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Abhandlungen

der

Königlichen Akademie der Wissenschaften

zu Berlin.

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Abhandlungen

der

Königlichen

Akademie der Wissenschaften

zu Berlin.

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Aus dem Jahre

1824.

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Nebst der Geschichte der Akademie in diesem Zeitraum.

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Berlin. Gedruckt in der Druckerei der Königlichen Akademie der Wissenschaften.

1820.

In Commission bei F. Dümmler.

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Historische Einleitung .......... Sleese nee at EITHER NEE reeaee. Delte 1

Verzeichnifs der Mitglieder und Correspondenten der Akademie.........r....+- -

Abhandlungen.

Physikalische Klasse.

Karsten über die chemische Verbindung der Körper. .....rceeeeneeeeeennnnn Seite 1 VDerselbe über den Saigerhuttenprozels: iur a cnerrlae yes nat: Ser - 39 “Henmsstäpr Versuche und Beobachtungen über den Einflufs der Düngungs-

mittel auf die Erzeugung der nähern Bestandtheile der Ge- treidearten«.L. on Hash Jah asrnseieerend Beer hier - .37 VFiscner über die Grundlehren der Akustik .........co.seseneseneeenennne nee =. #79

* Ruporeim über den Wasserkopf vor der Geburt, nebst allgemeinen Bemerkungen über Misgeburten .....ureeco rennen esenunnnnsnnenenn ee - 121

‘ Derselbe Anatomische Bemerkungen :

I. Ueber den Orang-Utang, und Beweis, dafs derselbe ein junger Pon20.ser. suenaueeeenee een see nee ae tarene ehe en areere ae - 131 IEaWeber den. Zitterwelse- 2... ser Sen le an Bee - 137

V Link Entwurf eines phytologischen Pflanzensystems nebst einer Anordnung der Kryptopbytene len ihn sa. acloe RR - 145

“ * LicuTenstein über die Antilopen des nördlichen Africa, besonders in Beziehung auf die Kenntnifs, welche die Alten davon gehabt haben..... - 195

“ »Weıss Verallgemeinerung einiger in der Abhandlung über die ausführlichere Bezeichnung der Krystallflächen vorgetragenen Lehrsätze...... - 241

Mathematische Klasse. Besser Untersuchung des Theils der planetarischen Störungen, welcher aus der Bewegung der Sonne entsteht ......r2ceeerenenenneene nenn. Seite 1 Eyrseweın Von der Integration der linearen Gleichungen mit partiellen end- lichen Differenzen... 2... 0.02 Ze season. RER et 000!

Gausox über die Finschreibung isotomischer Figuren in die Kegelschnitte .... - 83

Philosophische Klasse.

ScureiermAcher Versuch über die wissenschaftliche Behandlung des Pflichtbegriffs Seite 1

Historisch-philologische Klasse.

Süvenn über einige historische und politische Anspielungen in der alten Tragödie Seite 1

Boreru über die Antigone des Sophokles ..........crceeeeene- RE - 4 Burrmanv Erklärung der griechischen Beischrift auf einem ägyptischen Papyrus - 89 Borr Vergleichende Zergliederung des Sanskrits und der mit ıhm verwandten

Sprachen. sea ME LEE U 6 02. BR IR | Dee VER ER RE - 117 Hast über den Farnesischen Congius im Königlichen Antiken-Saale zu Dresden - 149 Wıiruerm v.Humsonpr über die Buchstabenschrift und ihren Zusammenhang mit

dem Sprachbau BB KLEE | N, ayundesdait, Deu. SNft ER N Ed Rırrzn Zur Geschichte des Peträischen Arabiens und seiner Bewohner ....... . - 189 Borernu Nachträgliche Bemerkungen zu der Abhandlung über die Antigone des

SOpHoklestaurstckereretirere ne terater RAR N PLNSOETE LERRUTTS hin. 22225

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ee 21. Januar hielt die Königliche Akademie der Wissenschaf- ten zur Feier des Jahrstages Friedrichs des Zweiten eine öffentliche Sitzung, welche von dem Sekretar der physi- kalischen Klasse, Herrn Erman, eröffnet ward, und in der Herr Buttmann einiges über die von Herrn General Menu von Minutoli aus Aegypten hieher gebrachten Papyrus-Rollen vortrug. Herr Lichtenstein stattete einen Bericht ab über die neuesten Unternehmungen der im Auftrag der Akademie in Aegyp- ten reisenden Herren Doktoren Ehrenberg und Hemprich. Herr Karsten las eine Abhandlung über chemische Verbindun-- gen und Herr Bode gab einige Notizem über den jetzt sicht- baren Kometen.

In der öffentlichen ‘Sitzung vom 3. Julius zur Feier des Leibnitzischen Geburtstages, eröffnet durch Herm Schleier- macher, stattete Herr Bode Bericht ab über den Erfolg der Preis-

aufgabe der mathematischen Klasse.

11

Schon im Jahr 1820 war für 1822 aufgegeben worden, eine vollständige Erklärung der Höfe oder der hellen und farbigen Ringe um Sonne und Mond mathema- tisch zu entwickeln, welche den durch Versuche ausge- mittelten Erscheinungen des Lichtes, der Bescha/fen- heit der Atmosphäre und den wirklichen Beobachtungen genügend entsprache.

Da nur eine nicht genügende Abhandlung zu dem angesetz- ten Termin eingegangen war, so hatte die Klasse ihn bis zu dem gegenwärtigen Jahre 1824 verlängert.

Von den beiden jetzt eingegangenen Abhandlungen, die eine mit gleichem Motto wie die im Jahre 1822 eingegangene: Leges naturae simplices sunt, die andere mit der Devise: Lucis proprie- tates ralione dunlazxat experimentisque sunt comprobandae , ent- spricht nach dem Urtheil der Klasse keine, wenn gleich die erste noch mehr als die zweite, den aufgestellten Forderungen in dem Grade, dafs ihr der Preis könnte zuerkannt werden. Die versie- gelten Zettel wurden daher im Beisein der Versammlung verbrannt, und die Klasse findet sich nicht veranlafst, die Aufgabe noch ein- mal zu erneuen.

Die Preisaufgabe der historisch-philologischen Klasse für das gegenwärtige Jahr war gewesen:

Das Wesen und die Beschaffenheit der Bildung des elrurischen Volkes aus den Quellen kritisch zu erörtern und darzustellen, sowohl im Allgemeinen, als auch ein-

gehend auf die einzelnen Zweige der Thäuigkeit eines

11

gebildeten Volkes, um so viel als möglich auszumit- teln, welcher derselben wirklich und in welchem Grade und Umfang ein jeder, unter diesem berühmten Volke blühte.

Da keine Bearbeitung eingegangen war, so stellte die Klasse noch einmal die Aufgabe für das Jahr 1826.

Nach diesen Verhandlungen ward noch eine Abhandlung des abwesenden Herrn Wilhelm von Humboldt über die Buchstabenschrift und ihren Zusammenhang mit dem Sprachbau gelesen.

Am 3. August feierte die Akademie das Allerhöchste Ge- burtsfest Seiner Majestät des Königs durch eine öffent- liche Sitzung welche der Sekretar der historisch - philologischen Klasse Herr Buttmann eröffnete. Herr Rudolphi las eine Abhandlung über den Wasserkopf, Herr Lichtenstein über die Antilopen von Nord-Afrika, und Herr Ritter über das pe-

träische Arabien.

Zu Correspondenten ernannte in diesem Jahre die historisch- philologische Klasse die Herren M. H. E. Meier in Halle und G. T. Schömann in Greifswalde.

Das auswärtige Mitglied Herr Bessel in Königsberg brachte

im Laufe dieses Jahres bei der Akademie die Herausgabe neuer

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IV

möglichst vollständiger Himmelskarten in Vorschlag, die während sie das treuste Bild des Himmels bis zu der Grenze die unsere jetzi- gen Fernröhre erlauben, darstellten, zugleich die Grundlage zur möglichst genauen Beobachtung der etwa noch fehlenden Sterne ab- geben würden. Die Akademie ist auf dies Unternehmen eingegan- gen, und wird den Erfolg in den künftigen Bänden der Abhand-

lungen darlegen.

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Verzeichnils der Mitglieder und Correspondenten der Akademie.

December 1824.

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I. Ordentliche Mitglieder.

Physikalische Klasse.

Herr /Valter, Veteran. Herr Lichtenstein. - Hufeland. - Weiß. - Alexander v. Humboldt. - Link. - Hermbstädt. - Seebeck. - m. Buch. - Mitscherlich. - Erman, Sekretar der Klasse. - Karsten. - Rudolphi. Mathematische Klasse. Herr Bode, Veteran. Herr Eytelwein. - Gruson. - Fischer.

Philosophische Klasse. Herr Ancillon. Herr v. Savigny.

- Schleiermacher, Sekretar der Klasse.

Historisch-philologische Klasse.

Herr Hirt, Veteran. Herr Boeckh. - Buttmann, Sekretar der Klasse. - Bekker. - Wilhelm v. Humboldt. - ‚Süvern. - Uhden. - Wilken. - Niebuhr. - Ritter. - Ideler. - Bopp.

I. Auswärtige Mitglieder.

Physikalische Klasse.

Herr Blumenbach in Göttingen.

Cwvier in Paris.

Sir Humphry Davyy in London. Herr Jussieu in Paris.

Mathematische

Herr Bessel in Königsberg.

». Fufs in Petersburg. Gaufs in Göttingen.

Philosophische

Herr v. Göthe in Weimar.

Herr Scarpa in Payia.

Sömmering in Frankfurt am Main. Volta in Como.

Klasse.

Herr Pfaff in Halle.

Graf la Place in Paris.

Klasse.

Herr Stewart in Edinburgh.

Historisch -philologische Klasse.

Herr Gottfried Herrmann in Leipzig.

Herr

Silvestre de Sacy in Paris.

Herr 4. /V. vw. Schlegel in Bonn.

J. H. Fofs in Heidelberg.

IH. Ehren-Mitglieder.

in Berlin. Graf Daru in Parıs. Imbert Delonnes in Paris. Dodwell in London.

Ferguson in Edinburgh.

ir FYilliam Gell in London.

Herr /Yilliam Hamilton in Neapel.

Graf v. Hoffmansegg in Dresden.

Colonel Leake in London. Lhwlier in Genf.

v. Loder in Moskau.

C. F.ı$. Freih. Stein vom Altenstein

Herr Marchese Zucchesini in Lucca.

Gen. Lieut. Freih. ». Minutoli ın

Neufchatel. Gen. Lieut. Freih. ». Müffling in Berlin.

Oltmanns ın Emden.

Percy in Paris.

Prevost in Genf.

Fr. Stromeyer in Göttingen. Thaer in Mösgelin.

v. Zach in Genua.

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IV. Correspondenten.

Für die physikalische Klasse.

Herr Accum in Berlin. - Äutenrieth in Tübingen. - Balbis in Lion. - Berzelius in Stockholm. - Biot in Paris. - Brera in Padua. - Rob. Brown in London. - Brugnatelli in Paris. - Caldanıi in Padua. - Chladni in Kemberg. - Configliacchi in Pavia. - Des Fontaines in Paris. - Desgenettes in Paris. - Florman in Lund. - Gay-Lussac in Paris. - Hausmann in Göttingen.

- Hellwig in Braunschweig.

- Jameson in Edinburg. - Kausch in Liegnitz.

- Kielmeyer in Stutigard. - Kunth in Paris.

- Larrey in Paris.

Herr ZLatreille ın Paris. - Mohs in Freiberg. - von Moll in München. - van Mons in Brüssel. - Nitzsch in Halle. - Oersted in Kopenhagen. - Pfaff in Kiel. - €. Sprengel in Halle. - Schrader in Göttingen. - Schreger d. ält. in Erlangen. - vw. Stephan in Petersburg. - Tenore in Neapel. - Thenard in Paris. - Tiedemann in Heidelberg. - Tilesius in Mühlhausen. - Treviranus d.ält. in Bremen. - Trommsdorf in Erfurt. - Vasalli-Eandi in Turin. - Fauquelin in Paris. - FWahlenberg in Upsala. - JPWiedemann in Kiel.

Für die mathematische Klasse.

Herr Bürg in Wien. - Encke in Gotha. - Legendre in Paris. - Olbers in Bremen. - Oriani in Mailand.

Herr Pfleiderer in Tübingen. - Piazzi ın Palermo. - Poisson in Paris. - de Prony in Paris. - MWoltmann in Hamburg.

Für die philosophische Klasse.

Herr Bouterweck in Göttingen.

- Degerando in Paris. - Delbrück ın Bonn.

Herr Fries in Jena.

- Ridolfi in Padua. - Tydeman in Leyden.

Für die

Herr Avellino in Neapel.

Barbie du Bocage in Paris. Beigel in Dresden. Böttiger in Dresden. Bröndsted in Kopenhagen. Cattaneo in Meiland.

Graf Clarac in Paris. Dobrowsky ın Prag.

Del Furia in Florenz.

Anthimos-Gazis in Griechenland.

Göschen in Göttingen. Halma in Paris.

v. Hammer in Wien. Hase in Paris.

Heeren in Göttingen. van Heusde in Utrecht. Jacobs in Gotha.

historisch-philologische Klasse.

Herr Jomard in Paris. - w. Köhler in Petersburg. - Kumas in Smyrna. - Lamberti in Meiland. - Lang in Anspach. - Letronne in Paris. - Linde in Warschau. - Mai in Rom. - Meier in Greifswald. - K.O. Müller in Göttingen. - Münter in Kopenhagen. - Mustoxides in Corfu. - Et. Quatremere in Paris. - ‚Schömann in Greifswald. - ‚Simonde-Sismondi in Genf. - Thorlacius in Kopenhagen. - Tater in Halle.

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Im Jahre 1824 hat die Akademie folgende Mitglieder

durch den Tod verloren:

I. Von den Ehren-Mitgliedern.

Herr von Borgstede. Herr Friedrich August Wolf. - Payne Knight in London.

Il. Von den Correspondenten.

a) der physikalischen Klasse.

Herr Gübert in Leipzig. Herr Blasius Merrem in Marburg.

db) der philosophischen Klasse.

Herr Maine-Biran in Parıs.

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Abhandlungen

der

physikalischen Klasse

der

Königlichen Akademie der Wissenschaften

zu Berlin.

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Aus dem Jahre

1824;

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Berlin. Gedruckt in der Druckerei der Königlichen Akademie der Wissenschaften.

1826.

In Commission bei F. Dümnler

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Desselben Anatomische Bemerkungen: I. Ueber den Orang-Utang, und Beweis, dafs derselbe ein junger Bousogsers: see ea Bee A ee era II. Deeher den Zitterwels....e. esse see see aunenenlaene e nns ee Lixk Entwurf eines phytologischen Pflanzensystems nebst einer Anordnung der Kryptophyptene nennen sen. alesenn ae Ben Ball se ee dee ehe Licurenstein über die Antilopen des nördlichen Africa, besonders in Beziehung auf die Kenntnifs, welche die Alten davon gehabt haben..... Weiss Verallgemeinerung einiger in der Abhandlung über die ausführlichere

Bezeichnung der Krystallflächen vorgetragenen Lehrsätze......

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Ueber

die chemische Verbindung der Körper.

23

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[Gelesen in der Akademie der Wissenschaften am 15. Januar 1824.]

D: Bedingungen sind es, die man bald als die nothwendigen er- kannte, wenn eine chemische Vereinigung der Körper erfolgen soll. Die eine, dafs zwischen ihnen eine unmittelbare Berührung statt finde; die andere, dafs die sich berührenden Körper, nach ihrer verschiedenen Be- schaffenheit, entweder mit Wasser in Verbindung gebracht, oder dafs sie einer höheren Temperatur ausgesetzt werden.

Den Grund der Veränderungen der Eigenschaften welche die Kör- per bei dieser Verbindung erfahren, ist man schon längst, indefs bis jetzt vergeblich, zu erforschen bemüht gewesen. Dies kann auch nicht befremden, weil die Eigenschaften eines Körpers nur durch die Wir- kung auf andere Körper erkannt werden können. Die Körper an sich sind uns vollkommen unbekannt, nur ihre Eigenschaften lernen wir in dem Augenblick der Wirkung d.h. in dem Augenblick kennen, wo sie eine Veränderung erleiden und hervorbringen. Was aber eine Veränderung hervorbringt, ist eine Kraft, und die Wirkung der Kraft mufs entweder eine äufsere oder eine innere seyn. Aeufsere Verände- rungen beziehen sich auf den Raum und haben auf die Beschaffenheit des Körpers keinen Einflufs. Innere Veränderungen aber sind von räumlichen Verhältnissen unabhängig. Wenn man also die Verän- derungen untersucht, welche durch die Einwirkung der Körper auf ein- ander hervorgebracht werden, so betrachtet man nicht die uns ganz unbekannten Materien, sondern ihre Kräfte in dem Augenblick ihrer

Phys. Klasse 1824. A

2 Karsten

Wirksamkeit. Die Körper äufsern folglich die Kräfte, welche eine Ver- einigung und Trennung hervorbringen, nur so lange, als die chemische Einwirkung fortdauert. Sobald diese beendigt ist, befindet sich der neu gebildete Körper, den wir an sich eben so wenig kennen, als die Kör- per aus denen er entstanden ist, in Ruhe. 2

Die Umstände unter welchen die Körper ihre Kräfte äufsern, sind aber sehr verschieden. Versucht man es, diesen Umständen weiter nach- zuforschen, so ergiebt sich, dafs Temperatur, Druck, Flüssigkeit u. s. f. nur die nächsten Ursachen seyn können, aus welchen die Kräfte der Körper ruhend oder thätig erscheinen, dafs aber der wahre Grund in den Körpern selbst und in der Veränderung ihres Kohärenzzustandes gesucht werden mufs, und dafs der entstehenden Verbindung eigenthümliche Kräfte zukommen, welche durch den jedesmaligen Kohärenzzustand der Mischung, in dem Augenblick ihrer Bildung, besummt werden.

Ganz vorzüglich hat man es sich angelegen seyn lassen, sich eine Vorstellung von der Art und Weise zu verschaffen, wie nach vollbrach- ter chemischen Einwirkung der Körper a und 2, diese in dem neu ent- standenen Körper c vorhanden gedacht werden müssen. Wir wissen mit Gewifsheit dafs ce aus a und b entstanden ist, weil das Gewicht von e der Summe der Gewichte von a und 5 gleich ist, ja wir können so- gar, unter günstigen Umständen, a sowohl als d, aus c ohne Gewichts- verlust wieder darstellen; aber weiter reicht unsere Erfahrung nicht; wir können nicht mit eben der Gewifsheit behaupten, dafs « und b in c enthalten sind, weil in dem Augenblick der chemischen Einwir- kung von a und 5, zugleich eine Veränderung der Eigenschaften dieser Körper statt findet. Mit Gewifsheit kennen wir also nur die Erschei- nung, und da uns das Gesetz unbekannt ist, nach welchem sich der Erfolg der Erscheinung richtei, so war es Bedürfnifs, diesem Mangel durch Voraussetzungen abzuhelfen, welche den Erfolg der Erscheinung erklären.

In der Hauptsache sind zwei Hypothesen zu unterscheiden. Die eine nimmt die T'heilbarkeit der Materie ins Unendliche, und bei der chemischen Einwirkung der Körper auf einander, eine Durchdringung der Materie ins Unendliche an, so dafs jeder, auch unendlich klein gedachte Raum den c einnimmt, von a und b zugleich erfüllt wird.

über die chemische Verbindung der Körper, 3

Die Quanutät der Materie in einem gegebenen Raum nennt diese Hy- pothese die Masse, welche sich also nur durch Maafs oder Gewicht bestimmen läfst. Bei dieser Bestimmung geht sie von der einfachen Er- fahrung aus, dafs eine (Quantität von a, mit einer Quantität von 5 den Körper c giebt, so dafs c in diesen Verhältnissen aus a und 5 zusam- men gesetzt ist und darin zerlegt werden kann, läugnet aber; dafs a und b auch als solche in dem Raum c enthalten sind.

Die zweite Hypothese läfst die Körper aus kleinen untheilbaren Theilchen bestehen, welche zwar eine bestimmte Form, Gröfse und Ge- wicht besitzen, sich aber der sinnlichen Warnehmung gänzlich entzie- hen, und daher weder durch mechanische Zertheilung des Körpers dar- gestellt, noch gemessen oder gewogen werden können.

Bei der chemischen Einwirkung der Körper verbinden sich diese Atome durch Nebeneinanderlagerung, vermöge einer eigenthümlichen Kraft, welche zwischen ungleicharugen Atomen die chemische Vereini- gung, zwischen gleichartigen aber den mechanischen Zusammenhang hervorbringt. Durch die Gesetze der bestimmten Mischungsverhältnisse hat diese Hypothese an Wahrscheinlichkeit gewonnen, indem sie auf eine einfache und leicht fafsliche Weise, aus den Atomen die Zusam- mensetzung der Körper zu erklären, und die Gestalt derselben sogar sinnlich darzustellen vermag, weil nichts verhindert, die Form und die Gröfse der Atome dem Bedürfnils gemäfs abzuändern. Aber diese ato- mistische Hypothese erfordert eben so wie jene, die dynamische, eine Kraft, und zwar eine ununterbrochen fortwirkende Kraft, um die Mög- lichkeit der Materie einzusehen, oder überhaupt zu erklären. Wenn sich der Dynamiker dazu der ursprünglichen Bewegungskräfte, der an- ziehenden und der zurickstofsenden bedienet, so würde der Atomistiker darzuthun haben, von welcher Art die Kraft ist, welche jeder mecha- nischen Einwirkung widersteht, die den Zusammenhang der Atome auf- zuheben strebt, und durch welche die chemische Vereinigung nicht allein zu Stande gebracht, sondern auch beharrlich darin erhalten wird.

Es ist schon oft erinnert worden, dafs die unmittelbare Anwen- dung der Dynamik auf die chemischen Verbindungen und Trennungen der Körper, ganz falsch und den Prinzipien derselben widerstreitend sei. Die Möglichkeit der Gruadkräfte läfst sich nicht beweisen; weil aber

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4 KARSTEN

jede Thätigkeit und Veränderung die im Raume vorgeht, nur durch Bewegung gedacht werden kann, so genügt es, den Begriff der Materie auf bewegende Kräfte zurück zu führen.

Man hat es der dynamischen Lehre zum Vorwurf gemacht, dafs sie die Krystallisatiion, also die Form der Körper, eben so wenig zu er- klären, als den Grund anzugeben vermöge, warum sich die Körper nur in gewissen Verhältnissen mit einander verbinden. Bei diesem Vorwurf ist jedoch übersehen, dafs man den Grund einer Erscheinung zu wissen verlangt, der sich eben so wenig angeben läfst, als man überhaupt be- stimmen kann, was ein Körper für sich betrachtet sei. Der Grund des die Form und die Mischungsverhältnisse Bestimmenden, ist nicht der chemische Prozefs als solcher, sondern er muls in den Bewegungsge- setzen der Kräfte gesucht werden, welche von dem Kohärenzzustande der Körper abhängig sind. Wäre der chemische Prozefs das Besun- mende, so würde nicht einleuchten, warum manche Körper nur ein Mischung

5 mehrere eingehen. Die Ursache dieses merkwürdigen Verhaltens der

sverhältnifs beobachten, während andere Körper zwei und

Körper hängt mit ihrem Wesen so genau zusammen, dafs man es nicht abgesondert davon denken kann. So lange die Ursache des Kohärenz- zustandes der Körper überhaupt nicht bekannt ist, darf man nicht er- warten einen genügenden Aufschlufs über den wahren Grund der che- mischen Mischungsverhältnisse zu erhalten, welche, nach allen Erfah- rungen, von der Temperatur und anderen Einflüssen abhängig sind, ohne diese Einflüsse als den letzten Grund jener Erscheinungen betrach- ten zu dürfen. Wenn wir finden, dafs sich das Quecksilber bei der Temperatur seines Siedepunktes oxydirt, den Sauerstoff aber in einer höheren Temperatur wieder entäfst, so kann in beiden Fällen nur der Kohärenzzustand des Quecksilbers und des Sauerstoffs das Bestimmende der Erscheinung seyn. Körper die bei ihrer Verbindung mit einander, ihren Kohärenzzustand entweder nicht bedeutend, oder wenigstens in gleichbleibenden Verhältnissen verändern, zeigen wirklich sehr unbe- _ summte Verbindungsverhältnisse, und daher dürften die Gesetze der be- stimmten Mischungsverhältnisse in sehr vielen Fällen auch nur auf ei- nen gewissen und besummten Kohärenzzustand der Körper beschränkt werden müssen.

über die chemische Verbindung der Körper. 5

Die Beschaffenheit einer flüssigen oder starren Mischung, welche einen Bestandtheil in einem überwiegenden Verhältnifs enthält, läfst sich nach rein atomisuschen Ansichten nicht erklären, und noch we- niger giebt diese Lehre darüber einen Aufschlufs, wie überhaupt Ver- bindungen und Trennungen zwischen Körpern erfolgen können, von denen sich keiner im flüssigen Zustande befindet. Damit sich die Ato- men zweier Körper zu einem neuen dritten zusammenfügen, müssen sie sich nothwendig in einem Zustande befinden, der eine leichte Ver- schiebbarkeit ihrer Atome zuläfst, d. h. die Körper deren Vereinigung oder Trennung bezweckt wird, müssen flüssig seyn, denn die unmittel- bare Berührung allein, würde eine solche Verbindung nicht bewirken können, weil sich, auch im Zustande der feinsten mechanischen Zer- theilung, nicht die Atome, sondern die aus ihnen zusammengesetzten mechanisch zerkleinerten Theilchen der Körper berühren. Die unmit- telbare Berührung der Körper allein würde also nicht zureichen kön- nen, um Verbindungen und Trennungen hervorzubringen , sondern es würde dazu auch der Zustand der Flüssigkeit nothwendig erforderlich seyn. Auflösung der Körper und chemische Vereinigung sind aber ein und derselbe Prozefs, und wer das Geheimnifs der Auflösung zu ent- räthseln vermögte, würde zugleich das der chemischen Verbindung und Trennung enthüllt haben.

Man unterscheidet Auflösungen und Verbindungen auf dem nassen und auf dem trocknen Wege. Die ersteren erfolgen durch Hülfe des Wassers, die letzteren vermittelst des Wärmestofls. Eine Auflösung des festen Körpers im Wärmestoff, wodurch derselbe in den tropfbar flüs- sigen Zustand versetzt wird, pflegt man auch das Schmelzen zu nennen. Es ist hierbei die Frage aufgeworfen worden, ob der Wärme Materiali- tät zukomme, ob man nämlich die Verbindung der Körper mit Wärme als eine chemische Vereinigung derselben mit Wärmestoff, oder ob man den erwärmten Körper nur für einen gewissen Zustand der Materie überhaupt zu betrachten habe? Der Hypothese, dafs die Wärme in Be- wegung allein bestehe, ist die Erfahr ‚ung nicht zusagend, dafs der Wär- RER sich nach bestimmten Gesetzen mit den Körpern verbinden und wieder von ihnen trennen läfst. Dafs uns die Art wie sich der Wär- mestofl mit den Körpern verbindet, unerklärlich ist, giebt uns nicht die

6 KARrstEen

Befugnifs, ihm die Materialität abzusprechen, weil jede Wirkung auf Materie, nur in Materie gegründet seyn kann. Nach der dynamischen Lehre mufs man die Verbindung des Wärmestofls mit den Körpern für eine wechselseitige Durchdringung, wie bei allen chemischen Vereini- gungen ansehen, und dann würde der Wärmestofl ein Körper seyn, der in allen Verhältnissen mıt allen bekannten Körpern mischbar wäre. Wir wissen dafs das specilische Gewicht des Wasserstolls etwa 214 Tausend- mal geringer ist als das des Plaun, und daher hat die Annalıme nichts gegen sich, dafs es Materien geben könne, deren Feinheit so grofs ist, dais sich ihr Gewicht durch unsere Vorrichtungen nicht auflinden läfst. Mag man übrigens die Wärme als Materie betrachten oder nicht, so ist doch das mit Gewifsheit anzunehmen, dafs ihre Wirkung auf die Körper nicht allein darin besteht, eine gröfsere Ausdehnung derselben hervor- zubringen, also ihre Kohäsion zu schwächen und mehr oder weniger zu vermindern; sondern auch darin, ihnen häufig ganz andere Eigen- schaften mitzutheilen,, indem die Körper in der erhöheten Temperatur anderen Gesetzen der Verbindung und des Verhaltens zu einander un- terworfen sind, als wir in der gewöhnlichen Temperatur an ihnen war- nehmen.

Eine ähnliche Wirkung sehen wir bei der Verbindung der Kör- per mit Wasser eintreten. Der feste Körper wird flüssig, und sein Ko- häsionszustand ist bis auf einen gewissen Grad aufgehoben. Erst durch Entfernung des Wassers gelangt er wieder zu seinem frühern Zustande, eben so wie der geschmolzene Körper durch Erkaltung wieder fest wird. Der Körper wird also durch die Entfernung des Wassers oder der Wärme erst wieder was er vorher war, und es ist auf keine Weise zu behaupten, ja sogar aller Erfahrung zuwider, dafs er im flüssigen oder aufgelöfsten Zustande dieselben Eigenschaften besitze, welche wir nach Entfernung des Auflösungsmittels an ihm bemerken. Die auflallendste Veränderung bei der Auflösung der Körper ist ohne Zweifel der Ver- lust des Kohärenzzustandes, und diese Veränderung ist wenigstens eben so grofs, eben so unbegreiflich, als jede andere Veränderung die der Körper durch die Verbindung mit anderen Körpern erleiden kann.

Zu den vielen wichtigen Entdeckungen welche wir Berzelius verdanken, und zu den vielen neuen Verbindungen, deren wahre Natur

über die chemische Verbindung der Körper. 7,

wir durch ihn kennen gelernt haben, gehören auch die Verbindungen der Körper mit Wasser, oder die Hydrate. Wir wissen dafs sehr viele Körper die Eigenschaft besitzen , sich mit bestimmten Mischungs- gewichten Wasser zu verbinden, welches häufig, auch in den höchsten Graden der Temperatur, nicht wieder entfernt werden kann; ja, dafs mehrere Körper zu ihrem Bestehen so wesentlich des Wassers bedürfen, dafs sie ohne dasselbe bis jetzt nicht haben dargestelli werden können. Und diese ersten Mischungsgewichte Wasser, mit denen sich die Körper verbinden, sind es besonders, wodurch sich ihre Eigenschaften auf eine bemerkbare Weise von denen in dem nicht wasserhaltenden Zustande unterscheiden. Ein auffallendes Beispiel bietet die Schwefel- saure dar. Im wasserfreien Zustande läfst sie sich zwischen den trock- nen Fingern halten, zeigt keine saure Reaction und verbindet sich eben so wenig mit den wasserfreien Basen, als sie auf Metalle einwirkt. Die geringste Feuchtigkeit ändert diesen Körper in eine hefug wirkende Säure nm. Ein gröfserer Zusatz von Wasser bewirkt dann weit weniger auf- fallende Veränderungen, und ein Gemisch aus wasserhaltender Schwe- felsäure und Wasser scheint sich nicht wesentlich zu verändern, wenn auch das Verhältnifs des Wassers bedeutend vermehrt wird. Was hier von der Schwefelsäure bemerkt ist, gilt mehr oder weniger von andern Körpern bei ihrer Verbindung mit Wasser. Finden wir doch dasseibe Verhalten bei der Vereinigung aller Körper, die sich in mehreren Ver- hältnissen mit einander verbinden, auf ähnliche Weise wieder. Das erste Wlischungsgewicht Sauerstoff, welches sich mit dem Kupfer ver- bindet, ist es, welches dem Metall ganz neue, durchaus andere Eigen- genschaften, als es zuvor besafs, mittheilt; das Kupferoxyd nähert sich dem Oxydul ungleich mehr, als das Oxydul dem Metall. Berzelius hat die Natur der merkwürdigen Verbindungen des Cyan und des Schwe- grofser Theil dieser Verbindungen sowohl als derer des Chlors mit den Metal-

felwasserstolls mit den Metallen genauer kennen gelehrt. Ein

len, ist im Wasser auflöslich, und auch bei diesen Auflösungen sind es die ersten Mischungsgewichte Wasser, welche die Eigenschaften jener Metallverbindungen vorzüglich zu verändern scheinen.

Ganz besonders mufs aber bei der Untersuchung der Frage: in wie- fern das Wasser die Eigenschaften der Körper verändert, in Erwägung

s KARSTEN

gezogen werden, dafs eine chemische Einwirkung der Körper auf einander in der gewöhnlichen Temperatur nur durch die Zwischenkunft des Was- sers statt finden kann und dafs uns daher, ohne die Vermittelung des- selben, die chemischen Eigenschaften, nämlich diejenigen Eigenschaften der Körper, welche sich auf eine innere Veränderung der Materie be- ziehen, völlig unbekannt seyn würden.

