TOM. XLI. N 1.

UNTERSUCHUNGEN

ÜBER DAS ELEKTROMOTORISCHE VERHALTEN EINIGER

KADMIUMELEMENTE

VON

L. WILLIAM ÖHOLM.

MIT 18 FIGUREN IM TEXT.

HELSINGFORS 1912,
DRUCKEREI DER FINNISCHEN LITTERATURGESELLSCHAFT

Einleitung.

Die galvanischen Kombinationen, welche als elektrische Normale Verwendung gefunden haben, sind innerhalb gewisser Grenzen ausserordentlich sorgfältig untersucht. So verhält es sich zum Beispiel mit den Clark 1)-, Kadmium 2)- und Weston- *)- Elementen 4) 5). Diese Untersuchungen gelten doch hauptsächlich für Zellen mit gesättigten oder stark konzentrierten Lösungen, welche gerade für diese Elemente als elektrische Normale angewandt werden. Früher wurde ausschliesslich das Clark-Element benutzt. Seitdem es sich aber gezeigt hat, dass ein Austausch von Zn in Cd ein Element mit bedeutend niedrigerem Temperaturkoeffizienten ergiebt, kam das Kadmiumelement immer mehr in Gebrauch. Dieses Element hat sich schliesslich in dem sogenannten WestonTypus, gefüllt mit einer bei +4°C gesättigten Lösung, in ein ideales Normalelement verwandelt, dessen Temperaturkoeffizient auch bei genauen Messungen ganz und gar vernachlässigt werden kann, wenn die Temperaturvariationen nicht allzu gross sind.

*) Die hierher gehörige Litteratur ist ausserordentlich umfangreich. Eine bis zum Jahre 1902 vollständige Zusammenstellung findet sich bei JAEGER. Die Normalelemente und ihre Anwendung in der elektrischen Messtechnik". Des Raumes wegen erwähne ich nur die Quellen welche in engstem Zusammenhang mit dieser Untersuchung stehen. Im Uebrigen verweise ich auf die erwähnte Arbeit.

*) Um in irgend einer Weise durch die Benennung zwischen den beiden benutzten Kadmium- oder Weston-Normalelementen unterscheiden zu können, habe ich den mit Krystallen gefüllten Typus Kadmium

Ausser diesen sind im Laufe der Zeit auch andere Kombinationen vorgeschlagen und teilweise angewandt. Doch haben diese bei weitem nicht solche Bedeutung erhalten, wie die früher genannten, da es sich erwiesen hat, dass sie nicht alle die Anforderungen erfüllen, welche an ein Normalelement gestellt werden müssen. So hat z. B. OSTWALD1) das sogenannte HELMHOLTZ'sche Element 2) als Normal einzuführen und dabei durch einen geeigneten Gehalt der Zn Cl-Lösung ein Element von 1 Volt Spannung zu erhalten versucht. OSTWALD giebt an, dass die Lösung zu diesem Zwecke bei 15° C ein spec. Gewicht von 1,409 haben müsse. 1,409 haben müsse. SCHOOP 3), welcher ebenfalls Messungen über die HELMHOLTZ'sche Kombination vorgenommen hat, setzt wiederum das spec. Gewicht der Lösung auf 1,391 bei 15° C fest, um eine Spannung von 1 Volt erhalten zu könUntersuchungen, welche sich über eine längere Zeit erstrecken, liegen jedoch nicht vor, weshalb noch Unsicherheit betreffs der Anwendbarkeit dieses Elements herrscht. Das Kalomel ist im allgemeinen als ein schlechter Depolarisator angesehen worden und Zn Cl2 als ein in chemischer Hinsicht nicht ganz sicher definierbarer Körper.

nen.

Wie sich die elektromotorische Kraft bei verschiedenen Konzentrationsgraden der Lösungen der genannten Elemente verhält, ist im allgemeinen garnicht oder nur in ganz geringem Grade untersucht worden. Ebenso dürften die Kombinationen, welche sich bei den ersten qualitativen Versuchen als Normale nicht besonders geeignet erwiesen haben, in elektrischer Hinsicht nur wenig bekannt sein. So verhält es sich z. B. mit der Kombination Cd Cd Cl2 | Hg, Cl2 | Hg wenigstens soweit man nach den Angaben, welche über ein solches Element vorliegen, urteilen kann. W. JAEGER und R. WACHSMUTH 1) sagen, dass eine solche Kombination eine E M K von ungefähr 2/ Volt ergiebt, dass aber der Temperaturkoeffizient beträchtlich ist (0,0001

2

Volt
Grad

3

Versuche sind nämlich nach dieser Richtung hin vorgenommen um in das Cd-Element anstatt Merkurosulfat, welches früher nur schwer rein erhalten wurde, Kalomel als einen chemisch sicher definierbaren Körper einzuführen.

V
Gr.

Später findet man nach JAEGER 5) angegeben, dass die Kadmiumchlorid-Elemente eine Spannung von 3/4 Volt und einen Temperaturkoeffizienten =- - 0,00025 haben. Dieses nach Messungen von CZAPSKI 6). Diese Angaben scheinen nun in offenbarem

element genannt und denjenigen welcher eine bei +4° C gesättigte Lösung enhält als Westonelement bezeichnet. Bekanntlich werden gewöhnlich beide Typen Westonelement genannt.

1) OSWALD. Zeitschr. f. phys. Chemle I, 403. 1887.

2) v. HELMHOLTZ. Sitz. ber. der Akad. zu Berlin II. 1882.

*) SCHOOP. Jaeger. Normalelemente S. 74. 1902.

4) Wied. Ann. LIX, 589. 1896.

5) L. c. S. 91.

") Wied. Ann. XXI, 235. 1884,