rein darstellen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ist denn die Essigsäure eine Verbindung eines
+Nichtmetall-Oxydes mit Wasser?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Nein. Sie hat eine viel kompliziertere
+Zusammensetzung. Sie werden sich erinnern, daß ich Ihnen ausdrücklich
+sagte, ich vermöchte Ihnen nur einen Begriff von dem zu geben, was
+Säuren und Basen sind. Dieser Begriff ist aber nicht erschöpfend; es
+gibt noch viele Säuren und auch viele Basen, die weder ein Metalloxyd
+noch ein Nichtmetalloxyd enthalten. Um auch diese zu verstehen, müßten
+wir uns zuerst mit der <em class="gesperrt">Ionen-Theorie</em> vertraut machen. Dies
+wollen wir aber, wegen der erforderlichen bedeutenden Vorkenntnisse,
+lieber auf später vertagen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Können zwei verschiedene Salze ebenfalls aufeinander
+einwirken?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: O ja. Sie tun es sehr häufig, um nicht zu sagen:
+immer. Dabei erfolgt dann ein wechselseitiger Austausch derart, daß
+beide Salze ihre Säuren miteinander vertauschen. Ich möchte Ihnen da
+doch ein prachtvolles Beispiel im Versuch vorführen. Sehen Sie diese
+farblose Lösung: sie enthält salpetersaures Quecksilberoxyd. Und hier
+eine zweite, ebenfalls farblose Flüssigkeit: es ist eine Lösung von
+Jodkalium in Wasser (Jodkalium = jodwasserstoffsaures Kalium, das Salz
+aus Jodwasserstoffsäure und Kalilauge). Nun schütte ich beide Lösungen
+zusammen, und Sie sehen eine herrlich scharlachrote Färbung. Sie setzt
+sich als dickes<span class="pagenum" id="Seite_54">[S. 54]</span> Pulver zu Boden, während die überstehende Flüssigkeit
+farblos ist. Was ist dieses scharlachrote Pulver?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wenn das jodwasserstoffsaure Kalium und das
+salpetersaure Quecksilberoxyd ihre Säuren gegenseitig ausgetauscht
+haben, so kann nur salpetersaures Kalium und jodwasserstoffsaures
+Quecksilberoxyd entstanden sein. Der Niederschlag muß aus einem dieser
+beiden Stoffe bestehen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: So ist es auch. Er besteht aus Jodquecksilber,
+wie man der Kürze halber statt „jodwasserstoffsaures Quecksilber“ sagt.
+Das andere Umsetzungsprodukt, das salpetersaure Kalium, ist in der
+überstehenden, farblosen Flüssigkeit gelöst.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Wenn man also diese farblose Flüssigkeit vorsichtig
+vom roten Bodensatz abgießt und eindampft, so erhält man Kristalle von
+salpetersaurem Kalium?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Jawohl. Und das Jodquecksilber ist nur deshalb
+zu Boden gesunken, weil es zu den „unlöslichen“ Salzen gehört. Es ist
+in Wasser nur sehr wenig löslich. Setzt man aber mehr Jodkaliumlösung
+hinzu, so sehen Sie, wie es sich darin wieder völlig auflöst.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Und die Lösung ist wieder ganz farblos geworden! Die
+Farbe dieser Umsetzungsstoffe tritt offenbar nur dann zutage, wenn
+sie unlöslich sind und infolgedessen als Niederschläge aus der Lösung
+ausfallen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Hier sind Sie entschieden im Irrtum. Ich zeige
+Ihnen hier eine gelbe Lösung von salzsaurem Eisen und eine farblose
+von rhodanwasserstoffsaurem Ammonium. Lassen Sie sich durch die
+schrecklichen Namen nicht irre machen, es sind zwei echte, einfache
+Salze. Wenn ich diese Lösungen zusammenschütte, so sehen Sie eine
+prächtig blutrote <em class="gesperrt">Lösung</em> von rhodanwasserstoffsaurem Eisen. Hier
+zeigt nur die <em class="gesperrt">Farbe</em> die Umsetzung an, denn ein Niederschlag
+ist nicht entstanden. — Ein zweites Beispiel: Hier ist eine farblose
+Lösung von Chlorkalzium (salzsaurem Kalzium), und hier eine blaue von
+salpetersaurem Kupfer. Ich gieße beide zusammen: es entsteht eine
+grasgrüne Lösung von salzsaurem Kupfer.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich bin mir in dieser interessanten Sache über
+eine Frage noch nicht im klaren: wenn ich salpetersaures Kalium mit
+Schwefelsäure mische, so erwarte ich, daß schwefelsaures Kalium<span class="pagenum" id="Seite_55">[S. 55]</span> und
+Salpetersäure entstehen. Wenn ich, umgekehrt, schwefelsaures Kalium
+mit Salpetersäure mische, so erwarte ich aus denselben Gründen, daß
+salpetersaures Kalium und Schwefelsäure entstehen. Was gilt nun? Beides
+zugleich kann doch nicht richtig sein? Wie kann ich mir merken, welcher
+von beiden Vorgängen der richtige ist?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie berühren hier eine außerordentlich wichtige
+Sache, die ich Ihnen ausführlich erklären möchte. Wir wollen bei dem
+von Ihnen gewählten Beispiel bleiben und wollen es in der Form einer
+Gleichung anschreiben:</p>
+
+<p class="center">Salpetersaures Kalium +&#160;Schwefelsäure =&#160;schwefelsaures
+Kalium +&#160;Salpetersäure.</p>
+
+<p>Liest man die Gleichung von links nach rechts, so bedeutet sie den
+einen, von rechts nach links aber den anderen Vorgang. Tatsächlich sind
+nun beide Vorgänge möglich, beide finden auch wirklich statt, aber
+unter merklich verschiedenen Begleitumständen. Ich vermische hier in
+diesem Glasgefäß trockenes salpetersaures Kalium mit konzentrierter
+Schwefelsäure: Sie sehen Dämpfe von Salpetersäure aufsteigen und
+bemerken beim Anfassen des Gefäßes eine beträchtliche Erwärmung. Nun
+vermische ich in einem zweiten Gefäß trockenes schwefelsaures Kalium
+mit konzentrierter Salpetersäure. Sie sehen keine Dämpfe aufsteigen,
+denn die vorhandene Salpetersäure verschwindet zum Teil, und Sie
+bemerken, daß das Gefäß in diesem Fall sehr <em class="gesperrt">kalt</em> wird.</p>
+
+<p>Aus dem ersten Vorgang müssen Sie schließen, daß reines salpetersaures
+Kalium und reine Schwefelsäure nicht nebeneinander bestehen können,
+ohne aufeinander einzuwirken. Also können diese beiden Stoffe unmöglich
+allein als Endergebnis des zweiten Vorgangs auftreten. Aus dem zweiten
+Vorgang erkennen Sie dagegen, daß auch schwefelsaures Kalium und
+Salpetersäure unmöglich nebeneinander bestehen können, ohne aufeinander
+einzuwirken. Also können diese beiden Stoffe nicht das ausschließliche
+Endergebnis des ersten Vorgangs sein.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Demnach müßte man annehmen, daß in einem solchen
+Gemisch alle vier Stoffe zugleich vorhanden sind: nämlich
+salpetersaures Kalium, Schwefelsäure, schwefelsaures Kalium und
+Salpetersäure.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_56">[S. 56]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies ist auch tatsächlich der Fall. Aus dem
+ersten Paar bildet sich fortwährend das zweite, aus dem zweiten
+bildet sich gleichzeitig fortwährend das erste zurück. Somit halten
+die vier Stoffe einander sozusagen das Gleichgewicht. Dies ist aber
+nicht immer so möglich, wie in unserem Beispiel. Wenn nämlich einer
+der neugebildeten Stoffe <em class="gesperrt">unlöslich</em> ist, so entzieht er sich
+dadurch dem Einfluß des anderen. Das ist z.&#8239;B. bei unserem schönen,
+scharlachroten Jodquecksilber der Fall, wenn Sie Jodkalium mit
+salpetersaurem Quecksilber zusammenbringen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Sie wollen sagen, daß in diesem Fall das gebildete
+Jodquecksilber sich mit dem ebenfalls neugebildeten salpetersauren
+Kalium nicht wieder rückläufig umsetzen kann, weil das Jodquecksilber
+unlöslich ist?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Dasselbe gilt für alle diejenigen chemischen
+Vorgänge, bei welchen einer der neugebildeten Stoffe entweder unlöslich
+ist, oder sich als Gas aus dem Wirkungsbereich der anderen Stoffe
+entfernt. In allen diesen Fällen verläuft der chemische Vorgang
+nur in einer Richtung und dauert so lange, bis die letzte Spur der
+Ausgangsstoffe verschwunden ist, bis sich also kein unlöslicher oder
+gasförmiger Stoff mehr neu bilden kann. In allen anderen Fällen
+entsteht ein chemischer Gleichgewichtszustand.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Nun bleibt immer noch die Frage offen, wie weit in
+diesen anderen Fällen der Prozeß in einer Richtung fortschreitet.
+Dauert dies so lange, bis die vier Stoffe in gleichen Mengen vorhanden
+sind, oder müssen sie im Verhältnis ihrer Molekulargewichte stehen,
+oder von welchen Umständen sonst hängt das Gleichgewicht ab?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dafür sind <em class="gesperrt">drei</em> Umstände maßgebend:
+die <em class="gesperrt">Konzentration</em> der Lösungen, ihre <em class="gesperrt">Temperatur</em> und
+der <em class="gesperrt">Druck</em>, unter welchem sie stehen. Denken Sie nur an
+die Darstellung der Salpetersäure aus salpetersaurem Kalium und
+Schwefelsäure. Je mehr man dieses Gemisch erwärmt, um so vollständiger
+wird die Salpetersäure aus dem Salpeter „ausgetrieben“. Denn die
+Salpetersäure ist in der Hitze bestrebt, sich als Dampf der Reaktion zu
+entziehen. Durch <em class="gesperrt">Druck</em>anwendung kann dies aufgehalten werden,
+weil Druck den Salpetersäuredampf wieder verflüssigt.<span class="pagenum" id="Seite_57">[S. 57]</span> Denken Sie
+ferner an den Vorgang des <em class="gesperrt">Kalkbrennens</em>. Wenn man kohlensauren
+Kalk glüht, so zerfällt er in seine beiden Oxydkomponenten, nämlich
+in das Metalloxyd <em class="gesperrt">Kalziumoxyd</em> und in das Nichtmetalloxyd
+<em class="gesperrt">Kohlendioxyd</em>. Dieses entweicht als Gas. Schließt man aber das zu
+brennende Kalkstück in ein Gefäß ein, so daß das Kohlendioxydgas nicht
+entweichen kann, so übt es auf seinen Entstehungsherd einen Druck aus.
+Dieser Druck verhindert den weiteren Zerfall des Kalkstücks.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Das sieht ja gerade so aus, als ob sich das
+zerfallende Kalkstück einen Widerstand gegen seinen eigenen Zerfall in
+Gestalt dieses Druckes erzeugt?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: So ist es auch. Der ganze „<em class="gesperrt">Satz vom chemischen
+Gleichgewicht</em>“, den <em class="gesperrt">Guldberg</em> und <em class="gesperrt">Waage</em> in Christiania
+entdeckt und als „<em class="gesperrt">Massenwirkungsgesetz</em>“ bezeichnet haben, besagt
+nichts anderes, als daß sich jeder chemische Vorgang während seiner
+Abwicklung von selbst einen Widerstand erzeugt, der diese Abwicklung
+zu hemmen sucht. Entsteht bei einem solchen Vorgang Wärme, so sind die
+neugebildeten Körper ganz gewiß in der Hitze unbeständig; wird Wärme
+verbraucht, so ist ebenso sicher anzunehmen, daß sie in der Kälte
+unbeständig sind. Entsteht ein Gas, welches einen Druck ausübt, so
+hemmt dieser Druck den Prozeß; wird aber dabei ein Gas verschluckt,
+so daß ein luftleerer Raum entsteht, so ist dieses Vakuum bestrebt,
+die weitere Absorption des Gases zu hindern. Und wenn in einer Lösung
+die neugebildeten Stoffe aufeinander einwirken und die Ausgangsstoffe
+rückbilden, so ist dies eben auch nichts anderes, als ein Widerstand
+gegen die Neubildung.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Laie</em>: Ich bin Ihnen zu großem Dank verpflichtet. Sie haben
+mir verwickelte Vorgänge, die ich niemals glaubte verstehen zu können,
+auf ein großartig einfaches Grundgesetz zurückgeführt.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_58">[S. 58]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="7_Die_Salpetersaeure_und_was_man_daraus_macht">7. Die
+Salpetersäure und was man daraus macht.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Wenige Stoffe haben für unsere Zivilisation eine so große Bedeutung,
+wie die Salpetersäure. Wir wollen uns daher mit ihr, mit ihrer
+Darstellung und Anwendung etwas gründlicher befassen.</p>
+
+<p>Die Salpetersäure wurde früher ausschließlich durch Erhitzen von
+Salpeter mit Schwefelsäure dargestellt. Man benutzt dazu den billigen,
+sogenannten „Natronsalpeter“ oder „Chilisalpeter“, welcher in Chile in
+ungeheuren Lagern bergmännisch gewonnen wird. Diesen salzartigen Stoff
+könnte man sich aus Natronlauge und Salpetersäure entstanden denken;
+wenn man ihn mit konzentrierter Schwefelsäure erhitzt, so verbindet
+sich die Natronlauge mit der Schwefelsäure zu schwefelsaurem Natrium,
+während die Salpetersäure herausdampft und durch Abkühlung der Dämpfe
+gewonnen werden kann. Man kann dies z.&#8239;B. in gläsernen Gefäßen machen,
+wie <a href="#abb10">Abb. 10</a> zeigt.</p>
+
+<p>Diese Darstellungsweise der Salpetersäure hängt von der Einfuhr des
+Chilisalpeters ab, also von einem ausländischen Rohstoff. Dies war
+schon in Friedenszeiten ein Anlaß, nach einer anderen Darstellungsart
+zu suchen. Der Krieg hat dieses Bestreben der Deutschen mit Erfolg
+gekrönt: sie benutzen jetzt als Ausgangsstoff für die Gewinnung der
+Salpetersäure das Billigste, was man sich denken kann, nämlich die
+<em class="gesperrt">Luft</em>.</p>
+
+<p>Um diese wertvolle Entdeckung zu verstehen, erinnern wir uns, daß sich
+die Salpetersäure bildet, wenn man ein Oxyd des Stickstoffgases, also
+eine Verbindung von Stickstoffgas mit Sauerstoffgas, in Wasser löst.
+Nun besteht die Luft zufälligerweise aus einem <em class="gesperrt">Gemeng</em> dieser
+beiden Gase. In der Luft sind sie nur miteinander gemengt, aber nicht
+chemisch verbunden. Denn wenn man Luft z.&#8239;B. in kaltem Wasser sich
+auflösen läßt und dann durch Erwärmen<span class="pagenum" id="Seite_59">[S. 59]</span> wieder austreibt, so zeigt sich,
+daß sich der Sauerstoff in reichlicherem Maße in Wasser gelöst hat als
+der Stickstoff. Dies wäre nicht möglich, wenn in der Luft Sauerstoff
+und Stickstoff chemisch aneinander gebunden wären.</p>
+
+<p>Läßt man aber durch die Luft elektrische Funken schlagen, wozu sich
+namentlich Wechselstrom von etwa 1000 Volt Spannung gut eignet, so
+verbinden sich beide miteinander zu einem rotbraunen Gas, welches sich
+in Wasser zu Salpetersäure auflöst. Dieses Gas zeigt so recht, wie
+verschieden eine chemische Verbindung von einem bloßen Gemeng ihrer
+Bestandteile ist: das <em class="gesperrt">Gemeng</em> ist farblos und für unsere Lunge
+zum Atmen notwendig; die Verbindung dagegen ist rotbraun, für die Lunge
+höchst giftig, und löst sich in Wasser zu Salpetersäure.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe47" id="abb10">
+  <img class="w100" src="images/abb10.jpg" alt="Salpetersäureherstellung aus
+  Kaliumnitrat und Schwefelsäure im Labor">
+  <figcaption class="caption">Abb. 10. Darstellung der Salpetersäure aus Salpeter und
+  Schwefelsäure.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Als diese Erfindung, Salpetersäure aus Luft und Wasser darzustellen,
+gemacht war, war sie noch lange nicht lebensfähig. Denn die
+Geschicke solcher Erfindungen sind immer auf das engste mit der
+Preis- und Rentabilitätsfrage verknüpft: es mußte gelingen,<span class="pagenum" id="Seite_60">[S. 60]</span> die
+„Luft“-Salpetersäure zum gleichen Preis oder billiger herzustellen
+als die Salpetersäure aus Chilisalpeter, dann war erst die Erfindung
+technisch wertvoll. Wovon hängt nun der Preis beider Produkte
+ab? — Die Gewinnung des Chilisalpeters ist an der Fundstelle
+ungemein einfach und billig; sein Preis wird daher, außer durch die
+Nachfrage, im wesentlichen durch die Transportkosten bestimmt. Der
+Preis der Luftsalpetersäure richtet sich hauptsächlich nach den
+Gestehungskosten der verwendeten Elektrizität. Stellt man diese, wie
+bei uns in Deutschland, durch Umwandlung aus Dampfmaschinenarbeit
+her, so ist sie für die Salpetersäuregewinnung in der Regel zu teuer.
+Dies ist aber nicht mehr der Fall, wenn die Elektrizität, wie in
+Norwegen, aus natürlichen Wasserkräften gewonnen wird. Deshalb ist
+Norwegen („<span class="antiqua">Norge</span>“ auf norwegisch) der eigentliche Sitz der
+Luftsalpetersäuregewinnung. Es hat bereits im Jahre 1910 mehr als
+260&#8239;000 Zentner Kalksalpeter (sog. Norgesalpeter) im Wert von über
+2 Millionen Mark ausgeführt. Die Erzeugung von Chilisalpeter hat
+allerdings zurzeit noch etwa den vierzigfachen Wert.</p>
+
+<p>Man verwendet die Salpetersäure sowohl im freien Zustand als flüssige
+Säure, als auch in Form ihrer festen Salze. Sprechen wir zuerst von
+dieser zweiten Anwendung. Es sind nur drei Salze der Salpetersäure,
+welche in sehr großen Mengen angewendet werden: das salpetersaure
+Natrium (Natronsalpeter oder Chilisalpeter), das salpetersaure
+Kalium (Kalisalpeter) und das salpetersaure Kalzium (Kalksalpeter,
+Norgesalpeter). Die wichtigste Anwendung des Natron- und des
+Kalksalpeters ist die als <em class="gesperrt">Düngemittel</em>. Er kräftigt durch seinen
+Stickstoffgehalt das Blattwachstum außerordentlich, ist daher bei Mais,
+Rüben, Kartoffeln und Klee mit Vorteil zu verwenden. Da aber beide
+Salpeterarten im Regenwasser leicht löslich sind, gibt man nicht die
+ganze Jahresdüngung auf einmal, sondern besser in kleineren Mengen
+nach und nach. Der Kalksalpeter enthält um ⅐ weniger Stickstoff als
+der Chilisalpeter; diese Tatsache ist beim Einkauf der Berechnung
+des Preises und bei der Düngung der Berechnung der erforderlichen
+Menge zugrunde zu legen. Bei der Gewinnung der Luftsalpetersäure
+entsteht zugleich eine kleine Menge <em class="gesperrt">salpetrige Säure</em>; diese
+verhält sich ihrer chemischen Zusammensetzung nach zur Salpetersäure<span class="pagenum" id="Seite_61">[S. 61]</span>
+etwa so, wie Mennige zum Bleisuperoxyd, d. h. sie ist etwas ärmer an
+Sauerstoff. Die salpetrige Säure und ihre Salze sind aber für die
+Pflanzen giftig. Wenn daher im Norgesalpeter etwas salpetrigsaurer
+Kalk enthalten ist, so verschlechtert dies seine Wirkung beträchtlich.
+Dieser Umstand erschwerte anfangs den Wettbewerb des Kalksalpeters
+mit dem Chilisalpeter; inzwischen jedoch hat man gelernt, den Gehalt
+des Kalksalpeters an dieser schädlichen Substanz auf ein Mindestmaß
+herabzudrücken.</p>
+
+<p>Während also die Salze der Salpetersäure für fast alle Pflanzen ein
+hervorragendes Nahrungsmittel bilden, sind sie für den tierischen
+Körper, also auch für den menschlichen, starke Gifte. Trinkt man
+eine, wenn auch sehr verdünnte, Lösung von Salpetersäure, so wird
+einem fast augenblicklich schlecht, und es folgt Erbrechen mit allen
+Erscheinungen einer Vergiftung. Die Salze der Salpetersäure, also
+alle Arten von Salpeter, wirken nicht so giftig wie die freie Säure.
+Da aber im tierischen Magensaft etwas freie Salzsäure enthalten ist,
+welche aus einer Salpeterlösung stets etwas Salpetersäure frei macht,
+so ist auch der Genuß von Salpeterlösung gesundheitsgefährlich. Es ist
+nicht überflüssig, dies zu wissen, weil der Salpeter die Eigenschaft
+hat, geräucherte Fleischwaren mit schön roter Farbe zu konservieren.
+Obgleich seine Anwendung verboten ist, findet man in den Rauchfleisch-
+und Wurstwaren nicht selten Salpeter, dessen Genuß besonders für Kinder
+schädlich ist.</p>
+
+<p>Die hauptsächlichste Anwendung fand der Salpeter in vergangenen
+Zeiten zur Bereitung des Schwarzpulvers. Dazu kann man aber weder den
+Natronsalpeter noch den Kalksalpeter verwenden, weil diese beiden
+Salze die Eigentümlichkeit haben, aus der Luft Wasser anzuziehen
+und zu zerfließen. Man benutzt daher zur Schießpulverbereitung den
+luftbeständigen Kalisalpeter. Dieser wird aus dem überseeischen
+Natronsalpeter durch eine Wechselumsetzung in der Weise gewonnen,
+daß man heißgesättigte wässerige Lösungen von Natronsalpeter und
+<em class="gesperrt">Chlorkalium</em> miteinander vermischt. Dann findet folgende
+Umsetzung statt:</p>
+
+<div class="csstab s5">
+  <div class="cssrow">
+    <div class="csscell vat">salpetersaures Natrium<br>
+    (Chilisalpeter)</div>
+    <div class="csscell vat">&#160;+&#160;</div>
+    <div class="csscell vat">Chlorkalium</div>
+    <div class="csscell vat">&#160;=&#160;</div>
+    <div class="csscell vat">salpetersaures Kalium<br>
+    (Kalisalpeter)</div>
+    <div class="csscell vat">&#160;+&#160;</div>
+    <div class="csscell vat">Chlornatrium<br>
+    (Kochsalz)</div>
+  </div>
+</div>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_62">[S. 62]</span></p>
+
+<p>Es bildet sich also neben dem Kalisalpeter noch Kochsalz. Nach
+dem Satz vom chemischen Gleichgewicht kann die Umsetzung keine
+vollständige sein, weil die beiden neugebildeten Stoffe sich wieder
+rückwärts miteinander zu den Ausgangsstoffen umsetzen. Indessen, ein
+besonderer Umstand sorgt doch dafür, daß die Ausbeute an Kalisalpeter
+reichlich genug ist: denn der Kalisalpeter ist in heißem Wasser viel
+leichter löslich als das Kochsalz (etwa achtmal mehr), in kaltem
+dagegen schwerer. Infolgedessen scheidet sich beim Vermischen der
+heißgesättigten Lösungen von Chilisalpeter und Chlorkalium eine Menge
+Kochsalz in fester Form aus, wodurch der rückläufige Prozeß sehr
+eingeschränkt wird.</p>
+
+<p>Diesen Kalisalpeter, der also durch eine Umwandlung (Inversion) aus dem
+Chilisalpeter gewonnen wird, nennt man <em class="gesperrt">Inversions</em>salpeter. Das
+Chlorkalium, welches zu seiner Darstellung gebraucht wird, findet sich
+in Deutschland in den Steinsalzlagern in ungeheuren Mengen. Obgleich
+nun das aus Kalisalpeter, Schwefel und Holzkohle zusammengesetzte
+Schwarzpulver seit der Erfindung des rauchschwachen Pulvers bei weitem
+nicht mehr in so großen Mengen verbraucht wird, wie früher, gehen doch
+noch etwa 1½ Millionen Zentner jährlich durch den Handel, die einen
+Wert von 30 Millionen Mark bedeuten.</p>
+
+<p>Weit umfangreicher und bedeutungsvoller ist die Verwendung der
+<em class="gesperrt">freien Salpetersäure</em>. Sie hat nämlich die Eigenschaft, eine
+große Anzahl von Stoffen, wie Baumwolle, Holzstoff, Papier, Stärke-
+und Zuckerarten, Glyzerin, Benzol usw. in <em class="gesperrt">Sprengstoffe</em>
+umzuwandeln, wenn man sie damit kurze Zeit in Berührung läßt. Diesen
+Umwandlungsvorgang nennt der Chemiker das <em class="gesperrt">Nitrieren</em> der
+Stoffe (vom lateinischen Wort <span class="antiqua">nitrum</span>, der Salpeter). Beim Nitrieren
+entsteht als Nebenprodukt immer Wasser, welches als Widerstand gegen
+den Nitrierungsvorgang wirkt, weil es die Salpetersäure verdünnt und
+schwächt. Deshalb setzt man stets eine gewisse Menge konzentrierte
+Schwefelsäure hinzu, welche bekanntlich auf das Wasser eine stark
+anziehende Kraft ausübt und dadurch seine schädliche Wirkung wieder
+aufhebt. Will man also einen Stoff nitrieren, so legt man ihn eine
+Viertelstunde lang in ein Gemisch von konzentrierter Salpetersäure (1
+Teil) und konzentrierter Schwefelsäure (1–2 Teile). Dann gießt man die<span class="pagenum" id="Seite_63">[S. 63]</span>
+Säure ab und wäscht nun den nitrierten Stoff in kaltem, fließendem
+Wasser so lange und so gründlich aus, bis ein aus ihm herausgepreßter
+Tropfen auf der Zunge keine Spur von saurem Geschmack mehr erzeugt.</p>
+
+<p>So kann man z.&#8239;B. Watte, Löschpapier, baumwollene Stoffe sehr leicht
+und bequem in <em class="gesperrt">Schießbaumwolle</em> verwandeln, welche nach dem
+Trocknen eine drei- bis viermal größere Sprengkraft besitzt als das
+Schießpulver. Man muß, wenn man diese Versuche selbst ausführen will,
+nur beachten, daß die „konzentrierte“ Salpetersäure des Handels in der
+Regel etwa 40&#8239;% Wasser enthält und dann zur Nitrierung unbrauchbar
+ist, auch wenn man sie mit Schwefelsäure vermischt. Ist man nicht
+sicher, ob man genügend starke Salpetersäure vor sich hat, so ist es
+am besten, sie aus Salpeter und Schwefelsäure selbst herzustellen oder
+man benutzt als Nitriergemisch ein Gemeng von zerriebenem Salpeter mit
+konzentrierter Schwefelsäure, welches in jeder Beziehung dieselben
+Dienste tut.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe34" id="abb11">
+  <img class="w100" src="images/abb11.jpg" alt="Nitrierung von Baumwolle mit
+  Nitriersäure">
+  <figcaption class="caption">Abb. 11. Darstellung von Schießbaumwolle durch Eintragen
+  von Watte in Salpeterschwefelsäure.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Diese nitrierten Körper bilden die Grundlage aller Sprengstoffe und
+rauchschwachen Pulverarten. Es ist unnötig, auf ihre Wichtigkeit
+besonders hinzuweisen; wurden doch in diesem Weltkrieg von
+Sprengstoffen dieser Art so ungeheure Mengen angefertigt, daß sie alle
+anderen künstlichen Erzeugnisse weit hinter sich lassen. Aber auch für
+die friedliche Arbeit spielen die Sprengstoffe eine große Rolle: der
+Abbau der Steinbrüche, die Anlage von Weg- und<span class="pagenum" id="Seite_64">[S. 64]</span> Tunnelbauten erfordern
+mitten im Frieden gewaltige Mengen von Sprengstoffen. Derjenige
+von ihnen, welcher am meisten von sich reden gemacht hat, ist das
+<em class="gesperrt">Dynamit</em> (auf deutsch etwa soviel wie „Kraftstoff“ bedeutend).
+Die Erfindung des Dynamits durch den Schweden <em class="gesperrt">Alfred Nobel</em>
+war eigentlich insofern <em class="gesperrt">keine</em> Erfindung, als der wirksame
+Bestandteil dieses Sprengstoffes, das <em class="gesperrt">Nitroglyzerin</em>, schon
+lange bekannt war. Man hat dieses Nitroglyzerin oder <em class="gesperrt">Sprengöl</em>
+schon jahrelang in amerikanischen Apotheken als — Kopfwehmittel (!)
+kaufen können, ohne daß man von seiner Gefährlichkeit viel Aufhebens
+gemacht hätte. Diese Gefährlichkeit trat eben erst durch Nobels
+Versuche zutage, das Nitroglyzerin in großen Mengen für Sprengzwecke
+zu verwenden. Es erwies sich in größeren Mengen, bei ballonweiser
+Verpackung, als zu empfindlich gegen Stöße und gegen schroffen
+Temperaturwechsel. Es zeigte sich die Unmöglichkeit, durch bloße
+Vorschriften über die Behandlung dieses Stoffes seine Explosion zu
+verhindern, und Alfred Nobel mußte es wiederholt erleben, daß seine
+Fabriken in die Luft flogen und sozusagen spurlos verschwanden.
+Dies hatte seinerseits zur Folge, daß ihm die Errichtung solcher
+Fabriken wegen der damit verbundenen Gefahren nach und nach in den
+meisten Ländern verboten wurde. Die ungeheure Bedeutung der Erfindung
+des Dynamits liegt nun darin, daß diese Erfindung dem Sprengöl
+alle Gefährlichkeit benahm, ohne seine Explosivkraft wesentlich zu
+schwächen. Man macht sich davon, ohne Versuche gesehen zu haben,
+nicht leicht eine richtige Vorstellung. Bringt man einen Tropfen
+Nitroglyzerin auf eine glatte, etwas angefeuchtete Steinfläche und
+schlägt man mit einem Hämmerchen darauf, so erfolgt eine starke
+Detonation, und der Stein wird zertrümmert. Dagegen ist Dynamit
+gegen Schlag und Stoß so unempfindlich, daß Nobel in Gegenwart des
+Königs von Schweden ein Faß voll Dynamit von einem Kirchturm herab
+auf das Straßenpflaster fallen und zerschellen lassen konnte, ohne
+daß es explodierte. Es ist nicht leicht möglich, Dynamit durch bloßen
+Schlag zur Explosion zu bringen. Aber auch Feuer ist dem Dynamit
+nicht ohne weiteres gefährlich: hält man ein brennendes Streichholz
+an einen nußgroßen Klumpen Dynamit, so brennt er langsam, völlig
+geräuschlos, mit großer, gelbgrüner Flamme ab, welche einen feinen
+Sprühregen von Kieselgurteilchen ausstößt.<span class="pagenum" id="Seite_65">[S. 65]</span> Dynamit ist also in bezug
+auf Ungefährlichkeit der Handhabung geradezu ein idealer Sprengstoff:
+Kinder und Narren können ihn mit dem besten Willen nicht zu Unfug
+verwenden. Man muß sich geradezu fragen: was muß man tun, um diesen
+Stoff überhaupt zur Explosion zu bringen? — Die Antwort heißt: man
+muß <em class="gesperrt">Initialzündung</em> anwenden. Man muß die Explosion an einem
+Punkte einleiten (<span class="antiqua">initium</span> = Anfang, Einleitung). Dies geschieht
+durch Entzündung einer kleinen Menge Knallquecksilber, welches sich
+durch Stoß, Schlag oder Erhitzen ziemlich leicht zur Explosion bringen
+läßt. Dabei reißt es die Dynamitmasse gleichsam mit sich und bewirkt,
+daß diese vollständig explodiert. Durch solche Initialzündung kann man
+sogar manche Stoffe, die auf andere Weise gar nicht explodierbar sind,
+zur Explosion bringen, so z.&#8239;B. das Azetylengas.</p>
+
+<p>Nobels Erfindung, die so gewaltige Folgen haben sollte, war im Grunde
+verblüffend einfach: sie besteht nämlich darin, das flüssige Sprengöl
+mit einer möglichst geringen Menge (25&#8239;%) eines feinen, sehr porösen
+Sandes (der sog. Infusorienerde) zu einem Brei zu vermengen. Dieser
+einfache Gedanke hat auf der Erde geradezu Umwälzungen hervorgebracht.
+Nun erst war es möglich, die Sprengkraft des Nitroglyzerins unbegrenzt
+auszunützen, da man nun den Sprengstoff ohne Gefahr in beliebigen
+Mengen herstellen, transportieren und aufbewahren konnte.</p>
+
+<p>Nobel verdiente mit dieser Erfindung nach der langen Reihe von
+Mißerfolgen und Enttäuschungen ein mehr als fürstliches Vermögen. Da er
+ohne Leibeserben starb, errichtete er in seinem Testament die berühmte
+Nobelstiftung, welche alle zwei Jahre die bedeutendsten Leistungen
+auf den wichtigsten Kulturgebieten mit einem recht ansehnlichen Preis
+belohnt.&#160;—</p>
+
+<p>Es wäre ganz falsch, aus dem bisher Gesagten zu folgern, daß die
+Salpetersäure nur dem Krieg und der Zerstörungswut der Menschen
+dient. Selbst wenn die Salpetersäure nur zur Fabrikation von
+Sprengstoffen diente, dürfte man dies nicht behaupten, weil eben
+auch die Sprengstoffe eine geradezu unersetzliche, friedliche Arbeit
+leisten. Aber das Nitriergemisch dient gar nicht bloß zur Herstellung
+von Sprengstoffen, sondern mindestens in gleichem Betrag zur
+Gewinnung unzähliger Farben, Medikamente und anderer<span class="pagenum" id="Seite_66">[S. 66]</span> unentbehrlicher
+Chemikalien. Aber auch die Sprengstoffe werden nicht allein zu
+explosiven Zwecken verwendet, sondern ein Teil von ihnen wird wieder
+in harmlose Gebrauchsstoffe des täglichen Lebens verwandelt: so macht
+man aus Schießbaumwolle, indem man sie in einem Gemisch von Alkohol und
+Äther auflöst, das <em class="gesperrt">Kollodium</em>, und durch gewisse Beimengungen
+(von Kampfer) das wichtige Hornersatzmittel <em class="gesperrt">Zelluloid</em>, ohne
+das man heute längst nicht mehr auskommen könnte. Auf ganz ähnliche
+Weise werden die rauchschwachen Pulverarten hergestellt, die demnach
+dem Kollodium und Zelluloid sehr nahe verwandt sind. Sie entwickeln
+ihre Sprengkraft erst bei der Entzündung im geschlossenen Raum
+(der Patrone), zündet man dagegen rauchschwaches Pulver in offener
+Aufschüttung an, so brennt es langsam mit großer, lohender Flamme ab —
+ganz ähnlich wie ein angezündetes Stück Zelluloid. Diese rauchschwachen
+Pulver haben die drei- bis vierfache Brisanz (Sprengkraft) des alten
+Schwarzpulvers. Aber da sie beim Abbrennen braune, salpeterhaltige
+Dämpfe liefern, greifen sie den Flintenlauf stärker an als das
+Schwarzpulver. Aus diesem Grund können sie für die Jagd das
+Schwarzpulver durchaus nicht ganz ersetzen.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe25" id="abb12">
+  <img class="w100" src="images/abb12.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 12. Spinndüse zur Kunstseideherstellung.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Schüttet man Kollodium — also sozusagen flüssige Schießbaumwolle
+— in Wasser, so gerinnt es; das Wasser entzieht ihm die
+Alkohol-Äthermischung, infolgedessen scheidet sich die Schießbaumwolle
+als weißliche Gallerte ab. Ein findiger Franzose namens Chardonnet kam
+nun auf den Gedanken, auf diese Weise feine <em class="gesperrt">Fäden</em> herzustellen,
+indem er das Kollodium durch ein sehr enges Metallrohr in Wasser
+preßte. (<a href="#abb12">Abbildung 12.</a>) Aus der Rohrmündung trat ein weißer, wie
+Seide glänzender Faden von Schießbaumwolle.<span class="pagenum" id="Seite_67">[S. 67]</span> Die Fäden ließen sich
+spinnen wie Seide und hatten auch ihren Glanz. So wurde die erste
+<em class="gesperrt">Kunstseide</em> erfunden und nach ihrem Entdecker Chardonnet-Seide
+genannt. Sie hatte aber den fatalen Fehler, explosionsartig zu
+verpuffen, wenn man ihr ein Zündholz zu nahe brachte. Diese Eigenschaft
+war für Raucher, wenn sie etwa eine Halsbinde aus Chardonnetseide
+trugen, nicht angenehm. Man konnte indessen der Kunstseide ihre
+Explosivität, freilich nicht ohne Schaden für die Haltbarkeit und zum
+Teil auch den Glanz, wieder nehmen, wenn man sie in Schwefelammonium
+badete.</p>
+
+<p>Heute bestehen nur noch wenige Fabriken, welche Chardonnetseide
+herstellen. Ein anderes Verfahren hat dieses erste verdrängt, aber
+für die Geschichte der chemischen Technologie wird es nie seine
+Bedeutung verlieren. Zeigt uns diese Erfindung doch die unglaublichsten
+Verwandlungskünste der Chemie, welche aus Baumwolle nicht bloß Pulver,
+sondern auch Kollodiumballons, Zelluloidkämme und „echt“ seidene
+Krawatten hervorzaubert.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_68">[S. 68]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="8_Kohlehydrate_und_Alkohol">8. Kohlehydrate und Alkohol.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Daß man heute das Holz der Waldbäume in Zeitungspapier umwandelt,
+weiß jedes Kind. Daß man es aber auch in <em class="gesperrt">Kunsthonig</em> und in
+<em class="gesperrt">Spiritus</em> verwandeln kann, ist weniger bekannt. Ebensowenig
+wissen die meisten Leute, daß Schießbaumwolle, rauchloses Pulver,
+Kollodium und Zelluloid heutzutage viel weniger aus Baumwolle als
+aus Fichtenholz hergestellt werden. Dies alles wollen wir uns nun
+klarzumachen versuchen.</p>
+
+<p>Es gibt drei große Gruppen von Stoffen in der Natur, welche chemisch
+ganz gleich zusammengesetzt sind und nur aus Kohlenstoff und den
+Bestandteilen des Wassers bestehen. Verbindungen mit Wasser nennt
+man in der Chemie „<em class="gesperrt">Hydrate</em>“, deshalb heißt man diese drei
+Stoffgruppen mit einer gemeinsamen Bezeichnung <em class="gesperrt">Kohlehydrate</em>. Sie
+sind so zusammengesetzt, als ob sie nur aus Kohle und Wasser beständen.
