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-The Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach

-

-This eBook is for the use of anyone anywhere in the United States and most

-other parts of the world at no cost and with almost no restrictions

-whatsoever.  You may copy it, give it away or re-use it under the terms of

-the Project Gutenberg License included with this eBook or online at

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-

-Title: Die Akkumulatoren

-       ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung.

-

-Author: Willibald Bermbach

-

-Release Date: April 2, 2016 [EBook #51638]

-

-Language: German

-

-Character set encoding: UTF-8

-

-*** START OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***

-

-

-

-

-Produced by Peter Becker, Harry Lamé and the Online

-Distributed Proofreading Team at http://www.pgdp.net

-

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-  Anmerkungen zur Transkription

-

-    Benutzte         Typographie

-  Transkription      im Original

-

-   _Text_            Kursivdruck

-   =Text=            Fettdruck

-   ~Text~            Gesperrter Text

-   _{Text}           Tiefgestellter Text

-

-  Fußnoten befinden sich am Ende des Kapitels.

-

-  Abhängig von der benutzten Hard- und Software sind möglicherweise

-  nicht alle Elemente des Textes richtig zu sehen.

-

-  Weitere Anmerkungen befinden sich am Ende dieser Text.

-

-

-

-

-  Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig

-

-

-  HANDWÖRTERBUCH

-  DER DEUTSCHEN SPRACHE

-

-  von =Dr. Daniel Sanders=

-

-  Neu bearbeitet, ergänzt u. vermehrt

-

-  von =Dr. Ernst Wülfing=

-

-  Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage

-  Geheftet Mark 8.--, gebunden Mark 10.--

-

-[Illustration]

-

-Der „Kleine Sanders‟, der bekannte von Sanders selbst besorgte Auszug

-aus seinem großen vierbändigen „Wörterbuch‟, der seit seinem ersten

-Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen erlebt hat und in rund

-40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in neuer, reich ergänzter und

-vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem Gewande vor uns. Vor der alten

-Ausgabe zeichnet sich die neue schon rein äußerlich durch die vornehme

-Ausstattung und die größere Breite der Spalten aus; vor allem aber ist,

-wenn auch im ganzen die Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten

-wurde, doch in zahlreichen Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch

-eine bei weitem größere Übersichtlichkeit zu verschaffen. -- Der

-Bearbeiter Dr. E. Wülfing, hat das Buch mit besonderer Sorgfalt

-durchgesehen, es besonders, wo alte Lücken waren, aus dem „Großen

-Sanders‟ ergänzt und es anderseits durch zahlreiche neue Wörter

-vermehrt, die die verflossenen 40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der

-Technik aufgebracht haben. Auch wurde an manchen Stellen die bessernde

-Hand angelegt, wo das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft

-nötig erschien, besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von

-Sanders s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden

-konnte. An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten

-technischen Ausdrücke und u. a. auch der Pflanzennamen, übertrifft der

-„Sanders-Wülfing‟, wie der „Kleine Sanders‟ wohl jetzt genannt werden

-wird, alle vorhandenen kleineren deutschen Wörterbücher. Besonders sei

-noch erwähnt, daß Wülfing an zahllosen Stellen dafür gesorgt hat, daß

-durch Einfügung von kurzen Belegen und Anführungen aus dem Schrifttum,

-sowie von knappen Beispielen die Erläuterungen, die ohne solche oft

-nicht ganz klar waren, belebt worden sind. Daß endlich die neue

-Rechtschreibung eingeführt worden ist, braucht nicht besonders betont zu

-werden.

-

-=Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch für jeden Gebildeten=

-

-

-

-

-  Die Akkumulatoren,

-  ihre Theorie, Herstellung, Behandlung

-  und Verwendung.

-

-

-  Von

-

-  Prof. =Dr. W. Bermbach=.

-

-  Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage

-

-  ~Mit~ 38 ~Abbildungen.~

-

-  [Illustration]

-

-  ~Otto Wigand~

-  Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.

-  Leipzig 1911.

-

-

-

-

-Vorwort

-

-zur ersten Auflage.

-

-

-Die Literatur über Akkumulatoren ist zwar eine ziemlich reichhaltige,

-jedoch fehlt es an einem nicht zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die

-Theorie wie die Praxis, letztere, soweit sie größere Kreise

-interessiert, genügend berücksichtigt wird. Dieses dürfte in dem

-vorliegenden Werkchen geschehen sein.

-

-Wenn irgendwo, so gilt für den Bleiakkumulator der Satz: Eine gute

-Theorie ist die beste Praxis. Denn hier gibt uns die Theorie Aufschluß

-über alle im Betriebe vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde

-wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausführlich behandelt. Damit sich

-nun auch solche Leser, denen die Grundbegriffe der modernen

-Elektrochemie nicht geläufig sind, zurechtfinden können, habe ich in dem

-ersten Kapitel die neueren Ansichten über die Elektrolyse und die

-Stromerzeugung in galvanischen Elementen gemeinverständlich behandelt.

-

-  Cöln, Mai 1905.

-

-

-

-

-Vorwort

-

-zur zweiten Auflage.

-

-

-Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die beiden letzten Kapitel

-außerdem nicht unwesentlich erweitert. Über den ~Edison~-Akkumulator

-liegt jetzt genügend Material vor; dementsprechend wurde er in der neuen

-Auflage ausführlicher behandelt.

-

-Herrn Dr. H. ~Geisler~ spreche ich für seine Unterstützung bei dem Lesen

-der Korrekturbogen meinen verbindlichsten Dank aus.

-

-  Cöln, Juni 1911.

-

-  =Der Verfasser.=

-

-

-

-

-Inhalt.

-

-

-                                                                   Seite

-

-  1. ~Kapitel~. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen

-     Elemente                                                          1

-

-  2. ~Kapitel~. Theorie des Bleiakkumulators                          34

-

-  3. ~Kapitel~. Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer

-     Widerstand                                                       60

-

-  4. ~Kapitel~. Ladung und Entladung                                  80

-

-  5. ~Kapitel~. Vorgänge im ruhenden Akkumulator                     105

-

-  6. ~Kapitel~. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten,

-     Formation                                                       116

-

-  7. ~Kapitel~. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,

-     Vorschriften über die Behandlung, Lebensdauer                   132

-

-  8. ~Kapitel~. Der alkalische Akkumulator                           152

-

-  9. ~Kapitel~. Die Verwendung der Akkumulatoren                     166

-

-

-

-

-Erstes Kapitel.

-

-Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.

-

-

-~Vorläufige Erklärung der Vorgänge im Bleiakkumulator~. Ein

-Bleiakkumulator in seiner einfachsten Gestalt besteht aus zwei

-Bleiplatten, die in verdünnte Schwefelsäure eintauchen. Schickt man

-durch den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom, so bildet

-sich an derjenigen Elektrode, die mit dem positiven Pole der Stromquelle

-verbunden ist, der Anode, Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat;

-an der negativen Elektrode, der Kathode, wird Bleioxyd[1], das sich,

-bevor die Bleiplatten in die Säure getaucht wurden, an der Luft gebildet

-hatte, zu metallischem Blei reduziert.

-

-Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt -- was bei unserem

-Laboratoriumsversuch schon nach kurzer Zeit der Fall ist --, so

-unterbricht man den Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns

-Blei und Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure:

-

-  Pb | H₂SO₄ + aqua | PbO₂

-   - |             |   +

-

-Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, daß die betreffende Platte der

-negative Pol des Elementes ist. Unsere Kombination ist, wie wir leicht

-mittels eines Galvanoskops nachweisen können, ein galvanisches Element,

-ähnlich wie

-

-  Zn | H₂SO₄ + aq | Cu.

-   - |           |  +

-

-Wie wir später sehen werden, bildet sich bei der Entladung auf beiden

-Elektroden Bleisulfat. Die beiden Platten werden also einander um so

-ähnlicher, je mehr Elektrizität unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber

-zwei ~gleiche~ Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht, so erhält

-man kein galvanisches Element. Die elektromotorische Kraft unseres

-primitiven Akkumulators muß also während der Stromabgabe mehr oder

-weniger schnell abnehmen.

-

-Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet man, daß nach

-Beendigung der Entladung die braunrote Farbe keineswegs ganz

-verschwunden ist, daß also Reste von PbO₂ zurückbleiben.

-

-Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird Bleisulfat an der

-negativen Elektrode in metallisches Blei und an der positiven Platte in

-Bleisuperoxyd verwandelt.

-

-Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung spielen sich im Akkumulator

-chemische Prozesse ab. Bei der Ladung wird ein chemisches System

-gleichsam gewaltsam verändert (ähnlich wie eine Spiralfeder beim

-Zusammendrücken), das veränderte System hat das Bestreben, in seinen

-ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Bei der Ladung wird in dem

-Akkumulator chemische Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese

-aus elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also keineswegs

-elektrische Energie als solche aufbewahrt, gerade so wenig wie dies bei

-einem Gewichte der Fall ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde.

-Den Charakter eines galvanischen Elementes erhält der Akkumulator erst

-dadurch, daß man ihm elektrische Energie zuführt. Man bezeichnet ihn

-daher auch als ~Sekundärelement~.

-

-Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator in nichts von

-einem gewöhnlichen Primärelement (z. B. einem Daniell-Element). Wir

-müssen daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen Elemente

-näher eingehen.

-

-An den chemischen Vorgängen im Akkumulator ist der Elektrolyt in

-hervorragender Weise beteiligt. Es ist daher jedem, der nur etwas tiefer

-in die Theorie des Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein

-möglichst klares und vollständiges Bild von den Vorgängen, die sich bei

-der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure abspielen, zu verschaffen.

-[Hingewiesen sei hier auf das Kapitel VIII in ~Le Blancs~ Lehrbuch der

-Elektrochemie.]

-

-Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit es der Raum gestattet,

-in unserer Schrift Berücksichtigung finden sollen, so wollen wir mit

-einer Besprechung einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes

-beginnen.

-

-Der ~osmotische Druck~. Um diesen außerordentlich wichtigen Begriff klar

-zu machen, wollen wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel

-diene eine Zuckerlösung. Ein Standglas mit vorspringendem Rande fülle

-man mit einer Zuckerlösung und verschließe das Glas mittels einer vorher

-in lauwarmem Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu achten

-ist, daß keine Luftblasen eingeschlossen werden. Durch einen Bindfaden

-ist die Membran unterhalb des Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man

-das Präparat in ein größeres, mit Wasser gefülltes Gefäß, so findet man

-nach etwa 24 Stunden, daß sich die Membran sehr stark gewölbt hat, und

-wir schließen daraus, daß von der Zuckerlösung auf die Membran ein Druck

-ausgeübt wurde. Da die Wölbung nicht erfolgt, wenn wir das Standglas mit

-Wasser füllen, so schließen wir weiter, daß der eben erwähnte Druck von

-den Zuckermolekülen herrührt. -- Die Schweinsblase hat die

-Eigenschaft[2], den Wassermolekülen den Durchgang zu gestatten, nicht

-aber den Zuckermolekülen, sie ist ~halbdurchlässig~ oder semipermeabel.

-Denken wir uns nun die Zeit in sehr kleine Intervalle geteilt, so können

-wir die Vorgänge in dem Standglase (Zelle) folgendermaßen erklären: Die

-Zuckermoleküle üben einen Druck auf die Membran aus; diese wird um ein

-unendlich kleines Stück gehoben, in den freien Raum dringt Wasser ein.

-Während des folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw. Die

-Membran wölbt sich also langsam im Laufe der Zeit. Dem osmotischen

-Drucke der Zuckermoleküle -- so nennt man den auf die Membran ausgeübten

-Druck -- wirkt die Spannung der Membran entgegen. Nehmen wir nun an, daß

-die Schweinsblase vollkommen, auch bei jedem Drucke halbdurchlässig ist,

-und daß sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag, ohne zu

-platzen, so schließen wir weiter, daß sich nach einer gewissen Zeit ein

-Gleichgewichtszustand ausbildet, der natürlich dann vorhanden ist, wenn

-der osmotische Druck der Zuckermoleküle gleich ist der Spannung der

-Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten Membran nach

-Eintritt des Gleichgewichtszustandes, d. h. wenn eine weitere Wölbung

-der Membran nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen Drucke der

-Lösung.

-

-Auch in folgender Weise gelangt man zu einer Vorstellung über den

-osmotischen Druck. Wenn wir bei Beginn des Versuches die Membran

-belasten, etwa durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das

-Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei einer gewissen

-Belastung wölbt sich die Membran überhaupt nicht. Beträgt die

-betreffende Belastung p kg pro 1 cm² Oberfläche, so ist p ein Maß für

-den osmotischen Druck.

-

-Nach der kinetischen Theorie der Flüssigkeiten kommt der osmotische

-Druck dadurch zustande, daß Zuckermoleküle gegen die Membran prallen und

-Stöße auf diese ausüben.

-

-Auf die für den osmotischen Druck gültigen Gesetze, die übrigens, wie

-~van ’t Hoff~ zeigte, mit den Gasgesetzen übereinstimmen, soll nicht

-näher eingegangen werden; es sei nur bemerkt, daß der osmotische Druck

-mit der Konzentration wächst.

-

-~Die elektrolytische Dissoziation.~ Man fand, daß die Lösungen von

-Säuren, Salzen und Basen (Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen

-Druck haben. ~Arrhenius~ erklärte diese Erscheinung durch die Annahme,

-daß sich Moleküle der gelösten Substanz dissoziieren. Eine einfache

-Überlegung zeigt uns aber, daß die Dissoziation in Elektrolyten von der

-gewöhnlichen Dissoziation verschieden sein muß. Wählen wir als Beispiel

-eine Salmiaklösung. Bei hoher Temperatur spaltet sich (dampfförmiger)

-Salmiak nach der Gleichung

-

-  NH₄Cl = NH₃ + HCl.

-

-Würde die Dissoziation in der Salmiaklösung in derselben Weise erfolgen,

-so müßte die Flüssigkeit freies Ammoniak enthalten, das an seinem

-scharfen, stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine

-Salmiaklösung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die ~Dissoziation in

-Elektrolyten erfolgt~ nun in der Weise, daß ~elektrisch geladene

-Komponenten~ entstehen. Das Kochsalzmolekül z. B. spaltet sich in ein

-positiv geladenes Natriumatom und ein negativ geladenes Chloratom. Die

-Komponenten nennt man ~Ionen~, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter

-dem Einflusse elektrischer Kräfte bewegen.

-

-Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen chemischen Prozeß

-auffassen, der sich zwischen einem Molekül der gelösten Substanz und

-einem Neutron[3] abspielt und den man für Kochsalz durch die Gleichung

-versinnlichen kann:

-

-  NaCl + ⊕-⊖ = Na-⊕ + Cl-⊖.

-

-Statt dessen schreibt man kürzer

-

-  NaCl = Na· + Cl′.

-

-Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische Verbindungen an,

-z. B. ist das Natriumion (Na·) eine chemische Verbindung zwischen einem

-Natriumatom und einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium + Chlor

-etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist Natrium + Elektron, d.

-h. Natriumion, in seinem chemischen und physikalischen Verhalten

-durchaus verschieden von dem metallischen Natrium.

-

-Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch aus mehreren Atomen

-bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe, dem Radikale SO₄. Ist das

-Element oder die Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit

-mehreren Elektronen. Beispiele für die elektrolytische Dissoziation:

-

-  NaOH = Na· + OH′ (Hydroxylion)

-

-  CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ (Sulfat-Ion).

-

-  NH₄Cl = NH₄· + Cl′

-

-Cu·· bedeutet, daß das Kupferatom mit zwei positiven Elektronen

-verbunden ist.

-

-  Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in

-  Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser

-  eine besonders große ~dissoziierende Kraft~ innewohnt. Nernst wies

-  zuerst darauf hin, daß zwischen dem Dissoziationsvermögen einer

-  Flüssigkeit und der Dielektrizitätskonstante ein gewisser

-  Parallelismus besteht.

-

-In einem Elektrolyten, z. B. in verdünnter Salzsäure, befinden sich

-neben den Molekülen des Wassers, von dessen Dissoziation wir einstweilen

-absehen, nichtdissoziierte Moleküle der gelösten Substanz, positive

-Ionen, nämlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, nämlich die

-Chlorionen. Nur bei sehr starker Verdünnung sind sämtliche Moleküle der

-gelösten Substanzen dissoziiert. Befinden sich n Moleküle der gelösten

-Substanz (dissoziierte Moleküle + indissoziierte Moleküle) in einer

-Lösung und sind von diesen m Moleküle dissoziiert, so ist m/n der

-~Dissoziationsgrad~.

-

-In jedem noch so kleinen Tröpfchen des Elektrolyten befinden sich

-ebensoviele positive Ionen wie negative, so daß das Tröpfchen als Ganzes

-unelektrisch ist.

-

-Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich die Ionen wie die

-Moleküle der gelösten Substanz; auf eine semipermeable Wand üben sie

-also einen Druck aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase

-erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume gleichzeitig

-mehrere Gase oder Dämpfe, so übt jedes Gas einen gerade so großen Druck

-aus, wie wenn es allein vorhanden wäre. Bei einem Elektrolyten kommen

-also, wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen, drei osmotische

-Drucke in Betracht, nämlich der osmotische Druck der nichtdissoziierten

-Moleküle, derjenige der positiven Ionen und derjenige der negativen

-Ionen.

-

-Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in der Regel) nicht alle

-Moleküle der gelösten Substanz dissoziiert sind, soll mit einigen

-wenigen Worten eingegangen werden. Nach der eben mitgeteilten

-Auffassung ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang nach

-Art eines chemischen Prozesses. Für einen solchen gilt das

-Massenwirkungsgesetz[4]. Wenn wir also beispielsweise Salzsäure in

-Wasser gießen, so bildet sich ein Gleichgewichtszustand aus, der

-dadurch charakterisiert ist, daß die Anzahl der Moleküle, die in

-1 Sekunde zerfallen, gerade so groß ist wie die Anzahl der durch

-Wiedervereinigungen eines positiven und negativen Ions entstehenden

-neutralen Moleküle. -- Würden sich in einer starken Lösung, etwa in

-einer 30prozentigen Kochsalzlösung alle Moleküle der gelösten Substanz

-dissoziieren, so würde der Abstand zwischen den einzelnen Ionen ein

-außerordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten Ladungen der

-positiven und negativen Ionen würden sich so stark anziehen, daß

-zahlreiche Wiedervereinigungen stattfinden würden. Man sieht ein, daß in

-jedem Kubikzentimeter der Lösung nur eine bestimmte Anzahl von Ionen

-existieren kann. Mit zunehmender Verdünnung muß also die Dissoziation

-fortschreiten.

-

-~Elektrolyse.~ Nur ~diejenigen Flüssigkeiten leiten~ den elektrischen

-Strom, ~in denen sich freie Ionen befinden~. Die Stromleitung in einem

-Elektrolyten besteht nun darin, daß die von der positiven Elektrode

-abgestoßenen und von der negativen Elektrode angezogenen positiven Ionen

-nach der einen und die negativen nach der entgegengesetzten Richtung

-wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Ionen durch die

-Flüssigkeit hindurch bewegen, die übrigens wegen der sehr großen Reibung

-zwischen den Wassermolekülen und den Ionen eine sehr geringe ist, hat

-für die verschiedenen Ionenarten verschiedene Werte.

-

-Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden Ionen an

-diese ihre Ladungen ab, sie werden entionisiert oder gehen in den

-atomistischen („gewöhnlichen‟) Zustand über. In manchen Fällen gehen

-nach der Entionisierung sekundäre (rein chemische) Prozesse vor sich.

-Wird z. B. CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ zwischen Kupferelektroden

-elektrolysiert, so verbindet sich das SO₄-Radikal (nach seiner

-Entionisierung) mit einem Atom Kupfer der Elektrode zu CuSO₄[5].

-

-  Die dem Elektrolyten zugeführte Energie kann also in zwei Teile

-  zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen; die

-  entsprechende Arbeit wird in Wärme umgesetzt. Die zweite Arbeit, die

-  der Strom leistet, besteht darin, daß die Ionen ihrer Ladungen beraubt

-  werden. -- Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines Natriumions kann

-  man als einen chemischen Prozeß auffassen, an dem das Natriumion und

-  ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem Energie verbraucht

-  wird.

-

-Das ~Faradaysche Gesetz~ erscheint vom Standpunkte der Ionentheorie aus

-als etwas Selbstverständliches. Man sieht nämlich ohne weiteres ein,

-daß

-

-1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen

-Elektrizitätsmengen proportional sind und daß

-

-2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten

-ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen Äquivalenten proportional sind

-(an chemisch äquivalente Stoffmengen sind gleiche Elektrizitätsmengen

-gebunden). An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;

-ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um 1 Gramm Wasserstoff durch

-Elektrolyse irgend eines Elektrolyten zu erhalten, muß man der

-Stromquelle 96540 Coulomb positive Elektrizität entnehmen, oder bei 1

-Ampere Stromstärke muß die Elektrolyse 96540 Sekunden lang dauern.

-

-Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten ~die Elektrolyse der

-verdünnten Schwefelsäure~. Aus dem Umstande, daß chemisch reines Wasser

-den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, muß man folgern, daß

-sich in reinem Wasser nur eine geringe Anzahl von Ionen befindet. In

-chemisch reinem Wasser können sich natürlich nur solche Ionen befinden,

-die durch Dissoziation der Wassermoleküle selbst entstehen. Diese

-spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen Prozentsatze, nach

-der Gleichung

-

-  H₂O = H· + OH′ (1).

-

-Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringfügigere Dissoziation, die

-zur Bildung von Wasserstoff und Sauerstoffionen führt:

-

-  H₂O = H· + H· + O′′ (2).

-

-Aus der von ~Kohlrausch~ und ~Heydweiller~ bestimmten Leitfähigkeit des

-Wassers kann man den Dissoziationsgrad berechnen. Man findet, daß bei 0

-Grad 1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen, wenn

-wir von der Dissoziation nach Gleichung 2 absehen) in etwa 14 Millionen

-Liter Wasser enthalten sind, bei 18° schon in 6,25 . 10⁶ l. Die

-Leitfähigkeit nimmt also mit der Temperatur schnell zu. Nach neueren

-Messungen enthält 1 g Wasserstoff 0,352 . 10²⁴ Atome. Ein Gramm Wasser

-enthält also trotz der sehr geringen Dissoziation viele Millionen

-Wasserstoffionen.

-

-Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm³ Wasser befindet,

-wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen nennen, entsprechendes

-gilt für die anderen Ionen. Da die Leitfähigkeit des Wassers (wie aller

-Elektrolyte) mit der Temperatur stark wächst, so müssen wir schließen,

-daß entweder die Ionenkonzentrationen mit der Temperatur größer werden,

-oder daß die Reibung zwischen den Ionen und den Wassermolekülen kleiner

-wird oder daß beides zugleich stattfindet. So viele Ionen nun bei einer

-bestimmten Temperatur in einem cm³ existieren ~können~, so viele

-existieren auch wirklich. Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser

-ein Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise entfernt

-werden, so dissoziiert sich sofort ein neues Molekül Wasser -- das

-gestörte chemische Gleichgewicht wird sofort wieder hergestellt.

-

-  Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht. Befindet sich

-  in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer Glasglocke (Rezipient

-  einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge Wasser, so verdampft bei

-  einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge Wasser. Entfernen wir

-  auf irgend eine Weise einen Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue

-  Verdampfung; der Gleichgewichtszustand wird gestört und bildet sich

-  von neuem. Wie bei diesem Vorgange ~eine gewisse Zeit vergeht~, ehe

-  sich der Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der

-  elektrolytischen Dissoziation.

-

-Setzen wir reinem Wasser Schwefelsäure zu -- es genügt eine ganz kleine

-Menge --, so wächst das Leitungsvermögen sehr stark, und wir schließen

-daraus, daß sich eine große Menge von neuen Ionen gebildet haben. Diese

-entstehen durch die Dissoziation der Schwefelsäure, die bei den für uns

-in Betracht kommenden Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und

-zwar verläuft der Zerfall nach den beiden Reaktionsgleichungen[6]

-

-  H₂SO₄ = H· + HSO₄′ (3).

-

-  HSO₄′ = H· + SO₄′′ (4).

-

-Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt. Die Dissoziation

-nach der Gleichung (3) entspricht dem Zerfall des NaHSO₄, der offenbar

-nach der Gleichung

-

-  NaHSO₄ = Na· + HSO₄′

-

-erfolgt.

-

-Bei geringerer Konzentration der Schwefelsäurelösung spielt die

-Dissoziation nach Gleichung (3) nur eine ganz untergeordnete Rolle

-gegenüber der Reaktion

-

-  H₂SO₄ = H· + H· + SO₄′′ (5).

-

-Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im Sinne der

-Gleichung (3) mehr in den Vordergrund.

-

-In verdünnter Schwefelsäure befindet sich also eine größere Anzahl von

-Ionenarten (H·, OH′, O′′, SO₄′′, HSO′₄), und daher sind verschiedene

-Elektrolysen möglich. An der Kathode werden immer Wasserstoffionen

-entionisiert, an der Anode aber können vier verschiedene Ionenarten

-herauselektrolysiert werden.

-

-Welche Ionenart auch außer Wasserstoff abgeschieden werden mag, an der

-Stromleitung innerhalb des Elektrolyten sind ~alle~ Ionenarten

-beteiligt.

-

-Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten ~dauernd~

-herauszuelektrolysieren, muß man eine gewisse Minimalspannung

-anwenden; für uns kommen folgende von ~Le Blanc~ angegebene

-~Zersetzungsspannungen~ in Betracht:

-

-  H· und  O′′     1,08  Volt }

-  H·  „   OH′     1,68   „   } + Überspannung

-  H·  „   SO₄′′   1,95   „   }

-  H·  „   HSO₄′   2,60   „   }

-

-Die angegebenen Zersetzungsspannungen genügen i. A. noch nicht, eine

-~sichtbare~ Gasentwickelung herbeizuführen, man muß diese vielmehr um

-einen von der Natur der Kathode abhängigen Betrag vergrößern[7]

-(natürlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen

-Apparat, i × w, gemeint).

-

-  Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so müssen sich

-  Gasbläschen bilden. Man kann nun annehmen, daß für die Bildung der

-  Bläschen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische

-  Strom liefern muß, und daß diese Arbeit von der Beschaffenheit der

-  Oberfläche, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abhängig ist

-  (Überspannung).

-

-Am kleinsten ist die ~Überspannung~ für platiniertes Platin (Kathode),

-für blankes Platin ist sie nahezu 0,1 Volt. Höchst wichtig ist für uns

-die ~Überspannung~ für ~Blei~, die ~nach Caspari~ 0,64 ~Volt~

-beträgt[8]. Bei der Ladung eines Akkumulators ist die Bleielektrode

-Kathode; daher kann, wenn wir von der sehr geringfügigen Elektrolyse,

-die den Ionen H· und O′′ entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung

-erst bei 1,68 + 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung wird

-erst bei noch höherer Spannung vor sich gehen (abgesehen von der

-Überspannung des Sauerstoffs[9]).

-

-Wegen der Überspannung ist also eine Ladung des Akkumulators erst

-möglich, bezw. kann eine solche ohne ganz erhebliche Energieverluste

-erfolgen.

-

-Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt der Strom in einem

-Wasserzersetzungsapparat nicht völlig auf Null herab, es muß also auch

-in diesem Falle eine Elektrolyse stattfinden. Man erhält nicht Gase von

-Atmosphärendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff von geringer

-Konzentration, gelöst in den Elektroden und im Elektrolyten. Den Strom

-bezeichnet man als ~Reststrom~ (s. S. 29).

-

-In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff finden sich immer Spuren

-von ~Ozon~, das durch einen sekundären Prozeß aus dem abgeschiedenen

-Sauerstoff entsteht (besonders bei größerer Stromdichte).

-

-Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration der Säure zu. Ebenso

-entsteht sekundär ~Wasserstoffsuperoxyd~[10] (H₂O₂) in geringer Menge,

-wahrscheinlich an beiden Elektroden. Endlich ist zu erwähnen, daß sich

-~Überschwefelsäure~ bilden kann nach der Gleichung

-

-  2HSO₄′ + 2⊕ = H₂S₂O₈ (6).

-

-also primär. Die Entstehung von Überschwefelsäure bei der Elektrolyse

-der verdünnten Schwefelsäure wird durch große Stromdichte, Vergrößerung

-des Schwefelsäuregehaltes und Erniedrigung der Temperatur begünstigt.

-Nach den Zersetzungsspannungen auf Seite 13 dürfte aber, vorausgesetzt,

-daß die Überschwefelsäure nach Gleichung (6), also primär, entsteht,

-ihre Bildung erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen; hierzu

-ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den HSO₄-Ionen gleichzeitig

-Wasserstoffionen an der Bleielektrode entionisiert werden müssen, die

-Überspannung von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung wäre demnach

-eine Bildung von Überschwefelsäure im Akkumulator ausgeschlossen. Da

-übrigens die Überschwefelsäure Blei angreift und Bleisuperoxyd in

-Bleisulfat verwandelt, so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem

-Akkumulator schädlich.

-

-Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen wir uns mit der Beziehung

-zwischen der ~Wärmetönung und der elektromotorischen Kraft~

-beschäftigen. Verdünnte Schwefelsäure möge zwischen indifferenten

-Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch die Produkte der

-Elektrolyse nicht angegriffen werden, zersetzt werden (z. B. zwischen

-Platinelektroden). Wir erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten

-absehen, Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, daß wir 1 Gramm

-Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben (und 8 Gramm Sauerstoff);

-es sind dann im ganzen 96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen,

-was der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Ampère Stromstärke 96540

-Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene Wasserstoff werde verbrannt;

-wir erhalten dann 9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im

-Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, daß wir etwa 34200 kleine

-Wärmeeinheiten (Grammkalorien, cal.) erhalten. Um diese Energie sind 9

-Gramm Wasser von gewöhnlicher Temperatur ärmer als 1 g H + 8 g O von

-derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schließen wir ~vorläufig~, das

-eben gewonnene Wasser wieder in seine beiden Komponenten zerlegen, so

-müssen wir die eben gewonnene Energie, die wir die ~Wärmetönung~ des

-Prozesses

-

-  2H + O = H₂O,

-

-bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder zuführen. Geschieht

-also die Zersetzung mittels des elektrischen Stromes, so müssen wir,

-abgesehen von der Jouleschen Wärme, in den elektrolytischen Apparat eine

-den 34200 cal. äquivalente Menge elektrischer Energie hineinschicken.

-Die elektrische Energie aber, die ein Apparat verbraucht, ist gegeben

-durch das Produkt

-

-  Anzahl Coulomb × Spannung zwischen den Elektroden.

-

-Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Größe ist, nämlich 96540, und

-außerdem das Produkt einer gegebenen Wärmemenge äquivalent ist (34200

-cal.), so muß die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.

-

-Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die Beziehung

-

-  96540 . E Wattsek. (Volt-Coulomb) äquival. 34200 cal.

-

-1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher

-

-  96540 . E . 0,239 = 34200 oder

-          23070 . E = 34200.

-

-E ist also ungefähr gleich 1,5 Volt. Man sollte nun erwarten, daß eine

-Zersetzung des Wassers mit einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht

-möglich ist. Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen, daß

-man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen Kräften in

-der Nähe von 1,1 Volt Gasentwickelung beobachtet[11]. Die von uns

-gezogenen Schlüsse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;

-wir müssen uns daher noch eingehender mit der Beziehung zwischen der

-chemischen und elektrischen Energie beschäftigen.

-

-~Thomsonsche Regel.~ In den galvanischen Elementen, zu denen wir auch

-den Akkumulator zu rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die

-das Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir wählen als Beispiel das

-Daniell-Element: Zn in ZnSO₄ + aq und Cu in CuSO₄ + aq, weil bei ihm die

-Vorgänge leicht zu übersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so geht

-Zink in Lösung, und Kupfer schlägt sich auf der positiven Elektrode

-nieder.

-

-~Beide~ Vorgänge kann man durch ~eine~ Gleichung ausdrücken

-

-  Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄ (7).

-

-Der durch die Gleichung (7) dargestellte Vorgang ist mit

-Wärmeentwicklung verbunden; dies kann man dadurch leicht nachweisen, daß

-man auf Zinkspäne Kupfervitriollösung gießt. Dann löst sich Zink, und

-Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen die Lösung des

-Zinks und die Fällung des Kupfers an ~verschiedenen Stellen~ vor sich.

-Das Element möge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich dann 1

-Grammäquivalent[12] Zink (65/2 Gramm) gelöst und 1 Grammäquivalent =

-63,5/2 g Kupfer hat sich niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen

-Umsatze entsprechende Wärme, die man die ~Wärmetönung des Elementes~

-nennt, werde mit q bezeichnet. Man nahm früher an, daß die

-elektromotorische Kraft eines galvanischen Elementes durch die

-Wärmetönung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme gelangt man zu der

-vorhin entwickelten Gleichung

-

-        q

-  e = -----,

-      23070

-

-die man die ~Thomsonsche Regel~ nennt. Diese liefert, auf das

-Daniell-Element angewandt, einen mit der Erfahrung gut übereinstimmenden

-Wert, weil, wie wir später sehen werden, seine elektromotorische Kraft

-von der Temperatur unabhängig ist. Bei anderen Elementen findet man aber

-einen Unterschied zwischen der berechneten und gemessenen

-elektromotorischen Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den

-Konzentrationsketten[13].

-

-Thomson ging von der Voraussetzung aus, daß die ~ganze~ dem chemischen

-Umsatze entsprechende Energie und ~nur diese~ im Elemente in

-elektrische Energie umgewandelt werde, daß sich also das Element während

-der Stromabgabe weder erwärme noch abkühle. (Wenn übrigens hier und im

-folgenden von der Erwärmung eines Elementes die Rede ist, so soll die

-betreffende Wärme nicht als Joulesche Wärme aufgefaßt werden. Wir nehmen

-an, daß diese durch die Wahl sehr großer Elektroden, die einen kleinen

-Abstand haben, verschwindend klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung

-trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle Untersuchungen von

-~Braun~, ~Raoult~ u. a. nachgewiesen wurde, nicht zu.

-

-Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der mechanischen

-Wärmetheorie[14] auf die galvanischen Elemente gelangte ~Helmholtz~ zu

-der Gleichung

-

-        q

-  E = ----- + c . T.

-      23070

-

-w ist wieder die Wärmetönung, entsprechend dem chemischen Umsatz bei

-einer Stromentnahme von 96540 Coulomb, T ist die absolute Temperatur[15]

-und c der „~Temperaturkoeffizient~‟. Um diesen neuen Begriff zu

-erklären, wählen wir als Beispiel den Akkumulator. Die Säure eines

-geladenen Akkumulators habe das spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr

-genaue Messungen findet man, daß die elektromotorische Kraft mit der

-Temperatur wächst und zwar für 1° um 0,0004 Volt. Die Zahl 0,0004 ist

-der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators; c gibt also hier an, um

-wieviel Volt die elektromotorische Kraft steigt, wenn die Temperatur der

-Substanzen des Akkumulators um 1° Celsius erhöht wird.