Wenn man zugeben mufs, dafs der wahre und der einzige Cha- rakter einer chemischen Verbindung darin besteht, dafs specifisch ver- schiedene Materien sich zu einem homogenen Ganzen vereinigen , so ist kein Grund vorhanden, die Auflösungen der Körper im Wärmestoff und im Wasser, nicht ebenfalls als chemische Verbindungen zu betrachten. Welche Eigenschaften die aus der Verbindung entstandene Mischung besitzen möge, ist hierbei ganz gleichgültig. Die scheinbar geringen Veränderungen in der Eigenschaften, welche die Körper bei der Auflö- sung im Wasser erleiden, ist vielleicht in der Eigenschaft des Wassers: doppelte Polarisation anzunehmen, begründet, obgleich deshalb eine che- mische Vereinigung des aufgelöfsten Körpers mit seinem Auflösungs- mittel nicht geläugnet werden kann. Darauf deuten auch schon die Er- scheinungen hin, dafs die Körper eine bestimmte Menge Wasser zur Auflösung erfordern, dafs die Auflösungsfähigkeit des Wassers von der Temperatur abhängig ist, dafs sich die Verdunstungsfähigkeit des Was- sers nach der Menge der aufgelöfsten Körper abändert, dafs sich die auflösende Kraft des Wassers, welches schon andere Körper aufgenom- men hat, in manchen Fällen vermehrt, dafs der Siedepunkt des Was- sers durch aufgelöfste Salze verändert wird, u.s.f. Dafs der aufge- löfste Körper nach Entfernung des Wassers unverändert wieder erhal- ten wird, findet auch bei anderen chemischen Verbindungen statt, z.B. bei den Amalgamen, von denen sich das Quecksilber durch Erhitzung wennen läfsı; ferner bei den Auflösungen vieler Metalloxyde in Säuren, welche bei einer angemessenen Erhitzung das Oxyd unverändert zu- rücklassen u.s.f.

Wenn daher kein zureichender Grund anzugeben ist, die Auflö- sung der Körper in Wasser und in Wärmestoff für etwas anders als für eine wahre chemische Verbindung zu halten, so geben uns diese Auflösungen unläugbare Beispiele von chemischen Verbindungen nach

über die chemische Verbindung der Körper. 9

ganz unbestimmten Verhältnissen. Eben so müssen alle diejenigen Ver- bindungen, bei denen ein Bestandtheil in grofsem Uebermaafs vorhanden ist, so lange sie sich im wopfbar flüssigen Zustande befinden, und so lange die völlige Gleichartigkeit der Mischung erwiesen ist, für chemische Verbindungen nach ganz unbestimmten Verhältnissen angese- hen werden, denn die homogene Beschaffenheit der Mischung ist das einzig wahre und richtige Kennzeichen einer chemischen Vereinigung. Wenn wir nun aber, aus einer stark alkalisch reagirenden, so wie aus einer mit einem Uebermaafs von Säure versehenen homogenen Flüssigkeit, in beiden Fällen ein Salz, genau aus denselben Mischungs- verhältnissen Säure und Basis bestehend, krystallisiren sehen: so wer- den wir den Grund dieser merkwürdigen Erscheinung nicht darin suchen

können, dafs das Salz schon gebildet in den Flüssigkeiten vorhanden ge-

5 wesen, und sich das einemal im Ueberschufs der Basis, das anderemal im Uebermaafs der Säure aufgelöst befunden habe; sondern wir werden schliefsen müssen, dafs es sich erst gebildet, und dafs irgend eine Kraft die frühere chemische Verbindung aufgehoben habe. So hat man nach einer Reihe von Jahren aus der Kieselfeuchtigkeit krystallinische, dem Bergkrystall ähnliche Bildungen der Kieselerde sich ausscheiden sehen, und so ist es überhaupt zu erklären, wenn aus flüssigen Mischungen sich erst nach Verlauf von einiger Zeit, Niederschläge oder kıystallini- sche Absonderungen darstellen.

Diese Erfolge führen nothwendig darauf zurück, dafs in vielen ganz unbestimmten

ke] Verhältnissen statt findet, und dafs die Vereinigung nach

Fällen die Verbindung der Körper nach

bestimmten Verhältnissen, die unabänderlichen, stets gleichen Gesetzen unterworfen ist, ein besonderer Fall des allgemei- nen Erfolgs der Verbindungen der Körper seyn mulfs, welche nicht von chemischen Verhältnissen abhängig, sondern in dem Wesen des entstehenden Körpers begründet ist. Daraus wird es auch einleuchtend, dafs die Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen nicht der Grund der bestimmten Form (Krystal- lisation) der starren Körper sind, sondern dafs sie vielmehr die noth- wendige Folge des Kohärenzzustands der Körper selbst seyn müssen. Phys. Klasse 1824. B

10 KARSTEN

Verbindungen, die einer erhöheten Temperatur zu ihrer Bildung bedürfen, verhalten sich häufig auf ähnliche Weise; indefs isı es schwie- iger, den Zustand der Verbindung, so lange die Masse flüssig ist, zu beurtheilen. Untersucht man, wie es in der Regel nur geschehen kann, die Verbindungsverhältnisse, nachdem die Erstarrung erfolgt ist, so er- forscht man nicht mehr die ursprünglichen, sondern die durch den Ko- härenzzustand der erkalteten Masse bedingten Mischungsverhältnisse. Es würde also in vielen Fällen ein Irrıhum seyn, wenn man das durch die Analyse aufgefundene Resultat verallgemeinern und auf alle Kohärenz- zustände der sich verbindenden Körper ausdehnen wollte. Von vielen Verbindungen wissen wir, dafs sie in der Hitze und so lange die Masse flüfsig ist, in ganz unbestimmten Verhältnissen statt finden, — zu welcher Annahme uns der ganz homogene Zustand der geschmolzenen Masse be- rechtigt, — dafs aber nach dem. Erkalten andere Mischungsverhältnisse eintreten, welche den Gesetzen unterworfen sind, die Berzelius so vollständig entwickelt hat.

Die neuern Untersuchungen haben gelehrt, dafs der chemische Prozefs stets mit elektrischen Erscheinungen verbunden ist. Dem che- mischen so wie dem elektrischen Verhalten der Körper scheint eine und dieselbe bedingende Ursache zum Grunde zu liegen, nämlich der Ge- gensatz der Körper selbst. Von dem elektrischen Verhalten kann also das chemische nicht abgeleitet werden, indem beide sich nicht wie Ur- sache und Wirkung bedingen, sondern sie müssen als die gleichzeitigen Wirkungen einer und derselben Krafı betrachtet werden. Die antiphlo- gistische Schule erblickte in dem Sauerstoflgas die einzige Quelle des Lichtes; sie leitete aus der Verbindung des Sauerstoffs mit andern Kör- pern, als Erscheinung das Feuer, und als Erfolg die Säurebildung ab. Wir wissen jetzt, dafs jede Verbindung der Körper mehr oder weniger mit den Erscheinungen des Verbrennens begleitet ist, dafs jeder chemi- schen Verbindung dieselbe Ursache zum Grunde liegt, und dafs Feuer- erscheinung, so wie deutlich hervortretendes basisches und saures Ver- halten der Körper gegen einander, blofs durch die Stärke ihres phlo- gistischen Gegensatzes bedingt werden. So verbrennt, — um ein Bei- spiel für alle zu wählen, — Eisen mit Schwefel unter Feuerentwicke-

über die chemische Ferbindung der Körper. 41

lung und bildet ein Salz, dessen Basis das Eisen, und dessen Säure der Schwefel ist. Dieser verbrennt aber mit Sauerstoff, und stellt dann eine Verbindung dar, in welcher sich der Schwefel als Basis und der Sauer- stoff als Säure verhält. Wird diese Verbindung des Schwefels mit Sauer- stoff wieder mit einem andern Körper in Gegensatz gebracht, so entsteht ein neues Verbrennen bei der Vereinigung, obgleich damit eine deut- liche Feuererscheinung schon seltener, z. B. bei der Einwirkung der Schwefelsäure auf Bittererde, verbunden ist. Je geringer die phlogisti- sche Differenz der Körper ist, welche sich mit einander vereinigen, desto weniger auffallend sind die Erscheinungen bei ihrer Verbindung, und desto weniger bemerkbar wird ihr basisches und saures Verhalten. Welche Körper aber eine Verbindung mit einander eingehen, läfst

5 sich in Voraus nicht bestimmen, so wenig sich ohne Erfahrung die Um- stände angeben lassen, unter welchen die Verbindung erfolgen wird.

Wenn man, um diese Umstände näher zu bezeichnen, Verbindungen auf dem nassen und auf dem trocknen Wege unterschied, so lag dabei mehr oder weniger die irrige Ansicht zum Grunde, dafs man die Kör- per, deren Verbindung beabsichtigt ward, erst in den Zustand der Flüs- sigkeit versetzen müsse, weil man einen flüssigen Zustand, aufser der unmittelbaren Berührung, für eine nothwendige Bedingung zu ihrer Ver- bindung hielt, als ob es nöthig sei, eine leichtere Beweglichkeit der vorausgesetzten kleinsten Theilchen der Körper zu bewirken, welche sich im Zustande der Flüssigkeit leichter finden und an einander haften würden. Erst in neuern Zeiten hat man diese Ansicht berichtigt und sich überzeugt, dafs es vorzüglich nur darauf ankomme, die Körper in einen elektrisch chemischen Gegensatz zu bıingen und die Kobhäsions- spannung aufzuheben. Von diesem Gesichtspunkt aus betrachtet, er- scheinen Wärme und Wasser nicht mehr als Auflösungsmittel, sondern als Mittel zur Aufhebung des Kohärenzzustandes, oder vielmehr als Mit- tel, die Hindernisse zu vermindern, welche sich der chemischen Einwir- kung der Körper durch die Kohäsion entgegensetzen. Sie dienen da- her als Erreger der ruhenden Kräfte der Materie, um den Akt der Verbindung zu vollbringen.

Sind aber Wasser und Wärme nicht mehr als Auflösungsmittel, als Mittel eine leichtere Verschiebbarkeit der Körpertheilchen zu bewir-

B.2

12 KARrsTen

E

ken, sondern als höhere, erregende Rotenzen anzusehen, so ist auch der eigentliche flüssige Zustand der Körper nicht erforderlich, um ihre Ver- bindung zu bewerkstelligen. Der Zustand der Flüssigkeit würde nur dann nothwendig seyn, wenn die Kohärenzspannung so grofs wäre, dafs sie erst durch eine völlige Flüssigkeit der Masse überwunden werden könnte.

Betrachten wir zuerst die auf dem sogenannten trockenen Wege entstehenden Verbindungen. Das kohlehaltige Eisen erleidet durch Glühen, in einer Temperatur welche von dem Schmelzpunkt der Mi- schung ungemein weit entfernt bleibt, wesentliche Veränderungen. Die- ser Erfolg ist um so anflallender, als hier Mischungen und Entmischun- gen zwischen zwei aufserordentlich sirengflüssigen Körpern in einer ver- hältnifsmäfsig niedrigen Temperatur statt finden. Alle Verbindungen durch die sogenannte Cementation dienen ebenfalls zum Beweise, dafs Flüssigkeit zur Vereinigung der Körper nicht immer erfordert wird. Zwar verliert sich das Auffallende in den Erscheinungen dieses Prozes- ses dadurch, dafs man sich den einen Körper gewöhnlich im dampflör- migen Zustande denkt, wenn gleich dadurch noch nicht erklärt ist, wie die Verbindung nach der gewöhnlichen Ansicht erfolgen kann, wenn der andere Körper im festen Zustande beharrt; allein bei der Cemen- tation des Eisens mit Kohle wird keiner von beiden Körpern dampfför- mig oder tropfbarflüssig, und die Verbindung erfolgt dennoch leicht und schnell, durch die blofse Berührung, in dem erforderlichen Grade der Temperatur. Wenn Eisen, in zolldicken und noch stärkeren Stücken, anhaltend, unter schwachem Luftzuwitt, glühend erhalten wird, so ver- wandelt sich die ganze Masse in Oxydul, und es läfst sich auf diese Weise ein künstlicher Magneteisenstein darstellen. Wird dieser, mit Kohle umgeben, einer anhaltenden Glühhitze ausgeseizt, so verändert sich die ganze, mehrere Zoll starke Masse zuleizt wieder in regulini- sches Eisen, obgleich hier eben so wenig ein unmittelbarer Zutritt der Kohle zum Inneren der Eisenmasse, als ein Flüssig- oder Flüchtigwer- den der Kohle, des Eisens oder des Eisenoxyduls statt finden kann.

Eben so wenig läfst sich der Erfolg bei dem sogenannten Auf- schliefsen der Fossilien, durch Glühen mit Alkalien erklären, wobei die Einwirkung des Alkali auf das Fossil vollständig statt findet, ohne dafs

über die chemische Ferbindung der Körper. 13

ein flüssigev Zustand der geglüheten Masse erforderlich ist. Die mehrsten Reduktionen der Metalloxyde in Kohlentiegeln geschahen schon, ehe das Oxyd flüssig wird, und der geschmolzene Metallregulus ist Folge des Prozesses. Sehr sirengflüssige Metalle lassen sich aus ihren Oxyden re- duciren, ohne dafs das Oxyd und das daraus erhaltene Metall flüssig werden. — Die schwefelsauren Salze ändern sich durch die blofse Ce- mentation mit Kohle in Schwefelverbindungen um, wobei es nicht er- forderlich ist, dafs das schwefelsaure Salz oder die entstehende Schwe- felverbindung flüssig werden. Am augenscheinlichsten zeigt sich die Verbindungsfähigkeit nicht geschmolzener Körper, bei der Vereinigung der für sich allein, wenigstens in dem angewendeten Hitzgrade unschmelz- baren Erden. Die schmelzbare Schlacke, oder das Glas, bilden sich, indem zwei oder mehrere ungeschmolzene Körper auf einander wirken.

Aus allen diesen Erscheinungen leuchtet es deutlich ein, dafs der flüssige Zustand als solcher, nicht die wesentliche Bedingung zu den Verbindungen der Körper seyn kann, welche in einer erhöheten Tem- peratur erfolgen, sondern dafs der chemische Prozefs vielmehr durch die Temperaturerhöhung nur eingeleitet, der Erfolg desselben aber durch den Kohärenzzustand, sowohl der in Aktion begriflenen Körper, als der aus ihrer Vereinigung entspringenden Verbindung bedingt wird.

Bei allen Verbindungen und Trennungen, die auf dem trockenen Wege, nämlich durch Temperaturerhöhung bewirkt werden müssen, ist es schwierig, dem Verlauf der Erscheinungen zu folgen. Weil man das Produkt in den mehrsten Füllen im geschmolzenen Zustande erhält, so setzt man voraus, dafs sich auch die Körper, oder wenigstens einer derselben, aus deren Verbindung es entstanden ist, vor der Vereini- gung im flüssigen Zustande befunden haben müssen. Das Gegentheil läfst sich daher nur in solchen Fällen mit Zuverlässigkeit nachweisen, wo sich die auf einander wirkenden Körper, bei dem angewendeten Grade der Temperatur, noch gar nicht im flüssigen Zustande befinden konnten.

Deutlicher mufs sich nachweisen lassen, dafs Verbindungen und Trennungen der Körper auf dem sogenannten nassen Wege, und bei ge- wöhnlicher Temperatur, wirklich statt finden können, ohne die auf ein-

ander wirkenden Körper in einen flüssigen Zustand zu versetzen, und

wi KR airsıTEN

ohne der Anwendung von Wasser, als eines sonst für unentbehrlich gehaltenen Auflösungsmittels, zu bedürfen. Wenn sich gleich bei der Anstellung solcher Versuche die Einwirkung der atmosphärischen Feuch- tigkeit nicht vermeiden läfst, so wird man derselben doch den Erfolg des Prozesses nicht zuschreiben können, weil es sich nicht darum han- delt, die Entbehrlichkeit des Wassers bei den Mischungen und Ent- mischungen in der gewöhnlichen Temperatur darzuthun, sondern zu zeigen, dafs ein flüssiger Zustand für die in chemischer Aktion be- findlichen Körper nicht erforderlich ist.

Die hier mitgetheilten Versuche sind auf die Weise angestellt, dafs die zu vereinigenden, vollkommen luftrocknen Körper, in einem Agat- mörser trocken zusammengerieben und dabei gröfstentheils in den Ver- hältnissen angewendet wurden, welche den chemischen Mischungsge- wichten entsprechen. Wo sich durch Farbenveränderung, oder durch andere Anzeigen, auf die erfolgte Verbindung oder Zersetzung nicht schliefsen liefs, blieb nichts ührig, als den Geschmack entscheiden zu lassen. Die Mischung kostet, und obgleich dabei, strenge genommen, der Einwurf nicht wi-

ward dann mit möglichst trockener Zunge ge-

derlegt werden kann, dafs die Zersetzung erst auf der Zunge selbst er- folgt seyn könne; so ist der erste Eindruck welchen die Geschmacks- nerven erleiden, doch gewifs die Wirkung eines schon gebildeten, und nicht die eines erst entstehenden Körpers. In allen Fällen, wo die ent- stehende Verbindung weder durch Farbe, Geruch oder Geschmack deut- lich unterschieden werden kann, läfst sich freilich auf eine erfolgte Zer- setzung mit Zuverlässigkeit nicht schliefsen, und gerade der Umstand, dafs die Zwischenkunft des Wassers, die hier eben vermieden werden soll, in den mehrsten Fällen nur das Criterion einer wirklich erfolg- ten Einwirkung der Körper abgeben kann, verhindert es, das aus die- sen Versuchen zu ziehende Resultat sogleich in seiner ganz allgemeinen Gültigkeit zu übersehen. Krystallisirte Kleesäure und basisches kohlensaures Kali. Das Gemenge wird beimZusammenreiben sogleich feucht, und die Kohlensäure entweicht brausend. Eben so verhalten sich krystallisirte Weinsteinsäure und Citronensäure. Benzo@säure und basisches kohlensaures Kali. Das Gemenge bleibt trocken, und durch fortgesetztes Reiben verschwindet der alkalische Geschmack gänzlich. Bernsteinsäure zeigt dasselbe Verhalten.

über die chemische Verbindung der Körper. 15

Benzo&säure und frisch gebrannte Kalkerde. Es scheint keine Verbindung statt zu finden; wenigstens war, auch bei einem Uebermaafs von Säure, nach halbstündigen Reiben der kaustische Geschmack noch deutlich zu bemerken. Benzoesäure und frisch gelöschter, zwischen Löschpapier schnell und so viel als möglich getrockneter Kalk verhalten sich wie Benzoösäure und basisches koh- lensaures Kali.

Sublimat und basisches kohlensaures Kali. Bei trockner Luft kann das Zu- sammenreiben des Gemenges lange fortgesetzt werden, che eine Wirkung ein- tritt. Die geringste Feuchtigkeit ändert die weifse Farbe zuerst in eine gelbe, dann in eine braun- und ziegelrotlhe um.

Sublimat und frisch gebrannter Kalk. Das Ganze bleibt weifs, aber in dem Augenblick des Anhauchens des zusammengeriebenen Gemenges stellt sich, wie durch einen elektrischen Schlag veranlafst, plötzlich die rothbraune Farbe ein. Reibt man die Kalkerde vorher mit Baumöl an, um alle wässrige Feuchtigkeit desto sicherer abzuhalten, so kann das Zusammenreiben mit Sublimat lange, ohne die geringste Farbenänderung fortgesetzt werden. Ein Hauch ist hinreichend, sogleich die röthlichgelbe Farbe hervortreten zu lassen.

Kalomel und basisch kohlensaures Kali. Bei trockner Luft lassen sich beide Kör- per lange zusammen reiben, ehe eine Einwirkung statt findet. Diese erfolgt aber augenblicklich und giebt sich durch den plötzlichen Uebergang aus der weifsen in die dunkelgraue Farbe zu erkennen, sobald das Gemenge angehaucht wird.

Kalomel und frisch gebrannter Kalk. Die Wirkung tritt genau so ein, wie beim Sublimat angeführt worden ist, nur dafs statt der rothen, die graue Farbe beim Anhauchen zum Vorschein kommt.

Salmiak, zusammengerieben mit Wismuth, mit Mangansuperoxyd, mit ro- them Quecksilberoxyd, mit Zinko xyd, mit Wismuthoxyd und mit Spiesglasoxyd, entwickelt weder beim trocknen Reiben, noch nach dem An- feuchten eine Spur von Ammoniak.

Salmiak mit Eisenfeile, mit Eisenoxydul, mit Eisenoxyd und Mennige trocken zusammengerieben, entwickelt kein Ammoniak, wohl aber, wenn das Gemenge angefeuchtet wird.

Salmiak, zusammengerieben mit Glätte, mit frisch gebranntem Kalk, mit ba- sisch kohlensaurem Kali und mit Quecksilberoxydul, giebt schon beim trocknen Reiben eine Entwickelung von Ammoniak, welche sich indefs beim Anfeuchten bedeutend verstärkt.

Salmiak und salpetersaures Silberoxyd zersetzen sich vollständig durch trock- nes Zusammenreiben. So lange das Gemisch dem Licht nicht ausgesetzt ist, bleibt es vollkommen weifs und hat das Ansehen von trocknem Mehl. Sobald es dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, schwärzt es sich sogleich, und die Masse wird im ersten Augenblick sehr deutlich feucht, wobei sich auch ein schwacher Geruch von Salpetergas bemerken läfst.

Salmiak und Borax entwickeln beim troeknen Zusammenreiben sogleich starke Ammo- niakdämpfe. Gebrannter Borax mufs erst eine geraume Zeit mit dem wasserfreien Salmiak gerieben werden, ehe der Ammoniakgeruch zum Vorschein komnıt.

16 KıaırRıs TEN

Kleesaures Ammoniak und Glätte, so wie kleesaures Ammoniak und ba- sisches kohlensaures Kali entwickeln beim trocknen Zusammenreiben au- genblicklich starke Ammoniakdämpfe.

Kochsalz und Glätte wirken beim trocknen Zusammenreiben nicht auf einander; die alkalische Reaction stellt sich erst nach dem feuchten Reiben ein.

Krystallisirtes schwefelsaures Eisenoxydul-Oxyd und Cyan-Eisen-Ka- lium geben beim trocknen Zusammenreiben sogleich Berlinerblau. - Diese Wir- kung tritt auch ein, wenn die Cyanure zuvor mit Oel angerieben ist.

Krystallisirtes schwefelsaures Eisen-Oxydul-Oxyd und basisch kohlen- saures Kali. Das Gemenge wird beim trocknen Reiben bald feucht und backend, und bekommt eine schwarzbraune Farbe. Derselbe Erfolg findet statt, wenn das Alkali zuvor mit Oel angerieben wird. Eine grüne Farbe kommt erst beim Befeuchten zum Vorschein.

Krystallisirtes schwefelsaures Kupferoxyd und basisches kohlensaures Kali. Beim trocknen Reiben wird die Masse sogleich feucht, backend und dunkelblau. Wird das Alkali vorher mit Oel gerieben, so stellt sich die dun- kelblaue Farbe dennoch ein. Erst durch Zutritt von Feuchtigkeit kommt in bei- den Fällen die grüne Farbe zum Vorschein.

Salzsaurer Baryt und schwefelsaures Kupferoxyd geben beim Zusammenrei- ben sogleich eine schöne zeisiggrüne Mischung, die Salze mögen trocken oder mit Oel angefeuchtet gerieben werden. Nach den verschiedenen Verhältnissen des salzsauren Baryts zum Kupfervitriol, lassen sich alle Nuancen der blauen Farbe von der grünlichblauen bis zur blafsgrünen darstellen.

Salzsaurer Baryt und schwefelsaures Eisenoxydul-Oxyd geben beim trock- nen Reiben augenblicklich ein braungelbes Gemisch.

Schwefelsaures Kali und salpetersaurer Baryt zersetzen sich beim trocknen Reiben vollständig und stellen ein trocknes Mehl dar, welches ganz den Ge- schmack des Salpeters besitzt, wenn beide Salze im richtigen Verhältnifs ange- wendet worden sind.

Chromsaures Kalı (neutrales, oder einfach saures, eitronengelbes) und salpeter- saures Bleioxyd geben beim trocknen Reiben sogleich ein pomeranzengel- bes Pulver.

Chromsaures Kali und Kupfervitriol zersetzen sich zu einem braunen Pulver.

Chromsaures Kali und salpetersaures Silberoxyd. Es entsteht augenblicklich ein rothes Pulver, auch wenn das chromsaure Kali zuvor mit vielem Oel einge- rieben worden ist.

Chromsaures Kali und Fisenvitriol zersetzen sich zu einem hellbraunen Pulver.

Chromsaures Kali und Suhlimat zersetzen sich beim trocknen Reiben nicht; erst beim Anhauchen geht die Farbe aus dem Gelben ins Rothe über.

Chromsaures Kali und Kalomel zersetzen sich ebenfalls nicht, selbst nicht beim Anhauchen, sondern erst durch Befeuchten mit Wasser.

Chromsaures Kali und essigsaures Quecksilberoxydul geben heim trocknen Zusammenreiben ein gelblichbraunes Gemisch, welches erst beim Befeuchten ei- nen Strich ins Grüne erhält.

über die chemische Verbindung der Körper. 17

Chromsaures Kali und verwittertes Cyan-Eisen-Kalium zersetzen sich nicht.

Salpetersaures Bleioxyd und Kupfervitriol werden beim trocknen Zusammenrei- ben augenblicklich feucht und das Gemisch erhält eine lichte bläuliche Farbe.

Salpetersaures Bleioxyd und Eisenvitriol werden ebenfalls sogleich feucht, und das Gemisch erhält eine schmutzigweifse Farbe.

Essigsaures Kalı und Eisenvitriol flıefsen beim Zusammenreiben fast augenblick- lich zu einer schmierigen, röthlich braunen Masse zusammen.

Salpetersaures Bleioxyd und Eisen-Kalium-Gyan. jei lange fortgesetzten trocknen Reiben, bleibt noch immer der Geschmack von salpetersaurem Bleioxyd, wenn auch, wie der Vorsicht wegen geschehen mufs, das Eisen Kalium Cyan in Uebermaafs angewendet wird. Dieser Geschmack geht durch Befeuchten des Gemenges sogleich verloren.

Salpetersaures Bleioxyd und schwefelsaures Kali, entwickeln beim trocknen Reiben merkbare Wärme, und bei einem richtigen Verhältnifs beider Körper läfst sich mit der Zunge nur der Geschmack von Salpeter an dem trocknen Mehl bemerken, indem sich der eigenthümliche süfsliche Geschmack des Bleisalzes ganz verloren hat.

Schwefel und Antimon, so wie Schwefel und Zink lassen sich weder durch trocknes noch durch feuchtes Zusammenreiben mit einander vereinigen. Wenn aber Schwefel und Wismuth stark und anhaltend gerieben werden, so ent- wickelt sich aus dena Gemisch Schwefelwasserstoflgas vermittelst des Königswas- sers. Durch feuchtes Zusammenreiben scheint die Verbindung eben nicht beför- dert zu werden.

Schwefel und Eisen lassen sich durch trocknes Reiben nicht vereinigen; wird das Gemenge aber angefeuchtet, so entwickelt es, bei fortgesetzten Reiben Schwefel- wasserstoffgas, wenn es mit Schwefelsäure oder Salzsäure behandelt wird.

Schwefel und Eisenoxydul, Eisenoxyd, Quecksilberoxydu!, Quecksilber- oxyd, Zinkoxyd, Wismuthoxyd und Bleioxyd zeigen, weder beim trock- nen noch beim feuchten Reiben Wirkung auf einander.

Schwefel und Quecksilber vereinigen sich zwar schon beim trocknen Reiben sehr leicht, indefs wird die Verbindung durch Feuchtigkeit ungemein beschleunigt. Concentrirte Salzsäure entwickelt sogleich Schwefelwasserstollgas aus der gerie- benen Mischung.

Zinnober und Eisen, Eisenoxydul, Eisenoxyd und gebrannter Kalk wirken weder beim trocknen noch beim feuchten Reiben auf einander.

Diese Beispiele lassen es nicht bezweifeln, dafs alle Verbindungen, welche in der gewöhnlichen Temperatur vor sich gehen, schon vollstän- dig erfolgen, ohne dafs dazu ein flüssiger Zustand der Mischung, oder auch nur eines der in die Verbindung eingehenden Körper erforderlich wäre. Aber weit entfernt, aus diesem Erfolge auf die Entbehrlichkeit des Wassers bei den Verbindungen der Körper in der gewöhnlichen Temperatur schliefsen zu können, giebt derselbe vielmehr den überzeu-

Phys. Klasse 1324. C

18 KıARsTEn

gendsten Beweis, dafs ohne Zwischenkunft des Wassers gar keine Ver- bindung statt findet, und dafs in den Fällen wo sie wirklich erfolgt, die durch das Reiben entwickelte Wärme, die Ursache zu den Verbindun- gen und "Trennungen gewesen seyn muls.

Bei allen Körpern welche Wasser, chemisch gebunden (als Kry- stallwasser) enthalten, sehen wir die Verbindungen und Trennungen schnell und fast augenblicklich eintreten. Körper die kein Krystallwas- ser enthalten, wirken nur dann auf einander, wenn Feuchtigkeit hinzu twitt. Diese Erfolge sind nur eine Bestätigung des längst anerkannten Naturgesetzes, dafs chemische Einwirkung der Körper in gewöhnlicher Temperatur, und in allen Fällen, wo die Wärme die Stelle des Was- sers nicht vertreten kann, ohne Zutritt von Feuchügkeit unmöglich ist. Mit diesem Einflufs des Wassers auf Verbindungen und Trennungen, als chemisch wirkender Potenz, hat man aber nur zu oft die unrichtige Ansicht verbunden, dafs das Wasser, bei allen Verbindungen auf dem sogenannten nassen Wege, auch die Funktion zu vertreten habe, die Körper zu ihrer chemischen Einwirkung auf eine mechanische Weise vorzubereiten, ihre Theilchen zu trennen und sie in den Zustand der Flüssigkeit zu versetzen. Es giebt Körper die auf nassem und auf trock- nem Wege fast auf gleiche Weise auf einander wirken. So zersetzt das Zink z. B. das Hornsilber in der gewöhnlichen Temperatur, unter Zu- twitt von Wasser oder von feuchter Luft, fast eben so schnell als in der erhöheten Temperatur, ohne dafs weder in dem einen oder in dem an- dern Fall ein flüssiger Zustand von beiden, oder auch von einem der auf einander wirkenden Körper, die Bedingung zum Gelingen des Pro- zesses wäre. Wird alle Feuchtigkeit abgehalten, so wirken Zink und Hornsilber nicht mehr auf einander und die Einwirkung findet, ohne Zwischenkunft des Wassers, nicht eher wieder statt, als bis die Tempe- ratur bis zum dunklen Glühen erhöhet worden ist.

Nur in wenigen Fällen scheinen jedoch Wasser und Wärme sich zur Aufhebung der Kohärenzspannungen der auf einander wirkenden Körper wechselseitig vertreten zu können, und immer ist die Wärme ein weit kräftigeres Mittel die Kohäsionsänderung der Körper zu bewir- ken, als das Wasser. Deshalb können sich Körper auf twrocknem Wege

mit einander verbinden, deren Vereinigung durch Vermitielung des Was-

über die chemische Verbindung der Körper. 19

sers nicht geschehen kann, deshalb erfolgen die Verbindungen auf dem trocknen Wege schneller als auf dem nassen, und deshalb ist der Er- folg der Einwirkung der Körper in den gewöhnlichen und in den er- höheten Temperaturen häufig sehr verschieden, indem durch die Wärme oft ein ganz anderer Gegensatz der Körper, als durch das Wasser her- vorgebracht,, und die Erregung durch Temperaturerhöhung ungemein mehr, als durch das Wasser verstärkt wird.

Wenn wir sehen, dafs Eisen und Schwefel in der gewöhnlichen Temperatur sich nur dann mit einander verbinden lassen, wenn sie mit Wasser zusammengerieben werden; so kann, weil weder der eine noch der andere Körper im Wasser auflöslich ist, von der Wirkung des Wassers, als eines Auflösungsmittels die Rede nicht seyn; wir würden höchstens nur voraussetzen können, dafs es in so fern wirke, als es viel- leicht durch das Eisen zersetzt wird. Wenn wir aber zugleich die Er- fahrung machen, dafs das oxydirte Eisen weder durch trocknes, noch durch feuchtes Zusammenreiben mit dem Schwefel verbunden werden kann, so werden wir nothwendig schliefsen müssen, dafs Eisen und Schwefel an der Wasserzersetzung ganz gleichen Theil nehmen, oder vielmehr, dafs das Wasser auf eine noch nicht erklärte Weise dazu dient, die Verbindung des Eisens mit dem Schwefel einzuleiten.

Schneller zwar sehen wir eine ganz gleiche Wirkung beim Zu- sammenreiben des Quecksilbers mit dem angefeuchteten Schwefel ein- treten, indem durch die Zwischenkunft des Wassers der chemische Ge- gensatz beider Körper verstärkt wird; allein alle diese Erfolge in der gewöhnlichen Temperatur finden doch nur langsam statt, und eine kaum bis zum Rothglühen gesteigerte Temperatur bewirkt schneller und kräftiger eine Verbindung, die durch Wasser nur langsam und un- vollkommen erfolgte. So wird z. B. der schwefelsaure Baryt nur durch lange anhaltendes Kochen mit einer wässrigen Auflösung des kohlensau- ren Kalı zersetzt, wogegen die Zersetzung weit schneller und vollstän- diger durch das Glühen bewirkt wird. Ohne Erhöhung der Tempera- tur findet aber auch auf dem sogenannten nassen Wege keine Zer- setzung statt, und diese Temperaturunterschiede sind es, welche den Schlüssel zu der Erklärung der Erfolge bei den sogenannten reciproken Verwandischaften geben müssen.

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20 KAırsTten

Wärme und Wasser sind also die Mittel deren sich die Natur bedient, um Verbindungen und Trennungen der Körper einzuleiten. Sie dienen dabei nicht als Auflösungsmittel, indem der flüssige Zustand der zur Mischung und Entmischung sich vorbereitenden Körper bei ih- rer chemischen Einwirkung so wenig wesentlich nothwendig ist, dafs

5 man ihn für zufällig und auf die einzelnen wenigen Fälle sich bezie- hend ansehen kann, wo die aus dem Kohärenzzustande der Körper ent- springenden Hindernisse, durch eine völlige Flüssigkeit überwunden wer- den müssen.