+Diese drei Gruppen sind:</p>
+
+<p>1. Die <em class="gesperrt">Zellulose</em> oder der <em class="gesperrt">Zellstoff</em>. Er bildet den
+Hauptbestandteil der <em class="gesperrt">Baumwolle</em> und des <em class="gesperrt">Papiers</em>.
+Entfettete Verbandwatte ist fast chemisch reiner Zellstoff, ebenso
+das Filtrierpapier der Chemiker. Aus Zellstoff bestehen die Wände der
+Pflanzenzellen.</p>
+
+<p>2. Die <em class="gesperrt">Stärke-</em> und <em class="gesperrt">Gummiarten</em>. Während die Gummiarten,
+wie arabisches Gummi und Kirschgummi, in heißem Wasser löslich sind,
+quillt die Stärke in heißem Wasser nur zu Kleister auf.</p>
+
+<p>3. Die <em class="gesperrt">Zuckerarten</em>.</p>
+
+<p>In bezug auf die chemische Zusammensetzung wurde schon erwähnt,
+daß alle drei Stoffgruppen aus Kohlenstoff und den Elementen des
+Wassers bestehen. Verrührt man in einem Weinglas einen Eßlöffel voll
+gestoßenen Zucker mit konzentrierter Schwefelsäure zu einem Brei, so
+entzieht die Schwefelsäure dem Zucker das Wasser, und es hinterbleibt
+eine löcherige, gequollene Masse von<span class="pagenum" id="Seite_69">[S. 69]</span> schwarzer Kohle. Genauere
+Untersuchungen haben ergeben, daß im Zellstoff, in den Stärke- und
+Gummiarten auf 6 Atome Kohlenstoff ziemlich genau 5 Moleküle Wasser
+enthalten sind, während die wichtigsten Zuckerarten auf dieselbe
+Kohlenstoffmenge 6 Moleküle Wasser enthalten. Dies muß man wissen,
+wenn man die märchenhaften Umwandlungsvorgänge verstehen will, welche
+am Beginn dieses Abschnittes erwähnt worden sind. Denn man versteht
+nun, daß der Zellstoff und die Stärke, welche doch beide die gleiche
+Zusammensetzung haben, nur ein Molekül Wasser in sich aufnehmen müssen,
+um in eine Zuckerart überzugehen. Beim bloßen Kochen erfolgt diese
+Wasseraufnahme nicht leicht, man müßte zu diesem Zweck schon in einem
+Druckkessel den Stärkekleister oder die Zellulose mit überhitztem
+Wasser behandeln. Viel schneller geht die Verzuckerung vor sich, wenn
+man sich gewisser chemischer Stoffe als Wasserüberträger bedient.
+Solch ein Stoff ist z.&#8239;B. die Schwefelsäure. Sie wirkt nicht nur
+wasserentziehend, sondern ebensooft auch wasseraddierend. Wenn man
+daher Baumwolle oder Filtrierpapier oder Leinen mit konzentrierter
+Schwefelsäure beträufelt, so lösen sie sich darin auf; aber die
+Lösung enthält nun nicht mehr Zellstoff, sondern — Traubenzucker.
+Dieselbe Wirkung erzielt man durch andauerndes Kochen mit verdünnter
+Schwefelsäure. Da die Schwefelsäure bei diesem Vorgang nur als
+Wasserüberträger wirkt und selbst nicht angegriffen wird, so genügen
+wenige Tropfen von ihr zur Verzuckerung großer Mengen von Zellstoff
+oder von Stärkekleister. Um auf diese Weise Kunsthonig zu bereiten,
+kann man z.&#8239;B. einen Liter dicken Stärkekleister mit einigen Tropfen
+Schwefelsäure verrühren und nun zwei Stunden lang kochen. Schon
+unmittelbar nach dem Zusatz der Schwefelsäure wird der dicke Kleister
+ganz dünnflüssig, weil die Stärke in ein gummiartiges Zwischenprodukt
+zwischen Stärke und Zucker, nämlich in Dextrin, übergeht. Dieses wird
+bei längerem Kochen ganz in Traubenzucker, den Hauptbestandteil des
+Kunsthonigs, umgewandelt. Zuletzt entfernt man die Schwefelsäure wieder
+aus dem Gemisch, indem man gepulverte Kreide hineinschüttet und dann
+das Feste vom Flüssigen durch Filtrieren trennt. Die Schwefelsäure
+treibt aus der Kreide unter Schäumen Kohlensäuregas aus und verwandelt
+sie in schwefelsauren Kalk (Gips), wodurch sie selbst in eine
+unlösliche Form gebracht wird. Die verbleibende<span class="pagenum" id="Seite_70">[S. 70]</span> Lösung muß nun in der
+Wärme so lange eingedunstet werden, bis ein dicker, honigartiger Brei
+von Traubenzucker übrigbleibt.</p>
+
+<p>Will man aus Filtrierpapier oder Verbandwatte Kunsthonig bereiten, so
+löst man am besten möglichst große Menge dieser Stoffe nach und nach,
+unter Umrühren, in einer kleinen Menge konzentrierter Schwefelsäure
+auf, verdünnt die Lösung mit Wasser, kocht sie einige Zeit und verfährt
+dann mit Kreide wie vorhin.</p>
+
+<p>Schwieriger ist es, Sägespäne in Kunsthonig zu verwandeln. Im Holz
+sind nämlich neben dem Zellstoff noch 30–40&#8239;% andere Stoffe enthalten,
+welche aus korkartigen und schleimigen Substanzen bestehen. Sie
+verhalten sich gegen konzentrierte Schwefelsäure ganz anders als die
+reine Zellulose: sie werden von ihr verkohlt, wie die Zuckerarten. Man
+kann daher am Grad der Schwarzfärbung eines Papiers nach dem Betropfen
+mit konzentrierter Schwefelsäure leicht erkennen, wieviel von diesen
+Stoffen noch in dem Papier steckt. Um das Holz von ihnen zu reinigen
+und in reinen Zellstoff umzuwandeln, gibt es zwei Wege: entweder
+durch Erhitzen mit Natronlauge (Natronzellulose) oder durch Kochen
+mit schwefligsaurem Kalk (Sulfitzellulose). Beide Reinigungsmittel
+wirken lösend auf die zucker- und korkartigen Stoffe im Holz und
+lassen den Zellstoff als eine graue, sehr mürbe Masse zurück, die sich
+vom künftigen Zeitungspapier nicht sehr viel unterscheidet. Da aber
+das Verfahren mit Natronlauge viel teurer ist, so ist es durch das
+Sulfitverfahren fast ganz verdrängt worden. Deutschland allein erzeugt
+so jährlich etwa 6 Millionen Zentner Zellstoff, der größtenteils zur
+Papiererzeugung verwendet wird. Den meisten Kunsthonig stellt man
+durch Verzuckerung von Stärkekleister her, namentlich in Amerika aus
+Maisstärke. Dabei wird das Schwefelsäureverfahren angewendet.</p>
+
+<p id="Keimung">Es gibt noch eine zweite Methode, um stärkeartige Stoffe in Zucker
+umzuwandeln. Sie spielt in der Natur und in der Technik eine große
+Rolle. Dies ist die Verzuckerung mittels der sogenannten Enzyme.
+Dies sind Eiweißstoffe von einer meist unbekannten Zusammensetzung,
+welche auf die Stärkearten genau so wasseranlagernd wirken wie die
+Schwefelsäure und dabei selbst ebensowenig verändert werden wie
+diese. Ein solches Enzym ist z.&#8239;B.<span class="pagenum" id="Seite_71">[S. 71]</span> im Speichel enthalten. Spuckt man
+auf dicken, warmen Stärkekleister und rührt um, so wird er schnell
+dünnflüssig, weil er sich in löslichen Zucker unwandelt. Wenn wir also
+Brot, Kartoffeln oder andere stärkehaltige Speisen essen, so werden
+sie bereits während des Kauens im Mund verflüssigt und in Zucker
+umgewandelt. Große Mengen solcher Enzyme mit stärkeverflüssigender
+Wirkung finden sich im Pflanzenreich mit allen <em class="gesperrt">Keimen</em>
+vergesellschaftet. Sie liegen im Getreidekorn im Gewebe des Keims (<a href="#abb13">Abb.
+13</a>) und begleiten die Keimanlagen der Kartoffeln, die sogenannten
+Augen. Ihre Aufgabe beginnt im Frühjahr, wenn der Keim wächst und
+treibt. Dann braucht er Nahrung und hat doch selbst noch keine
+Wurzeln und Blätter, mit welchen er sich aus dem Boden und aus der
+Luft Nahrung besorgen könnte. Gerade aus diesem Grund ist ihm ein
+förmlicher Speicher von Nahrungsvorräten angelagert: das Stärkemehl
+im Getreidekorn, in der Kartoffel und in der Rübe hat diese Aufgabe.
+Als Stärke können aber diese Nahrungsvorräte nicht in den Stoffwechsel
+der jungen Pflanze eintreten, weil Stärke als solche nicht löslich
+ist, weil aber Pflanze und Tier so eingerichtet sind, daß ihre
+Nahrungsstoffe zunächst stets in den flüssigen Zustand gebracht werden
+müssen, um durch die Adern und Saftgefäße fließen zu können. Deshalb
+vermehren sich die Enzymeinlagerungen der Keime im Frühjahr und wirken
+im gleichen Maße verzuckernd, verflüssigend auf die Vorratsstärke.
+Je mehr der Keim wächst, um so mehr schwindet der Stärkevorrat, der
+gerade so lange ausreicht, bis die junge Pflanze kräftig genug ist,
+sich selbst zu ernähren. Bei den Kartoffeln macht sich die Verzuckerung
+im Frühjahr unangenehm bemerkbar, denn sie schmecken in dieser Zeit
+bekanntlich etwas süßlich.</p>
+
+<figure class="figright illowe19" id="abb13">
+  <img class="w100" src="images/abb13.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 13. Roggenkorn (Längsschnitt).</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Diese Enzymvorräte in den Keimpflanzen macht man sich nun in der
+chemischen Technik dienstbar, um damit Stärke in Zucker umzuwandeln.
+Man benutzt dazu meistens die sogenannte <em class="gesperrt">Diastase</em>, d. i. das
+Enzym der keimenden Gerste. Angefeuchtete Gerstenkörner läßt man in
+Haufen keimen, bis der Keim eine gewisse Länge erreicht hat, von der
+man erfahrungsgemäß weiß, daß sie dem<span class="pagenum" id="Seite_72">[S. 72]</span> erreichbaren Höchstgehalt des
+Keims an Diastase entspricht. Denn die Menge dieses Enzyms wächst mit
+der Keimung. Dann wird die weitere Keimung unterbrochen, indem man
+die gekeimte Gerste durch Erhitzen tötet. Sie heißt nun <em class="gesperrt">Malz</em>.
+Um daraus Diastase herzustellen, behandelt man es mit verdünntem
+Alkohol, welcher die Diastase löst, und setzt dann zu der klaren Lösung
+absoluten Alkohol, wodurch das Enzym als weißes Pulver ausgefällt wird.
+Dieses etwas teure Gewinnungsverfahren ist übrigens in den meisten
+Fällen entbehrlich, weil zerschrotetes Malz bereits alle Wirkungen der
+Diastase zeigt. Setzt man daher solches Malzschrot zu einem Brei von
+gekochten Kartoffeln, so zergeht dieser Brei in kurzer Zeit zu einem
+flüssigen Gemisch von Dextrinlösung und Zuckerlösung, welches durch
+weitere Einwirkung des Malzes bei etwa 60&#8239;° größtenteils in Zucker
+(Malzzucker) übergeführt wird.</p>
+
+<p>Dieser chemische Prozeß bildet die Grundlage für zwei
+ungeheure Gewerbe: für die <em class="gesperrt">Bier</em>bereitung und für die
+<em class="gesperrt">Spiritus</em>herstellung. Diese beiden Prozesse beruhen nämlich
+darauf, daß Malz- und Traubenzucker durch <em class="gesperrt">Gärung</em> in Alkohol
+(Spiritus) übergeführt werden. Dagegen vermögen die Stärkearten als
+solche nicht zu gären, auch nicht alle Zuckerarten sind gärbar: gerade
+z.&#8239;B. der Rüben- oder Rohrzucker, unser beliebter Speisezucker, ist
+<em class="gesperrt">nicht</em> gärungsfähig. Um also Stärke, Zellulose oder Rohrzucker
+in Alkohol zu verwandeln, muß man diese Verbindungen zuerst in
+<em class="gesperrt">Trauben-</em> oder <em class="gesperrt">Malz</em>zucker überführen. Diesen Vorgang
+nennt der Chemiker <em class="gesperrt">Inversion</em>, den so gewonnenen Trauben- und
+Malzzucker auch wohl <em class="gesperrt">Invert</em>zucker.</p>
+
+<p>Bei der <b>Bierbereitung</b> scheint die Sache besonders einfach zu
+liegen, weil das Korn der Gerste sowohl die Stärke als auch das
+zu ihrer Invertierung nötige Enzym, die Diastase, enthält. Aber es
+ist klar, daß gerade aus demselben Grund alles darauf ankommt, die
+<em class="gesperrt">Keimung</em> der Gerste, bei welcher die Diastase gebildet und
+ein großer Teil der Stärke in Zucker verwandelt wird, im richtigen
+Augenblick zu unterbrechen. Auch die Art dieser Unterbrechung ist
+nicht gleichgültig: tötet man die Gerste durch heiße Luft oder
+Rauch, so wird ein erheblicher Teil der Diastase zerstört, aber die
+Verzuckerung der Stärke begünstigt. Will man möglichst viel Diastase
+haben, um die Verzuckerung der Stärke erst später erfolgen<span class="pagenum" id="Seite_73">[S. 73]</span> zu lassen,
+so tötet man das Malz nur durch Trocknen an der Luft bei gewöhnlicher
+Temperatur. Man nennt solches enzymreiches Malz: Grünmalz. Die
+vollständige Umwandlung der Gerstenstärke in Zucker erfolgt erst
+beim <em class="gesperrt">Einmaischen</em> (Maischen = altes Wort für Mischen). Dieser
+Vorgang ist ziemlich einfach und besteht nur darin, das geschrotete
+Malz etwa eine Stunde lang mit heißem Wasser von 50–60&#8239;° zu verrühren.
+Dazu dienen besondere Bottiche mit mechanischen Rührwerken, die
+Maischbottiche. Die so hergestellte Zuckerlösung heißt <em class="gesperrt">Würze</em>.
+Ihr wird auf das Hektoliter etwa 1 Kilogramm <em class="gesperrt">Hopfen</em> zugesetzt,
+um sie vor zu schnellem Verderben zu bewahren. Die Hopfenblüte enthält
+nämlich Bitterstoffe von stark konservierenden Eigenschaften. Diese
+Würze muß nun bloß noch der Gärung unterworfen werden, um in Bier
+überzugehen.</p>
+
+<figure class="figleft illowe17" id="abb14">
+  <img class="w100" src="images/abb14.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 14. Ein Stückchen roher Kartoffel in 400fach.
+  Vergröß. (zeigt die geschichteten Stärkekörner innerhalb geschlossener
+  Zellwände.)</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Die Verzuckerung der <em class="gesperrt">Kartoffelstärke</em> für die Spiritus-
+und Schnapsbereitung ist wesentlich weniger schwierig als die
+Bierwürzebereitung. In den <em class="gesperrt">rohen</em> Kartoffeln ist die Stärke
+von Zellhäuten umschlossen, welche sie vor dem Angriff der Enzyme
+vollkommen schützt. (<a href="#abb14">Abb. 14.</a>) Kocht man die Kartoffeln, so wird
+dadurch ein Teil dieser Zellhäute zersprengt und geöffnet, weil die
+Stärke im heißen Wasser mit großer Kraft zu Kleister aufquillt.
+<em class="gesperrt">Ganz</em> findet diese Sprengung jedoch nur dann statt, wenn man
+die Kartoffeln mit überhitztem Dampf von etwa 2–3 Atmosphären Druck
+behandelt. Der Dampf erfüllt allmählich auch die stärkehaltigen
+Zellen, deren Wände er langsam durchdringt. Öffnet man nun plötzlich
+ein Bodenventil des Kartoffeldämpfers, so werden die Kartoffeln nicht
+bloß durch diese Öffnung herausgepreßt, sondern zugleich ganz fein
+zerstäubt. Denn durch das Öffnen des Ventils wird der Druck des Dampfes
+auf die Außenfläche der Kartoffeln plötzlich aufgehoben, während der
+in den Zellen befindliche gespannte Dampf nicht so rasch durch die
+Zellwände dringen kann und sie daher explosionsartig zersprengt.</p>
+
+<p>Diesen „aufgeschlossenen“ Kartoffelstaub versetzt man nun mit<span class="pagenum" id="Seite_74">[S. 74]</span>
+geschrotetem Grünmalz (d. i. mit diastasereichem, an der Luft
+getrocknetem Malz). Er wird dadurch sofort zu einer gärungsfähigen,
+zuckerreichen Masse verflüssigt.</p>
+
+<p><b>Die Gärung.</b> — Rein chemisch betrachtet, besteht die
+Gärung in einem Zerfall des Zuckermoleküls in <em class="gesperrt">Alkohol</em> und
+<em class="gesperrt">Kohlensäure</em>. Die Kohlensäure entweicht unter Schäumen, der
+Alkohol sammelt sich in der gärenden Flüssigkeit an. Dieser Zerfall
+wird durch die <em class="gesperrt">Hefe</em> bewirkt. Die Hefe, eine breiige, säuerlich
+riechende Masse, besteht aus mikroskopisch kleinen Lebewesen, welche zu
+den Pilzen gerechnet werden müssen, und zwar zu den <em class="gesperrt">Spaltpilzen</em>
+oder Bakterien. Der Name „Spalt“pilze bezieht sich auf ihre wichtige
+Fortpflanzungsweise, welche darin besteht, daß sich jede Hefezelle
+durch Abschnürung in zwei Stücke spaltet, welche durch rasches Wachstum
+bald wieder die Größe der Mutterzelle erreichen. Durch diese Spaltung
+wächst die Menge der Hefezellen ganz außerordentlich schon in wenigen
+Stunden an.</p>
+
+<p>Was nun den Gärungsvorgang betrifft, so hat man früher geglaubt, er sei
+an das <em class="gesperrt">Leben</em> der Hefepilze gebunden. Man glaubte, die lebenden
+Hefezellen ernährten sich mit dem gärbaren Zucker, und den Alkohol und
+die Kohlensäure hielt man sozusagen für die Fäkalstoffe dieser Zellen.
+In gewissem Sinne ist diese Auffassung auch richtig; falsch ist nur
+die Anschauung, als ob zur Zuckerspaltung das Leben, die „Seele“ der
+Hefezellen notwendig wäre. Denn Professor <em class="gesperrt">Buchner</em> hat Hefezellen
+ausgepreßt und mit dem sorgsam filtrierten Preßsaft, in welchem
+durchaus keine lebenden oder toten Hefeorganismen mehr enthalten
+waren, hat er in Zuckerlösungen genau die gleichen Gärungsvorgänge
+hervorgerufen, welche darin durch lebende Hefe erzeugt werden. Damit
+hat er bewiesen, daß die Gärung — ähnlich der Inversion von Stärke
+in Zucker — durch chemische Stoffe im Hefeleib, durch Enzyme,
+hervorgerufen wird. Diese Enzyme haben sich bei näherer Untersuchung
+als sehr verwickelt gebaute Eiweißstoffe erwiesen. Sie werden beim
+Gärungsvorgang nicht verändert. Die Enzyme des Hefeleibes wirken am
+besten bei Blutwärme, also bei etwa 37&#8239;°, und werden durch Erhitzen
+über 60&#8239;° zerstört, also genau wie die zuckerbildenden Enzyme des
+Speichels und des Malzkeims und die verdauenden Enzyme des Darmsaftes.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_75">[S. 75]</span></p>
+
+<p>Praktisch betrachtet ist das Leben der Hefezellen aber doch für den
+Gärungsvorgang nicht bedeutungslos, weil die Hefezellen, indem sie
+sich selbst vermehren, auch die wirksamen Mengen der gärungserregenden
+Enzyme vermehren und somit die Gärung beschleunigen.</p>
+
+<p>Das Ende der Gärung tritt nicht etwa dann ein, wenn der ganze
+vorhandene Zucker in Alkohol und Kohlensäure gespalten ist, sondern es
+hängt von einem anderen Umstand ab. Der erzeugte Alkohol wirkt nämlich
+lähmend auf seinen Erzeuger und hemmt sowohl die Vermehrung der Hefe,
+als auch die alkoholbildende Wirkung ihres Enzyms. Die Gärung erzeugt
+also in ihren Produkten sich selbst einen Widerstand.</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe20" id="abb15">
+  <img class="w100" src="images/abb15.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 15. Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae).</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe18" id="abb16">
+  <img class="w100" src="images/abb16.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 16. Carlsberger Unterhefe Nr. 1 (nach Fischer,
+  Technologie).</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p>Theoretisch gibt es also gar nichts Einfacheres als die Herstellung
+von Bier und von Spiritus durch Gärung: man braucht nur die oben
+beschriebene Bierwürze und die süße Kartoffelmaische mit Hefe zu
+versetzen und gären zu lassen, bis die Gärung von selbst aufhört. In
+Wirklichkeit müssen aber doch noch einige Umstände berücksichtigt
+werden, die freilich zum Interessantesten gehören, was die
+naturwissenschaftliche Forschung der letzten drei Jahrzehnte entdeckt
+hat. Man hat nämlich gefunden, daß es eine ungeheure Anzahl von
+verschiedenen Hefearten gibt, die sich zwar ihrem Aussehen nach
+nicht viel voneinander unterscheiden (<a href="#abb15">Abb. 15</a> u. <a href="#abb16">16</a>), um so mehr
+aber nach ihrem Verhalten bei der Gärung. Zwar spalten sie alle die
+Hauptmengen des Zuckers in Alkohol und Kohlensäure; aber neben diesem
+Hauptvorgang erzeugt jede Hefeart noch einen gewissen Prozentsatz von
+Nebenprodukten. Diese Nebenprodukte sind z.&#8239;B. Fuselöle, Buttersäure,
+Weinsäure, Essigsäure, Glyzerin und<span class="pagenum" id="Seite_76">[S. 76]</span> viele andere Substanzen von mehr
+oder weniger auffallendem Geschmack und Geruch. Die Menge und die
+Zusammenstellung dieser Nebenprodukte ist für jede der vielen Hefearten
+anders, aber auch kennzeichnend, so daß man unter Umständen sofort am
+Geschmack des Bieres erkennen kann, welche Hefeart die Gärung erregt
+hat. Aber nicht bloß der Geschmack des Bieres hängt von der Hefeart
+ab, sondern auch seine Klarheit, die Beschaffenheit und Haltbarkeit
+seiner Schaumdecke, sein Geruch, seine Haltbarkeit. Nach diesen
+Feststellungen ist es begreiflich, daß gerade den großen Brauereien
+daran gelegen war, sich diese wissenschaftlichen Erkenntnisse für die
+Bierbereitung nutzbar zu machen. Denn vorher kam es gar oft vor, daß
+die Eigenschaften des Bieres durch eingedrungene fremde Hefesorten
+verdorben wurden, welche bei der Gärungstemperatur üppig wucherten.
+So findet sich z.&#8239;B. in den Pferdeställen eine Bakterienart, welche
+dadurch gekennzeichnet ist, daß sie unter dem Mikroskop stets in
+paketartigen Bündeln von 4–8 Einzelpilzen erscheint (<a href="#abb17">Abb. 17</a>).
+Daher hat sie den wissenschaftlichen Namen <span class="antiqua">Sarcinae</span> (= das
+Gepäckstück) erhalten. Diese Sarcinen verursachen eine Gärung mit
+widerlich schmeckenden Nebenprodukten. Da nun die Brauereien für den
+Vertrieb des Bieres stets mit Pferden arbeiten müssen, so war es früher
+fast unvermeidbar, daß mit dem aufwirbelnden Straßenstaub Sarcinenkeime
+in die Gärbottiche gerieten und dem Bier einen Stallgeschmack gaben.</p>
+
+<figure class="figright illowe20" id="abb17">
+  <img class="w100" src="images/abb17.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 17. Das Aussehen der Sarcinen.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Bei der Gärung tritt, wie schon erwähnt wurde, zugleich eine ungeheure
+Vermehrung der Hefe ein, welche sich als grauer Schlamm in den
+Gärgefäßen zu Boden setzt. Dieser Hefeschlamm wurde früher ohne
+weitere Umstände wieder zur Gärung neuer Würze verwendet. Waren nun
+unerwünschte Hefearten hineingeraten, so beeinflußten sie natürlich
+auch die neue Gärung ungünstig. Jetzt verfährt man daher ganz anders.
+Jetzt besitzt jede bessere Brauerei Einrichtungen zur <em class="gesperrt">Reinzucht</em>
+ihrer spezifischen Hefeart und zur fortlaufenden Kontrolle der Reinheit
+ihrer Zucht. Der „Spatengeschmack“ des Münchener Spatenbräus, der
+Löwenbräu-, Hofbräu-,<span class="pagenum" id="Seite_77">[S. 77]</span> Kindlbräu-Geschmack wird also gewissermaßen im
+Laboratorium reingezüchtet. Das Verfahren ist aus der Bakteriologie
+übernommen. Es wurde von den großen Bakteriologen Robert <em class="gesperrt">Koch</em>
+und <em class="gesperrt">Pasteur</em> ausgearbeitet und ist merkwürdig genug, um hier
+ausführlich beschrieben zu werden. Es beruht auf der Entdeckung der
+sogenannten <em class="gesperrt">festen Nährböden</em>. Unter dem Nährboden bzw. der
+Nährflüssigkeit versteht man den Stoff, auf welchem sich die Bakterien
+entwickeln und vermehren sollen. Dieser Stoff kann entweder flüssig
+sein, wie die Bierwürze, oder fest, wie z.&#8239;B. Kartoffeln oder Gelatine.
+Voraussetzung ist nur, daß er alle diejenigen Stoffe in genügender
+Menge enthält, welche das Bakterium zu seiner Entwicklung braucht.
+Einer der brauchbarsten Nährböden für die meisten Bakterienarten
+besteht aus einer kräftigen Fleischbrühe, in welcher man so viel
+Gelatine aufgelöst hat, daß sie beim Erkalten fest wird. Diese
+„Nährgelatine“ ist gewissermaßen zugleich ein flüssiger und ein fester
+Nährboden, je nach der Temperatur, bei welcher man sie anwendet. Ihre
+Anwendung hat umwälzend in der Bakteriologie gewirkt und hat die
+planmäßige Erforschung der Bakterientätigkeit erst möglich gemacht.
+Wenn man nämlich ein Gemisch verschiedener Bakterienarten in einen
+<em class="gesperrt">flüssigen</em> Nährboden bringt, so vermehren sie sich darin nicht
+bloß, sondern die Vermehrungsprodukte <em class="gesperrt">vermischen</em> sich auch
+fortwährend miteinander. Hat aber der Nährboden die Eigenschaft,
+nach kurzer Zeit zu erstarren, so muß jeder Keim sich an derjenigen
+Stelle vermehren, an welcher er durch den erstarrten Nährboden
+festgehalten wird. Die einzelnen Bakterien sind nun wegen ihrer
+winzigen Größe (¹⁄₅₀₀ Millimeter und weniger) nicht mit bloßem Auge
+sichtbar. Sobald sie aber, nach 2–3 Tagen, durch die Vermehrung zu
+einer Kolonie angewachsen sind, kann man diese in der Nährgelatine
+schon mit unbewaffnetem Auge als einen kleinen, grauen Fleck erkennen.
+Es ist klar, daß jeder solche Fleck aus einer „Reinzucht“ derjenigen
+Bakterienart bestehen muß, die sich im Augenblick des Erstarrens
+der Gelatine an der betreffenden Stelle befunden hat. Entnimmt man
+also diesem Fleck mittels einer Nadel so viel Bakterien, als an der
+Nadel hängen bleiben, und überträgt man diese auf eine neue Portion
+bakterienfreien Nährbodens, so können sich auf diesem nur Bakterien
+dieser <em class="gesperrt">einen</em> Art entwickeln, die man in Reinzucht zu haben
+wünscht.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_78">[S. 78]</span></p>
+
+<p>Diese Kochsche Methode der fest-flüssigen Nährböden gestattet uns also
+auf allereinfachste Weise, uns aus einem Gemisch der verschiedensten
+Bakteriensorten jede Art in Reinzucht oder „Reinkultur“ herzustellen.
+Freilich muß man dabei manche Vorsichtsmaßregeln beachten, wenn nicht
+unliebe Überraschungen eintreten sollen. Denn wir müssen bedenken,
+daß nicht bloß in der Luft Millionen von Bakterienkeimen schweben,
+sondern daß auch jeder feste Gegenstand damit besät ist, und daß auch
+das reinste Trinkwasser von solchen Keimen geradezu wimmelt. Würden
+wir also unsere Versuche ohne Rücksicht auf diese Umstände ausführen,
+so würden zahllose Keime aus der Luft und aus dem Wasser und aus den
+Oberflächen unserer Gefäße alle Reinkulturversuche vereiteln. Aber
+glücklicherweise lassen sich alle Bakterien und ihre Keime durch bloßes
+Erhitzen auf 80–100&#8239;° leicht töten. Man braucht also die Glasgefäße
+und Instrumente, welche keimfrei sein sollen, bloß in kochendes Wasser
+zu tauchen oder besser in trockener Luft auf 100&#8239;° zu erhitzen, dann
+sind sie solange keimfrei, bis aus der Luft oder durch Berührung mit
+anderen Gegenständen neue Keime daran kommen. Die Flüssigkeiten werden
+durch Kochen keimfrei gemacht. Deshalb ist frisch abgekochtes Wasser
+stets keimfrei, und in dieser Beziehung dem reinsten Quellwasser
+vorzuziehen. Schwieriger ist es, die Ansteckung eines Nährbodens durch
+diejenigen Bakterien zu verhindern, welche aus der Luft hineinfallen
+oder mit den Luftströmungen hineingerissen werden. Das bloße Zustopfen
+der Flaschen nützt deshalb nicht viel, weil die Luft bei verschiedenen
+Temperaturen und Barometerständen einen verschiedenen Raum einnimmt,
+und weil daher häufig beim Öffnen des Stopfens die Luft stürmisch in
+die Flasche eindringt und dabei Bakterien mitreißt. Deshalb kam Pasteur
+auf den ausgezeichneten Gedanken, solche Flaschen mit einem trockenen
+Wattebausch zu verschließen. Die Watte läßt die Luft ungehindert durch
+sich hindurchtreten, nicht aber die Bakterien, obwohl es unter diesen
+solche gibt, welche kleiner als ¹⁄₁₀₀₀ Millimeter sind. Sie bleiben
+alle in den obersten Schichten des Wattebauschs zurück. Der Wattebausch
+ist also ein richtiges Filter für die Bakterien. Unsere <a href="#abb18">Abbildungen
+18</a> und <a href="#abb19">19</a> zeigen, in welcher Weise man Glaskolben und Reagensgläser
+mit solchen Wattepfropfen bakteriendicht verschließt. Man stellt
+dabei, namentlich beim Öffnen, die Gefäße gern schief,<span class="pagenum" id="Seite_79">[S. 79]</span> damit nicht
+aus der Luft Keime hineinsinken; auch verkohlt man die Unterseite
+der Wattepfröpfe gern ein wenig über einer Flamme, damit alle daran
+hängenden Keime verbrannt werden.</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe18" id="abb18">
+  <img class="w100" src="images/abb18.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 18. Glas&#173;kol&#173;ben mit bak&#173;te&#173;rien&#173;dich&#173;tem Watte&#173;ver&#173;schluß.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe15" id="abb19">
+  <img class="w100" src="images/abb19.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 19. Schief&#173;ge&#173;stell&#173;tes Rea&#173;gens&#173;rohr mit Nähr&#173;ge&#173;la&#173;tine.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe18" id="abb20">
+  <img class="w100" src="images/abb20.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 20. Pe&#173;tri&#173;scha&#173;le zum Her&#173;stel&#173;len von Rein&#173;kul&#173;tu&#173;ren.</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p>Wenn man nun aus einer unreinen Hefe eine bestimmte Sorte reinzüchten
+will, verfährt man folgendermaßen: man bringt ein wenig von der Hefe
+in einen Glaskolben, der keimfreie („sterile“ oder „sterilisierte“)
+Nährgelatine enthält, welche man bei möglichst niederer Temperatur,
+durch Eintauchen in warmes Wasser, verflüssigt hat. Die Hefe wird
+vor dem Einbringen mit etwas Wasser fein zerrieben und dann durch
+Umschwenken des Kolbens gut mit der Gelatine vermengt. Nun gießt man
+den Inhalt des Glaskolbens auf eine sauber gereinigte, keimfreie
+Glasplatte und läßt ihn dort in dünner Schicht unter dem Schutze einer
+Glasglocke erstarren. An Stelle der Glasplatte und der Glasglocke kann
+man auch eine sogenannte <em class="gesperrt">Petri</em>-Schale (vergl. <a href="#abb20">Abb. 20</a>) nehmen,
+das sind zwei flache Glasschalen mit zylindrischem Rand, von welchen
+die größere als Deckel über die kleinere gestülpt wird, während in
+diese die Nährgelatine gefüllt wird. Nach einigen Tagen zeigt sich
+die Gelatine ganz mit grauen Pünktchen besät, deren jedes aus einer
+Kolonie von Bakterien bzw. Hefezellen einer Art besteht.<span class="pagenum" id="Seite_80">[S. 80]</span> Meistens
+lassen sich verschiedene Arten schon am verschiedenen Aussehen ihrer
+Kolonien erkennen, zumal wenn man das Vergrößerungsglas zu Hilfe nimmt.