-

-Bei dem gewählten Beispiele ist c positiv. In dem Akkumulator wird also

-nicht nur die dem chemischen Umsatz entsprechende chemische Energie

-(Wärmetönung) in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch

-Wärme, die zunächst den Substanzen des Elementes und dann der Außenwelt

-entzogen wird. -- Bei 17° Celsius ist die elektromotorische Kraft des

-Akkumulators bei der angenommenen Säuredichte um 290 . 0,0004 = 0,116

-Volt größer, als sie nach der Thomsonschen Regel sein müßte.

-

-Für die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient gleich Null, so

-daß die Helmholtzsche Relation in die Gleichung E = q/23070 übergeht.

-

-Wenn einer Erhöhung der Temperatur eine Abnahme der elektromotorischen

-Kraft eines Elementes entspricht, so ist der Temperaturkoeffizient

-negativ. In diesem Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu großen

-Wert für die elektromotorische Kraft, und das Element erwärmt sich

-während der Stromabgabe, indem ein Teil der Wärmetönung als Wärme zum

-Vorschein kommt.

-

-Die ~Helmholtzsche Relation gilt nur für umkehrbare~ oder reversibel

-arbeitende ~Elemente~; kann man umgekehrt nachweisen, daß für ein

-Element die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.

-

-Wir sind hier auf die ~Einteilung der galvanischen Elemente in

-umkehrbare und nichtumkehrbare~ gestoßen, die kurz besprochen werden

-soll: Zu den umkehrbaren Elementen gehört das uns schon bekannte

-Daniell-Element. Den stromliefernden Prozess können wir durch die

-Gleichung

-

-  Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

-

-darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand in den

-Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des Ions in den metallischen

-über. Hat das Element 96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von

-96540 . 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt daß die elektromotorische

-Kraft 1,1 Volt beträgt. Nach der angegebenen Stromentnahme schicken wir

-durch das Element den Strom einer Thermosäule (oder irgend einer anderen

-Stromquelle), dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die des

-Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand des Ions in den

-metallischen und Kupfer aus dem metallischen Zustand in den des Ions

-über; die im Elemente sich abspielenden Vorgänge, können durch die

-Gleichung

-

-  ZnSO₄ + Cu = CuSO₄ + Zn

-

-dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon äußerlich zutage;

-denn, die letzte Gleichung ist die Umkehrung der vorletzten. Wir können

-beide Gleichungen vereinigen zu

-

-  CuSO₄ + Zn ⇄ ZnSO₄ + Cu.

-

-Für die Entladung ist diese Gleichung von links nach rechts, für die

-Ladung von rechts nach links zu lesen.

-

-Bei der Ladung müssen wir eine elektromotorische Kraft anwenden, die

-etwas größer ist als diejenige des Elementes. Ist aber der innere

-Widerstand der Kette sehr klein und der Ladestrom nicht groß, so

-unterscheidet sich die für die Ladung erforderliche Spannung nur um

-einen sehr kleinen Betrag von der elektromotorischen Kraft des

-Elementes, und wir können praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt

-annehmen. Soll während der Stromzufuhr genau soviel Cu in Lösung gehen,

-wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen hatte, so müssen wir in

-das Element gerade soviel Elektrizität hineinschicken, wie wir ihm

-entnommen hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb. Wenn dieses

-geschehen ist, so haben wir das Element wieder in seinen ursprünglichen

-Zustand zurückversetzt, und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie

-von 96540 . 1,1 Watt.

-

-Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In Wirklichkeit liegen

-die Verhältnisse etwas anders, weil sowohl bei der Ladung als auch bei

-der Entladung der innere, selbst bei großen Elementen nicht unbedeutende

-Widerstand überwunden werden muß[16]. Infolgedessen ist bei der

-Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung, kleiner als 1,1

-Volt, während die bei der Ladung aufzuwendende E.M.K. größer als 1,1

-Volt ist (siehe auch Polarisation durch Konzentrationsänderungen).

-

-Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das Voltasche Element

-

-  Zink | verd. Schwefelsäure | Kupfer

-

-übertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme Zink in Lösung, und

-Wasserstoff wird frei (an der Kupferplatte). Der stromliefernde Prozeß

-kann demnach durch die Gleichung

-

-  Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

-

-dargestellt werden.

-

-Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet; es bildet sich

-vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in Lösung), und es wird auch jetzt

-Wasserstoff frei:

-

-  Cu + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂.

-

-Man kann also durch Elektrizitätszufuhr das Element nicht wieder in

-seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzen. Nach Entnahme und darauf

-folgender Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Grammäquivalent Zink und

-ein Grammäquivalent Kupfer in der Lösung, und zwei Grammäquivalente

-Wasserstoff sind in Freiheit gesetzt, so daß also ein gewisser

-chemischer Umsatz zu verzeichnen ist, für den eine Kompensation

-vorhanden sein muß. Die bei der Ladung dem Element zugeführte

-elektrische Energie muß größer sein als die bei der Entladung gewonnene.

-Da aber die Strommenge in beiden Fällen dieselbe ist (96540 Coulomb), so

-muß die Ladespannung größer sein als die elektromotorische Kraft des

-Elementes. „Dies ist nur möglich, wenn durch den Transport von

-Elektrizität eine elektromotorische Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn

-das Element sich polarisiert‟. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das

-Voltasche Element, von dem die Rede war, ist ein nichtumkehrbares.

-

-Unsere Betrachtungen über galvanische Elemente haben uns zu der

-Erscheinung der ~Polarisation~ geführt, die bei der Elektrolyse der

-verdünnten Schwefelsäure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr

-wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom Standpunkte der

-Ionentheorie betrachten, wollen wir uns Klarheit verschaffen über die

-~osmotische Theorie der Stromerzeugung~. Als Ausgangspunkt diene ein

-Nichtelektrolyt, und zwar wählen wir eine Zuckerlösung. Der feste

-Zucker, in Wasser gebracht, hat die Tendenz, seine Moleküle in das

-Wasser zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension). Der

-osmotische Druck der bereits in Lösung gegangenen Zuckermoleküle wirkt

-der ~Lösungstension~ entgegen, er sucht Zuckermoleküle auf die

-Zuckerstückchen zu befördern. Solange die Lösung nichtgesättigt ist,

-überwiegt der Lösungsdruck (die Lösungstension). Dieser ist also gleich

-dem osmotischen Drucke einer gesättigten Zuckerlösung.

-

-  Wir haben also ähnliche Verhältnisse wie bei der Verdampfung; der

-  Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die Verdampfung

-  geht solange vor sich, bis sich die beiden Kräfte das Gleichgewicht

-  halten.

-

-Nach der ~Nernstschen Theorie~ hat jedes Metall, das in Wasser oder in

-eine Lösung eingetaucht wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu

-lösen; man muß den Metallen also eine Lösungstension zuschreiben. Von

-anderen Substanzen unterscheiden sich die Metalle aber wesentlich

-dadurch, daß sie nicht anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt

-positiver Ionen, in Lösung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet daher

-ihre Lösungstension als ~elektrolytische~. Befinden sich in der Lösung

-Ionen des betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck dieser

-Ionen der Lösungstension entgegen.

-

-[Illustration: Fig. 1.]

-

-Das Zink hat eine außerordentlich hohe Lösungstension, sie ist größer

-als der höchste erreichbare osmotische Druck der Zinkionen in

-Zinksalzlösung. Taucht man daher eine Zinkstange in Zinksulfatlösung

-ein, so treibt das Zink Ionen in die Lösung hinein, wie dies in Fig. 1

-schematisch angedeutet ist. Infolgedessen wird das Metall negativ

-elektrisch und die Flüssigkeit in nächster Nähe positiv.

-

-Die in die Lösung getriebenen Zinkionen befinden sich in unmittelbarster

-Nähe des Zinkstabes und werden von der negativen Elektrizität der

-Elektrode angezogen. Wie man leicht einsieht, wirkt die elektrostatische

-Anziehung („ungleichnamige Elektrizitäten ziehen sich gegenseitig an‟)

-in demselben Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen

-und entgegen der Lösungstension. Sie erreicht wegen des außerordentlich

-kleinen Abstandes der beiden Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen

-Zink in Lösung gegangen sind, einen außerordentlich hohen Wert. Noch ehe

-wägbare Mengen Zink in Lösung gegangen sind, hat sich ein

-Gleichgewichtszustand ausgebildet.

-

-Die Lösungstension des Kupfers ist klein; sie ist kleiner als der

-osmotische Druck selbst sehr stark verdünnter Kupfersulfatlösungen. Wenn

-man also einen Kupferstab in Kupfervitriollösung eintaucht, so gehen,

-getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen aus der Lösung auf

-den Kupferstab; das Kupfer wird also positiv und die Flüssigkeit negativ

-elektrisch. Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand aus.

-Das Potential macht an der Grenze Metall -- Flüssigkeit einen Sprung.

-

-Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und die Kupferelektrode

-miteinander verbindet, so fließt positive Elektrizität von der Kupfer-

-und negative von der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden

-Elektroden wird gestört, so daß neues Zink in Lösung gehen und neues

-Kupfer sich auf der positiven Elektrode niederschlagen kann. An der

-einen Elektrode werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,

-an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedrückt.

-

-Wir wollen jetzt annehmen, daß wir ~verdünnte Schwefelsäure zwischen

-Platinelektroden elektrolysieren~. An der Kathode wird Wasserstoff frei.

-Platin hat nun die Fähigkeit, Gase, besonders Wasserstoff, zu

-absorbieren. Man kann sich hiervon leicht durch den Augenschein

-überzeugen: Man schalte in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon

-dieses bei Stromschluß einen stärkeren Strom anzeigt, beobachtet man

-doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen. Das unmittelbar nach

-Stromschluß entwickelte Gas dringt in das Platin ein und zwar zunächst

-in eine unendlich dünne an der Oberfläche liegende Schicht, es wird

-gelöst (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach Stromschluß frei

-gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs von dem Elektrolyten

-absorbiert.

-

-[Illustration: Fig. 2.]

-

-Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der primäre Strom, kurze

-Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat geflossen ist, eine mit

-Wasserstoff und eine mit Sauerstoff beladene Elektrode in verdünnter

-Schwefelsäure vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches

-Element, die sogen. ~Knallgaskette~. Unterbrechen wir den primären

-Strom, so fließt bei der Schaltung nach Fig. 2[17] ein Strom durch das

-Voltmeter (~Polarisationsstrom~). Die elektromotorische Kraft unserer

-Gaskette nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden

-Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr keinen Strom entnimmt, indem

-die von den Elektroden absorbierten Gase in die Flüssigkeit und in die

-tieferen Schichten der Elektroden hineindiffundieren, sodaß die

-Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.

-

-Sobald die Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure beginnt, wird unser

-elektrolytischer Apparat in eine Knallgaskette umgewandelt. Die

-abgeschiedenen Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand

-zurückzukehren, und es wird eine elektromotorische Gegenkraft geweckt.

-Diese sucht einen Strom ins Leben zu rufen, der den Batteriestrom

-bekämpft. Das Auftreten einer elektromotorischen Gegenkraft in einem

-elektrolytischen Apparate nennt man ~Polarisation~[18].

-

-  Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation ist von

-  verschiedenen Umständen abhängig, von der Natur, Gestalt, Größe der

-  Elektroden, von den Veränderungen, die sie während der Elektrolyse

-  erleiden, von den Konzentrationsänderungen des Elektrolyten an den

-  Elektroden, von der Stromdichte etc.

-

-Um eine ~Gaselektrode~ zu erhalten, steckt man ein platiniertes

-Platinblech von unten in ein oben geschlossenes Rohr, dessen unterer

-Teil in den Elektrolyten eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden

-Gase (z. B. Wasserstoff) derart gefüllt, daß sich das Platinblech zum

-großen Teil im Gase befindet, zum kleinen Teile in der Flüssigkeit (Fig.

-3). Das platinierte Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist

-selbst elektromotorisch nicht tätig, dient nur als Zu- und Ableiter der

-Elektrizität. „Vermöge seines Lösungsvermögens für Gase kommt ihm die

-Fähigkeit zu, den Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und

-umgekehrt ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche Elektrode, z. B. eine

-Wasserstoffelektrode, gehört, wie ~Le Blanc~ experimentell gezeigt hat,

-zu der Klasse der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in

-Kupfersulfatlösung). Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen

-Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen können, müssen wir

-aufwenden, um den Vorgang rückgängig zu machen.‟ (Le Blanc, Lehrbuch der

-Elektrochemie, S. 162.)

-

-[Illustration: Fig. 3.]

-

-Tauchen zwei Gaselektroden der beschriebenen Art, und zwar eine von

-Wasserstoff und eine von Sauerstoff bespülte, in verdünnte Schwefelsäure

-(s. Fig. 3), so erhält man eine Knallgaskette, die längere Zeit, falls

-der entnommene Strom eine gewisse Stärke nicht überschreitet, eine

-konstante elektromotorische Kraft hat. Der Vorgang in der Kette ist nach

-~Glaser~ folgender: Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen in

-den Elektrolyten[19]. Dort verbinden sie sich mit zwei Wasserstoffionen

-zu Wasser. Das überschüssige SO₄-Ion veranlaßt zwei Atome des

-okkludierten Wasserstoffs als Ionen in die Lösung zu treten[20]. Der

-stromliefernde Prozeß ist also die Vereinigung von Wasserstoff und

-Sauerstoff zu Wasser.

-

-Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette hängt von dem Drucke ab,

-unter dem die Gase stehen. Von diesem Drucke hängt die Konzentration des

-Gases (nicht der Ionen) in der Lösung und von dieser die Konzentration

-des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je größer aber diese

-letztere Konzentration ist, um so größer wird die elektrolytische

-Lösungstension des Gases, um so größer auch die elektromotorische Kraft.

-

-Bei Atmosphärendruck beträgt die elektromotorische Kraft der

-Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man den Druck, so nimmt die

-elektromotorische Kraft ab; ist der Druck der beiden Gase so klein, daß

-er nahezu Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr

-kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft entgegen (d. h.

-verbinden wir den positiven Pol einer fremden Stromquelle mit der

-Sauerstoffelektrode usw.), die die elektromotorische Kraft der

-Knallgaskette nur um einen ganz geringen Betrag übertrifft, so wird das

-zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.

-

-Die ~Wasserzersetzung zwischen platinierten Platinelektroden ist daher

-ein reversibler Vorgang~ oder die Knallgaskette gehört zu den

-umkehrbaren Elementen.

-

-Für den Fall, daß die Elektrolyse sichtbare Gasblasen liefert, ist die

-Zersetzungsspannung, d. h. die Potentialdifferenz der beiden Elektroden,

-um die anodische und kathodische Überspannung größer als die

-elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt). Le Blanc wies

-nach, daß die Mindestspannung bei Platinelektroden 1,68 Volt beträgt.

-

-Berücksichtigen wir, daß die elektromotorische Kraft der Knallgaskette

-mit abnehmendem Drucke der beiden Gase kleiner wird, so ergibt sich das

-höchst beachtenswerte Resultat, daß die zur Zersetzung des Wassers

-aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage bis zu einer

-gewissen Höhe variieren kann.

-

-  Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit einer

-  Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als 1,1

-  Volt ist, fließt, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer

-  erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des

-  Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so muß eine

-  Elektrolyse stattgefunden haben. Man kann dies folgendermaßen

-  erklären: Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft

-  vorhanden; es fließt also Strom durch die Zelle, und es werden geringe

-  Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden von den

-  unmittelbar an der Oberfläche liegenden (unendlich dünnen) Schichten

-  der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung. Da dann

-  der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in die tiefer gelegenen

-  Schichten der Elektrode und in die umgebende Flüssigkeit

-  hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. Würde diese Gasabgabe

-  nicht erfolgen, so würde bald die Gegenspannung gleich der

-  elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der Strom

-  verschwinden.

-

-Außer der Gaspolarisation kommen bei galvanischen Elementen und

-bei der Elektrolyse noch ~Störungen~ in Betracht, die ~durch

-Konzentrationsänderungen~ innerhalb des Elektrolyten ~verursacht~

-werden.

-

-Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren zwar, falls sie gleich

-große Ladungen haben, gleichen Antrieb in dem Felde zwischen den

-Elektroden, sie haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Größe) nicht

-die gleiche ist, verschiedene Widerstände zu überwinden (Hittorf).

-

-Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten wird

-nun der Elektrolyt in der Nähe der einen Elektrode stärker, in der Nähe

-der anderen Elektrode schwächer konzentriert.

-

-Elektrolysiert man z. B. Kupfervitriollösung zwischen Kupferelektroden,

-so wird, obschon der gesamte Gehalt an CuSO₄ unverändert bleibt, der

-Elektrolyt in der Nähe der positiven Elektrode reicher und in der Nähe

-der Kathode ärmer an CuSO₄; die Konzentrationsänderungen werden bei

-größerer Stromdichte nach etwa 1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man

-als elektrolytischen Apparat eine Röhre benutzt, deren Achse vertikal

-gerichtet ist, wie es in der Fig. 4 angedeutet ist. Indirekt kann man

-die Konzentrationsunterschiede dadurch nachweisen, daß man nach

-Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden Stromquelle die

-Elektroden mit einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische Kraft

-der Konzentrationskette, in die sich ein elektrolytischer Apparat bei

-(längerem) Stromdurchgang verwandelt, ist der elektromotorischen Kraft

-der Batterie ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.

-

-[Illustration: Fig. 4.]

-

-  Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen ergibt, ist die

-  Polarisation bei der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure

-  keineswegs eine konstante Größe. Man kann sich hiervon leicht in

-  folgender Weise überzeugen: Man messe bei verschiedenen Stromstärken

-  i₁, i₂, i₃ die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates; die

-  gefundenen Werte seien e₁, e₂, e₃. Unter der Annahme, daß die

-  Polarisation konstant sei, berechne man aus je zweien der drei

-  Gleichungen

-

-       e₁ - e       e₂ - e       e₃ - e

-  i₁ = ------, i₂ = ------, i₃ = ------

-         w            w           w

-

-  (e = elektromotorische Kraft der Polarisation)

-

-  den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erhält dann für w

-  Werte, die sehr verschieden sind.

-

-Wir haben früher durch (vorläufige) energetische Berechnungen das

-Resultat abgeleitet, daß die Spannung, die für die Zersetzung des

-Wassers nötig ist, etwa 1,5 Volt betragen müßte; andererseits haben wir

-gesehen, daß man schon bei elektromotorischen Kräften von etwa 1,1 Volt

-eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat. Es fragt sich, wie man den

-(scheinbaren) Widerspruch beseitigt. Zunächst ist zu berücksichtigen,

-daß bei der Elektrolyse des Wassers keineswegs der Prozeß

-

-  2H + O = H₂O

-

-rückgängig gemacht wird[21]; das wäre richtig, wenn durch den Strom erst

-eine Zerlegung der Wassermoleküle in ihre beiden Komponenten bewirkt

-würde. Die Tätigkeit des Stromes besteht aber darin, daß ~vorhandene~

-Ionen in den atomistischen Zustand übergeführt werden; es spielen sich

-also bei der Elektrolyse die den folgenden Gleichungen entsprechenden

-Vorgänge ab:

-

-  2H· + 2⊖ = 2H[22]

-  O′′ + 2⊕ = O bezw.

-  2OH′ + 20⊕ = 2OH und

-  H + H = H₂ } Molekülbildung

-  O + O = O₂ }

-  bezw. 2OH = H₂O + O.

-

-Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, daß die diesen Prozessen

-entsprechende Energie gleich ist der Wärmetönung des Vorganges, bei dem

-sich Wasserstoff und Sauerstoff miteinander verbinden[23]. Ferner haben

-wir gesehen, daß bei gewissen galvanischen Elementen nicht nur die der

-Wärmetönung entsprechende Energie in elektrische umgewandelt wird,

-sondern auch noch Wärme, die den Substanzen des Elementes bezw. der

-Außenwelt entzogen wird: dementsprechend dürfen wir ~bei der Elektrolyse

-nicht erwarten, daß die Zersetzungsspannung durch die Wärmetönung allein

-bestimmt sei~.

-

-  Die Helmholtz’sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, für

-  umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares

-  Element, so dürfen wir auf dasselbe die Helmholtz’sche Gleichung

-  anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, daß bei 1,1 Volt[24]

-  zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark

-  absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei mäßiger

-  Entladung zeigte das Gaselement bei 20° Celsius dieselbe

-  elektromotorische Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz’sche

-  Relation an, so ergibt sich die Gleichung:

-

-        34200

-  1,1 = ----- + c . 293.

-        23070

-

-  Hieraus ergibt sich für den Temperaturkoeffizient c der Wert -0,0014.

-  Durch Messungen ergab sich, daß der Temperaturkoeffizient den aus der

-  Helmholtz’schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die Wasserzersetzung

-  resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein reversibler Prozeß.

-

-  [1] Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich

-  bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die Säure

-  wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei reduziert.

-

-  [2] Allerdings nicht vollständig; mit wachsendem Druck wird der

-  Unterschied in der Durchlässigkeit immer kleiner.

-

-  [3] Schon ~Helmholtz~ hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizität

-  eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizitätsatome

-  sollen im Folgenden als ~Elektronen~ bezeichnet werden; für diese

-  wählen wir die Symbolen ⊕ und ⊖. Die Elektronen sehen wir als neue

-  einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit einem

-  negativen vereinigen zu einem Neutron ⊕-⊖.

-

-  [4] Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, ~Guldberg~ und

-  ~Waage~, aufgestellt. Näheres siehe Nernst, Theoretische Chemie.

-

-  [5] Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolekül spaltet

-  sich elektrolytisch, so daß das SO₄-Ion neu gebildet wird. Der Effekt

-  ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode, mit

-  Elektrizität beladen, also als Ion, in die Lösung gegangen wäre. Nimmt

-  man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein primär.

-

-  [6] S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.

-

-  [7] Caspari, Zeitschr. für physik. Chemie, 1899, 30, 89.

-

-  [8] Bei höherer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm²) wächst die

-  Überspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst, nachdem die

-  Elektrolyse längere Zeit in Gang gehalten worden ist. Ähnliches gilt

-  für die anodische Überspannung.

-

-  [9] ~Coehn~ und ~Osaka~, Zeitschr. für anorganische Chemie, 1903,

-  =34=, 86.

-

-  [10] Näheres s. ~H. Danneel~, Spezielle Elektrochemie, S. 44, und über

-  die Bildung von Überschwefelsäure ebendaselbst S. 67.

-

-  [11] ~Smale~ benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die

-  abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu

-  absorbieren vermögen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei 1,062

-  Volt (~Arrhenius~, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241). ~Nernst~

-  und ~Glaser~ (ebenso ~Bose~) konnten nachweisen, daß eine sichtbare

-  Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine kleine

-  Platinspitze als Kathode und eine große platinierte Platinplatte (eine

-  unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung

-  werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. Über den

-  Reststrom s. S. 14 und 29.

-

-  [12] Aus der Formel

-

-  H₂O   schließen wir, daß  1 g H bindet    8   g O;

-                                            8   g O  = 1 Grammäquiv. O.

-  HCl       „      „    „   1 g H   „      35,5 g Cl;

-                                           35,5 g Cl = 1     „       Cl.

-  Na(OH)    „      „    „  23 g Na ersetzen 1   g H;

-                                           23   g Na = 1     „       Na.

-

-  Aus den Formeln H₂SO₄ und ZnSO₄ schließen wir, daß 65 g Zn ersetzen 2

-  g H, oder daß 65/2 g Zn äquivalent sind 1 g H usw. Chemisch

-  äquivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche

-  Elektrizitätsmengen (~Faraday’sches Gesetz~). 1 Grammäquivalent

-  enthält im Ionenzustand 96540 Coulomb.

-

-  [13] Schichtet man z. B. über eine starke Kupferchloridlösung eine

-  schwache Lösung desselben Salzes und taucht in beide Lösungen

-  Kupferelektroden ein, so findet man, daß ein Galvanoskop, dessen

-  Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt. An der

-  einen Elektrode geht Kupfer in Lösung, an der anderen schlägt sich

-  Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier überhaupt nicht

-  aus chemischer Energie.

-

-  [14] Näheres siehe ~Ostwald~, Entwicklung der Elektrochemie, Leipzig

-  1910.

-

-  [15] Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273 + t = T die

-  absolute Temperatur.

-

-  [16] Auch aus anderen Gründen ist das Element als Akkumulator

-  praktisch nicht brauchbar.

-

-  [17] _B_ = Batterie, _W_ = Kurbelrheostat, _A_ = Ampèremeter, _V_ =

-  Voltmeter, _An_ = Anode, _K_ = Kathode.

-

-  [18] Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator höchstens

-  gegen Ende der Ladung die Rede sein.

-

-  [19] Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen

-  Lösungsdruck.

-

-  [20] Vor Stromschluß verhinderte der osmotische Druck der

-  Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der

-  Wasserstoffionen. -- Verschwinden aus der Säure zwei Wasserstoffionen,

-  so ist das Gleichgewicht gestört.

-

-  [21] Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.

-

-  [22] Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das

-  Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht eine

-  Wärmetönung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht groß,

-  bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.

-

-  [23] Wenn man eine Säure und eine Base, beide in wässeriger Lösung,

-  mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen zu Wasser.

-  Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen mit der

-  entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei. Wir dürfen daher

-  annehmen, daß, wenn durch elektrolytische Dissoziation des Wassers 1

-  Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht werden. Diese Wärme wird

-  dem Wasser bezw. der Umgebung entzogen. Man ist daher eher berechtigt

-  zu sagen: die Wärmetönung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht,

-  ist (34200-13700) cal., als zu behaupten, sie beträgt 34200 cal.

-

-  [24] Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser aus den

-  Elementen, beide von ~Atmosphären~druck, entspricht, wird neuerdings

-  zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen Chemie. 2.

-  Band, 1. Abteilung. S. 85).

-

-

-

-

-Zweites Kapitel.

-

-Die Theorie des Bleiakkumulators.

-

-

-Die ~Geschichte des Akkumulators~ beginnt mit ~Ritters~ Entdeckung der

-Polarisationsströme. ~Sinsteden~ erhielt besonders kräftige

-Polarisationsströme, als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst

-aber, die Bedeutung des Bleies für die Aufspeicherung der elektrischen

-Energie erkannt zu haben, gebührt ~Planté~[25]. Seine ersten Versuche

-fielen in die Mitte des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner

-Erfindung hervor (s. auch Kap. 6).

-

-~Chemische Theorie.~ Zunächst soll die Stromerzeugung im Bleiakkumulator

-besprochen werden, ohne daß auf die Ionentheorie Rücksicht genommen

-wird, d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.

-

-~Planté~ war der Ansicht, daß nur die Elemente des Wassers bei der

-Ladung und Entladung an den chemischen Veränderungen, die sich an den

-Elektroden abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des Bleies

-sich an der positiven Elektrode bildet, läßt Planté offen. Das Bild, das

-er sich von den Vorgängen verschafft hat, dürfte etwa folgendes sein:

-Bei der Entladung wird Bleisuperoxyd (PbO₂) durch Wasserstoff, der

-durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in eine niedrigere

-Oxydationsstufe verwandelt, und Blei wird durch Sauerstoff oxydiert. Das

-durch den Strom zersetzte Molekül Wasser wird an der positiven Elektrode

-wieder gebildet. Mithin müßte das spezifische Gewicht der Säure während

-der Entladung konstant bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, daß dies

-nicht der Fall ist. Die Änderungen der Säuredichte während der Ladung

-und Entladung hatte Planté zwar auch beobachtet, aber merkwürdiger Weise

-nicht bei der Aufstellung der Theorie verwertet.

-

-Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von Theorien über die chemischen

-Vorgänge im Akkumulator aufgestellt worden, von denen verschiedene den

-Grundsätzen der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen. Es

-soll hier nur diejenige Theorie besprochen werden, die, wie ~Dolezalek~

-in seinem bekannten Werke über Akkumulatoren[26] sagt, bis auf den

-heutigen Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist dies die

-~Sulfattheorie~, als deren Begründer die englischen Forscher ~Gladstone~

-und ~Tribe~ (1883) anzusehen sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei

-der Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorgänge können durch

-die beiden folgenden Gleichungen dargestellt werden:

-

-  +Elektrode: PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O,

-  -Elektrode: Pb + SO₄ = PbSO₄.

-

-Durch Addition erhalten wir die dem ~ganzen~ stromliefernden Prozeß

-entsprechende Gleichung:

-

-  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O (1).

-

-[Illustration: Fig. 5.]

-

-Bei der Ladung (s. Fig. 5) tritt der Strom an der positiven Elektrode in

-die Flüssigkeit ein. Da der Wasserstoff mit dem Strom wandert, so wird

-er jetzt an der negativen Platte frei (bei der Entladung an der

-positiven Elektrode). Die Prozesse, die sich bei der Ladung abspielen,

-entsprechen den folgenden Gleichungen:

-

-  +Elektrode: PbSO₄ + SO₄ + 2H₂O = PbO₂ + 2H₂SO₄

-  -Elektrode: PbSO₄ + H₂ = Pb + H₂SO₄.

-

-Addiert man die beiden Gleichungen und zieht auf beiden Seiten 1 Molekül

-Schwefelsäure ab, so erhält man

-

-  2PbSO₄ + 2H₂O = PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ (2).

-

-Die beiden Gleichungen (1) und (2) kann man zu einer einzigen

-zusammenfassen:

-

-  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ⇄ 2PbSO₄ + 2H₂O  (3).

-

-Während der Ladung wird also Wasser verbraucht und Schwefelsäure

-gebildet, so daß unsere Gleichung der bekannten Tatsache Rechnung trägt,

-daß die ~Säuredichte bei Stromzufuhr größer wird~; während der

-~Entladung~ wird nach unserer Gleichung Schwefelsäure verbraucht und

-Wasser gebildet, so daß die ~Konzentration~ der Säure ~abnimmt~.

-

-Wir wollen zunächst die in unserer Gleichung vorkommenden Substanzen

-kurz besprechen und vor allem zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen

-pro Amperstunde verbraucht oder gebildet werden.

-

-Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es leitet in der festen

-Form, wie es auf den Platten der Akkumulatoren vorkommt, nach

-~Streintz~[27] die Elektrizität halb so gut wie Quecksilber. Der

-Verbrauch pro Amperstunde kann folgendermaßen berechnet werden. Auf 2

-Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert werden, kommt gemäß der

-Gleichung

-

-  PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O

-

-ein Molekül PbO₂, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm Wasserstoff kommen

-also (206,5 + 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd. Da durch 96540 Coulomb 1

-Gramm Wasserstoff abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde =

-3600 Coulomb an Wasserstoff 3600/96540 = 0,0373 g entwickelt. Der

-Verbrauch an PbO₂ pro Amperstunde beträgt also 119,25 . 0,0373 g = 4,46

-Gramm.

-

-2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem spezifischen Gewichte; sein

-elektrochemisches Äquivalent ist, da es zweiwertig ist, 206,5/2 =

-103,25, also ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das

-Äquivalentgewicht des dreiwertigen Aluminiums). Da die Träger der

-aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze beteiligten Stoffe,

-aus Blei bestehen müssen, so ist der Bleiakkumulator ein schwerer

-Akkumulator. Das aktive Blei ist porös, schwammig (Bleischwamm). Pro

-Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, müssen 0,0373 × 206,5/2 = 3,85

-g Bleischwamm vorhanden sein.

-

-3) Verdünnte Schwefelsäure von der bei Akkumulatoren üblicher

-Konzentration ist ein Elektrolyt von ausgezeichnetem Leitungsvermögen

-(näheres siehe Kap. 3). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung

-gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die Entladung sich

-beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Moleküle Schwefelsäure verbraucht. Da

-das Molekulargewicht der Schwefelsäure 98 ist, so kommen auf 1 g

-Wasserstoff 98 g Schwefelsäure. Verbrauch pro Amperstunde also 3,66 g.

-

-4) Ähnlich findet man, daß pro Amperstunde 18 . 0,0373 = 0,67 Gramm

-Wasser bei der Entladung frei werden.

-

-5) Das Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure nur sehr wenig

-löslich; infolgedessen bleibt es an den Elektroden haften. Die

-Löslichkeit hängt von der Säuredichte ab; sie ist bei 1,22 Säuredichte

-ein Minimum, es lösen sich in 1 l solcher Säure nur 12 mgr.[28].

-

-~Beweise für die Richtigkeit der Sulfattheorie oder der Gleichung 3.~ An

-der Tatsache, daß sich an der negativen Elektrode bei der Ladung Blei

-(und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von jemand gezweifelt; wohl

-aber wird hier und da bestritten, daß sich an der positiven Platte nur

-Bleisuperoxyd bildet. So z. B. behauptet Darrieus[29], daß geladene

-positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit Überschwefelsäure

-durchtränkt ist. Die Bildung von Überschwefelsäure ist bei normalen

-Verhältnissen aus verschiedenen Gründen unwahrscheinlich; bei Ladung mit

-sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung einen hohen Betrag

-annimmt, ist sie allerdings nicht unmöglich (s. S. 13), indem dann die

-Dichte der Säure in den Poren der aktiven Masse und in der nächsten

-Umgebung, wie später gezeigt wird, stark ansteigt, und großer

-Säuregehalt für die Bildung von Überschwefelsäure günstig ist. Wird aber

-mit den üblichen Stromdichten geladen, so daß die Spannung nicht über

-2,7 bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung von

-Überschwefelsäure höchst unwahrscheinlich.

-

-Der Akkumulator wäre ferner kein umkehrbares Element, wenn

-Überschwefelsäure entstände, da der betreffende Vorgang nicht reversibel

-ist; wir werden aber sehen, daß die Helmholtz’sche Gleichung, auf den

-Akkumulator angewendet, zu einem richtigen Werte für die

-elektromotorische Kraft führt, daß also der Bleiakkumulator zu den

-umkehrbaren Elementen zu rechnen ist. Setzt man endlich dem Akkumulator

-Überschwefelsäure[30] zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, während

-sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche von ~Mugdan~[31]

-dürfte die Darrieus’sche Theorie übrigens endgültig widerlegt sein.]

-

-Verschiedene Forscher haben durch chemische Analyse nachgewiesen, daß

-sich Bleisuperoxyd in einer unserer Gleichung entsprechenden Weise

-bildet. Ferner spricht für die Bildung von Bleisuperoxyd folgender

-Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte in

-verdünnter Schwefelsäure mit einem amalgamierten Zinkstab, so findet

-man, daß das betreffende Element eine elektromotorische Kraft von 2,4

-Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch eine Bleiplatte, die

-mit einem Überzug von künstlich dargestellten PbO₂ versehen ist, so hat

-diese Kombination ebenfalls eine elektromotorische Kraft von 2,4 Volt.

-

-Daß sich bei der Entladung Bleisulfat gemäß unserer Gleichung bildet,

-kann durch Messungen der Säuredichte nachgewiesen werden. Die einer

-bestimmten Strommenge entsprechende Abnahme der Konzentration kann

-nämlich aus der Menge der vorhandenen Säure und dem anfänglichen

-spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet werden. ~W. Kohlrausch~

-und ~C. Heim~, die diesbezügliche Messungen ausführten, fanden, daß die

-berechnete Änderung der Säuredichte mit der durch Aräometermessung

-gefundenen sehr gut übereinstimmt[32].

-

-  ~E. Sieg~[33], der die Versuche in dem Laboratorium der Kölner

-  Akkumulatoren-Werke wiederholen ließ, fand, daß die nach unserer

-  Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefelsäure nie

-  beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen

-  durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene Säure

-  verursacht.