Entsteht aber jetzt die Frage, wie man sich die Wirkung der Wärme und des Wassers zu erklären habe, und warum zum Akt der Verbindung der Zutritt von Wasser oder von Wärme durchaus erfor- derlich sei; so läfsı sich eine befriedigende Antwort nicht geben. Wir wissen nur aus dem Erfolge, dafs Wasser und Wärme als Erreger der Kräfte der Materie dienen, und dafs sie der Kohäsionsthäuigkeit entge- gen wirken; allein die Ursache eines solchen Erfolges kennen wir so wenig, als wir den Grund der Elektricitätsäufserungen angeben kön- nen, welche durch die Berührung der Körper hervorgebracht werden. Höchstens ist es erlaubt anzunehmen, dafs beiden Kraftäufserungen der Materie eine und dieselbe Ursache zum Grunde liegt, dafs sie nur dem Grade nach verschieden sind und dafs, durch die, durch Wasser oder durch Wärme verstärkte Erregung der Kräfte bei der Berührung, ein wirklicher Uebergang der Körper in einander, eine vollkommene Durch- deingung der Materie entstehen kann. Deshalb hören alle Kraftäufserun- gen in dem Augenblick auf, wo die chemische Verbindung volibracht ist, und deshalb können sie sich, nach den verschiedenen Graden wie die Körper auf einander wirken, auch auf eine sehr verschiedene Weise als Erscheinung darstellen. Immer wird man aber darauf zurückkom- men müssen, ‘in dem Gegensatz der Körper selbst, die nächste Ursache ihrer Kraftäufserungen zu finden, welche durch Wasser und Wärme vielleicht nur in sofern verstärkt werden, als diese störend auf das Gleich- gewicht der Kräfte einwirken.

Ohne jedoch Untersuchungen weiter nachzugehen, die noch nicht dazu geeignet sind, einen Aufschlufs über die geheimnifsvolle Natur der Materie zu verschaffen, sehen wir wenigstens als Erfolg der Erscheinungen,

über die chemische Verbindung der Körper. 24

welche die Einwirkung der Körper begleiten, dafs Wärme und Wasser

die Thätigkeit der Kräfte vermehren und dafs, — wenigstens so weit un- sere Erfahrung reicht, — die Kraftäufserung der Körper, ohne Zwischen-

kunft des Wassers oder der Wärme, niemals bis zu dem Grade gestei- gert werden kann, dafs ein wirklicher Uebergang der sich berührenden Körper in einander, den wir die chemische Verbindung nennen, erfol- gen könnte.

Wülsten wir den Grund, warum sich überhaupt zwei Körper mit einander verbinden, so würde auch die Ursache einleuchten, weshalb nur einige Körper eine Verbindung mit einander eingehen, und andere keine Verbindungsfähigkeit für einander zu haben scheinen; warum ei- nige Körper sich vorzugsweise mit einander vereinigen und Trennungen hervorbringen; warum die Verbindungen nur unter gewissen Umstän- den erfolgen, und warum sie nach bestimmten Verhältnissen statt fin- den. Diese besiimmten Verhältnisse sind es, deren nähere Kenninifs in den neuesten Zeiten, vorzüglich durch Berzelius, eifrig erforscht, und zu einem so hohen Grade von Vollständigkeit entwickelt worden ist, dals sich in den mehresten Fällen der Erfolg der chemischen Einwirkung der Körper auf einander, im Voraus durch Rechnung bestimmen, und das Verhältnifs genau angeben läfst, nach welchem jeder Körper zur Bildung der neu entstandenen Verbindung beigetragen hat. Weil diese bestimm- ten Verhältnisse, oder die Mischungsgewichte, aber weder mit der Ver- bindungsfähigkeit der Körper zu einander in irgend einem Zusammen- hang stehen, noch als die Wirkung der allgemeinen Anziehung betrachtet werden können, indem sie von der specilischen Schwere ganz unabhängig sind, am alierwenigsten aber von der Form, von der Stellung und von dem Gewicht hypothetisch angenommener Atome abgeleitet werden dür- fen, indem nicht die Form durch die Mischung, sondern die Mischung durch die Form bestimmt wird, folglich das Bedingte nicht das Bedin- gende, die Wirkung nicht zugleich die Ursache seyn kann; so muls der Grund dieses merkwürdigen Verhaltens in der Natur der entstehenden Verbindung selbst aufgesucht werden, und da ergiebt sich nur der Kohä- renzzustand der Mischung als das die Mischungsgewichte Bestimmende.

Wenn also die Ursache der Verbindung überhaupt, und der Umstände unter denen sie nur statt finden kann, in dem Gegensatz

92 Kuarr'ıs BEN

und in der Natur der auf einander wirkenden Körper gesetzt werden mufs; so ist der chemische Erfolg dieser Einwirkung, nämlich das Mi- schungsverhältnifs, nicht mehr von den in chemischer Aktion befind- lichen Körpern, sondern einzig und allein von dem Kohärenzzustande der entstehenden Mischung abhängig. ° Nur dadurch wird es erklär- bar, warum sich die Mischungsverhältnisse immer nach der Tempera- twır richten, warum Temperaturunterschiede in vielen Fällen schon hin- reichend sind, die Verbindungsverhältnisse zu ändern und warum, selbst bei gleich bleibenden Mischungsverhältnissen, eine Verbindung in einer höheren Temperatur inniger als in einer minder erhöheten Temperatur zu werden vermag.

Auf diese letzte merkwürdige Erscheinung hat Berzelius eben- falls aufmerksam gemacht. Sie kann ihren Grund nur in der Verände- rung des Kohärenzzustandes der Körper haben, und zeigt sich wahr- scheinlich in einer weit gröfseren Allgemeinheit, als sie bis jeizt beobach- tet worden ist. Die aus Schwefel und Eisen bestehende Mischung, welche in einer niedrigen Temperatur gebildet worden ist, zersetzt sich an der feuchten Atmosphäre ungleich schneller, als die aus demselben Mischungs- verhältnifs zusammengesetzte, in einer höheren Temperatur entstandene Verbindung, Jene erste Verbindung erlangt die Eigenschaft der letzteren, wenn sie

welche chemisch von der ersteren nicht verschieden ist.

einer höheren Temperatur ausgesetzt wird, wobei ein elektrisches Glü- hen die ganze Masse durchfährt. Weil die Mischung von der Form und die Form von dem Kohärenzzusiande des Körpers abhängig ist, und durch denselben unmittelbar bedingt wird; so kann es nicht auf- fallen, wenn ein und derselbe Körper, und wenn er auch ein chemisch einfacher wäre, in sofern durch irgend eine Veranlassung sein Kohä- renzzustand verändert worden ist, nicht immer dieselbe Form annehmen sollte. Vom Schwefel ist ein solches Verhalten wirklich bekannt und erst kürzlich von Hrn. Mitscherlich näher nachgewiesen worden. Die durch sogenannte Absorbuon entstehenden Verbindungen sind eben- falls ohne Zweifel Verbindungen, die nur eine geringe Innigkeit er- langt haben.

Wenn also von dem Kohärenzzustande der entstehenden Mischung

die Mischungsgewichte abhängig sind, und wenn sich daraus auch er-

über die chemische Verbindung der Körper. 23

klärt, warum die Mischungsverhältnisse in den verschiedenen Tempera- turen verschieden sich ausbilden, so würde doch aus einem solchen Verhalten nur einleuchtend werden, warum die Körper bei ihren Ver- bindungen mit einander mehrerer Vereinigungsstufen fähig sind, d. h., warum die Mischungsgewichte das von Berzelius entwickelte besuimmte Verhältnifs 1., 2., 3., oder irgend ein anderes befolgen; al- lein es geht daraus nicht die Wahrscheinlichkeit hervor, dafs eine Ver- bindung in ganz unbestimmten Verhältnissen statt finden wird. Hierauf ist indefs zu entgegnen, dafs sich alle Verbindungen, deren Mischungs- verhältnisse untersucht worden sind, auf einen ganz bestimmten Kohä- sionszustand der entstandenen Verbindung beziehen, und dafs Mischun- gen nach unbestimmten Verhältnissen, wenn sie vorhanden sind, nur im flüssigen Zustande der Verbindung, oder überhaupt in demjenigen Zustande aufgefunden werden können, in welchem der Kohärenzzustand der Mischung durch Wasser oder durch Wärme überwältigt ist. Am wenigsten dürfte es aber gelingen, unbestimmte Mischungsverhältnisse jemals aufzufinden, bei Mischungen, welche aus der innigen Vereini- gung gasförmiger Körper entstehen, weil die durch die Elastieität gege- bene Kohärenzform nur schwer überwunden werden kann, weshalb sie Verbindungen erschwert und Trennungen befördert, und daher immer nur auf einen bestimmten Kohärenzzustand des entstehenden Produkts zurückgeführt werden kann.

Eben so werden sich bestimmte Mischungsverhältnisse immer dann ausbilden müssen, wenn eine flüssige Mischung, ganz oder theilweise, durch Ruhe in den festen Zustand übergeht, weil der bestimmte Ko- härenzzustand des sich bildenden festen Körpers nothwendig ein bestimm- tes Mischungsverhältnifs bedingt. Ob aber feste Körper, welche sich wieder zu einer festen Verbindung vereinigen, obne sich vorher in dem Zustand der Flüssigkeit befunden zu haben, diese Vereinigung nur nach bestimmten Verhältnissen bewirken, dürfte vorzüglich von dem Kohä- venzzustande der Mischung abhängen, obgleich es sehr schwer ist, den

5 entweder nur durch Hülfe des Wassers, oder auch nach dem erfolg-

Zustand der Mischung in dieser Hinsicht zu prüfen, weil die Prüfung

ten Erkalten der Mischung geschehen kann, in beiden Fällen aber Verbin- dungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen erhalten werden, welche

24 Kar st EIN

sich erst ausgebildet haben und in dem ursprünglichen Zustand der Ver-

bindung nicht vorhanden waren.

Wenn uns aber auch dieser Zustand der Verbindung der Körper völlig unbekannt bleibt, und wir nur in einigen wenigen Fällen aus dem Verhalten der Mischung auf den Verbindungszustand einen Schlufs machen können; so wissen wir doch das mit völliger Gewifsheit, dafs

jede Verbindung der Körper, welche sich im flüssigen Zustande, — der- selbe mag durch Wasser oder durch Wärme herbeigeführt seyn, — als

eine homogene Mischung zu erkennen giebt, auch eine wahre chemische Verbindung seyn mufs. Wollte man sie nicht dafür gelten lassen, so würde man den Unterschied zwischen chemischer Verbindung und mecha- nischer Mengung völlig aufheben.

Diese flüssigen Mischungen geben aber sehr häufig Beispiele von chemischen Verbindungen nach ganz unbestimmten Verhältnissen. Wie weit sich die Verbindungsfähigkeit der Körper in diesem Zustande der überwundenen Kohärenz erstreckt, dürfte der Gegenstand einer sorgfäl- ügen Prüfung werden müssen, indem die bisherigen Untersuchungen über die Mischungsverhältnisse nur auf einen bestimmten Kohärenz- zustand der Materie gerichtet waren. Wenigstens zeigen diese Verbin- dungen die Möglichkeit der Vereinigung der Materie nach ganz unbe- summten Verhältnissen, und beweisen, dafs die Befolgung fester Mischungsverhältnisse nur ein besonderer, durch den Ko- härenzzustand der entstehenden Verbindung bestimmter Fall des allgemeinen Vereinigungsakts aller Materie ist.

Wenn es möglich wäre, die Ursache, wodurch Mischungen nach ganz unbestiimmten Verhältnissen in den flüssigen Zustand versetzt wor- den sind, so plötzlich zu entfernen, dafs sich die durch ruhiges Fest- werden der Mischung ausbildenden Verbindungen nach bestimmten Mi- schungsgewichten gar nicht bilden könnten; so würde das Resultat eine feste chemische Verbindung der in der flüssigen Mischung vereinigt ge- wesenen Körper nach unbestimmten Verhältnissen der Mischung seyn müssen. In den mehresten Fällen wird aber unter solchen Umständen das allgemeine Verbindungsstreben durch die Wirkungen der Kohäsions- kraft vernichtet. Diese verlangt eine Vereinigung nach bestimmten Mi-

schungsverhältnissen, und jenes vermag sich nur da zu äufsern, wo der

über die chemische Verbindung der Körper. 25

Kohärenzzustand der sich vereinigenden Körper, wenigstens bis zu ei- nem gewissen Grade, aufgehoben ist. Daraus würde also folgen, dafs durch die plötzliche Aufhebung des flüssigen Zustandes, nur in dem Fall eine feste Verbindung nach unbestimmten Mischungsverhältnissen entste- hen könnte, wenn das allgemeine Verbindungsstreben den Wirkungen der Kohäsionskraft das Gleichgewicht hält. Nach aller Erfahrung tritt aber ein solcher Erfolg niemals ein, sobald die Hindernisse weggeräumt sind, welche den Kohärenzäufserungen der Körper entgegen standen; denn eben darauf, dafs der Erfolg eines jeden chemischen Prozesses, einer je- den chemischen Einwirkung eines Körpers auf den andern, durch den Kohärenzzustand der entstehenden Mischung bedingt wird, beruht un- sere ganze Kenntnifs von der Verbindung der Körper, deren Gesetze wir schon mit so grofser Zuverlässigkeit und Genauigkeit kennen, dafs es nicht mehr gestattet ist, den leisesten Zweifel in ihrer Richtigkeit zu setzen.

Aber so wie alle Kraftäufserungen, wenn sie ihr Maximum cer- reicht haben, sich in ihren Wirkungen zuletzt so schr verlieren, dafs die Gesetze, denen sie unterworfen sind, kaum noch erkannt werden können; so scheint es auch bei den Kraftäulserungen der Kohärenz im Konflikt mit dem chemischen Verbindungsstreben der Fall zu seyn. Das allgemeine Gesetz der Trägheit in der Mechanik, nach welchem die Körper in ihrem Zustand der Ruhe und Bewegung beharren, wenn sie nicht durch eine äufsere Ursache genöthigt werden, diesen Zustand zu verlassen; scheint auch auf das Fortbestehen der einmal gebildeten che- mischen Mischungen Anwendung zu finden, indem die Mischungsverän- derungen nicht plötzlich eintreten, sondern jede Mischung und Ent- mischung eine gewisse Zeit erfordert, in welcher sie erst vollständig vollbracht werden kann. Ein sehr passendes Beispiel bietet der Schwe- fel dar, welcher auf das Chlor anfänglich keine Wirkung zu haben scheint, sich dann aber plötzlich und mit Explosionen mit demselben verbindet. Dieser Zeitraum wird in allen den Fällen freilich nicht mefs- bar seyn, wo ein starker elektrochemischer Gegensatz der auf einander wirkenden Körper statt findet, oder wo die Kohäsionskraft des sich aus- scheidenden Körpers ungleich wirksamer gedacht werden mufs, als die Kraft, welche alle in der Mischung befindlichen Körper zu Einem

Phys. Klasse 1824. D

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Ganzen verbindet. Wo aber diese Bedingungen nicht in einem ausge- zeichneten Grade vorhanden sind, läfst sich sehr wohl die Möglichkeit einsehen, dafs eine flüssige Mischung, oder überhaupt eine Mischung, welche sich in einem solchen Kohärenzzustande befindet, dafs sie Ver- bindungen nach unbestimmten Verhältnissen zuläfst, durch plötzliches Erstarren die Mischungsverhältnisse nicht ändert, so dafs das Resultat der plötzlichen Erstarrung ein ganz anderes, als das der langsamen Er- kaltung seyn mufs.

Bei allen Mischungen nach unbestimmten Verhältnissen, welche durch Auflösung auf dem nassen Wege entstehen, läfst sich ein solcher Erfolg nicht leicht warnehmen, weil noch kein Verfahren bekannt ist, das Auflösungsmittel plötzlich zu entfernen. Merkwürdig ist indefs die Erfahrung, dafs eine Salzauflösung, welche schnell von + 140 bis zu — 6 Gr. Fahrenh. erkältet wird, durchaus gefriert, ohne dafs eine Ausscheidung des Salzes statt findet, wogegen bei minder plötzlichen Temperaturübergängen , das Wasser krystallisirt und die Salzauflösung koncentrirt wird. Dieser Erfolg zeigt, dafs Wasser und Salz, nicht al- lein im flüssigen, sondern auch im festen Zustande, unter gewissen Um- ständen nach unbestiimmten Verhältnissen verbunden bleiben. — Wenn wir dagegen aus einem flüssigen Amalgam, also aus einer Verbindung des Quecksilbers mit einem anderen Metalle in ganz unbestimmten Ver- hältnissen, ein festes Amalgam durch Ruhe sich ausscheiden sehen; so ist dies der gewöhnliche Erfolg der Kohärenzthäugkeit, welche eine Mischung nach unbestimmten Verhältnissen, auf eine Verbindung nach bestimmten Mischungsverhältnissen, zurückzuführen strebt. Daher sind wir auch nicht berechtigt, das flüssige Amalgam für eine Auflösung des Amalgams nach bestimmten Mischungsgewichten, in Quecksilber anzuse- hen; sondern wir müssen es, so lange es als eine homogene Flüssigkeit erscheint, für eine Mischung nach unbestimmten Verhältnissen betrach- ten; gerade so wie eine Salzauflösung in Wasser, aus welcher das Salz durch Ruhe krystallisirt, ein einfaches Beispiel giebt, wie eine Mischung nach unbesimmten Verhältnissen, auf Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen zurückgeführt wird.

Mischungen nach unbestimmten Verhältnissen, welche auf dem twocknen Wege, bei einem gewissen Kohärenzzustande der Mischung,

über die chemische Ferbindung der Körper. 27

erhalten werden, würden leichter Beispiele von der Beibehaltung des unbestimmten Mischungsgewichtes nach erfolgter Erkaltung darbieten können, weil es in vielen Fällen leichter möglich ist, das Auflösungs- mittel — die Wärme — plötzlich zu entfernen, als dies bei den Auflö- sungen auf dem nassen Wege geschehen konnte. Wirklich fehlt es auch nicht an Beispielen dieser Art, deren Zahl sich unbezweifelt meh- ren wird, wenn man erst gröfsere Aufmerksamkeit auf die Untersuchung des Zustandes der Verbindungen richten wird, welche durch plötzliches und durch langsames Erstarren einer und derselben Mischung erhalten werden.

Die unter dem Namen des Roheisens bekannte Verbindung des Eisens mit Kohle, welche im flüssigen Zustande eine zwar homogene, aber fast immer eine Verbindung beider Metalle nach ganz unbestimm- ten Mischungsverhältnissen darstellt, verhält sich beim plötzlichen Er- kalten durchaus anders als bei der langsamen Eıstarrung. Im ersten Fall bleiben Kohle und Eisen eben so verbunden, wie sie es im Zu- stande der Flüssigkeit waren; im letzten Fall scheidet sich die Kohle theils rein aus, theils in Verbindung mit Eisen nach bestimmten Mi- schungsverhältnissen. — Diese Verbindungen sind also nicht in der flüs- sigen Mischung vorhanden, sondern sie sind das Resultat der langsamen Erkaltung, welche die Ausbildung von Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen herbeiführte. — Gold und Silber vereinigen sich beim Schmelzen sehr leicht in allen Verhältnissen zu einem homogenen Gemisch. Wird die geschmolzene Legirung schnell zum Erstarren ge- bracht, so behält die erstarrte Masse die homogene Beschaffenheit, welche ihr im flüssigen Zustande zukam. Erfolgt die Abkühlung sehr langsam, so trennt sich das Gold gröfstentheils, in Verbindung mit etwas Silber, aus der Masse. — Zinn und Eisen vereinigen sich beim Schmelzen fast in allen Verhältnissen zu einer gleichartigen Verbindung. Wird die flüssige Mischung schnell zum Erstarren gebracht, so bleibt sie homo- gen; erfolgt die Abkühlung langsam, so trennt sie sich und stellt zwei Verbindungen dar, aus vielem Eisen und wenig Zinn, und aus vielem Zinn und wenig Eisen. Wenn geschmolzenes Blei mit weniger Schwe- fel versetzt wird, als die Mischungsverhältnisse des Schwefelblei, oder des sogenannten Bleiglanzes erfordern, so bildet sich eine homogene

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flüssige Masse; es entsteht also eine Mischung nach unbestimmten Ver- hältnissen. Wird diese plötzlich zum Erstarren gebracht, so behält das Gemisch seine gleicharuge Beschaffenheit. Erfolgt die Abkühlung lang- sam, so scheidet sich regulinisches Blei aus, und es bildet sich gleich- zeitig Bleiglanz, also eine Verbindung nach einem bestimmten Mischungs- verhältnifs.

Ob mehrere Metalle, bei ihrer Verbindung mit weniger Schwe- fel, als zur Sättigung, oder vielmehr zur Hervorbringung bestimmter Mischungsverhältnisse erforderlich ist, ein ähnliches Verhalten im flüs- sigen Zustande und nach der mehr oder weniger verzögerten Erstar- rung befolgen, ist noch nicht bekannt. Nach der Vorstellung, die man sich jetzt von Verbindungen dieser Art gemacht hat, würde man sie für blofse Zusammenschmelzungen des Schwefelmetalles mit dem im Ueber- schufs vorhandenen Metall zu halten haben. Das Verhalten des Bleies mit Schwefel zeigt indefs, dafs diese Annahme nicht allgemeine Güluig- keit hat, und dafs vielleicht auch bei anderen Schwefelmetallverbindun- gen die Erstarrungsart berücksichtigt werden mufs. Das rothbrüchige Eisen enthält, wenigstens sehr häufig, einen geringen Antheil Schwefel, welcher, nach den verschiedenen Temperaturzuständen, vielleicht bald mit der ganzen Masse des Eiseus, bald mit einem Theil desselben, zu Ver- bindungen nach bestimmten Verhältnissen, verbunden seyn, und dadurch Veranlassung zu dem eigenthümlichen Verhalten dieses Eisens geben könnte, welches in der Weisglühhitze und bei der gewöhnlichen Tem- peratur sehr fest und haltbar ist, in der Rothglühhitze aber brüchig wird und sich nicht schmieden läfst.

Auch Schwefel und Phosphor, so wie Schwefel und Arsenik, ge- hören zu den Körpern, die sich in allen Verhältnissen mit einander ver- binden und ein Beispiel von Mischungen nach unbestimmten Verhältnis- sen geben. — Aber ungleich einleuchtendere und viel häufiger vorkom- mende Beispiele von Verbindungen nach unbestimmten Verhältnissen, als die Metalle, oder die nicht oxydirten Körper darbieten, gewähren die Verbindungen von oxydirten Körpern. Die sogenannten Erden, die Alkalien und die Metalloxyde, lassen sich, bei einem angemessenen Grade der Temperatur, fast in allen Verhältnissen mit einander verbin-

den, und stellen im geschmolzenen Zustande eine homogene Mischung

über die chemische Ferbindung der Körper. 29

dar, welche, wegen ihrer vollkommenen Gleichartigkeit, als eine wahre chemische Verbindung angesehen werden mufs. Wenn diese Mischung schnell erstarrt, so bleibt sie sehr häufig durchaus gleichartig, und ist im Allgemeinen unter dem Namen der Flüsse, Gläser oder Schlacken bekannt. Die Gleichartigkeit der Masse, und in vielen Fällen auch die Durchsichtigkeit derselben, lassen es durchaus nicht bezweifeln, dafs diese Verbindung nicht eine wahre chemische Mischung sei.

Ganz anders ist das Verhalten bei einem höchst langsamen und verzögerten Erstarren. Das glasige geflossene Anschen ist verschwun- den, statt des muschligen oder des splitiwigen Bruches mit Glasglanz, hat sich ein erdiges Ansehen, ein körniges oder auch ein strahliges Ge- füge mit deutlich warnehmbaren Absonderungsflächen eingestellt, und die vorher durchsichtige oder durchscheinende Masse ist vollkommen undurchsichtig geworden. Alle diese wesentlichen Veränderungen sind ganz allein der Erfolg eines schnelleren oder langsameren FErkaltens. Bei diesen auflallenden Erscheinungen kann es nicht zweifelhaft seyn, dafs die Kohäsionsthätigkeit im ersten Fall dem allgemeinen Verbindungsstre- ben unterlag, und dafs sie erst bei einer langsamen Erstarrung, Verbindun- gen nach hestimmten Mischungsverhältnissen hervorzurufen vermogte.

Alle Erfahrungen lehren ferner, dafs es des flüssigen Zustandes der Körper, zu ihrer chemischen Einwirkung auf einander nicht bedarf. Wenn daher eine durch plötzliches Erstarren erhaltene Mischung nach unbestimmten Verhältnissen, einem Grade der Temperatur ausgesetzt wird, welcher die Masse, ohne sie zum Schmelzen zu bringen, in einen solchen Zustand versetzt, dafs die Kohärenzspannungen so weit aufge- hoben werden, als nöthig ist, damit die Kräfte der Körper zur che- mischen Einwirkung auf einander thätig werden; so würde der Erfolg des anhaltenden Glühens solcher festen Mischungen, mit demjenigen über- einstimmen müssen, welcher erhalten wird, wenn die Mischung aus dem flüssigen Zustande durch höchst langsames Erkalten in den festen über- geht. Es werden sich also durch anhaltendes Glühen dieser, durch plötz- liches Erstarren erhaltenen Mischungen, in einer Temperatur, welche sich jedesmal nach der Beschaffenheit der Mischung richten wird, eben- falls Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhälinissen bilden müs- sen. Und so ist es auch in der That. Das weifse Roheisen und der

30 KAxrsten

harte Stahl, welche durch plötzliches Erstarren der geschmolzenen Ver- bindung aus Eisen und Kohle erhalten werden, ändern sich durch blofses Glühen zu Verbindungen ganz anderer Art um, welche sich durch Farbe, Härte, Festigkeit, Glanz und Gefüge wesentlich von der ursprünglichen Verbindung unterscheiden. Die durch plötzliches Erstarren erhaltene Verbindung von Blei mit wenigem Schwefel, wird durch blofses Glühen eben so in Bleiglanz und in regulinisches Blei zerlegt, als wenn die flüssige Masse höchst langsam erstarrt wäre. — Die glasigen Schlacken ändern sich durch anhaltendes Glühen, in einer oft gar nicht beträcht- lich hohen Temperatur, genau eben so zu matten, erdigen, krystalli- nischen Verbindungen um, als wenn sie in dem noch flüssigen Zustande ganz langsam erkaltet wären.

Also in allen diesen Fällen sehen wir das durch plötzliches Erstar- ven gehemmte Ausbilden von Verbindungen nach bestimmten Mischungs- verhältnissen, durch das blofse Glühen dieser nach unbestimmten Mi- schungsverhältnissen zusammengesetzten Verbindungen, eben so bestimmt und eben so deutlich eintreten, als wenn die flüssige Masse langsam und ruhig erkaltet, und die Kohäsionsthätigkeit, welche jederzeit dem allgemeinen Verbindungsstreben entgegen wirkt, und Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen hervorruft, durch das plötz- liche Erstarren, in ihrer Wirksamkeit nicht gestört oder unterdrückt worden wäre.

Diese Erfahrungen geben einen Aufschlufs über die Veränderun- gen, denen verschiedenen Körper, und ohne Zweifel alle Verbindungen, welche durch plötzliches Erstarren einer Mischung erhalten werden, wo- bei die Kraft der Kohäsion durch das allgemeine Verbindungsstreben unterdrückt ward, durch die Art des Abkühlens nach dem Schmel- zen, oder auch wohl nur nach dem Glühen, in der Farbe, Härte, im Glanz und in der ganzen Textur unterworfen sind. Es ist nämlich ein- leuchtend, dafs eben sowohl wie die nach unbesimmten Verhältnissen zusammengesetzten Mischungen, auch die Mischungen, denen ein ganz bestimmtes Verhältnifs zum Grunde liegt, bei ihrem plötzlichen Ueber- gange aus dem flüssigen in den festen Zustand, dem Mangel an Aus- bildung bestimmter Formen unterliegen können; wobei ungefehr das- selbe Verhältnifs, wie bei den plötzlich erfolgenden pulverigen Nieder-

über die chemische Ferbindung der Körper, 31 schlägen, und bei den langsam sich absetzenden krystallinischen Bil- dungen auf dem nassen Wege, statt finden mag. Solche Mischungen nach bestimmten Verhältnissen sind, in dieser Rücksicht, denen nach un- bestimmten Verhältnissen zusammengesetzten, gleich zu setzen, denn beide stellen eine im eigenthümlichen Sinn des Wortes geflossene Masse dar, aus welcher durch die Kohäsionsthäugkeit, wenn die Umstände ihrer Wirksamkeit günstig sind, erst eine bestimmte Form hervorgehen soll. Der einzige Unterschied zwischen dem Verhalten dieser Mischungen nach bestimmten und unbestimmten Verhältnissen besteht, wie es scheint, nur darin, dafs es ungemein viel schwieriger ist, eine aus unbestimm- ten Verhältnissen zusammengesetzte Mischung, durch langsames Erkal- ten, oder durch das Glühen der plötzlich erstarrten Mischung, auf be- stimmte Formen, die sich durch ausgebildete Krystalle zu erkennen ge- ben, zurück zu führen. Was die Kohäsionsthätigkeit bei Mischungen nach bestimmten Verhältnissen sehr leicht zu bewirken vermag, ist bei Mischungen nach unbesiimmten Verhältnissen oft nur in der Annähe- rung möglich.

Es giebt Fälle, wo sich die Wirkung des schnelleren und des langsameren Erkaltens nur auf eine Veränderung des Kohärenzzustandes allein zu beschränken scheint, und vielleicht witt ein solcher Erfolg auch selbst bei den Mischungen nach bestimmten Verhältnissen ein. Als Bei- spiel dieser Art ist vorhin schon der Schwefel genannt worden; auch der Phosphor zeigt ein ähnliches Verhalten. Wird er bis 50 Gr. Reaum. erhitzt, so bleibt er, bei dem langsamen Erkalten an der Luft, weils und durchsichtig; erkältet man ihn plötzlich im kalten Wasser, so wird er schwarz und undurchsichtig. Aus dem einen dieser Zustände kann man ihn, so oft man will, in den andern übergehen lassen. _— Das unter dem Namen des Arsenikglases bekannte Arsenikoxyd, bildet ein farben- loses, vollkommen durchsichtiges Glas, wenn es beim Sublimiren schnell erkaltet. Es wird weifs, emaillcartig und völlig undurchsichtig, wenn die Abkühlung langsam erfolgt, oder wenn das Glas lange Zeit der Einwir- kung der Luft ausgesetzt ist. Eine Zu- oder Abnahme des Gewichtes findet dabei durchaus nicht statt.

Ungleich häuliger ist aber mit dieser Veränderung des Kohärenzzu-

standes, auch eine Veränderung in den Mischungsverhältnissen verbunden.

39 KArsTen

Das gewöhnliche Glas, diese allgemein bekannte Verbindung, giebt da- von ein sehr nahe liegendes und auflallendes Beispiel. Schnell abge- kühlt ist es im höchsten Grade spröde, wie die Glastropfen zeigen; bei langsamer Abkühlung besitzt es die bekannten Eigenschaften, und wenn die Erstarrung durch anhaltende Erhitzung verzögert wird, so verliert es den Karakter des Glases und wird zu einem Email, oder nimmt wohl gar eine steinartige Struktur an. Eben dieser Erfolg läfsı sich durch das

5 Glühen des Glases hervorbringen, wie schon das sogenannte Reaumursche

5 Porzellan zeigt.

Bei allen diesen Veränderungen bleibt zwar die Mischung dieselbe, aber die Mischungsverhältnisse ändern sich, indem die Kohäsionskraft bei dem verzögerten Erstarren, oder bei dem anhaltenden Glühen thäug werden, und Verbindungen nach besummten Mischungsverhältnissen aus- bilden kann. Deshalb erhalten auch alle Gläser und Flüsse durch lang- sames Eirstarren, oder, welches für den Erfolg immer dasselbe ist, durch anhaltendes Glühen, um so leichter eine steinartige Struktur, je zusam- mengesetzter sie sind, indem dann eine gröfsere Kombination in den Mischungsveränderungen, welche nach bestimmten Verhältnissen erfol- gen können, möglich ist.