+Man sucht sich die gewünschte Art aus und überträgt sie mit einer
+sogenannten Impfnadel in ein Kölbchen mit steriler Nährflüssigkeit (z.&#8239;B.
+Bierwürze). Die Impfnadel besteht aus einem 5 <span class="antiqua">cm</span> langen Stück
+Platindraht von ½ <span class="antiqua">mm</span> Dicke, der mit einem Ende in einen langen
+Glasstab eingeschmolzen, am anderen Ende zu einer Öse gebogen ist (vgl.
+<a href="#abb21">Abb. 21</a>). Der Draht muß aus Platin sein, damit er durch Ausglühen in
+einer Flamme keimfrei gemacht werden kann, ohne dabei zu oxydieren. Man
+glüht die Öse aus und überträgt mit ihr ein wenig von der zu züchtenden
+Kolonie in die neue Nährlösung, wo sie sich nun ganz rein und frei von
+fremden Keimen entwickeln muß.</p>
+
+<figure class="figleft illowe2" id="abb21">
+  <img class="w100" src="images/abb21.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption2"><span class="center">Abb. 21. Impfnadel zum Uebertragen
+  von Reinkulturen.</span></figcaption>
+</figure>
+
+<p>Nebenbei sei bemerkt, daß man die Kochschen festen Nährböden auch
+benutzt, um die Bakterien in der Luft, im Trinkwasser, im Erdboden zu
+<em class="gesperrt">zählen</em>: denn so viel Bakterien in einer gewissen Menge dieser
+Stoffe sind, so viel sichtbare Kolonien müssen auf der Glasplatte nach
+dem Vermischen mit Nährgelatine oder Pflanzengelatine (Agar-Agar)
+entstehen.</p>
+
+<p>Erst seit der Einführung dieser Hefereinzucht ist es möglich, Biere
+und destillierte Schnäpse von stets gleichen Eigenschaften mit aller
+Sicherheit herzustellen. Auch für die Weingewinnung aus den Trauben
+wendet man seit langem schon reingezüchtete Hefen an. Auf den reifen
+Beeren der Weintrauben und auf den Zwetschen liegt ein Reif, welcher
+aus Hefezellen besteht, die den Preßsaft dieser Früchte von selbst in
+Gärung versetzen. Daher kommen zerquetschte Früchte stets von selbst in
+Gärung, wobei, je nach ihrem Zuckergehalt, mehr oder weniger Alkohol
+entsteht. Durch Abdestillieren gewinnt man dann die destillierten
+Schnäpse daraus. Da aber die natürlichen Hefen auf der Fruchthaut in
+verschiedenen Jahren von verschiedener Beschaffenheit sind, so ist es
+zuverlässiger, auch diese Gärungen mit Reinzuchthefe von erprobten
+Eigenschaften vorzunehmen.&#160;—</p>
+
+<p>Es wurde schon oben gesagt, daß durch Gärung zuckerhaltiger
+Flüssigkeiten der Alkoholgehalt nicht höher als auf etwa 10–12&#8239;%<span class="pagenum" id="Seite_81">[S. 81]</span>
+steigen kann. Wenn also ein „natürlich“ vergorenes Getränk, etwa ein
+Wein, 15&#8239;% oder mehr Alkohol enthält, so können wir mit Bestimmtheit
+sagen, daß er künstliche Zusätze von Sprit erhalten hat. Es gibt aber
+noch ein anderes Verfahren, um den Alkoholgehalt einer vergorenen
+Maische zu erhöhen: das <em class="gesperrt">Destillieren</em>. Während nämlich Wasser
+bekanntlich erst bei 100&#8239;° siedet, kocht der Alkohol schon bei 78&#8239;°.
+Erhitzt man nun Gemische von Alkohol und Wasser zum Sieden und kühlt
+man die Dämpfe vorsichtig ab, so wird zuerst der Wasserdampf wieder zu
+Wasser, während der Alkoholdampf erst unterhalb von 78&#8239;° verflüssigt
+wird. Dieses Verdampfen und Wiederflüssigmachen des Dampfes nennt man
+bekanntlich Destillieren. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn man aus
+einer solchen Maische die Hälfte abdestilliert, darin <em class="gesperrt">aller</em>
+Alkohol enthalten ist. Das Destillat nimmt aber nur die Hälfte Raum
+ein, ist also in bezug auf seinen Alkoholgehalt doppelt so stark als
+die ursprüngliche Maische. So kann man <em class="gesperrt">Branntwein</em> und Schnäpse
+von hohem Alkoholgehalt destillieren. Man kann aber auch aus ordinärer
+Kartoffelmaische reinen Spiritus, der nur noch 4–5&#8239;% Wasser enthält,
+abdestillieren, wenn man die Dämpfe in sogenannten Kolonnenapparaten
+sehr vorsichtig abkühlt. In Deutschland werden auf diese Weise jährlich
+etwa 5 Millionen Hektoliter reiner Alkohol erzeugt.</p>
+
+<figure class="figright illowe4" id="abb22">
+  <img class="w100" src="images/abb22.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 22. Senkwage, um den Alkohol&#173;gehalt einer
+  Flüssigkeit zu messen (nach Erdmann).</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Nebenbei erwähnt sei, wie man den Alkoholgehalt einer Flüssigkeit
+bestimmt. Alkohol ist leichter als Wasser. Daher wird eine
+Schwimmvorrichtung aus Glas, eine sogenannte <em class="gesperrt">Senkwage</em>
+(Aräometer), in Alkohol und in alkoholhaltigen Mischungen tiefer
+einsinken als in reinem Wasser. (<a href="#abb22">Abb. 22.</a>) Diese Aräometer werden
+in der hier abgebildeten Form aus Glas geblasen; damit sie aufrecht
+schwimmen, ist die untere Kugel mit Bleischrot oder Quecksilber
+gefüllt, während die bauchige Erweiterung das Schwimmen erleichtert.
+In der oberen, röhrenartigen Verlängerung des Schwimmers ist eine
+Papierskala mit Ziffern angebracht, welche gleich den Alkoholgehalt der
+betreffenden Flüssigkeit angeben. Sinkt das Aräometer also z.&#8239;B. bis
+zur Marke 20 ein, so hat die Flüssigkeit 20&#8239;%<span class="pagenum" id="Seite_82">[S. 82]</span> Alkohol. Dabei ist aber
+folgendes zu beachten: die Zahlen stimmen nur, wenn die Mischung nur
+Wasser und Alkohol enthält. Dies ist immer bei denjenigen Flüssigkeiten
+der Fall, welche man durch <em class="gesperrt">Destillation</em> gegorener Maischen
+erhält. Die Maischen selbst, also Bier und Wein z.&#8239;B., enthalten noch
+eine Menge anderer Stoffe, wie Dextrin, Gerbsäuren, Fruchtsäuren,
+Zucker usw. Diese anderen Stoffe machen die Mischung schwerer, so
+daß die Senkwage zu wenig Alkohol angeben würde. Will man also den
+Alkoholgehalt eines Weines bestimmen, so destilliert man ein Drittel
+davon ab, setzt die Senkwage in das Destillat und teilt das Ergebnis
+durch die Zahl 3.&#160;—</p>
+
+<p>Bevor wir unsere Unterhaltung über den Alkohol schließen, wollen wir
+uns noch ein wenig mit der <em class="gesperrt">Hefe</em> beschäftigen. Die Hefe vermehrt
+sich bekanntlich bei der Gärung und setzt sich in den Gärbottichen als
+grauer Schlamm zu Boden, mit dem man lange Zeit nichts Ordentliches
+anzufangen wußte. Man bekam davon viel mehr, als man beim besten Willen
+verbrauchen konnte. Dies wird verständlich, wenn man bedenkt, daß in
+Deutschland jährlich an Bier allein etwa ein Hektoliter auf den Kopf
+der Bevölkerung, im ganzen also etwa 65 Millionen Hektoliter, erzeugt
+wird. Was soll mit der vielen Hefe gemacht werden? Zwar zum Brot- und
+Kuchenbacken wird viel gebraucht, aber doch bei weitem nicht so viel,
+als in den Gärungsgewerben erzeugt wird. Dazu kommt, daß die Hefe nicht
+lange haltbar ist, selbst nicht in gepreßter Form (als <em class="gesperrt">Preßhefe</em>,
+jährlich in Deutschland allein 450&#8239;000 Zentner Erzeugung!). Aber die
+chemische Untersuchung hat gezeigt, daß die Hefe die Eigenschaften
+eines ganz vorzüglichen <em class="gesperrt">Nahrungsmittels</em> besitzt, nämlich wegen
+ihres <em class="gesperrt">Stickstoff</em>reichtums, wodurch sie dem Rindfleisch nahezu
+gleichwertig ist. Sie direkt zu essen, geht wegen der Gärungen, die
+sie im Darmkanal erregen würde, nicht wohl an; aber man kann sie durch
+überhitzten Dampf töten und kann dann vorzügliche <em class="gesperrt">Fleischbrühen</em>
+und <em class="gesperrt">Fleischextrakte</em> aus solcher Hefe machen, die an
+Wohlgeschmack und Nährwert nicht hinter Liebigs Präparaten
+zurückstehen. Und unter den landwirtschaftlichen Futtermitteln spielt
+die stickstoffreiche „<em class="gesperrt">Futterhefe</em>“ schon lange eine bedeutende
+Rolle. Aber damit ist die Zukunft der Hefe noch nicht erschöpft.
+Neuerdings, während des<span class="pagenum" id="Seite_83">[S. 83]</span> Krieges, ist nämlich durch den Chemiker
+der Universität Königsberg, Professor Lassar-Cohn, ein bedeutender
+Fortschritt erzielt worden, den uns folgende Überlegung verständlich
+machen wird. Bei der Fütterung des Viehs spielen die stickstoffhaltigen
+Futtermittel, die Klee-, Lupinen- und Wickenarten eine bedeutende
+Rolle als Mastmittel. Andrerseits geben die Tiere im Harn und in den
+Fäkalien große Stickstoffmengen von sich, die dadurch wieder für die
+Fütterung nutzbar gemacht werden, daß man die Klee- und Lupinenfelder
+damit düngt. Auf diesem Umwege dauert es freilich ein halbes Jahr, bis
+der Fäkalstickstoff von den Tieren wieder als Nahrung aufgenommen wird.
+Lassar-Cohn kam auf den Gedanken, diese Zeit dadurch abzukürzen, daß er
+den Harn der Kühe als Nährflüssigkeit für <em class="gesperrt">Hefekulturen</em> benutzte.
+Der Harn wird aus dem Stall in ein Bassin geleitet und darin mit einer
+geeigneten Hefeart besät. Nach einigen Stunden wird die vermehrte Hefe
+abgesiebt, gewaschen und sogleich wieder verfüttert. Die Tiere nehmen
+das nahrhafte Futter gern, und der Landwirt nutzt so den Stickstoff der
+Jauche nicht bloß schneller, sondern auch viel besser aus als bei ihrer
+Anwendung als Düngemittel.</p>
+
+<p>Die Hefe hat auch noch in anderer Beziehung eine Zukunft. Man hat
+nämlich (Prof. <em class="gesperrt">Lintner</em> in Charlottenburg) die Beobachtung
+gemacht, daß es Hefearten gibt, welche <em class="gesperrt">Fett</em> erzeugen, obwohl
+sie auf ganz billigem fettfreiem Nährboden wachsen, und man hat
+daran berechtigte Hoffnungen geknüpft, auf diese Weise dereinst aus
+Kartoffelmehl Fett darstellen zu können.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_84">[S. 84]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="9_Brennstoffe">9. Brennstoffe.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Unsere wichtigsten Brennstoffe sind das <em class="gesperrt">Holz</em>, die <em class="gesperrt">Kohle</em>
+und das <em class="gesperrt">Erdöl</em>. Solange diese Stoffe, namentlich die beiden
+erstgenannten, unmittelbar und ausschließlich zum Brennen verwendet
+wurden, gab es keine Chemie der Brennstoffe. Aber teils durch
+Zufall, teils gezwungen durch die Not der besten Ausnutzung, hat man
+gelernt, diese Stoffe vor dem Verbrennen gar vielseitig zu behandeln
+und eine Menge der wichtigsten Nebenprodukte aus ihnen zu gewinnen,
+nämlich (um nur einige zu nennen): <em class="gesperrt">Leuchtgas</em>, <em class="gesperrt">Benzol</em>,
+<em class="gesperrt">Naphthalin</em>, <em class="gesperrt">Teerfarbstoffe</em>, <em class="gesperrt">Ammoniak</em>,
+<em class="gesperrt">Essigsäure</em>, <em class="gesperrt">Blutlaugensalz</em>, <em class="gesperrt">Benzin</em>,
+<em class="gesperrt">Petroleum</em>, <em class="gesperrt">Vaseline</em>, <em class="gesperrt">Paraffin</em>, <em class="gesperrt">Schmieröle</em>,
+<em class="gesperrt">Ceresin</em> usw. So entstand eine Chemie der Brennstoffe, deren
+Ergebnissen wir dieses Kapitel widmen wollen.</p>
+
+<h3 id="Die_Kohle">1. Die Kohle.</h3>
+
+<p>Holz und Kohle verhalten sich zueinander wie Gegenwart und
+Vergangenheit. Denn jedes Holz geht unter gewissen Umständen im Laufe
+der Zeit in Kohle über. Das Wesentliche für diese Verwandlung ist, daß
+das Holz <em class="gesperrt">feucht</em> erhalten und vor der Berührung mit der Luft
+geschützt werden muß. Dann wird es schon nach einigen Jahrhunderten
+dunkelbraun, nach Jahrtausenden schwarz, und noch später verliert es
+seine faserige Beschaffenheit und geht in <em class="gesperrt">Braunkohle</em> über. Der
+Übergang dieser Braunkohle in <em class="gesperrt">Steinkohle</em> scheint allerdings eine
+fast unermeßlich lange Zeit beansprucht zu haben, die sich jedenfalls
+über viele Jahrhunderttausende erstreckt.</p>
+
+<p>Man kann also das Werden der Kohle in drei Stufen teilen: es beginnt
+mit der <em class="gesperrt">Vertorfung</em> des Holzes, wodurch es zwar schwarz wird,
+aber seine Struktur noch behält; darauf folgt die Bildung der
+<em class="gesperrt">Braunkohle</em> und dann die der <em class="gesperrt">Steinkohle</em>. Der Vorgang der
+Vertorfung ist oft genug in geschichtlicher Zeit erfolgt: in den großen
+Mooren Jütlands und Schleswigs finden wir vertorfte Eichbaumstämme und
+Sumpfföhren neben den Geweih- und Knochenresten der ausgestorbenen
+Riesenhirsche, Elche und Rentiere; auch Reste von normannischen
+(Wikinger-) Schiffen aus vertorftem<span class="pagenum" id="Seite_85">[S. 85]</span> Eichenholz haben sich gefunden.
+Aus dem Bett des Rheins wurden die unteren, ganz schwarzbraun
+vertorften Teile der Eichenpfähle gehoben, auf welche Cäsar vor fast
+2000 Jahren seine Rheinbrücke hatte bauen lassen.</p>
+
+<p>Die Bildung der Braunkohle, welche die Holzstruktur verloren hat,
+geht fast immer auf die <em class="gesperrt">Tertiärzeit</em> zurück, also auf jene Zeit
+vor etwa 200&#8239;000–300&#8239;000 Jahren mit italienischem Klima, in welcher wir
+die ersten Menschenspuren bei uns nachweisen können, und in welcher
+die vielen vulkanischen Basaltergüsse in der Eifel, im Vogelsgebirge,
+in der Rhön und im böhmischen Mittelgebirge erfolgten und die Alpen
+entstanden sind.</p>
+
+<p>Die Entstehung der Steinkohle aber reicht zurück bis in die ältesten
+Zeiten organischen Lebens auf der Erde, als sich Böhmerwald,
+Fichtelgebirge und Erzgebirge als höchste Gebirge Europas erhoben und
+von Jura und Alpen noch keine Spuren vorhanden waren.</p>
+
+<p>Welche chemischen Veränderungen mit dem Holz während dieser
+Verwandlungen vor sich gegangen sind, das lehrt am besten ein Vergleich
+der Analysen von Holz, Braunkohle und Steinkohle. Wir erinnern uns
+dabei, daß der Hauptbestandteil des Holzes, der <em class="gesperrt">Zellstoff</em>, aus
+Kohlenstoff und Wasser im Verhältnis von 6 Atomen Kohlenstoff zu 5
+Molekülen Wasser zusammengesetzt ist. Wir werden also beim Vergleich
+unser Augenmerk hauptsächlich auf das Verhältnis dieser drei Elemente
+Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff zu richten haben.</p>
+
+<p class="center"><em class="gesperrt">Zusammensetzung:</em></p>
+
+<table class="kohle1">
+  <tr>
+    <td class="btb br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Kohlen-<br>
+      stoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Wasser-<br>
+      stoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Sauer-<br>
+      stoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Stick-<br>
+      stoff</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Schwefel</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="center">Asche</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">Eichenholz</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">50,22</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">6,0</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">43,4</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">0,1</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">—</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">0,3&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">Braunkohle vom<br>
+      Bauersberg</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">60,44</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">5,3</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">22,0</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Spur</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">0,86</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">0,65</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">Steinkohle von<br>
+      Duttweiler</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">83,63</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">5,2</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">&#8199;9,1</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">&#8199;0,6</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">—</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">1,53</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="left">Englischer<br>
+      Anthrazit</div>
+    </td>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="center">93,00</div>
+    </td>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="center">3,1</div>
+    </td>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="center">&#8199;1,7</div>
+    </td>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="center">&#8199;0,5</div>
+    </td>
+    <td class="bt br bb">
+      <div class="center">0,7&#8199;</div>
+    </td>
+    <td class="bt bb">
+      <div class="center">1,0&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_86">[S. 86]</span></p>
+
+<p>Wir sehen, daß mit fortschreitender Verkohlung der Kohlenstoffgehalt
+scheinbar zunimmt, weil der Gehalt an Wasserstoff und Sauerstoff
+abnimmt. Daraus könnte man zunächst schließen, daß die natürliche
+Verkohlung des Holzes bei der Braun- und Steinkohlenbildung der gleiche
+Vorgang sei, wie die künstliche Verkohlung beim Erhitzen des Holzes,
+z.&#8239;B. die Meilerverkohlung. Aber dieser Schluß wäre ganz falsch.
+Denn bei der künstlichen Verkohlung bleiben wirklich nur Kohle und
+Aschenbestandteile zurück, aber in der natürlichen Steinkohle sind noch
+eine Menge anderer Stoffe, die gerade beim Erhitzen erst verdampfen.
+Diese Stoffe sind es, welche die Chemie der Steinkohle so interessant
+machen.</p>
+
+<p>Holz, Torf und Braunkohle haben die gemeinsame Eigenschaft, Kali- oder
+Natronlauge in der Hitze braun zu färben. Die echten Steinkohlen tun
+dies in der Regel nicht mehr, und man kann auf diese Weise im großen
+und ganzen Steinkohlen und Braunkohlen gut unterscheiden; Farbe und
+Aussehen sind nicht kennzeichnend, denn die Braunkohlen sind oft ganz
+schwarz wie echte Steinkohle.</p>
+
+<p>Erhitzt man Holz in einem Gefäße bis zum Glühen des Gefäßes, so
+entweichen brenzliche Dämpfe, und es hinterbleibt lockere, poröse,
+federleichte Holzkohle. Erhitzt man aber eine der natürlich
+vorkommenden Kohlearten, so entweichen zwar ganz ähnliche Dämpfe,
+aber es hinterbleibt eine viel dichtere, schwerere und härtere
+Kohle, welche man bekanntlich <em class="gesperrt">Koks</em> nennt. Auch die Dämpfe
+lassen in ihrer Beschaffenheit wichtige Unterschiede erkennen: die
+Verflüchtigungsprodukte des Holzes sind <em class="gesperrt">sauer</em> und röten
+angefeuchtetes Lakmuspapier deutlich; die der Steinkohle sind dagegen
+infolge ihres Ammoniaküberschusses <em class="gesperrt">alkalisch</em> und bewirken, daß
+gerötetes Lakmuspapier wieder blau wird. Kühlt man die brenzlichen
+Dämpfe ab, so erhält man in beiden Fällen eine braunschwarze
+Flüssigkeit, welche deutlich aus zwei übereinandergelagerten Schichten
+besteht, die sich offenbar nicht miteinander mischen können, weil sie
+sich zueinander verhalten wie Öl und Wasser. Die obere, leichtere
+Schicht ist ganz schwarz und besteht aus dickem Teer; die untere,
+mehr braun gefärbte Flüssigkeit, ist dagegen wässerig und läßt sich
+mit Wasser in jedem Verhältnis mischen. Außer dem kohligen Rückstand
+und diesen beiden Flüssigkeiten entsteht beim Erhitzen des Holzes
+und der Kohlearten noch ein vierter, sehr wichtiger Stoff, nämlich<span class="pagenum" id="Seite_87">[S. 87]</span>
+das <em class="gesperrt">Leuchtgas</em>. Die Gewinnung und weitere Verarbeitung dieser
+vier Produkte hat eine gewaltige und sehr interessante Industrie
+hervorgerufen, mit der wir uns nun etwas näher beschäftigen wollen.</p>
+
+<figure class="figright illowe27" id="abb23">
+  <img class="w100" src="images/abb23.jpg" alt="Leuchtgaserzeugung durch Destillation
+  von Kohle">
+  <figcaption class="caption">Abb. 23. Leuchtgasgewinnung im kleinen.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Betrachten wir zunächst das <em class="gesperrt">Leuchtgas</em>. Seine Gewinnung aus
+Steinkohle wurde um die Mitte des 18. Jahrhunderts in England entdeckt.
+Unsere <a href="#abb23">Abbildung 23</a> zeigt, wie man sich das Gas selbst bereiten kann.
+Man füllt eine kleine gläserne Retorte, am besten eine aus schwer
+schmelzbarem, sog. böhmischem Glas, halb mit Steinkohlengrus und
+erhitzt sie kräftig mit einer großen Spiritus- oder Gasflamme. An den
+Retortenhals ist eine sogenannte „Vorlage“, ein Glasballon mit zwei
+Halsöffnungen, mittels Korks luftdicht angeschlossen. In dieser Vorlage
+sammelt sich der Teer und das Teerwasser, während das Gas durch ein
+Glasröhrchen entweicht, das man in den zweiten Hals eingesetzt hat.</p>
+
+<p>Die Zusammensetzung des Leuchtgases wechselt in sehr weiten
+Grenzen, je nach der Kohlensorte, welche man zu seiner Darstellung
+verwendet. Durchschnittlich besteht es <em class="gesperrt">zur Hälfte</em> aus
+<em class="gesperrt">Wasserstoffgas</em>, welches bekanntlich 14½mal leichter als Luft
+ist. Infolgedessen ist auch das Leuchtgas ⅓ bis ½mal leichter als
+Luft. Die andere Hälfte des Leuchtgases besteht zum größeren Teil
+aus „Methan“ oder <em class="gesperrt">Sumpfgas</em>, einer Verbindung von Kohlenstoff
+und Wasserstoff, aus welcher auch die Gasblasen bestehen, welche aus
+den schlammigen Böden der Seen oft emporsteigen. Der Rest besteht
+vorwiegend aus dem giftigen <em class="gesperrt">Kohlenoxydgas</em> sowie aus ein wenig
+Kohlensäuregas und aus komplizierteren Verbindungen von Kohlenstoff mit
+Wasserstoff, wie Äthylen, Azetylen usw. Das Kohlenoxydgas, dessen Menge
+im Leuchtgas zwischen 6 und 12&#8239;% schwankt, ist sein gefährlichster
+und schädlichster Bestandteil, denn er verursacht die zahllosen
+Leuchtgasvergiftungen, welche in unseren Großstädten meistens von den
+Beteiligten absichtlich herbeigeführt<span class="pagenum" id="Seite_88">[S. 88]</span> werden, und in ihrem Gefolge
+viele, zwar in der Regel nicht beabsichtigte, aber darum nicht minder
+gefährliche Explosionen. Es ist vielleicht sehr wenig schmerzhaft,
+aber gewiß nicht sehr anständig, sich durch Öffnen der Gashähne mit
+Leuchtgas zu vergiften; denn in vielen Fällen fordert diese Methode
+des Selbstmords noch weitere Opfer an Menschenleben, wenn ahnungslose
+Hausgenossen das betreffende Zimmer mit brennendem Licht betreten
+und dadurch eine Explosion des gefährlichen Leuchtgas-Luft-Gemisches
+hervorrufen. Leider hat man diesen üblen Bestandteil des Leuchtgases
+bis jetzt nicht in befriedigender Weise beseitigen können.</p>
+
+<p>Eine Leuchtgasanalyse zeigt folgende Prozentgehalte der genannten Gase:</p>
+
+<table class="leuchtgasanalyse">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Wasserstoffgas</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;&#8199;52,79&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Sumpfgas</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;&#8199;34,43&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Kohlenoxydgas</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;&#8199;&#8199;7,19&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Äthylen, Azetylen usw.</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;&#8199;&#8199;4,01&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Kohlensäuregas</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;&#8199;&#8199;1,58&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="center">&#8199;100,00&#8239;%&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<figure class="figcenter illowe44" id="abb24">
+  <img class="w100" src="images/abb24.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 24. Schematische Darstellung der
+Leuchtgas-Fabrikation. a = Ofen, b = Kühler, c = Gaswäscher, d =
+Reiniger, f = Gasometer, g = Ableitung mit Brenner.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Im rohen, ungereinigten Leuchtgas sind noch einige Stoffe enthalten,
+welche seine Anwendung zum Brennen ganz unmöglich machen würden,
+nämlich <em class="gesperrt">Schwefelwasserstoff</em> und <em class="gesperrt">Zyan</em>. Denn diese
+Stoffe sind nicht bloß sehr übelriechend und ungewöhnlich giftig,
+sondern das Schwefelwasserstoffgas wird auch beim Verbrennen nicht
+angenehmer, weil es sich in ein stechend riechendes, saures, die
+Metalle angreifendes Gas (schweflige Säure) verwandelt,<span class="pagenum" id="Seite_89">[S. 89]</span> welches
+noch obendrein die Farben der Kleider, Teppiche und Vorhänge
+ausbleicht. Deshalb muß das rohe Gas vor der Verwendung zum Brennen
+gereinigt werden. Dies geschieht, indem man das Rohgas über
+natürlichen Raseneisenstein leitet, der im wesentlichen aus der
+<em class="gesperrt">Eisenbase</em> besteht. Dieser geht zum Teil (durch die Einwirkung
+des Schwefelwasserstoffes) in <em class="gesperrt">Schwefeleisen</em>, zum Teil (durch die
+Einwirkung der Zyanverbindungen) in <em class="gesperrt">Berlinerblau</em> über. Wenn die
+Gasreinigungsmasse nach einiger Zeit unwirksam geworden ist, so breitet
+man sie an der Luft aus und schaufelt sie öfters um. Dadurch nimmt
+das Schwefeleisen, in welches sich die Hauptmenge der Reinigungsmasse
+verwandelt hatte, Sauerstoff auf und geht in schwefelsaures Eisen
+über, welches wieder von neuem als Reinigungsmasse verwendbar
+ist. Dies nennt man die <em class="gesperrt">Regenerierung</em> (Wiederherstellung)
+der Reinigungsmasse. Schließlich, wenn die Masse nach mehrfacher
+Regenerierung ziemlich erschöpft ist, ist sie erst recht wertvoll
+geworden durch ihren Gehalt an Berlinerblau, der nicht selten bis 10&#8239;%
+der Masse beträgt. Dieser wertvolle, aber noch unreine Bestandteil wird
+nun durch Kochen mit Kalkmilch usw. in <em class="gesperrt">gelbes Blutlaugensalz</em>
+(Ferrozyankalium) umgewandelt, woraus man wieder einerseits (durch
+Vermischen mit Eisenchloridlösung) das reine Berlinerblau, andrerseits
+(durch Schmelzen) das wichtige <em class="gesperrt">Zyankalium</em> gewinnt. Zyankalium
+und Zyannatrium werden in ungeheuren Mengen als goldlösende
+Auslaugungsmittel für goldführende Gesteine in Südafrika verbraucht,
+ferner in der Herstellung galvanischer Metallüberzüge (Vernickeln,
+Versilbern, Vergolden) zum Zusammensetzen der Bäder. So liefert in der
+chemischen Technologie ein Gebiet Hilfsstoffe für ein anderes.</p>
+
+<p>Auf diese Weise erhält man schließlich das technisch „reine“ Leuchtgas.
+Es wird bekanntlich in großen, schmiedeeisernen Gasometern aufgefangen
+und durch deren Gewicht in das Rohrleitungsnetz gepreßt. Dabei ergeben
+sich aus dem Gesetz der Druckverteilung höchst eigentümliche Folgen.
+Man sollte nämlich erwarten, daß die ungeheuer schwere Gasometerglocke,
+deren Gewicht bei großstädtischen Anlagen in die Hunderttausende
+von Zentnern geht, das Gas mit viel zu hohem Druck in die
+Verbraucherleitungen preßte. Das gerade Gegenteil ist der Fall. Gerade
+die größten Leitungsnetze<span class="pagenum" id="Seite_90">[S. 90]</span> haben den geringsten Gasdruck aufzuweisen.
+Dies erklärt sich daraus, daß der Leitungsdruck und der Druck der
+Gasometerglocke zueinander im Verhältnis der Flächen stehen, auf welche
+sie wirken. Hat die Leitung einen Querschnitt von 1 Quadratzentimeter,
+die Gasometerglocke aber eine Innenfläche von 1 Quadratmeter = 10&#8239;000
+Quadratzentimeter, so entströmt das Gas aus der Leitung mit einem
+Druck, welcher den zehntausendsten Teil vom Gewicht der Gasometerglocke
+beträgt. Nun haben aber die Gasometerglocken eine ganz andere
+Innenfläche als 1 Quadratmeter, nämlich den tausendfachen Betrag oder
+noch mehr. Infolgedessen müssen diese Glocken ein gewaltiges Gewicht
+haben, um das Gas in die Verbraucherleitung mit einem solchen Druck
+pressen zu können, wie er für Brennzwecke erforderlich ist (6–12
+<span class="antiqua">cm</span> Wasserhöhe).</p>
+
+<figure class="figcenter illowe39" id="abb25">
+  <img class="w100" src="images/abb25.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 25. Gasometer im Durchschnitt.</figcaption>
+</figure>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe16" id="abb26">
+  <img class="w100" src="images/abb26.jpg" alt="Die drei verschiedenen Zonen einer Kerzenflamme, leuchtend und nichtleuchtend">
+  <figcaption class="caption">Abb. 26. Eine Kerzenflamme.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe34" id="abb27">
+  <img class="w100" src="images/abb27.jpg" alt="Die Flamme eines Schwalbenschwanzbrenners zum Vergleich">
+  <figcaption class="caption">Abb. 27. Alter Schwalbenschwanzbrenner für Leuchtgas.</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p>Die Anwendung des Leuchtgases hat eine außerordentlich interessante
+Geschichte. Zunächst brannte man es unmittelbar und offen als
+Lichtquelle und trieb so eine ungeheure Verschwendung, denn die
+Leuchtkraft einer einfachen Gasflamme ist recht gering, weil der
+Hauptbestandteil des Leuchtgases, der Wasserstoff, fast nichtleuchtend<span class="pagenum" id="Seite_91">[S. 91]</span>
+verbrennt. Denn das <em class="gesperrt">Leuchten</em> der Flamme kommt fast stets dadurch
+zustande, daß darin irgendwelche feine Staubteilchen — meistens
+sind es Kohlenteilchen — zur Glut erhitzt werden. Daher können nur
+solche Gase mit helleuchtender Flamme verbrennen, welche sich in der
+Hitze unter Rußbildung, also unter Abscheidung von Kohlenstäubchen,
+zersetzen. Solche Gase sind die sogenannten Kohlenwasserstoffe,
+also Verbindungen von Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie zerfallen
+in der Glühhitze ihrer eigenen Flamme in ihre beiden Elemente, von
+welchen der Wasserstoff mit sehr heißer, aber nichtleuchtender Flamme
+verbrennt, während die abgeschiedenen Rußteilchen zunächst durch das
+Wasserstoffgas vor dem Verbrennen geschützt werden; dies hindert
+aber nicht, daß sie durch die Hitze der Wasserstofflamme in hohe
+Glut versetzt werden und dadurch diese Flamme leuchtend machen. Dann
+aber kommen auch diese Teilchen am Rand der Flamme mit der Außenluft
+in Berührung und verbrennen dadurch zu Kohlensäuregas, werden also
+nichtleuchtend. Diese Vorgänge kann man in jeder leuchtenden Flamme,
+z.&#8239;B. in der Kerzenflamme (<a href="#abb26">Abb. 26</a>) und der Leuchtgasflamme alten
+Stils (<a href="#abb27">Abb. 27</a>) gut erkennen. Man sieht zunächst dem Docht bzw. der
+Gasausströmungsöffnung einen nichtleuchtenden Kern unverbrannten
+„<em class="gesperrt">kalten</em>“ (d. h. noch nicht glühenden) Gases. Dieser Kern
+ist umgeben von der leuchtenden Zone der abgeschiedenen, glühenden
+Kohleteilchen, und diese wieder ist von einer nichtleuchtenden, sehr
+heißen Zone der verbrennenden Rußteilchen umgeben. Es ist demnach
+klar, daß die Leuchtkraft einer Flamme davon abhängt,<span class="pagenum" id="Seite_92">[S. 92]</span> wieviel
+Kohlenstoffteilchen in ihr abgeschieden und zum Glühen gebracht werden.
+Diese Frage ist aber innig verknüpft mit dem Gehalt des Gases an
+„schweren“, d. i. kohlenstoffreichen Kohlenwasserstoffverbindungen.
+Sobald man sich darüber im klaren war, nämlich um die Mitte des
+19. Jahrhunderts, begann man die Leuchtkraft des Gases planmäßig
+zu erhöhen, indem man ihm „schwere“ Kohlenwasserstoffe beimengte.
+Solche sind z.&#8239;B. das Azetylengas und der Benzoldampf. Diesen Vorgang
+nannte man das <em class="gesperrt">Karburieren</em> des Leuchtgases (<span class="antiqua">carbo</span> =
+die Kohle). Die <a href="#abb28">Abbildungen 28</a> und <a href="#abb29">29</a> zeigen, wie man Wasserstoff
+darstellen und durch Überleiten über benzolgetränkte Watte karburieren
+kann. — Als nun seit dem letzten Viertel des 19. Jahrhunderts die
+elektrische Bogenlampe und die Kohlenfadenglühlampe dem Gaslicht
+energische Konkurrenz machten, bekamen es die Gastechniker mit der
+Angst zu tun und erfanden in der Not die <em class="gesperrt">Regenerativlampen</em>. Bei
+diesen wird die Leuchtkraft dadurch erheblich gesteigert, daß sowohl
+das Gas als die Verbrennungsluft vor ihrem Zusammentreffen durch die
+eigene Flammenhitze kräftig vorgewärmt werden.<span class="pagenum" id="Seite_93">[S. 93]</span> Aber gegenüber der
+bequemen, billigen und die Luft nicht verderbenden Glühlampe konnten
+auch die Siemensschen Regenerativbrenner nicht standhalten, und es
+schien fast, als ob der Gasbeleuchtung das Todesurteil gesprochen
+wäre. Der Gasverbrauch ging in allen Städten gewaltig zurück. Da
+machte ein genialer Chemiker, Auer von Welsbach in Wien, gerade
+rechtzeitig eine gewaltige Erfindung: das Gasglühlicht. Er holte
+sozusagen aus den leuchtenden Flammen das leuchtende Prinzip heraus,
+das glühende Kohlenstoffteilchen, fand es für seinen Zweck (Wärme
+in Licht umzuwandeln) ganz unzulänglich und ersetzte es daher durch
+eine viel wirksamere Substanz in einer viel wirksameren Anordnung:
+durch die seltenen Erdmetalloxyde in der Form des Glühstrumpfes.