-

-Den Nachweis, daß sich bei der Entladung aus Blei, Bleisuperoxyd und

-Schwefelsäure im Sinne unserer Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden

-und ~zwar primär~ (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im

-Daniell-Elemente), kann man durch ~thermodynamische Berechnungen~

-führen, indem man nämlich die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf den

-Akkumulator anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen Gleichung

-(3) entspricht ein bestimmter chemischer Umsatz, bei dem eine gewisse

-Wärmemenge frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab). Die

-Wärmetönung (Änderung der gesamten Energie), bezogen auf diejenigen

-Mengen Blei, Bleisuperoxyd und Schwefelsäure, die einer Stromentnahme

-von 96540 Coulomb entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von q im

-Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der Reaktionen nicht

-ausführbar. Man kann aber aus bekannten Wärmetönungen die dem Umsatze

-

-  Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O

-

-entsprechende Reaktionswärme berechnen. Hierbei benutzt man den Satz der

-konstanten Wärmesumme; nach diesem ist die Wärmetönung unabhängig von

-dem Wege, auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen

-Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand überführt[34].

-

-q ist von der Dichte der Akkumulatorsäure abhängig. Wir wollen zunächst

-annehmen, daß das spezifische Gewicht der Säure 1,044 sei. Nach

-~Streintz~ ist bei dieser Säuredichte die Wärmetönung q = 42850 cal.,

-nach ~Tscheltzow~ beträgt sie 43850. Wir wählen das arithmetische Mittel

-aus diesen beiden Werten, setzen also

-

-  q = 43350 cal.

-

-Wir müssen noch, ehe wir die Gleichung

-

-        q

-  E = ----- + c . T,

-      23070

-

-anwenden können, den ~Temperaturkoeffizienten~ des Akkumulators kennen.

-Dieser ist zuerst von ~Streintz~ experimentell bestimmt worden. Dieser

-Forscher fand, daß c von der Säuredichte abhängig ist. Bei einer

-Säuredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses beträgt 0,36

-Millivolt pro 1° Temperaturänderung. ~Dolezalek~ bestimmte auf

-theoretischem Wege den Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem

-Resultate, daß ~derselbe sowohl positiv wie negativ sein kann~. Bei

-einer Säuredichte von 1,044 ist er[35] gleich Null, bei höheren

-Konzentrationen ist er positiv, bei niedrigeren negativ. Hat die

-Akkumulatorsäure die übliche Dichte, nämlich 1,18 bis 1,2 nach

-beendigter Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angenähert).

-

-Da bei 1,044 Säuredichte (68,6 Gramm H₂SO₄ pro Liter) c = 0, so muß bei

-dieser Konzentration die Thomsonsche Regel angewendet werden. Wird also

-durch unsere Gleichung (3) der chemische Umsatz richtig wiedergegeben,

-so muß die elektromotorische Kraft

-

-      43350

-  E = ----- = 1,88 Volt sein.

-      23100

-

-Mißt man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen Säuredichte, so

-findet man den Wert 1,89 Volt.

-

-Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die Wärmetönung etwas kleiner als

-43350 cal. Die jetzt anzuwendende Helmholtzsche Relation liefert aber

-trotzdem einen höheren Wert für die elektromotorische Kraft als den

-eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c . T einen Wert von mehr

-als 0,1 Volt (bei 17° Celsius) hat. Der berechnete und der gemessene

-Wert von E stimmen auch jetzt vorzüglich überein.

-

-Da eine ganze Reihe von Beweisen für die Richtigkeit unserer Behauptung

-beigebracht sind (s. auch S. 45), daß der Akkumulator ein umkehrbares

-Element ist, in dem sich die chemischen Veränderungen nach der Gleichung

-(3) vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators mit der

-Reaktionsgleichung im Einklang steht, so dürfte es überflüssig sein, auf

-andere Theorien näher einzugehen.

-

-Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender Einwand erhoben. Wenn

-bei einem umkehrbaren galvanischen Elemente der innere Widerstand sehr

-klein ist, so darf die für die Ladung nötige Energie nicht oder doch nur

-sehr wenig verschieden sein von der bei der Entladung entnommenen

-Arbeit. Beim Bleiakkumulator ist aber das Verhältnis zwischen der

-abgegebenen und zugeführten elektrischen Energie nur etwa 0,8. Diese

-Tatsache dürfte mit dem Charakter der Irreversibilität unvereinbar sein.

-

-Ehe wir zeigen, daß gar kein Widerspruch gegen die Sulfattheorie

-vorliegt, daß man vielmehr mit Hilfe unserer Gleichung die Differenz

-zwischen Lade- und Entladeenergie zwanglos erklären kann, wollen wir uns

-beschäftigen mit der ~Änderung der elektromotorischen Kraft mit der

-Säurekonzentration~[36]. Diese wurde zuerst von ~Streintz~

-nachgewiesen; nach seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung

-

-  E = 1,85 + 0,917 (s - 1),

-

-wo s das spezifische Gewicht der Säure nach der Ladung ist. Man findet

-mit Hilfe dieser Gleichung, daß

-

-  für s = 1,05   E = 1,896

-      s = 1,1    E = 1,942

-      s = 1,2    E = 2,033

-      s = 1,3    E = 2,125

-      s = 1,55   E = 2,350

-

-Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung gefundenen ziemlich

-gut überein.

-

-  Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer Säuredichte

-  von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, daß die

-  Löslichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;

-  bei 1,6 Säuredichte ist sie etwa 4 mal so groß wie bei einer

-  Säuredichte von 1,16. Auch tritt bei höheren Säuredichten leichter

-  Sulfatierung ein (s. Kap. 5) und der spezifische Widerstand der

-  verdünnten Schwefelsäure liegt bei der üblichen Säuredichte nahe beim

-  Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so groß wie bei 1,2.

-

-Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie bestand, so

-würde dieser gehoben durch Untersuchungen von ~Dolezalek~ über die

-Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft von der Säuredichte; es ergab

-sich, daß die durch Anwendung der Thermodynamik berechneten Werte

-vorzüglich mit den experimentell gefundenen übereinstimmten. Der den

-Berechnungen zu Grunde liegende Gedanke ist folgender:

-

-Zwei Akkumulatoren, die wir mit _A_ und _B_ bezeichnen wollen, seien

-gegeneinander geschaltet: _A_ enthalte konzentriertere, _B_ verdünntere

-Lösung (s. Fig. 6). Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop

-einschaltet, daß der Akkumulator _A_ Strom abgibt. _A_ wird also

-entladen und _B_ geladen.

-

-[Illustration: Fig. 6.]

-

-Bei diesen Vorgängen wird

-

-  in _A_ eine gewisse Menge PbO₂ verbraucht,

-                                  in _B_ die gleiche Menge PbO₂ erzeugt,

-

-  in _A_ eine gewisse Menge Pb verbraucht,

-                                    in _B_ die gleiche Menge Pb erzeugt,

-

-  in _A_ bildet sich eine gewisse Menge PbSO₄,

-                            in _B_ verschwindet die gleiche Menge PbSO₄.

-

-Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein chemisches System, so

-folgt, daß sich die dem chemischen Umsatze entsprechenden Wärmetönungen,

-soweit die festen Substanzen in Betracht kommen, gegenseitig aufheben.

-Ferner ändert sich in beiden Akkumulatoren die Konzentration der Säure,

-und zwar wird sie in _A_ geringer und in _B_ größer. Die Änderungen der

-Säuredichte kann man sich nun auch in der Weise vollzogen denken, daß

-aus _A_ Schwefelsäure nach _B_ und aus _B_ Wasser nach _A_ befördert

-wird. Diese Transporte (die Wegnahme bezw. der Zusatz von Flüssigkeiten)

-sind mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich dies aus

-folgenden Betrachtungen.

-

-Wenn man in Wasser Schwefelsäure gießt, so wird Wärme frei, und zwar ist

-die Wärmeentwickelung bei der Mischung von a Grammolekül[37]

-Schwefelsäure und b Grammolekül Wasser nach Thomson

-

-        a . b

-  w = --------- . 17860 cal.

-      1,8 a + b

-

-Nehmen wir an, daß wir 1 Mol Schwefelsäure nicht auf einmal, sondern in

-kleinen Quantitäten nach und nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1

-Gramm; es wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche Wärmemenge

-frei, sondern zuerst eine größere als später. Es folgt dies schon aus

-dem Umstande, daß keine Wärme entwickelt wird, wenn man zu

-konzentrierter Schwefelsäure reine Schwefelsäure gießt. Wird umgekehrt

-einer Schwefelsäurelösung Schwefelsäure entzogen, so wird Wärme

-gebunden, und zwar ist die (negative) Wärmetönung um so kleiner, je

-größer die Konzentration der Säure ist. Nennen wir also die

-Wärmeentwickelung, die der Beimischung von a Gramm Schwefelsäure zu der

-Säure des Akkumulators _B_ entspricht, q₁, und den Wärmeverbrauch bei

-der Wegnahme von a Gramm Schwefelsäure aus _A_ q₂, so ist q₁>q₂. Für die

-Wärmeentwickelung und den Wärmeverbrauch, mit der die Beimischung und

-Entnahme des Wassers verbunden ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die

-Wärmetönung des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier Posten,

-von denen zwei positiv und zwei negativ sind.

-

-Wollen wir die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf das System,

-bestehend aus den beiden gegeneinander geschalteten Akkumulatoren,

-anwenden, so haben wir für e die Differenz der beiden elektromotorischen

-Kräfte (ΔE) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete Größe ist

-nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines der beiden Akkumulatoren,

-vielmehr hat c in dem vorliegenden Falle folgende Bedeutung. A sowohl

-wie B möge um 1° Celsius erwärmt werden, dann nimmt ΔE einen etwas

-anderen Wert an, der neue Wert sei ΔE′. Es ist dann

-

-  c = ΔE′ - ΔE.

-

-Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators für die

-verschiedenen Säuredichten kennt, so kann man den

-Temperaturkoeffizienten des Systems und somit auch ΔE bestimmen. Es sind

-also alle Größen zur Berechnung der elektromotorischen Kraft (ΔE) mit

-Hilfe der Helmholtz’schen Gleichung bekannt.

-

-Von der Besprechung des anderen Weges, den Dolezalek angibt, die

-Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Säuredichte zu berechnen,

-soll abgesehen werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen, wie

-groß die Übereinstimmung zwischen Rechnung und Messung ist.

-

-                 Elektromotorische Kraft

-  Säuredichte    berechnet     gemessen

-  1,553          2,39 Volt    2,355 Volt

-  1,420          2,25   „     2,253   „

-  1,266          2,10   „     2,103   „

-  1,154          2,06   „     2,008   „

-  1,035          1,85   „     1,887   „

-

-Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des Akkumulators bei

-verschiedenen Konzentrationen der Säure liegt die Annahme zugrunde, daß

-der Verbrauch an Schwefelsäure und die Bildung von Wasser in einer

-unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise erfolgt. Die gute

-Übereinstimmung zwischen den berechneten und den gemessenen Werten der

-elektromotorischen Kraft kann daher als ein weiterer überzeugender

-Beweis für die Richtigkeit der Sulfattheorie angesehen werden.

-

-Wir gehen jetzt auf den früher erwähnten Einwand gegen die Sulfattheorie

-näher ein. Nach dieser wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden

-Elektroden Bleisulfat zersetzt und Schwefelsäure gebildet, und zwar

-entsteht die Säure sowohl an der Oberfläche der Platten als auch in den

-Poren der ~aktiven Masse~[38]. Die an den Plattenoberflächen entstandene

-Säure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung gut erkennen

-kann, langsam zu Boden. Da aber während der Ladung fortwährend

-Schwefelsäure entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr dünne

-Schwefelsäureschicht eingehüllt. Ferner füllt sich kurze Zeit nach

-Beginn der Ladung jede Pore der aktiven Masse mit stark konzentrierter

-Säure; diese wird in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarität)

-und kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten außerhalb der Platten

-gelangen[39]. Die Diffusion aber ist ein Vorgang, der sich nur langsam

-vollzieht. Die aktive Masse ist also in Berührung mit Säure höherer

-Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft des Akkumulators mit

-der Säuredichte nicht unerheblich ansteigt, so ist die Gegenspannung

-während der Ladung anormal hoch (s. auch S. 82).

-

-  Die mittels des Aräometers nachweisbare Zunahme der Konzentration der

-  Säure (zwischen den Platten, die wir die äußere Säure nennen wollen)

-  hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen Kraft zur Folge.

-  Die dieser Zunahme entsprechende Änderung der elektromotorischen Kraft

-  beträgt nur einige Hundertstel Volt.

-

-Während der Entladung wird an beiden Elektroden Säure verbraucht; die

-Folge ist, daß die Konzentration der Säure in den Poren der aktiven

-Masse und unmittelbar an der Oberfläche stark abnimmt. Die

-elektromotorische Kraft hat daher einen kleineren Wert als denjenigen,

-welcher der Dichte[40] der äußeren Säure entspricht.

-

-Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung ist der Hauptgrund

-für den verhältnismäßig geringen Nutzeffekt (s. S. 73). Da dieser nun

-mit Hilfe der Sulfattheorie erklärt ist, so liegt natürlich kein

-Widerspruch vor.

-

-Wenn die Ladespannung deshalb größer wäre, weil die Vorgänge bei der

-Ladung nicht die umgekehrten sind wie bei der Entladung, so müßte, wenn

-man plötzlich von der Entladung zur Ladung übergeht oder umgekehrt, die

-Spannung sich sprungweise ändern; der Versuch zeigt aber, daß dieses

-nicht der Fall ist.

-

-Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erklärung für den

-Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung den Tatsachen

-entspricht, muß dieser Unterschied, wenn man mit sehr geringer

-Stromdichte lädt und entlädt, verschwindend klein werden. Ein einfacher

-Versuch zeigt, daß dieser Schluß der Wirklichkeit entspricht.

-

-  Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazität (bei 3stündiger

-  Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen. Ein

-  Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand zeigte

-

-            vor Beginn der Ladung 2,01 Volt

-  nach einer Ladezeit von  1 Min. 2,02  „

-   „     „       „     „  15  „   2,03  „

-   „     „       „     „  35  „   2,04  „

-   „     „       „     „  45  „   2,04  „

-

-  Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator sofort ein

-  Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung nur um 1-2

-  Millivolt. -- Zu beachten ist übrigens bei dem Versuche, daß der durch

-  das Ampermeter gehende Strom nur zum Teil Ladestrom ist, indem der

-  durch das Voltmeter fließende Strom mitgemessen wird. Bei meinem

-  Versuche nahm das Voltmeter 0,11 Amp. auf, so daß die Ladestromquelle

-  0,23 Amp. abgeben mußte.

-

-Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der Aufstellung der These,

-daß ~nur diejenigen Theorien, die über den Bleiakkumulator aufgestellt

-sind, einer streng wissenschaftlichen Prüfung Stand halten, nach denen

-der Akkumulator ein umkehrbares Element im Sinne unserer

-Reaktionsgleichung~ (Seite 36) ist. -- Es sei hier darauf aufmerksam

-gemacht, daß unsere Gleichung nur besagt, daß das System PbO₂ + Pb +

-2H₂SO₄ bei der Entladung übergeht in das System 2PbSO₄ + 2H₂O und daß

-bei der Ladung das letztere System in das erstere übergeführt wird. Auf

-die Frage, wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns natürlich unsere

-Gleichung keine Auskunft; jedoch müssen alle Vorgänge bei der Ladung

-stromliefernd (primär) erfolgen, ähnlich wie es bei dem Daniell-Elemente

-der Fall ist[41].

-

-Der eben genannten Bedingung genügen die Theorie von Le Blanc und

-diejenige von C. Liebenow, die wir ausführlich besprechen wollen.

-

-~Theorie von Le Blanc.~ I. _Entladung_. ~Le Blanc~ nimmt an, daß

-Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich ist.

-Die in Lösung gegangenen PbO₂-Moleküle bleiben aber nicht als solche in

-der Flüssigkeit, sondern verbinden sich mit Wasser unter Bildung von

-vierwertigen Bleiionen und Hydroxylionen:

-

-  PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′ (1).

-

-  Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig ist,

-  so können auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz PbCl₄,

-  dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der Gleichung

-

-  PbCl₄ = Pb···· + 4Cl′

-

-  in Wasser dissoziieren. Daß ferner ein chemischer Prozess zu einer

-  Ionenbildung führt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die Ionen

-  als chemische Verbindungen ansieht (s. S. 6).

-

-  Ferner haben ~Rixon~ und ~Elbs~[42] nachgewiesen, daß sich in

-  gebrauchter Akkumulatorsäure verhältnismäßig erhebliche Mengen von

-  vierwertigem Blei befinden, nämlich bis 0,17 g Pb(SO₄)₂ im Liter. Auch

-  wurde festgestellt, daß frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in

-  Schwefelsäure zum Teil in Pb(SO₄)₂ überging:

-

-  PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇄ Pb(SO₄)₂ + 2H₂O.

-

-Die mit positiver Elektrizität beladenen Bleiionen wandern mit dem

-Strome und geben, an der positiven Elektrode angelangt, an diese zwei

-Ladungen ab:

-

-  Pb···· = Pb·· + 2⊕.

-

-  Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erklärung hinzufügen,

-  zwei nur locker gebunden, so daß sie leichter abgegeben werden als die

-  beiden anderen; ähnlich wie Superoxyde leicht ein Atom Sauerstoff

-  verlieren.

-

-Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit einem SO₄-Ion zu einem

-Molekül Bleisulfat. (Die Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren

-der aktiven Masse stark an, so daß diese das Bestreben haben, den

-Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat nur in geringem Maße in

-verdünnter Schwefelsäure löslich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren

-der aktiven Masse und dicht an der Oberfläche der Bleisuperoxydplatte,

-nachdem sich eine kleine Menge dieses Salzes gebildet hat, mit

-schwefelsaurem Blei gesättigt; es wird sich also bei Stromentnahme

-Bleisulfat auf der positiven Elektrode niederschlagen.

-

-Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion abgegeben hat, fließen

-durch die Leitung, gelangen zur negativen Elektrode und gehen mit einem

-Bleiatom in die Lösung.

-

-  Pb + 2⊕ = Pb·· (s. elektrolyt. Lösungstension).

-

-Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch hier das Bleiion mit

-einem SO₄-Ion zu einem Molekül Bleisulfat, das sich niederschlägt.

-

-Zwischen den beiden Elektroden spielen sich folgende Vorgänge ab. Wie

-wir gesehen haben, werden zwei SO₄-Ionen verbraucht, so daß vier

-Wasserstoffionen im Überschuß vorhanden sind; nun sind aber auch durch

-die Bildung des vierwertigen Bleiions 4 Hydroxylionen entstanden (siehe

-Gleichung 1 a. S. 51). Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an

-letzterer Ionenart gesättigt. Die Dissoziation von 4 Molekülen

-Wasser[43] muß daher zurückgehen; zwischen den Elektroden geht also die

-Reaktion vor sich

-

-  4H· + 4OH′ = 4H₂O.

-

-Die verbrauchten Wasserstoff- und SO₄-Ionen werden ersetzt durch

-Dissoziation von 2 Molekülen H₂SO₄.

-

-  Wir wollen die Vorgänge übersichtlich zusammenstellen:

-

-  a) An der positiven Elektrode.

-

-  1. PbO₂-Moleküle gehen in Lösung und verbinden sich nach der

-  Gleichung:

-

-  2. PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′.

-

-  3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die positive

-  Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:

-

-  Pb···· = Pb·· + 2⊕.

-

-  Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur Bleiplatte

-  (s. Nr. 6).

-

-  4. Pb·· + SO₄′′ = PbSO₄.

-

-  5. Bleisulfat schlägt sich nieder.

-

-  b) An der negativen Elektrode.

-

-  6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an ein

-  Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische Lösungstension getrieben,

-  in den Elektrolyten ein:

-

-               / ⊕

-  Pb + 2⊕ = Pb

-               \ ⊕.

-

-  7. Wie bei Nr. 4.

-

-  8. Wie bei Nr. 5.

-

-  c) Zwischen den Elektroden.

-

-  9. 4H· + 4OH′ = 4H₂O und

-

-  10. 2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.

-

-  Addiert man die sämtlichen Gleichungen und kürzt[44], so erhält man

-  die Gleichung

-

-  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O.

-

-II. _Ladung_. Es wird gezeigt, daß sich jetzt die Vorgänge in

-umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem Sinne abspielen.

-

-Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich. Ein

-Teil der Bleisulfatmoleküle spaltet sich elektrolytisch nach der

-Gleichung

-

-  PbSO₄ = Pb·· + SO₄′′.

-

-  a) Positive Elektrode.

-

-  1. Auflösung von Bleisulfat -- Umkehrung von I, 5.

-

-  2. Dissoziation des Bleisulfats -- Umkehrung von I, 4.

-

-  3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode noch zwei Ladungen auf

-

-  Pb·· + 2⊕ = Pb···· (Umkehrung von I, 3).

-

-  4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen Bleiionen (die nur in

-  ganz minimaler Menge existieren können) einen gewissen Grad, so

-  verbinden sie sich mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und

-  Wasser[45]:

-

-  Pb···· + 4OH′ = PbO₂ + 2H₂O (Umkehrung von I, 2).

-

-  5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge in der Säure löslich

-  (existenzfähig); es schlägt sich somit in den Poren und auf der

-  Oberfläche[46] der aktiven Masse nieder (Umkehrung von I, 1).

-

-  b) Negative Elektrode.

-

-  6. PbSO₄ geht in Lösung (Umkehrung von I, 8).

-

-  7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von I, 7).

-

-  8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode angezogen, gibt seine

-  beiden Ladungen ab (geht in den atomistischen Zustand über) und

-  schlägt sich nieder (Umkehrung von I, 6).

-

-  c) Zwischen den Elektroden.

-

-Es sind zwei neue SO₄-Ionen in die schon von vornherein mit diesen Ionen

-gesättigte Lösung gekommen (nämlich durch Dissoziation der beiden

-Bleisulfatmoleküle); anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht

-wurden, vier Wasserstoffionen überschüssig.

-

-Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander zu Schwefelsäure

-

-  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄ (Umkehrung von I, 10).

-

-Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen werden nachgeliefert

-durch Dissoziation von vier Molekülen Wasser

-

-  4H₂O = 4H· + 4OH′ (Umkehrung von I, 9).

-

-Daß auch jetzt Addition aller Gleichungen, Kürzung und Vereinfachung zu

-unserer Reaktionsgleichung führt, ist selbstverständlich.

-

-~Theorie von Liebenow.~ Auch Liebenow nimmt an, daß Bleisulfat in

-geringem Maße in der Schwefelsäure löslich sei und sich in Blei- und

-Sulfationen spalte. Ein wesentlicher Unterschied mit der eben

-entwickelten Theorie besteht nun darin, daß Liebenow die Entstehung von

-Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt. Diese bilden sich

-entweder dadurch, daß sich ein Teil[47] der vorhandenen Bleiionen mit

-Sauerstoffionen vereinigt nach der Gleichung

-

-  Pb·· + 2O′′ = PbO₂′′

-

-oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):

-

-  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.

-

-Letzteres wird im folgenden angenommen. Um diese Theorie glaubhaft zu

-machen, mußte die Existenz von PbO₂-Ionen nachgewiesen werden. Diesen

-Nachweis zu erbringen, gelang ~Liebenow~ und ~Strasser~

-folgendermaßen[48]. Eine Zelle wurde mit Kalilauge gefüllt, die mit

-Bleioxyd gesättigt war. Die in die Zelle tauchenden Elektroden waren mit

-einer für die Ionen durchlässigen Hülle umgeben, so daß nach Beendigung

-des Versuches die jede Elektrode umgebende Flüssigkeit für sich allein

-analysiert werden konnte. War die Flüssigkeit längere Zeit

-elektrolysiert worden, so fand man, daß der Bleigehalt des die

-~positive~ Elektrode umhüllenden Elektrolyten größer geworden war

-(ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen Ionenarten, s. S.

-30).

-

-Daraus folgt, daß sich das Kaliumplumbit Pb(KO)₂ nicht in der Weise

-dissoziiert, daß Bleiionen entstehen. Denn hätten sich Bleiionen

-gebildet, so wären diese als positive Ionen nach der Kathode

-hingewandert, und man hätte dort eine Zunahme des Bleigehaltes

-beobachtet haben müssen. Mithin muß das Blei einen Bestandteil von

-~negativen~ Ionen bilden, es muß mit negativen Ionen an die Kathode

-gelangt sein. Man muß also annehmen, daß das Kaliumplumbit sich

-elektrolytisch nach der Gleichung

-

-  Pb(KO)₂ = PbO₂′′ + 2K·

-

-spaltet, d. h. daß Bleisuperoxydionen existieren.

-

-Wegen der „Überspannung‟ (s. S. 13) werden nun bei Stromzufuhr die Ionen

-des Bleies und des Bleisuperoxyds leichter, d. h. bei geringerer

-Klemmenspannung, herauselektrolysiert als die übrigen Ionen, die sich in

-der verdünnten Schwefelsäure befinden[49]. Obschon die Konzentration

-der Pb·· und der PbO₂′′ eine nur ganz geringe ist, so kann ihre

-Abscheidung, falls nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in

-einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise erfolgen. Denn

-sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein Bleisuperoxydion abgeschieden

-ist, erfolgt neue Dissoziation von zwei Molekülen Bleisulfat, von denen

-das eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das infolge der

-Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem Elektrolyten zugeführt von

-dem Vorrate, der an den Elektroden angehäuft ist (bei der

-vorhergegangenen Entladung entstanden).

-

-Da sich während der Elektrolyse (Ladung) die negative Elektrode mit

-einer an Dicke allmählich zunehmenden Schicht metallischen Bleies und

-die positive Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer

-gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der Eintritt in die

-Lösung immer mehr erschwert. Je ärmer der Elektrolyt an Bleisulfat bezw.

-an Blei- und Bleisuperoxydionen wird, um so mehr muß die

-Zersetzungsspannung gesteigert werden (s. Ladung, Kap. 4).

-

-Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmoleküle werden 2 neue SO₄-Ionen

-gebildet; diese verbinden sich mit den vier Wasserstoffionen, die durch

-die Reaktion zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind, zu 2

-Molekülen Schwefelsäure.

-

-Wir wollen auch jetzt die Vorgänge bei der ~Ladung~ kurz

-zusammenstellen.

-

-Bleisulfat löst sich; 2 Moleküle spalten sich:

-

-  2PbSO₄ = 2Pb·· + 2SO₄′′.

-

-Ein Bleiion reagiert mit Wasser:

-

-  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.

-

-Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine beiden Ladungen ab und

-schlägt sich nieder:

-

-  Pb·· + 2⊖ = Pb[50].

-

-Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode seine beiden

-Ladungen ab und schlägt sich nieder:

-

-  PbO₂′′ + 2⊕ = PbO₂.

-

-Endlich:

-

-  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄.

-

-Man überzeugt sich leicht, daß man durch Addition der fünf

-vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung des Akkumulators

-erhält.

-

-Es soll noch kurz gezeigt werden, daß sich bei der ~Entladung~ alle eben

-geschilderten Vorgänge in umgekehrtem Sinne abspielen.

-

-Das Blei sendet positive Ionen in die Lösung und wird negativ geladen;

-an der positiven Elektrode treten Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten

-ein. Da nur ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen in dem

-Elektrolyten existieren können, so treten die Bleiionen mit SO₄-Ionen zu

-Bleisulfat zusammen, und jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier

-Wasserstoffionen zu einem Bleiion und zwei Molekülen Wasser:

-

-  PbO₂′′ + 4H· = Pb·· + 2H₂O.

-

-Jetzt ist ein SO₄-Ion im Überschuß[51] vorhanden; dieses verbindet sich

-mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat. Die vier verbrauchten

-Wasserstoffionen und die beiden dem Elektrolyten entzogenen SO₄-Ionen

-werden neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molekülen Schwefelsäure

-

-  2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.

-

-Auf das Anwachsen der Klemmenspannung während der Ladung und die

-allmähliche Abnahme derselben bei der Entladung soll im vierten Kapitel

-näher eingegangen werden.

-

-  [25] Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:

-  Recherches sur l’Électricité.

-

-  [26] ~Dolezalek~, Die Theorie des Bleiakkumulators.

-

-  [27] Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung

-  elektrotechnischer Vorträge. S. 3.

-

-  [28] Siehe ~Streintz~, l. c. S. 4.

-

-  [29] Näheres siehe ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente. 1. Teil.

-

-  [30] Diese greift übrigens Blei leicht an und würde die baldige

-  Zerstörung der Platten herbeiführen.

-

-  [31] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.

-

-  [32] Die Bildung von Schwefelsäure bei der Ladung kann man bei Zellen

-  mit Glaswänden direkt beobachten (Schlieren); bei der Entladung

-  steigen Schlieren aufwärts.

-

-  [33] ~E. Sieg~, Die Akkumulatoren. Leipzig 1901. S. 9.

-

-  [34] Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erläuterung: Die

-  unbekannte Wärmetönung des Prozesses C + O = CO soll bestimmt werden:

-

-           C + 2O = CO₂, Wärmetönung  pos., sie betrage   q₁ cal.

-           CO₂ = CO + O,      „       neg.,  „     „     -q₂  „

-           ---------------------------               -------

-  Addiert: C + 2O + CO₂ = CO₂ + CO + O, Wärmetönung  q₁ - q₂

-  oder     C + O = CO                        „       q₁ - q₂

-

-  Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd aus

-  Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff

-  sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher

-  Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren

-  Prozesse entsprechende Wärmetönung ist negativ, weil bei der

-  umgekehrten Reaktion

-

-  CO + O = CO₂

-

-  Wärme gewonnen wird.

-

-  [35] Die Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur kann

-  man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren (+ mit +, - mit -

-  verbunden) demonstrieren, von denen der eine in ein Wasserbad gestellt

-  wird.

-

-  [36] Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen

-  Umsatze) beteiligt ist, so ist eine Änderung der elektromotorischen

-  Kraft mit der Säuredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,

-  daß „die Schwefelsäure nur als elektrolytischer Leiter diene‟ und daß

-  „die Sulfatbildung ein rein sekundärer Prozeß sei‟, müssen folgern,

-  daß die elektromotorische Kraft unabhängig ist von der Säuredichte. --

-  Diesbezügliche Messungen sind an vollgeladenen Zellen vorzunehmen,

-  denen man eine geringe Menge Elektrizität entnommen hat.

-

-  [37] Unter einem Grammolekül (abgekürzt „Mol‟) einer Substanz versteht

-  man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht

-  anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefelsäure ist 98, mithin ist ein

-  Mol H₂SO₄ gleich 98 g H₂SO₄.

-

-  [38] Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen sich der

-  chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.

-

-  [39] Die Diffusionsvorgänge sind von M. U. ~Schoop~ näher untersucht

-  worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vorträge, Bd. V. Stuttgart

-  1903. F. Enke.

-

-  [40] Die Konzentrationsänderungen an beiden Elektroden sind nicht die

-  gleichen. Zunächst nämlich bewirkt die ungleiche

-  Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten eine

-  Konzentrationsverschiebung, sie strebt die Konzentration an der

-  positiven Elektrode zu erhöhen und an der negativen zu vermindern.

-  Ferner wird durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort

-  die Konzentration verringert. Drittens spielt die Porosität der

-  aktiven Masse eine Rolle. Je größer nämlich die Porosität ist,

-  umsomehr Säure steht für den chemischen Umsatz im Innern der Platten

-  zur Verfügung, umso weniger sinkt die Konzentration. ~Mugdan~ wies

-  nach, daß die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode

-  die größere ist.

-

-  [41] Selbst durch einfache Umsatzgleichungen werden kompliziertere

-  Verhältnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil sie nur

-  den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverhältnisse

-  angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz vollzieht, näher

-  eingeht, so findet man, daß sich auch bei den einfachsten Reaktionen

-  verschiedene Vorgänge abspielen müssen.

-

-  [42] Zeitschr. für Elektrochemie, 1903, =9=, 267.

-

-  [43] 4H₂O = 4H· + 4OH′.

-

-  [44] Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung nur

-  angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung

-  vorhanden sind.

-

-  [45] Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in der mit

-  PbO₂ gesättigten Lösung (in den Poren) c₁, diejenige der OH-Ionen c₂,

-  so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten, sobald c₁ . c₂

-  einen gewissen Wert erreicht hat.

-

-  [46] Dort spielen sich nämlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes

-  führenden Vorgänge ab.

-

-  [47] Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen, daß von

-  zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen eines

-  in ein Bleisuperoxydion übergeht.

-

-  [48] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.

-

-  [49] Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten, das

-  häufig als ~Haftintensität~ bezeichnet wird und mit der chemischen

-  Affinität verglichen werden kann. Diese ist für die verschiedenen

-  Ionenarten verschieden groß. Diejenigen Ionen, deren Haftintensität am

-  geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der geringsten

-  Spannung abgeschieden. Damit ist die Möglichkeit gegeben, aus einer

-  Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier Salze, die positiven

-  Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.

-

-  [50] Die beiden negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso die

-  für die Entionisierung des Bleisuperoxydiones nötige positive

-  Elektrizität.

-

-  [51] Den vier H· der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO₄′′.

-

-

-

-

-3. Kapitel.

-

-Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.

-

-

-1. ~Kapazität.~ Unter der Kapazität eines Akkumulators versteht man

-diejenige Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden, die der

-Akkumulator, wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann. Vor

-allem muß der Akkumulator, wenn man seine Kapazität bestimmen will,

-vorschriftsmäßig geladen werden (s. Kap. 4); ferner ist zu

-berücksichtigen, daß bei der Entladung eine gewisse Stromstärke nicht

-überschritten werden darf; die Entladung hat man als beendigt anzusehen,

-wenn die anfängliche Spannung um etwa 10% gesunken ist.

-

-  Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazität;

-  natürlich ist dann praktisch die Kapazität des Elementes durch

-  diejenige der Elektrode mit geringerer Kapazität gegeben.

-

-Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die elektromotorische Kraft des

-vollgeladenen Akkumulators 2,03 Volt, sodaß man mit der Entladung

-solange fortfahren kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt beträgt

-(nicht die elektromotorische Kraft, s. S. 105). Wird ein Akkumulator mit

-der konstanten Stromstärke J entladen, und dauert die Entladung in dem

-angegebenen Sinne t Stunden, so beträgt die Kapazität (bei t-stündiger

-Entladung) J × t Amperstunden.

-

-Da die Elektrizität, die ein Akkumulator abgibt, aus chemischer Energie

-entsteht, so hängt die Kapazität von der Menge des Bleischwammes und der

-Menge des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln können.