Aus IHall’s bekannten Versuchen geht hervor, dafs es blofs von der Arı der Erstarrung abhängt, ob man aus Fossilien von der Trapp- formation und aus natürlichen Laven, durchsichtige Gläser oder un- durchsichuge steinarlige und krystallinische Massen darstellen will, und dafs sich nach Willkühr die Gläser in Steine und die Steine wieder in Gläser verwandeln lassen. — Diese vortrefllichen Versuche, so wie die mit vieler Sorgfalt und zum Theil mit grofser Ausführlichkeit angestell- ten Untersuchungen über die sogenannte Entglasung, von Reaumur, Bose d’Antic, Dartigues, Fleuriau de Bellevue, Watt und Fourmy erhalten, wie es scheint, ihre richtige Deutung erst durch die hier nachgewiesene Ausbildung von Verbindungen nach bestimmten Mi- schungsverhältnissen, wozu es des flüssigen Zustandes der Mischung kei- nesweges bedarf. Dieser leizie Umstand ist es auch, der für die Erklä- rung geologischer Erscheinungen vorzüglich wichtig seyn dürfte, weil man sich die Masse, in welcher Krystalle vorkommen, die schmelzbarer als die Grundmasse, worin sie sich befinden, selbst sind, nicht mehr

über die chemische Verbindung der Körper. 33

flüssig, sondern nur in einem solchen Zustande denken darf, dafs die Kohäsionsthätigkeit das allgemeine Verbindungsstreben in dem Augen- blick ihrer Bildung zu überwinden vermogte. Die von de Dree auf- gestellten, durch Versuche erwiesenen sehr scharfsinnigen Ansichten, welche sich auf eine theilweise Erweichung einer ausgebildeten Verbin- dung beziehen, können, weil sie ein specieller Fall des allgemeinen Er- folgs der Schmelzung und Erstarrung sind, nur zur Erklärung der be- sonderen, auf einen solchen Erfolg gerichteten Erscheinungen dienen. Das Glühen schon erstarrter Mischungen in einem gehörigen Grade der Temperatur, ist in vielen Fällen ein weit wirksameres Mittel, eine Veränderung des Mischungsverhältnisses hervorzubringen, als das mehr oder weniger verzögerte Erstarren der flüssigen Verbindung. Ohne Zweifel ist dies Verhalten so sehr von den Eigenschafsen der auf einan- der wirkenden und der aus dieser Einwirkung entstehenden Körper ab- hängig, dafs sich für jeden besonderen Fall sehr verschiedenartige Er- scheinungen darbieten werden. Ein Beispiel der Verbindungsfähigkeit in ganz unbestimmten und sehr veränderlichen Verhältnissen, geben, un- ter anderen Körpern, das Kupfer und das Zinn. 100 Theile Zinn las- sen sich mit 50, 100 und 200 Theilen Kupfer zu einer Mischung zu- sammen schmelzen, die nicht allein im flüssigen Zustande, sondern auch nach dem langsamen oder plötzlichen Erstarren, vollkommen gleichartig bleibt. Alle drei Verbindungen sind spröde und weifs von Farbe. Ihre völlige Gleichartigkeit läfst keinen Zweifel übrig, dafs sie nicht als wirk- liche chemische Verbindungen des Kupfers mit dem Zinn, also als Ver- bindungen nach ganz unbestimmten Mischungsverhältnissen, auch im erstarrten Zustande zu betrachten wären. Alle diese Mischungen leiden durch Glühen keine Veränderung. Vergröfsert man das Verhältnifs des Kupfers zum Zinn, etwa so, dafs 100 Theile des letzteren mit 400 Theilen des ersteren verbunden sind, so erhält das Metallgemisch, beim höchst langsamen Erkalten im Tiegel, auf der Oberfläche ein ge- stricktes Ansehen und auf der Bruchfläche ein dichtes Gefüge, verbun- den mit einer schmutzigweifsen Farbe und mit beträchtlicher Sprödig- keit. Wird diese Legirung schnell in einer kalten eisernen Form ausge- gossen, so behält sie ihre Eigenschaften, so dafs sie durch langsames oder beschleunigtes Erstarren keiner Mischungsveränderung zu unterliegen

5 Phys: Klasse 1324. E

34 Kırsrten

scheint. Glüht man sie aber in einer die Rothglühhitze erreichenden Temperatur; so hängt es ganz von der Art der Erkaltung des geglühe- ten Gemisches ab, ob es dieselben Eigenschaften wie vor dem Glühen

behalten, oder ob es eine gelbliche, weiche und dehnbare Mischung mit körnigem Gefüge bilden soll. Letzteres ist der Fall, wenn das glühende Gemisch durch Ablöschen im Wasser plötzlich erkaltet wird, wogegen sich die ursprüungliche Verbindung durch. langsames Abkühlen an der Luft wieder herstellt. Wird die Temperatur beim Glühen etwas zu sehr erhöhet, so schwitzen auf der Oberfläche des noch starren Gemisches ganz kleine, silberweifse Perlchen aus, welche indefs bald wieder ver- schwinden, wenn die Erhitzung fortdauert, so dafs das ganze Gemisch in Flufs kommt und die Veränderungen durch das Glühen nicht weiter bemerkt werden können. Diese Erscheinungen beim Glühen sowohl, als die ungleichartige Beschaffenheit der Bruchfläche des plötzlich erkalteten geglüheten Gemisches, deuten darauf hin, dafs die Mischung in der Hitze, welche zum Schmelzen noch nicht hinreicht, ein anderes Mischungsver- hältnifs eingeht, indem sich eine leichtflüssigere, aus mehr Zinn und weniger Kupfer bestehende Verbindung bildet, welche durch langsames Erkalten wieder zerstört wird, durch schnelles Ablöschen im Wasser aber gebildet bleibt, weil die Erstarrung schneller erfolgt, als sich die frühere allgemeine Verbindung beider Metalle wieder herstellt. Bei al- len den Mischungen, welche ein gröfseres Verhältnifs an Zinn enthal- ten, konnten diese Veränderungen durch das Glühen nicht eintreten, weil die zu grofse Leichtflüssigkeit eine Veränderung des Mischungsver- hältwnisses unmöglich machte. Aus demselben Grunde stellte sich auch bei diesem, aus {00 Zinn und 400 Kupfer bestehenden Gemisch, die ursprüngliche allgemeine Verbindung beider Metalle, durch das langsame Abkühlen nach dem Glühen, vollständig wieder her. Diese Mischungs- veränderungen durch die Temperaturunterschiede und durch die Art des Eıkaltens der rothglühenden Massen, erklären zugleich, warum sich diese Metallmischung in Rücksicht ihrer Dehnbarkeit und Hämmerbar- keit in der Rothglühhitze genau eben so verhält, wie nach dem plötz- lichen Erkalten, und warum das langsam erstarrte, so wie das noch nicht bis zum Rothglühen erhitzte Gemisch, spröde sind und sich unter

dem Hammer nicht bearbeiten lassen.

über die chemische Verbindung der Körper. 35

Wird das Verhältnifs des Kupfers zum Zinn noch mehr ver- gröfsert, verbindet man z. B. 100 Zinn mit 1100 Kupfer, — und dies ist das Verhältnifs, welches man gewöhnlich beim Kanonenguth anwen- det, — so bieten sich ganz andere Erscheinungen dar. Bei einem höchst langsamen Erkalten des flüssigen Gemisches erscheint dasselbe dem un- bewaffneten Auge ganz gleicharug; durch das Vergröfserungsglas läfst sich indefs die Ungleichartigkeit auf der frischen Bruchfläche leicht auf- finden und bemerken, dafs sich ein weifses Metallgemisch zwischen den gestrickten Flächen eines röthlichgelben Metallgemisches abgetrennt hat. Die gebohrte, abgedrehte, getriebene, geschliffene und polirte Oberfläche erscheint nur deshalb gleicharug, weil das zähere röthlichgelbe Metall- gemisch durch diese, mit einem mechanischen Ausstrecken derselben verbundene Bearbeitung, das Hervortreten der weifsen, spröden und in kleinen Körnchen eingelagerten Verbindung verhindert. — Bringt man das flüssige Metallgemisch plötzlich dadurch zum Erstarren, dafs man es in schwachen Zainen in einer möglichst dicken, kalten, eiser- nen Form ausgiefst; so erhält man ein durchaus gleichartiges Gemisch, auf dessen Bruchfläche sich durch die stärkste Vergröfserung nichts Un- gleichartiges bemerken läfsı. Die Mischung bleibt also homogen, wie sie es im flüssigen Zustande war. Wird dieser Zain in einer starken Rothglühhitze anhaltend geglüht und im glühenden Zustande plötzlich im Wasser abgelöscht, so behält er seine gleichartige Beschaffenheit; läfst man ihn sehr langsam an der Luft erkalten, so bekommt er die Beschaffenheit der langsam an der Luft erstarrten flüssigen Legirung, d.h. es bilder sich eine weifse, körnige Verbindung aus, welche sich in der überwiegenden Masse einer gestrickten röthlichgelben Mischung eingelagert findet. Dieses langsam erstarrte Gemenge verhält sich beim anhaltenden Glühen auf ähnliche Art. Wird es glühend im Wasser abgelöscht, so ist es durchaus gleichartig; erstarrt es langsam, so behält es seine Ungleichartigkeit bei. Eine aus 100 Zinn und 1100 Kupfer zusammengesetzte Mischung kann also nur in der erhöheten Tempera- tur, nämlich in der Schmelzhitze, oder in einer starken Rothglühhitze gleichartig seyn; sinkt die Temperatur, so bilden sich wenigstens zwei Verbindungen aus, und die so erstarrte Mischung ist ein Gemenge von wenigstens zwei Verbindungen nach besummten chemischen Mischungs-

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verhältnissen, deren Bildung sich durch plötzliches Erstarren verhindern läfsı. Dies Metallgemisch verhält sich beim Glühen also ganz anders als das d’Arcetsche, und diese Verschiedenheit des Verhaltens ist eine Folge des veränderten Verhältnisses des Zinnes zum Kupfer, welches bei der d’Arcetschen Metallkomposition grofs genug war, um mit dem Kupfer in allen Temperaturen vereinigt zu bleiben, in der Glühhitze aber zur Entstehung von zwei Verbindungen Veranlassung zu geben, welche sowohl in der Schmelzhitze, ‘als in der gewöhnlichen Tempera- tur wieder zerstört wurden. Die Metallmischung zum Kanonenguth enthält so wenig Zinn, dafs beide Metalle der Schmelzhitze, ‚oder einer sehr erhöheten Temperatur bedürfen, um mit einander verbunden zu bleiben, und dafs durch Temperaturerniedrigung eine Trennung eintwitt, welche sich nur durch plötzliches Erkalten mehr oder. weniger vollstän- dig verhindern läfst.

Unser metallenes Geschütz ist daher, — eben so wie das gegos- sene eiserne, — keine chemische Verbindung zweier Metalle, sondern ein Gemenge von wenigstens zwei Verbindungen: des 'Kupfers mit Zinn, welche, so zu sagen, mechanisch in einander geflochten sind. Eine aus 100 Zinn und 1100 Kupfer bestehende Mischung, würde also nur dann eine gleichartige Verbindung seyn können, wenn es möglich wäre, das flüssige Gemisch plötzlich zur Erstarrung zu bringen, oder das langsam erstarrie metallene Geschütz einer starken Glühhitze auszusetzen und plötzlich im Wasser abzukühlen. Beides ist aber wegen der grofsen Masse des Gufsstücks unausführbar. Ueberläfst man, wie es nicht an- ders seyn kann, die flüssige Metallmischung der langsamen Abkühlung in der Geschützform; so sollte der Erfolg des Frstarrens für die Be- schaflenheit des Geschützes um so günstiger seyn, d. h. die Metall- mischung sollte um so homogener ausfallen, je mehr die Erstarrung beschleunigt würde. Die Erfahrung zeigt aber das Gegentheil. Der Widerspruch in den Erscheinungen ist indefs nur scheinbar, indem es nicht mehr darauf ankommt, durch plötzliches Erstarren eine homogene Beschaflenheit des Metallgemisches zu bewirken, welche sich bei so star- ken Massen nicht erzwingen läfst; sondern durch ein sehr langsames Erstarren eine möglichst regelmäfsige und gleich vertheilte Nebeneinan- derlagerung der sich ausbildenden Verbindungen hervorzubringen. Ist

über die chemische Verbindung der Körper. 37

daher die Masse, woraus die Gufsform besteht, ein starker Wärmelei- ter; so wird die strengflüssigere Verbindung schnell zum Erstarren ge- ‚bracht und es tritt die sehr belehrende und über den Erfolg. des Erstar- vungsprozesses vieles Licht verbreitende Erscheinung ein, dafs sich, nachdem das Metall in der Form schon erstarrt ist, die aus- gebildete leichtflüssigere Metallmischung in die Höhe begiebt und auf dem sogenannten verlornen Kopf des Geschützes aussprudelt. Statt sich zu senken und durch das Erstarren zusammen zu ziehen, scheint die Metallmischung vielmehr sich auszudehnen, indem sie in der Form in die Höhe steigt. Untersucht man den Zustand eines auf solche Art erstarrten Geschützes, so findet man die Bruchfläche voll Blasen und Höhlungen und das Geschütz ist unbrauchbar. Ein solches ausgequol- lenes Metallgemisch, — welches eine weilse Farbe hat und grofse Sprö- digkeit besitzt, — fand ich aus 21 Zinn und 79 Kupfer zusammenge- setzt, welches, nach den Verhältnifsgewichten von Berzelius, mit ei- nem Gemisch aus 1 M. G. Zinn und 7 M.G. Kupfer fast ganz genau übereinstimmt. — Ist die Formmasse, — wie dies bei der neueren Giefsmethode der Fall ist, — mit eisernen Formkapseln umgeben, so erhitzen sich dieselben nach dem Gufs jedesmal sehr stark, sobald die eben erwähnten Erscheinungen des Aufsteigens der leichtlüssigeren Metallmischung eintreten. Wählt man aber die ältere Formmethode in Lehm, oder bedient man sich beim Kapselgufs einer möglichst wenig Wärme leitenden und dichten, wenig porösen Formmasse; so erhitzen sich die eisernen Formkapseln nicht, das Metall senkt sich und erstarrt ohne dafs ein Aufsteigen der leichtlüssigeren Metallmischung statt fände. Das Metallgemisch wird länger flüssig erhalten, indem es eines drei bis viermal längeren Zeitraumes zum Erstarren bedarf, so dafs das sireng- flüssigere Metallgemisch, im Augenblick der Bildung nicht plötzlich er- starrt, sondern dem leichtflüssigeren Metallgemisch noch Wärme entzieht, wodurch eine regelmäfsige Nebeneinanderlagerung dieser beiden Verbin- dungen herbeigeführt wird. Beide Verbindungen stellen sich auf der frischen Bruchfläche, schon dem unbewallneten Auge, sehr auflallend dar. Die chemische Zusammensetzung der strengflüssigeren Verbindung läfst sich nicht ausmitteln, weil es nicht möglich ist, dies rothe und zähe

Metallgemisch von dem mechanisch eingeflochtenen weifsen und spröden

35 KıAırs TEN

zu trennen. Das letztere kann man aber rein erhalten, indem es sich wegen seiner Leichtflüssigkeit zum Theil in die Formmasse zieht, wenn das strengflüssigere Gemisch schon erstarrt ist, so dafs es von der mecha- nischen Verbindung mit dem letzteren frei bleibt. Dieses weifse, spröde und harte, von den Geschützgiefsern so genannte Krätzmetall, habe ich aus 17,7 Zinn und 82,3 Kupfer zusammengesetzt gefunden, eine Zu- sammensetzung die, nach den Verhältnifsgewichten von Berzelius, mit einem Gemisch aus 1M.G. Zinn und 9M.G. Kupfer ganz genau über- einstimmt. Es bilden sich also leichtflüssige Verbindungen von Zinn und Kupfer nach zwar bestimmten, aber sehr verschiedenen Verhältnis- sen aus, bei denen der Kupfergehalt in dem Grade wächst, wie die Erstarrung beschleunigt wird. In einem solchen Erfolge mögte auch der Grund zu suchen seyn, warum sich, nach den Erfahrungen der Ar- tilleristen, die Stücken von schwererem Kaliber nie so dauerhaft zeigen als die von schwächerem, wenn sie nicht allein aus einem auf dieselbe Art zusammengesetzten Metallgemisch, sondern auch gleichzeitig bei ei- nem und demselben Gufs angefertigt werden. Die Scele des schweren Geschützes ist weicher und erweitert sich daher durch den Gebrauch schneller als die Seele des Geschützes von leichteren Kaliber, weil das Geschütz von schwererem Kaliber beim Gufs eine ungleich gröfsere und weit langsamer erkaltende Masse darbietet, in welcher die durch das langsame Erkalten entstehende leichtflüssige Metallmischung weniger Zinn enthält, folglich weicher ist, als die leichtflüssige Verbindung, welche bei dem schnelleren Erstarren gebildet wird.

So führen also auch diese Erscheinungen zu dem Resultat, dafs nicht allein die Mischungsverhältnisse der entstehenden Verbindungen, in manchen Fällen durch die Temperaturverschiedenheiten bestimmt wer- den, sondern dafs auch schon entstandene Verbindungen, durch blofses Glühen, eine Veränderung ihres Mischungsverhältnisses erleiden können, ohne dafs ein flüssiger Zustand der Mischung, oder die Ent- wickelung gasartiger Stoffe nothwendig erfordert wird.

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IIIINDONNNNIIN

Ueber den Saigerhuttenprozefs.

Ar -Von H"- KARSTEN.

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[Gelesen in der Akademie der Wissenschaften am 19. Februar 1824.]

Schon seit einigen Jahrhunderten wird der Saigerhüttenprozefs, mit unwesentlichen Abänderungen, fast eben so ausgeübt, wie Agrikola, Erker und Löhneys ihn beschreiben. So einfach die Saigerarbeit erscheint, so mögte sie doch zu den schwierigsten und in ihren Grün- den am wenigsten erkannten metallurgischen Operationen zu zählen seyn, und kaum ist es zu glauben, dafs sie einem anderen Umstande als dem Zufall ihre Entstehung verdankt. Die Geschichte des Saigerhüttenbe- triebes vor Agrikola’s Zeit kennen wir nicht und daher läfst sich auch nicht mehr ausmitteln, welche Vervollkommnungen und Verbesse- rungen dieser Prozefs nach und nach erhalten haben mag, bis ihm der Grad von Vollkommenheit zu Theil ward, in welchem wir ihn in der Mitte des sechszehnten Jahrhunderts erblicken.

Der Zweck der Saigerhüttenarbeit ist die Trennung des Silbers von dem silberhaltigen Kupfer, vermittelst des Bieies. Man erreicht ihn dadurch, dafs man das Kupfer mit einer angemessenen Menge Blei ver- bindet und .die entstandene Verbindung auf eine eigenthümliche Weise wieder aufhebt. Das Silber trennt sich dabei vom Kupfer, indem es sich mit dem Blei vereinigt, in dessen Verbindung es im flüssigen Zu- stande, bei einem gewissen Temperaturgrade, das alsdann noch starr bleibende Kupfer verläfst. Es liegt also diesem Prozefs eigentlich die Absicht zum Grunde, den Silbergehalt des Kupfers mit Blei in Verbin- dung zu bringen, weil diese Metallmischung sich durch einen einfachen, aber sehr sinnreichen Oxydationsprozels, der unter dem Namen der

40 KArRrsTeEen

Treibarbeit bekannt ist, leicht aufheben und auf diese Weise das Sil- ber rein darstellen läfst, welches in Vereinigung mit dem ungleich streng- flüssigeren und weniger oxydablen Kupfer uicht geschehen konnte.

Sehr einfach würde der Saigerprozefs seyn, wenn die Verbindung von Blei und Kupfer, in einer Temperatur, welche zum Flüssigwerden des Kupfers noch nicht hinreicht, vollständig wieder aufgehoben wer- den könnte. Die Trennung beider Metalle ist aber nur bis zu einem gewissen Verhälwmifs durch die Saigerung zu bewirken. Einen Theil des in dem abgesaigerten Metallgemisch, oder in dem Kiehnstock zurück- gebliebenem silberhaltigen Bleies, sucht man durch starkes Glühen, un- ter Zutritt von atmosphärischer Luft, oder durch die sogenannte Darr- arbeit zu gewinnen. Ein andrer Theil läfsı sich aber auch auf diese Weise aus dem Kiehnstock nicht abscheiden, sondern der Bleigehalt des abgedarrten Kiehnstocks, oder des Darrlings, mufs durch Einschmel- zen des bleihaltigen Kupfers vor dem Gebläse, oder durch das soge- nannte Gaarmachen, entfernt werden.

Die Entsilberung des Kupfers wird folglich durch die Operatio- nen des Frischens, des Saigerns, des Darrens, des Treibens und des Gaarmachens verrichtet. Bei einer jeden dieser Operationen fal- len Zwischenprodukte verschiedener Art, welche unter dem Namen der Dörner oder Krätzen bekannt sind. Durch sie wird der Saigerhüt- tenprozefs sehr verwickelt und kostbar und seine Ausführbarkeit in öko- nomischer Rücksicht zum grofsen Theil von ihrer zweckmäfsigen Be- nutzung abhängig.

Die Verwandtschaft des Bleies zum Silber scheint, wenn das Re- sultat des Prozesses das Anhalten zur Beurtheilung geben soll, — und das ist es ja, welches bei allen Verwandtschaftserfolgen zum Grunde ge- legt wird, — so bedeutend gröfser zu seyn, als die des Kupfers zum Silber, dafs die letztere fast als verschwindend erscheint. Der Rückhalt an Silber im Kupfer steht daher auch beinahe im Verhälinifs zu der Menge Blei, welche nach dem Darren mit dem Kupfer verbunden bleibt. Sehr silberreiches Kupfer läfst sich deshalb durch eine einmalige Saige- rung nicht entsilbern, vorzüglich weil das Verhälwifs des Bleies zum Kupfer beim Frischen, aus technischen und ökonomischen Gründen, nicht über eine gewisse Gränze hinaus vergröfsert werden darf.

über den Saigerhüttenproze/s. 41

Die theoretischen Gründe worauf der Saigerhüttenprozefs beruht, werden sich bei der Betrachtung der einzelnen Arbeiten, durch welche die Silberscheidung bewirkt wird, besser übersehen lassen.

1. Das Frischen. So heifst die Operation, durch welche die Verbindung des silberhaltigen Kupfers mit Blei bezweckt, und welche in der Regel in einem gewöhnlichen Krummofen verrichtet wird. Dem durch dieses Schmelzen erhaltenen Metallgemisch giebt man die Gestalt von Scheiben, deren Form und Gröfse nicht so gleichgültig sind, als es scheinen könnte. Nur durch die Scheibenform der Frischstücke läfst sich, ohne grofse Schwierigkeit, eine so vollständige Aussonderung des silberhaltigen Bleies durch die Saigerung bewirken, als es die Natur die- ses Prozesses überhaupt zulässig macht. Aber wichtiger noch, als Ge- stalt und Gröfse der Frischstücken, ist das Verhältnifs des Bleies zum Kupfer. Je geringer dieses seyn kann, mit desto gröfserem Vortheil würde der Saigerhüttenprozefs, unter übrigens gleichen Umständen, aus- geübt werden, weil sich mit dem vergröfserten Verhältnifs des Bleies auch die Menge der Zwischenprodukte bei den verschiedenen Arbeiten vermehren mufs. Die möglichst reine Abscheidung des Silbers fordert dagegen die möglichste Vergröfserung des Verhältnisses des Bleies zum Kupfer, weil der Rückhalt an Silber mit dem in den Darrlingen zu- rückbleibenden Blei im Verhältnifs steht. Das Beschickungsverhältnifs beider Metalle würde daher, diesen beiden Rücksichten gemäfs, für je- den einzelnen Fall gewählt werden müssen, wenn nicht ein andrer Um- stand hinzuträte, welcher jenes Verhältnifs noch näher bestimmte. Eine wenigstens hundertjährige Erfahrung hat nämlich gelehrt, dafs die Saige- rung am besten von statten geht, wenn Kupfer und Blei in den Frisch- stücken in dem Verhälwnifs von 3 zu 10, oder auch von 3 zu 11 vor- handen sind, und dafs bei einem bedeutend gröfseren Verhältnifs des Bleies, zu leicht ein Flüssigwerden der Frischstücken herbeigeführt, und bei einem bedeutend geringeren Verhältnifs, wegen der gleich anfäng- lich erforderlichen grofsen Hitze, ebenfalls eine Schmelzung der Frisch- stücken veranlafst werden würde. Obgleich der Erfolg in beiden Fällen, wenigstens bis zu einer gewissen Gränze beider Verhältnisse, keinen che- mischen Grund hat; so bleibt es doch merkwürdig, dafs eine so alte Er-

9?

Phys. Klasse 1824. F

42 KARrsTtEn

fahrung schon das Verhältnifs von 3 zu 10.als das beste kennen gelehrt hat, indem dasselbe ziemlich genau mit den chemischen Mischungsge- wichten des Kupfers und des Bleies übereinstimmt.

Von welcher Art ist aber die Verbindung, welche durch das Zu- sammenschmelzen von Kupfer und Blei, in. dem Verhältnifs ‚von: 3 zu 10 oder zu 11 erhalten wird? ‚So lange sie ‚sich im. geschmolzenen oder flüssigen Zustande belindet,. muls, sie. wegen ihrer völligen Gleicharug- keit als eine vollkommene chemische Vereinigung beider Metalle ange- sehen werden. Eirkaltet sie schnell, wie dies im Stichheerd immer der Fall ist, indem man die Erstarrung des Frischstücks durch Begiefsen mit Wasser zu befördern sucht, so bleibt die Gleichartigkeit der Masse bei. Wird die Erstarrung, unter. Zutritt der atmosphärischen Luft ab- sichtlich verzögert, so tritt eine Ungleichartigkeit der Mischung ein, in- dem sich die Oberfläche bald mit einer Kupferoxydul haltenden und im- mer stärker werdenden Lage von Bleioxyd bedeckt, ein Erfolg, welcher später durch die Erscheinungen beim Gaarmachen seine Erklärung fin- den wird. Durch ein höchst langsames Erkalten der geschmolzenen Masse in bedeckten Tiegeln, scheint zwar wirklich eine weichere , blei- haltigere Verbindung, welche die untere Schicht bildet, und eine här- tere, kupferhalugere, die den oberen Theil des Regulus ausmacht, ge- bildet zu werden; aber das langsame Erstarren der flüssigen Masse al- lein, ist, bei dem Verhältnifs des Bleies zum Kupfer, wie es in den Saigerstücken statt findet, noch nicht genügend, die Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen vollständig auszubilden, weil das Verhältnifs des Bleies zu grofs ist, als dafs sich die Kohäsionskraft des nach bestimmten Mischungsgewichten strebenden Gemisches aus Kupfer und Blei, kräfug äufsern könnte. Es scheint hier dasselbe Verhalten statt zu finden, welches das d’Arcetsche Metallgemisch aus Kupfer und Zinn befolgt.

2. Das Saigern. Was durch langsames Erstarren eines Metall- gemisches, woraus das zu saigernde Frischstück zusammengesetzt ist, nur höchst unvollkommen bewirkt werden konnte, wird ungleich voll- ständiger erreicht, wenn das Frischstück, — wie es beim Saigern der Fall ist, — einer Glühhitze ausgesetzt wird, welche die Kupferschmelz-

über den Sargerhüttenproze/s. 43

hitze noch nicht erreicht. Ob die leichiflüssige Verbindung, welche sich durch die Operation des Saigerns von dem auf den Saigerscharten zu- rück bleibenden strengflüssigeren Metallgemisch trennt, reines Blei, oder ob sie eine, nach bestimmten und unveränderlichen Mischungsgewich- ten zusammengesetzte Verbindung von vielem Blei mit wenig Kupfer ist, ändert in der Erklärung der Erscheinungen welche beim Saigern vorgehen, nichts ab. Immer sehen wir in einem homogenen Metailge- misch, durch das Glühen, zwei Verbindungen sich ausbilden, von denen die eine ungleich strengflüssiger ist als die andere, so dafs sie durch diese Eigenschaft zugleich Veranlassung zur Trennung geben. Die Mög- lichkeit der Trennung setzt aber eine Veränderung in den Mischungs- verhältnissen voraus; die Abscheidung des Dleies, oder vielmehr des kupferhaltenden Bleies, ist also nicht das Wesentliche des Prozesses, sondern ein denselben begleitender und in den Eigenschaften der gebil- deten Mischungen begründeter Erfolg desselben. Dafs er wirklich in der angegebenen Art eintritt, davon kann man sich eine genügende Ueber- zeugung verschaffen, wenn man ein, aus drei Theilen Kupfer und zehn Theilen Blei bestehendes Metallgemisch, in einer eisernen Form zu einem Zain ausgiefst und schnell zur Erstarrung bringt. Das Gemisch ist voll- kommen gleichartig und stellt eine chemische Verbindung beider Metalle dar. Wird dieser Zain sorgfältig in einer anhaltenden Glühhitze erhal- ten, welche noch nicht zureichend ist um das Gemisch zum Schmelzen zu bringen, so ist der Erfolg des Glühens höchst verschieden, je nach- dem der glühende Zain plötzlich oder langsam erkaltet. Beim langsa- men Abkühlen an der Luft, behält er auf der Bruchfläche dasselbe ho- mogene Ansehen, welches er vor dem Glühen besafs. Beim plötzlichen Erkalten (durch Ablöschen im Wasser) zeigen sich auf der Bruchfläche ganz bestimmt zwei verschiedene Metallmischungen , welche sich an der

grauen ‚Farbe sehr deullich unterscheiden lassen. Die

Glühhitze hatte also eine Trennung bewirkt, welche bei der langsamen

rothen undıan der

Abkühlung wieder aufgehoben ward. Diese Trennung tritt folglich vor dem Flüssigwerden der Mischung ein und sie würde sogar verhindert werden, sobald das Gemisch den Zustand der Flüssigkeit erlangt, wenn nicht durch eine besondere Vorrichtung die im flüssigen Zustande sich

F2

44 Kirsten

trennende leichtflüssigere Verbindung, von der strengflüssigeren Metall- mischung entfernt würde.

Das Resultat der Saigerung sind die sogenannten Werke, näm- lich silberhaltiges Blei, welches sich im flüssigen Zustande abgeschieden hat, und die unter dem Namen des Kiehnstocks bekannte Verbindung von Kupfer und Blei, welche sich durch Glühen nicht weiter trennen läfst und im starren Zustande auf dem Saigerheerde zurück bleibt. Die Zusammensetzung der Werke und Kiehnstöcke würde daher über den Erfolg des Saigerprozesses Aufschlufs geben müssen. Von den bei einer und derselben Saigerung niedergeschmolzenen Werken wurden in sieben verschiedenen Perioden, nämlich zu Anfange und zu Ende des Prozes- ses, und aufserdem etwa von dreifsig zu dreifsig Minuten, mit grofser Sorgfalt Schöpfproben genommen, in denen ein ziemlich gleich bleiben- des Verhältnifs des Kupfers zum Blei gefunden ward (!). Dies Verhält- nifs würde am mehrsten. mit einer Verbindung aus zwölf Mischunsge- wichten Blei und einem Mischungsgewicht Kupfer übereinsimmen, einer Verbindung, deren V orhandenseyn gerade nicht sehr grofse Wahrschein- lichkeit für sich hat und daher aus dem Erfolg dieser Untersuchungen nicht mit Zuverlässigkeit angenommen werden darf. Auch der Silber- gehalt der Werke zeigte keine bedeutende Verschiedenheit (?). Beide Erfolge beweisen aber wenigstens, dafs die Scheidung der Metallgemische bei der Saigerung, vom Anfange bis zu Ende derselben, nach einem

(1) Die Zusammensetzung der Werke geht aus folgender Zusammenstellung hervor, in welcher No.1 die zu Anfange, und No.7 die zu Ende der Saigerung gefallenen Werke bezeichnen

N0.4. ; ,N0,25,7., NO... ENOSA 2 N0..5: N 00 NO: Ze EEE ARE I I E NZE Bier. AN ITISHEIRGT NG 97,3 97,6 97,1 97,5 978. Kupfer... 2,2 2,1 2,7 2,3 2,8 218 2,7

(2) Der Silbergehalt (nach Lothen in 200 Pf. Werken) war folgender :

Not, No:2. : No.3. No, 4. No: 5. No. 6. No. 7. ir 2er lab ER, in) MIEHDSEI ED et

10,5 4104651: 2140,:759924.05:75 7 "2057. 10, 8119 '1058%

über den Saigerhüttenproze/s. 45

und demselben Gesetz statt findet, und dafs schwerlich eine mechanisch wirkende Kraft diese Scheidung hervorbringt.

Die Zusammensetzung der Kiehnstöcke sollte freilich, wenn die Saigerung vollständig erfolgt ist, von der Art seyn, dafs sich daraus das bestimmte Mischungsverhältnifs, nach welchem beide Metalle bei der Saigerung streben, erkennen liefse. Es leuchtet aber ein, dafs es schwer- lich gelingen kann, dies Mischungsverhältnifs mit völliger Zuverlässigkeit aufzufinden, weil der Saigerprozefs in jedem Augenblick unterbrochen werden kann und weil diese Unterbrechung in der Ausübung wirklich statt findet, indem die Trennung der letzten Antheile Werke eine sehr ganzen Kiehnstock in Fluss zu bringen, und die Werke durch einen zu grofsen Kupfergehalt zu

grofse Hitze erfordert, bei welcher man den

verunreinigen fürchtet. Dies ist der Grund warum in den von mir un- tersuchten Kiehnstöcken, der Kupfergehalt von 67, 1 bis 75,4 und der Bleigehalt von 32,9 bis 24,6 differirend gefunden ward. Dafs sich bei so abweichenden Verhältnissen kein bestimmtes Mischungsverhältnifs durch Vergleichung der Analysen ausmitteln läfst, bedarf keiner Erwäh- gesuchten be- stimmten Mischungsverhältnifs am mehrsten nähert, in welchem das Ver-

nung; aber es ist klar, dafs sich der Kiehnstock dem

hältnifs des Bleies das kleinste ist. Wäre es erlaubt, auf einer Vermu- thung eine zweite zu begründen, so würde man die wahre Zusammen- setzung eines ganz vollkommen abgesaigerten Kiehnstocks aus zwölf Mischungsgewichten Kupfer und einem Mischungsgewicht Blei anzuneh- men haben. Ein so zusammengesetzter Kiehnstock mülste 21,43 Pro- zent Blei enthalten, so dafs sich das Frischstück bei der Saigerung in zwei Verbindungen zerlegte, von denen die eine aus 12M.G. Blei und 1M.G. Kupfer, und die zweite aus 12 M.G. Kupfer und {M. G. Blei bestände. Ein solcher Erfolg würde zugleich einen schönen Auf- schlufs darüber geben, warum nach uralter Erfahrung, die Saigerung am besten von statten geht, wenn die Frischstücken aus 1 M.G. Blei und 1 M.G. Kupfer zusammengesetzt sind.