+Seitdem, besonders auch seit der Erfindung des Hängeglühlichts, ist
+die Gasbeleuchtung unbestritten die billigste Beleuchtungsart der
+Gegenwart, mit welcher das elektrische Licht trotz Metallfadenlampen,
+trotz Halbwattlampen und Intensivflammenbogenlampen nicht mehr voll
+konkurrieren kann. Dies ergibt sich aus der folgenden Tabelle, welche
+wir dem Werkchen von H. <em class="gesperrt">Lux</em> „Das moderne Beleuchtungswesen“
+(Leipzig 1914) entnehmen:</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe16" id="abb28">
+  <img class="w100" src="images/abb28.jpg" alt="Verbrennung von reinem Wasserstoff">
+  <figcaption class="caption">Abb. 28. Aus Zinkblechschnitzeln und verdünnter
+  Salzsäure entwickelt sich Wasserstoff, der mit nichtleuchtender Flamme brennt.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe18" id="abb29">
+  <img class="w100" src="images/abb29.jpg" alt="Sättigen des Wasserstoffs mit
+  Benzoldampf">
+  <figcaption class="caption">Abb. 29. Das Wasserstoffgas wird mit Benzol karburiert
+  und leuchtet nun sehr hell beim Brennen.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe10" id="abb30">
+  <img class="w100" src="images/abb30.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 30. Normaler Auerbrenner (nach Lux).</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p class="center"><em class="gesperrt">Kosten einer Zimmerbeleuchtung von
+200-Kerzenstärken-Helligkeit.</em></p>
+
+<table class="zimmerbeleuchtung">
+  <tr>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Lampenart</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Zahl der<br>
+      erforderlichen<br>
+      Lampen</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="center">Betriebs-<br>
+      kosten für<br>
+      10 Stunden</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">Petroleum</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">10</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">1,75 M.</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left">Spiritusglühlicht</div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      <div class="center">&#8199;6</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">3,00 „&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left">Gasglühlicht:</div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td>
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left"><span class="mleft1">1. stehend</span></div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      <div class="center">&#8199;3</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">0,53 „&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left"><span class="mleft1">2. hängend</span></div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      <div class="center">&#8199;3</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">0,46 „&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left">Kohlenfadenglühlampe</div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      <div class="center">10</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">3,20 „&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="br">
+      <div class="left">Osramlampe</div>
+    </td>
+    <td class="br">
+      <div class="center">&#8199;5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1,17 „&#8199;</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_94">[S. 94]</span></p>
+
+<p>Dieser Sieg des Gases auf dem Gebiet des Beleuchtungswesens wurde noch
+verstärkt durch seine Verwendbarkeit für Kochzwecke. Fällt es doch in
+der Großstadt heutzutage keiner Frau mehr ein, Feuer auf dem Herd zu
+machen! Denn überall hat sich der außerordentlich bequeme, reinliche
+und billige <em class="gesperrt">Gasherd</em> eingebürgert.&#160;—</p>
+
+<figure class="figcenter illowe35" id="abb31">
+  <img class="w100" src="images/abb31.jpg" alt="Querschnitt durch den Brenner eines
+  Gasherds">
+  <figcaption class="caption">Abb. 31. Prinzip des Gasherds</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Bei der Herstellung des Gases entstehen auch <em class="gesperrt">flüssige</em>
+Nebenprodukte, nämlich <em class="gesperrt">Teer</em> und <em class="gesperrt">Gaswasser</em> und
+<em class="gesperrt">Koks</em>. Über die Mengenverhältnisse gibt folgende Tabelle
+Aufschluß:</p>
+
+<p>100 <span class="antiqua">kg</span> englische (Derbyshire-Silkstone-)Kohle liefern
+nach <em class="gesperrt">Fischer</em> (Chem. Technologie, Leipzig 1900) bei 800&#8239;°
+Destillationstemperatur:</p>
+
+<table class="kohle2">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Koks</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">65&#8194;</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center"><span class="antiqua">kg</span></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Teer</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">&#8199;7⅓</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Gaswasser</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">10&#8194;</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">„</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Leuchtgas</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">21&#8194;</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center"><span class="antiqua">cbm</span></div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Das wichtigste dieser Nebenprodukte ist der <em class="gesperrt">Teer</em>, von dem auf
+diese Weise in Europa jährlich etwa 40 Millionen Zentner gewonnen
+werden (davon in Deutschland 10, in England 20 Millionen). Er bildet
+eine tiefschwarze, glänzende Flüssigkeit von einer etwas dickflüssigen
+Beschaffenheit, der man wirklich nicht ansieht, welche ungeheuren Werte
+in ihr enthalten und aus ihr gewonnen werden. Um nur einige seiner
+wichtigsten Bestandteile anzuführen, seien genannt: <em class="gesperrt">Benzol</em>,
+<em class="gesperrt">Toluol</em>, <em class="gesperrt">Naphthalin</em>, <em class="gesperrt">Karbolsäure</em> (Phenol),
+<em class="gesperrt">Anthrazen</em>, <em class="gesperrt">Kreosole</em> (Karbolineum), <em class="gesperrt">Pyridin</em>; aber
+was bedeuten diese fremdklingenden Namen dem, der nicht Chemiker
+ist! Aber auch er wird aufhorchen, wenn ich ihm erzähle, daß fast
+alle die prachtvollen Farbstoffe, womit unsere Kleider und Stoffe
+und Papiere gefärbt sind, aus dem Teer gewonnen werden. Aber<span class="pagenum" id="Seite_95">[S. 95]</span> auch
+<em class="gesperrt">Schwerbenzin</em>, <em class="gesperrt">Pech</em>, <em class="gesperrt">Asphalt</em> und <em class="gesperrt">schwarzer
+Eisenlack</em> werden aus Bestandteilen des Teers gewonnen. Die
+Scheidekunst, mittels deren der Teer in seine wichtigsten Bestandteile
+zerlegt wird, ist im Grund ein sehr einfaches Verfahren, das uns schon
+aus der Spiritusindustrie bekannt ist: die <em class="gesperrt">Destillation</em>. Der
+Teer wird in riesigen eisernen Kesseln zum Kochen erhitzt, die Dämpfe
+werden in gekühlten Rohrschlangen verdichtet. So erhält man (nach
+<em class="gesperrt">Lunge</em>) hauptsächlich drei Destillate: den „<em class="gesperrt">Vorlauf</em>“
+(das, was aus der Kühlschlange zuerst abläuft, also am leichtesten
+verdampfbar ist), dann das „<em class="gesperrt">Leichtöl</em>“, und schließlich das
+„<em class="gesperrt">Schweröl</em>“. Was im Teerkessel zurückbleibt, ist <em class="gesperrt">Pech</em>
+und wird zu Asphalt und Eisenlack verarbeitet. Aus dem Vorlauf und
+Leichtöl gewinnt man durch wiederholte Destillation die Flüssigkeiten
+<em class="gesperrt">Benzol</em> und <em class="gesperrt">Toluol</em>, woraus viele der obengenannten
+Teerfarbstoffe hergestellt werden. Das Schweröl enthält dagegen mehr
+<em class="gesperrt">Naphthalin</em> und <em class="gesperrt">Kreosole</em>. Diese vier Stoffe sind die
+Muttersubstanzen nicht bloß für die Farbstoffindustrie, sondern auch
+für die Gewinnung zahlloser Arzneimittel, mit welchen Deutschland die
+ganze Welt versorgt hat. Außer den bekannten Desinfektionsmitteln
+<em class="gesperrt">Karbolsäure</em>, <em class="gesperrt">Lysol</em> und <em class="gesperrt">Salizylsäure</em> seien hier
+nur noch die technisch wichtigen Teerabkömmlinge <em class="gesperrt">Kumaronharz</em>
+und <em class="gesperrt">Solventnaphtha</em> erwähnt. Das Kumaronharz, ein Bestandteil
+des Teerpechs, ist zwar kein echtes Harz, hat aber so harzartige
+Eigenschaften, daß es jetzt während des Weltkrieges die in Deutschland
+knapp gewordenen Harzvorräte für die <em class="gesperrt">Seifensiederei</em> und
+<em class="gesperrt">Papierleimung</em> strecken hilft. Das Solventnaphtha ist eine
+benzolartige Flüssigkeit von bedeutender Lösungsfähigkeit für Harze,
+Fette und andere Stoffe (<span class="antiqua">solvere</span> = auflösen).</p>
+
+<p>Nicht so reich an verschiedenen Stoffen, wie der Teer, aber
+dennoch sehr wichtig und wertvoll ist das <em class="gesperrt">Gaswasser</em> der
+Steinkohlengasdestillation. Denn dieses Gaswasser enthält und
+liefert fast alles <em class="gesperrt">Ammoniak</em>, welches für die Industrie und
+Landwirtschaft von größter Wichtigkeit ist. Man destilliert zu diesem
+Zweck das Gaswasser mit Kalkbrei und erhält so das Ammoniak als Gas
+von dem bekannten stechend scharfen Geruch, wie er in Pferde- und
+Kuhställen herrscht, in welchen sich Ammoniak durch Zersetzung des
+Harns bildet. Das Ammoniakgas wird entweder durch Druck zu<span class="pagenum" id="Seite_96">[S. 96]</span> einer
+Flüssigkeit verdichtet oder in Wasser, welches es sehr begierig
+aufnimmt, gelöst. Es wird zur Herstellung zahlloser chemischer
+Präparate und wichtiger Sprengstoffe (Roburit usw.) benutzt. In
+der Landwirtschaft bildet das schwefelsaure Ammoniak eines der
+wirkungsvollsten Kunstdüngemittel, dessen Bedeutung von Jahr zu Jahr
+wächst.&#160;—</p>
+
+<p>Alle bisher genannten Nebenprodukte der Leuchtgasgewinnung bezogen
+sich auf beste <em class="gesperrt">Steinkohle</em> als Ausgangsstoff. Wendet man aber
+an ihrer Statt <em class="gesperrt">Braunkohle</em>, Torf oder Holz an, so erhält man
+wohl ebenfalls die Nebenprodukte Teer und Gaswasser, aber doch von
+wesentlich anderer Zusammensetzung. Namentlich in Sachsen wird eine
+besondere Braunkohle, die sogenannte Schwelkohle, auf Teer und Koks
+verarbeitet („geschwelt“). Das entwickelte Gas dient teils zum Heizen
+der Schwelretorten, teils zum Betrieb großer Gaskraftmaschinen. Das
+Gaswasser ist in der Regel wertlos. Aber um so wertvoller ist der
+geschwelte Teer, denn er ist die Muttersubstanz des <em class="gesperrt">Paraffins</em>
+und wertvoller „Mineral“öle, die als <em class="gesperrt">Schmieröle</em> für Maschinen,
+zum Teil auch als <em class="gesperrt">Leuchtöle</em> für Lampen („Solaröl“) und als
+<em class="gesperrt">Benzin</em> Verwendung finden. Man gewinnt sie aus dem Schwelteer
+durch Destillation unter vermindertem Luftdruck und durch Reinigen
+mittels konzentrierter Schwefelsäure. Diese zerstört nämlich alle
+Unreinigkeiten und verwandelt sie durch Wasserentziehung in Kohle,
+während sie das Paraffin, Schmieröl, Petroleum und Benzin ganz
+unverändert läßt. Nebenbei gesagt, kommt von diesem Verhalten der Name
+Paraffin: „<span class="antiqua">parum affinis</span>“ heißt im Lateinischen soviel wie
+„wenig geneigt zu (chemischen) Verbindungen“. Aus dem Paraffin werden
+dann die bekannten durchscheinenden Kerzen gegossen. Wer sieht ihnen
+an, daß sie einst einen Bestandteil der ordinären Braunkohle bildeten?
+— Die Öle, Solaröl und Benzin, sind etwas anders zusammengesetzt
+als die eigentlichen Petroleum- und Benzinarten, welche aus dem
+Rohpetroleum gewonnen werden; wegen ihrer Neigung zur Rußbildung eignen
+sie sich nicht so gut wie diese zum Brennen, wohl aber zu chemischen
+Zwecken als Auflösungsmittel für Harze und Fette.</p>
+
+<p>Was bei der Schwelerei der Braunkohle in den Retorten zurückbleibt,
+wird mit Wasser abgelöscht und bildet nun eine eigentümliche<span class="pagenum" id="Seite_97">[S. 97]</span> Art von
+Koks, den sogenannten „<em class="gesperrt">Grudekoks</em>“. Er ist zwar im Vergleich mit
+Steinkohlenkoks minderwertig, hat aber doch gegenüber der Braunkohle
+alle Vorteile des Koks, von welchen wir bald noch sprechen werden.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe29" id="abb32">
+  <img class="w100" src="images/abb32.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 32. Kohlenmeiler.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Wieder anders und eigenartig verläuft die Schwelerei, die trockene
+Destillation, beim <em class="gesperrt">Holz</em>. Sie wird hauptsächlich des
+Rückstandes, der wertvollen <em class="gesperrt">Holzkohle</em> wegen, vorgenommen, und
+jahrhundertelang hat man den Prozeß in der <em class="gesperrt">Meiler</em>verkohlung
+so roh betrieben, daß die flüssigen und gasförmigen Nebenprodukte
+überhaupt nicht aufgefangen wurden, sondern in die Luft verdampften.
+Mit dem Teer, der in der Braunkohlendestillation so wertvoll ist,
+weiß man in der Holzschwelerei auch heute noch nicht viel anzufangen;
+man verbrennt ihn, um ihn los zu werden. Anders ist es aber mit
+dem <em class="gesperrt">Gaswasser</em>. Es ist eine der wichtigsten Quellen für die
+<em class="gesperrt">Essig</em>gewinnung, denn es enthält, neben 1&#8239;% Methylalkohol
+(„Holzgeist“), etwa 10&#8239;% Essigsäure. Der Speiseessig besteht aus einer
+dreiprozentigen Lösung der Essigsäure. Man darf aber nun beileibe nicht
+glauben, daß man das Gaswasser der Holzschwelerei nur dreifach zu
+verdünnen brauchte, um es als Essig dem Salat zusetzen zu können. Das
+gäbe einen üblen Salat, denn dieses Gaswasser ist durch dunkelbraune,
+abscheulich stinkende Holzteerbestandteile verunreinigt und mit einem
+Geruch behaftet, den man so leicht nicht wieder vergessen wird, wenn
+man einmal nähere Bekanntschaft mit ihm gemacht hat. Aber der Chemiker
+weiß sich zu helfen. Umdestillieren würde nichts nützen, denn da
+würden neben Essigsäure und Wasser auch diese stinkenden Stoffe mit
+überdestillieren. Also muß man versuchen, sie auf eine andere Weise zu
+trennen. Man setzt Kalkbrei (die billigste Base) hinzu und verwandelt
+dadurch die Essigsäure in ihr festes Kalksalz, welches mäßiges Erhitzen
+verträgt und in ziemlich reinem Zustand zurückbleibt, wenn man die
+anderen Bestandteile abdestilliert. Diese Salzform der Essigsäure
+bietet auch den Vorteil, daß man sie durch Umkristallisieren<span class="pagenum" id="Seite_98">[S. 98]</span> (vgl.
+das 6. Kapitel!) reinigen kann. Um daraus wieder Essigsäure, und
+zwar in ganz reiner Beschaffenheit, zu erhalten, braucht man den
+essigsauren Kalk nur mit verdünnter Schwefelsäure zu destillieren.
+Die „Essigessenz“ des Handels wird häufig so dargestellt, ist also
+ein Produkt der Holzschwelerei. Ihr fehlen natürlich die aromatischen
+Stoffe, welche der „natürliche“ Essig enthält, den man durch saure
+Gärung alkoholischer Flüssigkeiten gewinnt. Solcher Essig ist aber
+teurer, und zwar nicht bloß wegen der teureren Ausgangsstoffe,
+sondern auch deshalb, weil Gärungsessig in der Regel nicht mehr als
+4–5&#8239;% Essigsäure enthält (ein höherer Gehalt wirkt lähmend auf den
+Erreger der Essiggärung). Wenn man also im Handel Essigessenz mit 30&#8239;%
+Essigsäure gekauft hat, so kann man sicher sein, daß sie aus Holz
+gemacht ist.</p>
+
+<hr class="tb">
+
+<p>Wir müssen nun unsere Aufmerksamkeit auch den Rückständen der
+Leuchtgasgewinnung schenken, dem <em class="gesperrt">Koks</em>. Koks und Steinkohle
+zeigen gegeneinander sehr wichtige Unterschiede. Beide sind ungemein
+wichtige Brennstoffe, beide in ihrer Art unersetzlich, von beiden
+kann keiner den anderen vertreten. <em class="gesperrt">Die Steinkohle brennt mit
+Flamme, der Koks glüht nur.</em> Aus diesem Grunde kann der Koks seine
+wirksamste Hitze nur unmittelbar da entwickeln, wo er liegt. Die
+Flammen der brennenden Steinkohle dagegen tragen ihre Hitze so weit,
+als sie reichen. Sie umspülen die Bratröhre und das Wasserschiff des
+Herdes, und sie tragen ihre Wärme auch zu denjenigen Kochstellen der
+Herdplatte, welche vom Rost weit entfernt sind. Ganz unentbehrlich sind
+die Steinkohlen wegen ihrer Flammenbildung für die großen Muffel- und
+Tiegelöfen der keramischen und der chemischen Industrie; denn diese
+Öfen heizen sehr große Räume mit Feuerungen, welche verhältnismäßig
+sehr klein sind. Dies ist also ein großer Vorteil der Steinkohlen vor
+dem Koks. Aber diesem Vorteil stehen bedeutende Nachteile gegenüber:
+Die Steinkohle <em class="gesperrt">erweicht</em> in der Wärme teigartig und bildet
+infolgedessen auf dem Rost dicke und große Klumpen. Diese breiigen
+Klumpen können natürlich nur an ihrer Außenseite brennen, weil das
+Innere für die Verbrennungsluft unzugänglich ist. Deshalb ist das
+Schüren großer Feuerungen mit Steinkohle nicht so ganz einfach und
+erfordert Übung und Sachkenntnis vom<span class="pagenum" id="Seite_99">[S. 99]</span> Heizer. Im Gegensatz zum Koks
+erzeugt die Steinkohle da, wo sie brennt, also auf dem Rost, zunächst
+am wenigsten Hitze, weil die verdampfenden Teerbestandteile einen
+großen Teil der Wärme zur Vergasung beanspruchen. Erst wenn die Kohle
+ihre flüchtigen Bestandteile verloren hat und ganz verkokt ist, gibt
+sie auch auf dem Rost eine große Hitze.</p>
+
+<figure class="figleft illowe28" id="abb33">
+  <img class="w100" src="images/abb33.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 33. Durchschnitt durch einen Koksvergaser.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Die Steinkohle neigt dazu, in der Hitze zu zerspringen; sie zerfällt
+in Blätter und Staub, welche der Verbrennungsluft den Durchgang
+erschweren und welche das Erweichen und Zusammenbacken zu großen
+Kuchen begünstigen. Man erzielt daher mit groben und staubfreien
+Steinkohlenbrocken viel bessere Ergebnisse als mit kleinstückiger Ware;
+Staub und Grus von Steinkohle ist überhaupt wertlos, weil er in der
+Hitze sofort zu unverbrennlichen Kuchen zusammenbackt. Aber auch grobe
+Stücke können nur auf flachen Herden mit weit getrennten Roststäben
+verbrannt werden, nicht aber in Füllöfen. Beschickt man einen Füllofen
+mit Steinkohle, so geht das Feuer nach einiger Zeit ganz aus, weil sich
+der enge Schacht des Füllofens durch einen teerigen Kuchen verstopft,
+der keine Verbrennungsluft hindurchläßt. Für solche Ofenarten
+ist das beste Brennmaterial <em class="gesperrt">Koks</em>. Infolge seiner lockeren
+Beschaffenheit, und weil er alle teerigen Bestandteile bereits verloren
+hat, gestattet er der Luft ungehinderten Durchgang und brennt daher
+am besten in dicker, hoher Aufschüttung, wie z.&#8239;B. in den bekannten
+Füllöfen für Zimmerheizung. Auf flachen Herden Koks zu schüren, ist
+nicht ratsam, weil dieses Brennmaterial bei guten Zugverhältnissen
+unmittelbar auf dem Rost eine so gewaltige Hitze liefert, daß der
+Schlackenrückstand mit den Roststäben verschmilzt. Der Rost wird
+dadurch sehr schnell unbrauchbar. Aus diesem Grund ist es unmöglich,
+große technische Ofenanlagen, welche für Steinkohlen eingerichtet
+sind, mit Koks zu heizen. Nun sprechen aber viele Umstände dagegen,
+die Steinkohle als solche zum Heizen zu verwenden. Denn wir haben oben
+gesehen, welch ungeheure Mengen wertvoller Stoffe da mitverbrannt
+werden, die wir als Farben, Arzneimittel und Rohstoffe der chemischen
+Industrie wirklich nützlicher anwenden können. Dazu kommt der Umstand,
+daß wir mit unseren Kohlen keine Verschwendung treiben dürfen, weil die
+Kohlenlager der Erde recht deutlich ihrer Erschöpfung entgegengehen.
+Denn selbst wenn<span class="pagenum" id="Seite_100">[S. 100]</span> unsere Industrie nicht von Jahr zu Jahr mehr Kohlen
+verbrauchte, so würden doch die deutschen Kohlen in 700–800 Jahren
+(die sächsischen schon in 100), die englischen in 600–700 Jahren
+zu Ende gehen. Also handelt es sich für uns darum, die vorhandenen
+Kohlenmengen so wirtschaftlich als möglich auszunützen. Dies geschieht
+erfahrungsgemäß am besten dadurch, daß man sie in Gas, Teer und Koks
+zerlegt und auch den Koks zum Teil wieder in Gasform umwandelt. Denn
+Gas ist und bleibt der idealste aller Brennstoffe, weil er rauch-, ruß-
+und aschenfrei verbrannt werden kann. Die Zerlegung der Kohle in Gas,
+Teerprodukte und Koks ist also schon eine Art Veredlungsprozeß, der
+durch die Vergasung des Koks vollends beendet wird. Diese Vergasung
+des Koks erfolgt in den sogenannten <em class="gesperrt">Generatoren</em> dadurch, daß
+man einen Turm voll Koks am unteren Ende entzündet und nun von unten
+nach oben Luft durchbläst, während gleichzeitig von oben Wasser auf
+den Koks tropft. Am oberen Ende entweicht dann aus dem Turm ein Strom
+brennbaren Gases. Dieses Gas, Generatorgas genannt, besteht allerdings
+zum Teil aus dem unverbrennlichen und daher wertlosen Stickstoff der
+eingeblasenen Luft; außerdem enthält es aber die brennbaren Gase
+<em class="gesperrt">Wasserstoff</em> und <em class="gesperrt">Kohlenoxyd</em>. Die chemischen Vorgänge,
+welche dabei stattfinden, sind folgende: Zunächst bildet sich über dem
+Rost (<a href="#abb33">Abb. 33</a>), da, wo die Gebläseluft auf den glühenden Koks einwirkt,
+das wertlose Kohlensäuregas als Verbrennungsprodukt der Kohle. Dieses
+Kohlensäuregas besteht aus einer Verbindung von einem Atom Kohlenstoff
+mit zwei Atomen Sauerstoff. Sobald aber etwa die untere Hälfte des
+Generatorinhalts in Glut geraten ist, muß das gebildete Kohlensäuregas
+über glühenden Koks streichen. Dabei nimmt es noch ein Atom Kohlenstoff
+auf und<span class="pagenum" id="Seite_101">[S. 101]</span> verwandelt sich in brennbares Kohlenoxydgas. In der untersten
+Zone, dicht über dem Rost, wo helle Weißglut herrscht, findet außer
+der Bildung des Kohlensäuregases noch ein zweiter Vorgang statt,
+nämlich die Zerlegung des von oben zugeführten Wassers durch die
+glühende Kohle in Wasserstoffgas und Kohlenoxyd. Denn der Sauerstoff
+des Wassers verbindet sich mit der glühenden Kohle zu Kohlenoxyd.
+Die Zerlegung des Wassers ist ein <em class="gesperrt">endothermischer</em> Vorgang,
+also ein Prozeß, bei welchem Wärme verbraucht wird. Bläst man z.&#8239;B.
+Wasserdampf über glühenden Koks, so verschwindet die Glut sehr schnell,
+und die Kohlen werden schwarz. Das dabei entstehende Gasgemisch von
+Wasserstoff und Kohlenoxyd wäre von höchstem Brennwert, weil es gar
+keine unverbrennlichen Bestandteile (Luftstickstoff) enthält; aber
+da sich bei seiner Bildung die Glut schnell abkühlt, kann man dieses
+reine „Wassergas“ technisch leider nur portionenweise und in geringen
+Mengen gewinnen. Dann muß man den Wasserdampfstrom abstellen und Luft
+einblasen, um die erkaltenden Kohlen wieder in Weißglut zu bringen,
+bevor man von neuem Wasserdampf darauf wirken läßt. Bei unserem oben
+beschriebenen Generator für „Mischgas“ ist dies aber nicht notwendig,
+weil die weißglühenden Kohlen nicht mit Wasser allein, sondern zugleich
+mit Luft in Berührung kommen. Da muß nur die Wasserzuführung so
+geregelt und eingestellt werden, daß durch die Zerlegung des Wassers
+nicht ganz so viel Wärme verbraucht wird, als durch die Einwirkung der
+Luft auf den Koks gebildet wird.</p>
+
+<p>So erhält man aus einem Kilogramm gewöhnlichem Koks 1,13 Kubikmeter
+Wassergas und 3,13 Kubikmeter Generatorgas, welche zusammen (als
+Mischgas) 84&#8239;% der Verbrennungswärme des Koks in sich tragen. 16&#8239;% der
+Heizkraft des Koks gehen also bei seiner Vergasung verloren. Dieser
+Verlust ist aber praktisch deshalb bedeutungslos, weil beim direkten
+Verfeuern von Koks in den Öfen meistens viel mehr als 16&#8239;% von seinem
+Brennwert verloren gehen, während Gasfeuerungen mit außerordentlicher
+Sparsamkeit und fast ohne alle Verluste arbeiten. Rechnet man dazu
+noch die anderen, wiederholt genannten Vorteile der Gasfeuerungen,
+so versteht man leicht die immer ausgebreitetere Verwendung von
+Vergasungsapparaten in der Technik. Auch muß man bedenken, daß 1
+Kilogramm guter Kohle gegen 0,3 Kubikmeter Leuchtgas liefert<span class="pagenum" id="Seite_102">[S. 102]</span> und
+sich durch den Wert dieses Gases und der Teerprodukte allein schon
+besser bezahlt macht, als wenn man es direkt verfeuert. Die Verkokung
+der Kohle und die Vergasung des Koks bilden also zusammen einen
+Veredelungsprozeß, der für unsere Zukunft von der größten Bedeutung
+sein wird. Hat man doch schon allen Ernstes daran gedacht, die Kohlen
+in Zukunft gleich an den Gruben so zu vergasen und, statt die Kohlen
+auf Eisenbahnzügen durch das Land zu schicken, gewaltige Gasleitungen
+für Kraft- und Leuchtgas zu erbauen und die Städte von den Kohlengruben
+aus mit Gas zu versorgen. Denn die Transportkosten verteuern die
+Kohlen durchschnittlich so, daß sie im Lande mehr als doppelt so viel
+kosten als an der Förderstelle. Deutschland verbraucht <em class="gesperrt">täglich</em>
+für etwa 2¼ Millionen Mark Kohlen, welche an den Gruben, unmittelbar
+nach ihrer Förderung, erst etwa 1 Million Mark kosten. Aber zurzeit
+wogt noch ein unentschiedener Streit zwischen den Fachleuten, ob
+derartige riesengroße Vergasungsanlagen nebst den dazu gehörigen
+Leitungen nicht durch ihre Amortisation die Kosten des Gases um soviel
+verteuern, daß der Unternehmer gegenüber der direkten Verfeuerung
+keinen wesentlichen Gewinn hätte. Aber selbst in diesem Falle würde die
+Zentralisation der Vergasung doch den Vorteil bieten, daß mit unseren
+Kohlenvorräten sparsamer umgegangen würde. Denn gegenwärtig gehen noch
+unverantwortlich große Brennstoffmengen als Rauch und Ruß in die Luft.</p>
+
+<p>Die gasförmige Gestalt eines Brennstoffes hat noch einen anderen
+Vorzug: man kann damit Explosionsmotoren treiben. Wir haben schon
+früher auf die Bedeutung der <em class="gesperrt">Hochofengichtgase</em> hingewiesen,
+welche so lange unbenutzt in die Luft entwichen sind und jetzt zum
+Betrieb von Riesengasmotoren dienen. Die Erfindung dieser Motoren
+für Gasmischungen von sehr geringem Brennwert gründet sich auf den
+Gedanken, daß sich der Brennwert solcher Mischungen unter Druck, also
+in verdichtetem Zustand, erhöht. Man kann z.&#8239;B. zeigen, daß eine sehr
+luftreiche Mischung von Leuchtgas und Luft, welche im gewöhnlichen
+(nicht zusammengepreßten) Zustande nicht mehr explosiv ist, beim
+Zusammenpressen auf ⅓ oder ¼ ihres Raumes die Fähigkeit erlangt,
+beim Anzünden heftig zu explodieren. Die weitere Entwicklung dieser
+Riesengasmotoren wird vielleicht auf die Lösung eines anderen Problems
+Einfluß gewinnen,<span class="pagenum" id="Seite_103">[S. 103]</span> welche zur Streckung unserer Kohlenvorräte beitragen
+könnte: die Ausnützung des <em class="gesperrt">Torfs</em> unserer Moore.</p>
+
+<div class="section">
+
+<h3 id="Erdoel">2. Das Erdöl.</h3>
+
+</div>
+
+<p>Im Mittelalter wurden als Brennstoffe allein Holz und Holzkohlen
+benutzt; um die Mitte des 18. Jahrhunderts fing man an, die Steinkohlen
+zu benutzen; aber erst tief im 19. Jahrhundert wurde man auf das
+Erdöl aufmerksam. Noch 1843 kostete in <em class="gesperrt">Pittsburg</em> der Liter
+Erdöl 1 Mark, und erst in den Jahren 1859–61 wurden dort so viele
+Ölbrunnen erbohrt, daß die Produktion in Pennsylvanien allein auf 2
+Millionen Fässer anschwoll, so daß das Faß zu 160 Liter Inhalt an
+Ort und Stelle nur noch 10 Cents kostete! Freilich hatte man schon
+vorher, um 1850 herum, in Deutschland und Österreich viel Lampenöl
+durch Braunkohlen- und Teerschwelerei gewonnen und hatte bereits
+geeignete Lampen erfunden, um diese Öle darin zu brennen: es waren die
+Schnittbrennerlampen, die man noch heute in ländlichen Haushaltungen
+antrifft, die Vorläufer unserer modernen (und doch schon wieder
+unmodernen) Petroleumlampen. Jetzt beträgt die gesamte Erdölgewinnung
+in den Vereinigten Staaten etwa 170 Millionen Zentner, im Kaukasus 140
+Millionen, in Galizien 4 Millionen, in Rumänien 2 Millionen Zentner
+jährlich.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe25" id="abb34">
+  <img class="w100" src="images/abb34.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 34. Alte Schnittbrennerlampe im Durchschnitt.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Die Erdölquellen haben die Eigentümlichkeit, nach einiger Zeit (z.&#8239;B.
+3 Jahren) zu versiegen. Jedoch haben einige von ihnen trotzdem einen
+ungeheuren Ertrag gegeben. So lieferte die Mammutquelle von Baku
+anfangs pro Stunde nicht weniger als 100&#8239;000 Zentner Röhöl,<span class="pagenum" id="Seite_104">[S. 104]</span> welches in
+einem über 60 Meter hohen Strahl aus dem Bohrloch sprang.</p>
+
+<p>Die Frage, wie so ungeheure Mengen Erdöl entstanden sein können,
+wird verschieden beantwortet. Die größte Wahrscheinlichkeit hat die
+Theorie von <em class="gesperrt">Müller</em> und <em class="gesperrt">Engler</em>, welche im Rohpetroleum das
+umgewandelte <em class="gesperrt">Fett</em> von Fischen, Schnecken und Muscheln erblickt.
+Denn nicht bloß ist es Engler gelungen, durch Erhitzen von Fischtran
+unter hohem Druck Rohpetroleum künstlich darzustellen, sondern es wurde
+auch beobachtet, daß die Petroleumquellen stets versteinerte Reste von
+solchen Meerestieren und salzhaltiges Wasser auswerfen.</p>
+
+<p>Das rohe Erdöl bildet eine dunkelbraune oder schwarze, etwas dickliche
+Flüssigkeit, für die man lange Zeit keine andere Verwendung hatte,
+als daß man damit durch Einreiben des Haarbodens die Läuse vertrieb.
+Als Lampenöl war es nicht bloß durch seine schmierige Beschaffenheit,
+sondern auch wegen seiner Feuergefährlichkeit unbrauchbar; Rohöl brennt
+in den Lampen flackernd und rußend, verschlackt den Docht sehr schnell
+und gibt zu häufigen und sehr gefährlichen Explosionen Anlaß. Ein
+schlechteres Füllungsmittel für Petroleumlampen könnte kaum künstlich
+zusammengestellt werden. Trotzdem ist gerade dieses rohe Erdöl seit
+einiger Zeit einer der allerwichtigsten Brennstoffe geworden: man
+betreibt damit die riesigen Explosionsmotoren der Kriegsschiffe.
+Das Öl wird in Gestalt eines feinen Nebels, mit Luft vermischt, im
+Zylinder zur Explosion gebracht, wodurch der Kolben herausgetrieben
+und das Schwungrad in Umdrehung versetzt wird. Allein, diese
+Anwendung des Rohöls ist doch eine rechte Vergeudung, vergleichbar
+dem Verheizen der Steinkohle. Denn wie aus dieser, so lassen sich
+auch aus dem Rohöl durch Destillation eine Menge der wichtigsten
+Stoffe gewinnen: <em class="gesperrt">Petroleumäther</em>, <em class="gesperrt">Gasolin</em>, <em class="gesperrt">Benzin</em>,
+<em class="gesperrt">Lampenpetroleum</em>, <em class="gesperrt">Ligroin</em>, <em class="gesperrt">Schmieröl</em>,
+<em class="gesperrt">Vaseline</em>, <em class="gesperrt">Paraffin</em>. Alle diese Stoffe bestehen nur
+aus Kohlenstoff und Wasserstoff, unterscheiden sich aber durch ihre
+Siedepunkte in der Weise, daß Petroleumäther am leichtesten siedet
+(zwischen 40&#8239;° und 70&#8239;°), und daß der Siedepunkt in der angegebenen
+Reihenfolge immer höher steigt. Schon vom Lampenpetroleum ab muß die
+Destillation unter vermindertem Druck, also unter der Luftpumpe,
+vorgenommen werden, weil bei<span class="pagenum" id="Seite_105">[S. 105]</span> gewöhnlichem Druck Zersetzung eintritt.