-Der Umsatz kann natürlich nur dort erfolgen, wo die wirksame Masse mit

-Schwefelsäure in Berührung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage

-hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser gesagt: Der

-Elektrolyt) in die Platten eindringen, beträgt nur Bruchteile eines

-Millimeters; sie ist etwas größer, wenn sich in der aktiven Masse poröse

-Substanzen befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazität eines

-Akkumulators und damit seine Leistung steigern will, darauf angewiesen,

-die Oberfläche der Platten zu vergrößern. Es sei hier die Bemerkung

-eingeschoben, daß man in der Technik zwischen der ~projizierten~

-Oberfläche, wie sie sich durch Multiplikation von Länge und Breite

-ergibt, und der ~wirksamen~, d. h. der von dem Elektrolyten benetzten

-Oberfläche unterscheidet; letztere nennt man auch die ~abgewickelte~

-Oberfläche. Diese beiden sind umsomehr von einander verschieden, je

-poröser die aktive Masse ist, und je mehr Rippen, Zähne oder dergleichen

-sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte Oberfläche der

-positiven Elektrode a dm² und die Stromstärke J Amp., so ist J/a die

-~Stromdichte~, bezogen auf 1 dm².

-

-Würde man bei Elementen für größere Leistungen nur ~eine~ positive und

-eine negative Platte benutzen, so würde die Zelle unförmlich große

-Dimensionen haben. Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer

-mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen

-Platten werden durch Bleileisten miteinander verbunden (s. Kap. 7). Die

-Verwendung mehrerer positiver und negativer Platten gewährt noch einen

-anderen Vorteil; enthält nämlich eine Zelle nur zwei Platten (~eine~

-positive und ~eine~ negative), so sind fast nur die beiden sich

-gegenüberliegenden Oberflächen an der Stromlieferung beteiligt[52], es

-werden also bei jeder Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfläche

-ausgenutzt. Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und zwei

-negativen Platten, so sind von 6 Flächen nur 2 an dem chemischen Umsatze

-im beschränktem Maße beteiligt, d. h. nur etwa 33⅓% usw.

-

-Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1 größer als die der

-positiven, wenn die Zelle mehr als zwei Platten enthält; die erste,

-dritte usw. letzte Platte ist negativ. Ist also die Kapazität pro

-Quadratdezimeter projizierter Oberfläche bei der negativen Platte die

-gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazität der negativen

-etwas größer als diejenige der positiven. Im Laufe der Zeit vergrößert

-sich, wie später gezeigt wird, die Kapazität der Positiven im Vergleich

-zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete Anordnung wird also

-verhindert, daß die gesamte Kapazität der Positiven von derjenigen der

-Negativen später stark verschieden ist. Positive Platten werden auch aus

-dem Grunde nicht als Endplatten benutzt, weil sie, einseitig

-beansprucht, sich krümmen.

-

-Die ~Kapazität~ eines gegebenen Akkumulators ~hängt~ in hohem Maße von

-der ~Entladestromstärke~ ab. Bei der Entladung nämlich wird Säure für

-die Sulfatbildung verbraucht, so daß stets neue Säure in die Poren der

-aktiven Masse eindringen muß. Wird nun mit großer Stromdichte entladen,

-so kann die für den chemischen Umsatz nötige Säure nicht schnell genug

-in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren), so daß die

-elektromotorische Kraft, die ja von der Säuredichte abhängig ist, stark

-abnimmt, obschon noch größere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd

-vorhanden sind; wenn ferner keine Schwefelsäure mehr in Berührung mit

-der aktiven Masse ist, so hört der chemische Umsatz, d. h. der

-stromliefernde Prozeß, auf.

-

-  Meines Erachtens spielen hier auch die Volumänderungen, mit denen der

-  chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus 1 Gramm Blei oder

-  Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen größeren Raum ein als

-  das Blei oder Bleisuperoxyd. Während der Entladung werden sich daher

-  die vorhandenen Poren verengen und mit Bleisulfat ganz ausfüllen. Wird

-  mit schwachem Strom entladen, so verengt sich die Pore in den

-  verschiedenen Querschnitten nahezu gleichmäßig; bei großer Stromdichte

-  aber wird sie hauptsächlich an der dem Elektrolyten zugewendeten Seite

-  enger oder verstopft sich; die Säurediffusion wird sehr erschwert und

-  hört bald auf. Bei der Ladung verringert sich das Volumen der aktiven

-  Masse, und die Poren erweitern sich. Nach dieser Erklärung müßte die

-  Aufnahmefähigkeit[53] bei der Ladung (Ladungskapazität) weniger von

-  der Stromdichte abhängig sein als die Kapazität bei der Entladung. Die

-  Erfahrung zeigt, daß dies in der Tat der Fall ist.

-

-Ferner muß man schließen, daß die ~Kapazität der Negativen in höherem

-Maße von der Entladezeit~ oder von der Stromdichte bei der Entladung

-~abhängig ist~ als die Kapazität der Positiven.

-

-  Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge (z. B. 3,85

-  Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist größer als die

-  Differenz des Volumens der äquivalenten Menge Bleisuperoxyd (z. B.

-  4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen Bleisulfats.

-

-  Durch eingehende Untersuchung gelangt auch ~E. Sieg~ zu diesem

-  Resultate (l. c. S. 83), er findet nämlich, „daß die

-  Bleischwammplatten (und zwar Großoberflächen- und gepastete Platten)

-  bei genau gleicher „absoluter‟ Kapazität, d. h. derjenigen Kapazität,

-  die von den Platten geleistet werden kann, wenn die Entladestromstärke

-  sehr klein gewählt wird, gegen Erhöhung der Beanspruchung

-  empfindlicher sind als Superoxydplatten‟. Daraus würde sich dann der

-  Schluß ergeben, daß bei Akkumulatoren, die mit großer Stromdichte

-  entladen werden sollen, die absolute Kapazität der negativen Platten

-  größer zu wählen ist als diejenige der positiven.

-

-  ~Dolezalek~ folgert aus dem Umstande, daß die Konzentrationsänderungen

-  an der Superoxydelektrode erheblich größer sind als an der

-  Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet wird), daß

-  die Kapazität der Superoxydelektrode geringer sein muß als die einer

-  aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c. S. 86). Wenn

-  demnach die Konzentrationsänderungen allein maßgebend wären, so müßte

-  die positive Platte die empfindlichere sein.

-

-Man kann weiter schließen, daß die Kapazität von der Porosität der

-aktiven Masse abhängig sein wird, besonders bei Entladungen mit großer

-Stromdichte. Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische

-Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.

-

-Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet werden, die sich bei

-der Entladung in Bleisulfat umwandeln, so ist es selbstverständlich, daß

-die Art der vorhergegangenen Ladung auf die Kapazität einen Einfluß

-ausübt. Je geringer die Stromdichte bei dieser Ladung war, um so mehr

-Bleischwamm ist auf der negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO₂

-auf der positiven.

-

-Bei stationären Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen) geht man in der

-Regel nicht unter dreistündige Entladezeit herab. Nennt man die

-Kapazität bei dreistündiger Entladung c₃ und die bei zehnstündiger c₁₀,

-so gilt meistens mit großer Annäherung die Beziehung c₃ : c₁₀ = 26 : 35

-oder ungefähr = 3 : 4.

-

-  ~Schröder~[54] gelangte auf Grund von Untersuchungen an Akkumulatoren

-  der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der Formel

-

-  K · ∛J² = m,

-

-  wo K die Kapazität in Amperstunden, J die Entladestromstärke und m

-  eine für den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante ist.

-  Für die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von J liefert

-  die Formel hinreichend genaue Werte. -- C. ~Liebenow~ fand, daß für

-  schwache Entladungen

-

-          m

-  K = ---------

-      1 + c . J

-

-(m und c sind Konstante).

-

-Nach ~Peukert~[55] ist

-

-  Jⁿ . t = const.,

-

-  wo J die Entladestromstärke, t die Entladedauer, n einen durch das

-  Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten

-  Typen zwischen 1,35 und 1,72.

-

-Die gesamte Elektrizitätsmenge, die man einem Akkumulator entnehmen

-kann, ist, um es noch einmal zu wiederholen, durch das Gewicht des

-vorhandenen bezw. zugänglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes

-gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10stündiger Entladung

-100 Amperstunden abgeben, so müssen auf der negativen Elektrode

-~mindestens~ 385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens 446

-Gramm Bleisuperoxyd angehäuft sein (siehe S. 37). In Wirklichkeit müssen

-aber größere Mengen der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei

-10stündiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles PbO₂ umgewandelt

-wird.

-

-  Eine vollständige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials ist

-  sogar theoretisch nicht möglich, weil PbSO₄ ein sehr schlechter Leiter

-  ist. Nach Roloff werden bei 3stündiger Entladung bei den Positiven

-  45%, bei den Negativen 25% der anfänglich vorhandenen aktiven Masse

-  ausgenutzt.

-

-Natürlich mußten dem Akkumulator, wenn er 100 Amperstunden abgeben soll,

-bei der vorhergegangenen Ladung mindestens 100 Amperstunden zugeführt

-worden sein. Es ist allerdings denkbar, daß ein Akkumulator ~ein Mal~

-mehr Elektrizität abgibt, als man bei der Ladung in ihn hineingeschickt

-hat, indem nämlich Blei und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten

-Entladung nicht in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.

-

-Da die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladezeit im engsten

-Zusammenhange mit den Diffusionsvorgängen steht, so kann man

-voraussagen, daß die Änderungen für die verschiedenen Systeme nicht die

-gleichen sind; bei Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) wird diese

-Abhängigkeit nicht so groß sein, wie bei pastierten Platten.

-

-Außer von der Entladestromstärke hängt die Kapazität von der Dicke der

-aktiven Schicht, der Säuredichte und von der Temperatur ab. Ist das

-Bleisuperoxyd und ebenso der Bleischwamm als sehr dünner Überzug auf

-einer großen Oberfläche verteilt, so kann die für die Bleisulfatbildung

-nötige Säure leichter in das Innere eindringen, als wenn die wirksame

-Masse eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfläche bildet.

-

-  Der Forderung möglichst dünne Platten zu Verwenden, stehen folgende

-  Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert sich, die

-  Platten müssen eine gewisse mechanische Festigkeit haben, bei sehr

-  dünnen Platten ist nicht genügend Raum für die Aufnahme der Paste

-  vorhanden, der Widerstand der Platten wird größer.

-

-~Die Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte~ hat zuerst

-~Heim~[56] näher untersucht. Er fand, daß die Kapazität, wenn man die

-Säuredichte vergrößert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt; das

-Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von 1,1. Nach ~Earle~ ist

-die Kapazität am größten, wenn die Säuredichte etwa gleich 1,25 ist. Da

-bei dieser Dichte verdünnte Schwefelsäure (genauer bei 1,22) das Maximum

-der Leitfähigkeit besitzt, so darf man die Kapazität als eine Funktion

-des Leitungsvermögens des Elektrolyten ansehen, ein Schluß, der mit

-unseren früheren Überlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien dringen

-eben um so tiefer in das Innere der aktiven Masse ein, die Umwandlung in

-Bleisulfat ist um so vollständiger, je besser die Säure leitet.

-

-~Der Einfluß der Temperatur auf die Kapazität~ ist ein nicht

-unerheblicher. Durch Messungen von ~Heim~[57] ergab sich, daß die

-Kapazität pro 1° Temperaturerhöhung innerhalb der Grenzen 14° und 45° um

-2,6% des der Temperatur 19° entsprechenden Betrages stieg. Die Zunahme

-der Kapazität mit der Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der

-Konzentrationsänderungen (infolge größerer Beweglichkeit der Säure),

-sowie durch die Zunahme des Leitungsvermögens des Elektrolyten[58]

-erklärt werden. In der Praxis kann man von der Kapazitätssteigerung

-durch Erwärmung der Säure schon aus dem Grunde keinen Gebrauch machen,

-weil sie eine vorzeitige Abnutzung der Platten zur Folge hat.

-

-Zu bemerken ist noch, daß bei einem Akkumulator, der mit Ruhepausen

-entladen wird, die Kapazität eine andere ist, als bei einem Elemente,

-das mit gleicher Stromstärke ohne Unterbrechung beansprucht wird; sind

-die Ruhepausen nicht so groß, daß die Selbstentladung während derselben

-merkliche Verluste verursacht (siehe S. 106), so ist die Kapazität im

-ersteren Falle die größere.

-

-  ~B. Albrecht~ fand, daß bei Akkumulatoren mit positiven

-  Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) eine merkliche Zunahme der

-  Kapazität infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist

-  dieser Umstand der Selbstentladung während der Ruhepausen

-  zuzuschreiben. Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme

-  der Kapazität infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die

-  prozentuale Zunahme um so bedeutender, je größer die

-  Entladestromstärke ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit

-  Platten ~einer~ Firma ausgeführt. (Näheres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)

-

-Die Kapazität eines Akkumulators ändert sich im Laufe der Zeit. In der

-Regel nimmt sie zuerst zu, erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei

-ist zu beachten, daß verschiedene Fabriken die Platten in nicht fertig

-formiertem Zustande liefern, so daß in der ersten Zeit die Formation

-fortschreitet und die Aufnahmefähigkeit steigt. Auch bei Platten, die

-soweit als möglich in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazität

-wachsen; es gilt dies besonders von positiven Großoberflächenplatten (s.

-Planté-Formation). Andererseits kann die Kapazität im Gebrauche geringer

-werden, weil aktive Masse aus dem Gitter herausfällt oder abbröckelt.

-

-  Wenn man zwischen Kohlenelektroden verdünnte Schwefelsäure

-  elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden

-  zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen

-  gleichsam abgerieben oder losgesprengt.

-

-Über die Kapazitätsabnahme infolge der Verbleiung siehe Kap. 7. Auch die

-Sulfatation hat einen Rückgang der Kapazität zur Folge (s. Kap. 5).

-

-Die Beschaffenheit der Elektroden übt, wie P. Schoop[59] sagt, einen

-schwer kontrollierbaren Einfluß auf die Kapazität aus. Ist eine

-Batterie längere Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazität

-geringer. Durch mehrmaliges Laden und Entladen muß man dann die Platten

-auffrischen.

-

-Eine ~Kapazitätsprobe~ wird bei der Abnahme einer gelieferten Batterie

-ausgeführt; auch empfiehlt es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man

-über den Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn sie längere

-Zeit nicht benutzt worden ist. Die Prüfung geschieht folgendermaßen: Die

-Batterie wird mit normaler Stromstärke (etwa der der fünfstündigen

-Ladung entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung soll die

-Entladung beginnen. Man reguliert die Stromstärke so, daß sie den für

-die betreffende Entladezeit (z. B. fünf Stunden) vorgeschriebenen Wert

-hat und hält sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen

-(z. B. für den Betrieb von Motoren, oder für elektrolytische Zwecke), so

-schaltet man die Batterie auf einen regulierbaren Metall- oder

-Wasserwiderstand (der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem wegen

-der Schaumbildung, des Siedens der Flüssigkeit usw.). Am einfachsten

-bestimmt man die abgegebene Elektrizitätsmenge mittels eines Coulomb-

-oder Amperstundenzählers; benutzt man hierfür ein Amperemeter, so muß

-man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten die Stromstärke ablesen. Durch

-ein mit den Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die Spannung

-gemessen. Der Versuch ist natürlich abzubrechen, wenn die untere

-Spannungsgrenze erreicht ist, d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10%

-der anfänglichen gesunken ist. -- Aus früheren Betrachtungen ergibt sich

-übrigens, daß man durch eine einmalige Entladung ein zuverlässiges

-Resultat nicht erhalten kann.

-

-Hat man gefunden, daß die Kapazität eines Akkumulators zurückgegangen

-ist, so ist es von Wichtigkeit zu wissen, ob die Ursache an der

-positiven oder an der negativen Elektrode liegt. Um dies zu prüfen,

-bedient man sich der ~Fuchsschen Methode~; das Verdienst, diese in die

-Akkumulatorentechnik eingeführt zu haben, gebührt ~C. Liebenow~[60]. Man

-bedient sich bei dieser Methode einer sogen. ~Hilfselektrode~, am

-einfachsten eines amalgamierten Zinkstäbchens oder am besten eines

-Kadmiumblechs; die Meßelektrode[61] taucht man so in die Säure ein, daß

-sie von möglichst wenig Stromfäden getroffen wird. Sie bildet in

-verdünnter Schwefelsäure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit dem

-Bleischwamm ein galvanisches Element. Die elektromotorischen Kräfte e₁

-und e₂ betragen bei der gewöhnlichen Säuredichte bei Beginn der

-Entladung

-

-  für Zink    und Bleisuperoxyd 2,41 Volt,

-  „    „       „  Bleischwamm   0,40   „ ,

-  „   Kadmium  „  Bleisuperoxyd 2,17   „ ,

-  „    „       „  Blei          0,16   „ .

-

-e₁ - e₂ ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt, mit großer Annäherung

-die elektromotorische Kraft des Akkumulators. Entnimmt man der Zelle

-Strom, so ändern sich e₁ und e₂ etwas, und es ist jetzt ihre Differenz

-gleich der Klemmenspannung, wenn der innere Widerstand des Elementes so

-klein ist, daß man das Produkt i · w vernachlässigen kann.

-

-Man macht während der Entladung eine größere Reihe von Messungen und

-trägt die Werte von e₁ und e₂ sowie diejenigen für die Klemmenspannung

-auf Millimeterpapier nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit zu

-Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man erhält so drei Kurven,

-die den Verlauf der Klemmenspannung und der elektromotorischen Kräfte

-der beiden Kombinationen

-

-  Hilfselektrode | verdünnte Schwefelsäure | Bleisuperoxyd

-      „          |      „          „       | Bleischwamm

-

-anzeigen. Die elektromotorischen Kräfte e₁ und e₂ müssen sich bei

-fortschreitender Entladung einander allmählich nähern, da die positive

-und die negative Platte einander ähnlich werden. Bei gleicher Kapazität

-der beiden Platten müssen offenbar die Kurven zur selben Zeit, nämlich

-wenn die Klemmenspannung anfängt abzufallen, stark umbiegen, die eine

-nach unten, die andere nach oben.

-

-Nach ~Sieg~ sind die positiven Platten entladen, sobald sie gegen

-Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die negativen, sobald sie gegen Kadmium

-über 0,2 Volt haben.

-

-~Liebenow~ gelangt auf Grund seiner Beobachtungen zu der Regel, daß die

-Fuchssche Methode dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine

-wesentliche Verschiedenheit der Kapazität beider Plattensorten anzeigt.

-Wenden sich dagegen die beiden Kurven (e₁ und e₂) beim Herabgehen der

-Klemmenspannung gleichzeitig, so können positive und negative Platten

-die gleiche Kapazität haben, es kann aber auch die der einen kleiner

-sein als die der anderen.

-

-~Wirkungsgrad~[62]. Nennt man die einem Elemente während der Ladung

-zugeführte Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden (oder in

-Coulomb), Q₁ und die während der Entladung von der Zelle abgegebene

-Elektrizitätsmenge Q₂, so ist

-

-  Q₂

-  -- der Wirkungsgrad.

-  Q₁

-

-Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100, so erhält man den

-Wirkungsgrad in Prozenten der hineingeladenen Elektrizitätsmenge.

-

-Da Q₁ und Q₂ von der Stromdichte, also auch von der Dauer der Ladung und

-Entladung, abhängig sind, so empfiehlt es sich, mit derselben

-Stromdichte zu entladen, mit der geladen wurde (s. Kapazität).

-

-Der Wirkungsgrad beträgt aus verschiedenen Gründen weniger als 100% (in

-der Praxis nimmt man 85-90% an). Stromverluste, die man bei

-Laboratoriumsversuchen auf 3-4% herunterdrücken kann, werden zum Teil

-durch eine schwache während der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung

-verursacht. Je größer die Stromdichte bei der Ladung ist, um so größer

-ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um so größer wird also auch

-der Bruchteil des Stromes, der für die Gasbildung nutzlos verwertet

-wird. Besonders während der „Überladung‟ (Ladung nach Beginn des

-„Kochens‟) werden größere Elektrizitätsmengen für die Abscheidung von

-Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht, die bei der Entladung nicht

-wiedergewonnen werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man daher

-von einer Überladung absehen.

-

-Kleine Verluste können auch dadurch verursacht werden, daß während der

-Ladung Teilchen der aktiven Masse durch die Gase abgekratzt oder

-losgesprengt werden.

-

-Läßt man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt stehen, so erfolgt

-Selbstentladung, die eine Verringerung von Q₂ zur Folge hat. Je länger

-also die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist, um so geringer

-wird der Wirkungsgrad.

-

-~Nutzeffekt~[63]. Man versteht darunter den Quotienten, den man erhält,

-wenn man die vom Akkumulator während der Entladung abgegebene Energie

-(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator bei der

-vorhergegangenen Ladung zugeführte Energie (in Wattstunden) dividiert.

-Beispiel: Eine Zelle wurde mit 50 Amper 4 Stunden lang geladen; die

-mittlere Ladespannung war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugeführte

-Energie w₁ betrug

-

-  w₁ = 2,3 . 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.

-

-Die Zelle wurde etwa ½ Stunde nach der Ladung mit 50 Amp. entladen; nach

-ungefähr 3¾ Stunden war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die

-mittlere Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund 1,9 Volt

-betrug, so belief sich die vom Akkumulator abgegebene Leistung w₂ auf

-

-  w₂ = 50 . 3,75 . 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.

-

-Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich

-

-  w₂   356,25

-  -- = ------ = 0,77 oder 77%.

-  w₁     460

-

-Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer Stromdichte lädt und

-entlädt, einen Nutzeffekt von 90% und noch mehr erzielen. Mit

-zunehmender Entladestromstärke nimmt der Quotient ab. In der Praxis

-rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%. [Auf die Rolle, die die

-zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam

-gemacht worden.]

-

-Man könnte der Ansicht sein, daß der Nutzeffekt deshalb mit wachsender

-Entladestromstärke sinkt, weil bei größerer Stromdichte der innere

-Widerstand des Akkumulators zunimmt. Daß sich dieser mit der Stromstärke

-und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme von Elektrizität etwas

-ändert, soll später nachgewiesen werden. Einstweilen begnügen wir uns

-mit der Bemerkung, daß der innere Widerstand auch kleiner Zellen in den

-verschiedenen Stadien der Ladung und Entladung und daher auch der

-Spannungsverlust im Elemente (i · w) so klein ist, daß durch ihn der

-Nutzeffekt nur in geringem Maße beeinflußt wird. Die Gründe, weshalb der

-Nutzeffekt weit unter 100% liegt, sind schon früher dargelegt worden;

-diese sind die Konzentrationsänderungen und die Abhängigkeit der

-elektromotorischen Kraft von der Säuredichte.

-

-  Daß durch die Konzentrationsänderungen, die sich sowohl bei der Ladung

-  wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht werden,

-  kann man sich auch folgendermaßen klar machen. Wenn man zwei

-  Schwefelsäurelösungen verschiedener Konzentration mischt, so wird

-  Wärme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander vermischten Säuren

-  getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied hergestellt werden,

-  so muß Arbeit aufgewendet werden. Da nun im Akkumulator durch den

-  Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt und aufrecht erhalten

-  wird, so muß hierfür elektrische Energie verbraucht werden.

-  ~Dolezalek~ leitet eine Formel für die betreffenden Energieverluste

-  ab, aus der sich ergibt, daß der Nutzeffekt abhängig ist von dem

-  mechanischen Bau (Porosität) der Platten, von der Leitfähigkeit der

-  Plattensäure, von der Stromstärke und von der Zeit. Beachtenswert ist,

-  daß diese Energieverluste, ebenso wie die der Jouleschen Wärme

-  entsprechenden der Leitfähigkeit der Säure umgekehrt proportional

-  sind. Da nun Säure vom spezifischen Gewicht 1,22 (ca. 30%

-  Schwefelsäure) das Maximum der Leitfähigkeit besitzt, so ist der

-  Nutzeffekt bei dieser Säuredichte am größten.

-

-Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen, wenn man die Lade- und

-Entladekurve aufgenommen hat. Wählt man nämlich für die beiden Kurven

-dieselben Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen als

-Ordinaten), so schließen dieselben eine Fläche ein, die ein Maß für die

-Energieverluste ist. Um dies zu beweisen, denken wir uns die Zeit in

-Abschnitte t₁, t₂ ... zerlegt, die so klein sind, daß man von der

-Änderung der Spannung während eines jeden Intervalls absehen kann.

-Nennen wir die zugehörigen Spannungen bei der Ladung E₁, E₂ ..., bei der

-Entladung e₁, e₂ ..., und bezeichnen wir die (konstante) Stromstärke,

-die bei der Ladung und Entladung die gleiche sein muß, mit J, so ist die

-

-     Ladearbeit während der Zeit t₁ gleich E₁ · J · t₁,

-         „         „     „   „   t₂   „    E₂ · J · t₂ ...

-  Entladearbeit    „     „   „   t₁   „    e₁ · J · t₁,

-         „         „     „   „   t₂   „    e₂ · J · t₂ ...

-

-Der Energieverlust in der Zeit t₁ ist mithin (E₁ - e₁) · J · t₁ oder

-proportional (E₁ - e₁) · t₁. Durch dieses Produkt wird aber das der Zeit

-t₁ entsprechende Stück der zwischen den beiden Kurven liegenden Fläche

-dargestellt usw.

-

-Der ~innere Widerstand~ eines Akkumulators, der bei Pufferbatterien (s.

-Kap. 9) eine wichtige Rolle spielt, kann in drei Summanden zerlegt

-werden, nämlich in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen

-Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w_{p}), denjenigen

-in der negativen Elektrode (w_{n}) und den Widerstand in der Säure

-zwischen den Elektroden (w_{s}). Zu w_{p} und w_{n} ist auch derjenige

-Widerstand zu rechnen, den die Elektrizität in der in den Poren

-befindlichen Säure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst

-gleichen Umständen bei ~Planté~-Platten einen anderen Wert haben als bei

-~Faure~-Platten, ändern sich im Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr

-Bleisulfat nämlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen

-verteilt ist, um so größer werden w_{p} und w_{n}; ferner steigt bezw.

-sinkt die Konzentration der Säure in den Poren; endlich hat die

-Erzeugung von Joulescher Wärme eine Temperaturerhöhung zur Folge. Auch

-mit dem Alter der Platten ändern sich die beiden Widerstände (s.

-Lebensdauer).

-

-w_{s} ist ebenfalls variabel, da die Dichte der Säure zwischen den

-Platten (der „äußeren‟ Säure) während der Ladung zunimmt und bei der

-Entladung sinkt; dies gilt besonders von denjenigen Schichten der Säure,

-die an die Oberflächen der Platten grenzen; auch können Gase, die sich

-gegen Ende der Entladung entwickeln, eine Vergrößerung von w_{s}

-verursachen.

-

-Die Leitfähigkeit einer Schwefelsäurelösung ändert sich mit dem

-spezifischen Gewichte. Setzt man einer bestimmten Menge Wasser

-Schwefelsäure in kleineren Quantitäten nach und nach zu, so findet man,

-daß das Leitungsvermögen zuerst schnell, dann langsam wächst, später

-aber wieder abnimmt; bei einer Säuredichte von 1,224 ist das

-Leitungsvermögen ein Maximum. Die betreffende Lösung enthält etwa 30,5

-Gewichtsprozente Schwefelsäure; der spezifische Widerstand (Widerstand

-pro cm³) beträgt etwa 1,35 Ohm[64].

-

-Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen Zustande kann wie

-derjenige eines jeden anderen elektrolytischen Apparates bestimmt

-werden. Bei der einfachen Brückenschaltung mit den von F. ~Kohlrausch~

-angegebenen Modifikationen (Wechselströme, Telephon) erhält man

-besonders bei größeren Zellen (bei solchen ist der Widerstand kaum ein

-Tausendstel Ohm groß) wegen der Übergangswiderstände an den Klemmen

-keine genauen Resultate. Diese werden bei der Brückenschaltung von

-~Matthiesen~ und ~Hockin~ eliminiert.

-

-  Angenähert (der Größenordnung nach) kann man den inneren Widerstand

-  folgendermaßen bestimmen. Man lädt das Element, dessen Widerstand man

-  ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten Akkumulatoren

-  unter Einschaltung eines Kurbelrheostats. Die Klemmen der Ladebatterie

-  seien k₁ und k₂, die daran befestigten Drähte d₁ und d₂. Legt man d₁

-  ~und~ d₂ an k₁ (oder an k₂), so gibt das zu untersuchende Element

-  Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn der Ladung nur wenig verschieden

-  von dem Ladestrom. Bei einiger Übung kann man innerhalb eines

-  Zeitraumes von einigen Sekunden laden, umschalten (also entladen) und

-  die nötigen Ablesungen an einem mit den Klemmen des Elementes

-  verbundenen Voltmeter vornehmen. Während der Ladung ist

-

-  e = E + i · w

-

-  (e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)

-

-  und während der Entladung ist

-

-  e′ = E - i · w.

-

-  Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angenähert)

-  gleich 2wi.

-

-Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators konstant wäre, so

-könnte man w leicht während der Ladung und Entladung bestimmen; denn

-dann wäre

-

-      e - E

-  w = -----.

-        i

-

-Es würde genügen, „den Stromkreis für kurze Zeit zu öffnen‟ und die

-Spannung, die das mit den Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter

-anzeigt (E), abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden Kapitel

-hervorgeht, gehen die Änderungen der elektromotorischen Kraft schnell

-vor sich, so daß die Unterbrechungsmethode sehr unzuverlässig ist. Will

-man den Widerstand einer Zelle während des Stromdurchganges genau

-bestimmen, so kann man die Methode von ~Uppenborn~[65] oder die von

-~Nernst~ und ~Haagn~ angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich

-von der gewöhnlichen Brückenmethode dadurch, daß zwei Widerstände durch

-Kondensatoren ersetzt sind, außerdem wird noch ein Hilfskondensator

-eingeschaltet, der verhindert, daß die Zelle Strom in die

-Brückenanordnung sendet[66]. (Eine ausführliche Beschreibung der

-verschiedenen Meßmethoden findet man in dem bekannten Werke von F.

-~Kohlrausch~, Leitfaden der Physik.)

-

-Nach Messungen von ~Haagn~ stieg der Widerstand einer kleinen Zelle

-während der etwa fünfstündigen Entladung von 0,018 bis 0,045 Ohm,

-während der Ladung fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von

-~Häberlein~ verhält sich der Widerstand bei Beginn zu demjenigen am Ende

-der Ladung wie 17 : 24. ~Roloff~ gibt für die Type 3 × J₁ der

-Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. an, daß der Widerstand bei Beginn der

-Entladung 0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.

-

-  Da die Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse von

-  der Stromdichte abhängig ist, so folgt erstens, daß bei schneller

-  Entladung (großer Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)

-  Widerstand größer ist als bei langsamer Entladung und zweitens, daß

-  der Spannungsabfall im Elemente (w · J) nicht linear mit der

-  Stromdichte wächst, sondern in einem etwas stärkeren Verhältnisse.

-

-Wenn man Zellen von verschiedener Kapazität, die aus Platten von

-derselben Konstruktion zusammengesetzt sind und Säure von derselben

-Dichte enthalten, mit gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das

-Produkt w · J als konstant ansehen; denn in dem Maße, in dem w bei den

-großen Zellen abnimmt, wächst J.

-

-  [52] Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verdünnte

-  Schwefelsäure zersetzt, so steigen an den Außenseiten der Elektroden

-  nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators wird

-  dementsprechend an der Außenseite der positiven und negativen

-  Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.

-

-  [53] Diese müßte eigentlich als „Kapazität‟ schlechthin bezeichnet

-  werden.

-

-  [54] E. T. Z. 1904, S. 587.

-

-  [55] E. T. Z. 1897, S. 287.

-

-  [56] E. T. Z. 1889, S. 88.

-

-  [57] E. T. Z. 1901, S. 811.

-

-  [58] Wenn man einen Elektrolyten erwärmt, so wächst das

-  Leitungsvermögen ziemlich stark.

-

-  [59] ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente.

-

-  [60] Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.

-

-  [61] Liebenow empfiehlt als Meßelektrode eine kleine Zelle aus Ton

-  (porös), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte Lösung von

-  Kadmiumsulfat in Akkumulatorensäure befindet. Ein durch einen Glasstab

-  isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam. Man stellt die Zelle auf

-  die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende muß dann von der Säure

-  benetzt werden. Die Anordnung entspricht einem Voltaschen Elemente,

-  bei dem eine Elektrode in einer mit verdünnter Schwefelsäure

-  angefüllten Tonzelle steht.

-

-  [62] Was hier „Wirkungsgrad‟ genannt wird, wird von anderen Autoren

-  als „Güteverhältnis‟ bezeichnet, während das Verhältnis der

-  entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten Energie

-  vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.

-

-  [63] Man vergleiche die Fußnote auf der vorigen Seite.

-

-  [64] Man bezieht das Leitvermögen (und den spezifischen Widerstand)

-  der Elektrolyte auf eine Säule von 1 cm Länge und 1 qcm Querschnitt,

-  also kurz auf 1 ccm.

-

-  [65] Näheres siehe ~Uppenborn~, Kalender für Elektrotechniker.

-

-  [66] Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.

-

-

-

-

-Viertes Kapitel.

-

-Ladung und Entladung.

-

-

-Wir wollen zunächst das ~Verhalten~ des Bleiakkumulators während der

-Ladung und Entladung betrachten.

-

-1. ~Ladung~. In den ersten Minuten nach Beginn der Ladung, für die das

-in Fig. 2 (s. S. 26) gegebene Schaltungsschema gilt, steigt die

-Klemmenspannung des Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18

-Volt[67]. Oft beobachtet man, daß die Spannung im Anfange der Ladung

-zuerst steigt und dann wieder etwas abfällt, daß also das erste Stück

-der Spannungskurve einen kleinen Höcker aufweist. Während des größten

-Teiles der Ladung wächst die Spannung nur ganz langsam bis zu 2,2 Volt;

-gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller Anstieg der Kurve.

-

-Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an den Anoden schon etwas

-früher; sie ist zuerst schwach, dann lebhaft; der Akkumulator „kocht‟.

-Die Klemmenspannung hängt besonders während der Gasbildung in hohem Maße

-von der Ladestromstärke ab (s. Fig. 7); hat der Strom noch den der

-vierstündigen Ladung entsprechenden Wert, so steigt die Spannung bis zu

-etwa 2,7 Volt und ev. noch höher.

-

-[Illustration: Fig. 7.]

-

-[Illustration: Fig. 8.]

-

-In den Fig. 7 und 8 ist der Verlauf der Klemmenspannung bei Beginn und

-gegen Ende der Ladung graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5

-Platten, 2 positiven und 3 negativen (10 cm × 14 cm); die ersteren waren

-Großoberflächenplatten. Die Stromdichte betrug zuerst etwa 0,6, später

-etwa 0,4 Amp. pro Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.

-

-Die Stromdichte war verhältnismäßig klein. Nach ~Heim~[68] ist

-bei dreistündiger Entladung die Stromdichte bei positiven

-Großoberflächenplatten 1,3-1 Amp. pro 1 dm².

-

-Vereinzelte Gasblasen sieht man während der ganzen Ladung emporsteigen.

-Die Gase, die sich entwickeln, sind die Elemente des Wassers, und zwar

-entweicht der Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den

-negativen Platten. Die stärkere Gasentwicklung ist ein Zeichen, daß der

-chemische Umsatz an den dem Strome zugänglichen Teilen der aktiven Masse

-nahezu vollendet ist. Hat man den Akkumulator mit der höchsten

-zulässigen Stromstärke geladen, so setzt man, sobald lebhafte Gasbildung

-erfolgt, den Strom auf die Hälfte bis ein Drittel seiner bisherigen

-Stärke herab.