Wenn die abgesaigerten Kiehnstöcke im glühenden Zustande mit Wasser begossen werden, lassen sie, bei einem gewissen Grade der Tem-

peratur, aber nicht wenn sie noch zu heifs oder schon zu kalt sind, aber-

46 KAxrsten

mals Werke fallen, so dafs es scheint als ob die Saigerung von Neuem wieder beginnen wollte. Diese Erscheinung ist ganz dazu geeignet, über den Vorgang beim Saigerprozels mehr Licht zu verbreiten. In der zu grofsen Hitze hat sich nämlich eine allgemeine Verbindung von Kupfer und Blei gebildet, welche durch das plötzliche Ablöschen mit Wasser zum Erstarren gebracht wird. Durch die allmälige Abnahme der Tem- peratur konnten sich die bestimmten Verbindungen schon wieder aus- bilden, und wenn der Kiehnstock in diesem Zustande mit Wasser be- gossen wird, mufste die leichtflüssigere Verbindung, beim plötzlichen Zusammenziehen der erkaltenden strengflüssigeren Mischung, mechanisch ausgeprefst werden; eine Wirkung die man deutlich eintreten sieht, wenn man den Vorgang genau beobachtet, indem die Bleikörner recht eigentlich tropfenweise ausschwitzen. Warum dies Ausschwitzen von Werken nicht statt findet, wenn der Kiehnstock schon zu sehr abge- kühlt ist, bedarf der Erklärung nicht; wohl aber mufs es bemerkt wer- den, dafs ein solcher Kiehnstock beim neuen Glühen abermals wieder Werke fallen läfst, welche sich beim langsamen Abkühlen gebildet hat- ten und durch die allmälig erfolgte Erstarrung nicht ausgeprefst wur- den, sondern sich gleichförmig in der ganzen Masse des Riehnstocks verbreiteten. Die Werke welche beim Begiefsen der glühenden Kiehn- stöcke mit Wasser ausgeprefst werden, enthalten 2,9 Prozent Kupfer und sind also etwas kupferhaltiger als die reinen Saigerwerke; indefs kann dieser unbedeutend gröfsere Gehalt auch zufällig seyn. Dies ist um so wahrscheinlicher, als in den Werken, welche beim aberma- ligen Erhitzen der abgesaigerten Kiehnstöcke erhalten werden, bei der Untersuchung ebenfalls nur ein Kupfergehalt von 2, 39 Prozent ge- funden ward.

Diese Erscheinungen geben aber auch zugleich darüber einen Auf- schlufs, warum es nicht möglich ist, die Frischstücke vollständig zu sai- gern, d.h. zu dem bestimmten Mischungsverhältnifs des Kupfers und: Bleies in den Kiehnstöcken zurückzuführen. Die letzten Antheile der leichtflüssigen Mischung erfordern nämlich, zur völligen Trennung, schon eine starke Hitze, weil sie von einer srofsen Menge der strengflüssigen

Mischung umgeben sind. Deshalb wird eine zu schwache Hitze keine

über den Saigerhültenproze)s. 47 Absaigerung ınehr bewirken. Wird die Hitze aber zu sehr verstärkt, so werden die Verbindungen nach bestimmten Mischungsverhältnissen wieder zerstört und es wird dann die Saigerung aus chemischen Grün- den unmöglich.

3. Das Darren. Läfst sich gleich die Gränze nicht genau be- summen, ‘bis zu welcher die Ausscheidung des Bleies aus dem Frisch- stück durch das Saigern noch möglich ist, und beruht es gleich nur auf Vermuthung, dafs die Enıbleiung durch die vollständigste Saigerung nur bis zu einem Bleigehalt des Kiehnstocks von 21, 43 Prozent ge- bracht werden kann; so ist doch so viel gewifs, dafs eine solche Gränze vorhanden ist und dafs der ganze Prozefs des Saigerns schon unter die- ser Gränze durch zu starke Temperaturerhöhung, welche die Schmelz- hitze des Kupfers noch nicht erreicht, gänzlich unterbrochen wird. Wahrscheinlich ist es eine Folge der gegen das Ende der Saigerarbeit zu sehr verstärkten Hitze, dafs die am besten abgesaigerten Kiehnstöcke noch einen Bleigehalt von 24 bis 28 Prozent behalten und dadurch zu einer noch gröfseren Unvollkommenheit des Scheidungsverfahrens, als die Natur desselben schon ohnedies mit sich bringt, Veranlassung ge- ben. Um einen so grofsen Gehalt an Blei, und in demselben Verhält- nifs auch an Silber, nicht zu verlieren, werden die Kiehnstöcke zum Darren abgegeben. So nothwendig es war, die Frischstücken beim Sai- gern mit Kohle zu umgeben und den Zutritt der unzerlegten atmosphä- rischen Luft möglichst abzuhalten; eben so nothwendig ist es, den Kiehnstöcken beim Darren jedes Reduktionsmittel zu entziehen und die Erhitzung durch Flammenfeuer und mit Luftzutritt zu bewirken. Im Darrofen werden die Kiehnstöcke einer ungleich gröfseren Hitze, als auf den Saigerheerden gegen das Ende der Saigerarbeit, ausgesetzt. Nur zu Anfange der Darrarbeit darf das Feuer nicht zu stark seyn, weil die Kiehnstöcke wie vorhin erwähnt, noch Werke fallen lassen, die sich beim Erkalten auf den Saigerscharten in der Masse des Kiehnstocks aus- gebildet hatten. Eine zu schnell gesteigerte Hitze im Darrofen würde durch das Zurückführen zu einer allgemeinen Verbindung, das Schmel- zen des Kiehnstocks bewirken. Erst wenn keine Werke mehr nieder- wopfen, sondern wenn, statt des regulinischen Metalles, ein verkalktes

48 KARSTEN

Metallgemisch, welches den Namen Darrost erhalten hat, in den Darr- gassen häufiger zum Vorschein kommt, kann die Hitze ohne Nachtheil verstärkt werden. Gewöhnlich zeigt sich erst in fünf bis sechs Stunden nach dem erfolgten Anstecken des Ofens, der erste Darrost. Dies OXY- dirte Metallgemisch fliefst, bei starker Hitze und unter geöflneien Zügen in dem Gewölbe des Ofens, neun bis zehn Stunden lang ununterbrochen in den Darrgassen nieder. Dann tritt ein Zeitpunkt ein, wo es sparsamer zum Vorschein kommt. Die Zugöffnungen werden alsdann geschlossen, wodurch die Hitze im Öfen wegen der Verminderung des Lufizuges geschwächt wird, obgleich mit der Feurung in den Darrgassen unun- terbrochen fortgefahren werden mufs. In diesem Zustande des gedämpf- ten Zuges wird der Ofen drei bis vier Stunden lang erhalten. Wäh- vend dieses Zeitraums tropft der Darrost weniger häufig in den Gassen nieder. Sobald er in gröfserer Menge zum Vorschein kommt, werden die Luftzüge im Gewölbe wieder geöflnet, wodurch die Hitze verstärkt und das Abfliefsen des Darrostes befördert wird. Nach Verlauf von sechs bis acht Stunden nach wieder geöflneten Zügen, pflegt keine Ab- sonderung des Darrostes mehr statt zu finden, weshalb die abgedarr- ten Kiehnstöcke, oder die Darrlinge, noch glühend ausgebrochen und in einen mit Wasser angefüllten Sumpf geworfen werden, um durch das plötzliche Ablöschen, die Ablösung des fast im verglasten Zustande sich befindenden Kupferoxyds (Pickschiefers) von der Oberfläche des Darr- lings zu erleichtern.

Die Produkte des Darrens, welche Aufschlufs über den Vorgang bei diesem Prozefs geben sollen, sind also Darrlinge, Darrost und Pick- schiefer. Die verschiedenen Darrlinge welche ich untersucht habe, zeig- ten einen abweichenden Gehalt an Kupfer von 82,7 bis 90,6 und an Blei von 17,3 bis 9, 4 Prozent. Der Darrling ist also keine bestimmte chemische Verbindung von Kupfer und Blei, sondern es hängt von der gröfseren oder geringeren Vollkommenheit ab, womit der Darr- prozefs ausgeübt wird, ob sich das Blei mehr oder weniger vollstän- dig ausscheidet.

Der Pickschiefer ist ein mechanisches Gemenge von regulinischem Kupfer, welches beim Ablösen vom Darrling als eine feine Schaale

über den SargerhüttenprozeJs. 49

am Pickschiefer hängen bleibt, ferner von Kupferoxyd, von Kupfer- oxydul und von Bleioxyd. Das Kupferoxyd ist der überwiegendste Ge- mengtheil und beträgt 60 bis 70 Prozent. Ganz reiner Pickschiefer, welcher beim Ablöschen des Darrlings im Wasser von selbst abfällt, besteht fast ganz aus Kupferoxyd.

Die Zusammensetzung des Darrostes nähert sich im Allgemeinen der eines Silikats, dessen Basen Bleioxyd und Kupferoxydul, nebst et- was Thonerde und Eisenoxydul sind. Er würde eine Verbindung von Bleioxyd mit Kupferoxydul seyn, wenn das in den Darrgassen herab- schmelzende oxydirte Metallgemisch, nicht den Lehm oder Thon, woraus die Ofensohle und Bänke aufgeführt werden, auflösete. Von der ver- änderlichen Beschaffenheit dieses Materials wird also auch die Verunrei- nigung der Metalloxyde im Darrost abhängig seyn.

Um einen vollständigen Aufschlufs über den Vorgang beim Darr- prozefs zu erhalten, mufste nothwendig ausgemittelt werden, wie sich Kupfer und Bleioxyd, so wie Kupferoxyd und Blei, in verschlossenen Thontiegeln, ohne Zutritt von Kohle, beim Zusammenschmelzen verhal- ten würden. Die Versuche welche ich bei sehr abgeänderten Verhält- nissen des Kupfers zum Bieioxyd, so wie des Kupferoxyds zum Dlei angestellt habe, gaben mir das Resultat, dafs Blei und Kupferoxyd, so wie Bleioxyd und Kupfer sich nach einerlei Gesetz beim Zusammen- schmelzen verhalten, dafs sie sich nämlich wechselseitig in der Art zer- setzen, dafs in dem entstehenden oxydirten Gemisch, das Blei sechsmal so viel Sauerstoff als das Kupfer enthält und dafs diesem Gesetz gemäls die Reduktion des Kupferoxyds oder des Bleioxyds theilweise erfol- gen mufs.

Zur Untersuchung des Darrostes sind Proben angewendet worden, welche im Verlauf eines ganzen Darrprozesses, vom Anfange bis zu Ende desselben gesammelt wurden. Weil sich drei Hauptperioden des Prozesses annehmen lassen, nämlich das Darren in den ersten acht bis zehn Stunden bei geöflneien Zügen des Öfens, das Darren in den fol- genden drei bis vier Stunden bei gedämpftien Zügen, und das Darren in den letzten sechs bis acht Stunden, bei wieder geöllneten Zügen, so wurden auch die Darrostproben von diesen drei Stadien besonders

Phys. Klasse 1824. G

50 KaArRrs-TEnN

genommen, und zwar bei einem jeden vom Anfange bis zu Ende dessel- ben (!). Diese Analysen zeigen, dafs das Bleioxyd den gröfsten Bestand- y 5 5 ıheil des Darrostes ausmacht, dafs dasselbe in dem Darrost, welcher bei geschlossenen Zügen des Öfens erhalten wird, in der gröfsten Menge vor- handen ist und das sich der Bleioxydgehalt in dem Darrost vom Anfange bis zu Ende des ersten Stadii, fast in demselben Verhältnifs vermin- a dert, wie in dem Darrost vom Anfange bis zu Ende des letzten Stadii. 5 Der Gehalt an Kupferoxydul steht dabei weder im graden noch im um- l A 5

gekehrten Verhältnifs mit dem Bleioxydgehalt.

Nach diesen Erfahrungen mufs der Erfolg bei der Darrarbeit darin bestehen, dafs sich der Darrost durch die Einwirkung des regulinischen

5 5

Bleies auf das Kupferoxyd bildet, womit sich die Oberfläche der Kiehn-

(1) Darrost von dem ersten Stadio, bei geöffneten Zügen

No.1. No. 2. No. 3.

wre Se ee

Bleioxydns ee ac: 84,2 78,5 76,50 Kupferosydul..... 4,1 7,9 7,88 Eisemosydul- A... 0,4 0,5 0,50 Thöonerde .... 2... 4,1 157 1,80 Kieselerde...... . 10,2 RZ 13,30

Darrost vom zweiten Stadio, bei geschlossenen Zügen

No.1. No. 2.

I er,

Bile nom ydenE pe ee 79,8 89-4 Kuptenor vide ee 3 4,1 Bistenomyidul ec nd. ehe ONE 0,3 Thonerde: ...... ee 1;2 1.0 Kueselkerde as% 2% 5 .uedtke 13,5 9,5

Darrost von dritten Stadio, bei wieder geöffneten Zügen No.1. N0.’2: INo-i3:

en, eo — Biletoxyd. se. une 81,2 78,9 7 Dee Kupferoxydul. 4,3 6,3 7,6 Eisenoexydul...... 0,3 0,5 0,3 TDhonerdes. is... P 1,12 1,8 1,8

Kieselende „1... 1% 13,0 12,5 13,2

über den Saigerhüttenprozefs. 51 stöcke in der starken Glühhitze überzieht. Ein bestimmtes Mischungs- verhältnifs der oxydirten Masse kann aber deshalb nicht hervorgebracht werden, weil die hinzuströmende atmosphärische Luft das oxydablere Metall, — das Blei, — wenn es im Uebermaafs vorhanden ist, auch vor- zugsweise oxydiren wird. Das durch die Einwirkung des Bleies auf das Kupferoxyd sich bildende Metallgemisch, wird, in dem Augenblick des Entstehens, durch den Sauerstoff der Atmosphäre und in vielen Fällen auch zugleich durch die im Uebermaafs vorhandene, durch die Oxydi- rung des Bleies sich bildende Glätte, wieder zerstört und hilft den Dar- rost mit bilden. Das Kupferoxyd, welches sich durch das Blei in Oxydul und in regulinisches Kupfer umändert, ist wirklich vorhanden, wie die Zusammensetzung des Pickschiefers zeigt, der die Oberfläche des Darr- lings bekleidet. Der ganze Prozefs geht also auf der Oberfläche der Kichnstöcke vor und es bleibt nur zu erklären, woher das Blei kommt, welches alle diese Erscheinungen veranlafsı.

Ein vollständig abgesaigerter Kiehnstock stellt eine chemische Ver- bindung des Kupfers mit Blei, nach bestimmten und unabänderlichen Mischungsgewichten dar, welcher durch Glühen kein Blei mehr entzo- gen werden kann. Beim Darren erfolgt also die Verminderung des Blei- gehaltes des Kiehnstocks offenbar nur dadurch, dafs sich das Blei nach und nach an die Oberfläche des Kiehnstocks begiebt, und dort ıtheils durch das Kupferoxyd, welches sich auf der Oberfläche des glühenden Kiehnstocks gebildet hatte, theils durch die atmosphärische Luft oxydirt, und in Verbindung mit Kupferoxydul als Darrost abgeschieden wird. Es erfolgt hier also die Entmischung einer chemischen Verbindung, und sogar einer chemischen Verbindung nach bestimmten Mischungsverhält- nissen, ungeachtet sich diese Verbindung nicht im flüssigen Zustande befindet. Dieser Erfolg läfst sich auf keine andere Weise erklären, als durch das Bestreben des Bleies, sich mit der ganzen Masse des Kupfers in der starken Glühhitze wieder in ein Gleichgewicht zu setzen, sobald dasselbe, durch die Einwirkung einer kräftiger wirkenden Potenz, als es die Verwandstchafiskraft des Kupfers zum Blei ist, auf irgend einem Punkte gestört wird. Die Wirkung des Sauerstoff, unterstützt durch die nach bestimmten Mischungsgewich-

G 2

die Glühhitze, ist stark genug,

52 Karsten

ten zusammengesetzte Verbindung des Kupfers mit Blei, auf der Ober- fläche des Kiehnstocks aufzuheben. Diese Aufhebung zerstört aber das Gleichgewicht in der ganzen Masse, weshalb das Blei dasselbe in der glühenden Verbindung immer wieder herzustellen strebt und auf der Oberfläche des Kiehnstocks stets wieder abgeschieden wird, so dafs der Erfolg die Verminderung des Bleigehalts des Kiehnstocks seyn mufs.

Der Prozefs des Darrens giebt ein überzeugendes und lehrreiches Beispiel von Entmischungen, welche in einer gewissen Temperatur ohne einen flüssigen Zustand der Mischung stau finden können, so wie fer- ner von Verbindungen, welche sich in allen Verhältnissen, selbst in ei- ner nach bestimmten Mischungsgewichten zusammengesezten Mischung, unter gewissen Umständen ausbilden. Betrachtet man genauer die Zu- sammensetzung des Darrostes in den verschiedenen Stadien des Darr- prozesses, so ergiebt sich eine merkwürdige Uebereinsimmung zwischen dem Daärrost vom ersten und vom dritten Stadio. Erwägt man, dafs der Darrost zu Ende des ersten Stadii immer reicher an Kupferoxydul ward, dafs er schon sparsamer niedertropfte und fast ganz zu fliefsen aufhörte; dafs im zweiten Stadio verhältnifsmäfsig nur wenig, aber an Bleioxyd reicherer Darrost erfolgte und dafs im dritten Stadio wieder ein starkes Niederfliefsen von Darrost, von derselben Zusammensetzung wie der vom ersten Stadio statt fand, so mufs man die Ursachen dieses Erfolges darin suchen, dafs sich das Blei aus der Mitte des Kiehnstocks nicht so schnell nach der Oberfläche begeben, oder sich vielmehr nicht so schnell gleichmäfsig in der ganzen Masse des Kupfers vertheilen konnte, um immer Darrost von gleicher Zusammensetzung zu bilden. Das mitt- lere Stadium des Darrprozesses hat also vorzüglich den Zweck der gleich- mäfsigen Vertheilung des zurück gebliebenen Bleies in der ganzen Masse des Kiehnstocks, nnd dient zur Vorbereitung für das dritte Stadium.

Man sollte vermuthen, dafs der Silbergehalt des Bleies nicht mit in den Darrost übergehen, sondern dafs das oxydirte Silber bei der Ein- wirkung des Bleioxyds auf das Kupfer regulinisch wieder hergestellt würde. Die Erfahrung bestätigt diese Vermuthung nicht, indem der Pickschiefer fast zu den silberärmsten Abgängen gehört, welche bei dem

ganzen Saigerhüttenprozefs vorkommen. -Es liegt darin ein neuer Be-

über den Saigerhüttenproze/s. 53

weis, dafs das Silber, bei dem ganzen Prozefs des Saigerns dem Blei folgt und dafs die Verwandtschaft des Kupfers zum Silber im Vergleich zu der des Bleies zum Silber sehr unbedeutend ist.

4. Das Gaarmachen. Diese Operation hat den Zweck, das Kupfer von dem in den Darrlingen zurück gebliebenen Blei zu be- freien. Sie wird dadurch verrichtet, dafs man die Darrlinge in einer Heerdgrube vor dem Gebläse einschmelzt und nach dem erfolgten Ein- schmelzen das Gebläse auf die flüssige Masse wirken läfst. Der Vor- gang bei diesem Prozefs würde sich schwer erklären lassen, wenn nicht die Erscheinungen beim Darren darüber einen vollständigen Aufschlufs gegeben hätten. Das Gaarmachen ist in der That ein vollkommneres Darren, indem die Flüssigkeit der Masse die schnellere Wiederherstel- lung des Gleichgewichts zwischen dem Blei und Kupfer befördert. Wie beim Darren der ganze Entmischungsprozefs auf der Obertläche des Kiehnstocks vor sich ging, so findet er beim Gaarmachen auf der Oberfläche der geschmolzenen Masse statt. Diese bedeckt sich mit Schlacke, welche man durch Abziehen, oder durch ein freies Ablau- fenlassen entfernt. Die Analyse der Gaarschlacken zeigt, dafs sich das Verhälwifs des Kupferoxyduls zum Bleioxyd in allen Perioden der Ar- beit verändert und zu Anfange des Gaarmachens am kleinsten, zu Ende des Prozesses aber am gröfsien ist ('). Die Gaarschlacke nähert sich übrigens in ihrer Zusammensetzung einem Bisilikat. |

Das Uebereinsiimmende des Vorganges beim Gaarmachen mit dem Erfolge beim Darren, lieg am Tage. Nur darin findet eine merkwür-

(1) No.1. ist die Schlacke gleich vom Anfange der Arbeit; No. 2. und 3. sind von zwei mittleren Perioden und No.4. ist nach dem Zuschützen des Gebläses, also nachdem das Kupfer für gaar erkannt war, genommen,

No. 1. !!No.2.° No.3:' No: 4.

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Blerosydwasa a. 20..07,4 62,1 54,8 91,7 1 1

Kupferoxydul ask 6,2 10,4 9,2 9,8 Bisenmoxydulrsrs ie een 1,0 158 1,2 1,2 Thonertletul., ven 3:1 Bu 3,4 BRU Kreselerde 4... 2253 22,9 21,4 23,9

54 KArsrten

dige Verschiedenheit statt, dafs die Gaarschlacke im Vergleich mit dem Darrost sehr wenig Silber enthält. Die Reduktion des mit dem Blei- oxyd verbundenen Silberoxyds, welche in der Darrofenhitze nicht ge- schehen konnte, mufs also in der Schmelzhitze des Kupfers bewirkt, vielleicht auch dadurch veranlafst werden, dafs das oxydirte Gemisch länger auf der Oberfläche der metallischen Verbindung verweilt. Der Silbergehalt der Darrlinge ist also gröfstentheils als verloren zu betrach- ten, weil er in das Gaarkupfer mit übergeht, woraus die Nothwendig- keit eines möglichst vollständigen Abdarrens der Kiehnstöcke zur Ver- minderung des Silberrückhalts in den Gaarkupfern hervorgeht.

5. Das Treiben. Die Scheidung des Silbers vom Blei in den sogenannten Werken, geschieht bekanntlich auf die Weise, dafs die Werke geschmolzen und durch die Wirkung eines Gebläses auf die Oberfläche der geschmolzenen Masse, oxydirt werden, wobei das entste- hende Oxyd steis entfernt wird, bis es sich endlich nicht mehr bildet und der Silbergehalt der Werke rein zurück bleibt.

Man wird sogleich die auflallende Uebereinstiimmung des Gesetzes warnehmen, worauf die Treibarbeit und das Gaarmachen beruhen. Hier beabsichtigt man die Scheidung des Bleies vom Kupfer, dort die des Bleies vom Silber. Hier wie dort findet der Prozefs der Oxydation auf der Oberfläche der flüssigen Masse statt, und in beiden Fällen wird das Mischungsverhältnifs beider Metalle in jedem Augenblick in der ganzen Masse zerstört und wieder hergestellt. Weil aber das Silber ungleich weniger oxydabel ist wie das Kupfer, so geht auch bei der Treibar- beit ungleich weniger Silberoxyd in die Schlacke (Glätie) als beim Gaar- machen Kupferoxydul in die Gaarschlacke geführt wird.

Deutlicher lassen sich die Erfolge bei der Treibarbeit und das Verhalten, welches die Metallmischung dabei befolgt, dann warnehmen, wenn das Verhältwnifs des Silbers zum Blei sehr grofs ist, oder wenn dem Silber die leizien Antheile Blei entzogen werden sollen, wie es beim Feinbrennen des Silbers geschieht. Das Blei oxydirt sich auf der Oberfläche des flüssigen Silbers, zieht als Glätte in die Heerdmasse und stellt in der ganzen Metallmischung immer wieder ein gleiches, sich steis verminderndes Mischungsverhältnifs dar. Befindet sich glühende

über den Satrgerhüttenproze/s. 55

Kohle auf der Oberfläche des flüssigen Metalles, so wird, auch bei der Einwirkung der Gebläseluft, die Abscheidung des Bleies unmöglich, oder das Silber läfst sich alsdann nicht feinbrennen, weil keine Oxydation auf der Oberfläche der Masse vorgehen kann.

Die verschiedenen, bei der Saigerarbeit vorkommenden metallur- gischen Prozesse geben daher sehr interessante, und, wie es scheint, bisher nicht beachtete, wenigstens in ihren Gründen nicht gehörig er- kannte Beispiele, von der Art und Weise, wie Mischungen und Ent- mischungen in der erhöheten Temperatur unter gewissen Umständen erfolgen. Es leuchtet aus dem Vorgetragenen aber auch ein, wie un- richtig die gewöhnliche Ansicht ist, die Operation des Darrens als eine Fortsetzung des Saigerprozesses zu betrachten. Beim Saigern soll eine chemische Verbindung nach unbestimmten Mischungsverhältnissen, durch das Glühen, zu Verbindungen nach bestimmten Mischungsgewichten zu- rück geführt; beim Darren hingegen soll eine chemische Verbindung nach bestimmten Mischungsverhältnissen, durch Glühen, unter Zutritt der atmosphärischen Luft, mehr oder weniger vollständig entmischt werden.

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Versuche und Beobachtungen über den Einflufs der Düngungsmittel, auf die Erzeugung der nähern Bestandtheile der Getreidearten. Von v

H”- SIGISM. FRIEDR. HERMBSTÄDT.

RIVER [Gelesen in der Akademie der Wissenschaften am 22. Juli 1824.]

Einleitung.

n; Pflanzen sind, gleich den Thieren, organische belebte Geschöpfe; sie müssen daher auch in den Funktionen, welche von ihrer Lebensthä- tigkeit abhangen, mit den Thieren mehr oder weniger übereinkommen. Gleich den Thieren sind die Pflanzen mit eigenen, unter sich selbst verschiedenen Organen begabt; und diese sind dazu bestimmt, diejenigen Verrichtungen derselben, im lebenden Zustande, auszuüben, ohne welche ihre Gesundheit, ihr Gedeihen, ihre Massenerweiterung und ihre Frucht- barkeit nicht möglich seyn könnte.

Der Keim zur künftigen Pflanze ist im befruchteten Samenkorn derselben gegeben. Pflanzen, welche nicht des Samenkorns zu ihrer Ver- vielfältigung bedürfen, sondern durch Blätter und Stecklinge fortgepflanzı werden können, wie die Cactusarten, die Stapelien u. s. w., ja selbst mehrere Stauden-, Strauch- und Baumgewächse, scheinen einen polypenartigen Karakter zu besitzen.

Bei denjenigen Pflanzen, welche nur allein aus Samen fortgepflanzt werden können, bedarf das Samenkorn derselben reizender Potenzen zur Belebung und Entwickelung des schlafenden Keims, wenn er zur Pflanze ausgebildet werden soll. Ist aber die Belebung und erste Entwickelung

Phys. Klasse 1824. H

55 Henusstäpr über den Einflufs der Düngungsmilttel

des Keims erfolgt: dann bedarf derselbe die ihm angemessenen Nahrungs- mittel zur fernern Ausbildung und Gestaltung der einzelnen Organe, die den Habitus der Pflanze begründen.

Das Samenkorn der Pflanzen zeigt eine grofse Uebereinstimmung mit dem Ei eines Vogels. Im Ei des Vogels bemerkt man, von Aufsen nach Innen betrachtet: 1. die harte aber poröse Schale; 2. das Ei- weifs, welches durch eine dünne Haut von der äufsern Schale ge- trennet ist; 3. den Eidotter, wieder mit einer dünnen Haut umgeben; 4. den Keimpunkt in dem Dotter eingeschlossen, aus welchem das werdende Geschöpf sich gestaltet.

Beim Ei des Vogels sind: 1. vorausgegangene Befruchtung dessel- ben; 2. eine Temperatur von 28 bis 30 Grad Reaumür; 3. Einwir- kung der atmosphärischen Luft, unerläfsliche Potenzen, ohne welche die belebende Entwickelung und körperliche Ausbildung des Embryo nicht erfolgen kann.

Bringt man ein befruchtetes frisches Hühner-Ei in einem Ge- fälse mit ausgekochtem desullirten Wasser übergossen, und mit einem zweiten Gefäfs überstürzt, unter die Glocke einer Luftpumpe, so wird, nach dem Mafse der Verdünnung der äufsern atmosphärischen Luft, eine bedeutende Menge gasförmiger Flüssigkeit aus den unsichtbaren Poren der Eierschale entwickelt.

Bringt man das seiner Luft beraubte Ei auf den vorigen Zustand der Trockenheit, so erscheint solches bedeutend im Gewicht vermehrt: der Raum der ausgetretenen Luft ist also durch eingedrungenes Wasser ersetzt worden.

Wird ein solches der eingeschlossenen Luft beraubtes Ei einem brütenden Huhn untergelegt, so wird das Embryo zwar entwickelt; es witt aber nicht in das wirkliche Leben, kann also auch nicht ausge- brütet werden.

Die auf jenem Wege aus dem Ei entnommene Luft zeigt, durch die eudiomeirische Prüfung, mittels dem Voltaschen Eudiometer, nur sechs Procent Sauerstoffgas;'das übrige ist Stiekstoffgas mit einer unbedeutenden Menge kohlenstoffsaurem Gas gemengt.

Eier, die aufserhalb: mit einem Firnifs überzogen und dadurch der von aufsen einwirkenden Luft beraubt worden sind, können nicht aus-

auf die Bestandthelle der Pflanzen. 59

gebrütet werden; wie unser verehrter College Erman bereits vor meh- reren Jahren bewiesen und ich durch vielfälüige Versuche bestätigt ge- funden habe.

Das Embryo im Ei wird auf solche, Weise zwar entwickelt, tritt aber nicht in die lebende Ausbildung. Wärme allein ist also zur be- lebten. Entwicklung des Embryo nicht hinreichend; sondern das Leben bedarf einer Mitwirkung der Luft von Aufsen nach Innen. Dafs die Respiration des Geschöpfes, innerhalb dem Ei, hierdurch begründet wird, ist wohl keinem Zweifel unterworfen.

Untersucht man Hühnereier, in verschiedenen Zeiträumen, wäh- rend dem Bebrüten derselben: so siehet man den Dotter sich immer mehr vermindern, während das Eiweifs in eine dem Blute analoge rothe Flüssigkeit umgewandelt wird.

Der Dotter; vermindert sich in dem Mafse, als die Ausbildung des jungen Geschöpfes im Ei vorschreitet. Zwei Tage vor seinem Durch- brechen durch die Schale, ist von dem Dbotter nichts mehr zu bemer- ken. Der Dotter scheint also die ersie Nahrung darzubieten, die dem Embryo, nach dem Eintritt ins bewegliche Leben, auf einem nicht weiter bekannten Wege, zugeführt wird; bis selbiges Kraft und Selbst- thätigkeit genug bekommt, die äufsere harte Schale des Eies zu durch- brechen, um in das freie Leben eintreten zu können.

Die gröfste Aehnlichkeit mit den Eiern der Vögel, besitzen die Samenkörner der so genannten Oelpflanzen. Bei diesen findet sich jedes einzelne Samenkorn, von Aufsen nach Innen zu untersucht, bestehend aus: 1. einer mehr oder weniger harten porösen Schale; 2. einer unter derselben liegenden, dem geronnenen Eiweifs ähn- lichen, zum Theil mit Oel durchdrungenen hautartigen Substanz; 3. im Mittelpunkte des Samenkorns, einer mit wenigem geronnen Pflan- zen-Eiweifs gemengten Fettigkeit, in der 4. der Keimpunkt eingehüllet ist. Alle diese Materien sind mit einem leicht säuerbaren Schleim durchdrungen.

Statt dafs die Schale der Vogeleier eine Verbindnng von kohlen- stoffsaurem und von phosphorsaurem Kalk, mit verhärtetem Ei- weifs ausmacht, ist die äufsere Schale der Pflanzensamen mit Harz

H2

60 Henmsstäpr über den Einflufs der Düngungsmittel

und ätherischem Oel durchdrungen, welche Materien einen Schutz vor äufsern zerstörenden Einwirkungen gewähren.

Weniger Aehnlichkeit mit den Eiern der Vögel besitzen die Sa- menkörner der Getreidearten und der Hülsenfrüchte. Bei diesen findet sich, unter der äufsern mit vielem Schleim durchdrungenen Schale, der innere Kern, aus einem Gemenge von Amylon, von Kleber (Tritiein) und Eiweifs gebildei. Der abgesondert darin vorhanden lie- gende Keimpunkt, enthält ein daraus scheidbares fettes Oel. Das Ganze, besonders die Schale und der mehlreiche Kern, sind mit Phosphorsäure und phosphorsaurem Kalk mehr oder weniger durchdrungen.

Bringt man frische gesunde Samenkörner in destillirtes Wasser, so dafs sie vollkommen damit bedeckt und von der äufsern einwirkenden Luft abgeschnitten sind: so quellen sie auf, der Keim wird entwickelt, aber er stirbt bald ab, und das Ganze geht in wenig Tagen in eine stinkende Jauche über.

Ist das Samenkorn hingegen nur so weit mit Wasser in Berührung gebracht, dafs drei Viertheile desselben über dem Wasser hervorstehen, also mit der äufsern Luft Gemeinschaft haben: so wird das Wasser sehr bald eingesaugı, der Keim entwickelt sich nach oben, die Wurzel nach unten, die junge Pflanze wächst empor; sie bilder endlich Zweige und Blätter, kommt selbst zur Blüthe; aber sie wird nie fruchtbringend.

So wie die junge Pilanze sich mehr ausbildet, bedarf sie eine Zeitlang blofs des Wassers und der Luft, um fort zu wachsen; aber der Wachsthum läfst nach, ‘wenn, unter einer gläsernen Glocke einge- schlossen, das Sauerstoffgas der darin enthaltenen. atmosphärischen Luft absorbirt worden ist.

Wird jene Operation im reinen Stickstoffgas, unter einer glä- sernen Glocke eingeschlossen , veranstaltet, so kommt der entwickelte Keim nicht zur Ausbildung. ‘Wird die Operation in atmosphärischer Luft veranstaltet, so bleibt ihr Gehalt an Stickstoffgas unverändert; das Sauerstoffgas verschwindet dagegen ganz, es wird kohlenstoff- saures Gas erzeugt, dessen Volum genau eben so viel beträgt, als das des verloren gegangenen Sauerstoffgases.

auf die Bestandtheile der Pflanzen. 61

Es ist also keinem Zweifel unterworfen, dafs der Sauerstoff der atmosphärischen Luft hier als eine Potenz für die Belebung, dieEntwickelung und die fernere Ausbildung des Keims zur Pflanze, eine wichtige Rolle gespielt hat.

