Michael
Faraday schrieb 1821 in seinen "Experimental-Untersuchungen über
Elektrizität":
§ 360 |
"Der allgemeine Schluss, welcher, wie ich glaube, aus der Summe
von Tatsachen gezogen werden muss, ist der, dass alle Elektrizität,
welcher Quelle sie auch entstammen mag, ihrem Wesen nach identisch
ist."
(Anm.: Gemeint ist "atmosphärische Elektrizität",
"Reibungselektrizität", "galvanische Elektrizität",
"Thermoelektrizität" und "Induktionselektrizität",
die in den vorausgehenden Paragraphen untersucht wurden.) |
§ 361 |
"Nachdem ich die Identität hinlänglich sichergestellt
glaubte, ging meine nächste Bemühung dahin, ein gemeinsames
Maß oder eine bekannte Quantitätsbeziehung zwischen der
durch eine Elektrisiermaschine erregten und der Elektrizität
einer Voltaschen Säule zu erhalten." |
§ 377 |
Faraday findet, "dass die chemische wie die magnetische Kraft
direkt proportional ist der absoluten Quantität der durchgegangenen
Elektrizität."
Dies ist die ursprüngliche Formulierung des ersten Faradayschen
Gesetzes.
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§ 504 |
"Die Summe der chemischen Zusammensetzung ist konstant für
jeden Querschnitt eines der Zersetzung unterliegenden Leiters von
gleichförmiger Beschaffenheit, welchen Abstand auch die Pole
von einander oder dem Querschnitt haben mögen." |
§ 505 |
"Für eine konstante Quantität von Elektrizität
ist bei jedem der Zersetzung unterliegenden Leiter, bestehe er aus
Wasser, Salzlösungen, Säuren, geschmolzenen Körpern
usw., auch der Betrag der elektrochemischen Aktion eine konstante
Größe [...] das Agens, welches in dem, was wir elektrischen
Strom nennen [... ist] vorhanden, [...] als die Achse einer aus entgegengesetzten,
gerichteten Kräften bestehenden Gesamtkraft". |
§ 783 |
"Die chemische Kraft eines elektrischen Stromes ist direkt
proportional der absoluten Menge der durchgegangenen Elektrizität."
Faraday gibt (wie überall in seinen Arbeiten) keinen mathematischen
Ausdruck hierfür. Wird für die "chemische Kraft"
die Masse m eines abgeschiedenen Metalls verwendet, so ist nach
heutiger Bezeichnungsweise ( q = Ladungsmenge):
m ~ q
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§ 821 |
liefert den Proportionalitätsfaktor aus Versuchen über
Äquivalenzmassen:
"die mit irgend einer Substanz erhaltenen Resultate [stimmen
nicht] bloß untereinander überein, sondern auch mit denen,
welche andere Substanzen ergeben, so dass sich alles zusammen zu einer
Reihe fester elektrochemischer Aktionen kombiniert." |
§ 836 |
"Elektrochemische Äquivalente sind den gewöhnlichen
chemischen Äquivalenten gleich."
Dies liefert obigen Proportionalitätsfaktor, indem Äquivalenzmasse
und Ladung miteinander ins Verhältnis gesetzt werden. Das zweite
Faradaysche Gesetz lautet in gebräuchlicher Formulierung: "Gleiche
Elektrizitätsmengen scheiden verschiedene Stoffe im Verhältnis
ihrer chemischen Äquivalentmassen ab."
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für |
q |
= |
const. |
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M |
= |
Molmasse |
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n |
= |
Anzahl der ausgetauschten Elektronen |
Beide Gesetze lassen sich zusammenfassen:
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für |
F |
= |
Faraday-Konstante |
Dies drückt den Erhalt von Ladung und Masse bei der Elektrolyse
aus - allerdings lag diese Deutung Faraday fern. Er schloss nur:
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§ 869 |
"die Äquivalentgewichte der Körper sind einfach diejenigen
Mengen derselben, welche gleiche Mengen Elektrizität enthalten
[...]; es ist die Elektrizität, welche die Äquivalentzahl
bedingt [...]. Aber wenn wir die Atomtheorie und deren Terminologie
annehmen, so sind es die in ihrer gewöhnlichen chemischen Aktion
einander äquivalenten Atome der Körper, welche von Natur
mit gleichen Mengen Elektrizität vereinigt sind. Aber ich muss
gestehen, ich bin misstrauisch gegen den Ausdruck Atom, denn es ist
sehr leicht, von Atomen zu reden, aber sehr schwierig, sich eine klare
Vorstellung von ihrer Natur zu bilden, insbesondere wenn zusammengesetzte
Körper in Betracht kommen." |
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