-

-Die Klemmenspannung e während der Ladung kann in zwei Summanden zerlegt

-werden; der eine Teil dient dazu, die Gegenspannung (die momentane

-elektromotorische Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere, den

-Ohmschen Widerstand w der Zelle zu überwinden:

-

-  e = E + i · w.

-

-Man beobachtet oft, wie schon erwähnt wurde, daß kurze Zeit nach Beginn

-der Ladung die Potentialdifferenz der Klemmen etwas sinkt und dann

-wieder ansteigt. Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine Änderung

-des Widerstandes zurückzuführen, den der Strom in den Platten findet.

-Während der der Ladung vorausgegangenen Ruhepause bedecken sich die

-Elektroden wahrscheinlich mit einer sehr dünnen Schicht von

-schlechtleitendem Bleisulfat (s. Sulfatierung). Dieses wird, wenn die

-Ladung beginnt, in kurzer Zeit gelöst. Im übrigen wird durch die

-Änderung des inneren Widerstandes während der Ladung die Klemmenspannung

-nur wenig beeinflußt. Das anfängliche schnelle und das spätere langsame

-Wachsen der Klemmenspannung ist auf die Änderung der Konzentration der

-Säure in den Poren der wirksamen Masse und der äußeren Säure

-zurückzuführen. Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den Poren Säure

-frei, die Konzentration (und damit die elektromotorische Kraft) steigt

-so lange, bis in jedem Zeitteilchen gerade soviel Säure durch Diffusion

-nach außen gelangt, wie in den Poren durch den chemischen Umsatz erzeugt

-wird. Je größer die Ladestromstärke ist, um so größer wird der

-Unterschied der Konzentration der beiden Säuren, um so größer wird die

-Klemmenspannung. Die Differenz der beiden Konzentrationen können wir,

-wenn mit konstanter (nicht zu großer) Stromdichte geladen wird, als

-konstant ansehen; wächst also die Dichte der äußeren Säure, so nimmt

-auch diejenige der Säure in den Poren zu.

-

-Gegen Ende der Ladung werden von den Platten Gase absorbiert, man

-spricht daher von einer „Gaspolarisation‟. Da die Okklusionsfähigkeit

-des Bleies nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die

-Gaspolarisation überhaupt eine Rolle spielt. Übrigens kann man, wie wir

-gesehen haben, den starken Anstieg der Spannung gegen Ende der Ladung

-darauf zurückführen, daß der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und daher

-die Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen[69] eine sehr

-geringe wird (siehe Theorie von ~Liebenow~).

-

-Verschiedene Firmen schreiben vor, daß die von ihnen gelieferten

-Akkumulatoren ab und zu nach Beginn der lebhaften Gasentwicklung noch

-längere Zeit, etwa 2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der

-Zweck der ~Überladung~, die im allgemeinen schädlich ist, weil durch die

-entweichenden Gase Teilchen der aktiven Masse abgerissen werden, die

-ferner eine nicht unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge

-hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, daß einzelne Zellen

-einer Batterie aus irgend einem Grunde gegen die anderen

-„zurückbleiben‟. Bei diesen Zellen erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat

-in Blei bezw. Bleisuperoxyd langsamer als bei den übrigen Elementen, die

-sich in normalem Zustande befinden. Während der Überladung geht nun die

-chemische Umwandlung in den kranken Zellen noch weiter vor sich, so daß

-ihnen Gelegenheit gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden durch die

-während der Überladung entweichenden Gasblasen Strömungen in der Säure

-hervorgerufen (die Säure wird aufgewühlt), die eine Vermischung der

-unteren, dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur Folge

-haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen dadurch zustande, daß

-während der Ladung konzentrierte Schwefelsäure zu Boden sinkt. (Die

-Konzentrationsunterschiede kann man leicht nachweisen, indem man mittels

-eines Hebers Säure aus den oberen und den unteren Schichten entnimmt und

-mittels des Aräometers die Dichte mißt.)

-

-~Die Stromdichte darf bei der Ladung einen gewissen oberen Grenzwert

-nicht überschreiten~, weil sonst 1. die Umwandlung nur oder fast

-ausschließlich an der Oberfläche der Platten vor sich geht (s.

-Kapazität), 2. die Ladespannung einen zu hohen Wert hat (s. Nutzeffekt)

-und 3. infolge der schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden

-Volumänderungen sich der Zusammenhang zwischen der aktiven Masse lockern

-kann (s. auch S. 14, Überschwefelsäure).

-

-Die größte zulässige Stromdichte hängt von der wirksamen Oberfläche, von

-der Dicke der aktiven Schicht und von der Porosität der Platten ab.

-Gewöhnlich beträgt ~der maximale Ladestrom~ (wie er von den Fabriken

-angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte Teil der Kapazität bei

-dreistündiger Entladung angibt. Ist z. B. die Kapazität bei

-dreistündiger Entladung 120 Amperstunden, so ist die maximale

-Ladestromstärke gleich 40 Amp.

-

-Kennt man die ~maximale Ladestromstärke~ nicht, so bestimme man die

-projizierte Oberfläche der Positiven; ist die Länge einer Platte a cm,

-die Breite b cm, so ist die Oberfläche einer Platte 2 a b cm²; pro

-Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.

-

-  ~Eine untere Grenze für die Ladestromstärke gibt es nicht~; im

-  Gegenteil, je kleiner die Stromstärke, um so günstiger die Ökonomie,

-  um so gründlicher erfolgt der chemische Umsatz. Besonders wenn Zellen

-  zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder einige Zeit in entladenem

-  Zustande gestanden haben, ist ihnen eine Ladung mit schwachem Strome

-  von Nutzen.

-

-Über die ~Ladung~ von Akkumulatoren bei ~konstanter Spannung~ hat

-~Heim~[70] eingehende Versuche ausgeführt.

-

-Einer Reihe von Ladungen mit (angenähert) konstanter Stromstärke, wie

-sie für drei- bis vierstündige Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von

-normalen Ladungen, folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4

-Volt, später von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anfängliche

-Stromstärke eine verhältnismäßig sehr große, sie sinkt aber schnell. Die

-Zellen nehmen in jedem Augenblicke diejenige Elektrizitätsmenge auf, die

-ihrem momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn der Ladung ist

-die Aufnahmefähigkeit der Zelle eine sehr große. Es ergab sich, daß „der

-Nutzeffekt beim Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt und

-einer Ladezeit von etwa ½ Stunde nicht sehr wesentlich ungünstiger

-ausfällt, als man ihn bei 3½- bis 4stündigen Ladungen und 3stündigen

-Entladungen mit konstantem Strome erzielt‟. Ferner fand ~Heim~, daß

-durch eine 1½stündige Ladung bei konstanter Spannung von 2,4 Volt die

-Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt dagegen fast so weit geladen werden, wie

-durch 3½stündige Ladungen mit konstanter Stromstärke. Durch ½stündige

-Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die Hälfte, durch ½stündiges Laden mit

-2,5 Volt zwei Drittel der beim Laden mit konstanter Stromstärke

-erzielten Kapazität. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war fast so

-günstig wie bei der Ladung mit konstanter Stromstärke.

-

-Von der Ladung mit konstanter Spannung wird man aber nur in

-Ausnahmefällen Gebrauch machen, wohl nur dann, wenn die Zeit, die für

-die Ladung zur Verfügung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung

-die schnellere Abnutzung der Platten und vielfach auch der hohe Betrag

-der anfänglichen Stromstärke im Wege steht. War doch die Stromstärke bei

-Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal größer als der höchste zulässige

-Ladestrom[71] und zwar bei einer Type „für starke Entladung‟.

-

-2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen ~Stromquellen~

-beschäftigen, die ~für die Ladung~ von Akkumulatoren in Betracht kommen.

-

-Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn vorhanden ist ein a)

-~Anschluß an ein Gleichstromnetz~. Da die positive Leitung an den

-positiven Pol der Batterie anzuschließen ist, so muß man in

-zweifelhaften Fällen zunächst die Polarität der Leitungen bestimmen. Am

-einfachsten benutzt man die elektrochemische Methode: Man kann z. B.

-einen Wasserzersetzungsapparat mit den Drähten des Netzes verbinden,

-wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand der Strom abzuschwächen

-ist; diejenige Elektrode, an der die Gasentwickelung am stürmischsten

-erfolgt, ist mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt man

-für die Bestimmung der Polarität Polreagenzpapier[72]. Dieses wird vor

-dem Gebrauche mit Wasser angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage

-(die Tischplatte) gelegt. Die Enden der Drähte, deren Polarität man

-bestimmen will, drückt man gegen das Papier; dieses färbt sich, wenn es

-mit der Lösung eines Alkalisalzes (+ Phenolphtaleïn) imprägniert ist, an

-derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte berührt wird,

-rot.

-

-Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet oder

-gruppenweise (z. B. die Hälfte) hintereinander und die Gruppen parallel

-schaltet, hängt von der zur Verfügung stehenden Netzspannung ab.

-Beträgt z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als

-Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man 110/2,7 = 41 Zellen in

-Hintereinanderschaltung laden. Soll eine größere Anzahl von Zellen

-geladen werden, handelt es sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden

-je 40 Zellen in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,

-zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die beiden positiven

-Pole durch einen Draht miteinander und ebenso die beiden negativen; an

-die beiden Verbindungsdrähte wird die Netzleitung angeschlossen (siehe

-auch S. 97).

-

-In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter und einen

-veränderlichen Widerstand ein. Je größer die Spannung des Netzes und je

-kleiner die Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so größer muß der

-Rheostat sein.

-

-  Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromstärke

-  15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn der Ladung rund 2

-  Volt beträgt, so müssen in dem Vorschaltwiderstand 110 - 40 = 70 Volt

-  erdrosselt werden. Der Spannungsabfall in einem Widerstande von w Ohm

-  beträgt aber, wenn ein Strom von i Amper durch den Widerstand fließt,

-  w · i Volt. Mithin muß der Vorschaltwiderstand 70/15 = 4,7 Ohm haben.

-  Ist er etwas kleiner, so schadet das weiter nichts, da die

-  Gegenspannung jeder Zelle in ganz kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. --

-

-Will man mit konstanter Stromstärke laden, so muß man von Zeit zu Zeit

-einen Teil des Vorschaltwiderstandes abschalten[73].

-

-Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen und die Netzspannung hoch

-ist, so kann man statt eines Kurbelrheostates Glühlampen als

-Vorschaltwiderstand benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen für

-110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also bei normalem

-Stromdurchgang einen Widerstand von etwa 220 Ohm (der Widerstand des

-Kohlefadens nimmt mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher

-Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand von 220/n Ohm; je

-größer man also n macht, um so stärker wird der Ladestrom. Das

-Schaltungsschema ist in Fig. 9 dargestellt: _L_₁ und _L_₂ sind die

-Drähte der Starkstromleitung, _L.W._ ist der Lampenwiderstand, _B_ die

-Batterie.

-

-[Illustration: Fig. 9.]

-

-  Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von Zellen, so ist

-  die Stromentnahme aus einem Netze höherer Spannung nicht ökonomisch,

-  da der größte Teil der entnommenen Energie in dem Vorschaltwiderstand

-  nutzlos in Wärme umgesetzt wird.

-

-b) ~Anschluß an ein Wechselstromnetz.~ Wechselstrom kann man für die

-Ladung einer Batterie nicht verwenden. Es muß also entweder eine

-Umformung in Gleichstrom erfolgen, oder es muß die eine Hälfte einer

-jeden Stromwelle unterdrückt bezw. stark geschwächt werden.

-

-Die Umformung erfolgt entweder in einem ~Motorgenerator~ (Motordynamo)

-oder in einem ~Einanker-Umformer~ (auch rotierender Umformer genannt).

-Ersterer besteht aus einem Wechselstrommotor und einer von diesem

-angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer ist eine Dynamomaschine,

-deren Anker auf der einen Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit

-einem Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung eines

-Motorgenerators gewährt den Vorteil, daß man die Spannung der

-Gleichstrommaschine in einfacher Weise regulieren kann, während eine

-Änderung der Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer zwar

-möglich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist nämlich das Verhältnis

-zwischen der eingeleiteten Wechselspannung und der von den Bürsten

-abgenommenen Gleichstromspannung ein festes[74], und zwar geben

-theoretisch bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugeführte

-(effektive) Spannung 141 Volt (100:√½) Gleichstromspannung und bei

-Drehstrom-Gleichstromumformern entsprechen 100 Volt Spannung zwischen

-zwei Schleifringen (Phasenstromspannung) 163 Volt (100:½√⅔) an den

-Bürsten.

-

-Als „~Gleichrichter~‟ kann auch die ~Quecksilberdampflampe~ von ~Cooper

-Hewitt~ benutzt werden, die u. a. von der Firma Heräus in Hanau auf den

-Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen Elektroden (z.

-B. zwischen Eisen und einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen

-her, so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom Eisen zur

-Kohle) über als im anderen Sinne[75]. Bei der Quecksilberdampflampe sind

-die Elektroden Eisen und Quecksilber. In der Physikal.-Techn.

-Reichsanstalt wurden eingehende Versuche und zwar durchaus

-zufriedenstellende mit diesem Gleichrichter angestellt, die sich auf

-Einphasen- und Drehstrom bezogen[76]. Es ergab sich, daß der

-Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug.

-Beträgt also die Netzspannung 150 Volt, so beträgt der Energieverlust

-bei 10,5 Amp. Stromstärke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters

-besteht auch darin, daß er ohne Beaufsichtigung (während der Nacht) im

-Betrieb bleiben kann.

-

-Die ~elektrolytischen Umformer~, welche die Umwandlung von Wechselstrom

-in pulsierenden Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.

-Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder Platin-)elektrode

-und verdünnter Schwefelsäure (oder einer Lösung der Sulfate der Alkalien

-oder des Alauns) einen elektrolytischen Apparat, so fließt bei

-Verwendung von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen Betrag

-nicht übersteigt, nur dann Strom durch die Zelle, wenn Aluminium die

-negative Elektrode ist (unipolare Elektrode). Man nimmt an, daß sich bei

-der umgekehrten Richtung das SO₄ mit Aluminium zu einer sehr dünnen

-unlöslichen Schicht von basischem Aluminiumsulfat verbindet, das den

-elektrischen Strom nicht leitet[77]. Nachdem also eine geringe

-Elektrizitätsmenge durch den Apparat geflossen ist, wird die Zelle zu

-einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend große Anzahl der Zellen

-hintereinander und verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,

-so wird von jeder Stromwelle die Hälfte unterdrückt und man erhält

-pulsierenden Gleichstrom[78].

-

-[Illustration: Fig. 10.]

-

-Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes ausgenutzt werden, so

-wendet man die in Fig. 10 angegebene Schaltung an. Ist die Klemme _K_₁

-der Wechselstrommaschine die positive, so geht der Strom durch die Zelle

-_2_, durch die zu ladende Batterie _B_, durch die Zelle _3_ zur Maschine

-zurück; ist _K_₂ positiv, so geht der Strom durch die Zellen _4_ und

-_1_. Für 110 Volt Wechselstrom genügen 4 Zellen.

-

-[Illustration: Fig. 11.]

-

-c) ~Laden mittels einer Gleichstrommaschine.~ Am besten eignet sich die

-Nebenschlußmaschine. Eine solche (mit 2 Polen) ist in Fig. 11

-schematisch dargestellt. Der im Anker _A_ erzeugte Strom teilt sich

-hinter der positiven Bürste; ein kleiner Teil (_i_) fließt durch die

-zahlreichen Windungen des linken Elektromagnetschenkels, durch den

-Regulierwiderstand _R_, die Windungen auf der rechten Seite und endlich

-durch die Bürste _B_₂ zum Anker zurück. Der Hauptstrom _J_ fließt durch

-die Akkumulatorenbatterie, deren positiver Pol mit der positiven Bürste

-verbunden sein muß.

-

-Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung den Widerstand in

-_R_ (durch Drehen der Kurbel), so wächst _i_, der Erregerstrom, und es

-wird, falls die Feldmagnete nicht schon vorher gesättigt waren, das

-magnetische Feld verstärkt, so daß die elektromotorische Kraft der

-Maschine steigt. Umgekehrt kann man durch Vergrößerung von _R_ die

-elektromotorische Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates die

-Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator. Die

-Spannungsregulierung kann in ziemlich weiten Grenzen vorgenommen werden.

-

-  Wir wollen annehmen, daß die Tourenzahl der Maschine, wie es meistens

-  zutrifft, nicht verändert werden kann. Man kann dann nur durch

-  Verstärkung des Erregerstromes die Spannung steigern, natürlich nur so

-  lange, bis die Elektromagnete gesättigt sind. Im allgemeinen wird nun

-  die Maschine so gebaut, daß ihre Feldmagnete bei der normalen Spannung

-  (z. B. 110 Volt) nahezu gesättigt sind. Soll eine Nebenschlußmaschine

-  also zeitweise eine wesentlich höhere Spannung, als man sie gewöhnlich

-  von ihr verlangt, liefern, so muß der Magnetismus der Feldmagnete bei

-  der normalen Spannung noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d.

-  h. das Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollständig ausgenutzt,

-  die Maschine ist also verhältnismäßig teuer.

-

-Die Gründe, weshalb sich die Nebenschlußmaschine für die Ladung von

-Akkumulatoren besonders eignet, sind folgende. Da die Klemmenspannung

-eines Akkumulators während der Ladung um 30-40% steigt[79], so muß,

-wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand den Strom zuerst

-abschwächen will, die elektromotorische Kraft der Lademaschine

-allmählich erhöht werden, was, wie schon gezeigt, bei der

-Nebenschlußmaschine, ohne daß man die Tourenzahl ändert, leicht

-geschehen kann. Nehmen wir ferner an, daß die elektromotorische Kraft

-der Maschine aus irgend einem Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens,

-plötzlich so stark sinkt, daß sie kleiner wird als die Spannung der

-Batterie, die geladen wird; es schickt dann die Batterie Strom in die

-Maschine[80]. Man erkennt nun leicht, wenn man die Fig. 11 betrachtet,

-daß der durch die Elektromagnetwickelung fließende Akkumulatorenstrom

-dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine selbst vor Eintritt der

-Störung in den Nebenschluß geschickte Strom. Die Feldmagnete ändern also

-ihre Polarität nicht, sie werden nicht ~umpolarisiert~[81], und es

-behält daher auch die im Anker induzierte elektromotorische Kraft ihre

-Richtung bei; sie ist mithin stets der elektromotorischen Kraft der

-Batterie entgegengesetzt gerichtet. Hört die Störung auf, so wächst die

-induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine schickt wieder

-Strom in die Batterie.

-

-Wie sich die Ladung gestaltet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es

-soll nur ein bestimmter, in der Praxis häufig vorkommender Fall

-besprochen werden. Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die

-Anzahl der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlußmaschine möge bis

-zu 150 Volt erhöht werden können. Die Steigerung der Spannung um 40 Volt

-wird nun nicht allein durch Vergrößerung der Feldstärke des

-Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der Ankerrückwirkung

-bewirkt. Da aber die Ankerreaktion von der Ankerstromstärke abhängig

-ist, so ist man gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserhöhung

-zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern. -- Bevor man die Dynamo

-auf die Batterie schaltet, mißt man die Klemmenspannung der Batterie,

-diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo (mittels des

-Nebenschlußregulators) so, daß ihre Spannung um einige Volt höher ist

-als E und verbindet (durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit der

-Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters wird die elektromotorische

-Kraft der Maschine derartig reguliert, daß der gewünschte Ladestrom

-zustande kommt. Im Verlaufe der Ladung muß von Zeit zu Zeit eine

-Nachregulierung erfolgen.

-

-Bei den angenommenen Verhältnissen kann die ganze Batterie so lange

-geladen werden, bis die Spannung pro Zelle 150/60 = 2,5 Volt beträgt.

-Will man bis zu 2,7 Volt laden, so müssen einige Zellen abgeschaltet

-werden (s. Zellenschalter).

-

-Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die für den normalen Betrieb

-nötige Spannung (z. B. 110 Volt) liefern kann, so wird in vielen Fällen

-eine ~Zusatzdynamo~ verwendet, die mit der Hauptmaschine in Reihe

-geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert. Meistens wird die

-Zusatzdynamo durch einen Elektromotor angetrieben, dem Strom aus dem

-Netze zugeführt wird.

-

-Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und die Hauptmaschine nur

-die für die Speisung der Lampen und Motoren nötige Spannung liefert, so

-kann man die Batterie ~in zwei Hälften laden~ (s. S. 88). Hierbei muß

-eventuell ein Teil der Maschinenspannung in einem Vorschaltwiderstand

-getötet werden, dessen Größe man allmählich verringert. Sobald die

-Ladung der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen wieder

-hintereinander geschaltet.

-

-  Die Ladung in zwei Hälften ist mit größeren Energieverlusten

-  verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung aus 62

-  Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt, so müssen

-  durchschnittlich (110 - 31 . 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt werden,

-  so daß 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im

-  Vorschaltwiderstand in Wärme umgesetzt werden. Die Ladung mit

-  Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.

-

-  Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine. Rechnen wir

-  den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der Zusatzmaschine zu 85%,

-  so ist der Wirkungsgrad des Aggregates gleich 0,85 . 0,85 = 0,7225.

-  Der Energieverlust beträgt also bei unseren Annahmen 27¾% der dem

-  Aggregate zugeführten Energie.

-

-Eine ~Schaltung~, die fast die ganze Netzspannung auszunutzen gestattet,

-hat ~Micka~ angegeben. Angenommen, es sollen bei 110 Volt Netzspannung

-63 Zellen geladen werden. Aus diesen werden drei gleich große Gruppen

-gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen wollen. Die Zellen jeder

-Gruppe werden in Reihe und die beiden Gruppen II und III parallel

-geschaltet. Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet, so daß

-die für 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden sein muß. Gruppe I

-erhält also den vollen Ladestrom J, während II und ebenso III mit dem

-Strome J/2 geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten Gruppe

-früher geladen als die anderen. Nach Abschaltung von I werden II und III

-hintereinander geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines

-Widerstandes nötig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten laden, indem

-man z. B. zuerst unter Vorschaltung eines Widerstandes Gruppe I und II

-in Serie lädt, dann I und III und zuletzt II und III. (Siehe E. T. Z.

-1908, S. 943).

-

-d) ~Ladung mittels der Thermosäule.~ Die Verwendung der Thermosäule für

-die Ladung von Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich um

-eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das Verfahren ist höchst

-einfach, billig und mühelos: ein Vorschaltwiderstand ist überflüssig;

-die Einschaltung eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer

-Beaufsichtigung bedarf die Ladung nicht, man kann die Ladung auch

-während der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch beträgt pro Stunde ⅕ bis

-⅙ Kubikmeter (für etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte

-geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine gründliche.

-

-  Die ~Gülcher~sche Thermosäule besteht aus 66 hintereinander

-  geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend etwas

-  höher als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck auf einer

-  etwas geringeren Höhe halten. Es ist jedoch nicht nötig, einen

-  Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,

-  einzuschalten. Nach dem Anzünden der Gasflämmchen, das nicht sofort

-  nach Öffnung des Gashahnes, sondern erst etwa ¼ Minute später

-  geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,

-  dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von ca. 3,7

-  Volt (am Abend). Der innere Widerstand der Säule beträgt rund 0,7 Ohm.

-  Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten nach dem Anzünden

-  der Gasflammen mit den Polen der Thermosäule (+ mit +, - mit -), weil

-  sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang Strom abgibt. Wenn man sich

-  vergewissern will, ob der Akkumulator auch wirklich Strom aufnimmt, so

-  schaltet man ein Ampermeter ein[82]. Bei Beginn der Ladung gibt die

-  Thermosäule einen Strom von rund 2 Amper ab, später geht die

-  Stromstärke etwas zurück.

-

-  Sind mehrere Zellen zu laden, so muß man diese parallel schalten, da

-  die Spannung der Thermosäule schon für die Ladung von zwei in Reihe

-  geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser Stelle die

-  Bemerkung eingeschoben, daß man ~bei der Parallelschaltung~ der Zellen

-  ~keine Gewißheit~ hat, ~daß alle Zellen Strom aufnehmen~[83]. Ist bei

-  einer Zelle Sulfatierung erfolgt (s. S. 112), ihr Widerstand also sehr

-  groß, oder ist ein Kontakt mangelhaft, oder ein Verbindungsdraht

-  durchgebrochen o. dgl., so nimmt die Zelle keinen oder doch nur einen

-  ganz schwachen Strom auf. Um sich zu vergewissern, ob in alle Elemente

-  Strom fließt, verbinde man für einen Augenblick jede Zelle einzeln mit

-  der Thermosäule (Einschaltung eines Ampermeters). Gegen Ende der

-  Ladung sieht man zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase

-  entwickeln.

-

-  Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator ab,

-  dann ~bläst man die Gasflämmchen aus~ und dreht den Gashahn zu. Wenn

-  man das Ausblasen unterläßt, erfolgt meistens eine Explosion, die der

-  Thermosäule schaden kann.

-

-Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man, bevor er gefüllt ist, die

-Ladung unterbricht, ihm Strom entnimmt und später die Ladung fortsetzt

-(s. jedoch Kap. 7). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h. ihm

-Strom zuführen, ohne daß er vorher erschöpft war.

-

-e) Wenn keine der vorher erwähnten Stromquellen für die Ladung der

-Akkumulatoren zur Verfügung steht, so muß man seine Zuflucht zu

-~galvanischen Elementen~ nehmen.

-

-  Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische

-  Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand

-  ziemlich groß ist. Man muß mindestens drei Elemente hintereinander

-  schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: Zink[84] in verdünnter

-  Schwefelsäure (ca. 10%), Kohle in Salpetersäure. Das Element hat eine

-  elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere Widerstand

-  beträgt bei den Elementen mittlerer Größe 0,1 bis 0,2 Ohm. Zwei

-  Elemente genügen also für einen Akkumulator bezw. mehrere parallel

-  geschaltete Zellen; die Stromstärke beträgt anfänglich 5-7 Amp. Da die

-  Salpetersäure gesundheitsschädliche Dämpfe abgibt, so stellt man die

-  Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert den Raum gut, in dem die

-  Ladung erfolgt.

-

-  Die Reichspostämter benutzen für die Ladung der Akkumulatoren vielfach

-  Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes soll aber

-  Abstand genommen werden.

-

-Endlich sei noch erwähnt, daß manchmal die ~Ladung einer kleinen

-Batterie aus einer großen~ empfehlenswert ist. Wenn bei der großen

-Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man den Strom den

-beiden letzten mit dem Zellenschalter verbundenen Elementen. Durch

-Einschaltung eines kleinen Widerstandes schwächt man den Strom ab.

-

-3. ~Die Entladung.~ Schaltet man nach beendigter Ladung die

-Ladestromquelle ab, so beobachtet man an einem mit den Klemmen

-verbundenen Voltmeter, daß die elektromotorische Kraft des Akkumulators

-zuerst schnell und dann langsam zurückgeht. Erst nach Verlauf von 40-50

-Minuten (wenn kein nennenswerter Strom entnommen wird) bleibt die

-Spannung konstant und hat dann den der Säuredichte entsprechenden Wert

-von 2-2,1 Volt (siehe S. 44). Für die Abnahme der Spannung lassen sich

-verschiedene Gründe angeben: (Verschwinden der Gaspolarisation?),

-Abnahme der hohen Säurekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,

-dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den Elektrolyten, das

-eine Zunahme der Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen zur

-Folge hat; ferner ist zu berücksichtigen, daß ein Teil der Ladespannung,

-wenn Gasentwicklung erfolgt, als Überspannung anzusehen ist, die, sobald

-man den Ladestrom abschaltet, wegfällt.

-

-[Illustration: Fig. 12.]

-

-Manchmal beobachtet man, daß nach Abschaltung der Ladestromquelle noch

-eine ziemlich starke, kurze Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt.

-~Dolezalek~ erklärt diese Erscheinung folgendermaßen[85]: „Hat man durch

-lange Überladung alles auf der Elektrode befindliche Sulfat zersetzt, so

-bildet sich das Sulfat durch freiwillige Entladung (s. S. 106) zurück,

-was sich durch eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei

-Öffnung des Ladestromes zu erkennen gibt‟. Es ist aber auch möglich, daß

-das sogen. Nachkochen durch metallische Verunreinigungen hervorgerufen

-wird (s. Selbstentladung).

-

-Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die Klemmenspannung zunächst

-sofort um den Betrag i · w_{i}[86], hierzu kommt in den ersten

-Minuten ein ziemlich starker Spannungsabfall, der durch den

-Schwefelsäureverbrauch in den Poren der aktiven Masse und in

-unmittelbarster Nähe der Elektrodenoberfläche zu erklären ist (s. S.

-48). Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein Teil in Fig. 12

-abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die Spannung nach dem ersten Abfall

-längere Zeit nahezu konstant: das Hineindiffundieren der Säure in die

-Poren hält gleichen Schritt mit dem Säureverbrauch für die

-Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration der

-äußeren (C_{a}) und der inneren Säure (C_{i}) wollen wir δ nennen. Nun

-nimmt im Laufe der Entladung C_{a} ab; soll also δ konstant bleiben, so

-muß auch C_{i} abnehmen. Die Spannung muß demnach, der Abnahme der

-Konzentration der äußeren Säure (wie sie mittels eines eingetauchten

-Aräometers gemessen wird) entsprechend, langsam sinken. Je mehr

-Elektrizität man dem Akkumulator entnimmt, um so mehr wird, wie schon

-gezeigt wurde, der Säure das Eindringen in die aktive Masse erschwert.

-Daher ist gegen Ende der Entladung ein schnellerer Spannungsabfall zu

-erwarten (s. Fig. 13).

-

-Man hört mit ~der Entladung auf, wenn die Klemmenspannung bei

-Stromentnahme~ 1,83 ~bis~ 1,8 ~Volt beträgt~, weil eine zu weit

-getriebene Entladung dem Akkumulator schädlich ist und durch sie die

-folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein Akkumulator, wenn er bis

-zu dem angegebenen Punkte entladen ist, keine beachtenswerte

-Elektrizitätsmenge mehr ab. (S. auch „Erholung‟ S. 105 und „Behandlung‟

-Kap. 7.)

-

-  Bei Zentralen kommt noch hinzu, daß, wenn man mit der Entladespannung

-  noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten der

-  Spannung in der Zentrale umständlich wäre und die Zahl der Zellen

-  vergrößert werden müßte. Diese nämlich ist abhängig von der

-  Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt Netzspannung

-  sind 110/1,8 Zellen erforderlich.

-

-[Illustration: Fig. 13[87].]

-

-Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung eine ~gewisse

-Stromdichte nicht überschritten werden~ -- wenigstens für längere Zeit

-nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme (infolge der

-plötzlichen und starken Volumänderungen) krümmen („werfen‟) und die

-aktive Masse abbröckeln kann. Durch eine stärkere Krümmung der Platten

-kann ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden, der, falls er nicht

-bald beseitigt wird, zu einem vollständigen Ruine des Akkumulators

-führt. Die ~maximale Stromstärke~ wird von den Fabriken für die

-einzelnen Typen angegeben und ist meistens gleich der maximalen

-Ladestromstärke (s. auch Kap. 7).

-

-Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte entlädt, wird fast

-alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Wie durch ~Ayrton~,

-~Lamb~ und ~Smith~ nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15stündiger

-Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung vorrätigen

-Bleisuperoxydes zurück. Entsprechendes wird für den Bleischwamm gelten

-(s. Kapazität). Es erklärt sich so die Tatsache, daß positive

-„entladene‟ Platten noch eine braunrote Farbe haben.

-

-  [67] Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist von der

-  Säuredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber von der

-  Stromdichte abhängig.

-

-  [68] Die Akkumulatoren für stationäre elektrische Anlagen. 4. Aufl.

-  1906.

-

-  [69] In der Formel für die elektromotorische Kraft des Akkumulators

-  kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im Nenner vor.

-

-  [70] E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.

-

-  [71] Der einstündigen Entladung entsprechend.

-

-  [72] Über die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe Lüpke-Bose,

-  Grundzüge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.

-

-  [73] Schaltungsschema siehe Figur 2 a. S. 26.

-

-  [74] Man muß also, wenn man die Gleichstromspannung variieren will,

-  die Spannung des Wechselstromes ändern; es kann dies durch

-  Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit

-  abschaltbaren Spulen geschehen.

-

-  [75] Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.

-

-  [76] E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik I, 2

-  S. 362.

-

-  [77] Nach einer anderen Erklärung bildet sich, wenn das Aluminium

-  Anode ist, Al₂O₃.

-

-  [78] Näheres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.

-

-  [79] Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.

-

-  [80] Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats

-  (Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, daß die Batterie

-  Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, daß der Automat

-  nicht funktioniert.

-

-  [81] Bei der Hauptstrommaschine würden die Feldmagnete umpolarisiert

-  werden.

-

-  [82] Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt ein mit

-  seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der Thermosäule an.

-

-  [83] Wenn ein Aräometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der Ladung ist

-  das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.

-

-  [84] Das Zink muß amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch zu

-  groß ist. Der theoretische Zinkverbrauch beträgt pro Amperstunde nur

-  1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode entwickelt,

-  um so mehr wird die theoretische Zinkmenge überschritten.

-

-  [85] l. c. S. 63.

-

-  [86] Dieser ist, wenn ~nur~ ein Voltmeter von größerem Widerstand mit

-  den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem der

-  dreistündigen Entladung entsprechenden Strome beträgt w_{i} · i einige

-  Hundertstel Volt.

-

-  [87] Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa 0,6 Amp.

-  (bezogen auf die Positiven) entladen. -- Die Gestalt der

-  Entladungskurve hängt von der Stromstärke ab. Je größer die

-  Stromdichte ist, um so stärker ist der Spannungssturz in den ersten

-  Minuten und gegen Ende der Ladung.

-

-

-

-

-Fünftes Kapitel.

-

-Die Vorgänge im ruhenden Akkumulator.

-

-

-1. ~Erholung.~ Wir haben gesehen, daß die Klemmenspannung eines

-Akkumulators bei der Entladung sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der

-Platten und dicht an der Oberfläche an Säure verarmt. Für die

-Richtigkeit dieser Erklärung spricht auch diejenige Erscheinung, die man

-als ~Erholung~ bezeichnet. Sie besteht darin, daß nach Verringerung der

-Belastung, besonders nach Öffnung des Stromkreises, infolge des

-Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung zuerst schnell,

-dann langsam bis zu dem der augenblicklichen Dichte der ~ganzen~ Säure

-entsprechenden Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung nicht

-kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht über den Zustand des

-Akkumulators täuschen. Aus dem Umstande, daß die elektromotorische Kraft

-rund 2 Volt beträgt, darf man nicht schließen, daß noch eine große

-Elektrizitätsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus den folgenden

-Messungen hervor.

-

-Eine Zelle, die bei vierstündiger Entladung eine Kapazität von etwa 16

-Amperstunden hat, wurde mit 4 Amp. entladen; die anfängliche

-elektromotorische Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das

-Voltmeter eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung wurde

-unterbrochen. Als sie nach 15stündiger Ruhe fortgesetzt wurde, ergab

-sich eine elektromotorische Kraft von 2,03 Volt; 3⅙ Stunden später

-belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach 5stündiger Pause

-zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei Entnahme von 4 Amp. fiel die

-Spannung in 5 Minuten auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt

-sich wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich ein Urteil über

-die Frage bilden will, wann man mit der Stromentnahme aufhören muß.