Da aber in trockner Luft allein keine ‚Entwickelung des Keims möglich ist; da hiezu die Mitwirkung des Wassers erfordert wird; da er ferner auch, ohne Mitwirkung der Luft, blofs unter reinem Wasser, zwar entwickelt wird, von nun an aber, ohne Mitwirkung der Luft, sich nicht ferner zur Pflanze ausbilden kann; so folget hieraus: 1. dafs anfangs ein Theil des vom Samenkorn eingesaugten Wassers zerlegt wird; 2. dafs der Sauerstoff desselben den zureichenden Grund von der erstern belebten Entwickelung des Keims enthält. Ist aber der Keim einmal belebt und entwickelt, dann bedarf er der Mitwirkung des Sauer- stoffes also der Atmosphäre; und nun erst erfolgt ein Prozels der Respiration, der Sauerstoff wird eingesaugt und als kohlenstoff- saures Gas exspirirt; dagegen eine Exhalation von reinem Sauerstoff- gas, wie bei Pflanzen die in der Erde wachsen, hier noch nicht statt findet.

Alles dieses giebt einen Beweis, dafs so wie das belebte und ent- wickelte Geschöpf aus dem Keim im Ei des Vogels, anfangs unter Mitwirkung der‘ Luft von Aufsen her, von dem Dotter des Eies ge- nähret wird; so auch der Keim Jdes Samenkorns seine erste Nah- rung aus einer dem Eidotter sehr analogen Substanz eninimmt, welche den Keim im Samenkorn einhüllet.

Von nun an aber und zwar so bald als die junge Pflanze die Sa- menlappen verloren hat, bedarf sie organischer Materien zur Nahrung. In dem Mafse dafs ihre Organe ausgebildet sind, nämlich: Wurzel, Stamm und Blätter, treten nun in die ihnen zukommenden Funktio- nen ein, die zur gröfsern körperlichen Ausbildung der ganzen Ptlanze, so wie zur Erzeugung der Blüthe und der daraus hervorgehenden Frucht erfordert werden ;: wozu alle einzelne Organe derselben , unter Mitwirkung der mit organischen Materien (d. i. mit Humus) durch- drungnen Erde, des Wassers und der Atmosphäre, unter einflufs- reicher Thätigkeit des Lichtes und der Wärme, in Wirksamkeit ge- setzt werden.

62 Herusstänn über den Einflufs der Düngungsmittel

Es ist hier nicht meine Absicht, über dasjenige mich weiter aus- zulassen, »was über das Däseyn ‚der. chemischen Elemente der Pflanzen und‘ deren: Abstammung, durch die Herren Sennebier, Thenard, v.Saussüre, Schrader, Decandolle,: Woodhouse, Wahlenberg, Einhof, Bracconot, Brown, Chaptal, Humphry Davy und un- sern trefflichen Collegen. Alexander v. Humboldt, gedacht, gesagt und vielfälug niedergeschrieben worden ist, und wodurch sie die Grund- lage zu einer naturgemäfsen Physiologie der Pflanzen gelegt haben, deren weitere Ausbildung rasch vorschreitet. Ich halte mich vielmehr allen an den Hauptgegenstand: dieser Abhandlung, der im Folgenden bestehet:

Versuche über den Einflufs der Düngungsmittel auf die Bildung der nähern Gemeng- und Bestandtheile der Getreidearten.

Wenn ich hier von den nähern Bestandtheilen oder vielmehr Gemengtheilen der Pflanzen überhaupt und der Getreidearten insbesondere rede: so begreife ich, darunter diejenigen, sowohl in der Form als in den chemischen Qualitäten verschieden gearteten Materien, welche in den Pflanzen und deren einzelnen Zweigen, in be- sondern Organen derselben abgelagert gefunden werden; wie in der Wurzel, dem Stamm, dem Splint, der Rinde, den Blättern, der Frucht u.s.w. und sich, wie bei den Thieren, bei einer grofsen Anhäufung in ihnen entweder freiwillig daraus ergiefsen ; oder durch eine zweckmäfsige mechanische Zergliederung (wie das Amylon und die fetten Oele), oder eine chemische Zergliederung derselben (wie Gummi, Schleim, Kleber, Firnifs, Zucker, Harz, ätherischen Oel u.s. w.) daraus dargestellt werden können.

Dafs jene Materien als Erzeugnisse des Lebens und der organischen Thätigkeit der Pflanzen anerkannt werden müssen, wird wohl Niemand leugnen! Wie solche aber gebildet werden? welchen Einflufs auf ihre Erzeugung die Individualität der Pflanze selbst hat? welchen Einflufs die ihr, in Form des Düngers, dargebotenen Nahrungsmittel dar-

auf die Bestandtheie der Pflanzen. 03

auf. haben? dieses sind Fragen, welche zur Zeit noch nicht mit Be-

stimmtheit gelöset worden sind.

In einer frühern der Akademie mitgetheilten Abhandlung (über den Instinkt der Pflanzen (‘)), habe ich gezeigt, dafs Pflanzen ei- nerlei Art, in welchem Boden sie auch gewachsen sind, der Qualität nach, auch immer nur einerlei Gemengtheil produeiren; dafs hingegen, individuell verschieden geartete Pflanzen, in einerlei Boden von gege- bener Grundmengung kuluvirt, in der Qualität ihrer Gemengtheile und Bestandtheile auch wieder eben so verschieden sind.

Da aber die nähern Gemengtheile und Bestandtheile der Pflanzen, nicht als solche, aus den verschiedenen Materien aufge- nommen werden können, in und durch welche die Pflanze lebt und genährt wird; da jene Materien vielmehr in ihren elementaren Bestand- theilen und deren proportionellen Verhältnissen, eben so sehr von ein- ander abweichen, als sie, in der Form und den chemischen (Qualitäten von einander verschieden sind: so müssen es die eigenthümlichen ein- fachen Elemente seyn, welche die Pflanze, als nährende Mittel auf- nimmt und sie, durch den Prozefs der Assimilauion, in diejenigen Sub- stanzen umwandelt, welche sich als wahre Gemengtheile derselben reprä- sentiren. Es entstehen daher folgende Fragen:

4. Können die nährenden Materien, welche den lebenden Pflanzen. in Form des Düngers, dargeboten werden, entweder ganz, oder in ihre einfachern Elemente aufgelöst, in die Organe der Pflan- zen übertreten ?

2. Können sie zur Erzeugung der nähern Gemengtheile in den Or- ganen der Pflanzen beitragen ?

3. Kann die Quantität jener Gemengtheile der Pflanze, durch die vermehrte Masse der zu ihrer Erzeugung geeigneten ‘Elemente, in der Pflanze vermehrt werden?

4, Läfst sich aus der Erfahrung wie solches die Wechselwirthschaft begründet, eine und eben die-

etwas für die Erfolge ableiten, dafs,

selbe Getreideari, wenn sie mehrere Jahre hinter einander in dem-

(1) Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften, aus den Jahren

1812 und 1813. S. 107.

Henusstäpr über den Einflufs der Düngungsmitel

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selben Boden gebauet wird, im Ertrage der Frucht mit jedem Jahr abnimmt; dagegen bei einem hintereinander folgenden Wechsel von verschiedenen Getreidearten, noch besser aber von Körner-, Wurzeln und Knollengewächsen, ein höherer Ertrag des Ge- treides erzielet wird.

Jenes waren die Aufgaben, die.ich, durch eine Reihe von Ver- suchen zu lösen gesucht habe, und deren Resultate ich hier vorlege. Sie scheinen mir wichtig genug zu seyn, um sowohl der Pflanzen- Physiologie als der Agronomie einige bedeutende Aufklärungen dar- bieten zu können, die weiter verfolgt zu werden verdienen.

Eine chemische Zergliederung der, Getreidekörner, nämlich Weizen, Roggen und Gerste, rücksichliich ihrer nähern Gemeng- theile, führt stets zur Erkenntnifs vom Daseyn des Amylons, desKle- bers, des Pflanzeneiweifs, des Schleimzuckers, des Gummi, des sauren phosphorsauren Kalks, und einer geringen Menge Feutig- keit, die vorzüglich im Keimpunkte ihren Sitz hat.

Während jene Materien, der Qualität nach, in allen Getreidear- ten ohne Unterschied vorkommen, sind solche im quantitativen Verhält- nils, selbst bei einer und derselben Getreideart, oft sehr verschieden ; und dieser Unterschied findet sich ganz besonders in der besondern Na- tur des Düngers begründet, welcher dem Acker zur Nahrung dargebo- ten wurde.

So steigt z.B. der Gehalt des Klebers (des Tritiein’s) im Weizen von einerlei Art, oft von 12 bis zu 36 Procent, je nachdem derselbe mit der einen oder der andern Art Dünger kultivirt worden war; folg- lich ist der Einflufs welchen der Dünger auf die Erzeugung des Tritiein’s im Weizen hat, dadurch völlig aufser Zweifel gesetzt.

Anmerkung. Der sehr achtbare französische Agronom Herr Tessier, hat bereits im Jahr 1791 eine Reihe von Versuchen angestellt, um die Wirkungen des Düngers auf die Erzeugung des Klebers im Weizen zu erforschen, indem er ihn mit Schaafmist, mit Ziegenmist, mit Pferdemist, mit Kuhmist, mit Menschen- koth, mit Taubenmist, mit Menschenharn, mit Rindsblut und mit Pflanzenerde kultivirte. Er hat aber das Versehen dabei begangen, dafs er die Massenverhältnisse jener Düngerarten

auf die Bestandthelle der Pflanzen. 65

nicht auf den Zustand der atmosphärischen Trockenheit redueirt und die Anwendung gleich grofser Massen derselben, im gleichen Zustande der Trockenheit gebraucht hat: daher die Resultate seiner Versuche, so interessant sie übrigens auch sind, dennoch keine gegründete Folgerung zulassen.

Meine eigenen über denselben Gegenstand angestellten Versuche gehen von demselben Gesichtspunkte aus, den Herr Tessier vor Au- gen hatte; ich habe im Ganzen auch dieselben Düngerarten in Anwen- dung gesetzt. Um aber zu genaueren Resultaten zu gelangen, wurden sie sämmtlich vorher auf einen gleichen Zustand der Trockenheit gebracht, und für eine gegebene Fläche Ackerland auch immer nur eine gleich grofse Gewichtsmasse des trocknen Düngers in Anwendung gesetzt.

Der Boden, in welchem meine Versuche angestellt wurden, ist sandiger Lehm. Er wurde in einzelne Beete abgetheilt, jedes zu hundert Quadratfufs Flächenraum. Jedes einzelne gedachter Beete wurde mit 25 Pfund der folgenden, auf einen gleichen Zustand der Trocken- heit gebrachten Düngerarten gedüngt, der Dünger unter gegraben, welches im October geschahe, und das so vorbereitete Land bis zum Monat Fe- bruar des folgenden Jahres in Ruhe gelassen. Die Düngerarten selbst bestanden, in 1. Schaafmist; 2. Ziegenmist; 3. Pferdemist; 4. Kuhmist; 5. Menschenkoth; 6. Taubenmist; 7. Menschen- harn; 8. Rindsblut; 9. Pflanzenerde.

Anmerkung. Die Kotharten waren rein ohne Vermengung mit Streu- mitteln gesammelt und in einem mit Dämpfen geheizten Trocken- ofen, bei einer Temperatur, die 70 Grad Reaumur nicht überstieg, ausgetrocknet worden; eben so die Pflanzenerde. Das Blut und der Harn wurden gelinde abgedünstet, und zuletzt bei der- selben oben genannten Temperatur, vollends ausgetrocknet.

Im Anfang des Märzmonats wurden sämmtliche Beete aufs Neue umgegraben, und nun mit einerlei Art Sommerweizen, in Reihen, besäet. Jedes einzelne Beet erhielt 16 Loth Samenkörner zur Aussaat. Ein gleiches im Herbst und im Frühjahr umgegrabenes Beet von derselben Bodenart, wurde mit demselben Weizen besäet, ohne Düngung empfangen zu haben.

Phys. Klasse 1824. i

66 Henmsstäor über den Einflufs der Düngungsmittel

Der Same ging auf allen Beeten gleichförmig auf, und die Aehren konnten von alien im Ausgang des Augusts geerntet werden. Hier zeigte sich aber, sowohl in der Länge und Dicke der Halme, als auch in der Ausbildung der Aehren so wie der Zahl der darin ent- haltenen Körner, ein merklicher Unterschied.

Nach dem Ausdreschen des Ertrages von jedem einzelnen Beete, ergaben sich folgende Resultate. Es wurde gewonnen an Körnern:

a) Von dem mit Schaafmist gedüngten Beete 6 Pfund; also das zwölfte Korn.

6) Von dem mit Ziegenmist gedüngten, eben so. viel.

c) Von dem mit Pferdemist gedüngten (sie wurden mit Hafer genährt), 5 Pfund, also das zehnte Korn.

d) Von dem mit Kuhmist gedüngten 34 Pfund, also das siebente Korn.

e) Von dem mit Menschenkoth gedüngten 7 Pfund, also das vierzehnte Korn.

f) Von dem mit Taubenmist gedüngten 44 Pfund, also das neunte Korn.

8) Von dem mit trocknem Menschenharn gedüngten 6 Pfund, also das zwölfte Korn. (Er war von Bier trinkenden Personen ge- sammelt.)

h) Von dem mit trocknem Rindsblute gedüngten 7 Pfund, also das vierzehnte Korn.

!) Von dem mit Pflanzenerde gedüngten (sie war aus verwese- tem Kartoffelkraut gewonnen), 24 Pfund, also das fünfte Korn.

k) Von dem nicht gedüngten Boden 14 Pfund, also das dritte Korn.

In Rücksicht der Vermehrung: des Körnerertrags, kommt also die Wirkung der gebrauchten Düngungsmittel in folgender Ordnung zu stehen: 4. Blut; 2. Menschenkoth; 3. Schaafmist; 4. Ziegen- mist; 5. Menschenharn; 6. Pferdemist; 7. Taubenmist; 8. Kuh- mist; 9. Pflanzenerde.

Es kam nun darauf an, durch eine genaue Zergliederung der von jedem einzelnen Düngungsmittel geernieten Samenkörner zu unter-

auf die Bestandthelle der Pflanzen. 67

suchen, wie sich die Gemengtheile derselben ina proportionalen Ver- hältnifs gegen einander verhalten würden; und hier fand sich in der That der Unterschied über alle Mafsen auffallend.

Die nicht wenig umständliche Zergliederung jener zehn Sorten des geernteien Weizens ist von mir nach derselben Meıhode veran- staltet worden , welche ich früher (!) mitgetheilt habe, daher ich mich hier darauf beziehe.

Hier begnüge ich mich blofs, die Resultate der jetzigen Zergliede- rungen mitzutheilen.

1. 5000 Gewichtstheile des mit Rindsblut kultivirten Weizens haben geliefert:

Natürliche Feuchtigkeit... .... .... 215 Theile. Hülsensubstanz 2: 2.:-.2..2.0...s. 695 _ Kleber oder Tritien. ......... ea — Amylon eher ee 2000 _ Getreide-Vel ii... 2:4 200004 45 — IEsverlssen daR. fen EN 53 = Schleimzucker . .... 2.222.222 020. 94 —. 110.2. 92 — Sauren phosphorsauren Kalk... ... 26 — Verluste en ar ee 3 — 5000 _

2. 5000 Gewichtstheile des mit Menschenkoth kultivirten Wei- zens haben geliefert:

Natürliche Feuchügkeit. , „a... .... 2 217 Theile. Hiilsensubstanzi nee 0 a ee aa 700 — Kleber oder Tritien. .... 2. .... 1697 — Amylon a... RE BER — Gerede een 55 — Iaweils verbunden. See SE 015, —_ Schleimzucker ....... 2... 2.2.2.0. 80 — Emm. re re s0 —

(1) Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften aus den Jahren 1816 und 1817. Berlin 1819. S. 39. w.Äf. I 2

68 Hermsstäor über den Ein ufs der Düngungsmittel

Sauren phosphorsauren Kalk era: 30 Theile. Verlust :. . us. zuge. vfnıker, ; 4 eur 5000 zu

3. 5000 Gewichtstheile des mit Schaafmist kultivirten Weizens haben geliefert ::

Natürliche Feuchtigkeit... ...... ;. 214 Theile. Hülsensubstanz. ..... FR AR RN FRE BE 698 nn Kleber oder Zritiein »'. „1... „. nn 1645 Zn Ayla 2%. een een 2140 — Getreide Od. „alhan!t Sie mir aus, 54 _ Eiwells:. ze AB ae ee 65 — Schleimzucker .......:... la 75 _ ln BER AN ARE ee 78 —_ Sauren phosphorsauren Kalk ...... 36 = Verlust, Be ee 4 _ 5000 _

4. 5000 Gewichtstheile des mit Ziegenmist kultivirren Weizens haben geliefert:

Natürliche Feuchtigkeit... ........ 215 Theile. Hülsensubstanz.».. ..: 22 Bo 2 2: 714 — Kleber oder Tritiein. 222.2 222... 1644 — Amylony Ma. Sean ee an N — Getreide-Oel i:13:13202 21.80 2. Hr 45 _ Eesti sen ne bau laN— Schleimzueker ......... u... 75 -_ Ca N er 78 — Sauren phosphorsauren Kalk... .... 35 _ Verlust STE 2 ee ER 4 = 5000 _

5. 5000 Gewichtstheile des mit Menschenharn kultivirten Wei- zens haben geliefert :

Natürliche Beuchliekeit.;.» . . --: 250 Theile. Hülsensubstanz.. . . . 2 .., . al 7112 — Kleber oder Tritiein . 2 cc. 1755 —

auf dıe Bestandtheille der Pflanzen. 69

Getrele- OA 54. Theile. Pflanzen-Eiweils. :.. 22.222000. 70 — Schlemmzucker + ...42.43 1.2 wm 9 74 = Gummi ..:... a rn so 2x Sauren phosphorsauren Kalk ....... 40 wu ER 7 EN 5 — 5000 _

6. 5000 Gewichtstheile des mit Pferdemist kultivirten Weizens haben geliefert:

Natürliche Feuchtigkeit... ....... 217 Theile. Hülsensuhstanz. su... 22.2.8. oa 700 — Kleber oder Tritein. . 2222.22... 654 — USTERS IOTIIt Shen ST 5.5 aharte en Bremse 3082 — Getreide-Oel sin. 2 ar. 28% 50 a Eee N rs 56 — Schleimzueker % ....... 2 vu ltd S4 a Cm a RB —= Sauren phosphorsauren Kalk ... et u Merle ee De I 3 — 5000 -

-

7. 5000 Gewichtstheile des mit Taubenmist kultivirten Weizens haben geliefert: Natürliehei Feuchtigkeit... .% 2.0. 215 Theile.

Hülsensubstanz.; %.. .... 2.4 waeaı 700 Ben Kleber oder Tritien. ........... 610 — Mr or ah re 1 ER, 3159 — Betreide-Oehui 2.7.2. 2m. Alla 46 _ Biwells; 2.2 Se nn A: 48 = Schleimzucker . ... 2... . 2.2... 98 = Cum a in a ee 96 — Sauren phosphorsauren Kalk... . . 7225 — Merlust., SEREEN nee se 5 =

5000 _

70 Hrermssträor über den Einflufs der Düngungsmittel

s. 5000 Gewichtstheile des mit Kuhmist kultivirten Weizens

haben geliefert:

Natürliche Feuchtigkeit... ....... 211 Theile. Hülsensubstanz.= . » =. 2. ex 2.09. 697 — Kleber oder Trıücinz - 2 Sa. senele nee 598 — Amylon. &..0 20 wenns pelean 3117 — Getreide- Oele 2: sn en. 52 = Fiweils. is. ale mn «kan una len: 50 — Schleimzucker 2. 2 ce 99 — tion DEN ee eher 95 — Sauren phosphorsauren Kalk... .... 25 — ’ Verlust „SA: ar ae ern are 3 ee 4 — 5000 _

9, 5000 Gewichtstheile des mit Pflanzenerde kuluvirten Wei- zens haben geliefert:

Natürliche, Feuchtiskeit........-: 211 Theile. Hiulsensubstenze se eos. 702 — Kleber oder Trıitiein.... - He „een 480 — Nylon u an een 3297 — Getzeide-OebR - #225 93122257 49 — Biweilseat yaisıaa da e Srodelc-hims 40 — Schleimzuckene ae en 99 — Gummi. era: Zee 95 — Sauren phosphorsauren Kalk... ... 24 au Vierluste en 3 = 5000. We

10. 5000 Gewichtstheile des in nicht gedüngtem Boden kulu- virten Weizens haben geliefert:

Natürliche Feuchtigkeit. :........ 210 Theile. Hülsensubstanz.. . -:2a:2 22 204, 700 — Kleber oder Tritien. . »:::. 2.2... 460 == Arylon: ss SER. a 3338 _ Getreide-DdE . . u 2. 32 2. a 50 — EIWEels..: ee ee, 36 —

auf die Bestandtheile der Pflanzen. 21

Comet. ERS Mit. 2 RI ‚Mihenle.

Sauren phosphorsauren Kalk ....... 18 —

VER UISth Sfe. ne N: 3 == i 50007 a

Vergleicht man die Resultate jener mit den auf eine verschiedene Weise kultivirten Weizenkörnern angestellten Analysen, mit Bezug- nahme auf den Körnerertrag, der aus immer gleichen Massen des ausgesäeten Weizens, durch die Anwendung verschieden gearteter Dün- gungsmittel , in immer gleichem Gewicht, erzielet worden ist: so wird man dadurch zu folgenden Schlüssen hingeleitet.

1. Die verschiedenen Düngerarten haben einen entschiedenen Eintlufs auf den vermehrten Ertrag der Fruchtkörner, bei einer und eben derselben Getreideart.

2. Eben diese verschiedenen Düngerarten, haben einen entschiedenen Einflufs auf die Erzeugung der nähern Gemengtheile der Körner; wie solches die Resultate der damit angestellten Analyse nach- weisen.

3. Die Masse dieser nähern Gemengtheile stehet wieder im Verhält- nifs mit der Masse der Fruchtkörner, welche aus einem gege- benen G&wichte der Aussaat producirt worden sind.

4. Die elementaren Bestandtheile der Düngerarten stehen mit den elementaren Bestandtheilen der producirten Fruchtkörner, so wie mit denen ihrer einzelnen Gemengtheile im Verbältnifs.

Den reichsten Ertrag an Körnern haben geliefert: 1. der Men- schenkoth; 2. das Blut. Einen geringern Ertrag an Fruchtkörnern haben geliefert: 1. der Schaafmist; 2. der Ziegenmist; 3. der Menschenharn. Einen noch geringern Ertrag haben geliefert: 1. der Pferdemist; 2. der Taubenmist; nämlich, jener das zehnte, der Letztere das neunte Korn. Einen noch geringern Ertrag hat gelie- fert die Pflanzenerde, nämlich nur das fünfte Korn. Den aller- geringsten Ertrag hat endlich der nicht gedüngte Boden geliefert, nämlich nur das dritte Korn.

Die Hauptbestandtheile im Weizen bleiben immer der Kleber oder das 7’ritiein, und das Amylon. Jener ist rein animalischer. das Letztere rein vegetabilischer Natur.

Herusstänr über den Einflujs der Düngungsmittel

—I W

Nun haben geliefert 5000 Gewichtstheile Weizenkörner, an Kleber oder Triticın : : gedüngt mil Menschenkoth . . . . 1697 oder 33,14 Procent.

2 > Bondsblur-. ...%) ©. „4712 = 321,17 — - -j. Schaafmist «se 4 1,1645, 15-132, sl - -- Ziegenmist.. = + »..) 1644. - 132,88 :;,— - - Menschenharn:;. .. 1755 , -: 35,10, — < -:, Pferdekotki.r 1:4 4b 084,5- „413,687. - -, Taubenmist!..... 4.1040, -14:12,20: _— = - Kuhmistians. wuste 3098 = 4196 - - Pflanzenerde. .... 480 - . 9,60. — Kultivirt mit nicht gedüngter Erde 460 - 9,20 —

Desgleichen haben geliefert an Amylon, 5000 Gewichtstheile Weizenkörner: gedüngt mit Menschenkoth. . . . 2072 oder 41,44 Procent.

- = yRandsbllub,sch =: 2065 - 41,30. — _ - Schaafmist. D4A0 ==. 42,80 - + Ziegenmistw ae 7..2421ı da, 43: ul - - Menschenharn... . 199 - 3990 — - so; Pferdemist. . :....3082:u - 2:01,04. — - aber ln 63,18. 1 — - rt Kwhmüsit+ such unlser AT, 02, - =, Pflanzenerde..:.'...:-.,3297:.-5:05,94., — Kultivirt ohne Dünger. ..... . 3333 - 66,69 . —

Es ist aber der Kleber oder das Tritiein zusammengesetzt aus Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Phos- phor, als seinen chemischen Elementen; und in der That finden sich eben diese Elemente in denjenigen Düngerarten am meisten angehäufet, welche in einem gegebenen Gewicht der Körner, auch die gröfste Ausbeute an Kleber oder Tritiein geliefert haben; es ist also offen- bar, dafs jene Elemente, zur Erzeugung des genannten Gemengtheils im Weizen, aus dem angewendeten Dün gungsmittel eninommen worden sind.

Das reine Amylon enthält weder Stickstoff noch Phosphor unter seinen elementaren Bestandtheilen ; diese sind blofs Kohlenstoff,

auf dıe Bestandthelle der Pflanzen. 73

Wasserstoff und Sauerstoff; sie müssen also gleichfalls aus den zur Kultur angewendeten Düngungsmitieln entnommen worden seyn. Die Ausbeute an Amylon, aus gleichen Gewichten der mit verschie- denen Düngungsmitteln kultivirten Körner, stehet aber wieder im Ver- hältnifs mit der mehr vegetabilischen und weniger animalischen Natur der dazu gebrauchten Düngerarten.

Es ist also wohl keinem Zweifel unterworfen, dafs die Grund- mischung des Weizens, und, sowohl sein Gehalt an Kleber als an Am ylon, beide nach dem proportonalen Verhältnifs betrachtet, durch die specifische Natur und Grundmischung des Düngers, womit sie kultvirt worden, geleitet wird; auch ist es einleuchtend, dafs ein gleicher Erfolg bei allen übrigen Getreidearten statt finden mufs.

Ist jenes aber in der Wahrheit begründet, so sind jene aus der Erfahrung entnommenen Resultate, so für die Pflanzen-Physiologie, wie für die Agronomie, von Bedeutung, denn es wird dadurch ein Problem gelöst, das bisher ganz im Dunkeln schwebte.

Es ist nämlich bekannt, dafs eine und eben dieselbe Arı Weizen, in einerlei Art Erdreich gebauet, ein sehr verschiedenes Korn dar- bietet: d.i. welches in seiner Grundmischung und den davon abhängi- gen Leistungen in den mit der Agronomie in Relation stehenden tech- nischen Gewerben, sich sehr verschieden beweiset.

So giebt es manchen Weizen einerlei Art, aber mit verschie- den gearteten Düngungsmitteln kuluvirt, der bald mehr, bald we- niger Ausbeute an Amylon, an Brantwein, an kraftvollem Bier und an Essig darbietet, wenn er auf jene Gegenstände, in den ökonomisch-technischen Gewerben, verarbeitet wird.

Da aber Brantwein, Bier und Essig nur allein aus dem Amylon gebildet werden; da der Kleber zu deren Erzeugung nichts beiträgt: so mufs auch die Ausbeute der genannten Erzeugnisse mit dem Gehalte des Amylons im Weizen (eben sowohl auch in den übrigen Getreidearten), im Verhältnifs stehen.

Anders dagegen verhält es sich mit dem Brote, zu welchem das Mehl des Weizens verarbeitet wird. Dieses ist um so kraftvoller und nährender, je reichhaltiger das Mehl an Kleber und je ärmer dasselbe an Amylon war.

Phys. Klasse 1824. K

TA Hermsstäor über den Einflufs der Diüngungsmittel u.s.w.

Die aus den oben mitgetheilten Resultaten meiner angestellten und beschriebenen Versuche und dadurch gemachten Erfahrungen, machen es sehr wahrscheinlich, dafs in der Wahl des Düngers dem Agronomen die Mittel zu Gebote stehen, den Gehalt des Klebers und des Amylons in den Getreidearten, nach Willkühr zu reguliren, um die specifische Anwendbarkeit desselben für das eine oder das andere ökonomisch - tech-

nische Gewerbe, das derselben bedarf, näher zu begründen.

te

Ueber die Grundlehren der Akustik.

VW Von 2.8 1,S.C HB ;R.

arnannannannnnn

[Gelesen in der Akademie der Wissenschaften am 17. und 24. Juny, und 15. July 1824.]

Einleitung.

Wen die Theorie der Akustik in der vollkommensten Strenge ausge- führt werden soll, so kann dieses nur durch Hülfe der höhern Mecha- nik geschehen: denn die Öscillationen durch welche der Schall entsteht, sind eine der allerfeinsten und verwickeltesien Arten von Bewegungen, wobei die bewegten Punkte der Materie ihren Ort nur unermefslich wenig verändern, diese Bewegungen selbst aber von Stelle zu Stelle in dem Innern der Materie forıschreiten, und sich daselbst auf die man- nigfaltigste Art durchkreuzen, verbinden und trennen. Wie schwierig diese Theorie sei, geht schon daraus hervor, dafs die gröfsten Analytiker des verflossenen Jahrhunderts mit eifersüchüger Anstrengung versucht haben, die wichugsten Probleme aufzulösen, und man dennoch nicht sagen kann, dafs es ihnen gelungen sei, uns eine vollendete Grundlage der Theorie zu geben.

Newton, der zu allen Untersuchungen der höheren Bewegungs- lehre den ersten festen Grund gelegt hat, untersuchte zuerst die Oscil- lationen der Luft; Taylor zunächst nach ihm, die einer gespannten Saite. Ihre Schlüsse und Rechnungen wurden mit grolser Strenge ge- prüft, von den beiden Bernoulli, Johann und Daniel, von L. Euler, von d’Alembert, von Lagrange und Andern, und dieses nicht ohne

fo)

Eifersucht gegen die ersten Erfinder, und. gegenseitig unter einander.

Das Ergebnifs dieser Prüfungen war, dafs sich zwar gegen die Voraus- K2

76 FıscHERr

setzungen, die Newton und Taylor gemacht hatten, gegründete Erinne- rungen machen liefsen , dafs man aber ihren Hauptformeln durchaus keinen Fehler nachweisen konnte.

Diese Anstrengungen sind für die höhere Analysis und Mecha- nik eine Quelle schr wichtiger Erweiterungen geworden. Die Akustik selbst aber hat dadurch nicht sowohl neue Ansichten, als gröfsere Be- suimmtheit und Sicherheit in ihren Erklärungen gewonnen: denn die- jenigen Eigenschaften der Oscillauonen, von denen der Schall abhängt, waren schon vor der Rechnung, den Physikern unmittelbar aus Be- trachtung der akustischen Erscheinungen bekannt.

Man wuiste vor Newton und Taylor, dafs die Empfindung des Schalles durch Öseillationen der Luft entstehe, und dafs diese meistens durch Oscillationen fester Körper erregt werden; dafs die Luft in Blas- Instrumenten Longitudinal-Oseillationen mache; dafs alle diese Öscilla- tionen vollkommen gleichzeiug, und ihre Schläge ungemein schnell seyn

9? müssen, wenn die Empfindung eines Tones entstehen soll; und dafs die

Höhe des Tones von der bestimmten Anzahl der Öscillations - Schläge in einer Sekunde abhänge. Man kannte ferner den Zusammenhang der musikalischen Intervalle mit der Schnelligkeit der Oscillationen, und Sauveur hatte schon vor Taylor auf eine sehr sinnreiche Art versucht, die Anzahl der Öscillationen, die ein Ton von bestimmter Höhe er-

fordert, durch Beobachtung zweier Orgelpfeifen, die beinahe densel-

5 ben Ton gaben, zu bestimmen. In Rücksicht aller dieser Gegenstände gewann aber die Akusuk durch die mathematische Theorie nicht neue Wahrheiten und vergröfserten Umfang, sondern nur gröfsere Be- summtheit und Evidenz. Was sie durch die mathematische Theorie ge- wann, war hauptsächlich die bestimmte Kenntnifs der Gesetze, nach welchen die Höhe des Tones von der Gröfse und Masse und von der Spannung oder Elastieität der oscillirenden Theile abhängt. Die ent- scheidensten Untersuchungen verdanken wir dem Scharfsinn des trefl- lichen Lagrange, der so wie mehrere der genannten berühmten Männer, einst eine Zierde unserer Akademie war. Er zeigte in seinen höchst

scharfsinnigen Recherches sur la propagation du son ('), worin Newton,

(1) Miscellanea Taurinensia, Tom.1 et 11.

über die Grundlehren der Akustik. HT,

Taylor, und alle seine Vorgänger gefehlt hatten, und wie die Untersuchung anzugreifen sei, um nicht nur fehlerfreie Resultate zu erhalten, sondern auch allen Foderungen der strengsten Methode Genüge zu leisten.

Demohngeachtet kann man nicht sagen, dafs Lagrange eine voll- ständige Theorie der Osecillationen geliefert habe. Noch ist mehr als ein Problem rückständig, dessen Auflösung man von den Fortschritten der Analysis und höhern Mechanik erwarten mufs. Dahin gebört die Berechnung der Öscillauionen ganzer Flächen, desgleichen die Theorie des Ueberganges der Oscillationen aus einer Materie in eine anderarüge. In Ansehung dieses letztern Problems scheinen die genannten grofsen Män- ner noch gar nicht auf die Nothwendigkeit dieser Theorie aufmerksam geworden zu seyn, denn alle von Newton bis auf Lagrange, betrachten immer nur die Oscillationen in so fern sie in einem und demselben Mittel statt finden; erwähnen aber des Ueberganges aus einem Mittel in das andere, entweder gar nicht, oder so als ob derselbe gar kei- ner eigenen Theorie bedürfe. Wir werden aber sehen, dafs man ohne eine genauere Kenntnifs der Gesetze dieses Ueberganges von den mei- sten akustischen Erscheinungen gar keine befriedigende Erklärung geben könne (!).