+Wenn man Lampenpetroleum in einer gewöhnlichen Retorte mit Vorlage
+destillieren würde, wie wir es früher mit der Salpetersäure machten
+(<a href="#abb10">Abb. 10</a>), so würden wir aus einem Liter Lampenpetroleum vielleicht
+¾ Liter Destillat erhalten; der Rest würde sich zu einem Gemisch
+brennbarer Gase zersetzen. Pumpt man aber während der Destillation
+die Luft aus der Retorte und Vorlage, so wird die Ausbeute bedeutend
+größer. In noch höherem Grade gilt dies für die Destillation der feinen
+Maschinenöle, welche daher seit einiger Zeit unter der amerikanischen
+Bezeichnung „<span class="antiqua">Vacuum-Oil</span>“ in den Handel kommen.</p>
+
+<p>Die Reinigung oder „Raffinierung“ des Rohpetroleums geschieht jedoch
+nicht bloß durch Destillation, sondern außerdem noch durch eine
+chemische Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, mit Wasser,
+Soda und Natronlauge. Schüttelt man nämlich Rohöl andauernd mit
+konzentrierter, noch besser mit rauchender Schwefelsäure, so wird es
+allmählich wasserhell, während sich die Säure schwarz färbt. Dabei
+werden alle braunen Farbstoffe des Rohöls durch die Säure in harzige
+Massen verwandelt, welche dann ausgewaschen werden. Man macht diese
+Reinigung jedoch erst mit den Destillaten, um nicht zuviel Säure zu
+verbrauchen. Schließlich entfernt man den Säureüberschuß aus dem Öl
+durch Schütteln mit Natronlauge und diese durch Nachbehandlung mit
+Wasser. Immerhin können von dieser Reinigung Spuren der Säure im
+Petroleum und sogar im Maschinenöl verbleiben und bewirken, daß die
+damit geölten Maschinenteile später rosten. Mit <em class="gesperrt">Petroleum</em>
+geputztes Eisen rostet aus diesem Grund ganz bestimmt nach kurzer
+Zeit. Man muß daher das Petroleum von blanken Eisenteilen stets wieder
+durch Benzin abwaschen, bevor man als endgültigen Rostschutz feines,
+säurefreies Vakuumöl anwendet.</p>
+
+<p>Im allgemeinen kann man rechnen, daß man aus dem Rohöl etwa 5–7&#8239;%
+Gasolin und Benzin und etwa 40&#8239;% Lampenpetroleum gewinnt. Der Rest
+besteht aus den schweren, paraffinhaltigen Schmierölen und aus Asphalt.</p>
+
+<p>Das <em class="gesperrt">Benzin</em> benützt man bekanntlich als Betriebsstoff für
+Automobile, in zweiter Linie zum Auflösen von Fetten und Ölen in der
+chemischen Industrie und in der chemischen Wäscherei. Man könnte, wenn
+es nicht zu teuer wäre, auch die <em class="gesperrt">Hände</em> mit Benzin<span class="pagenum" id="Seite_106">[S. 106]</span> sehr sauber
+waschen; der Schmutz wird nämlich in der Wäsche und an den Händen
+hauptsächlich durch <em class="gesperrt">Fett</em> festgehalten und fällt wie Staub ab,
+sobald man das Fett durch Benzin auflöst.</p>
+
+<p>Das <em class="gesperrt">Gasolin</em> dient, wie sein Name andeutet, zur Erzeugung von
+Gas. Wenn man nämlich in eine leere Flasche ein wenig Gasolin bringt
+und dann die Flasche schüttelt, so entsteht nicht, wie man erwarten
+sollte, eine <em class="gesperrt">explosive</em> Mischung von Luft und Gasolindampf,
+sondern man kann das Gemisch ohne Sorge anzünden: es brennt ruhig,
+ohne zu explodieren, mit leuchtender Flamme, wie Gas. Dies hat
+seinen Grund darin, daß die Luft viel mehr Gasolindampf in sich
+aufnimmt, als sie durch ihren geringen Sauerstoffgehalt verbrennen
+kann. Das Gemisch verhält sich also beim Anzünden so, als ob es bloß
+Gasolindampf wäre. Die Luft spielt dabei nur die Rolle eines Trägers,
+eines Mittels, das das Gasolin zum Verdampfen zwingt. Die <a href="#abb35">Abb. 35</a>
+verdeutlicht uns das Prinzip, auf welchem die <em class="gesperrt">Gasolingas</em>-
+oder <em class="gesperrt">Leuchtgas</em>-Apparate beruhen: ein Gefäß A ist zur Hälfte
+mit Gasolin gefüllt. Durch das Rohr a, welches bis auf den Boden des
+Gefäßes reicht, wird ein Luftstrom eingeblasen, der sich beim Durchgang
+durch das Gasolin ganz mit dem Dampf dieser Flüssigkeit sättigt. Er
+verläßt das Gefäß durch das Rohr b und kann am oberen Ende dieses
+Rohrs angezündet werden. Gasolingas ist nicht wesentlich teurer als
+Leuchtgas, hat aber den Vorzug, nicht giftig zu sein. Es eignet sich
+sehr gut zur Beleuchtung und als Kochgas für einzelne Villen usw.,
+welche keinen Anschluß an Leuchtgas bekommen können.&#160;—</p>
+
+<figure class="figleft illowe30" id="abb35">
+  <img class="w100" src="images/abb35.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 35. Ein einfacher Gaserzeugungsapparat (mit
+  Gasolinfüllung).</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Wichtige Dinge sind über das <em class="gesperrt">Petroleum</em> als Beleuchtungsmittel<span class="pagenum" id="Seite_107">[S. 107]</span>
+zu sagen. Petroleum, Benzin, Spiritus sind bekannt als brennbare und
+daher feuergefährliche Flüssigkeiten; aber brennbar und brennbar ist
+doch zweierlei, und es ist kein kleiner Triumph der Technik und der
+Gesetzgebung, daß sie dem Petroleum die Eigenschaft der Brennbarkeit
+belassen und ihm die der Feuergefährlichkeit in hohem Grade benommen
+haben. Dies ist eine Sache, die sich ganz gut mit Alfred <em class="gesperrt">Nobels</em>
+Tat vergleichen läßt, der dem Nitroglyzerin durch die Erfindung des
+Dynamits seine Gefährlichkeit nahm, ohne seine Sprengkraft wesentlich
+einzuschränken. Mit dem Petroleum verhält es sich aber so: wenn man
+eine Kaffeetasse mit Petroleum füllt und ein brennendes Zündholz
+hineintaucht, so geht das Zündholz aus. Nimmt man aber Rohpetroleum
+oder Benzin oder guten Spiritus statt des Petroleums, so geht das
+Zündholz nicht aus, und der ganze Tasseninhalt brennt lichterloh.
+Die Ursache ist, daß diese verschiedenen Flüssigkeiten durch die
+Hitze recht verschieden schnell verdampft werden. Wenn nämlich eine
+Flüssigkeit brennen soll, muß immer zuerst die Dampfschicht entzündet
+werden, welche über der Flüssigkeit lagert. Flüssigkeiten, auf welchen
+bei gewöhnlicher Temperatur keine merkliche Dampfschicht lagert, können
+sich daher auch nicht entzünden, wenn man ein brennendes Zündholz
+in sie taucht. So ist es mit dem Lampenpetroleum. Dagegen verdampft
+Benzin schon bei gewöhnlicher Temperatur so stark, daß es stets mit
+einer Schicht brennbarer Dämpfe überlagert ist. Ein angenähertes
+Zündholz bringt diese Dämpfe, und mit ihnen die Flüssigkeit, sofort
+zum Brennen. Dasselbe tritt mit Mischungen von Petroleum und Benzin
+ein. Rohpetroleum ist eine solche Mischung. Aus dem Lampenpetroleum
+dagegen sind durch Destillation alle diejenigen Kohlenwasserstoffe
+entfernt, welche bei gewöhnlicher Temperatur brennbare Dämpfe bilden.
+Erhitzt man aber Lampenpetroleum auf, ich glaube 28&#8239;°, so entwickeln
+sich solche Dämpfe, und das Petroleum entzündet sich nun sofort auf
+der ganzen Fläche, wenn man ihm ein brennendes Zündholz nähert. Diese
+Dinge sind von großer Wichtigkeit für die Entscheidung der Frage, ob
+Petroleumlampen feuergefährlich sind. Solange das Petroleum nicht die
+Temperatur des „Entflammungspunktes“ (28&#8239;°) erreicht, kann das Feuer
+auch nicht vom Docht aus auf die Füllung des Behälters überspringen;
+die Lampe kann nicht explodieren,<span class="pagenum" id="Seite_108">[S. 108]</span> weil über dem Petroleum keine
+entzündliche Dampfschicht lagert. Der Entflammungspunkt ist nun in
+Deutschland gesetzlich so hoch gelegt, daß sich das Petroleum in
+richtig gebauten Lampen niemals bis zu ihm erwärmen kann. Wenn trotzdem
+noch manchmal Petroleumlampenexplosionen vorkommen, so sind daran
+ungünstige Nebenumstände schuld. Z.&#8239;B. pflegen die Mechaniker, wenn
+sie Fahrradteile mit Petroleum geputzt haben, das Petroleum mit Benzin
+abzuspülen. Solches benzinhaltiges Petroleum wird dann manchmal aus
+Sparsamkeitsgründen noch in die Lampe gefüllt. Dies ist außerordentlich
+gefährlich und sollte unter keinen Umständen geduldet werden. Auch
+sollte man niemals Petroleumlampen auf den Ofen stellen.</p>
+
+<p>Unsere besondere Aufmerksamkeit verdient im Zusammenhang mit dem
+soeben Gesagten die Wirkung des <em class="gesperrt">Lampendochts</em>. Diese Wirkung,
+das Aufsaugen des Petroleums, ist eine physikalische Erscheinung,
+welche zu den Haarröhrchenwirkungen gehört und auf den Gesetzen
+der Oberflächenspannung beruht. Wir haben diese an anderer Stelle
+ausführlich besprochen. Aber am Docht gibt es auch außerdem noch
+manches Merkwürdige. Ein neu eingezogener Docht kann länger als eine
+Stunde gebrannt werden, ohne daß er oben schwarz wird. Warum verkohlt
+er nicht? — Warum verkohlt er später? — Diese beiden Tatsachen
+scheinen einander zu widersprechen. Außerdem müssen wir uns auch
+darüber wundern, daß das Petroleum am Docht sofort durch ein Zündholz
+entflammt wird, während dasselbe Zündholz in einer Tasse voll Petroleum
+sich auslöscht.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe27" id="abb36">
+  <img class="w100" src="images/abb36.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 36. Zur Erklärung der Saugwirkung des Dochtes. In
+  den drei Glasröhren 1, 2, 3 steigt das Wasser um so höher, je enger sie sind.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figcenter illowe40" id="abb37">
+  <img class="w100" src="images/abb37.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 37. Ein Sandhäufchen inmitten eines Tellers voll
+  Petroleum brennt mit hoher Flamme.</figcaption>
+</figure>
+
+<p>Zunächst wollen wir uns durch einen einfachen Versuch überzeugen,
+daß es gar nicht der Docht ist, welcher in der Lampe brennt, sondern
+allein das Petroleum in den Poren des Dochtes. Wir schütten zu diesem
+Zweck auf einen Teller ein Häufchen Sand,<span class="pagenum" id="Seite_109">[S. 109]</span> gießen rings um dasselbe
+in den Teller eine Schicht Petroleum, und zünden nun das Sandhäufchen
+an. So unglaublich das klingt, es geht: der Sand brennt ruhig, mit
+großer, schwelender Flamme. Natürlich brennt hier in Wirklichkeit der
+Sand so wenig, wie dort der Docht in der Petroleumlampe, sondern es
+ist allein das Petroleum, welches in beiden Fällen brennt. Der Docht
+braucht also gar nicht aus einem brennbaren Stoff zu sein, es ist
+sozusagen reiner Zufall, daß die Baumwolle neben der Saugkraft, die sie
+zum Docht geeignet macht, auch noch die Eigenschaft der Brennbarkeit
+hat. Es ist also nicht so, als ob das Petroleum nur deshalb am Docht
+leichter brennte, weil der Docht gleichsam ein bißchen mitbrennt. Der
+Docht brennt nicht mit, sondern das Petroleum brennt ganz allein,
+dasselbe Petroleum, in welchem ein eingetauchtes Zündholz verlischt,
+ohne es zum Brennen zu bringen. Dieser scheinbare Widerspruch klärt
+sich durch folgende Betrachtung auf: jeder Stoff, der ganz dicht an
+eine Flamme gehalten wird, wird durch die <em class="gesperrt">strahlende</em> Wärme
+dieser Flamme erhitzt. Dieses Erhitzen erfolgt besonders leicht,
+wenn man den betreffenden Stoff auf eine Unterlage aufstreicht, von
+welcher die Wärme zurückgestrahlt wird. Der Stoff befindet sich dann
+zwischen der Unterlage und der Flamme im Kreuzfeuer der Wärmestrahlen.
+Dies ist die Lage des Petroleums am oberen Dochtende einer brennenden
+Lampe: der Docht ist die Unterlage, welche von der Flamme durch
+eine ganz dünne Schicht Petroleum getrennt ist. Deshalb erhitzt die
+strahlende Wärme diese dünne Ölschicht fast augenblicklich auf den
+Entflammungspunkt,<span class="pagenum" id="Seite_110">[S. 110]</span> so daß fortwährend brennbare Dämpfe da sind.
+Das verdampfende Petroleum hält dabei den Docht so kühl, daß er gar
+nicht selbst zum Brennen kommen kann. Wie wenig der Docht erwärmt
+wird, kann man durch zwei sehr verblüffende Versuche beweisen: wenn
+man nämlich statt des Sandhäufchens ein gleiches aus Magnesiumpulver
+errichtet, welches bekanntlich sehr leicht und heftig brennt, so kann
+man diesen Magnesiumdocht ebenso anzünden, und das Petroleum brennt
+darauf ebenso wie auf Sand, ohne daß auch nur eine Spur des Magnesiums
+verbrennt. Noch auffälliger ist es aber, daß man auch trockene
+Schießbaumwolle, diesen gefährlichen Explosivstoff, ohne alle Gefahr
+als Docht für Petroleum verwenden kann. Man fragt sich angesichts
+dieser Tatsachen, wie es nur möglich ist, daß die Dochte schließlich,
+bei längerem Gebrauch, am oberen Ende doch verkohlen. Dies erklärt
+sich aber leicht aus folgender Überlegung: Das obere Dochtende ist die
+Verdampfungsstelle für eine große Menge Erdöl; obgleich dieses Erdöl
+im Handel in sehr reiner Beschaffenheit vorkommt, hinterläßt es beim
+Verdampfen doch geringe Rückstände, zumal da es sich ja beim Erhitzen
+unter gewöhnlichem Druck etwas zersetzt. Diese harzigen oder teerigen
+Rückstände verstopfen die Poren des Dochts und bewirken dadurch eine
+Verminderung der Kühlung, weil aus den verstopften Teilen weniger
+Öl verdampft. So kommt es, daß diese Teile durch die Flamme stärker
+erhitzt und verkohlt werden.&#160;—</p>
+
+<p>Mit dieser etwas altväterisch scheinenden Untersuchung des Dochtes
+wollen wir unsere Betrachtung über das Erdöl schließen. Wir wollen auch
+im Scheine der elektrischen und Gasglühlichtlampen nicht vergessen,
+daß die gewaltigen Produktions- und Exportziffern der Erdölindustrie
+deutlich genug beweisen, daß die Stunde der Petroleumlampe noch nicht
+geschlagen hat.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_111">[S. 111]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="10_Fette_OEle_Seifen_und_Kitte">10. Fette, Öle, Seifen und
+Kitte.</h2>
+
+</div>
+
+<p>Nun, haben wir nicht soeben von Fetten und Ölen gesprochen? Ist etwa
+Schmieröl kein Öl, ist Vaseline kein Fett? — So könnte man beim
+Lesen der Überschrift dieses Abschnittes erstaunt fragen. Nach dem
+Sprachgebrauch besteht allerdings kein Gattungsunterschied zwischen den
+soeben behandelten „mineralischen“ Ölen und den Fetten und Ölen des
+Pflanzen- und Tierreichs, von welchen wir jetzt reden wollen. Aber die
+chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften beider Gruppen sind
+doch recht verschieden.</p>
+
+<p>Die aus der Erde stammenden „Mineral“öle zeichnen sich, wie wir gesehen
+haben, durch eine außerordentliche Widerstandskraft gegen chemische
+Mittel, namentlich gegen Schwefelsäure (sogar rauchende!), Natronlauge
+und Soda aus. Deshalb nennt der Chemiker die sämtlichen Bestandteile
+des Rohpetroleums „Paraffine“, was auf deutsch soviel heißt wie „Stoffe
+mit geringer Neigung zu chemischer Umsetzung“. Die pflanzlichen und
+tierischen — sagen wir kurz: die <em class="gesperrt">organischen</em> — Fette und
+Öle werden dagegen durch Säuren, durch Laugen, durch überhitzten
+Wasserdampf, durch gärungsartige Vorgänge usw. recht leicht in zwei
+Hauptbestandteile gespalten: in <em class="gesperrt">Glyzerin</em> einerseits und in
+eine sogenannte <em class="gesperrt">Fettsäure</em> andrerseits. Das Glyzerin ist der
+nie fehlende und durch nichts anderes vertretbare eine Bestandteil
+aller organischen Fette und Öle, so verschieden sie auch sonst
+voneinander sein mögen (denken wir nur an Olivenöl und Rindertalg).
+Dieses Glyzerin, eine dicke, süßschmeckende, ölige Flüssigkeit, ist
+seiner chemischen Natur nach eine ganz schwache Lauge. Die Fette sind
+also als salzartige Stoffe, als Verbindungen einer Lauge mit einer
+Säure, aufzufassen. Ihr zweiter Bestandteil, die Fettsäure, kommt
+in der Natur in verschiedenen Arten vor: in der Butter findet sich
+die <em class="gesperrt">Buttersäure</em>; die meisten übrigen Fette und Öle enthalten
+drei verschiedene,<span class="pagenum" id="Seite_112">[S. 112]</span> aber einander ziemlich ähnliche Fettsäuren in
+wechselnden Mengenverhältnissen: die <em class="gesperrt">Palmitinsäure</em>, die
+<em class="gesperrt">Stearinsäure</em> und die <em class="gesperrt">Ölsäure</em>. Die Ölsäure ist bei
+Zimmertemperatur flüssig, Palmitin- und Stearinsäure sind fest. Die
+Stearinsäure ist wohl jedem bekannt, denn aus ihr sind die bekannten
+weißen Stearinkerzen gemacht. Je mehr ein Fett von der flüssigen
+Ölsäure enthält, um so weicher, ja flüssiger ist es: Schweinefett z.&#8239;B.
+enthält mehr als die Hälfte, Rindertalg etwa ein Viertel Ölsäure.</p>
+
+<p>Die Fette und Öle werden beim Kochen mit verdünnten Säuren, oder
+wenn man sie mit überhitztem Wasserdampf unter Druck behandelt, in
+ihre beiden Bestandteile gespalten. Diesen Vorgang nennt man die
+<em class="gesperrt">Verseifung</em> der Fette, obwohl sich dabei keine Seife bildet. Die
+Verseifbarkeit ist der wichtigste Unterschied zwischen den echten,
+organischen Fetten und den Mineralölen. <em class="gesperrt">Mineralöle sind nicht
+verseifbar.</em> Auf der Verseifbarkeit beruhen fast alle Anwendungen
+der organischen Fette und Öle. Die Verseifung tritt unter Mitwirkung
+von Bakterien von selbst ein, wenn die Fette, namentlich in der Wärme,
+mit Luft und Licht in Berührung kommen: dann sagt man, sie werden
+<em class="gesperrt">ranzig</em>. Sie strömen dann einen üblen Geruch aus und sind auch
+wegen ihres schlechten Geschmacks ungenießbar. Geruch und Geschmack
+verraten, daß das Ranzigwerden nicht bloß in einer Spaltung der Fette
+besteht, sondern daß die beiden Spaltungsprodukte durch den Sauerstoff
+der Luft noch weiter verändert werden. Ranzige Butter riecht allerdings
+vorwiegend nach Buttersäure. Durch <em class="gesperrt">Einsalzen</em> kann man das
+Ranzigwerden der Fette bekanntlich ebenso verzögern, wie das Faulen
+des Fleisches. Diese Wirkung des Salzes beruht darauf, daß es die
+Bakterien, welche die Zersetzung erregen, lähmt und hemmt.</p>
+
+<p>Die Verseifung tierischen Talgs durch hochgespannten und überhitzten
+Wasserdampf bildet eine der großartigsten Industrien der Erde. Sie
+blüht in den Präriedistrikten Südamerikas und der Union, wo das
+Fleisch der Herdentiere auf Büchsenkonserven, Fleischextrakt und
+Kraftfuttermittel, ihr Fett auf Glyzerin und Fettsäuren verarbeitet
+wird. Das Glyzerin geht in den Handel über zur weiteren Verwendung in
+der Sprengstoffindustrie; die Gemische von Palmitin- und Stearinsäure
+wandern teils in die Kerzenfabriken,<span class="pagenum" id="Seite_113">[S. 113]</span> teils in die Seifenfabriken. Die
+weicheren oder flüssigen, ölsäurereichen Mischungen von Fettsäuren
+werden neuerdings in einem großartigen chemischen Prozeß in harte
+Fettsäuren umgewandelt, weil man die flüssigen Fettsäuren nicht
+brauchen kann, während die festen sowohl für die Kerzen- als für die
+Seifenfabrikation von größtem Wert sind.</p>
+
+<p>Seitdem man die Fette durch überhitzten Dampf in Glyzerin und
+Fettsäuren spaltet, ist die <em class="gesperrt">Seifensiederei</em> ein einfacher Prozeß
+geworden. Man braucht nämlich die Fettsäure nur mit Natronlauge zu
+erhitzen, um sofort die schönste, härteste Kernseife ohne jeden Abfall
+zu erhalten. Die <em class="gesperrt">Seifen</em> sind nämlich nichts anderes als die
+Metallsalze der Fettsäuren. Früher, als die Seifensiederei noch ein
+Kleingewerbe war, stellte man die Seife durch Kochen von <em class="gesperrt">Fett</em>
+mit <em class="gesperrt">Lauge</em> dar. Dabei verband sich die Fettsäure des Fettes
+mit der Lauge zu Seife, und das Glyzerin schied sich als Flüssigkeit
+ab. Die Seife schwamm, da sie sich in Wasser nur in geringer Menge
+löst, oben auf, während sich das Glyzerin in der darunterliegenden,
+braunen Brühe (der sogenannten <em class="gesperrt">Unterlauge</em>) vorfand. Als Lauge
+benutzten die Seifensieder in der ältesten Zeit ein selbstbereitetes
+Präparat, das aus <em class="gesperrt">Holzasche</em> durch Kochen mit gelöschtem Kalk
+gewonnen wurde. Die Holzasche enthält kohlensaures Kalium, welches
+sich mit der Kalkbase zu kohlensaurem Kalk und Kalilauge umsetzt.
+Der wirksame Bestandteil in der alten Seifensiederlauge war also die
+<em class="gesperrt">Kalilauge</em>. Da sie zugleich die stärkste aller Laugen ist,
+so verseift sie die Fette verhältnismäßig schnell und vollständig.
+Aber die Kaliseifen haben samt und sonders die Eigenart, nicht hart
+zu werden, sondern schmierig zu bleiben. Man nennt sie daher auch
+<em class="gesperrt">Schmierseifen</em>. Dagegen sind die <em class="gesperrt">Natronseifen</em> fest. Alle
+festen Seifen des Handels sind Natronseifen. Zu ihrer Herstellung
+hat man zwei Wege: entweder, man verseift das entsprechende Fett
+unmittelbar mit starker Natronlauge, oder man stellt zuerst eine
+Kaliseife her und kocht diese dann mit starkem Salzwasser. Diesen
+Vorgang nennt man das <em class="gesperrt">Aussalzen</em> der Seife. Dabei tauschen das
+Kochsalz (Chlornatrium) und die Kaliseife ihre Metalle gegeneinander
+aus. Außerdem erhöht das Aussalzen auch die Ausbeute, weil die Seife
+in Salzwasser fast ganz unlöslich ist, während in einer<span class="pagenum" id="Seite_114">[S. 114]</span> salzfreien
+Unterlauge noch immer ziemlich viel Seife gelöst bleibt. Durch
+das Aussalzen erhält man aber niemals reine Natronseife, weil ein
+erheblicher Teil des fettsauren Kalis nach dem Satz vom chemischen
+Gleichgewicht (vgl. das 6. Kapitel) sich immer wieder aus Chlorkalium
+und fettsaurem Natrium rückbildet. Aber dies ist kein Nachteil, sondern
+ein Vorteil für die praktische Verwendung, weil reine Natronseife sehr
+hart und bröckelig ist. Durch einen Gehalt an weicher Kaliseife wird
+das Fabrikat geschmeidiger, es verliert seine Brüchigkeit. Für den
+Weichheitsgrad ist auch das verwendete Fett von Bedeutung: harte Fette
+geben harte Seifen, während die Öle sehr weiche, schmierige Seifen
+(Marseiller Seifen) bilden.</p>
+
+<p>Die Seifen haben die Eigenschaft, gewisse Stoffe in sich aufzunehmen,
+so daß man sie mit diesen Stoffen „füllen“ kann. Solche Verdünnungs-
+oder Füllmittel sind: Wasserglas, Kaliumsulfat und namentlich
+<em class="gesperrt">Ton</em>. Wasserglas und Ton lassen sich einer guten Seife fast in
+beliebigen Mengen zusetzen, ohne daß sich die Seife bei der Abkühlung
+wieder vom Füllmittel trennt. So darf den deutschen Seifen während der
+Kriegszeit nicht mehr als 20&#8239;%, das ist ein Fünftel ihres Gewichts,
+an Fett zugrunde gelegt werden. Nahezu vier Fünftel werden also von
+den Füllmitteln, namentlich von Ton, gebildet. Das Fett, welches für
+Seifensiedereizwecke zugelassen ist, ist Abschöpf- und Abfallfett
+der übelsten Sorte, ranzig und angefault und von pestilenzartigem
+Geruch. Aber durch Umschmelzen mit oxydierenden Mitteln läßt es
+sich soweit reinigen, daß man den fertigen Seifen nicht mehr viel
+anmerkt von den übelduftenden Bestandteilen. Ich habe gesehen, wie in
+Seifensiedereien Abfallfette von einer Metzgerei abgeliefert wurden,
+welche von Springmaden geradezu wimmelten und einen entsetzlichen
+Geruch verbreiteten. Diese Fette lieferten nach ihrer Reinigung eine
+ausgezeichnete Kernseife.</p>
+
+<p>Der Geruch einer Seife ist, auch wenn reines Fett dazu verwendet
+wurde, nicht angenehm; ranzige Fette verstärken seine unangenehme
+Eigenart. Deshalb ist es üblich, die Seifen zu parfümieren, wenigstens
+diejenigen für den persönlichen Gebrauch. Das Parfümieren billiger,
+gewöhnlicher Seifen geschieht in der Wärme, indem man der geschmolzenen
+Seife die Duftlösung zusetzt. Dieses Verfahren ist für feinere
+Ware nicht anwendbar, weil gerade die<span class="pagenum" id="Seite_115">[S. 115]</span> feinen Duftstoffe durch die
+Wärme verflüchtigt oder so verändert werden, daß ihr Wert dadurch
+herabgemindert wird. Deshalb werden solche Seifen durch ein sehr
+merkwürdiges Verfahren <em class="gesperrt">kalt</em> parfümiert. Man zerreibt die kalte
+Seife zunächst zu einem feinen Pulver, vermengt es mit dem Parfüm und
+preßt es dann mit großen Pressen unter gewaltigem Druck wieder zu
+festen Handstücken zusammen. Dieses Verfahren nennt man „Pilieren“.
+Es ist nur auf reine, ungefüllte Seifen anwendbar, weil sich gefüllte
+nicht pulverisieren lassen, sondern dabei schmieren.</p>
+
+<p>Die Seifensiederei ist ein Gewerbe, das in seinen meisten
+Gepflogenheiten auf uralte Erfahrungen, die wenigstens bis ins
+gotische Mittelalter zurückreichen, aufgebaut ist. Zu diesen
+ältesten Erfahrungen gehört namentlich das Grundprinzip der alten
+Seifensiederei, die Verseifung der <em class="gesperrt">Fette</em> durch Kochen mit
+Laugen. Dagegen bedeutete die Einführung der <em class="gesperrt">Fettspaltung</em> einen
+geradezu ungeheuren Fortschritt, der im Seifensiedergewerbe einen
+völligen Umschwung hervorrief: er bewirkte, daß die kleinen, zünftig
+geleiteten Betriebe samt und sonders vor etwa 25 Jahren durch die
+großen Seifenfabriken aufgeschluckt wurden, weil die Fettspaltung
+wegen der teuren Anlagen nur im Großbetrieb möglich ist. Da aber
+die Fettspaltung das Glyzerin besser und vollständiger zu gewinnen
+gestattet, so erzeugen die Großbetriebe schon aus diesem Grunde die
+Seifen billiger als die zünftigen Seifensiedereien aus Großvaters
+Zeiten. Das Wesen der Fettspaltung haben wir schon kennengelernt: es
+besteht darin, daß die Fette durch überhitzten und hochgespannten
+Wasserdampf in Glyzerin und Fettsäure zerlegt werden. Diese
+Vorbehandlung der Fette ermöglicht nicht nur die vollständige Gewinnung
+des Glyzerins, sondern sie erleichtert auch die eigentliche Herstellung
+der Seife bedeutend. Denn die freie Fettsäure verbindet sich mit der
+Lauge viel leichter als die an Glyzerin gebundene. Ja, zur Verseifung
+der freien Fettsäure braucht man nicht einmal die teure, konzentrierte
+Natronlauge zu nehmen, sondern man kann billigere, verdünnte Laugen
+und sogar Soda (kohlensaures Natrium) dazu benutzen, welches noch viel
+billiger ist. Denn beim Kochen von Soda mit freien Fettsäuren wird
+die Kohlensäure der Soda durch die Fettsäure verdrängt, indem sich
+gleichzeitig Seife bildet.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_116">[S. 116]</span></p>
+
+<p>Versucht man, eine Seife mit einer anderen Base als Kali- oder
+Natronlauge zu machen, so gelingt dies zwar, aber alle anderen Seifen
+sind in Wasser unlöslich oder so schwer löslich, daß sie nicht schäumen
+können. Dies gilt also von der <em class="gesperrt">Kalkseife</em>, <em class="gesperrt">Magnesiaseife</em>,
+<em class="gesperrt">Kupferseife</em>, <em class="gesperrt">Eisenseife</em> usw. Sie sind alle in Wasser
+unlöslich. Dies ist wichtig zu wissen, wenn man gewisse Vorgänge
+verstehen will, die man beim Waschen beobachten kann. Da ist es nämlich
+eine alte Erfahrung, daß man nur mit <em class="gesperrt">weichem</em> Wasser gut waschen
+kann, während mit <em class="gesperrt">hartem</em> Wasser die Seife durchaus nicht
+schäumen will. Weiches Wasser ist reines Wasser. Hartes enthält kleine
+Mengen von Salzen des Kalziums, Magnesiums oder Eisens aufgelöst. Diese
+Salze gehen mit der Seife eine Wechselumsetzung ein, derart, daß z.&#8239;B.
+aus schwefelsaurem Kalzium und Natronseife sich schwefelsaures Natrium
+und Kalziumseife bildet. Die Kalkseife ist aber in Wasser unlöslich.
+Infolgedessen überzieht sich jedes Seifenstück und jeder eingeseifte
+Gegenstand in hartem Wasser mit einer unlöslichen Kruste von Kalkseife.
+Erst wenn auf diese Weise die letzte Spur von Kalk-, Magnesia- und
+Eisensalzen in Form von unlöslicher Seife aus dem harten Wasser
+ausgeschieden ist, erst dann löst sich die Alkaliseife und schäumt.
+Die Quellen und Flüsse der Kalkgebirge führen stets hartes Wasser.
+Mit solchem dauert es zuweilen sehr lange, bis Schäumen eintritt, und
+sehr viel Seife wird zur Erreichung dieses Zieles vergeudet. Weich,
+d. h. nahezu chemisch rein, sind die Quellen im Sandstein- und im
+Granitgebirge. Ist man auf hartes Wasser angewiesen, so empfiehlt sich
+folgendes Verfahren beim Waschen, das auch bei weichem Wasser Seife
+sparen hilft: man macht den schmutzigen Gegenstand (z.&#8239;B. die Hand)
+tüchtig naß und reibt ihn dann an der Seife, <em class="gesperrt">ohne weiter Wasser
+hinzufließen zu lassen</em>. Denn bei so sparsamer Wasseranwendung
+tritt auch mit hartem Wasser rasch das Schäumen ein, weil die
+Schwermetallsalze in einer kleinen Wassermenge nicht viel Seife zu
+ihrer Bindung brauchen. Taucht man aber während des Waschens die Hand
+immer wieder in die Wasserschüssel, so hilft alles Reiben an der Seife
+nichts, und es kann nicht schäumen, weil mit dem neuen Wasser auch neue
+Mengen von Kalk- oder Magnesiasalzen gebunden werden müssen.</p>
+
+<p>Die merkwürdige Reinigungskraft der Seife beruht weniger<span class="pagenum" id="Seite_117">[S. 117]</span> auf
+chemischen als auf physikalischen Vorgängen. Als chemische Wirkung
+muß es gelten, daß Seifenlösung, besonders warme, ein gewisses
+Lösungsvermögen für Fette besitzt. Doch ist dieses chemische
+Lösungsvermögen (von dem man beim Kochen der Wäsche Gebrauch macht)
+verhältnismäßig gering gegenüber der physikalischen Auflösungskraft
+des Seifen<em class="gesperrt">schaums</em>. Diese beruht auf der Oberflächenspannung
+zwischen Seifenlösung und Luft. Diese merkwürdige Kraft, welche auch
+die Ursache davon ist, daß man eine Nähnadel oder ein Stück Weißblech
+auf Wasser schwimmen lassen kann, obwohl diese Stoffe acht- bis neunmal
+schwerer als Wasser sind — diese Kraft zieht den Schmutz an und hält
+ihn in den millionenfachen, zarten Häutchen fest, aus welchen sich
+der Seifenschaum zusammensetzt. Gleichzeitig löst die Seife das Fett,
+welches den Schmutz am Körper und in der Wäsche festhält. Wendet man
+zum Waschen warmes Wasser an, so schmilzt dadurch dieses Fett und wird
+infolgedessen noch leichter von der Seife entfernt. Auch aus einem
+anderen Grunde ist es besser, mit warmem Wasser zu waschen: in kaltem
+Wasser löst sich nur ölsaures Natrium; palmitin- und stearinsaures
+Natrium lösen sich nur in warmem Wasser auf. Die Seifen bestehen nun,
+da sie meistens aus Talg hergestellt werden, aus solchen Gemischen
+dieser drei Stoffe, welche nur etwa ein Viertel an ölsaurem Natrium
+enthalten. Verwäscht man also gute Kernseife mit kaltem Wasser, so
+löst sich und wirkt nur ein Viertel der Seife, die übrigen drei
+Viertel scheiden sich ungelöst in Flocken ab und helfen nichts zur
+Schaumbildung und Fettauflösung. Wendet man aber heißes Wasser an, so
+beteiligt sich die ganze Seife am Reinigungsprozeß, weil sich alles
+auflöst.</p>
+
+<p>Den Seifen sehr nahe verwandt sind die <em class="gesperrt">Pflaster</em>. Das
+meistgebrauchte und bekannteste von ihnen, das <em class="gesperrt">Bleipflaster</em>,
+wird hergestellt, indem man Bleioxyd (oder auch Bleiweiß) mit
+Schweineschmalz kocht. Das anfangs dünnflüssige Schmalz wird rasch
+dick, zäh und dunkelbraun. Das Fett wird dabei zerlegt in Glyzerin und
+seine Fettsäuren; diese verbinden sich mit dem Bleioxyd zu fettsaurem
+Blei, also zu Bleiseife, und das gleichzeitig freiwerdende Glyzerin
+macht diese Seife bis zu einem gewissen Grade geschmeidig. In diesem
+Sinne wirkt auch der stets vorhandene Fettüberschuß. Demnach sind
+also die Pflaster nichts anderes als unreine Schwermetallseifen.<span class="pagenum" id="Seite_118">[S. 118]</span> Die
+Pflaster dienen als Wundheilmittel, ihr wesentlicher Bestandteil ist
+das Schwermetall. Damit dieses seine heilende Wirkung ausüben kann, muß
+es in einer Verbindung enthalten sein, welche in die Gewebe des Körpers
+einzudringen vermag. Eine solche Verbindung ist die <em class="gesperrt">Seife</em>,
+aus der das Pflaster besteht. Sie ist, als organische Verbindung,
+den organischen Stoffen des Körpers näher verwandt als die einfacher
+zusammengesetzten anorganischen Salze der Schwermetalle.</p>
+
+<p>In diesem Zusammenhange wollen wir auch der <em class="gesperrt">Kitte</em> gedenken.
