Originalabhandlungen: Über die elektrische Leitfähigkeit und einige anderen Eigenschaften des regulinischen Bleisuperoxyds

Abstract

Abstract1. Das für die Untersuchung benutzte Material bestand aus elektrolytisch hergestellten Platten von kristallisiertem Bleisuperoxyd. In solchen Platten treten bedeutende Spannungen auf, die Biegen, Rissebildung und sogar Zerfall verursachen können; der Grund scheint in einer Rekristallisation zu suchen sein. Durch röntgenkristallograpische Untersuchung älterer und jüngerer Platten wurde festgestellt, daß eine Umwandlung in eine neue Modifikation nicht die Ursache ist. In den elektrolytisch hergestellten Platten kann auch Schichtenbildung und Einschlüsse von Sauerstoffbläschen vorkommen.Besonders zur Untersuchung der elektrischen Leitfähigkeit diente eine Platte von 3 mm Dicke, die frei von Rissen, Schichten und eingeschlossenen Bläschen war.2. Die chemische Untersuchung richtete sich auf denkbare Verunreinigungen ein. Einschlüsse von Elektrolyt (Bleinitrat, das vielleicht etwas Eisen enthielt) konnten nicht nachgewiesen werden, ebensowenig niedere Bleioxyde, Wasser (<0,1%) oder okkludierter Sauerstoff. Dagegen wurden in der erwähnten, besonders guten Platte etwa 0,0020% MnO2 und in einer aus reineren Chemikalien hergestellten etwa 0,0008% MnO2. Zur Kontrolle wurde der Bleigehalt bestimmt.3. Die ziemlich verbreitete Angabe, daß in aus sauren Bleisalzlösungen anodisch niedergeschlagenem Superoxyd ein Hydrat (H2PbO3) öfters eingemischt sei, dürfte keinen Grund haben.4. Das spez. Gewicht, auf Wasser von + 4° bezogen, wurde bei + 20° nach Reduktion auf den leeren Raum gleich 9,363 gefunden (also abgerundet 9,36).5. Die Härte liegt zwischen 5 und 6.6. Form, Farbe, Glanz, Sprödigkeit, spez. Gewicht und Härte stimmen gut mit den Eigenschaften des mineralischen Bleisuperoxyds, des Plattnerits.7. Der Wärme‐Ausdehnungskoeffizient wurde teils durch direkte Längenmessung, teils durch Untersuchung des spez. Gewichtes bei verschiedenen Temperaturen bestimmt. Als Mittelwert des linearen Wärme ‐ Ausdehnungskoeffizienten zwischen + 25° und + 150° wurde 7.10−6 gefunden.8. Die spezifische Wärme zwischen + 20° und + 100° wurde gleich 0,0639 (abgerundet 0,064) gefunden. Die Molekularwärme bei + 60° würde hiernach 15,24 betragen, in guter Übereinstimmung mit einer Formel von Nernst und Lindemann.9. Für die Kontaktwiderstände beim Bleisuperoxyd, Stahl und Kupfer werden einige Werte angegeben.10. Für die Bestimmung des spez. Widerstandes bzw. der elektrischen Leitfähigkeit wurde eine neue Methode verwendet, die von den Kontaktwiderständen unabhängig ist. Geschliffene Stäbe von Bleisuperoxyd, in denen nahe den Enden je eine Kerbe angebracht war, wurden, passend beschwert, auf zwei dünnen Platindrähten aufgehängt. Dicke und Breite der Platten sowie der Abstand zwischen den Aufhängestellen wurden gemessen. Durch die Stäbe wurden genau gemessene Ströme gesandt und gleichzeitig der Spannungsabfall zwischen den Platindrähten gemessen. Hierzu wurde ein hochempfindliches Elektrometer verwendet, das beinahe als Nullinstrument benutzt wurde, indem zwischen dem einen Platindraht und der Zuleitung zum Elektrometer eine genau gemessene, kompensierende EMK eingeschaltet wurde.11. Die Fehlerquellen werden besprochen. Für die Erwärmung der Stäbe während des Stromdurchganges konnte korrigiert werden. Die von der Kleinheit und der in gewissem Maße vorhandenen Schiefheit der Stäbe herrührende Fehlerquelle, nämlich, daß die Stromlinien bei den Aufhängestellen noch nicht parallel zur Längsrichtung des Stabes verliefen, konnte nur durch wiederholte Beobachtungen bei verschiedenen Aufhängungen eliminiert werden.12. Der spez. Widerstand bei + 20° wurde gefunden: w0 = 0,0000919 und somit die spez. Leitfähigkeit bei derselben Temperatur: x = 10880. Im Temperaturgebiet + 22 bis + 84° nimmt die spez. Leitfähigkeit mit 0,06% pro Grad ab. Für 0° wird berechnet: W0 = 0,0000908 Ω (abgerundet 0,000091) x = 11010 (abgerundet 11000).Es wird hervorgehoben, daß bei völlig reinem Material x höher sein dürfte; eine Extrapolation läßt sich jedoch noch nicht ausführen.13. Ältere Bestimmungen der elektrischen Leitfähigkeit, insbesondere von Ferchland und Streintz, werden besprochen.14. Es wird hervorgehoben, daß es besonders interessant erscheint, daß das Bleisuperoxyd sogar eine höhere Leitfähigkeit als Quecksilber und Wismut besitzt und daß die Leitfähigkeit mit der Temperatur abnimmt, wie bei den Metallen. Es wird auch daran erinnert, daß Bleisuperoxyd die Fähigkeit besitzt. Anionen (PbO2″) auszusenden und daher als ein zusammengesetzes Metalloid bezeichnet werden kann. Dasselbe gilt vielleicht für übrige dunkel gefärbte Oxyde und Sulfide der schweren Metalle.Außer für die früher erwähnte Hilfe mit der röntgenkristallographischen Untersuchung möchte ich auch meinen besten Dank aussprechen für die Hilfe, die die Herren Prof. Dr. H. Grinakowsky und die Ingenieure B. Nordlander und R. Örtenblad, bei der Ausführung der Versuche in vieler Hinsicht geleistet haben.