Die genannten Analytiker haben also in der höhern Mechanik noch eine grofse Lücke auszufüllen übrig gelassen; nämlich die Entwicklung der Gesetze nach welchen körperlich sich berührende Punkte bewe- gend auf einander wirken, wenn sie sich im Zustande einer ge- genseitigen Spannung befinden. Die bekannten Gesetze des An- stofses setzen eine solche Spannung nicht voraus; der Erfolg nach die- sen Gesetzen kann also auch eigentlich nur dann vollkommen statt fin- den, wenn die sıch berührenden Körper als frei, also in einem von al-

ler widerstehenden Materie leeren Raum angenommen werden. Und

(1) Einige neuere Analytiker in England und Frankreich, besonders Fresnel und Poisson scheinen in der That die Theorie bedeutend weiter geführt zu haben; doch nicht in Beziehung auf den Schall, sondern auf das Licht. Aber die Verhältnisse des Ver- fassers haben ihm noch nicht erlaubt, sich mit diesen Arbeiten genau bekannt zu machen ; welches indessen für die gegenwärtige Abhandlung nicht nothwendig schien, da diese mehr den Zweck hat zu zeigen, was die Beobachtung, als was die Rechnung über die Ge-

setze der Oscillationen lehre.

Rı.1S e- BER

4

Rn

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für diese Voraussetzung hat man in der That die Theorie der Bewegun- gen zu einem völlig befriedigenden Grad der Vollendung gebracht. Für die Bewegungen im Zustande der Spannung aber, sind die oben er- wähnten scharfsinnigen Untersuchungen über die Öseillationen in gleich- artigen Mitteln ein sehr schätzenswerther Anfang, aber in der That auch nur ein Anfang, der die Möglichkeit einer vollständigen Ausfüh- rung anschaulich macht, die aber in der That nichts weniger als leicht seyn dürfte. Nothwendig ist aber solche Ausführung: denn alle Bewe- gungen innerhalb des Raumes wo wir leben, geschehen zwischen kör- perlichen Theilen, die sich im Zustande einer gegenseitigen Spannung

5 berühren. Und eben darin dürfte vielleicht der eigentliche Grund lie- gen, warum die geprüftesten Formeln der Mechanik dennoch oft so sonderbar von der Wirklichkeit abweichen, wie z. B. Newtons Formel für die Geschwindigkeit des Schalles.

Selbst die Idee einer allgemeinen Spannung, in welcher sich alle körperliche Punkte nicht nur im Innern der Körper, sondern auch in der Oberfläche, wo sich ungleichartige Materien berühren, beiinden, (der Aggregatzustand beider sey wie man will), gehört zu den Ideen, die eine sehr feine Analyse aller Erscheinungen vorausseizen, und daher erst nach und nach zum deutlichen Bewufsiseyn in dem menschlichen Vorstellungsvermögen gelangen können.

Häue ich auch in den Jahren des kraftvollen männlichen Alters zu meinen Kräften das Vertrauen haben dürfen, die Auflösung so schwie- riger Aufgaben zu versuchen, so war dieses doch unmöglich in den Ver- hältnissen nicht nur eines Schulmannes, sondern überhaupt eines ander- weitig beschäftigten Gelehrten: denn Untersuchungen dieser Art erfor- dern nicht Wochen und Monate, sondern Jahre einer ungestörten wis- senschaftlichen Mufse.

Unausweichlich gezwungen, auf ein höheres Ziel, was mir vor- schwebt, zu verzichten, habe ich mir ein näheres leichter erreichbares gewählt. Der vollständigen mathematischen Theorie eilt gewöhnlich eine empirische, d. i. unmittelbar aus den Erscheinungen abgeleitete voraus. Kepler entdeckte die Hauptgesetze, unter welchen die Bewe- gungen der Planeten stehen, durch eine sehr mühsame Entzifferung aus ihrem scheinbaren Lauf, ehe Newton diese Gesetze auf die ersten Grund-

über die Grundlehren der Akustik. 79

begriffe von der Bewegung zurückführte. Eben so kannte man die ' Hauptgesetze der akustischen Oseillatonen aus unmittelbarer Beachtung der Erscheinungen früher, als die genannten Analyuker ihre rationale Theorie erfanden. Ja man kann behaupten, dafs den rein mathema- tischen Theorien physikalischer Erscheinungen allezeit eine blofs auf Erfahrungen beruhende vorausgehen müsse, wenn Mathematik und Physik Schritt halten, und in gleichem Grade zur Vollkommenheit reifen sollen. Es läfst sich erweisen, dafs die wichügsten Erweiterungen, welche die Mathematik, besonders in dem verflossenen Jahrhundert, in dem Ge- biete der höhern Analysis und Mechanik erhalten hat, fast ohne Aus- nahme veranlafst sind durch Probleme, weiche die Naturlehre aufstellte. Mathematische Theorien, die nicht diesen Ursprung haben, und welche nicht etwa blofs zur Vervollkommnung schon begründeter Theorien die- nen, sondern als ganz neue und isolirte Erzeugnisse im Gebiete der Ma- thematik da stehen, haben als blofse Wahrheiten einen unbestrittenen Werth, aber wichtig und fruchtbar werden sie erst dann, wenn sich gleichsam zufällig, eine Art von Naturerscheinungen an sie anschliefst. So war bisher die Theorie der regulären Körper eine rein mathema- tische Speculation, und hatte als Wahrheit ihren unbestrittenen Werth; aber durch die Entdeckungen, die neuerlich über die Structur der Kry- stalle gemacht worden, hat sie offenbar an Wichtigkeit und Fruchtbar- keit ungemein gewonnen. Je mehr aufzulösende Aufgaben also die Na- turlehre der Mathematik vorlegt, desto mehr fruchtbare Erweiterungen der mathematischen Theorien darf man erwarten. Soll aber dieser Zweck sicher erreicht werden, so mufs die Naturlehre ihren Aufgaben die gröfste Bestimmtheit zu geben suchen. Geschieht dieses nicht, so wird der Mathematiker mit allem Scharfsinn, den er anwendet, dennoch keine vollständigen und erschöpfenden Theorien zu Stande bringen. So fand Lagrange die Probleme der Akustik noch nicht vollständig von den Physikern aufgestellt, und um etwas bestimmtes zu erwähnen, so ist selbst jetzt noch der Begriff der Resonanz nicht scharf genug bestimmt: denn man schreibt der Resonanz Erscheinungen zu, die gar nichts mit ihr gemein haben. Es ist daher kein Wunder, dafs Lagrange und noch weniger seine Vorgänger eine vollständige, d.i. auf alle Fälle anwend- bare Theorie geben konnten. Es ergiebt sich hieraus sehr bestimmt, was

s0 FıscHEr

das Hauptgeschäft des Naturforschers sey, und seyn müsse. Er mufs die Gesetze der Erscheinungen aus den Erscheinungen selbst so genau als möglich zu bestimmen suchen. Er kann dabei der Hülfe der Mathematik nicht entbehren; doch ist es mehr der Geist mathematischer Ordnung, Deutlichkeit und Genauigkeit, als die Kennt- nifs der höhern Rechnungen. Denn in der That sind gegenwärtig Ma- thematik und Physik so überaus weitläufug geworden, dafs in einem Kopfe nicht Umfang genug für beide Wissenschaften ist, d.h. es ist eben so unmöglich, dafs der Physiker ein vollendeter Mathematiker, als dieser ein vollendeter Physiker sey. Arbeitet aber der Physiker dem Ma- thetiker auf die angedeutete Art vor, so ist sichtbar, dafs beide Wis- senschaften gewinnen werden.

Ich habe versucht, dieses in Ansehung der Akustik zu leisten, indem ich ıheils für die Fälle, die schon als theoretisch feststehend an- zusehen sind, theils für die, wo die Theorie noch mangelhaft ist, die Haupterscheinungen und die Gesetze derselben, so fern sie empirisch erkennbar sind, auf deutliche Begriffe zu bringen gesucht habe. Hiemit ist der Zweck und Inhalt der gegenwärtigen Abhandlung ausgesprochen; wobei ich nur um gefällige Nachsicht bitten mufs, wenn ich, um Deut- lichkeit und Ueberzeugung zu bewirken, manches Bekannte nicht mit Stullschweigen übergehen kann, wobei ich mich indessen aller Kürze,

welche nur der Zweck zuläfst, befleissigen werde.

Von Oscillationen überhaupt.

S.1. Oscillationen nenne ich diejenige Art von pendelartigen Schwingungen oder Vibrationen, welche innerhalb so enger Grenzen, die ich die Oscillations- Weite nenne, geschehen, dafs sie sich in den meisten Fällen der unmittelbaren Wahrnehmung entziehen, ja in manchen Fällen, im eigentlichsten Sinne des Wortes, unendlichklein seyn dürften. Da aber alle wissenschafilichen Forschungen, wenn sie gründlich seyn sollen, von ganz bestimmten und möglichst deutlichen Grundbegriffen ausgehen müssen, so ist nothwendig, zuerst einiges All- gemeine über diejenigen Eigenschaften aller körperlichen Materien vor- aus zu schicken, wodurch Öscillationen möglich werden.

über die Grundlehren der Akustik. si

$.2. Die Möglichkeit oseillirender Bewegungen beruhet darauf, dafs alle Theile der uns umgebenden körperlichen Materie sich in dem Zustande einer gegenseitigen Spannung befinden, vermöge deren die relative Ruhe der Theile gegeneinander, nicht daher rührt, weil keine Kraft auf sie wirke, sondern daher, weil jeder Theil nach allen Seiten gezogen oder getrieben wird, durch Kräfte, die sich gegenseitig ins Gleichgewicht gesetzı haben. Eine solche Spannung findet nicht nur in dem Innern eines jeden gleichartigen Körpers ohne Ausnahme statt, sondern sie entsteht nothwendig auch bei der äufsern Berührung un- gleichartiger Materien, also mit einem Wort überall in der uns umge- benden Körperwelt. Man pflegt diese Spannung ziemlich allgemein Elastieität zu nennen; gegen welchen Ausdruck nichts zu sagen ist, wenn dadurch blofs die Thatsache einer allgemein vorhandenen Span- nung bezeichnet werden soll. Als Benennung einer Kraft aber, die nach bestimmten allgemeinen Gesetzen wirke, ist die Benennung zu un- bestimmt; denn es läfst sich leicht sichtbar machen, dafs diese Spannung von mehreren unterschiedenen Kräften herrühre, und dafs sich beson- ders die verschiedenen Aggregatzustände der Körper in dieser Rücksicht unläugbar und unzweideutig von einander unterscheiden.

$.3. Bei lufiförmigen Körpern liegen die Kräfte, welche eine Spannung aller Theile hervorbringen, am deutlichsten vor Augen. Sie ist die Folge einerseits von der Expansivkraft der Luft, andererseits aber von einem blofsen äufsern Drucke; im Freien von dem Ge- wicht der überstehenden Luft; in geschlossenen Gefäfsen, von der Co- häsionskraft der sperrenden Wände. Dieser äufsere Druck ist gewöhn- lich von einer beständigen Gröfse; die Gesetze der Expansivkraft aber sind hinlänglich bekannt. Sie verhält sich bei gleicher Temperatur wie die Dichtigkeit, und bei gleicher Dichtigkeit wie die Temperatur nach dem Luft-Thermometer.

$.4. Bei ıwropfbaren Körpern ist schon das Spiel der thätigen Kräfte nicht so einfach; ja man mufs bei ihnen eine doppelte Art der Spannung unterscheiden. Die eine hängt ab einerseits von der Schwere, deren Druck sich durch alle Theile der Flüssigkeit verbreitet, andererseits von dem Widerstand der unten und seitwärts sperrenden Wände. Sie besteht also eigentlich in nichts, als in dem hydrosta-

Phys. Klasse 1824, L

82 Fısceuer

uschen Gleichgewicht. Von einer freien Expansivkraft zeigt sich bei tropfbaren Flüssigkeiten keine Spur.

Dagegen ist man genöthigt, bei jeder solcher Flüssigkeit noch das Daseyn einer eigenen Spannung anzuerkennen, die lediglich von dem Daseyn einer innern zwischen den Theilen herrschenden Attractiv- und Repulsivkraft herrührt, deren Gesetze eigentlich noch gar nicht unter- sucht sind, und vor der Hand nur nach Analogien antieipirt werden müssen. Wäre es auch nicht jn neuern Zeiten durch Perkin’s directe Versuche erwiesen, dafs Wasser durch mechanische Kraft ein wenig zusammengedrückt werde, und wenn der Druck nachläfst, wieder zu seiner ersten Dichtigkeit zurück kehre, so müfste man doch das Daseyn solcher Eigenschaft schon deswegen einräumen, weil man sonst gar kei- nen deutlichen Grund angeben könnte, warum sich jeder Druck durch eine Flüssigkeit, nicht blofs in der Richtung des Druckes, söndern nach allen Seiten in gleicher Stärke fortpflanze. Auch giebt es eine Menge anderer Erscheinungen, welche diese Voraussetzung zu machen nöthigen, und besonders würde man schwerlich ohne dieselbe die Entstehung akustischer Oscillationen im Wasser begreiflich machen können, deren Daseyn doch nicht bezweifelt werden kann.

$.5. Elasticität oder Federkraft im engeren Sinne des Wor- tes findet nur bei festen Körpern statt, ist aber eine allgemeine Eigen- schaft derselben. Feste Körper zeigen keine Spur von einer freien Ex- pansivkraft oder Contractivkraft, noch von einer solchen Beweglichkeit der Theile, wie wir sie bei flüssigen Körpern finden, sondern im Ge- gentheil ein Bestreben, in einem gewissen Zustand zu beharren. Doch können durch Drücken, Ziehen, Beugen oder Drehen einzelne Theile ein wenig aus ihrer natürlichen Lage gebracht werden; aber alsdann zeigen die Theile jederzeit das Bestreben in ihren ersten Zustand zu- rückzukehren, sobald die störende Kraft nachläfst. Ist diese störende Kraft nur schwach, so geschieht die Wiederherstellung des ersten Zu- standes vollständig. Ueberschreitet diese Kraft eine gewisse Gröfse, so zeigt sich zwar auch jetzt noch das Bestreben den ersten Zustand her- zustellen, aber die Herstellung erfolgt unvollständig. Jenes nennt man die Wirkung einer vollkommenen, dieses einer unvollkommenen

Elasticität. Beide finden bei jedem festen Körper statt, nur sind die

über die Grundlehren der Akustk.

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Gränzen beider sehr verschieden, und bei Körpern die man gewöhnlich unelastisch nennt, sind sie schr enge. Man würde sich aber von der Elasticität harter Körper eine unrichtige Vorstellung machen, wenn man annehmen wollte, dafs ihre Theile nur einem starken Druck nachgäben. Man ist vielmehr genöthigt anzunehmen, dafs der leiseste Druck, an der berührten Stelle einige wiewohl unermefslich kleine Zusammendrückung hervorbringe.

8. 6. Die Elastieität gehört unstreitig zu den eigenthümlichen W ir- kungen der Cohäsionskraft. Aber die Gesetze ihrer Wirkungen dürften wohl, wie ich glaube, Stoff zu manchen sehr wichtigen Unter- suchungen geben. Doch hat sich aus einer Menge angestellter Versuche ein allgemeines Gesetz ergeben, welches in den Gränzen der vollkom- menen Elasticität, entweder genau, oder mit einer grofsen Annährung richüg ist. Es sei „/ Fig. 1. ein Punkt eines festen Körpers, und er sei durch Druck oder Zug, durch Beugen oder Drehen, aus der Stelle 4 in 3 gebracht. Hat die Kraft die Gränze der vollkommenen Elasticität nicht überschritten, so strebt der Punkt nach / zurück mit einer Kraft, welche der Entfernung 34 proportional ist. So ver- hielt es sich wenigstens bei gespannten Saiten.

Aber die neuern Entdeckungen über die Structur der Krystalle deuten auf höchst merkwürdige Eigenthümlichkeiten der Cohäsionskraft, deren Gesetze aber vor jetzt noch in ein ziemlich tiefes Dunkel gehüllt sind, deren Enthüllung aber der höhern Mechanik ein ganz neues Feld eröffnen dürfte. Diese Entdeckungen setzen es nämlich ausser Zweifel, dafs der Purkt 4, er sei im Innern, oder an der Oberfläche eines festen Körpers, nicht in allen Richtungen mit gleicher Kraft gezogen wird, und ziehet. Daher wird er auch, wenn er aus 4 nach 3 getrieben ist, nicht in allen Fällen mit gleicher Kraft zurückgetrieben. Ob diese Kraft nun unter allen Umständen, wenn der Punkt von 3 nach A zu- rückkehrt, wie die Entfernung von 4 abnehme, ist wahrscheinlich, aber nicht unmittelbar deutlich, und würde erst nach den Grundsätzen der höhern Bewegungslehre auszumitteln seyn. Aber der Mathematiker wird sich immer nur auf Hypothesen stützen müssen, so lange sich der Na- turforscher der Gesetze dieser Kräfte die nur in der Berührung wirken,

2

84 Fischer

und in verschiedenen Richtungen ungleiche Spannung hervorbringen, noch nicht vollständig bemächuügt hat.

SET. Dadurch dafs die Gesetze der Expansivkraft der Luft, und der Elasticität gespannter Saiten hinlänglich bekannt sind, ist es möglich geworden, zwei Grundprobleme der Akustik, die Öscillationen der Luft und gespannter Saiten der Rechnung zu unterwerfen, und ihre Gesetze mit mathematischer Genauigkeit zu bestimmen.

Ich setze Jdiese Theorie als bekannt voraus, und bemerke blofs zur Verständlichkeit alles folgenden, dafs wenn Oscillationen entstehen sollen, unmittelbar nicht der ganze Körper, sondern nur einzelne Theile dessel- ben in Bewegung gesetzt werden müssen. Denn ein Stofs, der gegen ei- nen Theil eines Körpers gerichtet ist, wirkt immer unmittelbar nur auf diesen Theil, und theilt sich erst nach und nach der übrigen Masse mit. Daher bewirkt nicht nur bei der Luft, sondern bei jedem Körper, ein Stofs, der irgend einen Theil um eine äufserst geringe Weite aus seiner natürlichen Lage bringt, allezeit eine Verdichtung der Masse an der Stelle wohin ein Punkt derselben getrieben wird, welche in jedem Fall dadurch in eine erhöhte Spannung versetzt wird, aus welcher das Be- streben entsteht, in die erste Stelle zurückzukehren.

$. 8. Es sei nun wieder 4 Fig. 1. ein aus seiner natürlichen Lage nach 3, innerhalb der Grenzen der vollkommenen Elastieität verrückter Punkt, so sieht man leicht ein, dafs er mit zunehmender Geschwin- digkeit, aber mit abnehmender Beschleunigung, nach 4 zurück- kehren wird, (die Beschleunigung in jedem Punkte D sei dem Abstand von 47 proportional oder nicht). In 4 ist daher die Beschleunigung Null, die Geschwindigkeit aber ein Maximum. Daher kann er in 4 nicht stllsiehen, und wäre seine Bewegung frei, so würde er bis C gehen (wenn {0 = AB), und alsdann fortfahren zwischen 3 und C wie ein Pendel hin und her zu schlagen. Aber seine Bewegung ist nicht frei. Denn wegen des Zusammenhanges mit der übrigen Masse, kann er nicht oscilliren, ohne die ihn berührenden Theile mit fortzudrücken und zu ziehen. Soviel Bewegung er aber anderen Punkten mittheilt, eben soviel verliert er an seiner eigenen. Die zweite Hälfte des Weges den er durchläuft, ist also kürzer als die erste, und indem er von C

über die Grundlehren der Akustik. 85

gegen A zurückschlägt, so wird er sich auf der ersten Seite noch we- niger von 7 entfernen. Kurz, er wird in den allermeisten Fällen, nach sehr wenigen Öscillationen, wie man an jeder Qlaviersaite sieht, wieder zur Ruhe kommen, wofern nicht die bewegende Kraft, wie bei dem Streichen mit einem Bogen, immer fortwirkt.

8.9. Es ist aber theoretisch erwiesen, und durch die Beobach- tung vollkommen bestätigt, dafs die Dauer einer Oscillation von der Gröfse der Oscillauonsweite unabhängig ist, so dafs alle Oscillationen desselben Punktes vollkommen gleichzeitig sind, er mag zwischen 2 und C, oder nur zwischen D und Z oscilliren. Wenigstens verhält es sich so, wenn der oscillirende Punkt nicht über eine gewisse Gränze aus seiner natürlichen Lage herausgetrieben wird. Da ich als bekannt und ausgemacht voraussetze, dafs die Höhe eines Tones lediglich von der Dauer seiner Öscillaionen abhängt, so kann man sich auf die ein- fachste Art von der Gleichzeitigkeit der Oscillaionen überzeugen, wenn man den Ton einer Saite oder einer Stmmgabel verklingen läfst, wo man nicht die allergeringste Veränderung in der Höhe des Tones wahr- nehmen wird.

Unterschied zwischen ursprünglichen und mitgetheilten Oscillationen.

8.10. Ursprünglich nenne ich eine Öscillation, wenn ein ein- zelner Punkt irgend eines Körpers durch einen äufsern Druck oder Zug, in oscillirende Bewegung gesetzt wird. Mitgetheilt nenne ich sie, wenn ein ruhender Punkt durch unmittelbare Berührung eines schon oscillirenden, mit zu oscilliren genöthigt wird, wobei es weiter keinen Unterschied macht, ob der mittheilende Punkt ursprünglich, oder selbst schon durch Mittheilung oseillirt.

Es ist nicht schwer einzusehen, dafs mitgetheilte Öscillationen an sich keine andere Gesetze befolgen können, als ursprüngliche. Denn wenn ein Punkt deswegen oscillirt, weil ein anderer, der durch Berüh- rung und Spannung mit ihm verbunden ist, oscillirt, so mufs die Be- wegung desselben genau in dem Maafse zu- und abnehmen, wie die des mittheilenden. Nur in der Vibrationsweite kann, wie wir in der Folge

86 F, IssuchHrEıR

sehen werden, zwar eine, aber nur im eigentlichsten Sinne unendlich kleine Veränderung vorgehen.

Demohngeachtet halte ich die schärfste Auffassung des Unterschie- des zwischen ursprünglichen und mitgetheilten Oscillauionen für so wich- tig, dafs man ohne dieselbe schwerlich zu deutlichen Begriffen und Er- klärungen über akustische Erscheinungen gelangen wird. Denn wir wer- den uns in der Folge überzeugen, dafs die Dauer und die Gröfse der Osecillationen in einer sehr verschiedenen Abhängig- keit von der Beschaffenheit des Mittels stehen, in welchem sie statt finden, je nachdem sie ursprünglich oder mitge- theilt sind.

Anmerkung. Dieser Unterschied ist bisher entweder ganz übersehen, oder nicht gehörig benutzt worden. Unser Chladni ist der einzige mir bekannte Akusti- ker, der ihn in seiner Akustik ($. 163. ff.) bestimmt ausspricht; nur nennt er eigenthümliche Oscillationen, was ich ursprüngliche nenne. Doch las-

sen sich aus der genaueren Beachtung dieses Unterschiedes weit mehr für die

Theorie fruchtbare Folgerungen ableiten, als Chladni in seinem schätzbaren Werke abgeleitet hat. Die mathematischen Akustiker, selbst Lagrange, ken-

nen diesen Unterschied gar nicht.

Ursprüngliche Oscillationen.

$. 11. Wenn Theile eines Körpers, auf die oben ($. 8.) beschrie- bene Art zu oscilliren genöthigt werden , so hängt die Dauer eines Schlages ganz und gar nicht von der Stärke des erregenden Anstofses ab, sondern lediglich von der Kraft, mit welcher die verscho- benen Theile wieder in ihre natürliche Lage zurückgetrieben werden, also von der vorhandenen Spannung und von der Masse der verschobenen Theile. Der Grund ist leicht einzusehen. Ist der Punkt 4 durch äufsere Kraft aus 4 nach B getrieben, so kann er nicht eher anfangen zu oscilliren, als bis diese äufsere Krafı ihn frei läfst. Dann kann er lediglich derjenigen Kraft folgen, mit welcher ihn die vorhandene Spannung wieder nach 4 hintreibt.

Von der Stärke des Stofses hängt blofs die Gröfse der Osecillations- weite BC ab, durch welche aber die Dauer der Schläge, und die Höhe des Tons nicht geändert wird ($.9.).

über die Grundlehren der Akustik. 87

8. 12. Dieses Gesetz der ursprünglichen Öseillauonen würde sich sehr vollständig empirisch erkennen lassen, wenn es nicht schon hin- reichend durch die Mechanik begründet wäre.

In jedem Körper kann man unter gegebenen Umständen, nicht jeden beliebigen, sondern nur ganz bestimmte Töne hervorbringen. In manchen nur einen, in anderen mehrere, oder eine ganze Reihe, die aber sämmtlich nach bestimmten Verhältnissen von einander abhängen. Dieses ist vorzüglich der Gegenstand, über welchen unser Chladni durch seine sinnreiche Beobachtungsart so viel Licht verbreitet hat. Er hat nämlich gezeigt, dafs bei dem Öscilliren sich der Körper sehr häufig in mehrere Theile theilt, welche sämmilich, jeder für sich, aber gleichzei- ug, Regel der Ton; doch hat auch die Gestalt der oscillirenden Theile und

oscilliren. Je kleiner nun diese Theile sind, desto höher ist in der

ihr Zusammenhang mit dem Ganzen Eintlufs darauf, weil dadurch die Krafı, mit welcher sie in ihrer natürlichen Lage erhalten werden, einige Aenderung erleiden kann. Von allen Tönen nun, die derselbe Körper geben kann, mufs einer der tiefste seyn, und diesen nenne ich den Grundton, die übrigen nenne ich Nebentöne. Bei dem Grundton ist es klar, dafs seine Höhe lediglich von der Beschaffenheit des oscilli- renden Mittels abhängt, und zwar theils von der Spannung, theils von der Masse oder Dichtigkeit desselben: denn jede Veränderung in der materiellen Beschaffenheit, oder in der Gröfse des Körpers, ändert den Grundton, und da die Nebentöne nach bestimmten Gesetzen vom Grund- ton abhängen, so ist klar, dafs auch bei diesen die Dauer der Oscilla- tionen ganz von der Beschaflenheit des Mittels, in welchem sie statt finden, abhängt. Bekanntlich kann auch die in einer langen Röhre ein- geschlossene Luftsäule sich nach der Länge in zwei, drei, vier und mehr gleiche Theile theilen, wodurch ausser dem Grundton in offenen Pfeifen eine Reihe von Tönen nach der harmonischen Scale hervorgebracht wird. In diesem Fall ist bei gleicher Spannung die oscillirende Masse verschie- den; also die Dauer der Öscillauion wieder von der Beschaffenheit des Mittels abhängig.

Gespannte Saiten haben das eigenthümliche, dafs aufser der gan- zen Länge, auch die Hälfte oder ein Drittel u. s. w. oscilliren kann, also aufser dem Grundion noch ein oder ein Paar Nebentöne, aber

88 ir ss,€ HuByR

nur schwach, mitklingen können. Doch geschieht dieses nicht immer, und wenn der Ton durch Sweichen mit dem Bogen erregt wird, wie es mir scheint, nie.

Uebrigens bemerke ich noch, dafs die Nebentöne für unsern Zweck kein besonderes Interesse weiter haben, und dafs zwischen ihnen und den Grundtönen, so fern man sie als ursprüngliche betrachten mufs, kein wesentlicher Unterschied statt findet.

Mitgetheilte Oscillationen.

8. 15. Der wichtigste Unterschied zwischen ursprünglichen und mitgetheilten Oscillationen liegt darin, dafs die Dauer einer mit- getheilten Öseillation, von der Spannung und Dichtigkeit, kurz von der Beschaffenheit des Mittels in welchem sie er- regt wird, völlig unabhängig, und in jedem Fall der mit- theilenden OÖscillation gleichzeitig ist.

Der Grund dieses Gesetzes liegt nicht so tief, dafs er sich nicht auch ohne höhere Rechnung deutlich machen liefse. Man stelle sich eine Reihe körperlicher Punkte 4, BD, C, D, E u.s.w. vor, welche sämmtlich einander berühren, also unendlich nahe beisammen sind, so ist aus dem oben $. 2. ff. gezeigten klar, dafs sie sämmtlich sich in einem Zustand gegenseitiger Spannung befinden, vermöge deren jeder ein wenig aus seiner Stelle gedrängt werden kann, dann aber allezeit zu derselben wieder zurück zu kehren strebt, und zwar mit desto gröfse- rer Kraft, je weiter er aus seiner Stelle gedrängt worden. Es macht hierin keinen wesentlichen Unterschied, ob wir uns diese Punkte aus gleichartiger oder aus ungleichartiger Materie bestehend vorstellen wol- len. Denn auch ungleichartige-Materien, die sich berühren, befinden sich in einer solchen gegenseitigen Spannung, dafs jeder Punkt, der einen Materie, ein wenig nachgeben mufs, wenn er von einem berührenden Punkte der andern gedrückt wird ($. 5.).

Denken wir uns also die Punkte ZB, C, D, E u.s.w. als gleich- arüg, und in Ruhe, den Punkt 4 aber gleichartig oder anderartig, aber in Oscillation gesetzt, so ist klar, dafs der Punkt 2, weil er sich von 4 wegen der vorhandenen Spannung nicht trennen kann, gezwungen ist,

über die Grundlehren der Akustik. 39

gerade so vorwärts zu gehen, wie 4 geht. Schlägt aber der Punkt 4 zurück, so mufs ihm 3 eben so nachfolgen, also völlig wie 4, und gleichzeitig mit demselben osceilliren. Was aber 4 auf 2 wirkt, eben das wird DB auf C, C auf D u.s.f. wirken, und es ist daher klar, dafs alle diese Punkte nach und nach gezwungen werden, gleichzeitig mit 4 zu oscilliren. Daraus folgt indessen nicht, dafs die Oscillations- weiten der Punkte C, D, E u.s. w. eben so grofs als bei dem Punkte 4 seyn werden. Denn die erste Wirkung, welche 4 gegen B ausübt, ist in jedem Fall eine Zusammendrückung der hinter 2 liegenden Theile. Hierdurch entsteht ein Widerstand, der selbst die Öscillationsweite von 4 kürzer macht, als sie aufser der Berührung mit 3 im leeren Raume seyn würde, woraus eine allmälige Verkürzung der Oscillations- weiten, aber nicht eine Verkürzung ihrer Dauer entstehen mulfs. In der Folge wird sich Veranlassung finden, dieses noch genauer zu erörtern.

8. 14. Was wir im vorigen $. aus blofsen Begriffen zu erweisen gesucht haben, ergiebt sich auf das unzweideutigste aus einer allgemei- nen akustischen Erfahrung. Jedermann weils, dafs die Höhe eines Tones nicht die geringste Veränderung leidet, der Ton pflanze sich durch die Luft, auf einem kurzen oder langen Wege fort, er dringe durch dünne oder dicke Wände, oder überhaupt durch Körper von ganz beliebiger Beschaffenheit. Schwächer wird wohl der Ton durch die Fortpflanzung, aber seine Höhe verändert er nicht, also auch nicht die Dauer der Öscillationen.

8. 15. Wenn ich behaupte, dafs eine mitgetheilte Öscillauon in Ansehung der Dauer jedes Schlages von der Beschaffenheit des Mittels unabhängig ist, so wird damit nicht gesagt, dafs sie in jeder Bezie- hung davon unabhängig sei. Es läfst sich in der That in mehr als einer Rücksicht eine Abhängigkeit nachweisen. Besonders gehört dahin die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Oscillationen von Punkt zu Punkt fortpflanzen, denn diese ist von der Geschwindigkeit, mit welcher die oscillirenden Punkte ihre kleine Bahn zurücklegen, völlig unabhängig, und ohne Vergleich gröfser als diese. Diese Geschwindig- keit der Fortpflanzung ist lediglich eine Function von der im fortpflan-

Phys. Klasse 1824. M

90 F. 1,5 0,H:EıR

zenden Mittel herrschenden Spannung. Um dieses deutlich zu machen, ist zuerst einiges über die Geschwindigkeit des Schalles zu sagen.

Von der Geschwindigkeit des Schalles.

$. 16. Alle theoretische Bestimmung der Geschwindigkeit des Schalles ist unsicher, da Newton’s Formel für diese Geschwindigkeit in der Luft, ob ihr gleich die allerstrengste Prüfung keinen Fehler hat nachweisen können, dennoch die absolute Gröfse bedeutend zu klein angiebt. Es ist aber für die wissenschaftliche Begründung des physi- kalischen Theiles der Akustik dasjenige, was aus Beobachtungen hierüber bekannt ist, völlig hinreichend. Am wichtigsten ist es, die Geschwindigkeit des Schalles in der Luft zu kennen, da der Schall einem menschlichen Ohre äufserst selten durch ein anderes Mittel als die Luft mitgetheilt wird. Für unsern gegenwärtigen Zweck ist es hinreichend zu bemerken, dafs die Geschwindigkeit des Schalles voll- kommen gleichförmig ist, und dafs sie mehr als 1000 Fufs in der Secunde beträgt. Was die Fortpflanzung durch feste Körper betrifft, so ist es zwar viel schwieriger, sie durch Versuche sicher zu bestimmen ; indessen haben gelegenllich gemachte Beobachtungen gezeigt, dafs sich der Schall durch feste Körper noch ungleich schneller als durch Luft fortpflanzt. So beobachtete Biot, bei einer gegen 3000 Fufs langen Wasserleitung, die aus zusammengefügten Röhren von Gufseisen be- stand, dafs sich der Schall durch dieses Eisen mehr wie zehnmal so schnell als durch die Luft fortpflanzte. Andere Beobachter haben diese Geschwindigkeit durch Holz oder andere feste Körper so schnell gefun- den, dafs sich die Geschwindigkeit nicht schätzen liefs.