+Sie werden aus <em class="gesperrt">Leinöl</em> und einem Metalloxyd oder Metallkarbonat
+bereitet. Der gewöhnliche Glaserkitt besteht z.&#8239;B. aus Leinöl und
+Kreide, die zu einem dicken Brei verknetet sind. Diese Kitte haben
+die wertvolle Eigenschaft, nach einiger Zeit allmählich ganz fest
+und steinhart zu werden, ohne dabei zu schwinden. Diese Eigenschaft
+erklärt sich genau so, wie die Entstehung der Pflaster: das Leinöl wird
+in Glyzerin und seine Fettsäure zerlegt; diese Fettsäure verbindet
+sich mit der Schwermetallbase — in diesem Falle dem Kalziumoxyd —
+zu fettsaurem Kalk, während die Kohlensäure aus der Kreide in die
+Luft entweicht. Der fettsaure Kalk ist der erhärtete Kitt. Wer diesen
+Vorgang einmal verstanden hat, begreift ohne weiteres, wie sinnlos es
+wäre, einen Kitt aus Kreide und Mineralöl herstellen zu wollen. Denn
+das Mineralöl kann nicht ranzig werden, es enthält überhaupt keine
+Fettsäure, kann also auch niemals mit der Kreide zu fettsaurem Kalk
+erhärten. Trotzdem werden solche „Kitte“ als grobe Fälschungen von
+betrügerischen Händlern verkauft. Sie „erhärten“ auch bis zu einem
+gewissen — natürlich sehr geringen — Grad, weil die Mineralöle
+durch Eintrocknen und geringe Sauerstoffaufnahme verharzen. Aber
+diese Verhärtung ist viel zu gering, als daß sie praktisch überhaupt
+in Betracht gezogen werden könnte. — Selbstverständlich ist aus
+dem gleichen Grunde auch jede Beimengung von Mineralölen zum Leinöl
+unstatthaft.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Leinöl</em> und andere Pflanzensamenöle haben noch eine zweite,
+viel wichtigere Anwendung: zur Herstellung der <em class="gesperrt">Ölfarben</em> und
+<em class="gesperrt">Lacke</em>. Eine Ölfarbe erhält man durch Zusammenreiben eines
+Farbpulvers mit Leinöl. Diese Farben, mit rohem Leinöl hergestellt,
+sind zwar außerordentlich schön (weil das rohe Leinöl heller<span class="pagenum" id="Seite_119">[S. 119]</span> und
+klarer ist als das gekochte), aber sie haben die fatale Eigenschaft,
+nur sehr langsam zu trocknen. Das Trocknen der Ölfarben hat nämlich
+eine ganz andere Ursache als das Erhärten der Kitte. Bei der Ölfarbe
+wünscht man durchaus nicht, daß das Öl ranzig wird, und daß sich
+die Ölsäure mit dem Farbpulver chemisch verbindet: denn dies würde
+den Farbton des Farbpulvers zweifellos unerwünscht verändern. Das
+Trocknen der Ölfarbe kann also nicht denselben Grund haben wie das
+Hartwerden der Kitte. Das Trocknen der Ölfarbe kann aber auch nicht
+darauf beruhen, daß das Öl verdunstet, wie das Wasser beim Trocknen der
+Aquarellfarbe. Denn dagegen spricht der Umstand, daß die getrocknete
+Ölfarbe ganz dick und schön glänzend und fest aufliegt und keineswegs
+bloß aus dem rückständigen Farbpulver besteht. Vielmehr sieht man
+an der getrockneten Ölfarbe deutlich, daß das Leinöl selbst sich in
+eine harte, glänzende, durchsichtige Masse verwandelt hat. Diese
+Umwandlung erfolgt unter Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft. Es ist
+ein Oxydationsvorgang, den man (obgleich er ganz anders verläuft) mit
+demselben Ausdruck bezeichnet, der für das Dickwerden der Mineralöle
+gilt: als <em class="gesperrt">Verharzung</em>. Man hat nun die Beobachtung gemacht,
+daß das Leinöl viel schneller verharzt, wenn man es vorher längere
+Zeit gekocht hat. Leider wird es dabei aber bedeutend dunkler braun,
+so daß es den Farbton der meisten Farben unerwünscht verändert. Ganz
+unbrauchbar ist solches dunkle Öl zum Anmachen weißer Ölfarbe, weil
+es sie schmutzig gelb färbt. Man hat also von jeher darauf gesonnen,
+nicht bloß das Leinöl so hell als möglich zu machen, sondern auch seine
+Verharzung durch andere Mittel als das Kochen zu beschleunigen. Was
+nun das Hellmachen anbelangt, so gelingt dieses gar nicht schwer durch
+Ausbleichen. Man bleicht das gelbe Leinöl, wie man Wäsche bleicht: an
+der Sonne, indem man es in flachen Kästen mit hellem Boden dem direkten
+Sonnenlicht aussetzt. Schwieriger ist es, das Leinöl ohne wesentliche
+Beeinträchtigung seiner hellen Farbe schnell trocknend zu machen,
+oder, wie man sagt, in <em class="gesperrt">Firnis</em> zu verwandeln. Dies geschieht
+durch Erwärmen mit kleinen Mengen von Braunstein oder Zinkoxyd oder
+Bleiglätte. Dadurch wird das Leinölmolekül gleichsam angenagt und ist
+nun der Oxydation durch die Luft viel zugänglicher als vorher. Je
+stärker das Öl dabei erwärmt wird, um<span class="pagenum" id="Seite_120">[S. 120]</span> so besser trocknet es nachher,
+aber um so dunkler wird es auch. Der bleihaltige Firnis trocknet am
+schnellsten, weil er bei der Darstellung am stärksten erhitzt werden
+muß, ist aber aus der gleichen Ursache auch am dunkelsten. Man läßt
+deshalb gewöhnlich nicht das Leinöl, sondern erst den fertigen Firnis
+bleichen. Indessen hat sich gezeigt, daß das schnelle Trocknen eines
+Firnisses seiner Dauerhaftigkeit Nachteil bringt: am dauerhaftesten
+ist der Firnis, der nur aus gekochtem Leinöl besteht. Hat man aber
+Schwermetalloxyde hineingekocht, so soll es von Blei nicht mehr als
+½&#8239;%, von Mangan nicht mehr als ⅒&#8239;% sein. In der Regel setzt
+man eine stärkere Auflösung dieser Metalloxyde in gekochtem Leinöl,
+den sogenannten <em class="gesperrt">Sikkativ</em>, zum reinen Leinölfirnis hinzu.
+Die zuweilen angepriesene Verwendung <em class="gesperrt">trockener</em> Sikkative in
+Pulverform ist zwecklos, weil ein Sikkativ die Trocknung des Leinöls
+nur dann beschleunigt, wenn er darin klar (ohne Bodensatz) gelöst
+ist. Solche Lösung erfolgt aber beim einfachen Vermischen trockener
+Sikkativpulver mit dem kalten Leinöl niemals.</p>
+
+<p>Laien pflegen keinen großen Unterschied zu machen zwischen Ölfarbe
+und <em class="gesperrt">Lack</em>. Aber in Wirklichkeit ist dieser Unterschied recht
+bedeutend, nicht bloß in Zusammensetzung und Herstellung, sondern
+besonders in den Eigenschaften. Die wichtigsten Eigenschaften beider
+sind Glanz und Haltbarkeit. Die Ölfarbe besitzt auch nach dreimaligem
+Aufstrich nur einen sehr mäßigen, matten Glanz, der Lack dagegen
+einen sehr hohen, der (bei den Kutschenlacken) bis zum vollendeten
+Spiegelglanz gesteigert sein kann. Würde die <em class="gesperrt">Haltbarkeit</em> der
+Lacke auch nur im entferntesten ihrem Glanz entsprechen, so würde
+kein Mensch mehr Ölfarbe zum Anstreichen verwenden. Aber darin
+liegt der zweite Unterschied: die Lacke sind nur im geschlossenen
+Raum, und selbst da nur für beschränkte Zeit, haltbar; dem Wetter
+ausgesetzt, verlieren sie in kurzer Zeit ihren Glanz und bekommen
+zahlreiche Sprünge. Die Ölfarbe dagegen hält sich, wenn sie mit reinem
+Leinölfirnis hergestellt war, auch im Wetter beträchtlich lang und
+bildet einen vorzüglichen Schutz gegen Rost und Fäulnis. Lack und
+Ölfarbe ergänzen also einander in bezug auf Haltbarkeit und Glanz.</p>
+
+<p>Für die Herstellung der Lacke ist maßgebend, daß sie stets ein
+Harz oder eine harzartige Substanz enthalten: Bernstein, Kopal,<span class="pagenum" id="Seite_121">[S. 121]</span>
+Fichtenharz, Dammar, Schellack, Asphalt usw. In den billigsten (und
+schlechtesten) Lacken ist dieser Stoff einfach in Terpentinöl, Benzin
+oder Spiritus aufgelöst, wozu oft nicht einmal erwärmt werden muß.
+Beim Trocknen verdunstet das Lösungsmittel ganz, der Lacküberzug
+besteht also nur aus der harzigen Substanz. Er ist oft wunderschön
+glänzend, aber meistens von sehr geringer Haltbarkeit; er ist brüchig
+und springt ab, oder er erblindet beim Zusammentreffen mit Wasser.
+Diesen „mageren“ Lacken sind gegenüberzustellen die sogenannten
+<em class="gesperrt">fetten</em> Lacke, welche stets mit Leinölfirnis gekocht sind. Einen
+fetten Lack erhält man also z.&#8239;B. durch Auflösen von Fichtenharz in
+heißem Leinölfirnis. Diese fetten Lacke sind viel haltbarer als die
+vorher beschriebenen. Die wertvollsten Sorten werden mit Kopal (selten
+mit Bernstein) hergestellt, welches ein in Indien gewonnenes Harz ist.
+Es löst sich nicht, wie das gewöhnliche Fichtenharz, einfach beim
+Erwärmen im Leinöl auf, sondern erst, wenn man aus dem Kopal durch
+andauerndes Erhitzen eine gewisse Menge flüchtiger Stoffe abdestilliert
+hat. Der Rückstand (70 bis 88&#8239;% vom ursprünglichen Kopal) ist dann in
+heißem Leinöl löslich. Die Kunst der Lacksieder besteht nun darin,
+beim Erhitzen des Kopals und Bernsteins das richtige Maß zu finden.
+Jetzt wird dies häufig so gemacht, daß man die herausdampfenden
+Stoffe in einer gekühlten Vorlage auffängt und wägt. Wenn diejenige
+Menge herausdestilliert ist, welche man durch die Erfahrung für die
+betreffende Kopalsorte als richtig kennt, so ist der Rückstand zum
+Auflösen im fetten Öl geeignet. — Man sieht also, der Lackhandel
+ist bis zu einem gewissen Grade eine Vertrauenssache, weil man ohne
+genaueste Fachkenntnis nicht feststellen kann, ob bei der Herstellung
+des Lacks mit der genügenden Sorgfalt verfahren worden ist.</p>
+
+<p>Vorhin wurde erwähnt, daß der Lacküberzug im Laufe der Zeit Sprünge
+und Risse bekommt. Dies gilt, wenn auch in viel geringerem Grade, auch
+für die Ölfarben und hat bei Ölfarbenanstrichen und Ölfarbenbildern
+eine ganz besondere Nebenwirkung: sie <em class="gesperrt">dunkeln</em> im Laufe der Zeit.
+Über den wahren Grund des Dunkelwerdens alter Ölbilder war man sich
+lange Zeit nicht im klaren. Man vermutete eine chemische Veränderung
+des Firnisses, eine Art von Verharzung unter Aufnahme von Sauerstoff
+aus der Luft, und man behandelte deshalb gedruckte Ölbilder mit
+chemischen<span class="pagenum" id="Seite_122">[S. 122]</span> Mitteln, z.&#8239;B. mit Wasserstoffsuperoxyd. Viele wertvolle
+Gemälde alter Meister sind dadurch für alle Zeiten verdorben worden.
+Eine Wendung vollzog sich, als der berühmte Münchener Hygieniker und
+Chemiker <em class="gesperrt">Pettenkofer</em> beauftragt wurde zu untersuchen, warum so
+viele Gemälde der Schleißheimer Galerie dem Verfall entgegengingen.
+Er fand als den wahren Grund des Dunkelwerdens einen physikalischen:
+die getrocknete Ölfarbe bekommt Risse, und die Firnisteilchen lösen
+sich dabei von den Farbpartikelchen los, so daß zwischen beiden ein
+haarfeiner Spalt entsteht, der mit Luft gefüllt ist. An diesem dünnen
+Lufthäutchen, welches jedes Farbteilchen eines gealterten Ölgemäldes
+umgibt, erfährt das Tageslicht eine totale Reflexion: ein Teil des
+Lichtes wird zurückgeworfen, bevor es überhaupt die Farbteilchen
+erreicht. Dieser Umstand bewirkt den Eindruck, daß die Farbpartikelchen
+dunkler aussehen, als sie in Wahrheit sind.</p>
+
+<p>Nachdem Pettenkofer einmal diese Ursache des Dunkelwerdens entdeckt
+hatte, fand er auch im unmittelbaren Anschluß daran die Abhilfe. Sie
+besteht in einem höchst einfachen Verfahren: das gedunkelte Ölbild
+wird, mit der Bildseite nach unten, als Deckel auf eine Schüssel
+gelegt, in welcher sich eine kleine Menge Brennspiritus befindet. Die
+Spiritusdämpfe dringen bei gewöhnlicher Temperatur in die Haarrisse
+des Ölbildes ein, bringen die Firnisteilchen zum Quellen und bewirken,
+daß sich die Außenflächen der Firnisteilchen untereinander und mit
+den Farbteilchen wieder fest verbinden. Diese Verbindung bleibt
+auch nach dem Abdunsten des Alkohols dauerhaft. Der Erfolg ist ganz
+überraschend: das Ölbild sieht nun wieder fast ebenso frisch aus,
+wie unmittelbar nach seiner Entstehung. Außerdem ist diese Art der
+Auffrischung unabhängig vom künstlerischen Können des Restaurators, sie
+ist objektiv im wahrsten Sinne des Wortes; Fälschungen, Entstellungen
+des Kunstwerks sind dabei ganz ausgeschlossen. Pettenkofers Methode
+hat daher gewaltiges Aufsehen in der Sammlerwelt erregt und einen
+beispiellosen Siegeslauf durch die Welt gehalten. Die allergröbsten
+Risse und Sprünge im Ölbild schließen sich freilich auch durch
+die Behandlung mit Spiritusdämpfen nicht. Um sie zu beseitigen,
+tränkt man nach Pettenkofer die betreffenden Stellen wiederholt mit
+<em class="gesperrt">Kopaivabalsam</em>.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_123">[S. 123]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="11_Die_groesste_chemische_Fabrik_der_Welt">11. Die größte
+chemische Fabrik der Welt.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="center mbot2">(Ein Gespräch zwischen einem Kommerzienrat und einem Botanikprofessor
+über den Chemismus der Pflanzen, über Wachstum und Düngung und den
+Kreislauf des Kohlenstoffs und Stickstoffs in der Natur.)</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Lieber Kommerzienrat, wenn es Ihnen recht ist,
+so gehen wir ein Stündchen spazieren, und ich will dabei versuchen,
+Ihre Fragen über den Chemismus der Pflanzen so gut als möglich zu
+beantworten. Besser wäre es freilich, wenn Ihnen Ihr Beruf gestatten
+würde, in meinem Laboratorium fortlaufende Versuche über dieses Gebiet
+anzustellen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Dies wird mir leider vorläufig nicht möglich
+sein. Aber ich bin Ihnen, lieber Professor, schon sehr dankbar, wenn
+Sie mir mit einigen mündlichen Aufklärungen helfen wollen. Wenn man
+soviel mit Holz und Kohlen zu schaffen hat, wie ich, dann muß man
+ja für die Entstehungsgeschichte dieser Stoffe Interesse bekommen.
+Sehen Sie, wir führen aus den russischen, rumänischen und bosnischen
+Wäldern jährlich viele Hunderttausende von Kubikmetern Holz in unsere
+Papiermühlen. Sooft ich nun die riesigen Ziffern in unserem Frachtkonto
+betrachte, kommt mir eine Frage in den Sinn, auf die ich mir eine
+Antwort schlechterdings nicht vorstellen kann. <em class="gesperrt">Woher stammen diese
+riesigen Holzmassen?</em> Woraus sind sie entstanden? — Wenn ich
+morgens in meinem Garten die Bohnen gieße (wissen Sie, das bekommt mir
+jetzt besser als früher die Marienbader Kur!), dann denke ich mir,
+das bißchen Gewicht dieser Bohnen und Kohlköpfe könnte wohl aus dem
+Dung sich entwickelt haben, den ich im Frühjahr und Herbst in meinen
+Garten fahren lasse. Aber wer düngt den Wald, worin das Holz wächst?
+Die Blätter, die da im Herbst fallen, könnten doch höchstenfalls im
+nächsten Frühjahr den Stoff zur Bildung der<span class="pagenum" id="Seite_124">[S. 124]</span> neuen <em class="gesperrt">Blätter</em>
+liefern. Aber woher stammen die ungeheuren <em class="gesperrt">Holzmassen</em> der Bäume?
+— Ich bin kein Chemiker und kann mir nicht wohl vorstellen, daß das
+verbrennliche Holz aus den unverbrennlichen Gesteinen des Erdbodens
+entstanden sein soll. Welche Möglichkeiten sollte es aber sonst geben?
+— Wenn Sie mir in dieses Fragendunkel Licht bringen könnten, wäre ich
+Ihnen wirklich herzlich dankbar.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ihre Fragestellung nebst Begründung macht Ihnen
+alle Ehre und ist ganz klar und logisch durchdacht. Nur erschrecken Sie
+bloß nicht über meine Antwort: Die wichtigste Substanz im Holz, die
+Kohle, stammt aus der <em class="gesperrt">Luft</em>. Das übrige besteht größtenteils aus
+umgewandeltem <em class="gesperrt">Wasser</em>. Nur ein ganz kleiner Bruchteil vom Gewicht
+des trockenen Holzes (etwa 8 bis 10&#8239;%) entstammen als Mineralstoffe dem
+Erdboden.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Verzeihen Sie, wenn Ihre Behauptungen, die
+wissenschaftlich wohl sehr richtig sein mögen, meinem mehr auf das
+Praktische gehenden Verstand nicht sofort einleuchten. Ich bin ein Mann
+der Zahlen und Gewichte und weiß, daß die Luft nichts oder nicht viel
+wiegt, das Holz aber sehr viel. Wie reimt sich das zusammen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ich glaube doch, daß Sie das Gewicht der Luft
+unterschätzen. Ein Liter Luft wiegt 1¼ Gramm, ein Kubikmeter also 1¼
+Kilogramm. Ein Zimmer von mäßiger Größe faßt leicht 80 Kubikmeter Luft,
+welche zusammen 2 Zentner wiegen. Wenn also die ganze Luft durch den
+Baum in Kohle verwandelt würde, so könnte ein großer Waldbaum seinen
+gesamten Kohlebedarf ganz leicht aus der Luftmenge decken, welche in
+ein paar Häusern enthalten ist. Tatsächlich braucht er jedoch viel mehr
+Luft, weil die für den Baum notwendige Kohle nur in einem ganz winzigen
+Bruchteil der Luft enthalten ist, nämlich in dem Kohlensäuregas,
+welches nur ¹⁄₂₅&#8239;% der Luft ausmacht. Zur Bildung von einem Kilogramm
+der Holzkohle, welche man durch Erhitzen von Holz erhält, müßte also
+der betreffende Baum nicht weniger als 2500 Kilogramm Luft verarbeiten.
+Für seine ganze Holzmenge braucht er wohl einige Millionen Kubikmeter
+— aber was bedeutet dies angesichts des unermeßlichen Luftmeers? Es
+enthält weit mehr<span class="pagenum" id="Seite_125">[S. 125]</span> Kohlensäuregas, als der ganze Pflanzenwuchs der Erde
+jemals aufzuzehren vermöchte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich bin nun wirklich neugierig, wie es
+die Pflanze macht, um dieses Kohlensäuregas aus der Luft in sich
+aufzunehmen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ganz einfach: sie <em class="gesperrt">atmet</em>, wie wir auch. Nur
+mit dem Unterschied, daß wir den Sauerstoff der Luft einatmen und dafür
+Kohlensäure ausatmen, während die Pflanze — wenigstens scheinbar —
+das Umgekehrte macht: sie atmet Kohlensäure ein und Sauerstoff aus. Die
+Kohlensäure besteht nämlich aus Kohle und Sauerstoff; die Kohle wird
+von der Pflanze zurückbehalten, der Sauerstoff wird wieder abgegeben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Warum sagten Sie soeben, die Pflanze atme nur
+scheinbar in umgekehrtem Sinne wie wir?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Weil der Gasaustausch der Pflanze in Wahrheit
+aus zwei Prozessen besteht, welche nebeneinander und gleichzeitig
+stattfinden: der eine Vorgang entspricht unserer <em class="gesperrt">Ernährung</em>,
+ich habe ihn soeben geschildert, er besteht in der Aufnahme von
+Kohlensäuregas und Abscheidung von Sauerstoffgas. Daneben findet ein
+zweiter, viel schwächer entwickelter Vorgang statt, welcher eine
+wirkliche <em class="gesperrt">Atmung</em> bedeutet. Er besteht, wie unsere Atmung auch,
+in der Aufnahme von Sauerstoffgas aus der Luft und in der Abgabe
+von Kohlensäuregas an sie. Dieser Atmungsprozeß ist viel schwächer
+als der Ernährungsvorgang und wird daher gewöhnlich durch diesen in
+den Schatten gestellt. Aber nachts, wenn die Ernährung der Pflanzen
+stillsteht, kann man sehr deutlich die Atmung an der Umkehrung der
+Gasausscheidung beobachten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Warum steht die Ernährung der Pflanzen nachts
+still, da doch die Luft auch nachts zu ihrer Verfügung steht?</p>
+
+<figure class="figright illowe12" id="abb38">
+  <img class="w100" src="images/abb38.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 38. Nachweis der Atmung bei Pflanzen. Ein
+  Glaskolben voll Wucherblumen taucht in Kalilauge. Diese steigt im
+  Kolbenhals auf, indem sie die ausgeatmete Kohlensäure verschluckt.</figcaption>
+</figure>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Weil zur „Verdauung“ des Kohlensäuregases
+die Mitwirkung des Sonnenlichts notwendig ist. Die Zerspaltung
+des Kohlensäuregases in Kohle und Sauerstoff ist ein sogenannter
+<em class="gesperrt">endothermischer</em> Vorgang (vgl. das 5. Kapitel),<span class="pagenum" id="Seite_126">[S. 126]</span> d. h. ein
+Vorgang, der nur dann erfolgen kann, wenn dem Kohlensäuregas Energie
+zugeführt wird. Diese Energie strömt der Pflanze im Sonnenlicht bei
+Tage reichlich zu. Sie verschwindet in der Pflanze, hilft bei der
+Zerspaltung des Kohlensäuregases und ist dann in den Spaltungsprodukten
+— in der Kohle und im Sauerstoff — enthalten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Diese Vorgänge finden wohl in den Blättern
+statt?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Sie sind zugleich der Verdauungsapparat und
+die Lunge der Pflanze. An der Unterseite der Blätter befinden sich
+sehr kleine, spaltförmige Öffnungen in ungeheurer Anzahl; durch sie
+vollzieht sich der Austausch der Gase.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Verzeihen Sie, wenn ich jetzt eine recht
+dumme Frage stelle: Warum sind eigentlich die Blätter grün?</p>
+
+<figure class="figleft illowe25" id="abb39">
+  <img class="w100" src="images/abb39.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 39. Spaltöffnungen an der Unterseite eines Blattes.</figcaption>
+</figure>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Diese Frage ist sehr berechtigt und ist auch von
+der Wissenschaft schon gestellt und durch Versuche beantwortet worden.
+Man hat gefunden, daß der grüne Farbstoff (Blattgrün oder Chlorophyll
+genannt) für den Ernährungsvorgang der Pflanzen wesentlich ist. Wo er
+fehlt, ist auch das Sonnenlicht nicht imstande, das Kohlensäuregas
+in Kohle und Sauerstoff zu spalten. Das Blattgrün ist für die
+Pflanzen gewissermaßen das, was für die Tiere das Blut ist. Nach den
+Untersuchungen Willstätters besteht sogar eine gewisse Ähnlichkeit in
+der chemischen Zusammensetzung beider.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Also könnte eine Pflanze ohne Blattgrün
+überhaupt nicht wachsen? Demnach gibt es solche Pflanzen gar nicht?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies wäre zuviel behauptet. Es gibt<span class="pagenum" id="Seite_127">[S. 127]</span> eine ganze
+Menge Pflanzen ohne Blattgrün, und sie können auch ganz gut wachsen:
+aber ihre Ernährung beruht nicht auf der Verdauung des Kohlensäuregases
+mit Hilfe des Lichts, sondern auf der Ausnutzung anderer Stoffe. Diese
+Pflanzen leben entweder als <em class="gesperrt">Schmarotzer</em> auf anderen Pflanzen
+oder Tieren, oder sie ernähren sich von denjenigen Stoffen, welche
+bei der Fäulnis und Verwesung entstehen. Zu diesen blattgrünfreien
+Pflanzen gehören sämtliche <em class="gesperrt">Pilze</em> und <em class="gesperrt">Bakterien</em> und
+viele höher organisierte Pflanzen, wie der Fichtenspargel, viele
+Orchideen usw. Aber auch die meisten übrigen Pflanzen, welche sich im
+erwachsenen Zustande der Kohlensäure, des Lichts und des Chlorophylls
+zur Ernährung bedienen, ernähren sich in der frühesten Jugend ohne
+Chlorophyll; sie leben in der ersten Jugend von den Vorräten, welche
+die Natur zu diesem Zweck um den Keim herumgelagert hat. So lebt die
+junge Getreidepflanze, bevor sie durch die Erde ans Tageslicht dringt,
+vom Mehl des Getreidekorns; die Kartoffelpflanze nützt die großen
+Nahrungsvorräte der Kartoffelknolle aus, und überhaupt alle Zwiebel-
+und Knollengewächse sind in ihrer ersten Jugend mit einem förmlichen
+Speicher von Nahrungsvorräten umgeben. Bis diese verbraucht sind, haben
+die jungen Pflanzen genügend Blattgrün gebildet, um dann größtenteils
+von der Luftkohlensäure weiter leben zu können.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe29" id="abb40">
+  <img class="w100" src="images/abb40.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 40. (Nach C. W. Schmidt.) Die Blattgrünkörner einer
+  Wasserlinse stellen sich auf wechselnde Beleuchtung ein (oben schwach,
+  unten stark beleuchtet).</figcaption>
+</figure>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Eine gewisse Vorliebe für die schmarotzende
+Lebensweise ihrer Jugendzeit scheinen sich die meisten Pflanzen
+doch auch mit ins spätere Leben zu nehmen, denn sonst könnte eine
+<em class="gesperrt">Jauche</em>- oder <em class="gesperrt">Mistdüngung</em> doch ihr Wachstum nicht so sehr
+fördern? Ist denn das, was Sie über die Luftnahrung<span class="pagenum" id="Seite_128">[S. 128]</span> sagen, wirklich so
+wörtlich zu nehmen? Mir scheint, meine Gartengewächse sind doch mehr
+auf den Dung angewiesen und würden elend zugrunde gehen, wenn ich ihnen
+bloß die Luft als Nahrung überlassen wollte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Hier haben Sie ein Schulbeispiel eines
+Trugschlusses. Der Beweis ist durch folgende Versuche leicht zu führen:
+Hängen Sie einen Bohnenkern mit Hilfe von etwas Watte in ein Glas voll
+Wasser. Er wird auskeimen, aber die Bohnenpflanze wird bald zugrunde
+gehen. Sie werden sagen: Das ist ganz klar, Wasser allein ist keine
+Nahrung, und von der Luft kann nicht einmal eine Pflanze leben. Aber
+Sie irren sich wirklich. Wiederholen Sie den Versuch, und setzen Sie
+dem Wasser <em class="gesperrt">winzige Spuren</em> von Salpeter, Ammoniumphosphat und
+Eisenvitriol hinzu, im ganzen nicht mehr als ein halbes Gramm von allen
+drei Stoffen: nun wird die Bohne üppig und schnell wachsen, wie mit
+der besten Jauchedüngung im Garten, und wird an Gewicht gar bald die
+zugesetzten Nährsalze um ein Hundertfaches überragen. Sie können nun
+unmöglich behaupten, die Bohne nehme an Substanz zu auf Kosten der
+zugesetzten Nährsalze: denn diese machen an Gewicht nur einen winzigen
+Bruchteil der Gewichtszunahme unserer zweiten Bohne aus. Diese Bohne
+wächst offenbar auf Kosten der Kohlensäure der Luft, wie übrigens auch
+zweifelfrei durch direkte Luftwägungen nachgewiesen wurde.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Das ist in der Tat eine wunderbare Sache.
+Also darf man wohl annehmen, daß auch im Mist solche Nährsalze
+enthalten sind, und daß sie ein beschleunigtes Verdauen der
+Luftkohlensäure durch die Pflanzen erleichtern?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Es ist sehr wohl möglich und sogar
+wahrscheinlich, daß außerdem auch noch ein Teil der Dungstoffe von der
+Pflanze schmarotzerisch aufgenommen wird. Aber wesentlich ist dieser
+Teil nicht, sonst würden die Kunst- oder Mineraldünger (Superphosphat,
+Kainit, Salpeter, Ammoniumphosphat) auf unseren Wiesen und Feldern
+nicht so großen Erfolg haben, auch wenn gar keine Mistdüngung
+gleichzeitig gegeben wird.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Also könnte man die Mistdüngung wohl ganz
+entbehren und durch Kunstdüngung ersetzen?</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_129">[S. 129]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Das wäre wohl zu viel behauptet. Der Mist und der
+aus ihm entstehende Humusboden haben die Eigenschaft, solche Nährsalze
+festzuhalten, die sonst vom Regen aufgelöst und fortgeschwemmt würden.
+Außerdem ist es vielleicht möglich, daß der natürliche Dünger für die
+Pflanzen eine ähnliche Bedeutung hat wie für uns der Genuß des Obstes,
+das beinahe gar keinen Nährwert hat, aber auf die Zusammensetzung
+unserer Körpersäfte regulierend wirkt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Nun sagten Sie wiederholt, die Kohlensäure
+würde in den Blättern der Pflanzen gespalten in Kohle und Sauerstoff,
+und Sie erwähnten auch, daß der Sauerstoff wieder ausgeatmet würde.
+Aber was geschieht mit der Kohle? Als Kohle ist sie doch gewiß nicht in
+den Pflanzen, sonst müßte sie sich durch ihre schwarze Farbe verraten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Der Kohlenstoff (so nennt der Chemiker die reine
+Kohle) ist natürlich in den Pflanzen nicht als solcher, sondern er
+ist mit anderen Elementen zu chemischen Verbindungen vereinigt. Die
+wichtigsten dieser Verbindungen sind: der <em class="gesperrt">Formaldehyd</em>, welcher
+so zusammengesetzt ist, als ob 1 Atom Kohlenstoff mit einem Molekül
+Wasser verbunden wäre; der <em class="gesperrt">Trauben</em>- und <em class="gesperrt">Fruchtzucker</em> und
+der <em class="gesperrt">Malzzucker</em>, welche auf 6 Kohlenstoffatome 6 Wassermoleküle,
+und der Zellstoff, welcher auf 6 Kohlenstoffatome 5 Wassermoleküle
+enthält. Alle diese Verbindungen enthalten also nur Kohle und Wasser
+in wechselnden Mengen; wahrscheinlich entsteht aus Wasser und
+Kohlensäuregas unter dem Einfluß des Lichtes und des Blattgrüns zuerst
+Formaldehyd, aus welchem sich dann durch Verdichtung und mehrfache
+chemische Umlagerungen die Zuckerarten bilden. Diese werden teils durch
+Umwandlung in Zellstoff zum Aufbau des Holzes verwendet, teils in Form
+von <em class="gesperrt">Stärke</em> (welche dem Zellstoff an chemischer Zusammensetzung
+gleich ist) als Nahrungsvorräte aufgespeichert.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich verstehe nun, warum die Kartoffelknollen,
+die Rüben, Getreidekörner, Zwiebeln usw. so reich an Stärke sind. Aber
+wie wird dieser Nahrungsvorrat von der Pflanze wieder nutzbar gemacht?
+Oder ist dies nicht der Zweck des Vorrats?</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_130">[S. 130]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Doch! Es geschieht in der Weise, daß die Stärke
+wieder in Zuckerlösung zurückverwandelt wird. Deshalb schmecken
+keimende Zwiebeln und Kartoffeln süß, weil darin ein Teil der Stärke
+in Verzuckerung begriffen ist, um dem wachsenden Keim als Nahrung zu
+dienen. (Vgl. das <a href="#Keimung">8. Kapitel</a>.) Diese Verzuckerung der Stärke wird durch
+gewisse chemische Verbindungen bewirkt, welche man Enzyme nennt. Sie
+werden dabei merkwürdigerweise selbst nicht verändert.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ist man schon dahintergekommen, warum diese
+abermalige Umwandlung der Stärke in Zucker notwendig ist? Ich meine
+dies: warum wandelt sich nicht die Stärke direkt in Pflanzenfasermasse,
+in Zellstoff, um?</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe22" id="abb41">
+  <img class="w100" src="images/abb41.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 41. Ein Zwiebelkeim, von stärkereichen,
+  chlorophyllfreien Blättern umhüllt.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe25" id="abb42">
+  <img class="w100" src="images/abb42.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 42. Eine aus drei Augen keimende Kartoffel. Die
+  blinden (chlorophyllfreien) Keime leben vom Stärkevorrat der Kartoffel.
+  Die Schuppen („Augen“) am Grund der Keime sind Blattanlagen.</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies hat einen sehr einfachen Grund: Stärke ist
+in Wasser als solche nicht löslich, während Zucker löslich ist. Wenn
+nun z.&#8239;B. ein Kartoffelkeim an seiner Spitze neue Substanz ansetzt, so
+muß diese in irgendeiner löslichen Form aus der Knolle in die Spitze
+befördert werden. Diese Aufgabe fällt der Zuckerlösung zu. Sie ist
+gleichsam das Blut der Pflanze. Die Stärkeablagerungen in der Knolle
+sind dagegen mit dem Fett der Tiere vergleichbar.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Braucht nun die Pflanze zu ihrer Ernährung
+wirklich gar nichts weiter als Kohlensäuregas und Wasser?</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_131">[S. 131]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Es wäre ein sehr verhängnisvoller Irrtum, dies
+zu glauben. Wir erwähnten schon vorhin die Bedeutung der Nährsalze im
+natürlichen und künstlichen Dünger. Von mindestens gleicher Wichtigkeit
+ist für das Wachstum der Pflanze die Aufnahme eines weiteren Elements,
+des Stickstoffs. Der Stickstoff ist nämlich, neben Kohlenstoff,
+Wasserstoff und Sauerstoff, der wichtigste Bestandteil der sogenannten
+<em class="gesperrt">Eiweißverbindungen</em>. Diese bilden den wertvollsten Inhalt der
+tierischen und pflanzlichen Zellen und sind die eigentlichen Träger
+des Lebens. In den Pflanzen bilden sie einen schleimigen Belag auf der
+Innenwand der Zelle, den man <em class="gesperrt">Protoplasma</em> nennt. Von diesem Belag
+aus geht alles Wachstum und überhaupt alles Leben. Dieser Belag enthält
+und verbraucht andauernd eine gewisse Menge Stickstoffgas.</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe24" id="abb43">
+  <img class="w100" src="images/abb43.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 43. Eine junge Pflanzenzelle. Das Plasma füllt noch
+fast die ganze Zelle, mit Ausnahme weniger Safträume.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe25" id="abb44">
+  <img class="w100" src="images/abb44.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 44. Ältere Pflanzenzelle. Das Plasma ist dem
+Wachstum der Zelle nicht gefolgt und liegt der Zellwand als dünner,
+schleimiger Belag an. Die Vakuolen nehmen fast den ganzen Zellraum ein.</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Dies ist doch, wenn ich mich recht erinnere,
+der Hauptbestandteil der Luft?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Jawohl, ⅘ der Luft bestehen aus Stickstoff.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Nun, da hat es die Pflanze leicht genug mit
+der Befriedigung ihres Stickstoffhungers, denn sie wird das Gas wohl
+einfach aus der Luft aufnehmen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Doch nicht so einfach, wie Sie sich jetzt denken.