-

-2. ~Selbstentladung.~ Läßt man einen geladenen Akkumulator unbenutzt

-stehen, so nimmt seine Kapazität von Tag zu Tag ab, und die Säuredichte

-sinkt allmählich. Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in

-der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der Nutzkapazität

-bezeichnet man als Selbstentladung.

-

-  Hierzu gehört also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte

-  Entladung, die besonders bei Batterien für hohe Spannungen eine Rolle

-  spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven Klemme der

-  Batterie fließt ein schwacher Strom durch die Säure über die feuchte

-  Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie. Außerdem können

-  Ströme von dem positiven Pole einer Zelle über die Glaswand nach dem

-  negativen Pole ~derselben~ Zelle übergehen.

-

-Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat, die erfolgt,

-ohne daß der Akkumulator Strom abgibt, kann durch verschiedene

-Erscheinungen verursacht werden.

-

-a) Die Säure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt dieser an die

-Bleischwammelektrode, so wird Blei oxydiert. Da die Absorption und

-Diffusion[88] des Sauerstoffs nur sehr langsam erfolgen, so ist die

-betreffende Kapazitätsabnahme nur gering.

-

-b) Bei der Ladung sättigt sich die Säure in der Nähe der Elektroden und

-in den Poren der aktiven Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff,

-auch werden von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase

-aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung diffundiert der

-Wasserstoff langsam in die Säure hinein und gelangt nach der positiven

-Elektrode, wo er reduzierend wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach

-der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die diesen Vorgängen

-entsprechenden Verluste spielen keine große Rolle.

-

-c) Größere Elektrizitätsverluste können durch die Anwesenheit von

-fremden Metallen in der Schwefelsäure verursacht werden. Jedoch sind

-keineswegs alle Metalle zu den schädlichen zu rechnen, sondern nur

-diejenigen, die mit Blei in verdünnter Schwefelsäure ein galvanisches

-Element bilden, bei dem Blei der negative Pol ist. Wir werden hierauf

-unten noch näher eingehen. Einstweilen nehmen wir an, daß ein

-schädliches Metall, etwa Platin, in der Akkumulatorsäure enthalten sei.

-Durch Blei wird das Platin ausgefällt, es schlägt sich also Platin auf

-der Bleischwammelektrode nieder (wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe

-niederschlägt, den man in die Lösung eines Kupfersalzes eintaucht). Es

-sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden sich ein Zinkstab und

-eine Kupferplatte in verdünnter Schwefelsäure, und neigt man die Metalle

-so, daß sie sich innerhalb der Säure berühren, so beobachtet man an der

-Berührungsstelle lebhafte Gasentwickelung (Wasserstoff). Die Anordnung

-bildet ein innerhalb der Säure kurz geschlossenes Voltasches Element;

-der Strom geht vom Kupfer durch die Berührungsstelle zum Zink, durch die

-Säure zum Kupfer zurück. In unserem Akkumulator befinden sich nun

-außerordentlich viele, sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes

-Platinteilchen bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die Vorgänge

-sind ähnliche wie diejenigen, die sich in dem Voltaschen Elemente

-abspielen (s. S. 22) und können durch die Gleichung dargestellt werden

-

-  Pb + H₂SO₄ = PbSO₄ + H₂.

-

-Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes schädliches Metall in dem

-Elektrolyten befindet.

-

-Die eben erwähnten sehr kleinen Elemente nennt man ~Lokalelemente~ und

-die entsprechenden chemischen Vorgänge ~Lokalaktion~. Da infolge der

-Lokalaktion Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so muß die Kapazität

-der negativen Platte abnehmen.

-

-Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem der schädlichen Metalle

-erfolgt, um so stärker werden die Lokalströme, um so schneller erfolgt

-die Selbstentladung. Wenn man daher die Metalle nach dem Grade ihrer

-Schädlichkeit in eine Reihe ordnen will, so muß man die „Überspannung‟

-mit berücksichtigen (s. S. 13). Beträgt diese bei einem Metalle

-mehr als die elektromotorische Kraft der Kombination Blei |

-verdünnte Schwefelsäure | Wasserstoffelektrode, so kann eine

-Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall in der Säure

-bezw. auf der Bleischwammelektrode befindet, nicht erfolgen und demnach

-auch keine Umwandlung von Blei in Bleisulfat. Nach ~Dolezalek~[89] sind

-folgende Metalle dem Akkumulator gefährlich: Platin, Gold, Eisen,

-Silber, Nickel, Kupfer, und zwar Platin am meisten, Kupfer am

-wenigsten[90].

-

-  Daß ~Platin~ dem Akkumulator schädlich ist, zeigt ein einfacher

-  Versuch: Berührt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech

-  innerhalb der Säure eine negative Platte, so beobachtet man lebhafte

-  Gasentwickelung. -- Spuren von Platin können in die Schwefelsäure

-  gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird. Es

-  genügen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar

-  zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in sehr geringer

-  Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Schädlichkeit abnehmen,

-  wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam legieren.

-

-~Kupfer~ kann besonders bei offenen Zellen, die im Laboratorium benutzt

-werden, in die Säure gelangen, wenn Messingklemmschrauben oder

-Kupferdrähte an die Pole befestigt werden. Durch ~Säuredämpfe~

-oder durch Säurepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden

-Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht auch durch „kriechende‟ Säure,

-wird das Kupfer angegriffen, es bildet sich ein Kupfersalz, von dem

-sich Teilchen loslösen usw. -- Stehen Akkumulatoren in der Nähe einer

-Dynamomaschine, bei der Kupferbürsten benutzt werden, so können kleine

-Kupferpartikelchen in die Säure fliegen.

-

-  Eine bis jetzt noch nicht aufgeklärte Beobachtung hat ~Kugel~[91]

-  gemacht. Er fand, daß, wenn mehrere Metalle, die für sich allein nur

-  in geringem Grade schädlich sind, gleichzeitig in der Säure zugegen

-  sind, eine stärkere Selbstentladung erfolgt.

-

-Durch Untersuchungen von ~Kayser~ und ~Ost~ soll nachgewiesen sein, daß

-Kupfer, wenn es allein in der Säure vorkommt, eine Entladung nicht

-hervorruft; jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein

-zweites geeignetes Metall in der Säure war (s. ~Hoppe~, Die

-Akkumulatoren für Elektrizität). -- Verfasser weiß aus Erfahrung, daß

-Zellen, in die Kupferstaub geraten war, vollständig verdorben wurden.

-

-Wenn durch metallische Verunreinigungen eine Selbstentladung verursacht

-wird, so gasen die Negativen nach Unterbrechung des Ladestromes noch

-längere Zeit nach und die Dichtigkeit der Akkumulatorsäure nimmt ab,

-dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft langsam.

-

-d) Ferner ist die Anwesenheit ~schädlicher Metalle in den Platten~

-selbst zu erwähnen. Hier gelten dieselben Betrachtungen wie eben.

-Natürlich kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung

-verursachen, wenn das betreffende Metall mit der Säure in Berührung

-kommt.

-

-e) ~Lokalaktion an der positiven Platte.~ Dort findet eine Berührung

-zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen statt, die mit hinzutretender

-Schwefelsäure Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht in der

-Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven Masse und Blei des Trägers in

-Bleisulfat, bewirkt also eine Abnahme der augenblicklichen Kapazität der

-positiven Platten (und eine Zunahme der späteren, s. Formation).

-

-  Auch an der negativen Elektrode sollen nach ~Darrieus~ Lokalaktionen

-  stattfinden (?), da Hartblei (s. S. 118) und Bleischwamm in verdünnter

-  Schwefelsäure ein galvanisches Element von 0,520 Volt (nach ~Sieg~ von

-  0,225 Volt) bilden.

-

-f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung durch

-Verunreinigungen der Säure herbeigeführt werden, die leicht oxydierbar

-sind und in zwei verschiedenen Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen,

-das Ferro- und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven Elektrode

-Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche Verbindungen nach der

-negativen Elektrode hin, geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch

-Diffusion wieder nach der positiven Platte usw.

-

-Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung erfolgt, wächst mit der

-Konzentration der Säure, weil die elektromotorischen Kräfte der

-verschiedenen in Betracht kommenden Elemente mit der Säuredichte

-ansteigen. Dies gilt besonders von der Kombination Blei | verdünnte

-Schwefelsäure | Wasserstoff. Je größer die elektromotorische Kraft

-dieser Kette ist, je mehr sie also die „Überspannung‟ übertrifft, um so

-leichter erfolgt Wasserstoffentwicklung. Ist die Säure stark

-konzentriert, so kann sich auch chemisch reines Blei unter lebhafter

-Wasserstoffentwicklung auflösen (es gehen Bleiionen in die Lösung und

-Wasserstoffionen aus der Lösung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben

-und als Blasen entweichen[92]).

-

-Über die Größe der Stromverluste infolge der Selbstentladung[93] können

-genaue Angaben nicht gemacht werden; sie hängt eben von Zufälligkeiten

-ab, vor allem von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion

-der Platten. Für positive Platten wird sie im allgemeinen eine andere

-sein als für negative. Ferner dürfte die Selbstentladung um so größer

-sein, je weiter die sogen. Oberflächenentwicklung getrieben ist, lehrt

-doch die Erfahrung, daß für Großoberflächenplatten der Verlust durch

-freiwillige Entladung in einer bestimmten Zeit bedeutend größer ist als

-für sogen. Masseplatten[94]. In den ersten Tagen nach der Ladung ist

-der prozentuale Verlust größer als später.

-

-  Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefelsäure Verbunden

-  ist, so kann man sich mit Hilfe des Aräometers ein angenähertes Bild

-  von dem Zustande der Zelle verschaffen.

-

-Auf die Schlüsse, die sich aus der Selbstentladung für die Praxis

-ergeben, wird später näher eingegangen (s. Kap. 7). Hier sei nur darauf

-aufmerksam gemacht, daß man bei der Wahl des Systems in manchen Fällen

-auf die Selbstentladung Rücksicht nehmen muß. Je größer die

-Selbstentladung ist, um so größer ist die Gefahr, daß der Akkumulator

-Schaden leidet, wie sich aus dem folgenden Abschnitte ergibt.

-

-~Sulfatierung.~ Läßt man einen Akkumulator in entladenem Zustande

-längere Zeit stehen, so beobachtet man, daß sich auf der Oberfläche der

-Platten weiße Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Größe zunehmen;

-schließlich (nach mehreren Wochen) ist die ganze Oberfläche mit einer

-weißen Schicht bedeckt. Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die

-Masse, die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat (daher

-der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese Sulfatschicht

-unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung entstehenden Bleisulfat

-dadurch, daß sie aus größeren Krystallen besteht, während letzteres

-einen mit Schwefelsäure überall durchtränkten Überzug bildet. Wir müssen

-also schließen, daß die Sulfatierung auf eine ~physikalische~

-Veränderung des schwefelsauren Bleies zurückzuführen ist. ~Elbs~[95]

-gibt folgende Erklärung: Die Löslichkeit des Bleisulfates in verdünnter

-Schwefelsäure nimmt mit der Temperatur schnell zu. Nun unterliegt die

-Temperatur des Raumes, in dem sich der Akkumulator befindet und daher

-auch die Temperatur der Säure forwährenden Schwankungen. Steigt die

-Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden vorrätiges

-Bleisulfat in Lösung, sinkt die Temperatur (abends, in der Nacht), so

-scheidet sich ein Teil des gelösten Sulfates in kristallinischem

-Zustande ab. Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat in

-Lösung. Da sich aber das strukturlose, bei der vorhergegangenen

-Entladung entstandene Salz leichter löst, so nehmen die schon

-vorhandenen Kristallnadeln nur wenig an Größe ab. Bei der nächsten

-Abkühlung geht wieder Bleisulfat aus der Lösung heraus und setzt sich an

-die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen also die Kristalle im

-Laufe der Zeit auf Kosten des bei der Entladung entstandenen Sulfates,

-bis schließlich die ganze Oberfläche mit einer zusammenhängenden, für

-Flüssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von kristallinischem

-Bleisulfat bedeckt ist.

-

-  Für die Richtigkeit dieser Erklärung dürfte der folgende vom Verfasser

-  angestellte Versuch sprechen: In verdünnte Schwefelsäure, in der sich

-  fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte eingetaucht.

-  Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte zum Teil mit einer

-  ziemlich dicken, weißen Kruste bedeckt. Besonders stark hatte sich das

-  Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt, die sich in der Nähe

-  der Oberfläche der Säure befanden. Dort nimmt die Säure am leichtesten

-  die Temperatur der Umgebung an (das Glasgefäß war luftdicht

-  abgeschlossen).

-

-Schließt man eine Zelle, in der stärkere Sulfatierung erfolgt ist, an

-ein Voltmeter an, so findet man, daß ihre elektromotorische Kraft nahezu

-Null ist. Die folgende Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten

-verbunden, weil der innere Widerstand der Zelle ein ungewöhnlich großer

-ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes ist darauf

-zurückzuführen, daß die Sulfatschichten dem Strome das Eindringen in den

-Elektrolyten erschweren[96]. Nimmt die Zelle Strom auf, so sinkt der

-innere Widerstand einige Zeit nach Beginn der Ladung langsam.

-

-Die Erfahrung lehrt, daß bei einem Akkumulator mit sulfatierten Platten

-die Ladung mit Ruhepausen von Vorteil ist; man lädt also kurze Zeit,

-schaltet die Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung fort

-usw. Ferner soll sich die schädliche Sulfatschicht auf den Positiven

-leichter entfernen lassen als auf den Negativen.

-

-  Meines Erachtens ist die Erklärung für diese Erfahrungstatsachen

-  folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat löst sich nur sehr langsam

-  in der Säure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte geladen

-  wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert als sich

-  löst, so daß die Säure bald an Bleisulfat verarmt. Während der

-  Ruhepause sättigt sich die Säure mit Bleisulfat usw. 2. Die Dichte der

-  Säure unmittelbar an der Oberfläche der positiven Elektrode nimmt bei

-  der Ladung stärker zu als an der negativen Platte, da an ersterer nach

-  der Sulfattheorie Wasser verbraucht und Schwefelsäure gebildet wird.

-  Die Löslichkeit des Bleisulfates wächst mit der Säuredichte

-  schnell[97]. Man darf daher wohl den Schluß ziehen, daß das

-  kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter und

-  schneller in Lösung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.

-

-Die Neigung zur Sulfatierung wächst mit der Säuredichte, weil die

-Löslichkeit des Bleisulfates -- für das hier in Betracht kommende

-Intervall -- mit dem Schwefelsäuregehalt steigt (s. Fußnote) und damit

-die Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.

-

-Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob bei einer Zelle, die

-ein Glied einer Akkumulatorenbatterie ist, Sulfatisierung ausgeschlossen

-sei, wenn die Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird. Dies

-ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir nämlich an, daß bei einer

-Zelle, die wir mit Z bezeichnen wollen, eine leitende Verbindung

-zwischen einer positiven und einer negativen Platte entstanden sei, etwa

-durch herabgefallene aktive Masse. Es fließt dann fortwährend Strom von

-der positiven Elektrode durch den Kurzschluß nach der negativen Platte,

-so daß die Zelle viel früher entladen ist als die anderen Elemente.

-Erfolgt die nächste Ladung, so fließt der Ladestrom in Z zum Teil durch

-die Säure, zum größten Teil durch den metallischen Leiter in der Zelle,

-und dieser letztere Teil kommt für die Elektrolyse nicht in Betracht.

-Sind also die übrigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit zurück.

-Nach der Ladung entlädt sich die betreffende Zelle ziemlich schnell. Sie

-befindet sich also fast immer im entladenen Zustande, wodurch die

-Sulfatierung begünstigt wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat

-vorhanden ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.

-

-Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazität eines Elementes

-aus irgend einem Grunde kleiner ist als diejenige anderer, mit denen es

-in Serie geschaltet ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem neuen

-zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird dann bei jeder Entladung

-der Batterie zu stark beansprucht; die Ladung wird erschwert, die

-zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr größer als bei

-den übrigen Zellen.

-

-Die Erfahrung lehrt, daß die Sulfatierung schneller erfolgt, wenn die

-Entladung zu weit getrieben wird. Sie ist oft mit einer Krümmung der

-Platten verbunden, durch die ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden

-kann.

-

-  [88] Die Absorption erfolgt an der Oberfläche der Säure, durch

-  Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.

-

-  [89] ~Dolezalek~ l. c. S. 75.

-

-  [90] Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode und ein

-  Kupferblech (beide in verdünnter Schwefelsäure) mit einem

-  empfindlichen Voltmeter, so findet man, daß die Spannung schnell auf

-  einige Millivolt fällt.

-

-  [91] Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.

-

-  [92] Die Säure muß, wenn dieses geschehen soll, eine so große Dichte

-  haben, daß die elektromotorische Kraft der vorhin erwähnten Kette

-  gleich der Überspannung für Blei ist, nämlich 0,64 Volt.

-

-  [93] Nach ~Bein~ (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908, S. 184)

-  soll die Selbstentladung in Schwefelsäure von 1,8 Dichte nach 2 Tagen

-  bis zu 14% betragen. Unter normalen Verhältnissen dürfte jedoch der

-  Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch ~Dolezalek~

-  gibt kleinere Zahlen an.

-

-  [94] Man vergl. die Untersuchungen von ~Albrecht~, E. T. Z. 1907,

-  Seite 539.

-

-  [95] ~Elbs~, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.

-

-  [96] Daß der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an Säure

-  verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.

-

-  [97] Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial muß man schließen, daß

-  die Löslichkeit des Bleisulfates mit der Säuredichte zuerst abnimmt,

-  bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.

-

-

-

-

-Sechstes Kapitel.

-

-Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.

-

-

-I. ~Plattenkonstruktionen~. ~Planté~, den wir bereits als den Erfinder

-des Bleiakkumulators kennen lernten (s. S. 34), benutzte für seine

-Untersuchungen glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei

-aufeinandergelegt und durch Kautschukbänder voneinander getrennt; das

-Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei solchen glatten Platten

-eine auch nur einigermaßen befriedigende Kapazität zu erhalten, war sehr

-umständlich (s. Formation).

-

-Um die Kapazität zu erhöhen und die Formationszeit zu verringern, trug

-~Faure~[98], dessen Deutsches Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist,

-auf glatte Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleiglätte, Mennige) und

-verdünnter Schwefelsäure hergestellten dicken Brei auf. Die Schicht

-wurde durch einen Überzug aus poröser Masse (Filz oder dergl.)

-festgehalten.

-

-Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung des Faureschen Verfahrens

-erzielte ~Volckmar~ -- Patent vom 9. Dez. 1881 -- dadurch, daß er als

-Träger der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich zahlreiche

-rechteckige oder sonstwie geformte Löcher befanden. Die Rippen

-verjüngten sich nach außen. Die Füllmasse, die sogenannte Paste, wurde

-als Brei in die Löcher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder

-Bleimehl, das mit verdünnter Schwefelsäure angerührt wurde. Volckmar ist

-also der Erfinder der sogenannten ~Gitterplatten~, die man auch wohl

-~gepastete~ oder ~pastierte~ Platten oder Masseplatten nennt.

-

-~De Kabath~ suchte bei möglichst kleinem Gewichte der Platten, ohne

-Bleisalze zu verwenden, eine möglichst große Oberfläche zu erzielen. Er

-stellte wellenförmige Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in

-Bleischeiden geschoben wurden.

-

-[Illustration: Fig. 14.]

-

-In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen erfunden; nomen

-eorum est legio. Die meisten waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich

-im Betriebe nicht bewähren, vor allem weil dem Umstande nicht genügend

-Rechnung getragen war, daß die kleinen Kuchen oder Pastillen beim Laden

-und Entladen ihr Volumen ändern, so daß der Zusammenhang zwischen der

-aktiven Masse und den Gitterstäben mangelhaft wurde oder die Pastillen

-rissen und herausfielen. Um diese Übelstände zu beseitigen, konstruierte

-~Correns~ (1888) eine Platte, die man als ~Doppelgitter~ bezeichnen

-kann. Wie man sieht, haben die Stege _a b_ dreieckigen Querschnitt, und

-es liegen je zwei, etwas gegeneinander versetzt, übereinander (siehe

-Fig. 14). Die Pastillen sind in der Mitte infolgedessen etwas

-eingeschnürt. Die zwischen je zwei Querbalken _c d_ liegenden Felder

-stehen im Zusammenhang. Das ~Corrensgitter~ wird von den Akkumulatoren-

-und Elektrizitätswerken vorm. W. A. ~Boese~ in Berlin hergestellt. Auf

-die Entwicklung der Großoberflächenplatten werden wir noch zurückkommen.

-Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen; es sollen aber nur

-die bekanntesten deutschen Fabrikate berücksichtigt werden. Man kann die

-Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen. 1.

-Mit Rücksicht auf die Verwendung, die der Akkumulator finden soll, kann

-man unterscheiden zwischen Platten für stationäre und transportable

-Elemente. Bei ersteren kommt es auf das Gewicht weniger an, verlangt

-wird eine große Lebensdauer. Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei

-dicken Platten größer als bei dünnen. Auch die Beanspruchung im Betriebe

-wird bei der Konstruktion bezw. bei der Wahl der Platten eine Rolle

-spielen; für Pufferbetrieb wird man eine andere Platte wählen als für

-Telephonbetrieb.

-

-2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden zwischen

-Platten aus reinem Blei oder einer Legierung von Blei und Antimon, die

-man Hartblei nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):

-zwischen Großoberflächen- oder Planté-Platten und Masse- oder

-Faure-Platten. Mit Rücksicht auf den Träger der wirksamen Masse[99] kann

-man einteilen in ~Kernplatten~, d. h. Platten, die in der Mittelebene

-einen zusammenhängenden Kern haben, auf dem sich die Rippen oder dergl.

-erheben, in ~Einfachgitterplatten~ und ~Doppelgitter~.

-

-~Großoberflächenplatten.~ Die große Oberfläche erzielt man dadurch, daß

-man die Platte mit zahlreichen Rippen, Zähnen, Leisten u. dergl.

-versieht. Die von der Säure benetzte, daher der Stromwirkung zugängliche

-Oberfläche nennt man die ~abgewickelte~ Oberfläche.

-

-Hat eine Platte von 1 dm Länge und 1 dm Breite, deren ~projizierte~

-Oberfläche also 1 dm² beträgt, eine abgewickelte Oberfläche von 4 dm²,

-so sagt man, daß die ~Oberflächenentwickelung~ eine vierfache sei. Die

-Großoberflächenplatte wurde besonders von den Gebrüdern ~Tudor~

-(~Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft~, ~Hagen~ i. W.) ausgebildet.

-

-  Anfänglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten mit

-  relativ hohen, dünnen Rippen versehen waren, bis sie die volle

-  Kapazität erreicht hatten, nach Planté formiert (s. S. 127). Dieses

-  Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die

-  Platten später zuerst eine Zeitlang nach Planté formiert; dann wurden

-  die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige und

-  Schwefelsäure ausgefüllt. Schließlich wurden die hergerichteten

-  Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in

-  Bleisuperoxyd umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente

-  vorläufig als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte

-  inbezug auf Höhe des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen

-  Elektrizitätsmenge (Kapazitätsbeanspruchung) wird ~jede künstlich auf

-  eine positive Bleiplatte aufgetragene Masse früher oder später weich~

-  und fällt auf den Boden. Bei den ~Tudor~-Platten war nach 1 bis 2

-  Jahren die aufgetragene Masse herausgespült. In dieser Zeit aber hatte

-  sich die Bleisuperoxydschicht um so viel weiter aus dem Bleikern

-  entwickelt, daß die Dicke derselben einschließlich der Reste der

-  aufgetragenen Masse, die fest mit der Schicht verwachsen waren,

-  nunmehr genügte, der Platte die von ihr verlangte Kapazität zu geben;

-  die Platte war dann eine reine ~Planté~-Platte.

-

-  Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine

-  Großoberflächenplatte arbeiten sollte, so mußte natürlich, damit die

-  Leistung pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials möglichst groß

-  wurde, die Zahl der auf der Flächeneinheit des Kerns stehenden Rippen

-  möglichst gesteigert und die Höhe der Rippen möglichst groß gewählt

-  werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte sich

-  nun, daß dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr schnell

-  genug von der Säure durchdrungen wurde. Infolgedessen blieb von einer

-  gewissen Steigerung der Oberflächenentwickelung ab die gewünschte

-  Mehrleistung aus. Um diesen Übelstand zu beheben, suchte man das

-  Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden. Die Platte wird jetzt

-  unter Benutzung eines neuen Verfahrens in der Fabrik so weit formiert,

-  daß sie von vornherein die gewünschte Kapazität hat. Da keine Masse

-  eingetragen wird, so kann die Oberflächenentwickelung wesentlich

-  vergrößert werden.

-

-[Illustration: Fig. 15.]

-

-Fig. 15 zeigt den Querschnitt und die bildliche Darstellung der für

-Beleuchtungsbatterien zur Verwendung kommenden positiven Platten der

-~Akkumulatoren-Fabrik Aktien-Gesellschaft~. Die Platte wird ohne Kern

-hergestellt. _a b_ sind die Längsrippen; sie werden durch Stege _c d_

-zusammengehalten. Die Oberflächenentwickelung ist eine achtfache. Die

-Rippen sind vollständig frei, so daß die Säure gut zirkulieren kann.

-

-  Eine zu weit getriebene Oberflächenentwickelung hat, wenn man den

-  Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit relativ hoher

-  Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, nämlich, daß der

-  Spannungsabfall in der Säure wächst. Es geht dies aus folgendem

-  Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher

-  Oberflächenentwickelung denken wir uns ein Stück von 1 dm Länge und 1

-  dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die negative

-  Platte sei gerade so groß; der Abstand der Oberflächen der beiden

-  Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen; der

-  spezifische Widerstand der Säure sei ρ Ohm (bezogen auf 1 cm³). Der

-  Widerstand, den der Strom in der Säure zu überwinden hat, ist gleich

-  ρ[100]/100 Ohm. Die einer ~glatten~ Oberfläche von 1 dm²

-  entsprechende Stromstärke sei i, dann wäre also, wenn der Akkumulator

-  der Oberflächenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in

-  Rechnung zu setzende Stromstärke 8i und der durch den Widerstand in

-  der Säure bedingte Spannungsabfall E₁ = 8i.ρ/100 Volt. Bei einem

-  zweiten Akkumulator sei die Oberflächenentwickelung der positiven

-  Platte eine einfache (glatte Oberfläche ohne Rippen). Soll dieser

-  zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so muß seine

-  positive Platte 8 mal größer sein; bei sonst gleichen Umständen

-  (gleiche Säuredichte, gleiche Größe der negativen Platte wie eben)

-  wäre dann der Widerstand in der Säure ¼.ρ/100 (nicht ρ/(8×100), da der

-  mittlere Säurequerschnitt 4 dm² ist) und der Spannungsverlust in der

-  Säure E₂ = 8i.¼.ρ/100 = ¼E₁. Wir gelangen also zu dem Resultate, daß

-  eine ~der Oberflächenentwickelung entsprechende Beanspruchung einen

-  größeren Spannungsabfall zur Folge~ hat. Dies ist besonders bei

-  Pufferbatterien zu berücksichtigen.

-

-Die genannte Firma verwendet für Pufferbatterien eine mit der in Fig. 15

-abgebildeten inbezug auf die Konstruktion übereinstimmende Platte, die

-aber nur eine 6fache Oberflächenentwickelung hat.

-

-~Großoberflächenplatten~ sollen sich, wie von Fachleuten oft

-behauptet wird, ~nicht als negative~ Platten eignen, da der Bleischwamm

-keinen festen Halt habe, während das Bleisuperoxyd fest mit dem

-Bleikern verwächst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die

-Großoberflächenplatten auch als negative Elektroden auszubilden.

-

-~Gitterplatten~ oder pastierte Platten werden als positive und negative

-Elektroden benutzt. Die Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse

-(Füllmasse) festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen zuzuführen.

-Sie müssen genügende mechanische Festigkeit haben. Die Stromverteilung

-muß eine möglichst gleichmäßige sein, weil sonst eine ungleichmäßige,

-den chemischen Umsatz begleitende Volumänderung erfolgt und eine

-Deformation der Platte (Krümmung), sowie schlechter Kontakt zwischen

-Träger und aktiver Masse eintreten kann. Je kürzer die Entladedauer, um

-so enger sollte daß Gitter sein.

-

-Die Paste[101] wird hergestellt aus Mennige (Pb₃O₄, rot) oder Bleiglätte

-(Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder aus einer Mischung der beiden Oxyde.

-Für die Anode wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, für die

-Kathode Bleiglätte bevorzugt. Auch Bleimehl kann verwendet werden.

-

-Als Bindemittel verwendet man verdünnte Schwefelsäure,

-Glyzerinschwefelsäure, d. h. eine Mischung aus Schwefelsäure und

-Glyzerin, oder Magnesiumsulfatlösung und noch andere Flüssigkeiten. Die

-Schwefelsäure soll frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpetersäure

-und salpetriger Säure. Wie die Säure auf diese Verunreinigungen hin

-untersucht wird, werden wir später sehen. Die Paste wird nach

-sorgfältiger Reinigung der Träger (Gitter) mittels eines eichenen

-Spatels eingetragen (Schmieren); die pastierten Platten werden in einem

-mäßig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich die Schwefelsäure

-während des Trocknens mit Bleiglätte allmählich zu Bleisulfat und die

-Paste erhärtet infolge Verdunstung des Wassers, die Masse wird

-porös[102]. Die Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefelsäure,

-wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und Abscheidung von

-Bleisuperoxyd nach der Gleichung:

-

-  Pb₃O₄ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O + PbO₂.

-

-[Illustration: Fig. 16.]

-

-Der Bleischwamm der negativen Platten hat die Neigung, im Laufe der

-Jahre zusammenzusintern, eine Erscheinung, die man als ~Schrumpfen~ oder

-~Verbleiung~ bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere Struktur, und

-die Folge ist, daß die Kapazität der negativen Platten allmählich

-zurückgeht. Um diesem Übelstande zu steuern, mischt man der Masse

-gewisse Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen

-verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver usw. Wird soviel von diesem

-indifferenten Material beigemischt, daß das Sintern dauernd unmöglich

-ist, so macht sich ein anderer Übelstand bemerkbar; es tritt nämlich ein

-so starkes Quellen ein, daß die Masse aus dem gewöhnlichen, alten Gitter

-herauswächst und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann nun

-dadurch verhütet werden, daß man die Gitterplatte auf beiden Seiten mit

-einer perforierten Scheibe aus Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die

-~Akkumul.-Fabrik, Akt.-Gesellsch.~ hüllt ihre aus einem weitmaschigen

-Gitter bestehende negative Platte in ein mit zahlreichen kleinen Löchern

-versehenes Bleiblech ein (s. Fig. 16). Das Gitter besteht aus zwei

-Hälften; jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen. Die

-Massepastillen werden besonders hergestellt und in die eine Gitterhälfte

-eingelegt. Dann wird die andere Plattenhälfte aufgelegt, und die beiden

-Hälften werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen also

-gleichsam in kleinen Kästchen mit perforierter Grund- und Deckfläche

-liegen, so wird die Platte als ~Kastenplatte~ bezeichnet.

-

-[Illustration: Fig. 17.]

-

-~Gottfried Hagen~ in Cöln-Kalk verwendet als Anoden und Kathoden

-Gitterplatten. Dies hat, wie die Firma sagt, den Vorzug, daß die

-Kapazität beider Plattenarten gänzlich unabhängig von der Sorgfalt bei

-der Formation wird und stets die gleiche bleiben muß, da alle Platten

-derselben Art und Größe stets die gleiche Menge wirksamer Bleisalze

-enthalten. Die viereckigen Gitteröffnungen werden bei den für stationäre

-Batterien bestimmten Platten um so enger gemacht, je kürzer die

-Entladedauer oder je größer die Stromdichte bei der Entladung sein soll.

-Für starke Beanspruchung wird das in Fig. 17 abgebildete Gitter

-benutzt. Es gleicht in seinem Aussehen den Großoberflächenplatten; es

-wird aus reinstem Weichblei hergestellt, während die Gitter mit großen

-Öffnungen (Elektromobile), um genügende mechanische Festigkeit zu

-erzielen, aus Hartblei (Blei und Antimon) gegossen werden.

-

-[Illustration: Fig. 18.]

-

-In neuerer Zeit hat die Firma die negativen Platten wesentlich geändert,

-und zwar beziehen sich die Änderungen sowohl auf das Gitter wie auf die

-Zusammensetzung der Masse. Die Beschaffenheit des neuen Gitters ist aus

-den Figuren 18 und 19 zu ersehen; die letztere zeigt einen Ausschnitt in

-größerem Maßstabe. Es sind, wie man sieht, außer den nach außen spitz

-zulaufenden Längsrippen flache, die mechanische Festigkeit erhöhende

-Bänder vorhanden. Durch die Mitte der Platte (s. Fig. 18) läuft eine

-starke Leiste, so daß die ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.

-

-[Illustration: Fig. 19.]

-

-Für transportable Akkumulatoren verwenden die ~Akkumulatoren- und

-Elektrizitätswerke Akt.-Ges. vormals W. A. Boese & Co.~ sogenannte

-~Masseplatten~. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen mit einer

-geringen Anzahl großer Felder (siehe Fig. 20); das Trägergewicht ist

-also auf ein Minimum reduziert. Die die Felder ausfüllende Masse ist

-zementartig erhärtet; in jedem Felde befinden sich mehrere kleinere und

-ein größeres Loch, um den Zutritt der Säure zu den einzelnen Teilen und

-die Zirkulation zwischen den Platten zu ermöglichen. Besonders bei

-Entladungen mit längeren Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb, erzielt

-man günstige Leistungen, zumal die Selbstentladung bei solchen Platten

-eine verhältnismäßig geringe ist[103]. Für Akkumulatoren mit kürzerer

-Lade- und Entladezeit sind solche Masseplatten nicht geeignet.

-

-[Illustration: Fig. 20.]

-

-~Formation~. Das Verfahren, durch welches auf den Platten eine genügend

-dicke Schicht von Bleischwamm bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird,

-nennt man Formation oder Formierung.

-

-Da bei der Formation Schwefelsäure nicht verbraucht wird, es sei denn,

-daß man zuerst Blei oder die Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so

-kann man saure, alkalische und neutrale Lösungen verwenden. Entweder

-wird die ganze Formation in ~einer~ Lösung ausgeführt, oder man

-behandelt die Platten nacheinander in zwei verschiedenen Lösungen, z. B.

-zuerst in alkalischer und dann in saurer Lösung. Ferner können Anode und

-Kathode ~gleichzeitig~ in demselben Bade formiert werden, oder es findet

-eine ~getrennte Formation~ statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und

-Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.