Diese Beobachtungen, verbunden mit der allgemeinen Erfahrung, dafs hohe und tiefe Töne sich mit völlig gleicher Geschwindigkeit durch die Luft und durch alle Körper fortpflanzen, sind mehr als hin- reichend, um die Unabhängigkeit der Fortpflanzungs - Geschwindigkeit von der Öscillations - Geschwindigkeit aufser allen Zweifel zu setzen.

Beide Arten von Geschwindigkeit lassen sich allgemein auf folgende Art vergleichen. Ein Ton mache in einer Secunde „ Schläge, und sein kleiner Oseillationsraum, den er also in — Secunde zurücklegt,

über die Grundlehren der Akustik. 9 sey s. Die Geschwindigkeit des Schälles, also der Weg, den er in einer Secunde zurücklegt, sey c; so legt er in > Secunde den Weg < zurück. Betrachtet man nun die Bewegung, mit welcher ein oscilliren- der Punkt seine Bahn durchläuft, als gleichförmig, (was bei einer so kleinen Gröfse verstattet ist), so verhalten sich die in gleichen

5 dessen Oscillationen ungemein schnell sind, z. B. das viermalgestrichene

5 + “ c R Zeiten gemachten Wege, wie s:—. Man betrachte nun einen Ton,

c, welches mehr als 4000 Oscillauonen in einer Secunde macht. Man setze s— 0,01 Zoll, = 4000, und c= 12000 Zoll, so verhält sich et :300. Bei einem tiefen Ton wird das Verhältnifs noch viel gröfser.

Da also die Geschwindigkeit der Fortpflanzung von der Oscilla- tions-Geschwindigkeit unabhängig, und so weit die Beobachtungen und Untersuchungen reichen, in jedem Mittel anders ist, so folgt, dafs sie lediglich durch die Beschaffenheit des fortpflanzenden Mittels be- stimmt ist.

$. 17. Um die Art, wie sich Öscillationen fortpflanzen, noch anschaulicher zu machen, betrachte man die Fortpflanzung eines Tones durch die Luft, und zwar für jetzt nur in einer einzigen geraden Linie 4H Fig. 2.

Zwischen B und C oscillire ein Pnnkt (etwa eimer gespannten Saite), der in einer Secunde r Schläge macht. Seine natürliche Stelle sei mitten zwischen 3 und C in 4, und er sei aus derselben auf irgend eine Art bis 3 zurückgezogen, vor ihm liege aber in der Linie BH ruhende Luft. Es ist nun zu überlegen, was in der Luft ge- schehen wird, wenn man den Punkt in 2 losläfst?

Es ist klar, dafs er während der ganzen Bewegung von B bis C gegen die ihn unmittelbar berührende Luft drückt. Jeder Druck bringt aber einige, wenn auch noch so geringe Verdichtung hervor. Die unmittelbar durch den oscillirenden Punkt verdichtete Luft drückt aber nun eben so stätig gegen die ihr nächste, und diese gegen die weiter liegende u.s. w.; kurz, diese Verdichtung pflanzt sich auf der Linie BH schnell von Punkt zu Punkt fort. Die Geschwindigkeit, mit der die Verdichtung fortrückt, ist aber nichts anders als die Geschwindig-

keit des Schalles, die wir, wie oben, c nennen. Nun legt der oscil- M2

92 Fi, dasıe HER

e

lirende Punkt seine kleine Bahn BC =s in — Secunde zurück, der Schall aber legt in eben der Zeit den Weg —- zurück. Man nehme nun an, dafs CD=-DE=EF=FG=GHA u.s.w. dieser Gröfse — gleich sei, so ist klar, dafs in dem Augenblicke, wo der oscillirende Punkt die Gränze C erreicht, die erste Luftverdichtung, die er bei dem An- fang seiner Bewegung in 3 hervorbrachte, bis D fortgerückt, die jenseits D liegende Luft aber noch in Ruhe und in ihrem natürlichen Zustand seyn wird. Hieraus ist nun aber klar, dafs alle Luft, die vorher zwischen 3 und D ausgedehnt war, nun in dem Raum CD zusammen- gedrängt, also verdichtet seyn wird. Diese ganze Verdichtung entsteht also dadurch, dafs jeder Punkt derjenigen Luft, die anfangs zwischen Bund D enthalten war, eben so, wie der ursprünglich oscillirende Punkt selbst, eine sehr kurze Bewegung gegen D hin gemacht hat. Schlägt nun der oseillirende Punkt von C gegen D zurück, so folgt ihm die bei C befindliche Luft nach, d.h. die verdichtete Luft fängt bei C an, sich zu verdünnen, und diese Verdünnung schreitet eben so schnell, wie vorher die Verdichtung gegen D hin, fort. Da aber die Verdichtung fortfährt, bei D eben so schnell gegen EZ fortzu- schreiten, so: ändert sich die Länge der verdichteten Schicht nicht, sondern die Verdichtung, (nicht die verdichtete Luft), rückt nur mit der Geschwindigkeit des Schalles gegen Z hin fort. Hat also der oscillirende Punkt wieder die Gränze B erreicht, so befindet sich die Luft- Verdichtung zwischen D und Z; dagegen ist die Luft zwischen D und C nun in einem verdünnten Zustand, und dieser entstehet da- durch, dafs jedes anfangs zwischen © und D belindliche Lufttheilchen eine kleine Bewegung gegen 3 hin gemacht hat.

Man sieht leicht, wie diese Betrachtung weiter fortzusetzen ist. Schlägt der oscillirende Punkt zum zweitenmal von 3 nach C, so geht die erste Luft- Verdichtung in ZF, und die erste Verdünnung in DE über. Bei dem zweiten Rückschlag kommt die erste Verdichtung in FG, die erste Verdünnung in EF, die zweite Verdichtung in DE, und eine dritte Verdünnung in CD u. s. f.

Es müssen also längs der ganzen Linie 3 HY lauter abwechselnde Schichten von verdichteter und verdünnter Luft enistehen, und dieses wenigstens so weit, als der durch den oscillirenden Punkt erregte

über die Grundlehren der Akustik. 03

Schall hörbar ist. In jeder Verdichtung oscilliren die Punkte der Luft vorwärts, in jeder Verdünnung rückwärts. Die Länge der Verdich- tungen oder Verdünnungen ist 5 also, da c eine beständige Gröfse ist, blofs eine Function von z, d.i. von der Anzahl der Schläge, die der Ton in einer Secunde macht; also von der Zeit oder Dauer einer Öscillation, aber ganz und gar nicht von der Oscillationsweite BC. In eben dem Maafse aber, in welchem 3C gröfser oder kleiner ist, sind auch die Räume, innerhalb deren jedes Luft-Theilchen oscil- liret, gröfser oder kleiner. Doch werden wir in der Folge sehen, dafs die Oscillationsweiten der Luft- Theilchen nach einem bestimmten Ge- setz, mit der Entfernung von den ursprünglichen Öscillationen kürzer werden müssen.

Von der Verbreitung des Schalles in der Luft.

8. 18. Wir haben im vorhergehenden gesehen, wie sich die Öscillationen in einer einzigen geraden Linie fortpflanzen ; jeszt ist zu untersuchen, ob, und auf welche Art sie sich von einem einzigen Punkte aus seilwärts verbreiten.

In € Fig. 3 befinde sich ein körperlicher Punkt, der zwischen den Gränzen 4 und 2 ursprünglich oscilliret. Wir haben bemerkt, dafs so wie er von 4 gegen B schlägt, die vor ihm liegende Luft zu- sammengedrückt wird. Diese Verdichtung entsteht aber offenbar nicht erst dann, wenn der oscillirende Punkt den Weg 4B schon zurück gelegt hat, sondern in jedem Punkte des Raumes 4B dauert die Ver- dichtung der vorliegenden Luft stätig fort. Verdichtete Luft aber strebt in jedem Fall, sich nach allen Seiten auszudehnen; daher werden sich die Oseillationen nicht blofs in der verlängerten Richtung 4B, (also in ZN) fortpflanzen, sondern in allen Richtungen, wohin man von den Punkten des Raumes 4B aus, eine gerade Linie ziehen kann. Da aber 42 in jedem Fall ungemein klein ist, so reicht es hin, alle Rich- tungen, als von der Mitte C ausgehend zu betrachten. Zieht man also CM in beliebiger Richtung, so müssen in dieser die verdichteten und verdünnten Luftschichten, gerade so wie in der Richtung CN wechseln. Da nun eben dieses von jeder Linie gilt, die man von C aus in der

04 Fi. c HER

Luft ziehen kann, so sieht man leicht ein, dafs sich diese Verdichtungen und Verdünnungen, in der Gestalt concentrischer Kugelschichten von C aus verbreiten werden. In der Figur ist angenommen, dafs die Linien CD, DE, EF, FG gleich sind, und die oben bestimmte Länge einer Verdichtung oder Verdünnung vorstellen; dafs ferner aus C durch D, E, F, G u. s. w. Kugelflächen dö, ee, f$, gy u. s. w. gelegt sind, und dafs endlich sich zwischen C und dö eine Verdünnung, zwischen dö und es eine Verdichtung u. s. f. befinde.

Eine solche kugelförmige Verdichtungs - Schicht wie döee oder fpgy, nebst der ihr folgenden Verdünnung Cdö oder eef® u. s. w. nennt man eine Schall-Welle, die Länge einer Verdichtung und Verdünnung zusammen, wie CE oder EG, das Maafs oder die Breite einer Schall- Welle, endlich jede aus C gezogene Linie, wie CN oder CM, einen Schall-Stral. Dafs die Breite jeder Schall-Welle =" sei, ist aus $. 17. klar.

8. 19. Auf diese Arı hat es gar keine Schwierigkeit, nicht nur deutlich, sondern auch anschaulich zu machen, was bei der Verbreitung des Schalles von einem Punkte aus, in der Luft geschieht. In der Wirklichkeit kommt aber nie der Schall aus einem einzigen Punkte; doch begreift man leicht, dafs eine starke Annäherung an die gegebene Vorstellung statt finden müsse, wenn entweder die ursprünglich oscilli- renden Punkte sich innerhalb eines kleinen Raumes befinden (z.B. in der Oeflnung eines Blase-Instrumentes, aus welcher der Schall hervor- tritt), oder wenn dieser Raum zwar von einiger Ausdehnung ist, wie bei Saiten-Instrumenten, der Hörer sich aber in solcher Entfernung befindet, dafs er die ganze Länge unter einem ziemlich kleinen Winkel sehen würde.

Verwickelter wird aber die Sache, wenn sich das Ohr nahe bei der Quelle eines solchen Schalles befindet. Es sei Fig. 4, IB eine tönende Saite, in C befinde sich ein Ohr, so ist klar, dafs ein Luft- Theilchen in C von jedem Punkt der Saite einen Schall - Stral, wie 4C, DC, IC, BC u.s.w. erhält. In jeder solchen Richtung erhält also der Punkt C einen Öscillationsschlag; da aber alle diese Stralen von sehr verschiedener Länge sind, so wird der Punkt C in einigen der-

selben in einer Verdichtung, in andern in einer Verdünnung zu liegen

über die Grundlehren der Akustik. 95

kommen, d.h. er wird in einigen Stralen einen Stofs erhalten in der Richtung gegen die Saite, in andern hingegen abwärts. (S. 17). Der Anstofs den C erhält, ist also in der That sehr zusammengesetzt, und es würde nicht ganz leicht seyn, aus allen diesen Anstöfsen die Rich- tung des zusammengesetzten Stofses zu berechnen. Es ist indessen die Bestimmung dieser Richtung in akustischer Hinsicht nicht wichtig. Es ist völlig hinreichend zu wissen, dafs alle Schläge, die der Punkt € er- hält, gleichzeitig sind, und dafs daher auch das Ergebnifs aller dieser Schläge nichts als eine einzige gleichzeitige Oscillation seyn könne, wie sich leicht aus den ersten Begriffen von der Zusammensetzung jeder beliebigen Art von Bewegungen deutich machen läfstı. In welcher Richtung diese zusammengesetzten Oscillauons-Schläge das Ohr treffen, ist für die Höhe des Tones gleichgültig.

Ob man unter solchen Umständen noch von regelmäfsigen Schall- Wellen reden könne, ist nicht leicht deutlich zu machen; und diese Betrachtung mag wohl der Grund seyn, warum Lagrange in mehreren Stellen seiner Recherches, die Vorstellung von Schall-Wellen, die zu- erst Newton aufgestellt hatte, gänzlich verwirft, obgleich ihre Realität unbestreitbar ist, sobald man den Schall, als von einem Punkte, oder auch von einem kleinen Raume ausgehend, betrachtet.

$. 20. Noch verwickelter wird das Spiel der Oscillauionen, wenn eine Menge von verschiedenen Tönen zugleich klingen. Auf An- schaulichkeit mufs man dabei gänzlich Verzicht thun. Aber der Verstand reicht weiter als die Einbildungskraft oder das Anschauungs- Vermögen: denn er vermag, Deutlichkeit in die verwickeltsten Erscheinungen zu bringen, welche die Einbildungskraft nicht vermö- gend ist, in ein anschauliches Bild zusammen zu fassen, wofern er nur im Stande ist, die einfachen Bestandtheile der Erscheinung auf deut- liche Begriffe zu bringen. Es kommt nämlich hierbei auf die Anwen- dung eines Satzes an, der aus den ersten Begriffen der Bewegungslehre deutlich hervorgeht, wenn diese Lehre rein mathematisch und von allen physikalischen Begriffen abgesondert vorgetragen wird. Legt man nämlich einem Punkte vielerlei relative Bewegungen (z.B. dem Punkte C Fig. 4 in den Richtungen FE, DF, IG, BH etc.) mit gegebenen Geschwindigkeiten bei, und bestimmt dar-

96 Fiirssıc DIE R

aus seine absolute Richtung und Geschwindigkeit, so ist es in jedem Fallabsolut einerlei, ob man sagt, der Punkt habe die einzige absolute Bewegung, oder er habeaalle die einzelnen Bewegungen, die man ihm in Beziehung auf die gegebenen Richtungen beilegt. Man darf daher in jedem Fall beide Vorstellungsarten, ohne einen Irthum zu besorgen, vertauschen. Aus diesem Satze folgt aber, dafs man bei der Zusammensetzung noch so vieler Bewegungen , dennoch jede einzelne für sich so betrachten kann, als ob sie ganz allein da wäre.

Wendet man diesen Satz auf unsern Gegenstand an, so ist man berechtigt, jeden Schall-Stral, der durch € geht, z.B. /G so zu be- trachten, als ob er ganz allein da wäre; d.h. man kann und mufs an- nehmen, dafs in jedem Punkte € dieses Strales die Osecillatons - Bewe- gung wirklich realisirt sei, die an dieser Stelle statt finden würde, wenn er ganz allein da wäre. Denn obgleich seine absolute Bewegung in

5 diesem Punkte ganz anders seyn mag, so ist doch in derselben die

8; Wirkung derjenigen Oscillation mit enthalten, die er in dem einzigen Stral, wenn dieser allein da wäre, erhalten würde.

Hieraus wird auch begreiflich, obgleich nicht anschaulich , dafs wenn das Ohr in C nicht gleichzeitige, sondern Öscillaionen von ver- schiedener Dauer, also von verschiedenen Tönen erhält, man jederzeit berechtigt sei zu behaupten, das Ohr werde von jeder Oscillation gerade so gerührt, als ob sie ganz allein da wäre.

Um indessen die Kräfte der Phantasie bei diesen Ansichten nicht ganz ungenutzt zu lassen, so giebt uns die Natur ein recht lehrreiches und anschauliches Bild von einer Verbindung vieler Bewegungen, die sich auf die mannigfaltigste Art durchkreuzen und schneiden, ohne dafs eine die andere stört, in den kreisförmigen Wellen, welche auf der Oberfläche eines ruhigen Wassers entstehen, wenn man kleine Körper hineinwirft. Man sieht leicht, dafs die Benennung von Schall-Wellen,

von dieser Erscheinung entlehnt ist.

Zurückwerfung des Schalles.

$. 21. Auch hier mufs die Betrachtung von den einfachen Be- standtheilen der Erscheinung ausgehen. Es sei also in C Fig. 5. die

über die Grundlehren der Akustik. 97

ursprüngliche Quelle eines Schalles, 42 sei die Oberfläche irgend eines festen (oder auch flüssigen) Körpers, und auf den Punkt D derselben falle der Schall-Swal CD. Da wir oben gezeigt haben, dafs alle kör- perliche Materie ohne Ausnahme die Eigenschaften besitzt, durch welche Öscillaiionen möglich werden, (Prefsbarkeit und Spannkraft), so mufs der Punkt D durch die Schläge des äufsersten Luft-Theilchens in dem Stral, nothwendig in gleichzeitige Oscillationen versetzt werden. Hierbei wirken die Schläge der Luft nicht anders als jede andere mechanische Kraft, auf D, d.h. man wird die Oscillationen dieses Punktes als ur- sprüngliche betrachten können. Es wird folglich durch dieselben die Luft gerade so, wie $. 18. in Öscillationen versetzt, die sich nach allen Seiten verbreiten, wohin man nur von D aus eine gerade Linie ziehen kann. Es spaltet sich folglich der Stral CD in unendlich viele Stralen. Man kann also nicht sagen, wie man oft angenommen hat, dafs der Stral CD, von dem Punkte D in einer einzigen Richtung, nach den Gesetzen des elastischen Stofses reflectirt werde, so dafs der zurückge- worfene Schall in der einzigen Richtung DE fortgehe, wenn man den Winkel BDE= ADC macht.

\Vürde der Schall auf solche Art zurückgeworfen, so geschähe es eben so, wie ein Lichtstral CD von einer polirten Fläche 42 zurückgeworfen wird. Dieses ist schon deswegen als allgemeiner Satz höchst unwahrscheinlich, da die Fläche 42, in Beziehung auf bewegte Lufttheilchen, gar nicht als polirt angesehen werden kann; was doch ohne Zweifel nöthig ist, wenn so kleine Bewegungen, als Oscillauonen sind, in einer so genau bestimmten Richtung zurückgeworfen werden sollten. Dagegen hat die Zurückwerfung des Schalles die gröfste Aechn- lichkeit mit der Art, wie ein Lichtstral von einer unpolirten Fläche reflectiret wird. Denn ist CD ein Lichtstral, so zerstreut sich auch das Licht nach allen Seiten.

$. 22. Es giebt indessen manche Erscheinungen, welche doch eine Reflexion nach den Gesetzen des elastischen Stofses vorauszusetzen schei- nen: aber diese lassen sich ohne Schwierigkeit erklären, wenn man an- nimmt, dafs die Zurückwerfung des Schalles mit der Zerstreuung des Lichtes völlig gleiche Gesetze befolge. Man darf nämlich eine nur einigermaafsen ebene Fläche sehr schräge gegen ein lebhaftes Licht

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kalten, um sich zu überzeugen, dafs das zerstreute Licht nicht in allen Richtungen von gleicher Stärke ist. Am lebhaftesien ist es immer in der Richtung DE; auch wird es lebhafter, je kleiner die Winkel 4DC und BDE sind. Nimmt man nun an, dafs es sich bei der Reflexion des Schalles eben so verhalte, so wird dadurch manche Erklärung akusti- scher Erscheinungen an Ungezwungenheit gewinnen.

$. 23. Es erklären sich hieraus sehr befriedigend die Erschei- nungen des Wiederhalles und des Echo.

Der Wiederhall entstehet allezeit, und unvermeidlich , in einge- schlossenen Räumen von einigem Umfang, und es hat damit folgende Bewandnifs. Es sei 4B Fig. 6. die Wand eines Zimmers; in C sei die ursprüngliche Quelle eines Schalles; in D befinde sich das Ohr. Unter diesen Voraussetzungen erhält das Ohr den Schall unmit- telbar nur durch den Stwal CD. Da aber auch jeder Punkt der Wand, wie 4, E, F, G von C aus einen Stral erhält, von jedem solchen Punkte aber der Schall nach allen Seiten zurückgeworfen wird, so erhält das Ohr auch durch unendlich viele reflecurte Stralen, AD, ED, FD, GD, gleichzeitige Oscillauonsschläge.. Nun mufs zwar jeder einzelne zurückgeworfene Stral weit schwächer seyn, als jeder ur- sprüngliche. Aber was jedem einzelnen an Stärke abgeht, wird voll- kommen durch ihre unendliche Menge ersetzt. Denn in der That be- kommt das Ohr von jedem Punkte der Wände, von wo man zwei freie Linien, die eine nach C, die andere nach D ziehen kann, einen reflectir- ten Stral.

Diese Stralen verstärken den Schall beträchtlich, so fern man annehmen kann, dafs ihre Oscillauonen zugleich, oder in äufserst kleinen Zwischenzeiten, zum Ohr kommen. Diese Annahme findet aber blofs in kleinen Räumen statt. Es ist nämlich klar, einmal: dafs reflec- ürte Oscillauionen sich eben so schnell als ursprüngliche in der Luft fortpflanzen; und dann: dafs der Weg jedes reflectirten Schalles, z. B. CG+ GD gröfser ist, als der Weg des ursprünglichen CD. Folglich kommt jede reflectirte Oseillation später nach D, als die ursprüngliche. Bei der grofsen Geschwindigkeit der Fortpflanzung aber ist in Zimmern von mäfsiger Gröfse der Unterschied der Zeit, in welcher die ursprüng- lichen und reflectirten Stralen in das Ohr kommen, so klein, dafs er

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unserm Gefühl für Einen Augenblick gelten kann. Denn wäre auch z.B. der Weg CE + ED um 50 Fufs länger als CD, so legt der Schall diese 50 Fufs in /; Secunde zurück, welches für das Ohr so gut als ein Augenblick ist.

In grofsen Sälen hingegen kann der Fall vorkommen, dafs der Weg der refleeurten Stralen, den der ursprünglichen um 100 und mehr Fufs übertrifft; dann gewinnt ein augenblicklicher Schall eine bemerk- bare Dauer, und dieses ist es, was man den Wiederhall nennt.

&. 24. Gänzlich vermeiden kann man in umschlossenen Räumen den Wiederhall nie, und er kann da, wo öffentlich gesprochen werden soll, sehr beschwerlich werden. Denn, wird z.B. der Klang einer ein- zigen Sylbe durch den Wiederhall in den Zeitraum zweier Sylben aus- gedehnt, wozu eben keine sehr lange Dauer des Wiederhalles erforder- lich ist, so begreift man leicht, dafs dadurch die Rede unverständlich werden mufs, weil man die zweite Sylbe schon höret, während die erste noch nicht verklungen ist.

Vermindern kann man den Wiederhall hauptsächlich durch eine schickliche Gestalt des Saales. Die lange und schmale Gestalt fast aller unserer Kirchen und Säle, die zu öffentlichen Vorträgen bestimmt sind, ist unter allen die man wählen kann, die ungünstigste, nicht blofs des- wegen, weil der reflectirte Schall in manchen Richtungen einen sehr langen Weg machen mufs, sondern auch, weil zwischen den langen Seitenwänden, wegen ihrer geringen Entfernung von einander, eine doppelte oder mehrfache Reflexion entstehen kann. Bisweilen kann der Sprechende dadurch den Wiederhall unschädlicher machen, dafs er nicht sehr laut, aber langsam und deutlich spricht. Denn je stärker die Sprache ist, desto lauter spricht auch der Wiederhall mit. Aus Erfahrung und Gründen scheint die Gestalt, welche sich der quadrati- schen nähert, die vortheilhafteste zu seyn.

Für die Musik ist der Wiederhall, wenn er nur nicht allzustark ist, eher vortheilhaft als nachtheilig.

8.25. Vom Wiederhall unterscheidet sich das Echo nur dadurch, dafs zwischen dem ursprünglichen und reflectirten Schall eine bemerk- bare Zeit verstreicht.

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In.den meisten Fällen läfst sich das Echo aus den Gesetzen des elastischen Stofses nicht erklären. Dagegen lassen sich die Bedingungen der Entstehung aus der vorgetragenen Theorie ungezwungen, und auf eine mit der Erfahrung völlig einsiimmige Art erklären. Die Bedin- gungen des Entstehens eines einfachen Echo sind folgende.

Man denke sich im Freien um den Ort eines Beobachters zwei grofse Kreise beschrieben; den kleineren mit einem Halbmesser von einigen hundert Fufsen; wir wollen 300 annehmen; den anderen mit einem 25 Fufs gröfsern. Den innern Raum des kleinern Kreises denke man sich ziemlich eben und frei von hohen Gegenständen. In dem Zwischenraum beider Kreise aber befinden sich in beliebigen Lagen kleine Gruppen hoher Gegenstände, Häuser, Mauern, Felswände, Bäume, hohes Gebüsch und dergleichen. Unter diesen Voraussetzungen mufs der Beobachter ein deutliches Echo nach etwas mehr als einer halben Secunde hören. Denn von den 300 Fufs entfernten Gegenständen hat der zurückgeworfene Schall einen Weg von 600 Fufs, von den 325 Fufs entfernten, einen Weg von 650 Fufs zu machen. Jener wird ungefähr in 0,60, dieser in 0,65 Secunden zurückkommen. Der Unter- schied von 0,05 ist klein genug, um allen reflectirten Schall als einen augenblicklichen zu empfinden, und man hört ihn ungefähr 0,6 Secun- den nach dem ursprünglichen.

Man sieht hieraus, dafs zur Entstehung eines Echo ausgedehnte Flächen gar nicht nothwendig sind, und dafs, wie die Erfahrung viel- fällig lehrt, Waldungen von einer schicklichen Lage ein sehr gutes Echo machen können, indem jede Oberfläche, auf welche der Schall trifft, wäre es auch nur die Oberfläche eines leichten Blattes, zurück- kehrende Öscillationen hervorbringl. Auch ist klar, dafs gar. nicht nothwendig der ganze Zwischenraum der beiden angenommenen Kreise mit hohen Gegenständen besetzt sein mufs. Sie können in ganz be- liebiger Ordnung und Stellung, und gruppenweise stehen, wofern nur die reflectirenden Punkte zahlreich genug sind, um den zurückkehren- den Schall bemerklich zu machen.

$. 26. Ein doppeltes oder mehrfaches Echo kann auf mehr als eine Art entstehen. Man denke sich in dem Zwischenraum

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der beiden angenommenen Kreise zwei hinlänglich ausgedehnte Gruppen von Gegenständen einander gerade gegenüber, so erhält man das erste Echo, wie vorher, nach 0,6 Secunden; aber der beiderseitige Schall geht nun über den Ort des Beobachters hinaus nach der gegenüber- stehenden Gruppe, und kehrt nun als zweites Echo, 1,2 Secunden nach dem ursprünglichen Schall zurück. Ist das zweite Echo noch lebhaft genug, so kann eben so ein drittes u. s. w. entstehen. Oder man denke sich, aufser den beiden angenommenen Kreisen, noch zweie, mit Halb- messern von 600 und 625 Fufs beschrieben. Befinden sich in den Zwischenräumen der letztern an einer oder mehr Stellen, Gruppen von Gegenständen , und zwar gerade an solchen Stellen, wo der Zwischen- raum der kleineren Kreise leer ist, so hört der Beobachter, 0,6 Secunden nach dem ursprünglichen Schall, das erste Echo von den näheren, und nach 1,2 Secunden ein zweites von den entfernteren Gegenständen. Man sieht leicht, wie mancherlei Abänderungen dabei statt finden können. $. 27. In elliptischen Sälen hört man bekanntlich einen Schall, der in dem einen Brennpunkte entsteht, in dem andern Brennpunkte deutlicher und stärker, als an jeder andern Stelle. Es ist möglich, aber gar nicht nothwendig, dieses aus einer Zurückwerfung des Schalles nach den Gesetzen des elastischen Stofses zu erklären. Zur Erklärung genügt es schon zu bemerken, dafs (wegen einer bekannten Eigenschaft der Ellipse) aller Schall, der von einem Brennpunkt zum andern durch Zurückwerfung gelangt, einen gleich langen Weg, von der Länge der grofsen Achse zu machen hat. Jeder augenblickliche Schall, der in dem einen Brennpunkt erregt wird, kommt eigentlich doppelt im andern Brennpunkte an, einmal unmittelbar, und dann auch durch Zurückwerfung von den Wänden; aber (wenn der ellipüsche Raum nicht viele hundert Fufs lang und breit ist), so schnell hinter einander, dafs das Ohr nur einen Schall hören wird. Hierzu kommt, dafs der unmittelbare Schall, der nur von sehr wenigen Schallstralen her- rührt, weit schwächer seyn dürfte, als der von unendlich vielen Stralen herrührende refleclirte. Der zweite Schall würde eben so sanze Cubik - Raum die

5 Gestalt eines länglichen Ellipsoides hätte. Haben aber nur die Wände

augenblicklich seyn als der erste, wenn der

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eine ellipische Krümmung, so wird der Wiederhall von den obern Theilen derselben allerdings etwas später als von den untern im zwei- ten Brennpunkt anlangen.

Diese Erscheinung macht übrigens doch die oben $. 22 bemerkte Hypothese, dafs der reflectirte Schall in der Richtung, wohin ein Licht- stral von der Spiegelfläche gehen würde, am stärksten sei, ziemlich wahrscheinlich. Denn auf diese Art wird der Schall im zweiten Brenn- punkte nicht nur fast augenblicklich, sondern auch stärker als in an- dern Stellen anlangen.

Sehr entscheidend für das $. 21 aufgestellte Hauptgesetz ist die Erfahrung, dafs auch in grofsen kreisförmig ummauerten Räumen, besonders unter einer halbkugelförmigen Kuppel, etwas ähnliches statt findet, indem zwei Personen die einander gegenüber, und fast um den ganzen Durchmesser von einander entfernt stehen, sich ziemlich leise mit einander unterhalten können, wenn der Sprechende gegen die nahe Wand redet. Es dürfte schwerlich möglich seyn, diese Erscheinungen aus Reflexionen nach den Gesetzen der Spiegelung zu erklären. Ver- gleicht man aber die Längen der Wege, auf welchen der Schall von einem Endpunkte des Durchmessers zu dem andern gelangen kann, so läfst sich zeigen, dafs der Unterschied des längsten und kürzesten Weges sehr wenig mehr als 0,4 des Durchmessers beträgt. Setzt man diesen 120 Fufs, so ist dieser Unterschied ungefähr 48 Fufs. Hieraus läfst sich aber leicht berechnen, dafs aller von dem Kugelgewölbe retlecurter Schall, fast in einem Augenblick (nämlich in weniger als 4; Secunde) am andern Endpunkte des Durchmessers anlangt. Irre ich nicht, so ist dieses die einzig mögliche Art, diese Erscheinung befriegend zu erklären.

Von der Stärke des Schalles.

$. 28. Zuerst müssen wir ganz im Allgemeinen überlegen, wovon die Stärke des Schalles abhängig sei, wobei wir uns wieder auf den Schall in der Luft beschränken, weil ein menschliches Ohr selten oder nie den Schall durch ein anderes Mittel erhält, und weil das, was in Ansehung der Luft zu bemerken ist, sich leicht auch auf andere Mittel anwenden läfst. |

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Unmittelbar kann unstreitig die Stärke des Schalles, so fern man einen einzigen Schallstral betrachtet, von nichts abhängen, als von der ebhaftiskeit oder Kr mi cher die Öscillationsschläge der Luf Lebhaftigkeit oder Kraft, t welcher die Öscillat hläge der Luft as Trommelfell des Ohres treffen. ist aber aus den ersten Elemen das T lfell des Ohres treffen. Es ist ab d ten El ten der Mechanik bekannt, dafs sich die Kraft der Bewegungen bei gleicher Geschwindigkeit, wie die bewegten Massen, und bei gleichen Massen, wie die Geschwindigkeiten verhalte. Es entsteht also nun die rage, wie die Begriffe v asse un eschwindigkeit au aillire F die Begriffe von Mas d Gesch digkeit auf oscillirende Bewegungen angewendet werden können.

8. 29. Körperliche Massen, welche sich Oscillauonen mittheilen, befinden sich allezeit in Berührung mit einander. Es scheint daher nöthig, erst die Vorstellung einer Berührung auf deutliche Begriffe zu- rück zu führen.

Wenn sich zwei gleichartige oder ungleichartige körperliche Flächen berühren, so kann man mit gleichem Rechte sagen, die Berührung ge- schehe in einer oder in zwei Flächen. Denkt man sich nämlich an der Stelle, wo man eine Berührung betrachtet, eine blofs geometrische Fläche, so kann man sagen: die Berührung geschehe in dieser einzigen Fläche. Erwägt man aber, dafs diese geometrische Fläche zwei Seiten hat, deren eine diesseits, die andere ganz jenseits liegt, und von denen jede wieder mit einer der angenommenen körperlichen Oberflächen zu- sammen fällt, so kann man sagen, die Berührung geschehe in diesen beiden Flächen. Nun kann man aber jede Fläche vorstellen als einen Körper von unendlich kleiner Dicke; daher kann man eben so richtig sagen: dafs die sich berührenden Massen zwei körperliche Schichten oder Scheiben sind, denen man gleiche, aber unendlich kleine Dicken beilegen kann. Hierdurch entstehet der Begriff eines Volumens, auf welches sich der Begriff der Masse bestimmt anwenden läfst.

Das Volumen zweier sich berührenden Scheiben mufs aber in der Regel als gleich betrachtet werden: denn dafs sie in Länge und Breite congruent sind, ist unmittelbar klar;