+Das Stickstoffgas als solches ist<span class="pagenum" id="Seite_132">[S. 132]</span> nämlich für die Pflanzen völlig
+unverdaulich. Die Chemiker haben diesem Gas schon lang angemerkt,
+daß es eine unglaublich geringe Neigung hat, chemische Verbindungen
+einzugehen. Die Pflanzen nehmen den Stickstoff deshalb niemals aus der
+Luft, sondern stets durch die Wurzel aus dem Boden auf. Der Boden muß
+ihn entweder in Form von <em class="gesperrt">Nitraten</em> (Salzen der Salpetersäure)
+oder in Form von <em class="gesperrt">Ammoniakverbindungen</em> enthalten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Jetzt verstehe ich auch von neuem, warum der
+<em class="gesperrt">Mist</em> so gut düngend wirkt. Der enthält ja so viel Ammoniak, daß
+es einem in Augen und Nase beißt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Diesmal hat Sie Ihre sinnliche Wahrnehmung auf
+den richtigen Weg geführt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Wie machen es aber die Bäume des Waldes
+und überhaupt die wildwachsenden Gewächse mit der Befriedigung ihres
+Stickstoffbedarfs?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie ziehen, wohl durch den Geruch ihrer Wurzeln,
+gewisse Pilze und Bakterien an. Eine ausgerissene Fichtenwurzel ist z.&#8239;B.
+meist von einem dichten, weißen Pilzgeflecht (<span class="antiqua">Mykorrhiza</span>)
+bedeckt, welches mit der Wurzel in innigster Lebensgemeinschaft
+steht. Diese stickstoffreichen Pilze bilden dann, absterbend, einen
+stickstoffhaltigen Dünger für die Baumwurzel. Ganz ähnlich ist es bei
+den Hülsenfruchtgewächsen; sie haben fast sämtlich an ihren Wurzeln
+kleine Knöllchen, in welchen eine Unmenge von Bakterien eingeschlossen
+sind, die durch ihr Absterben die Pflanze mit Stickstoff versorgen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich denke, durch diesen Befund ist das
+Problem nicht gelöst, sondern nur verschoben: denn nun müssen wir
+fragen, wie es diese Pilze und Bakterien anfangen, stickstoffhaltig zu
+werden?</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe19" id="abb45">
+  <img class="w100" src="images/abb45.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 45. Bohnenwurzel, dicht mit Bakterienknöllchen
+  besetzt.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe14" id="abb46">
+  <img class="w100" src="images/abb46.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 46. Normale Stickstoffbakterien (nach Jost).</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe10" id="abb47">
+  <img class="w100" src="images/abb47.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 47. Degenerierte Stickstoffbakterien aus einer
+  Bohnenwurzel (nach Jost).</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie haben ganz recht. Ich vergaß, Ihnen zu
+sagen,<span class="pagenum" id="Seite_133">[S. 133]</span> daß man von einigen dieser Bakterien mit aller Sicherheit
+nachgewiesen hat, daß sie den Stickstoff der Luft in salpetrige und in
+Salpetersäure umwandeln. Die so entstehenden Salze der Salpetersäure
+sind aber eines der verdaulichsten stickstoffhaltigen Nahrungsmittel
+für alle Arten von Pflanzen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Sagten Sie nicht soeben, daß das
+Stickstoffgas eine sehr geringe Neigung habe, chemische Verbindungen
+einzugehen? Wie machen es wohl diese Bakterien, um den trägen
+Stickstoff zur Verbindung mit Sauerstoff zu nötigen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies ist vorläufig ein völliges Rätsel. Es
+ist um so merkwürdiger, als diese Vereinigung künstlich nur unter
+Anwendung hoher elektrischer Spannungen bei der Temperatur des
+elektrischen Funkens (ca. 4000&#8239;°) möglich ist. Man könnte vielleicht,
+wie bei der Kohlensäurespaltung, an die Mitwirkung des Lichts denken.
+Aber es ist durch Versuche fast einwandfrei festgestellt, daß die
+Verdauung des Stickstoffs ohne Mitwirkung des Lichts erfolgt (vgl.
+Jost, Pflanzenphysiologie, in Strasburgers Lehrbuch der Botanik, 11.
+Aufl., S. 193). Wir stehen also vor der für jeden Chemiker unglaublich
+klingenden Tatsache, daß die Pflanze es fertig bringt, kaltes
+Stickstoffgas ohne jede Anwendung von Licht, Wärme oder Elektrizität
+in beliebigem Grade zu oxydieren. Dies ist eine Leistung, welche
+schlechthin alles in Schatten stellt, was die Chemiker bisher erreicht
+haben.</p>
+
+<figure class="figright illowe20" id="abb48">
+  <img class="w100" src="images/abb48.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 48. Eine unförmig aufgetriebene Bakterienzelle
+  aus einem Wurzelknöllchen der Bohne, gefüllt mit Millionen
+  Stickstoffbakterien.</figcaption>
+</figure>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_134">[S. 134]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ist es nicht überhaupt wunderbar, daß die
+Pflanze ihre Vorräte an Zellulose, Stärke und Zucker auf kaltem Wege
+erzeugt? Wenn ich nicht irre, können die Chemiker auch diese Prozesse
+nicht ohne Anwendung von Hitze durchführen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie haben ganz recht. Die chemische Küche
+der Pflanze ist kalt. Dabei leistet sie so Unglaubliches, daß sie
+damit den blassen Neid aller Chemiker weckt. Sie verwandelt auf dem
+Weg von der Knolle bis zum Blatt wenigstens ein dutzendmal Stärke
+in Zucker und Zucker in Stärke um, während den Chemikern zwar
+das erste, niemals aber bis jetzt das zweite gelungen ist. Kein
+Chemiker vermag Stärke oder Zellulose künstlich darzustellen. Dabei
+sind diese Dinge verhältnismäßig als Kleinigkeiten zu bewerten im
+Vergleich mit der beispiellosen Mannigfaltigkeit von Farb-, Duft-
+und Konservierungsstoffen, welche in den Wurzeln, Blättern und
+Blüten erzeugt werden. Das Pflanzenkleid der Erde ist in der Tat das
+gewaltigste chemische Laboratorium, vor welchem sich selbst unsere
+leistungsfähigsten chemischen Fabriken wie ärmliche Alchimistenküchen
+verkriechen müssen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Hat man denn gar keine Vorstellung, welcher
+Hilfsmittel sich die Pflanze bei ihren chemischen Darstellungen
+bedient? Sie haben mir doch früher (vgl. das <a href="#Keimung">8. Kapitel</a>) erzählt, daß
+man die <em class="gesperrt">Gärungsvorgänge</em> und die <em class="gesperrt">Verzuckerung der Stärke</em>
+mit Hilfe der sogenannten Enzyme künstlich bewirken könne, ohne
+Mithilfe des lebenden Pflanzenkörpers. Wäre es nicht denkbar, daß alle
+chemischen Vorgänge in der Pflanze auf die Mitwirkung von Enzymen
+zurückführbar sind?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies ist deshalb ganz ausgeschlossen, weil
+die bis jetzt bekannten Enzyme sämtlich den <em class="gesperrt">Abbau</em>, d. h. die
+Zerlegung einer komplizierten in verschiedene einfache Verbindungen,
+bewirken. <em class="gesperrt">Aufbauende</em> Enzyme sind meines Wissens bis jetzt
+überhaupt unbekannt. Gerade die wichtigsten chemischen Vorgänge in der
+Pflanze sind jedoch solche <em class="gesperrt">Synthesen</em>, d. h. aufbauende Prozesse.
+Das ist der Unterschied zwischen der Verdauung bei Pflanzen und bei
+Tieren: die Pflanze verdaut <em class="gesperrt">einfache</em> Stoffe, wie Kohlensäure,
+Wasser und Stickstoff, zu sehr komplizierten; das Tier aber verdaut
+komplizierte Nährstoffe (Fleisch, Pflanzeneiweiß)<span class="pagenum" id="Seite_135">[S. 135]</span> zu einfachen
+Endprodukten (Aminosäuren). Freilich baut dann auch der tierische
+Körper aus diesen Zerlegungsstoffen wieder komplizierte Eiweißmoleküle
+des Blutes und Fleisches auf.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich bin Ihnen, lieber Professor, für Ihre
+interessanten Belehrungen sehr dankbar. Nun kann ich mir nur eine Sache
+noch nicht recht vorstellen: wenn jede Pflanze während ihres Wachstums
+Kohlensäure aus der Luft zieht, und wenn sich dieser Vorgang Jahr um
+Jahr mit der ganzen, gewaltigen Pflanzendecke der Erde wiederholt: da
+muß doch schließlich die Luft die geringe Menge Kohlensäure, welche
+sie noch enthält, nach und nach ganz verlieren. Dann wäre wohl kein
+Pflanzenwuchs und infolgedessen auch kein Tierleben mehr möglich.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie übersehen in Ihrer Schlußfolgerung nur die
+wichtige Tatsache, daß alle von den Pflanzen aufgenommene Kohlensäure
+schließlich doch wieder als solche in die Luft zurückströmt. Denn fast
+alle Pflanzensubstanz fällt schließlich der <em class="gesperrt">Verwesung</em> anheim,
+und dabei wird nahezu aller Kohlenstoff schließlich in Kohlensäuregas
+verwandelt, welches in die Luft zurückströmt. Auch das faulende Holz
+der Wälder unterliegt dieser Veränderung. Diejenige Pflanzensubstanz,
+welche nicht unmittelbar verwest, wird entweder von Tieren gefressen
+oder verbrannt oder allmählich in Kohle verwandelt und dann auch
+verbrannt. Da bei der Verwesung des Tierkörpers auch Kohlensäure
+entsteht, so ist in allen diesen Fällen das Endprodukt wieder die
+Kohlensäure. Deshalb kann der Kohlensäuregehalt der Luft nicht
+abnehmen. <em class="gesperrt">Der Kohlenstoff vollendet also in der Natur einen ewigen,
+sich immer wiederholenden Kreislauf.</em></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich dächte aber, ich hätte einmal gelesen
+oder gehört, daß die Luft in einer älteren Periode der Erdgeschichte
+reicher an Kohlensäure gewesen sei. Damals, ich glaube, es war in
+der Zeit der Entstehung der Steinkohlen, sollen ja aus diesem Grunde
+die Pilze und Farnkräuter und Bärlappgewächse eine ungeheure Größe
+erreicht haben. Ist dies richtig, so widerspricht es doch der Lehre vom
+Kreislauf des Kohlenstoffs.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ihr Einwand ist in der Tat richtig; während
+aber diese, ich möchte sagen: <em class="gesperrt">säkulare</em> Abnahme des<span class="pagenum" id="Seite_136">[S. 136]</span>
+Kohlensäuregehaltes der Luft Millionen von Jahren beansprucht hat,
+so können wir für unsere geschichtlichen Zeiträume keine erkennbare
+Abnahme nachweisen. Wir können also mit dieser Einschränkung die Lehre
+vom Kreislauf des Kohlenstoffs wohl aufrechterhalten.</p>
+
+<div class="figcontainer">
+
+<figure class="figsub_b illowe26" id="abb49">
+  <img class="w100" src="images/abb49.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 49. Der Siegelbaum (<span class="antiqua">Sigillaria</span>),
+  ein baumgroßes Bärlappgewächs der Steinkohlenzeit.</figcaption>
+</figure>
+
+<figure class="figsub_b illowe17" id="abb50">
+  <img class="w100" src="images/abb50.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 50. <span class="antiqua">Alethopteris
+  lonchitidis</span>, ein steinkohlenbildender Farn.</figcaption>
+</figure>
+
+</div>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Woher stammten denn jene großen
+Kohlensäuremengen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Man vermutet, daß die ursprüngliche Atmosphäre
+hauptsächlich aus Kohlensäure und Stickstoff bestand, welche beiden
+Gase von der erkaltenden Erdmasse ausgehaucht wurden. Ob Sauerstoff
+schon dabei war, oder ob er erst durch Zersetzung der Kohlensäure
+gebildet wurde, ist nicht sicher entschieden.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Aber wohin sind diese großen
+Kohlensäuremengen geraten?</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_137">[S. 137]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Man vermutet, daß sie in den Kalkgebirgen
+stecken, deren Gestein aus kohlensaurem Kalk besteht. Diese Gebirge und
+ihr Material sind nämlich zweifellos erst nach jener Zeit entstanden,
+in welcher die Luft so reich an Kohlensäure war.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Da müßte man also annehmen, daß auf der Erde
+ehemals gebrannter oder gelöschter Kalk vorhanden war, und daß dieser
+sich mit der Kohlensäure allmählich zu kohlensaurem Kalk verbunden hat?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: O nein, das ist ganz anders vor sich gegangen.
+Die Kalkgebirge sind voll versteinerter Meerestiere; diese hätten
+niemals auf gebranntem oder gelöschtem Kalk leben können, weil diese
+Verbindung eine sehr scharfe, ätzende Base ist. Vielmehr weisen
+alle Umstände darauf hin, daß bei der Entstehung des Kalksteins dem
+<em class="gesperrt">Meer</em> eine wichtige Rolle zukommt. Untersucht man irgendeine Art
+von Kalkstein oder Kreide unter dem Mikroskop, so erkennt man leicht,
+daß diese Stoffe ganz und gar aus den Kalkschalen winziger Pflanzen
+(Kalkalgen) und Tiere (Urtierchen) zusammengesetzt sind, die ohne
+Zweifel im Wasser gelebt haben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Zugegeben; aber diese Erklärung kann doch
+unmöglich für solche Kalkgesteine gelten, welche von hohen Berggipfeln,
+wie z.&#8239;B. von der Zugspitze, stammen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Wenn Sie vom Gipfel der Zugspitze ein Stück
+Wettersteinkalk abschlagen und mikroskopisch prüfen, so werden Sie
+erkennen, daß es nahezu gänzlich aus den Schalen zweier Kalkalgen,
+nämlich der Gattungen <span class="antiqua">Gyroporella</span> und <span class="antiqua">Diplopora</span>,
+zusammengesetzt ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Also müßte auch der Gipfel der Zugspitze
+ehemals Meeresboden gewesen sein?</p>
+
+<figure class="figright illowe12" id="abb51">
+  <img class="w100" src="images/abb51.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 51. <span class="antiqua">Diplopora annulata</span>,
+  eine Kalkalge des Wetter&#173;stein&#173;gebirges.</figcaption>
+</figure>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Dies ist ganz unbezweifelbar. Die Erhebung der
+Alpen ist als ein Faltungs- und Schrumpfungsvorgang der Erdrinde erst
+in sehr später Zeit (in der Tertiärzeit) erfolgt; es ist sogar möglich,
+daß in dieser Zeit bereits das jüngste aller irdischen Geschöpfe, der
+Mensch, vorhanden oder in der Entwicklung begriffen war. Vorher waren
+die Alpenlande ebener Boden, eingetrockneter Meeresboden. Und in dem
+Meer, das ehemals diesen<span class="pagenum" id="Seite_138">[S. 138]</span> Boden überdeckte, lebten und starben jene
+Kalkalgen in ungeheuren Mengen. Die toten sanken darin langsam zu
+Boden und verwesten; aber ihre Kalkschalen konnten nicht verwesen und
+bildeten einen tiefen und dicken Schlamm, aus welchem allmählich durch
+Austrocknung und Erhärtung der Kalkstein wurde.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Dies klingt sehr wunderbar, ist aber immerhin
+verständlich. Aber wie soll ich mir vorstellen, daß die Kalkschalen der
+Algen sich mittels der Kohlensäure der Luft gebildet haben? Denn so war
+es doch, so soll doch der ehemals so große Kohlensäuregehalt der Luft
+sich vermindert haben?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Auch dieser Vorgang ist an lebenden Kalkalgen
+recht klar erforscht worden. Diese Kalkalgen können nur in einem
+Wasser leben, welches sogenannten doppeltkohlensauren Kalk gelöst
+enthält. Dies ist eine chemische Verbindung von kohlensaurem Kalk
+mit Kohlensäure; sie unterscheidet sich von kohlensaurem Kalk (der
+in Wasser unlöslich ist) durch ihre beträchtliche Löslichkeit. Die
+Kalkalgen nun, als Pflanzen, brauchen zu ihrer Ernährung Kohlensäure.
+Da sie nicht in der Luft leben, sondern im Wasser, so entziehen sie
+ihren Kohlensäurebedarf aus dem doppeltkohlensauren Kalk, welcher in
+ihrer wässerigen Umgebung gelöst ist. Dadurch verwandelt sich aber der
+lösliche doppeltkohlensaure Kalk in unlöslichen kohlensauren Kalk,
+der nun auf irgendeine Weise zum Vorschein kommen muß. Die allzeit
+erfinderische Natur verwendet ihn zum Bau steinerner Gehäuse und
+Stützgerüste: der Kalkschalen dieser Algen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Das ist freilich ein merkwürdiger Vorgang,
+auf den man durch bloßes Nachdenken nicht kommen kann. Nun fragt sich
+bloß, wie die Kohlensäure der Luft dazu kommt, als doppeltkohlensaurer
+Kalk in das Wasser einzutreten?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Diese Frage ist durch die Geologie recht
+zuverlässig beantwortet worden. Das Regenwasser löst beim Niederfallen
+um so mehr Kohlensäure auf, je kälter es ist und je reicher die Luft an
+Kohlensäure ist. Diese Lösung wirkt auf die meisten Gesteine zersetzend
+ein und entzieht ihnen langsam, aber sicher alle Basen, indem es diese
+in doppeltkohlensaure Salze verwandelt und in gelöster Form fortführt.
+Der Kalkgehalt unserer Kalkgebirge<span class="pagenum" id="Seite_139">[S. 139]</span> stammt also vermutlich aus den
+Urgneisen und vielleicht auch aus den älteren Graniten. Die Kohlensäure
+stammt aus der Luft.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Wie kam aber die Kohlensäure in die Luft?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie ist ein Entgasungsprodukt der erkaltenden
+Erde. Noch heute strömt die Erde an allen Orten früherer vulkanischer
+Tätigkeit große Mengen von Kohlensäure aus (z.&#8239;B. in der Eifel am
+Rhein). Da die vulkanischen Vorgänge in früheren Erdperioden viel
+stärker und weiter verbreitet waren, so muß dadurch auch viel mehr
+Kohlensäure in die Luft gekommen sein. Noch heute hält dieses aus der
+Erde kommende („juvenile“) Kohlensäuregas dem durch den Pflanzenwuchs
+verbrauchten das Gleichgewicht, so daß der Kohlensäuregehalt der Luft
+nicht merklich abnimmt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Da sollte man eigentlich erwarten, daß die
+Luft im Winter mehr Kohlensäure enthält als im Sommer, weil im Winter
+der Verbrauch durch die Pflanzen größtenteils wegfällt, während der
+Zustrom aus dem Erdinnern doch in gleicher Stärke weiter besteht.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ihre Vermutung ist tatsächlich richtig (vgl.
+Jost, Pflanzenphysiologie, in Strasburgers Lehrbuch der Btanik, 11.
+Aufl., S. 186). In 10&#8239;000 Liter Luft sind im Winter 3,0 bis 3,6, im
+Sommer nur 2,7 bis 2,9 Liter Kohlensäure enthalten.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Ich wundere mich jetzt geradezu, daß der
+Kohlensäuregehalt der Luft nicht fortwährend <em class="gesperrt">größer</em> wird. Denn
+die von den Pflanzen verzehrte Luftkohlensäure gelangt doch, wenn die
+Pflanzen verwesen, wieder unvermindert in die Luft zurück; und die
+gewaltigen Kohlensäuremengen, welche der Erde entströmen, kommen doch
+hinzu.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Sie vergessen, daß der Kreislauf der Kohlensäure
+sich in einer Bahn vollzieht, welche, sozusagen, nicht ganz dicht hält.
+Sie hat zwei undichte Stellen, an welchen viel Kohlensäure aus dem
+Kreislauf nach außen sickert: die eine Stelle ist Ihnen schon bekannt,
+es ist die Bildung der Kalkgesteine aus dem Meeresbodenschlamm. Das
+andere Leck in der Bahn des Kreislaufs der Kohlensäure ist die Bildung
+der <em class="gesperrt">Kohlenlagerstätten</em> der Erde. Hier verwandeln sich ungeheure
+Mengen von Pflanzensubstanz<span class="pagenum" id="Seite_140">[S. 140]</span> durch mangelhafte Verwesung in Torf,
+Braunkohle, Steinkohle, Anthrazit und Graphit und binden so eine Menge
+Kohlenstoff in der Erdrinde, der ehedem als Kohlensäuregas in der Luft
+war.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Sie erwähnten vor einiger Zeit, daß
+der Sauerstoffgehalt der Luft möglicherweise auf jene großen
+Kohlensäuremengen zurückzuführen ist, welche früher in der Luft
+enthalten waren. Wie wäre dies zu erklären?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Wenn die Kohlensäure durch Kalkalgen gebunden
+und als Nahrung aufgenommen wurde, so muß eine entsprechende Menge von
+Sauerstoff von ihnen abgeschieden worden sein. Dieser Sauerstoff, das
+Verdauungsprodukt der kohlensäureverzehrenden Pflanzen, kann nur in die
+Luft entwichen sein.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Freilich haben dieselben Pflanzen zum Zweck
+der <em class="gesperrt">Atmung</em> Sauerstoff verbraucht und Kohlensäure abgeschieden.
+Aber anscheinend ist die Atmung der Pflanzen weniger rege als ihre
+Ernährung.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: So ist es tatsächlich. Wohl werden durch die
+Atmung, namentlich durch die der Bodenbakterien, ungeheure Mengen
+Kohlensäuregas in die Luft geschickt; aber diese Mengen sind dennoch
+verschwindend klein im Verhältnis zu denjenigen, welche bei der
+Ernährung derselben Pflanzen verbraucht werden. Für die Bewegung des
+Sauerstoffs gilt natürlich dasselbe im umgekehrten Sinn: bei der
+Ernährung wird viel mehr Sauerstoff frei, als bei der Atmung verzehrt
+wird.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Das Nebeneinanderbestehen dieser beiden
+Vorgänge, der Atmung und der Ernährung, mit ihren entgegengesetzt
+verlaufenden Stoffwechselprozessen erscheint einem doch recht
+unverständlich. Was hat es für einen Sinn, daß bei der Atmung einer
+Pflanze Kohlensäure entbunden wird, welche von derselben Pflanze zum
+Zweck der Ernährung wieder verbraucht wird?</p>
+
+<figure class="figleft illowe14" id="abb52">
+  <img class="w100" src="images/abb52.jpg" alt="">
+  <figcaption class="caption">Abb. 52. Aus den abgeschnittenen Stielenden der
+  Wasserpflanze <span class="antiqua">Helodea canadensis</span> entweicht im
+  Sonnenlicht Sauerstoffgas.</figcaption>
+</figure>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Der Sinn dieser einander widersprechenden
+Vorgänge ist in den thermochemischen Beziehungen, also in<span class="pagenum" id="Seite_141">[S. 141]</span> den
+Bewegungen der Wärme bei diesen chemischen Prozessen, zu suchen. Der
+Ernährungsvorgang ist ein endothermischer Prozeß; bei der Spaltung
+der Kohlensäure wird Energie (in Form von Sonnenlicht) verbraucht.
+Der Atmungsvorgang ist dagegen ein exothermischer Prozeß, bei welchem
+Energie frei wird. Diese freiwerdende Energie wird von der Pflanze
+verbraucht, um ihre sämtlichen <em class="gesperrt">Bewegungen</em> zu bestreiten, nämlich
+die Wachstumsbewegungen, das Aufrichten und Strecken, das Entrollen
+der Blätter aus den Knospen usw. Bewegungen erzeugen wir ja auch in den
+Maschinen durch freiwerdende Energie, z.&#8239;B. in der Dampfmaschine durch
+die freiwerdende Wärme der brennenden Kohlen. Diese Wärme ist, nebenbei
+bemerkt, nichts anderes als die Energie des Sonnenlichts, welche in
+der Karbonzeit in den Blättern der Steinkohlenbäume die Kohlensäure
+in Kohlenstoff und Sauerstoff gespalten hat. Indem wir die Kohle
+verbrennen, gewinnen wir diese aufgestapelte Sonnenenergie als Wärme
+wieder.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Wenn ich Sie also recht verstehe, so
+atmet die Pflanze nur, um dadurch Verbrennungsenergie für ihre
+Wachstumsbewegungen zu gewinnen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Daß sie <em class="gesperrt">nur</em> deshalb atmet, wäre wohl zu
+viel gesagt. Denn die Atmung wird, wie bei den Tieren, wohl auch die
+Reinigung des Körpers durch Oxydation unbrauchbarer Stoffe bewirken.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Nach allem, was Sie soeben gesagt haben,
+könnte man wohl auch von einem <em class="gesperrt">Kreislauf der Wärme</em> sprechen?
+Denn die Wärme, welche bei der Verbrennung der Kohlen an die Natur
+zurückgegeben wird, ist doch nichts anderes als die Sonnenenergie,
+welche ehemals die Kohlensäure in Kohlenstoff und Sauerstoff spaltete?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: So ist es allerdings; aber die Bezeichnung
+„<em class="gesperrt">Kreislauf</em>“ können wir für diesen Weg der Wärme doch nicht gut
+anwenden, weil diese Wärme nicht wieder an ihren ursprünglichen Platz
+(die Sonne) zurückgelangt. Nach dem bisherigen Stand unseres Wissens
+ist es ganz unmöglich, daß die Wärme von einem kälteren auf einen
+wärmeren Körper übertragen wird. Diese Tatsache ist deshalb wichtig,
+weil die Umwandlung der Wärme in die<span class="pagenum" id="Seite_142">[S. 142]</span> Energie der Bewegung nach unseren
+Erfahrungen nur bei ihrem Übertritt von einem Körper auf einen anderen
+möglich ist. Also haben alle Bewegungen, welche wir überhaupt kennen,
+ihren letzten Ursprung darin, daß Wärme (und zwar verwandelte oder
+aufgespeicherte Sonnenwärme) von einem wärmeren auf einen kälteren
+Körper übergetreten ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Meinen Sie damit auch z.&#8239;B. die Bewegung
+eines Wasserrades im Fluß?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Ja. Das Wasserrad kann nur so lange getrieben
+werden, als das Wasser bergab läuft. Das Wasser läuft aber nur so lange
+bergab, als es durch Regengüsse aus den Wolken auf die Gipfel der Berge
+befördert wird. Es ist die Sonnenwärme, welche das zu Tal geflossene
+Wasser immer wieder in Dampf- und Dunstform auf Wolkenhöhen erhebt. Sie
+ist es also letzten Endes, welche das Wasserrad treibt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Wie ist es aber mit der Bewegung eines
+Elektromotors, in den ich elektrischen Strom sende? Das hat doch gewiß
+nichts mit der Sonnenwärme zu tun?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Doch insofern, als Sie Elektrizität auf keine
+andere Weise erzeugen können als durch Umwandlung aus Sonnenwärme:
+denn Sie müssen die Dynamo entweder mit Wasserkraft betreiben, deren
+Zusammenhang mit der Sonnenwärme wir soeben dargelegt haben; oder Sie
+verwenden Dampfmaschinen oder Gasmotoren, deren Energie aus der Kohle
+stammt, also wieder indirekt aus der Sonne. — Alle Energie stammt von
+der Sonne und ist in ihrer Entstehung an die Bedingung gebunden, daß
+die Sonne ihre Wärme an einen kälteren Körper abgibt; denn nur bei
+diesem Übergang können Umwandlungen in andere Energieformen erfolgen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Kommerzienrat</em>: Dann müßte also die Welt einmal zum
+Stillstand kommen, wenn alle Körper ihre Temperatur gegenseitig
+ausgeglichen haben, weil dann keine Wärme mehr von einem wärmeren auf
+einen kälteren Körper übertreten könnte. Widerspricht dies nicht dem
+Gesetz der Erhaltung der Energie? Denn die Wärme ist dann doch in der
+Welt noch vorhanden, nur ist sie nicht mehr in Arbeit umwandelbar.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_143">[S. 143]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Professor</em>: Der Streit über diese Frage (des Physikers
+<em class="gesperrt">Boltzmann</em>), ob die Welt am „Wärmetod“ zugrunde gehen wird oder
+nicht, ist auch unter den Gelehrten noch nicht entschieden. Für uns ist
+sie deshalb nicht gerade aktuell, weil der Sonnenball ein so ungeheures
+Reservoir von Energie darstellt, daß das Menschengeschlecht keine
+„Energieteuerung“ erleben wird.</p>
+
+<div class="chapter">
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_144">[S. 144]</span></p>
+
+<h2 class="nobreak" id="12_Das_periodische_System_der_Elemente">12. Das periodische
+System der Elemente.</h2>
+
+</div>
+
+<p class="center mbot2">(Ein Gespräch zwischen einem Chemiker und einem Studenten.)</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie möchten also gern von mir wissen, ob
+und wie die chemischen Eigenschaften der Elemente mit ihren
+<em class="gesperrt">Atomgewichten</em> (vgl. das 4. Kapitel) zusammenhängen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Ja, denn ich bilde mir ein, diesem Zusammenhang
+bereits auf die Spur gekommen zu sein. Ich glaube entdeckt zu haben,
+daß die chemischen Elemente um so <em class="gesperrt">metallischere</em> Eigenschaften
+haben, je größer ihr Atomgewicht ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Diese Entdeckung läßt sich freilich bestreiten.
+Ich führe Ihnen zum Beleg meines Widerspruchs drei nichtmetallische
+und drei ausgesprochen metallische Elemente an, deren Atomgewichte
+das Gegenteil beweisen könnten: die Metalle Lithium, Natrium und
+Magnesium haben die (abgerundeten) Atomgewichte 7, 23 und 24; die
+nichtmetallischen Elemente Phosphor, Schwefel und Brom haben die viel
+höheren Atomgewichte 31, 32 und 80!?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Meine Vermutung gründete sich darauf, daß die
+Mehrzahl der hohen Atomgewichte doch unzweifelhaft zu metallischen
+Elementen gehört, während die Mehrzahl der niederen Atomgewichte den
+nichtmetallischen Elementen eigen ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: In dieser unbestimmten Form ausgesprochen, ist
+Ihre Ansicht zweifellos richtig und enthält ein Naturgesetz. Nur,
+sobald Sie dieses Gesetz genau beschreiben wollen, so daß es ohne
+Ausnahme gelten soll —: da entschlüpft es Ihnen unter den Händen
+und läßt sich nicht fassen. Dies ist in einer sehr merkwürdigen
+Tatsache begründet, welche zuerst im Jahr 1865 von John A. B. Newlands
+erkannt wurde. Er ordnete die chemischen Elemente nach der Größe der
+Atomgewichte in eine fortlaufende<span class="pagenum" id="Seite_145">[S. 145]</span> Reihe derart, daß die Reihe mit
+dem kleinsten Atomgewicht begann und mit dem größten endigte. Er fand
+nun, daß zwar die benachbarten Elemente keine besonders deutliche
+Ähnlichkeit in ihren Eigenschaften zeigten, daß aber diese Ähnlichkeit
+ganz auffallend bemerkbar wurde, wenn man sieben Elemente übersprang.
+Also das <em class="gesperrt">achte</em> war dem <em class="gesperrt">ersten</em>, das <em class="gesperrt">neunte</em> dem
+<em class="gesperrt">zweiten</em>, das <em class="gesperrt">zehnte</em> dem dritten Element ähnlich usw.,
+und diese Ähnlichkeit wiederholte sich beim fünfzehnten Element mit
+dem ersten und achten, beim sechzehnten mit dem zweiten und neunten,
+usf. — Newlands nannte seine Entdeckung deshalb das <em class="gesperrt">Gesetz der
+Oktaven</em>. Damit Sie sich von der Richtigkeit überzeugen können,
+schreibe ich Ihnen den Anfang der Oktavenreihe hier und setze über den
+Namen jedes Elements sein Atomgewicht:</p>
+
+<table class="oktavenreihe">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">7</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">9</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">11</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">12</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">14</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">16</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">19</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Lithium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Beryllium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Bor</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Kohlenstoff</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Stickstoff</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Sauerstoff</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_5">
+      <div class="center">Fluor</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">23</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">24</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">27</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">28</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">31</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">32</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">35,4</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Natrium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Magnesium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Aluminium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Silizium</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Phosphor</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Schwefel</div>
+    </td>
+    <td class="padbot0_25">
+      <div class="center">Chlor</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">39</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">40</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">44</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">48</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">51</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">52</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">55</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">Kalium</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Kalzium</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Skandium</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Titan</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Vanadin</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Chrom</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">Mangan</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Außerdem habe ich in jede Zeile nur sieben Elemente geschrieben
+und die drei Zeilen so untereinander gesetzt, daß die ähnlichen
+Elemente untereinander zu stehen kommen. Ich weiß nicht, ob Ihnen die
+Ähnlichkeit dieser untereinanderstehenden Elemente überall überzeugend
+klar ist.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Ich könnte dies eigentlich nur von den drei
+Elementen sagen, welche ganz links stehen. Sie sind mir als
+<em class="gesperrt">Alkalimetalle</em> wohlbekannt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Um die Ähnlichkeit zu erkennen, bedarf es nur
+eines kleinen Fingerzeigs: Sie müssen auf die <em class="gesperrt">Wertigkeit</em> achten
+(vgl. das 4. Kapitel). Die Elemente der ersten Gruppe (von links) sind
+Ihnen zweifellos als <em class="gesperrt">einwertig</em> bekannt: jedes Atom von ihnen
+vermag in einer Säure nur <em class="gesperrt">ein</em> Atom Wasserstoff zu ersetzen.