-

-a) ~Reine Planté-Formation~. Wenn man als Elektroden reine Bleiplatten

-benutzt und die Zelle lädt, so erfolgt schon nach kurzer Zeit

-Gasentwicklung. Sobald sich nämlich die positive Platte mit einer sehr

-dünnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, hört die Einwirkung des

-Stromes auf, da das metallisch leitende Superoxyd den darunter liegenden

-Bleikern vor dem weiteren Angriff des Stromes schützt. Um nun die

-Kapazität der Elektroden zu vergrößern, lockerte ~Planté~ die Platten an

-der Oberfläche auf, so daß auch unmittelbar unter der Oberfläche

-liegende Schichten der Stromwirkung zugänglich wurden. Das angewandte

-Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde kurze Zeit

-geladen, dann nach einer Ruhepause entladen, hierauf wieder geladen u.

-s. f. Bei den verschiedenen Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden

-Kapazität allmählich größer wurde, schickte er den Strom bald in der

-einen, bald in der anderen Richtung durch die Zelle, da nur diejenige

-Elektrode angegriffen und aufgelockert wird, die bei der Ladung Anode

-ist.

-

-Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten später ~Gladstone~ und

-~Tribe~. Die Superoxydteilchen bilden mit Bleiteilchen und Säure kleine,

-kurzgeschlossene Elemente (siehe Selbstentladung). Diese entladen sich

-während der Ruhepause; hierbei werden Blei und Bleisuperoxyd in

-Bleisulfat umgewandelt. Bei der nächsten Ladung kann daher eine größere

-Menge Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm, wenn die

-Stromrichtung geändert wird) verwandelt werden.

-

-Die reine Planté-Formation ist umständlich und dauert Wochen, ja Monate

-lang; sie ist wegen des großen Stromverbrauchs auch teuer.

-

-b) ~Beschleunigte Formation der positiven Planté-Platten~. Schon

-~Planté~ fand, daß die Formation schneller vor sich geht, wenn man die

-Platten zuerst in mäßig konzentrierte Salpetersäure eintaucht und dann

-formiert; durch die Salpetersäure wird die Platte rein chemisch

-aufgelockert. Die so erhaltene Superoxydschicht fällt aber leicht ab,

-sie ist nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die bei der rein

-elektrochemischen Formierung entstandene. Auch ist die Gefahr vorhanden,

-daß Spuren von Salpetersäure trotz sorgfältigen Abspülens der Platte

-zurückbleiben. Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe immer

-weiter, so daß das Bleigitter oder der Bleikern nach verhältnismäßig

-kurzer Zeit zerstört wird.

-

-Später sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um beschleunigte

-Formation besonders bei den positiven Großoberflächenplatten zu

-erzielen. Sie bestehen fast alle darin, daß auf rein chemischem Wege

-Bleiverbindungen gebildet werden, die auf elektrochemischem Wege in

-Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die lösend wirkende Substanz dem

-Elektrolyten zugesetzt, so spielen sich beide Vorgänge gleichzeitig ab.

-~Epstein~ behandelt die Bleiplatten in heißer verdünnter Salpetersäure

-elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann zwischen zwei

-Bleibleche gehängt, die leitend miteinander verbunden sind; der

-elektrolysierende Strom tritt an der zu formierenden Platte ein.

-

-Nach P. ~Schoop~ (l. c. I S. 106) erreicht man am sichersten eine

-tiefgehende Auflockerung des Bleies bei Verwendung einer Lösung von

-Natriumbisulfat und Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei

-Bleiplatten aufgehängt, die Außenplatten werden miteinander verbunden

-usw. (s. oben). Auf der Mittelplatte (Anode) bildet sich eine braune

-Substanz, die aber kein Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte

-entfernt, wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert wird. Dies

-geschieht elektrochemisch in stark verdünnter Schwefelsäure. Die Platten

-werden sorgfältig mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles

-Chlor[104] (Salzsäure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt. Es

-bildet sich ein gleichmäßiger und festhaftender Überzug von Bleioxyd;

-dieses wird durch elektrochemische Formation in verdünnter Schwefelsäure

-in Superoxyd umgewandelt.

-

-c) ~Formation der pastierten Platten~. α) Negative Platten. Die

-Füllmasse besteht aus basischem, sowie aus neutralem Bleisulfat und aus

-nicht zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobkörnig ist und nur zum

-Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses nur langsam in Lösung.

-Infolgedessen wird, wenn man nicht mit sehr geringer Stromdichte

-arbeitet, der Elektrolyt an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.

-Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der Nähe der Platte ab, so

-steigt die Spannung an der Kathode und erreicht bald die für die

-Wasserstoffabscheidung nötige Höhe. Um die unnütze und auch schädliche

-Wasserstoffentwickelung zu verhüten, muß man dafür sorgen, daß die

-Konzentration der Wasserstoffionen eine möglichst kleine oder diejenige

-der Bleiionen eine möglichst große ist. Da neutrale Salze bei der

-elektrolytischen Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so sind

-neutrale Lösungen für die Formation der negativen Platten vorzuziehen;

-besonders eignen sich Magnesium- und Aluminiumsulfat (von ~Fitz-Gerald~

-zuerst ausgeführt, von P. ~Schoop~ wieder aufgenommen). Hierbei bildet

-sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium- bezw.

-Aluminiumhydroxyd, das aber durch Säure, die bei der Formation (aus der

-Paste) frei wird, neutralisiert wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an

-Bleiionen -- das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung

-zurückzudrängen -- kann man dadurch erreichen, daß man die Löslichkeit

-des Bleisulfates steigert, z. B. durch Erwärmung des Elektrolyten[105],

-oder eine Substanz zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein

-lösliches Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat man in der

-Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst sehr geringe zurückbleibende

-Mengen des Zusatzes dem Akkumulator sehr schädlich sind.

-

-Erfolgt die Formation in verdünnter Schwefelsäure zwischen zwei mit

-einander verbundenen Bleiblechen (Anoden), so dauert sie mehrere Tage.

-

-β) Positive Platten. Die Füllmasse besteht aus Bleisulfat, Bleisuperoxyd

-(s. S. 123) und Bleiglätte bezw. Mennige. Die Abscheidung der

-Bleisuperoxydionen, deren Existenz wir annehmen wollen (s. S. 55), muß

-durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gefördert werden (die

-Sauerstoffentwickelung also verringert werden). Nun ist die

-Konzentration dieser Ionen umgekehrt proportional der vierten Potenz der

-Wasserstoffionen; mithin muß letztere Konzentration auf einer möglichst

-geringen Höhe gehalten werden. In neutraler Lösung erfolgt also die

-Formation schneller als in saurer[106]. Man verwendet Aluminium- und

-Magnesiumsulfat. Während der Formation bildet sich Schwefelsäure, durch

-deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen; die Säure muß

-neutralisiert werden; man erreicht dies durch aufgeschwemmtes Magnesium-

-oder Aluminiumhydroxyd.

-

-  [98] Über die verschiedenen Patentansprüche und die historische

-  Entwickelung des Akkumulators siehe ~Hoppe~, Akkumulatoren für

-  Elektrizität, 5. Auflage, ferner P. ~Schoop~, Die Sekundär-Elemente.

-

-  [99] Bei Großoberflächenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene

-  Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene Masse gemeint.

-

-  [100] In Wirklichkeit ist er etwas größer, da ein Teil des Stromes in

-  die Säure innerhalb der Rippen eindringt.

-

-  [101] Näheres über die Fabrikation findet man in: F. ~Grünwald~, Die

-  Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.

-

-  [102] M. U. ~Schoop~ berechnet in der früher erwähnten Schrift die

-  Porosität einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte

-  (Gitterplatte) zu angenähert 43%, d. h. beträgt der für die Füllmasse

-  zur Verfügung stehende Raum 100 cm³, so sind 43 cm³ mit Säure

-  angefüllt. Für die Bleischwammplatte ergab sich eine noch größere

-  Porosität.

-

-  [103] Näheres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.

-

-  [104] Für Chlor gilt ähnliches wie für Salpetersäure (s. S. 128).

-

-  [105] Nicht zu empfehlen, da bei Erwärmung die wirksame Masse zu

-  locker wird.

-

-  [106] Eine saure Lösung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen

-  befinden; je größer die Konzentration der H·, um so größer ist die

-  Acidität.

-

-

-

-

-Siebentes Kapitel.

-

-Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften über die

-Behandlung, Lebensdauer.

-

-

-~Aufstellung.~ Der ~Raum~, in dem die Akkumulatorenbatterie

-untergebracht wird, soll kühl, trocken und vor allem gut ventilierbar

-sein, damit die Säure nicht zu stark verdunstet, die Außenwände der

-Zellen trocken gehalten werden können (Isolation) und die bei der Ladung

-sich bildenden Gase schnell entweichen. Während der Ladung dürfen

-brennende oder glühende Körper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet

-werden, da die Möglichkeit nicht ausgeschlossen ist, daß sich bei

-schlechter Ventilation eventuell vorhandenes Knallgas entzündet. Zur

-Beleuchtung dürfen nur elektrische Lampen verwendet werden, die im

-luftleeren Raume brennen.

-

-Der Fußboden soll fest und solide sein, natürlich muß er auch säurefest

-sein. Allen Anforderungen dürfte ein Asphaltboden auf Untergrund aus

-Zementbeton genügen[107].

-

-Die Elemente müssen so aufgestellt werden, daß man zu jeder Zelle freien

-Zutritt hat zwecks einer Besichtigung, Messung der Säuredichte oder

-sonstiger vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt gewordener

-Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen nicht mehr als zwei Reihen

-neben- und übereinander auf demselben Gestelle stehen; größere Zellen

-müssen auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach den

-Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker müssen die Zellen

-von Batterien für hohe Spannungen so angeordnet sein, daß bei der

-Bedienung eine zufällige gleichzeitige Berührung von 2 Punkten, zwischen

-denen eine Potentialdifferenz von mehr als 250 Volt herrscht, nicht

-stattfinden kann. Bei Batterien in Anlagen mit mehr als 250 Volt

-Gebrauchsspannung zwischen 2 Leitern oder mehr als 2 × 250 Volt in

-Dreileiteranlagen sind nach den Vorschriften des V. D. E.

-Lattenlaufböden erforderlich. (Isolation gegen Erde.)

-

-Die ~Gestelle~ werden aus sorgfältig geteerten oder mit Paraffinöl

-durchtränkten Balken hergestellt. Der Gebrauch von Nägeln, Schrauben,

-Bandagen aus Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die Säure

-angegriffen werden; die Verbindung der einzelnen Teile des Gestelles muß

-daher durch Holzpflöcke geschehen.

-

-Große Sorgfalt ist auf die ~Isolation~ zu verwenden, da die Außenseiten

-der Elemente auch bei guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die

-einzelnen Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell und dieses

-gegen die Erde durch nichthygroskopische Unterlagen zu isolieren. Bei

-größerer Batteriespannung kann man Ölisolatoren verwenden, deren oberer

-Teil größer ist als der untere, so daß etwa herabfließende Säure über

-den oberen (überhängenden) Teil hinwegtropft, der untere Teil des

-Isolators also trocken bleibt.

-

-Die im Akkumulatorenraume verlegten Drähte müssen mit säurefester Farbe

-angestrichen werden. --

-

-Als ~Zellen~ benutzt man Gefäße aus Glas, Zelluloid, Hartgummi und Holz.

-Glas isoliert gut, ist billig und ermöglicht eine genaue Besichtigung

-des Inneren des Elementes. Für transportable Akkumulatoren verwendet man

-Hartgummi oder Zelluloid und versieht die Zellen mit einem Deckel; noch

-vorhandene Fugen werden mit einem säurefesten und elastischen Kitt

-verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien für mehr als 16

-Volt Spannung als Material für Gefäße nicht verwendet werden.

-

-  Zelluloid ist zwar leicht entzündbar, da aber die Wände von innen

-  durch die Säure gekühlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen, daß

-  das Zelluloid bis zur Entzündungstemperatur erhitzt wird. Es hat die

-  Vorzüge, daß es gegen Stöße unempfindlich ist, leicht verarbeitet

-  werden kann und durchsichtig ist; ferner können Gefäße aus diesem

-  Stoffe repariert werden.

-

-Für große Elemente benutzt man Holzkasten, die mit Bleiblech im Innern

-verkleidet werden. Natürlich dürfen die Platten diese Verkleidung nicht

-berühren.

-

-[Illustration: Fig. 21.]

-

-~Einbau~. Die Platten werden bei stationären Elementen meistens mittels

-zweier Fahnen oder Nasen auf dem oberen Rande des Gefäßes aufgehängt (s.

-Fig. 21), damit sie sich frei ausdehnen können. Die Oberflächen der

-einzelnen Platten müssen genau parallel laufen, und der Abstand zwischen

-zwei benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe sein. Hängt

-nämlich eine Platte schief, so werden die Stellen, die den kleinsten

-Abstand haben, am stärksten beansprucht, so daß Krümmungen eintreten

-können; diese können wiederum Abbröckeln der aktiven Masse und

-Kurzschluß herbeiführen. Hat ferner eine positive Platte von den beiden

-benachbarten Elektroden ungleichen Abstand, so werden ihre beiden Seiten

-nicht gleichmäßig ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden

-positiven Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.

-Parallelität und gleiche Abstände erreicht man am einfachsten dadurch,

-daß man zwischen je zwei Platten eine genügende Anzahl von Glasstäben

-schiebt, die alle denselben Durchmesser haben, und durch elastische

-Bleistreifen oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen die Platten

-ausüben läßt (s. Fig. 21).

-

-Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden des Gefäßes muß sich ein

-größerer Zwischenraum befinden, in dem sich herabfallende aktive Masse

-sammeln kann (Vermeidung eines inneren Kurzschlusses).

-

-[Illustration: Fig. 22.]

-

-In Fig. 22 ist schematisch dargestellt (für 2 Elemente), wie die Platten

-angeordnet und mit einander verbunden werden. Warum die erste und letzte

-Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde früher dargelegt (s. S.

-62). Man sieht, daß die positiven Fahnen der ersten Zelle mit den

-negativen Fahnen der zweiten durch eine Bleileiste verbunden sind. --

-Bei kleinen Elementen, die nur aus einer positiven und zwei negativen

-Platten bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch durch

-einen Steg.

-

-Der Abstand der Platten richtet sich nach deren Größe; einerseits darf

-er nicht zu groß sein, damit der innere Widerstand der Zelle nicht

-unnötig groß wird, anderseits darf er nicht so klein sein, daß eine

-Besichtigung der Platten erschwert oder unmöglich wird; auch kann sich

-bei geringen Abständen leicht Kurzschluß bilden. Bei kleinen Platten

-(bis etwa 3 qdm einseitiger Oberfläche) beträgt der Abstand in der Regel

-8 bis 10 mm, bei mittelgroßen (bis 6 qdm) 10 bis 12 mm und bei großen 12

-bis 15 mm. Bei kleinen transportablen Akkumulatoren sollte der Abstand

-der Platten reichlich groß gewählt werden, damit Kurzschluß durch

-herausfallende Masse möglichst vermieden und eine genaue Besichtigung

-des Innern der Zelle leicht ausführbar ist.

-

-[Illustration: Fig. 23.]

-

-Seit einigen Jahren ist man dazu übergegangen zwischen die einzelnen

-Platten ~Holzbrettchen~ oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits

-gesehen, daß man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente

-Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern. Die aktive Masse

-quillt dann leicht aus dem Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschluß

-bewirken. Um diesem Übelstande zu steuern, bedeckt die Firma ~Gottfried

-Hagen~ in Cöln-Kalk die negative Elektrode mit einer gelochten

-Hartgummiplatte, die durch die Glasröhren gegen das Gitter gepreßt wird.

-Die Perforierung ist eine so feine, daß jedes Durchtreten von Partikeln,

-die sich loslösen, durch die Öffnungen ausgeschlossen ist und die Säure

-dennoch leicht zirkulieren kann. Werden Holzkasten für die Zellen

-verwendet, bei denen Glasröhren keinen Zweck haben, da man ohnehin nicht

-das Zelleninnere besichtigen kann, so werden Hartgummiplatten verwendet,

-die auf der einen Seite mit Rippen versehen sind (s. Fig. 23); diese

-vertreten die Stelle der Glasröhren.

-

-[Illustration: Fig. 24.]

-

-Nach den Montagevorschriften der ~Akkumulatoren-Fabrik

-Aktien-Gesellschaft~ werden zwischen die einzelnen Platten Holzbrettchen

-geschoben, die etwas größer sind als die Platten. Die Brettchen werden

-in die Schlitze von Holzstäben geschoben (siehe Fig. 24). Diese sind

-etwas dünner als die Plattenzwischenräume und sitzen anfangs etwas lose.

-Da die Stäbe in der Säure quellen, so sitzen sie bald fest. Auf diese

-Weise wird erreicht, daß zwischen Platten und Brettchen ein enger

-Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer genügend großen Menge

-von Säure in Berührung ist. Die Brettchen erfahren eine besondere

-Vorbehandlung in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?) aus dem Holz

-Stoffe in Lösung treten, die ein Sulfatieren der Platten fast unmöglich

-machen, so daß die Kapazität lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen

-soll, da die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden, für

-lange Jahre vorhalten. Außerdem dienen die Brettchen auch als Mittel zur

-Verhinderung von Kurzschluß.

-

-Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu bedecken, weil dann

-Säurepartikelchen, die beim „Kochen‟ durch die Gase mitgerissen werden,

-zurückgehalten werden und verhindert wird, daß von der Decke

-abbröckelnder Kalk oder dgl. in die Säure fällt.

-

-Für die Elemente der ~Automobilbatterien~ werden Hartgummikasten

-verwendet. Die Platten werden auch mit Zwischenlagen aus perforiertem

-Hartgummiblech oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen Elemente

-werden so miteinander verbunden, daß schadhafte Zellen leicht

-ausgewechselt werden können; man benutzt biegsame Verbindungen aus

-Bleistreifen oder verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch

-Schrauben befestigt werden.

-

-~Säure~. An die ~Reinheit~ der Schwefelsäure und des zum Nachfüllen zu

-benutzenden Wassers sind, wie sich aus früheren Betrachtungen (s. S. 107

-und S. 110) ergeben dürfte, die ~höchsten Anforderungen zu stellen~. Sie

-müssen vor allem frei sein von metallischen Verunreinigungen. Fremde

-Metalle (s. Selbstentladung) bewirken das sogen. Nachgasen. Man prüft

-die Säure auf die Anwesenheit schädlicher Metalle dadurch, daß man

-mittels eines sauberen Holzspans ein Stückchen Zink in eine Probe

-bringt, die sich in einem Reagenzglas befindet. Sind schädliche Metalle

-in der Säure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch

-Wasserstoff abgeschieden, man sieht beständig feine Gasbläschen

-emporsteigen. Der Versuch, der etwa ½ Stunde dauern sollte, wird 3mal

-wiederholt; bleibt ~einmal~ die stetige Bläschenbildung aus, so ist die

-Säure frei von schädlichen Metallen.

-

-Der Elektrolyt muß ferner frei sein von Chlor, Salpetersäure und

-salpetriger Säure, Arsenverbindungen und Essigsäure. Auch ganz minimale

-Mengen dieser Substanzen sind dem Akkumulator sehr schädlich; sie wirken

-nämlich zerstörend auf den Bleikern, indem sie Blei lösen. Die

-Bleiverbindung wird durch den Strom zersetzt und die Verunreinigung wird

-wieder frei usw. (s. Formation).

-

-  ~Untersuchung auf Salpetersäure~: Man löst etwas Brucin in

-  konzentrierter Schwefelsäure und setzt der Schwefelsäureprobe einige

-  Tropfen der Lösung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten Menge

-  Salpetersäure erfolgt Rotfärbung.

-

-  Stickstoffverbindungen können auch in der Weise nachgewiesen werden,

-  daß man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefelsäure

-  eintropfen läßt und der heißen Lösung etwas Indigolösung zusetzt. Wird

-  die Flüssigkeit entfärbt, so ist die Säure nicht brauchbar.

-

-  ~Die Untersuchung auf Chlor~ ist mit besonderer Sorgfalt auszuführen.

-  5 cm³ (ca. 9 Gramm) Säure werden mit 50 cm³ destilliertem Wasser

-  gemischt[108]; nach 5-6 Stunden setzt man etwas Salpetersäure und

-  20prozentige Silbernitratlösung (Höllensteinlösung) zu. Nach

-  einstündigem Stehen darf die Flüssigkeit keine weiße Färbung,

-  höchstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet sich bei

-  Gegenwart von Chlorverbindungen unlösliches, weißes Chlorsilber.)

-

-  ~Arsenverbindungen~ werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff in

-  braunes, unlösliches Schwefelarsen umgewandelt.

-

-Zum Füllen der Elemente benutzt man verdünnte Schwefelsäure vom

-spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17; sind die Positiven

-Großoberflächenplatten, so kann die Säure etwas stärker sein. Die Dichte

-der Säure wird bei den ersten Ladungen etwas größer, da die Paste noch

-weiter formiert wird und hierbei Schwefelsäure frei wird. -- Da bei der

-Vermischung von Schwefelsäure und Wasser eine starke Wärmeentwickelung

-erfolgt und explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man Wasser

-in Schwefelsäure gießt, so muß man die Schwefelsäure in dünnem Strahle

-unter Umrühren dem Wasser zusetzen. Mittels des Aräometers konstatiert

-man, ob die Mischung das gewünschte spezifische Gewicht hat. Erst nach

-dem Erkalten darf die Säure in die Akkumulatorengefäße gegossen werden.

-Muß man einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen aus Glas

-oder Porzellan.

-

-Da die Untersuchung der Schwefelsäure und die Herstellung der Mischung

-umständlich ist, so empfiehlt es sich, die Säure durch die

-Akkumulatorenfabrik oder durch Handlungen zu beziehen, die von der

-Akkumulatorenfabrik empfohlen werden.

-

-Die Säure soll die oberen Kanten der Platten mindestens 1 cm überragen;

-vor allem darf es nicht vorkommen, daß der obere Teil der Platten aus

-der Säure herausragt. Im Laufe der Zeit ändert sich die Menge und die

-Dichte der Säure, da Wasser verdampft, kleine Säureteilchen von den bei

-der Ladung sich bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die Kapazität

-der Platten zu- bezw. abnehmen kann; wächst diese im Laufe der Zeit, so

-wird bei der Entladung mehr Säure verbraucht und die Schwankungen der

-Säuredichte werden größer. Meistens genügt es, durch Zusatz von

-destilliertem Wasser[109] die Säure auf die richtige Höhe zu bringen;

-von Zeit zu Zeit jedoch muß man die Säuredichte der einzelnen Zellen

-sowohl im vollständig geladenen wie im vollständig entladenen Zustande

-messen und eventuell Akkumulatorensäure hinzufügen (nie konzentrierte

-Säure, da diese die Platten angreift). Man setzt am besten die Säure vor

-Beginn der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung bewirken. Im

-entladenen Zustande beträgt die Säuredichte meist 1,15, im geladenen

-Zustande kann sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige Säuredichte

-schadet übrigens dem Akkumulator nicht, wohl aber eine zu hohe

-(Begünstigung der Sulfatierung, Verringerung der Lebensdauer). Säure,

-die beim Nachfüllen verschüttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die

-Isolatoren trocken bleiben.

-

-Die Säuredichte mißt man mittels eines ~Aräometers~, dessen Körper so

-flach ist, daß man es in den engen Zwischenraum zwischen den Platten

-einführen kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen, so benutzt

-man ein ~Aräometer~ mit ~Saugheber~ und Gummiball. Bei genauen

-Untersuchungen ist zu beachten, daß die Säure in der Nähe des

-Gefäßbodens etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von Luft kann man

-eine Vermischung herbeiführen.

-

-In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht, das

-Mischungsverhältnis und der Widerstand von 1 cm³ verdünnter

-Schwefelsäure angegeben.

-

-

-  Spezifisches | Gewichts- | Grade | Widerstand eines

-  Gewicht bei  | prozente  | Baumé |    Kubikcent.

-      15°      |   H₂SO₄   |       |   (angenähert)

-  =============+===========+=======+==================

-      1,10     |   14,35   |  13,0 | 2,2 Ohm

-      1,12     |   17,01   |  15,4 | 1,8  „

-      1,14     |   19,61   |  17,7 | 1,6  „

-      1,16     |   22,20   |  19,8 | 1,5  „

-      1,18     |   24,76   |  22,0 | 1,45 „

-      1,20     |   27,32   |  24,0 | 1,4  „

-      1,22     |   29,84   |  26,0 | 1,38 „

-      1,224    |   30,50   |  26,6 | 1,36 „  (Minimum)

-

-Zuweilen verwendet man für die Füllung transportabler Akkumulatoren

-~gelatinöse Schwefelsäure~, die aus Schwefelsäure, Wasserglas und

-Asbest hergestellt wird. Die ~Trockenfüllung~ leidet an den Nachteilen,

-daß der innere Widerstand des Elementes stark erhöht und die Kapazität

-wesentlich verringert wird. Die Füllung muß mit einer Schicht flüssiger

-Säure von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes Wasser

-oder stark verdünnte Säure zuzusetzen.

-

-Für Automobilbatterien verwendet man, da man die Säuremenge, um das

-Gewicht zu verringern, möglichst klein macht, Säure von etwas höherer

-Konzentration als bei Zellen für stationäre Anlagen; im geladenen

-Zustande darf die Säuredichte den Wert 1,25 erreichen.

-

-Muß eine Zelle ~geleert werden~, so zieht man die Säure mittels eines

-Hebers ab; die Platten werden in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die

-betreffende Zelle muß, nachdem sie neu montiert ist, stark überladen

-werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie während der Ladung der Batterie

-mit den anderen Zellen in Reihe, man verbindet sie also mit den beiden

-benachbarten Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der beiden

-Verbindungen beseitigt und der positive Pol des einen Nachbars mit dem

-negativen Pole des anderen verbunden (~Überbrückung~). Unsere Zelle ist

-also während der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei der folgenden

-Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.

-

-~Die Vorschriften für die Ladung und Entladung~ weichen in einzelnen

-Punkten bei den verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon durch

-den Umstand erklärt werden kann, daß die Fabrikate verschieden sind. Die

-folgenden Vorschriften dürften aber allgemein gültig sein.

-

-Die ~erste Ladung~ (nach der Montage) soll, wenn eben möglich, ohne

-Unterbrechung so lange fortgesetzt werden, bis bei allen Zellen an

-beiden Elektroden reichlich Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine

-große (24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei den negativen

-Platten, an der Luft (während des Transportes, der Montage) verändert

-wird, so daß eine nachträgliche Formierung erfolgen muß. Am längsten

-dauert natürlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten unformiert

-versandt wurden.

-

-Die späteren Ladungen sollen, wenn möglich sofort, spätestens aber 24

-Stunden nach Beendigung der Entladung erfolgen (s. Sulfatierung). Falls

-die ~Batterie stark erschöpft~ ist, was bei Betriebsstörungen, z. B. bei

-einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann, so muß ~sofort~ gründlich

-aufgeladen werden. Zu beachten ist, daß man den positiven Pol der

-Batterie mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden muß (ev.

-Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom (gewöhnlich gleich

-der maximalen Entladestromstärke) darf nicht überschritten werden. Man

-lädt so lange, bis bei sämtlichen Elementen der Batterie an beiden

-Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt. Der Wärter hat die Pflicht,

-bei jeder Ladung nachzusehen, ob alle Zellen gasen[110].

-

-Finden täglich mehrere Teilladungen statt, so darf nur ~eine~ bis zur

-vollen Gasentwicklung durchgeführt werden, die anderen dagegen sind

-sofort abzubrechen, wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.

-

-Will man (im Laboratorium) große und kleine Zellen gleichzeitig laden,

-so schaltet man zwei oder mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet

-aus diesen gleichsam einen größeren Akkumulator, oder man wählt den

-Strom so, daß er der kleinsten Type angepaßt ist.

-

-Es ist darauf zu achten, daß die mit dem Zellenschalter verbundenen

-Elemente nicht zu lange überladen werden.

-

-Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur wenig benutzt wird

-(Laboratorium), muß von Zeit zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen

-werden (siehe Selbstentladung). Automobilbatterien sollen nach jeder

-Fahrt geladen werden.

-

-Die Ladestromstärke darf, wie wir bereits sahen, eine gewisse Größe

-nicht überschreiten; sie ist, wenn an beiden Platten Gasentwicklung

-erfolgt, auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Wertes herabzusetzen.

-Hierfür kann man verschiedene Gründe angeben. Wird die Gasentwicklung zu

-stürmisch, so werden viele kleine Partikelchen der wirksamen Masse

-losgesprengt. Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromstärke

-nicht vermindert wird, einen hohen Wert, und es kann sich

-Überschwefelsäure bilden (s. S. 14). Auch wird bei starker

-Gasentwicklung zu viel Säure verspritzt.

-

-Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie parallel. Die Ladung

-der Batterie muß, ehe der Parallelbetrieb beginnt, beendet sein, ein

-~Nachladen~ bei ausgeschaltetem Ladeschalter ist unter allen Umständen

-~zu vermeiden~, weil es zu einer Schädigung der mittleren Schaltzellen

-führt.

-

-  Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen. Es handle

-  sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der Zentrale 115

-  Volt beträgt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich; von diesen

-  seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die Ladung sei soweit

-  fortgeschritten, daß die Spannung jeder Zelle 2,2 Volt beträgt. Dann

-  werde zum Parallelbetrieb übergegangen. Die Ladung kann nur durch den

-  Entladeschalter geschehen (s. S. 173). Es können dann nur 115:2,2 = 52

-  Zellen Strom bekommen, die 12 letzten Zellen werden also nicht mit

-  geladen. Muß die Batterie später Strom abgeben, so sind anfänglich

-  115 : 2 = 58 Zellen an der Stromlieferung beteiligt. Die Zellen 53 bis

-  58 werden also überanstrengt, da sie bei der Nachladung keinen Strom

-  erhielten.

-

-Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt für ihre Batterien vor, daß

-unter normalen Verhältnissen etwa alle 3 Monate eine ~Ladung mit

-Ruhepausen~ erfolgen soll (s. S. 114). Durch diese sucht man offenbar

-einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die Ladung geschieht in der

-Weise, daß die Maschine abgeschaltet wird, sobald an beiden Elektroden

-die Gasentwicklung beginnt; die Batterie ist vom Netze zu trennen. In

-diesem Ruhezustande soll sie mindestens 1 Stunde stehen bleiben. Dann

-wird wieder geladen bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.

-Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander folgen, bis ~sofort~

-nach dem Einschalten der Maschine Gasentwicklung beginnt. Bei den

-Nachladungen soll die Stromstärke natürlich kleiner als die normale

-sein. Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die Batterie zu

-stark beansprucht und wenn sie wiederholt ungenügend geladen worden ist.

-

-Zellen, die voraussichtlich längere Zeit nicht benutzt werden, sind

-gründlich aufzuladen (Selbstentladung); besonders schnell geht die

-Selbstentladung bei Großoberflächenplatten vor sich.

-

-Der Wärter hat die Pflicht, alle ~Zellen bei~ jeder ~Ladung~ zu

-beobachten; besondere Aufmerksamkeit soll er den Schaltzellen zuwenden.

-Es kommt zuweilen vor, daß eine ~Zelle~ gegen die anderen

-~zurückbleibt~[111]; es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die Nachbarn

-schon lange „kochen‟, die Säuredichte steigt nicht oder doch nur sehr

-langsam an. Eine solche Zelle ist auf ~Kurzschluß~ zu untersuchen. Ein

-solcher kann verursacht werden dadurch, daß sich eine Platte krümmt oder

-dadurch, daß ein Fremdkörper in die Zelle hineinfällt oder daß aktive

-Masse aus dem Gitter herausfällt. Er hat zur Folge, daß der Ladestrom

-sich verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die Säure fließt,

-d. h. eine elektrochemische Wirkung ausübt. Nach der Ladung entlädt sich

-die Zelle in sich selbst; denn der den Kurzschluß bewirkende Körper

-bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden Polen. Bei einer

-solchen Zelle tritt bald Sulfatierung ein, die mit einer

-Kapazitätsabnahme verbunden ist.

-

-Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man mittels eines kleinen

-Kompasses feststellen. Diesen legt man nacheinander zwischen zwei

-benachbarte Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschluß hat, so

-wird die Nadel durch das magnetische Feld des Stromes abgelenkt.

-

-Die ~Vorschriften für die Entladung~ sind größtenteils schon in den

-Betrachtungen des Kapitels 4 enthalten. Es sei daran erinnert, daß eine

-gewisse Stromstärke nicht überschritten werden darf. Dies ist besonders

-beim Experimentieren im Laboratorium etc. zu beachten. Ist man im

-Zweifel, wie stark der Strom bei einem Versuche wird, so muß man einen

-Rheostaten und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in Fig. 25

-angedeutet ist. In dieser soll _A_ den Apparat darstellen, dem Strom

-zugeführt wird, _Amp._ ein Ampermeter, _W_ einen veränderlichen

-Widerstand, _B_ die Batterie, _Voltm._ ein Voltmeter.

-

-Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator entladen ist, hat große

-praktische Bedeutung (man vergleiche die Bemerkungen auf S. 102 und die

-Darlegungen über die Erholung). Weiß man nicht bestimmt, ob man einer

-Zelle noch Strom entnehmen darf, so verbindet man die Klemmen mit einem

-Voltmeter und läßt das Element den der dreistündigen Entladung

-entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle erschöpft, so sinkt die

-Klemmenspannung in kurzer Zeit auf 1,8 Volt. -- Dauert ein Versuch

-längere Zeit, so sollte stets ein Voltmeter mit den Klemmen des

-Elementes bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. Fig. 25).

-

-[Illustration: Fig. 25.]

-

-  Um zu prüfen, wie groß noch ungefähr die Elektrizitätsmenge ist, die

-  man entnehmen darf, kann man das Aräometer benutzen. Kennt man die

-  Säuredichte der Zelle in geladenem und entladenem Zustande, so kann

-  man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte einen Schluß über

-  den Energieinhalt ziehen. Weiß man z. B., daß die Säuredichte des

-  vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige der entladenen Zelle 1,16

-  ist, und findet man, daß das spezifische Gewicht den Wert 1,17 hat, so

-  enthält der Akkumulator noch ungefähr ¾ seiner Elektrizitätsmenge.

-

-Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen werden, gehen in ihrer

-Kapazität zurück. Soll dies vermieden werden, so müssen die Zellen von

-Zeit zu Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit möglichst der

-garantierten Kapazität beansprucht werden. Diese Vorschrift ist

-besonders für solche von Wichtigkeit, die Anlagen in Schulen etc. zu

-beaufsichtigen haben.

-

-~Sulfatieren~, ~Krümmen~. Bei Batterien macht sich stärkere

-~Sulfatierung~ in einer oder mehreren Zellen in der Weise bemerkbar, daß

-bei der gewöhnlichen anfänglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom

-zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden, mißt man die

-Spannung der Elemente einzeln mittels eines Voltmeters für geringe

-Spannungen (Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande ist die

-Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr klein. Bei der Ladung kann

-in der kranken Zelle Gasentwicklung erfolgen, ohne daß ein chemischer

-Umsatz an den Platten erfolgt.