+Wenn Sie nun auch nur wenig mit den Eigenschaften der übrigen Elemente
+vertraut sind, so werden Sie leicht erkennen, daß die Elemente der
+zweiten Gruppe (von<span class="pagenum" id="Seite_146">[S. 146]</span> links) sämtlich zweiwertig, die der dritten
+Gruppe dreiwertig, der vierten vierwertig sind. Die Elemente der drei
+letzten Gruppen treten, wie Ihnen bekannt sein wird, in verschiedenen
+Wertigkeiten auf. Untersucht man aber ihre <em class="gesperrt">beständigsten</em>
+Verbindungen, so findet man eine sehr auffallende Tatsache: in
+ihnen sind die Elemente der fünften Gruppe entweder fünfwertig
+oder dreiwertig, die der sechsten Gruppe entweder sechswertig oder
+zweiwertig, die der siebenten entweder sieben- oder einwertig.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Dies ist ganz unbegreiflich wunderbar, da wir
+doch bei der Zusammenstellung der Oktaven nur von den Atomgewichten
+ausgegangen sind und auf die Wertigkeit gar keine Rücksicht genommen
+haben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Beachten Sie auch, daß die Wertigkeit nicht nur
+von links über die Mitte nach rechts stetig und gleichmäßig ansteigt,
+sondern auch von rechts nach links, allerdings nur bis zur Mitte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Es ist gerade so, als ob die Natur zwischen links
+und rechts keinen Unterschied gelten lassen wollte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Dieser Eindruck wird noch durch die Tatsache
+verstärkt, daß die Elemente der <em class="gesperrt">vierten</em> Gruppe ganz überwiegend,
+in ihren meisten Verbindungen, <em class="gesperrt">vierwertig</em> sind. Die vierte
+Gruppe ist als Mittelgruppe sowohl von links als auch von rechts aus
+die vierte, wodurch sich dieses Überwiegen der Vierwertigkeit sehr
+interessant erklärt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Bezieht sich die Ähnlichkeit der Elemente jeder
+solchen Gruppe auch noch auf andere Eigenschaften als die Wertigkeit?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Selbstverständlich! Sie umfaßt alle Eigenschaften,
+und zwar nicht bloß der Elemente selbst, sondern auch ihrer
+Verbindungen. Also: die Elemente der ersten Gruppe sind einander nicht
+bloß darin ähnlich, daß sie leichte Metalle sind, welche das Wasser
+bei gewöhnlicher Temperatur zersetzen, sondern auch ihre Verbindungen
+(z.&#8239;B. mit Chlor) haben eine unverkennbare Ähnlichkeit in Aussehen und
+Kristallform, Wasserlöslichkeit, Schmelzpunkt usw.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_147">[S. 147]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Gilt nun dieses Newlandssche Gesetz der Oktaven
+auch für alle übrigen Elemente, die Sie oben nicht angeschrieben haben?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Es gilt für alle Elemente; aber es hat vieler
+Untersuchungen bedurft, um dies klar zu erkennen. Es war das Verdienst
+des russischen Chemieprofessors Mendelejeff (von der Universität St.
+Petersburg) und des Deutschen Lothar Meyer, hier einige Klarheit
+geschaffen zu haben. Die Schwierigkeiten beginnen nämlich gerade
+da, wo unsere dritte Periode endigt, also hinter dem Element
+<em class="gesperrt">Mangan</em>. Dieses und das vorhergehende <em class="gesperrt">Chrom</em> gleichen
+den beiden übergeordneten Elementen ihrer Gruppen bei weitem nicht
+in dem Grade, wie man erwarten sollte, wenn auch in der Wertigkeit
+und in den sauerstoffreichsten Oxyden eine unverkennbare Ähnlichkeit
+besteht. Verlängert man aber die dritte Periode von 7 auf 17 Elemente,
+so zeigt sich sowohl in den Eigenschaften der ersten als auch der
+letzten Glieder dieser 17teiligen Periode eine geradezu verblüffende
+Ähnlichkeit mit den Gliedern der beiden kurzen Perioden. Diese „große“
+Periode heißt also (unter Verwendung der Abkürzungszeichen für die
+Namen der Elemente):</p>
+
+<p class="center"><span class="antiqua">K</span> <span class="antiqua mleft0_2">Ca</span> <span class="antiqua mleft0_2">Sc</span> <span class="antiqua mleft0_2">Ti</span> <span class="antiqua mleft0_2">V</span>
+    <span class="antiqua mleft0_2">Cr</span> <span class="antiqua mleft0_2">Mn</span> <span class="antiqua mleft0_2">Fe</span> <span class="antiqua mleft0_2">Co</span> <span class="antiqua mleft0_2">Ni</span> <span class="antiqua mleft0_2">Cu</span>
+    <span class="antiqua mleft0_2">Zn</span> <span class="antiqua mleft0_2">Ga</span> <span class="antiqua mleft0_2">Ge</span> <span class="antiqua mleft0_2">As</span> <span class="antiqua mleft0_2">Se</span>
+    <span class="antiqua mleft0_2">Br</span>.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Aber 17 Elemente können doch nicht mit 7 zur
+Deckung gebracht werden? Wie kann man in dieser Anordnung von
+korrespondierenden Eigenschaften sprechen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Die kurzen, siebengliedrigen Perioden stimmen
+in ihren Eigenschaften sowohl mit den sieben ersten als auch mit den
+sieben letzten Elementen dieser langen Periode überein. Die lange
+Periode zerfällt also sozusagen in zwei kurze und ein Mittelstück, das
+aus den drei Elementen Eisen, Nickel und Kobalt besteht.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Wenn ich mir diese kurzen Perioden betrachte, die
+Sie aus der langen herausschneiden, so finde ich, daß ihre Elemente mit
+den beiden ersten kurzen Perioden nur teilweise übereinstimmen wollen.
+Die vordere Hälfte, <span class="antiqua">K</span>–<span class="antiqua">Mn</span>, stimmt nur in ihren drei
+ersten, die hintere mit den Elementen <span class="antiqua">Cu</span>–<span class="antiqua">Br</span> nur in ihren
+drei letzten Elementen gut mit den beiden kurzen Perioden<span class="pagenum" id="Seite_148">[S. 148]</span> zusammen.
+Dagegen scheint mir das Ende der <span class="antiqua">K</span>–<span class="antiqua">Mn</span>-Periode und der
+Anfang der <span class="antiqua">Cu</span>–<span class="antiqua">Br</span>-Periode nicht so gut zu passen: denn
+<span class="antiqua">Mn</span> müßte doch ein Halogen sein, wie <span class="antiqua">Cl</span> und <span class="antiqua">Br</span>, und
+<span class="antiqua">Cu</span> müßte ein Alkalimetall sein, wie <span class="antiqua">Li</span>, <span class="antiqua">Na</span> und
+<span class="antiqua">K</span>.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie haben ganz recht, die Übereinstimmung dieser
+Elemente mit den Halogenen bzw. Alkalimetallen läßt zu wünschen
+übrig. Immerhin wollen Sie bedenken, daß das <em class="gesperrt">Kupfer</em> im
+einwertigen Zustand Salze bildet, welche im Aussehen und Verhalten den
+Alkalimetallsalzen nicht unähnlich sind: so ist das Kupferchlorür,
+<span class="antiqua">CuCl</span>, <em class="gesperrt">weiß</em> und nähert sich damit einigermaßen dem
+Chlornatrium, <span class="antiqua">NaCl</span>, und Chlorkalium, <span class="antiqua">KCl</span>. Denn die
+zweiwertigen Kupfersalze sind doch alle blau oder grün. Andrerseits
+bildet das <em class="gesperrt">Mangan</em> mit viel Sauerstoff ein flüssiges,
+leicht verdampfendes Oxyd <span class="antiqua">Mn</span><sub>2</sub><span class="antiqua">O</span><sub>7</sub>, welches den
+entsprechenden Oxyden des Chlors und Broms nicht unähnlich ist.
+Wenn Sie nun überhaupt die Wertigkeit der Elemente durch die ganze
+17gliedrige Periode verfolgen, so können Sie an der Berechtigung dieser
+Unterteilung nicht wohl mehr zweifeln.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Gibt es denn noch mehr große Perioden?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Ja; mindestens noch <em class="gesperrt">eine</em> mit den folgenden
+Elementen: <span class="antiqua">Rb</span> <span class="antiqua">Sr</span> <span class="antiqua">Y</span> <span class="antiqua">Zr</span> <span class="antiqua">Nb</span>
+    <span class="antiqua">Mo</span>
+— <span class="antiqua">Ru</span> <span class="antiqua">Rh</span> <span class="antiqua">Pd</span> <span class="antiqua">Ag</span> <span class="antiqua">Cd</span> <span class="antiqua">In</span>
+<span class="antiqua">Sn</span> <span class="antiqua">Sb</span> <span class="antiqua">Te</span> <span class="antiqua">J</span>. Sie sehen: in dieser Periode
+ist <em class="gesperrt">ein</em> Element, zwischen Molybdän und Ruthenium, noch nicht
+entdeckt. Es müßte dem Mangan der ersten großen Periode entsprechen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Offenbar gilt für diese zweite große Periode
+dasselbe wie für die erste: das dreigliederige Mittelstück <span class="antiqua">Ru</span>,
+<span class="antiqua">Rh</span>, <span class="antiqua">Pd</span> muß ausgeschaltet werden; die beiden Reste
+sind kleine Perioden, welche wiederum nur in den drei ersten bzw.
+den drei letzten Gliedern gut mit den eigentlichen kleinen Perioden
+zusammenstimmen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Ja; aber beachten Sie die gute Übereinstimmung in
+<em class="gesperrt">allen</em> Gliedern der beiden großen Perioden. Auch die Mittelstücke
+Eisen, Nickel, Kobalt und Ruthenium, Rhodium, Palladium stimmen doch
+auffallend gut überein. — Ich will Ihnen nun das ganze „periodische
+System“ mit allen Atomgewichten anschreiben (nach B. Brauner):</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_149">[S. 149]</span></p>
+
+<table class="periodensystem">
+  <tr>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      0</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      I</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      II</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      III</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      IV</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      V</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      VI</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Grup-<br>
+      pe<br>
+      VII</div>
+    </td>
+    <td class="btd" colspan="3">
+      <div class="center">Gruppe<br>
+      VIII</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="btb br">
+     <div class="left">Reihe 1</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">1<br>
+      H</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 2</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">&#8199;7<br>
+      Li</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">&#8199;9<br>
+      Be</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">11<br>
+      B</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">12<br>
+      C</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">14<br>
+      N</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">16<br>
+      O</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">19<br>
+      F</div>
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 3</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">23<br>
+      Na</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">24<br>
+      Mg</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">27<br>
+      Al</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">28<br>
+      Si</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">31<br>
+      P</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">32<br>
+      S</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">35,5<br>
+      Cl</div>
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 4</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">39<br>
+      K</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">40<br>
+      Ca</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">44<br>
+      Sc</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">48<br>
+      Ti</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">51<br>
+      V</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">52<br>
+      Cr</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">55<br>
+      Mn</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">56<br>
+      Fe</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">58,97<br>
+      Co</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">58,63<br>
+      Ni</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 5</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">63<br>
+      Cu</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">65<br>
+      Zn</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">70<br>
+      Ga</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">72<br>
+      Ge</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">75<br>
+      As</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">79<br>
+      Se</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">80<br>
+      Br</div>
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 6</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">85<br>
+      Rb</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">87<br>
+      Sr</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">89<br>
+      Y</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">90<br>
+      Zr</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">94<br>
+      Nb</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">96<br>
+      Mo</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">100<br>
+      &#8194;?</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">102<br>
+      Ru</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">103<br>
+      Rh</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">106<br>
+      Pd</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 7</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">108<br>
+      Ag</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">112<br>
+      Cd</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">114<br>
+      In</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">119<br>
+      Sn</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">120<br>
+      Sb</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">127,5<br>
+      Te</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right"><span class="s5">126,92</span><br>
+      J</div>
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 8</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">133<br>
+      Cs</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">137<br>
+      Ba</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">138<br>
+      La</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left"><span class="s5">140–178</span><br>
+      Ce <span class="s5">usw.</span></div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">182<br>
+      Ta</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">184<br>
+      W</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">190<br>
+      &#8194;?</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">191<br>
+      Os</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">193<br>
+      Ir</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">195<br>
+      Pt</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 9</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">197<br>
+      Au</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">200<br>
+      Hg</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">204<br>
+      Tl</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">207<br>
+      Pb</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">209<br>
+      Bi</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">212<br>
+      ?&#8194;</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="right">214<br>
+      ?&#8194;</div>
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+     <div class="left">Reihe 10</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">220<br>
+      &#8194;?</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">225?<br>
+      Ra</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">230<br>
+      &#8194;?</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">233<br>
+      Th</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">235<br>
+      &#8194;?</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="left">239<br>
+      U</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="bt" colspan="3">
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das soll also nun bedeuten, daß die untereinander
+stehenden Elemente in jeder Gruppe einander chemisch verwandt sind und
+diejenige Wertigkeit besitzen, welche der Gruppenzahl entspricht?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: So ist es. Bei genauerem Zusehen werden Sie
+erkennen, daß ich die Elemente der Gruppen I–VII nicht genau
+untereinander geschrieben habe, sondern abwechselnd etwas nach links
+und nach rechts gerückt habe. Die links untereinanderstehenden bilden
+die sogenannte <em class="gesperrt">Hauptgruppe</em>, die nach rechts ausgerückten faßt
+man als „Nebengruppe“ zusammen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_150">[S. 150]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Aber ist das nicht eine rein willkürliche Maßregel?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Nicht so ganz. Denn obwohl dieses Ausrücken nach
+links und rechts mit mathematischer Strenge genau abwechselnd erfolgte,
+ist es offenbar kein Zufall, daß jede dieser beiden Teilgruppen eine
+unverkennbare Verwandtschaftsgruppe bildet. In der I. Hauptgruppe
+stehen z.&#8239;B. nur Alkalimetalle, in der II. Hauptgruppe nur alkalische
+Erdmetalle, in der VII. Nebengruppe nur Halogene. Dagegen umfaßt die
+erste Nebengruppe die unter sich ähnlichen Schwermetalle <span class="antiqua">Cu</span>,
+<span class="antiqua">Ag</span>, <span class="antiqua">Au</span>, welche zu den Elementen der Hauptgruppe eine
+viel geringere Ähnlichkeit haben als zueinander. Dieselbe Erscheinung
+wiederholt sich in jeder der sieben ersten Gruppen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Ich verstehe! Diese Anordnung trägt also auch den
+Unstimmigkeiten Rechnung, welchen wir oben bei der Zerschneidung der
+großen Perioden begegneten: das Mangan, als Element der siebenten
+Hauptgruppe, braucht den Elementen der siebenten Nebengruppe nicht
+völlig zu gleichen. Außerdem sehe ich, daß die mittleren drei Elemente
+der großen Perioden dadurch ganz von selbst in eine achte Gruppe nach
+rechts hinaus gedrängt werden. Stimmen diese Elemente denn in ihren
+Eigenschaften so zusammen, daß sie mit Recht in eine Gruppe vereinigt
+werden dürfen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Ohne Zweifel. Die Elemente Eisen, Nickel, Kobalt
+und die sechs Platinmetalle haben sowohl in ihren metallischen als auch
+in ihren chemischen Eigenschaften eine unverkennbare Verwandtschaft.
+Die Platinmetalle finden sich z.&#8239;B. in der Natur fast stets mit Eisen
+legiert, in den Meteoriten sind Eisen, Nickel und Kobalt miteinander
+vergesellschaftet. Ganz besonders zeigt sich die Verwandtschaft
+dieser Metalle der achten Gruppe miteinander in ihrer großen Neigung
+zur Bildung sogenannter komplexer Salze, in welchen um ein zentrales
+Metallatom 6 Atomgruppen gelagert sind. Auch die <em class="gesperrt">Farben</em> ihrer
+einfachen Salze, die meist grün, braun oder weinrot sind, zeigen eine
+große Ähnlichkeit. Endlich ist die Zuteilung dieser Metalle zur achten
+Gruppe<span class="pagenum" id="Seite_151">[S. 151]</span> dadurch gerechtfertigt, daß sie wohl die einzigen Elemente
+sind, bei welchen zweifellos die Achtwertigkeit beobachtet wurde: so im
+Osmiumtetroxyd <span class="antiqua">OsO<sub>4</sub></span>.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Die Existenz einer solchen achten Gruppe stört aber
+das Wertigkeits-Gleichgewicht unseres Systems, denn nun ist die vierte
+Gruppe nicht mehr die Mitte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Dieser schwerwiegende Einwand wurde durch die
+Entdeckung der sogenannten <em class="gesperrt">Edelgase</em> entkräftet. Dies sind die
+Elemente mit den Atomgewichten: Helium 4, Neon 20, Argon 40, Krypton
+82, Xenon 128. Da sie sich absolut gar nicht mit anderen Elementen
+verbinden lassen, so besitzen sie offenbar gar keine Wertigkeit: sie
+sind <em class="gesperrt">nullwertig</em> und müssen, wenn sie überhaupt dem periodischen
+System zugeteilt werden sollen, eine <em class="gesperrt">nullte</em> Gruppe bilden. Diese
+stellt dann das durch die achte Gruppe gestörte Gleichgewicht wieder
+her.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Sollte man denn nicht erwarten dürfen, daß auch
+die Elemente der achten Gruppe als nullwertig im Sinne der Symmetrie
+auftreten?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie entsprechen auch dieser Anforderung insofern,
+als sie — wenigstens die Platinmetalle — <em class="gesperrt">edle</em> Eigenschaften
+haben, also eine gewisse Neigung, blank und unverbunden zu bleiben.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das ist in der Tat sehr merkwürdig. — Gibt es noch
+weitere gesetzmäßige Beziehungen zwischen den chemischen Elementen,
+welche ihren Ausdruck im periodischen System finden?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: O, eine ganze Menge. Zunächst haben Sie
+wohl selbst schon beobachtet, daß innerhalb jeder Gruppe sich
+die Eigenschaften der Elemente mit den steigenden Atomgewichten
+beträchtlich ändern. Das spezifische Gewicht, der Glanz und überhaupt
+der metallische Charakter nimmt zu, die Farben werden dunkler.
+Betrachten Sie z.&#8239;B. die Elemente der siebenten Gruppe <em class="gesperrt">Fluor</em>,
+<em class="gesperrt">Chlor</em>, <em class="gesperrt">Brom</em> und <em class="gesperrt">Jod</em>. Ich stelle hier in einer
+Tabelle ihre wichtigsten Eigenschaften zusammen:</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_152">[S. 152]</span></p>
+
+<table class="halogene">
+  <tr>
+    <td class="btd br">
+      &#160;
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Fluor</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Chlor</div>
+    </td>
+    <td class="btd br">
+      <div class="center">Brom</div>
+    </td>
+    <td class="btd">
+      <div class="center">Jod</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">Farbe</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">schwach gelbgrün</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">gelbgrün</div>
+    </td>
+    <td class="btb br">
+      <div class="center">braunrot</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="center">schwarzviolett</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Spez. Gewicht<br>
+      (fest oder flüssig)</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">1,108</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">1,33</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">3,18</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">4,97</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Schmelzpunkt</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">−&#8239;233&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">−&#8239;102&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">−&#8239;7&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">+&#8239;113&#8239;°</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Siedepunkt</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">−&#8239;187&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">−&#8239;33&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">+&#8239;63&#8239;°</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">+&#8239;200&#8239;°</div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">Atomgewicht</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">18,91</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">35,18</div>
+    </td>
+    <td class="bt br">
+      <div class="center">79,36</div>
+    </td>
+    <td class="bt">
+      <div class="center">126,01</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Sie sehen, wie alle Eigenschaften sich im gleichen Sinne verändern wie
+das Atomgewicht.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das ist so merkwürdig, daß man fast versucht wäre
+zu prüfen, ob die Abstufung dieser Zahlen nach einem mathematischen
+Gesetz erfolgt.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie haben einen guten Spürsinn, denn ein solches
+Gesetz besteht in der Tat. Wenn Sie die Atomgewichte der drei Elemente
+Chlor, Brom und Jod betrachten, so erkennen Sie leicht, daß das
+Atomgewicht des Broms das arithmetische Mittel zwischen den beiden
+andern ist:</p>
+
+<table class="doebereiner">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="right">Chlor</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">&#160;=&#160;</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">&#8199;35,18&#160;</div>
+    </td>
+    <td>
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="right">Jod</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">&#160;=&#160;</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="right">126,01&#160;</div>
+    </td>
+    <td>
+      &#160;
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="right">Summe</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="right">&#160;=&#160;</div>
+    </td>
+    <td class="btb">
+      <div class="right">161,19&#160;</div>
+    </td>
+    <td class="nowrap">
+      <div class="left">: 2 = 80,59 (statt 79,36)</div>
+    </td>
+  </tr>
+
+</table>
+
+<p>Die Rechnung stimmt nicht <em class="gesperrt">ganz</em> genau, aber doch sehr angenähert.
+Dieselbe Gesetzmäßigkeit gilt mit etwa gleicher Genauigkeit für
+die spezifischen Gewichte und die Schmelzpunkte und sogar für die
+Wasserlöslichkeit der Metallverbindungen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Wer hat dieses merkwürdige Gesetz entdeckt?</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_153">[S. 153]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Es rührt von dem deutschen Chemiker Döbereiner,
+der es als „Gesetz der Triaden“ bezeichnet hat. Denn selbstverständlich
+können daran stets nur drei Elemente beteiligt sein. Sie können
+sich daher leicht überzeugen, daß das vierte Halogen, das Fluor,
+im Atomgewicht und in den übrigen Eigenschaften einen geradezu
+sprunghaften Abstand von unserer Triade hält.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Gibt es noch andere solche Triaden?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Fast in jeder Gruppe ist eine enthalten.</p>
+
+<p>Die wichtigsten sind wohl: Argon, Krypton, Xenon; Kalium, Rubidium,
+Zäsium; Kalzium, Strontium, Baryum; Aluminium, Gallium, Indium;
+Silizium, Germanium, Zinn; Phosphor, Arsen, Antimon; Schwefel, Selen,
+Tellur.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Was sagt nun das periodische System der Elemente
+über den Unterschied zwischen Metallen und Nichtmetallen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Ziehen Sie von der linken oberen Ecke bis zur
+rechten unteren einen Diagonalstrich durch das System, dann befinden
+sich oberhalb des Striches die Metalloide, unterhalb die Metalle.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das ist allerdings eine verblüffend klare Antwort
+auf unsere Frage. Aber welche Stellung nehmen diejenigen Elemente dazu,
+welche von diesem Strich geschnitten werden oder ganz nahe bei ihm
+stehen? Vermutlich bilden sie Übergänge in ihren Eigenschaften zwischen
+Metallen und Metalloiden?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie meinen also Elemente, wie das Arsen, Antimon,
+Molybdän, Wolfram, Tellur. Diese zeigen zugleich metallische und
+nichtmetallische Eigenschaften in sich vereinigt. Als Metalle lösen
+sie sich in Säuren meistens unter Wasserstoffentwicklung auf und gehen
+in kristallisierende Salze über. Als Nichtmetalle bilden sie durch die
+Vereinigung ihrer Oxyde mit Wasser Säuren, welche ihrerseits mit Basen
+Salze bilden können. So gibt es z.&#8239;B. einerseits <em class="gesperrt">schwefelsaures
+Antimon</em>, andrerseits <em class="gesperrt">antimonsaures Kalium</em>. Je höher ein
+Element über dem Diagonalstrich steht, um so mehr überwiegen seine
+säurebildenden Eigenschaften über die metallischen (basenbildenden).
+Wenn<span class="pagenum" id="Seite_154">[S. 154]</span> Sie das System allerdings sehr aufmerksam betrachten, kann Ihnen
+eine gewisse Ungleichförmigkeit in dieser Beziehung nicht entgehen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Sie meinen wahrscheinlich das ungleiche Verhalten
+von Haupt- und Nebengruppen in bezug auf diesen Unterschied zwischen
+Metall- und Nichtmetallcharakter?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Allerdings. Links von der Mitte des Systems
+enthalten die Nebengruppen viel schwerere, glänzendere, „metallischere“
+Metalle als die Hauptgruppen; rechts von der Mitte ist es umgekehrt.
+Betrachten Sie nur die V., VI. und VII. Gruppe: da stehen die drei
+ausgesprochen metallischen Elemente Vanadin, Chrom und Mangan zwischen
+ebenso ausgesprochen nichtmetallische eingekeilt: zwischen Phosphor und
+Arsen, Schwefel und Selen, Chlor und Brom. Der metallische Charakter
+eilt also in der Nebengruppe dem in der Hauptgruppe voraus.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: In dem, was Sie da sagen, scheint mir ein gewisser
+Widerspruch zu liegen, wenn ich es auf die erste Gruppe anwende. Was
+soll da das eigentliche Kennzeichen des Metallischen sein? — Ist es
+Glanz und Dichte, so ist die Nebengruppe (Kupfer, Silber, Gold) die
+metallischere. Ist es aber die Neigung zur Basenbildung, so muß die
+Hauptgruppe (Kalium, Rubidium, Zäsium) als die metallischere gelten,
+weil ihre Oxyde nicht bloß die stärksten Basen, sondern schlechthin
+<em class="gesperrt">nur</em> Basen sind. Dagegen bildet das Gold doch bereits ein saures
+Oxyd. Also, was soll nun gelten?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie haben ganz recht. Hier liegt ein offenkundiger
+Widerspruch verborgen. Die chemische und die physikalische Definition
+des Begriffs „metallisch“ decken sich zwar häufig, aber nicht
+immer, und hier handelt es sich um einen Fall, in dem sie merklich
+auseinandergehen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Gibt es auch innerhalb der wagrechten Reihen solche
+oder ähnliche Gesetzmäßigkeiten, wie wir sie in den senkrechten Gruppen
+festgestellt haben?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Allerdings. Beobachten Sie nur z.&#8239;B. die
+Unterschiede der Atomgewichte zweier benachbarter Elemente in den
+Reihen 2 und 3:</p>
+
+<p class="p0 mleft1_5">Reihe 2: 2—2—1—2—2—3,<br>
+Reihe 3: 1—3—1—3—1—3,5.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_155">[S. 155]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das sind allerdings sehr regelmäßige Sprünge, aber
+mir scheint, sie sind doch nicht ganz symmetrisch verteilt: sonst müßte
+am Anfang der beiden Reihen noch eine Differenz von derselben Größe
+stehen, wie am Schluß?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie haben sehr richtig beobachtet; aber diese
+Forderung ist inzwischen durch die Entdeckung der Edelgase bereits
+erfüllt worden. In der nullten Gruppe steht nämlich am Anfang der Reihe
+2 das Helium mit dem Atomgewicht 4; die Differenz zum benachbarten
+Lithium beträgt also 3, wie es die Theorie fordert. Am Anfang der Reihe
+3 steht aber das Neon mit dem Atomgewicht 20, seine Differenz zum
+benachbarten Natrium beträgt 3.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Entspricht dieser auffallenden Gesetzmäßigkeit auch
+eine solche in den physikalischen oder chemischen Eigenschaften?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Sie wollen also wissen, ob bestimmte physikalische
+oder chemische Eigenschaften der Elemente einer wagrechten Reihe gegen
+die Mitte ab- oder zunehmen? — In bezug auf die <em class="gesperrt">Wertigkeit</em>
+der Elemente konnten wir diese Frage schon insofern bejahen, als wir
+gesehen haben, daß die Wertigkeit gegenüber dem Wasserstoff für alle
+Elemente der zweiten Reihe von beiden Seiten her gegen die Mitte
+anwächst bis zum Höchstwert der Vierwertigkeit. Dasselbe gilt aber auch
+für physikalische Eigenschaften, z.&#8239;B. für die spezifischen Gewichte,
+wie folgende Vergleichung zeigt:</p>
+
+<table class="s5">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">Reihe 3:</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;Na&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;Mg&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;Al&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;Si&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;P&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;S&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#8194;Cl&#8194;</span></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="left">spez. Gewicht:</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">0,97</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1,7</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">2,5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">2,5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">2,0</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1,9</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1,3</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p>Diese dritte Reihe ist, wie wir wissen, eine vollständige Periode.
+Für die vierte und fünfte Reihe gilt das Gesetz scheinbar nicht, da
+in der vierten Reihe die spezifischen Gewichte von links nach rechts
+fortwährend zunehmen, in der fünften aber ebenso gleichmäßig abnehmen.
+Der Grund ist, daß die vierte und fünfte Reihe zusammen eine große
+Periode bilden, für welche das Gesetz des Anwachsens der spezifischen
+Gewichte bis zur Mitte genau so gilt, wie für die kleinen Perioden:</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_156">[S. 156]</span></p>
+
+<table class="s5">
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;K&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Ca&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Sc&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Ti&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;V&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Cr&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Mn&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Fe&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Co&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Ni&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Cu&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Zn&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Ga&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Ge&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;As&#160;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">&#160;Se&#8194;</span></div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="s4 center"><span class="antiqua">Br</span></div>
+    </td>
+  </tr>
+  <tr>
+    <td>
+      <div class="center">0,86</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">1,6</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">3,8</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">?</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">5,5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">6,8</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">7,2</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">7,9</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">8,5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">8,8</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">8,8</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">7,1</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">5,9</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">5,5</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">5,6</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">4,6</div>
+    </td>
+    <td>
+      <div class="center">2,9</div>
+    </td>
+  </tr>
+</table>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Sie haben in unserer Tabelle des periodischen
+Systems an einigen Stellen Fragezeichen statt der Symbole von Elementen
+angebracht, weil die betreffenden Elemente offenbar noch nicht bekannt
+sind. Aber wenn ich die Fülle von Gesetzmäßigkeiten bedenke, welche
+wir bis jetzt am periodischen System erkannt haben, so sollte ich doch
+meinen, daß man damit die Eigenschaften dieser Elemente ziemlich gut
+voraussagen könnte.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Dies ist auch möglich, und zwar mit um so größerer
+Sicherheit, je vollständiger die Umgebung des unbekannten Elements
+bekannt ist. <em class="gesperrt">Mendelejeff</em> hat auf diese Weise die wichtigsten
+Eigenschaften der drei Elemente <em class="gesperrt">Skandium</em>, <em class="gesperrt">Germanium</em> und
+<em class="gesperrt">Gallium</em> vor ihrer Entdeckung vorausgesagt, und es war geradezu
+verblüffend, wie genau die meisten seiner Angaben mit den späteren
+Beobachtungen übereinstimmten. Er hatte für das noch unentdeckte
+Skandium den Namen Ekabor, für das Gallium Ekaaluminium, für das
+Germanium Ekasilizium gewählt. Seine so überraschend eingetroffenen
+Prophezeiungen beschränkten sich durchaus nicht bloß auf die
+Eigenschaften der Elemente selbst, sondern sie beschrieben auch
+diejenigen einiger Verbindungen.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Wie konnte er diese Angaben so genau machen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Er leitete sie als arithmetisches Mittel aus
+denjenigen vier Elementen ab, welche das zu bestimmende umgeben.
+Diese vier nannte er die Atomanaloge. Für das Germanium (Mendelejeffs
+Ekasilizium) waren es die vier Elemente Silizium, Zinn, Gallium und
+Arsen. Die Atomgewichtsbestimmung erfolgte in diesem Fall also dadurch,
+daß er die Atomgewichte dieser vier Elemente addierte und durch vier
+teilte:</p>
+
+<p class="center"><span class="antiqua">Si</span> 28 + <span class="antiqua">Sn</span>
+119 + <span class="antiqua">Ga</span> 70 + <span class="antiqua">As</span> 75 =
+292<br>
+292 : 4 = 73.</p>
+
+<p>Das wirkliche Atomgewicht des Germaniums wurde als 72 bestimmt.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Seite_157">[S. 157]</span></p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Sind nun solche kleinen Abweichungen der
+berechneten und gefundenen Werte, wie wir sie auch an den
+Döbereinerschen Triaden beobachtet haben, als Fehler in den
+Atomgewichtsbestimmungen zu betrachten, oder kann man sagen, daß die
+Gesetze selbst nicht mathematisch genau verlaufen?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Noch vor 20 Jahren glaubte man allgemein, daß
+diese Unstimmigkeiten auf Beobachtungsfehler, also auf ungenau
+bestimmte Atomgewichte, zurückgeführt werden müßten. Jetzt ist diese
+Ansicht endgültig als Irrtum erkannt. Die Atomgewichte der meisten
+Elemente sind mit so außerordentlicher Zuverlässigkeit bestimmt, daß
+die Ungenauigkeiten der Triaden unbedingt nicht auf Bestimmungsfehler
+zurückgeführt werden können. Noch merkwürdiger sind aber einige andere
+Ausnahmen. Das <em class="gesperrt">Tellur</em> müßte, da es in der sechsten Gruppe steht,
+ein kleineres Atomgewicht haben als das in derselben Reihe folgende
+Element <em class="gesperrt">Jod</em> der siebenten Gruppe. Das Atomgewicht des Tellurs
+ist aber 127,5, das des Jods 126,92. Vertauscht können diese Elemente
+natürlich nicht werden, denn ihre Zugehörigkeit zur sechsten bzw.
+siebenten Gruppe ist über alle Zweifel erhaben. Also bleibt nur die
+Annahme möglich, daß die Eigenschaften der Elemente zwar im großen und
+ganzen, aber doch nicht im einzelnen als periodische Funktionen der
+Atomgewichte zu betrachten sind.</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Student</em>: Das ist ja ungemein merkwürdig! Sie sprachen davon,
+daß es noch andere solche Fälle gäbe?</p>
+
+<p><em class="gesperrt">Der Chemiker</em>: Ja. Dasselbe gilt, wie Sie aus unserer Tabelle
+ersehen, für das Paar Kobalt (58,97) — Nickel (58,68) und für das Paar
+Argon (39,6) — Kalium (38,85), endlich für das in unserer Tabelle
+nicht enthaltene Paar Neodym (143,6) — Praseodym (140,5). Ja, selbst
+in diesen Unstimmigkeiten offenbart sich eine Gesetzlichkeit: nicht
+bloß darin, daß es stets Element-<em class="gesperrt">Paare</em> sind, sondern auch in
+ihrer symmetrischen Verteilung im periodischen System; das Paar Argon
+— Kalium liegt am Ende der zweiten <em class="gesperrt">kleinen</em> Periode, das Paar
+Tellur — Jod am Ende der zweiten <em class="gesperrt">großen</em> Periode. Um fünf bis
+sechs Elemente hinter jedem dieser beiden Paare folgen, gleichsam
+als Trabanten, die beiden<span class="pagenum" id="Seite_158">[S. 158]</span> anderen Atompaare Kobalt — Nickel und
+Neodym — Praseodym. Diese beiden sind noch überdies durch eine andere
+Eigenschaft in korrespondierende Beziehungen zueinander gebracht; das
+erste Element beider Paare bildet rote, das zweite grüne Salze. — Doch
+alle diese Unregelmäßigkeiten sind noch weit davon entfernt, erklärt
+oder auch nur genauer erforscht zu sein. Dies bleibt eine Aufgabe der
+zukünftigen Chemie.</p>
+
+<figure class="figcenter illowe8" id="illu_158">
+  <img class="w100 padtop3" src="images/illu_158.jpg" alt="" data-role="presentation">
+</figure>
+
+
+<hr class="full x-ebookmaker-drop">
+
+<div class="eng">
+
+<div class="bbox">
+
+<p class="s2 center break-before"><b>Welt und Wissen-Bibliothek</b></p>
+
+</div>
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+<div class="bbox">
+
+<p class="center mbot1"><em class="gesperrt">Bis jetzt sind folgende Bände erschienen:</em></p>
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+<ol class="dec mleft2">
+
+<li><span class="s3">Illustrierte Himmelskunde</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <em class="gesperrt">Felix Erber</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Entdeckungsreisen am Nord- und Südpol</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">J. Wiese</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Das illustrierte Buch der Technik</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <em class="gesperrt">Oskar Hoffmann</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Luftschiffahrt und Flugtechnik</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <em class="gesperrt">A. V. von Frankenberg</em> und
+    <em class="gesperrt">Ludwigsdorff</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Asien, Land und Leute</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">Alfred Berg</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Der Bau des menschlichen Körpers</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">G. Zehden</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Illustrierte Tierkunde</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">Heinz Welten</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Illustriertes Buch der Chemie</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">Heinrich Wiesenthal</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Körper- und Schönheitspflege</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <em class="gesperrt">Reinhold Gerling</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Afrika, Land und Leute</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span>
+    <em class="gesperrt">Alfred Berg</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Streifzüge im Reiche der Physik</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <em class="gesperrt">L. Wunder</em>.</span></li>
+
+<li><span class="s3">Bilder aus dem Leben der Pflanze</span><br>
+    <span class="s5 mleft2">von <span class="antiqua">Dr.</span> <em class="gesperrt">C. W.
+    Schmidt</em>.</span></li>
+
+</ol>
+
+<p class="center"><em class="gesperrt">Jeder Band ist abgeschlossen und reich
+illustriert</em>.</p>
+
+</div>
+
+</div>
+
+<div style='text-align:center'>*** END OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 75670 ***</div>
+</body>
+</html>
+
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+++ b/LICENSE.txt
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+This book, including all associated images, markup, improvements,
+metadata, and any other content or labor, has been confirmed to be
+in the PUBLIC DOMAIN IN THE UNITED STATES.
+
+Procedures for determining public domain status are described in
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+status under the laws that apply to them.
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+++ b/README.md
@@ -0,0 +1,2 @@
+Project Gutenberg (https://www.gutenberg.org) public repository for
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