-

-Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht die ganze Oberfläche,

-oder ist es nur in sehr dünner zusammenhängender Schicht vorhanden, so

-gelingt es meistens, die Zelle unter Anwendung einer höheren Spannung

-(3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium benutzt man am besten die

-Thermosäule; bei größeren Batterien kann man den Ladestrom den

-Schaltzellen entnehmen.) Während der Ladung schalte man ab und zu (etwa

-nach je 10 Minuten) eine Ruhepause (5-10 Minuten) ein (S. 114). Nach der

-ersten Ladung hat das Element noch nicht seine volle Kapazität. Man

-behandelt daher die Zelle in der früher angegebenen Weise.

-

-Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem ~Krümmen~ der Platten

-verbunden. Findet man, daß eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so

-schiebt man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasstäbe, so daß

-eine weitere Verringerung des Plattenabstandes nicht erfolgen kann, oder

-man drückt die Platte durch breite flache Hölzer, deren Dicke gleich

-dem Plattenabstand ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte

-durch eine neue zu ersetzen. Die Kölner Akkumulatoren-Werke schreiben

-vor, daß in Zellen, die dauernd zu arbeiten haben, Platten aus der

-letzten Schaltzelle kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,

-während die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt werden.

-

-Damit man beginnende Krümmung oder andere Fehler entdeckt, muß man von

-Zeit zu Zeit eine Revision sämtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich

-hierbei, besonders wenn es sich um große Zellen oder um Elemente in

-Holzkästen handelt, einer ~Ableuchtlampe~, d. h. einer elektrischen

-Lampe mit Schutzkorb, Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem

-Stöpsel für Wandkontakt[112].

-

-~Automobilzellen~ sind von Zeit zu Zeit, unter normalen Verhältnissen

-alle drei Monate, zu ~reinigen~. Die Plattensätze werden zu dem Zwecke,

-nachdem die Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig

-aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges Heben und Senken in

-destilliertem Wasser abgespült; die Kasten werden entleert und

-gereinigt, dann werden die Plattensätze wieder eingeschoben und Säure

-vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder Reinigung muß eine

-gründliche Aufladung mit etwa dem halben normalen Ladestrom erfolgen.

-

-Im Übrigen sei bemerkt, daß die Firmen genaue Vorschriften über die

-Behandlung der von ihnen gelieferten Batterien geben und daß sie gegen

-eine jährliche Prämie die Überwachung und Instandhaltung der Batterien

-übernehmen (~Akkumulatorenversicherung~).

-

-~Die Lebensdauer~ des ~Akkumulators~ hängt in hohem Maße von der Art der

-Behandlung ab. Über diese können allgemein gültige Angaben kaum gemacht

-werden. Dünne Platten, wie sie für Traktionszwecke benutzt werden, die

-mit relativ hoher Stromdichte beansprucht werden, müssen nach 100 bis

-200 Entladungen ausgewechselt werden. Planté-Platten haben eine andere

-Widerstandsfähigkeit als Faure-Platten. Auch spielt die Art der

-Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark beschleunigte Formierung

-scheint die Lebensdauer ungünstig zu beeinflussen.

-

-Werden bei der Formation dem Elektrolyten Chemikalien zugesetzt, die

-Blei chemisch angreifen, so kann es leicht vorkommen, daß in den Platten

-geringe Mengen dieser Substanzen zurückbleiben und in die

-Akkumulatorensäure gelangen. Das Blei des Trägers wird im Laufe der Zeit

-„angefressen‟, so daß die mechanische Festigkeit immer kleiner wird.

-

-Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch die Zeit gegeben, bis zu

-welcher das Blei der Rippen und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd

-aufgebraucht wird (s. Lokalaktion, S. 110); die mechanische Festigkeit

-der Platten wird geringer und ihr Widerstand größer. Daraus ergibt sich,

-daß die Menge des festen Bleies in hohem Grade maßgebend ist für die

-Lebensdauer der positiven Platten.

-

-Bei älteren negativen Platten geht der Bleischwamm langsam in festes,

-dichtes Blei über, er schrumpft unter beträchtlicher Volumänderung

-zusammen; es bilden sich Risse, und der Zusammenhang zwischen der

-Unterlage und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese

-Erscheinung ~Schrumpfen~, ~Sintern~, ~Verbleiung~. Sie ist natürlich mit

-einer Kapazitätsabnahme verbunden, da die Säure nicht mehr in das Innere

-eindringen kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter Substanzen (z. B.

-Koks, Bimsstein) in fein verteiltem Zustande zu dem Breie, den man in

-die Gitter schmiert, soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt

-werden (s. S. 136).

-

-Durch zu starke Beanspruchung der negativen Platten wird das Schrumpfen

-beschleunigt. Daher dürfte ein weiteres Mittel, dem Verbleien

-vorzubeugen, darin bestehen, die Kapazität der Bleischwammplatten von

-vornherein größer zu wählen als die der positiven Elektroden.

-

-Vor allem muß sich jeder, der Akkumulatoren benutzen will, mit den

-Vorgängen im Akkumulator und mit seinen Eigentümlichkeiten genau bekannt

-machen und sich von vornherein daran gewöhnen, mit der nötigen Vorsicht

-zu Werke zu gehen.

-

-  [107] Siehe Zentralblatt für Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder E.

-  T. Z. 1907, S. 611.

-

-  [108] Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszuspülen.

-

-  [109] Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen, s. S. 139.

-

-  [110] Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen müssen zu gleicher

-  Zeit und gleichmäßig zur Gasentwicklung gelangen.

-

-  [111] Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so können

-  zurückgebliebene Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, daß man

-  sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen geht

-  dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der natürlich den

-  maximalen Ladestrom nicht überschreiten darf. Bei anderen Zellen

-  wendet man die Überbrückungsmethode an (s. S. 142).

-

-  [112] Zum ~Reinigen der Akkumulatoren~ kann man einen Apparat

-  benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht aus einer

-  Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch mit passendem

-  Bleimundstück angeschlossen ist Man zieht zuerst die Säure ab, saugt

-  dann den Schlamm ab und füllt wieder ein. Das Herausnehmen der Platten

-  ist also überflüssig.

-

-

-

-

-Achtes Kapitel.

-

-Der alkalische Akkumulator.

-

-

-An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil getadelt, daß sie ein im

-Vergleich zu ihrer Leistung großes Gewicht haben. Dieses ist in erster

-Linie bedingt durch das hohe spezifische Gewicht und das große

-elektrochemische Äquivalent des Bleies. Auch der Umstand, daß Blei ein

-weiches Metall ist, wäre hier zu erwähnen. Der Träger der aktiven Masse

-muß nämlich aus Blei bestehen, die Platten müssen, damit sie genügend

-fest sind, eine ziemlich große Dicke haben. Endlich ist der

-Bleiakkumulator auch deshalb ein schwerer Akkumulator, weil der

-Elektrolyt in verhältnismäßig großer Menge vorhanden sein muß. Denn die

-Säure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so daß man gezwungen ist,

-pro Amperstunde eine gewisse Säuremenge zu verwenden. Wird die Säure

-knapp bemessen, so sinkt ihre Dichte während der Entladung stark; dies

-hat zur Folge, daß der innere Widerstand größer und die

-elektromotorische Kraft kleiner wird. Nimmt man wenig, aber ziemlich

-stark konzentrierte Säure, so wird die Sulfatierung begünstigt und die

-Lebensdauer verringert. Das Gewicht der Säure beträgt bei stationären

-Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes. Was das Gewicht der Platten

-anbelangt, so kann man durch Verringerung der Dicke das Verhältnis

-zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern. Eine derartige

-Steigerung der Leistung pro Kilogramm Zellengewicht wird aber nur auf

-Kosten der Lebensdauer erkauft. Nach E. ~Sieg~[113] haben Zellen der

-Kölner Akkumulatorenwerke für Traktionszwecke (Automobile), die ca. 30

-Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere Lebensdauer nur ca. 100

-Entladungen.

-

-Es gibt nun zwei Möglichkeiten, einen leichteren Akkumulator zu

-konstruieren, nämlich erstens Metalle zu verwenden, deren spezifisches

-Gewicht und elektrochemisches Äquivalent kleiner ist als bei Blei[114],

-zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten so zu wählen, daß

-der Elektrolyt bei Stromzufuhr und Stromentnahme seine Konzentration

-nicht ändert.

-

-Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen Erfindern schon seit

-mehr als 20 Jahren Versuche angestellt worden.

-

-  Verdünnte Schwefelsäure hat folgende wertvolle Eigenschaften: 1. sie

-  leitet den elektrischen Strom sehr gut (natürlich im Vergleich zu

-  anderen Elektrolyten), 2. sie verändert sich an der Luft nicht, 3. sie

-  bleibt in dem Gefäße, in dem sie sich befindet, sie kriecht nicht, wie

-  es viele andere Lösungen tun, an den Wänden langsam empor. Will man an

-  der Verwendung der verdünnten Schwefelsäure für einen Sammler

-  festhalten, so hat man unter den Metallen keine große Wahl, da sich

-  die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten lösen.

-

-Beachtung verdient hier vor allem das ~Kupferoxyd-Zink~-Element

-(Lalande, Edison, Wedekind), das als Vorläufer des Edison-Akkumulators

-bezeichnet werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge. Das

-Kupferoxyd verliert während der Entladung seinen Sauerstoff, das Zink

-geht als Zinkhydroxyd in Lösung. Das entstandene poröse und schwammige

-Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt wird, Sauerstoff

-auf.

-

-Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande dieses Kapitels, nämlich zu

-dem ~Edison-Akkumulator~. ~Darrieus~[115] beschäftigte sich vor etwa 18

-Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators, bei dem an Stelle

-des schweren Bleies andere Metalle und als Elektrolyt Kali- oder

-Natronlauge benutzt werden sollten. Unter den Metallen, die er aufzählt,

-befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre 1899 wurde dem

-Schweden ~Jungner~ ein Patent erteilt, das sich auf einen alkalischen

-Akkumulator mit Silber- und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche

-erstreckten sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es sind etwas

-mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die Aufmerksamkeit der ganzen Welt

-auf eine neue Erfindung Edisons lenkte, nämlich auf ein Element, das

-nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu sein schien, dem

-biederen Bleiakkumulator den Todesstoß zu versetzen. Die ersten Zellen,

-die D-Zellen, kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon nach

-kurzer Zeit vom Markte zurückgezogen. Später wurde die Fabrikation der

-H-Zellen in großem Maßstabe aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche

-Edison-Akkumulatoren-Company). Diese wird im Folgenden ausführlich

-besprochen werden.

-

-Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator herzustellen,

-der nicht nur pro Wattstunde ein geringeres Gewicht als der

-Bleiakkumulator haben sollte, sondern auch gegen schlechte Behandlung

-unempfindlich sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses

-Ziel zu erreichen, werden wir später sehen.

-

-~Vorgänge in der Edison-Zelle.~ Die wirksame Masse der positiven

-Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd, Ni(OH)₂, dem etwa 20% eines

-flockigen Graphits zugesetzt werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur

-eine Verbesserung der Leitfähigkeit der aktiven Masse, sondern er

-verhindert auch ein Aufschwemmen der Masse bei der Ladung; in erster

-Linie aber soll seine Bedeutung darin liegen, daß er trotz der starken

-Pressung der Masse (s. unten) eine gewisse Porosität gewährleistet. Als

-negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd verwendet, dem ca. 10%

-Quecksilberoxyd beigemischt werden. Letzteres dient dazu, die

-Leitfähigkeit der Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die

-Zelle gegen starke Stromstöße unempfindlich zu machen. Welche Vorgänge

-sich in der Zelle bei Stromdurchgang abspielen, steht noch nicht mit

-Sicherheit fest. Nach ~Elbs~[116] wird das Eisenhydroxyd durch

-Wasserstoff zu Eisen reduziert, während Nickelhydroxyd durch OH

-(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine höhere Oxydationsstufe gebracht

-wird. Die Vorgänge, die sich bei der Ladung und Entladung abspielen,

-kann man durch die Gleichung darstellen:

-

-Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ ⇄ Fe + 2Ni(OH)₃.

-

-Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung zwei OH von der

-negativen zur positiven Elektrode wanderten, und umgekehrt bei der

-Entladung. Elbs fand auch, daß die elektromotorische Kraft von der

-Konzentration der Lauge abhängig ist. Nach der obigen Reaktionsgleichung

-ist die Kalilauge (21%) an dem chemischen Umsatze nicht beteiligt.

-~Förster~[117] wies aber nach, daß die Kalilauge nach der Entladung

-weniger Wasser enthält als am Ende der Ladung. Es scheint demnach, als

-ob die vorige Gleichung die Vorgänge nicht genau wiedergäbe. (Möglich

-wäre es allerdings, daß Wasserstoff und Sauerstoff von dem

-Elektrodenmaterial absorbiert werden.)

-

-J. ~Zedner~ hat unter Leitung von Prof. ~Dolezalek~[118] Untersuchungen

-über den ~Eisen-Nickel-Akkumulator~ angestellt. Er fand, daß die

-positive Elektrode im geladenen Zustande Ni(OH)₃, im entladenen Zustande

-Ni(OH)₂.2H₂O enthält. Während der Entladung wird also dem Elektrolyten

-Wasser entzogen. Dem entsprechend müßte die elektromot. Kraft von der

-Konzentration der Lauge abhängig sein, was auch in der Tat der Fall ist.

-Die Entladung erfolgt in zwei Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in

-Hydroxydul umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung des

-Sauerstoffs mit Wasserstoff, der während des Ladens von der wirksamen

-Masse und zwar zumeist von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen

-wurde.

-

-~Roloff~[119] ist der Ansicht, daß außer der von Elbs angegebenen

-Reaktion noch eine andere stattfindet, wie der stufenweise erfolgende

-Abfall des Potentials der Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)₂, das auf

-den entladenen Platten ist, hat keine grüne Farbe. Er fand, daß Ni(OH)₂

-schwarz wird, wenn es Wasser addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)₂.2H₂O

-schwarz.

-

-Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom Eisen, das oxydiert wird,

-2 Atome Nickel, die an dem Umsatze beteiligt sind; dem entsprechend ist

-bei Edison die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so große wie

-diejenige der Eisenelektroden.

-

-Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt ist, so kann der Abstand

-zwischen den Elektroden sehr klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem

-Grunde von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte

-Kapazität zu erreichen, eine große sein muß. Die Nickel- und Eisenmasse

-nämlich leiten den Strom sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre

-Porosität wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation

-ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz ist aber,

-obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt ist, nur dort möglich, wo

-die aktive Masse mit der Lauge in Berührung ist. Die Umwandlungen

-erfolgen daher nur in einer außerordentlich dünnen Oberflächenschicht.

-Man muß also eine verhältnismäßig große Anzahl von Platten benutzen, um

-eine gewünschte Kapazität zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt, die

-man durch das nahe Zusammenrücken der Platten erzielt, wird, wie man

-leicht einsieht, dadurch wieder z. T. illusorisch, daß man die Anzahl

-der Platten vergrößern muß.

-

-~Konstruktion der Edison-Zelle.~ Die positive aktive Masse gewinnt

-Edison dadurch, daß er aus einer Nickelnitratlösung durch

-Magnesiumhydroxyd das grüne Nickelhydroxydul, Ni(OH)₂ fällt; dieses wird

-durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni₂(OH)₆ oxydiert. Die negative Masse wird

-aus Eisenoxyd hergestellt, über dieses wird bei etwa 250° lange Zeit

-trockener Wasserstoff geleitet, das Fe₂O₃ wird in Fe₃O₄ umgewandelt.

-

-[Illustration: Fig. 26.]

-

-Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden stimmt,

-wenigstens bei der H-Type, überein. Das aktive Material, dem Graphit

-bezw. Quecksilberoxyd (s. oben) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen

-(77 mm × 13 mm) aufgenommen, die aus dünnem, vernickeltem Eisenblech

-hergestellt werden[120]. Dieses ist perforiert, damit der Elektrolyt

-Zutritt hat; auf 1 cm² kommen fast 300 Löcher. Eine größere Anzahl

-dieser Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech eingesetzt

-(s. Fig. 26). Die Platte wird dann sehr stark gepreßt, so daß die

-Taschen fest und mit gutem Kontakte in dem Rahmen sitzen. In einer

-zweiten Presse werden die Taschenwände in der Querrichtung gewellt. Die

-Platten haben oben einen mit einer runden Öffnung versehenen Ansatz.

-Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen geschoben; zwischen je 2

-Platten wird eine Eisenscheibe gelegt, um den richtigen Abstand zu

-erhalten und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch Schrauben an

-den Enden der Bolzen gegeneinander gedrückt. Der Bolzen trägt einen

-vertikalen Eisenstab, den Polbolzen (s. Fig. 27). Wie schon bemerkt,

-enthält die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,

-die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen, Nickel; Nickel, Eisen, Nickel

-usw. Zur Isolierung der Platten verschiedenen Potentials gegeneinander

-dienen Hartgummistäbe.

-

-[Illustration: Fig. 27.]

-

-Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne aus vernickeltem

-Eisenblech, das, um seine Festigkeit zu erhöhen, gewellt ist (s. Fig.

-27); er ist gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen isoliert

-und gegen die Seitenwände durch dünne Hartgummiformstücke. Die Zelle

-wird durch einen Deckel verschlossen, durch den die beiden Polbolzen

-hindurchgehen, die durch übergeschobene Hartgummibüchsen und

-Weichgummiringe gegen den Deckel isoliert sind. Der Deckel ist mit einer

-Füllöffnung und einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung in

-großer Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist so eingerichtet, daß

-die mitgerissenen Teilchen des Elektrolyten zurückgehalten werden.

-

-Der Elektrolyt soll stets ca. 12 mm über Oberkante der Platten stehen.

-Den richtigen Stand der Kalilauge konstatiert man mit Hilfe eines

-Glasrohres mit kleiner Ausflußöffnung, das man wie eine Pipette benutzt.

-Sinkt der Stand der Flüssigkeit unter das vorgeschriebene Maß, so ist

-destilliertes Wasser nachzufüllen.

-

-[Illustration: Fig. 28.]

-

-Vor einiger Zeit hat Edison die Nickelelektrode wieder anders gestaltet.

-Die Taschen haben eine runde Form erhalten (s. Fig. 28). Sie sind aus

-spiralig gewundenem, fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit

-Hilfe von Stahlringen außerordentlich verstärkt. Das Nickelhydroxyd

-wird nicht mehr mit Graphit sondern mit Nickelflocken vermischt, auch

-soll etwas Wismutoxyd beigemengt werden. Der Kaliumlösung wird eine

-geringe Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung soll bei der

-neuen Type (Type A) geringer[121] und die Leistung bei gleichem Gewichte

-etwa 25% höher[122] sein als bei der H-Type.

-

-Die ~Edison-Zelle im Betriebe~. Die elektromotorische Kraft der

-geladenen Zelle beträgt etwa 1,5 Volt. Wird sie mit der normalen

-Stromdichte, d. h. derjenigen, die der 3¾-stündigen ~Entladung~

-entspricht, beansprucht, so beträgt, wie man aus der Fig. 29 ersieht,

-die anfängliche Klemmenspannung etwas weniger als 1,4 Volt, gegen Ende

-der Entladung etwa 1,15 Volt. Im Mittel beläuft sich die Nutzspannung

-auf 1,23 Volt. Sie ist noch geringer, wenn mit stärkerem Strome entladen

-wird.

-

-[Illustration: Fig. 29.]

-

-Die Stromstärke bei der normalen ~Ladung~, die auch rund 3¾ Stunde

-dauert, ist größer als die Entladestromstärke; z. B. wird die Type H₂₇

-mit 45 Amp. entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung

-verläuft, ist aus der Fig. 29 zu ersehen. Nach etwa 3⅓ Stunden hat also

-die Spannung den Wert 1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter

-laden. Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast (daher der

-niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration des Elektrolyten nur sehr

-wenig schwankt, so ist es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht

-möglich, anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist. Am besten lädt

-man dann mit vorgeschriebener Stromstärke und hört nach 3¾ Stunden auf;

-allerdings vergeudet man, wenn die Batterie nicht erschöpft war, unter

-Umständen viel Energie. --

-

-Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem Stande des Elektrolyten

-überzeugen und ev. nachfüllen. Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder

-zweiten oder dritten Ladung nötig. Die Konzentration der Lauge nimmt

-langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils kleine Partikelchen des

-Elektrolyten mitgerissen werden; nach ca. 300 Entladungen soll der

-Elektrolyt erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen sammeln sich

-auf dem Deckel und „bilden im Laufe der Zeit einen weißlichen,

-kristallinischen Niederschlag, der durch gelegentliches Reinigen mit

-einem Tuch oder Pinsel entfernt wird‟ (~Kammerhoff~ l. c. S. 43).

-

-~Wirkungsgrad~ und ~Nutzeffekt~, die wie beim Bleiakkumulator von der

-Stromstärke und der zwischen Ladung und Entladung liegenden Zeit

-abhängig sind, haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3¾stdg.

-Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben. Die ~Kapazität~ ist viel

-weniger von der Entladezeit abhängig als beim Bleiakkumulator. Sie

-nimmt übrigens im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abhängig von der

-Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit stark schwankendem

-Stromverbrauch, wie er beim Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die

-Kapazität um etwa 15% gesunken.

-

-~Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.~ Die Endspannung

-bei dem Edison-Akkumulator sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator ist

-sie 1,8 Volt. Für eine 110 Volt-Anlage sind also 110:1,15 = 96

-Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur 110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren

-erforderlich. Weiterhin folgt, daß die Anzahl der mit dem Zellenschalter

-zu verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen bedeutend

-größer ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren. Was die Überwachnung

-und Wartung anbelangt, so sind diese, soweit es sich um stationäre

-Anlagen handelt, für Bleiakkumulatoren einfacher als für

-Edison-Zellen[123], besonders wenn erstere in Glasgefäße eingebaut sind.

-Andererseits hat aber die Edison-Zelle manche Vorzüge vor ihrem älteren

-Rivalen voraus; vor allem ist sie gegen Überanstrengung, sei es daß

-diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu 0,5 Volt Spannung,

-oder in Entnahme anormal starken Stromes besteht, fast ganz

-unempfindlich; ferner kann die Zelle im entladenen Zustande lange

-stehen, ohne daß sie Schaden leidet, und daher ist das oft höchst

-lästige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen muß, wenn die

-Batterie längere Zeit nicht benutzt wird, überflüssig; endlich sind zu

-erwähnen die große mechanische Festigkeit, verbunden mit der

-Widerstandsfähigkeit gegen Stöße, und der feste Halt der wirksamen

-Masse.

-

-Diese Eigenschaften sind in manchen Fällen so wertvoll, daß man die

-Mängel gern mit in den Kauf nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der

-Edison-Akkumulator zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier

-spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die Raumbeanspruchung

-eine maßgebende Rolle. Wir wollen zusehen, welcher von den beiden

-Akkumulatoren in dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals

-erwähnten Buche von ~Kammerhoff~ entnehme ich, daß die Type H₂₇, d. h.

-die H-Type mit 27 normalen Platten, für jedes Kilogramm Totalgewicht 24

-Wattstunden leistet[124]; unter Totalgewicht ist das Gewicht der

-kompletten Zelle inkl. Holzträger zu verstehen. Der Berechnung liegt

-3¾stündige Entladung zugrunde. In einem Vortrage von ~Roloff~ findet man

-die Angaben, daß man erhält

-

-  bei einem stationären         Bleiakkumulator pro 1 kg Gew.  8 W-Std.,

-   „    „   transportablen[125]        „         „    „    „  32,5  „  ,

-

-5stündige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch urteilen, so

-muß man bei dem transportablen Bleiakkumulator auch 3¾stünd. Entladung

-annehmen. Die dieser Zeit entsprechende Kapazität kann zu 5-6% geringer

-angenommen werden als die bei 5stündiger Entladung; auch ist zu

-berücksichtigen, daß die mittlere Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf

-keinen Fall aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich um

-transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden entladen werden sollen,

-einen Fortschritt hinsichtlich einer Gewichtsverringerung[126].

-

-  ~Peters~[127] gelangt zu der Ansicht, daß der Edison-Akkumulator in

-  keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren könne.

-  ~Graefenberg~ findet, daß der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden pro

-  1 kg Gesamtgewicht leiste.

-

-Die Zahlen ändern sich aber zugunsten der Edison-Zelle, wenn es sich um

-schnelle Entladungen handelt, indem nämlich die Kapazität der Bleizelle

-in viel höherem Maße von der Entladedauer abhängig ist als diejenige der

-Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein wichtiges Wort mit, und

-diese dürfte bei Bleiakkumulatoren, die 25-30 Wattstunden pro 1 kg

-Gewicht leisten, keine besonders große sein; wie es in dieser Hinsicht

-mit den Edison-Zellen bestellt ist, darüber fehlen noch unparteiische

-Angaben.

-

-Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der Bleiakkumulator von

-vornherein einen Vorsprung, weil er eine viel höhere mittlere Spannung

-hat als die Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). ~Kammerhoff~

-berechnet, daß die Type H₂₇ bedarf

-

-  bei 3¾stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 31,17 l,

-   „  1¼  „      „       „  1     „        35,07 l;

-

-angenommen ist, daß je 6 Zellen in einen Holzkasten eingebaut sind. Für

-eine Bleizelle, die für Elektromobilbetrieb bestimmt ist, wird

-angegeben, daß ohne Holzkasten erforderlich sind

-

-  bei 5stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 13,08 l,

-   „  1  „        „     „  1      „       25,46 l.

-

-Nach ~Roloff~ sind für transportable Bleizellen 12 l pro Kilowattstunde

-und für die Edison-Zelle 19 l erforderlich. Auch hier fragt es sich, ob

-die Raumverringerung nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft ist.

-

-  Die Angaben, die man über die Lebensdauer der für Elektromobilbetrieb

-  bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. Während ~Joly~ in dem

-  (a. S. 160) zitierten Aufsatze behauptet, daß der Bleiakkumulator

-  3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur 2500 Meilen,

-  berechnet ~Kammerhoff~ (l. c. S. 152), daß die Lebensdauer des

-  Bleiakkumulators im günstigsten Falle 9750 Wagenkilometern und

-  diejenige einer um etwa 30% leistungsfähigeren Edison-Batterie 54000

-  Wagenkilometern entspreche. Natürlich sind auch die Preise für die

-  Batterien in Rechnung zu setzen. Übernimmt die Fabrik gegen Zahlung

-  einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es pro Wagenkilometer,

-  die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der Platten), so spielt die

-  Lebensdauer für den Besitzer des Wagens keine Rolle, und es treten

-  dann die früher erörterten Faktoren um so mehr in den Vordergrund.

-

-Ein definitives Urteil über den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators kann

-noch nicht gefällt werden; man muß berücksichtigen, daß er erst einige

-Jahre alt ist, während der Bleiakkumulator auf eine etwa 25jährige

-Vergangenheit zurückblicken kann, während deren an seiner

-Vervollkommnung Tausende von Theoretikern und Praktikern gearbeitet

-haben. Einstweilen kann der Edison-Akkumulator nur in einigen

-beschränkten Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich

-konkurrieren.

-

-Der ~Zink-Nickel-Sammler~ ist einstweilen nur von theoretischem

-Interesse und soll nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Analog

-wie die Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich Masseplatten

-aus Zink herstellen. Der Masse wird Graphit und Pottasche zugesetzt,

-ersterer verhindert, daß der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm

-zusammensintert, die Pottasche löst sich, und es bilden sich Hohlräume,

-die beim Quellen der Masse Platz gewähren.

-

-  [113] E. T. Z. 1905 S. 301.

-

-  [114] Letzteres ist für zweiwertiges Blei 103,2, für zweiwertiges

-  Nickel nur 29,3.

-

-  [115] S.: A. ~Kammerhoff~. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.

-

-  [116] E. T. Z. 1905, S. 756.

-

-  [117] Zeitschr. für Elektrochemie 1908, Nr. 21.

-

-  [118] Zeitschr. für Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906, S.

-  999.

-

-  [119] E. T. Z. 1905, S. 756.

-

-  [120] Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa 1 mm Dicke

-  hergestellt.

-

-  [121] Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23

-  (Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.

-

-  [122] Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).

-

-  [123] Man vergleiche die Vorschriften über Ladung, Entladung usw.

-

-  [124] Für die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht

-  angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.

-

-  [125] Ohne Holzkasten oder dgl.

-

-  [126] Über die neueste Type (s. S. 159) liegt noch zu wenig

-  Beobachtungsmaterial vor.

-

-  [127] E. T. Z. 1908, S. 1232.

-

-  [128] Zentralblatt für Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.

-

-

-

-

-Neuntes Kapitel.

-

-Die Verwendung der Akkumulatoren.

-

-

-Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so vielseitige, daß es ganz

-ausgeschlossen ist, sie in diesem kleinen Werkchen auch nur einigermaßen

-erschöpfend zu behandeln.

-

-1. Am wichtigsten ist die ~Verwendung~ der Akkumulatoren ~in

-elektrischen Anlagen~. Wir beschränken uns hier auf den einfachsten

-Fall, nämlich auf die ~Zweileiteranlage~, bei der die Batterie parallel

-zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zunächst klar, welchen

-~Nutzen~ die Verwendung ~der Akkumulatoren~ gewährt. Eine Lampe brennt

-nur dann ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den

-Zuleitungsdrähten konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb ist es aber

-ganz unmöglich, in einer Anlage mit stark schwankendem Konsum die

-Klemmenspannung der Dynamo konstant zu halten[129]. Ist nun eine

-Akkumulatorenbatterie parallel zur Dynamo geschaltet, so werden durch

-sie die Schwankungen ausgeglichen, so daß die Lampen ein gleichmäßiges

-Licht ausstrahlen. Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,

-Kraftmaschinen benutzen, die an und für sich nicht sehr regelmäßig

-laufen, z. B. Wasserräder. Sodann ermöglichen die Akkumulatoren eine

-ökonomische Ausnutzung der Maschinen. Bekanntlich nämlich arbeiten

-Dampfmaschinen und Dynamos mit dem günstigsten Wirkungsgrade, wenn sie

-voll belastet sind. Ist nun der Konsum gering, so kann die Dynamo Strom

-an die Batterie abgeben; wird die Netzbelastung so groß, daß ~eine~

-Dynamo zu stark belastet sein würde und ~zwei~ zu schwach, so gibt die

-Batterie so lange Strom ab, bis es sich lohnt, die zweite Dynamo in

-Betrieb zu setzen. In den frühen Morgen- und späten Abendstunden ist die

-Energieabgabe der Zentrale meistens so gering, daß eine Dynamomaschine

-verhältnismäßig schwach belastet sein würde. Man überträgt dann der

-Batterie die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht

-unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern auch eine einfachere

-und billigere Bedienung ermöglicht.

-

-Bei kleineren Anlagen können die Akkumulatoren im Sommer die Speisung

-der Lampen usw. eventuell ganz übernehmen.

-

-Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann endlich unter Umständen

-von großem Nutzen sein (Reparaturen an Maschinen usw.). Durch die

-Batterie wird also die ~Betriebssicherheit~ bedeutend ~erhöht~, sie

-bildet die letzte, aber durchaus zuverlässige Reserve.

-

-Der Umstand, daß sich die Spannung des Akkumulators sowohl während der

-Entladung als auch besonders während der Ladung ändert, bedingt die

-Anwendung eines besonderen Apparates, des ~Zellenschalters~. Da während

-der Entladung die Klemmenspannung der Elemente langsam sinkt[130], so

-muß man, wenn die Spannung in der Zentrale möglichst auf konstanter

-Höhe gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine der in der Reserve

-stehenden Zellen zu den bereits an der Stromlieferung beteiligten

-hinzuschalten. Bei 110 Volt z. B. genügen bei Beginn der Entladung etwa

-55 Elemente, ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken, so

-fehlen ca. 1,8 Volt, so daß die Zelle Nr. 56 hinzugeschaltet werden

-muß. Da man bis zu etwa 1,8 Volt entlädt, so sind 61 Zellen

-erforderlich[131], von denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen.

-Diese werden natürlich nicht so stark beansprucht wie die Elemente 1 bis

-55. Wird nun geladen, so fangen die Schaltzellen früher an zu gasen und

-müssen abgeschaltet werden.

-

-[Illustration: Fig. 30.]

-

-Derjenige Apparat, der es ermöglicht, nach Bedarf Zellen ab- oder

-hinzuzuschalten, ist der ~Zellenschalter~. Das Prinzip desselben soll an

-der Hand der Fig. 30 erläutert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie

-sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Drähte mit den Kontaktstücken

-_c_₁ bis _c_₆ des Zellenschalters verbunden. Diese und ebenso der

-drehbare Schleifkontakt _H_ sind auf einer gut isolierenden Unterlage

-montiert. Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten Zelle

-und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich _H_ in der Lage _1_, so

-fließt der Strom durch die Nutzleitung, die Lampen _L_, nach _a_, über

-_c_₂ zum negativen Pole der Schaltzelle _II_. Die mit _III_ bis _VI_

-bezeichneten Elemente sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt.

-Dreht man _H_ in die Lage _2_, so sind alle Zellen eingeschaltet.

-

-Soll der Strom während des Hinzu- oder Abschaltens einer Zelle nicht

-unterbrochen werden, so muß der Hebel _H_ den folgenden Kontakt schon

-berühren, bevor er den vorhergehenden verläßt.

-

-Liegt nun _H_ beispielsweise zugleich auf _c_₂ und _c_₃, so ist die

-Zelle _III_ kurz geschlossen; denn ihr positiver Pol ist durch die nach

-_c_₂ und _c_₃ gehenden Verbindungsdrähte, durch den Hebel und die beiden

-erwähnten Kontaktstücke mit dem negativen Pole verbunden. Durch den

-Kurzschluß kann die Zelle Schaden leiden. Um den Übelstand zu

-beseitigen, schaltet man zwischen die Kontaktstücke _c_₁, _c_₂ usw.

-kleinere Kontaktstücke _a_, _b_, _c_ usw., die sogenannten

-Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der Fig. 31 zu ersehen ist,

-die Zwischen- und die Hauptkontakte durch Widerstände _w_. Natürlich

-darf jetzt der Schleifkontakt nicht so breit sein, daß er zwei

-Hauptkontakte, z. B. _c_₁ und _c_₂, gleichzeitig berührt.

-

-[Illustration: Fig. 31.]

-

-Bei der durch unsere Figur angedeuteten Anordnung muß für jede

-Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand vorgesehen werden. Man

-kommt aber mit einem Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt

-_H_ (Fig. 30) der Länge nach halbiert und die gegeneinander isolierten

-Hälften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale) miteinander

-verbindet. Die Zwischenkontakte _a_, _b_, _c_ usw. der Fig. 31 können

-bei dieser jetzt meistens benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber

-eine ganz ebene Schleiffläche für die Kontaktbürste zu erzielen, legt

-man zwischen die Kontaktstücke Scheiben aus Glas oder Schiefer.

-

-[Illustration: Fig. 32.]

-

-Ein solcher Einfachzellenschalter ist in Fig. 32 abgebildet.

-

-~Schaltung.~ In Fig. 33 ist die Parallelschaltung mit

-Einfachzellenschalter schematisch dargestellt. Die Batterie kann nicht

-gleichzeitig Strom aufnehmen und abgeben. Während der Ladung hat die

-Maschine _D_ eine höhere Spannung als die normale, die wir zu 110 Volt

-annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel _h_ gibt man eine solche Lage,

-daß die Spannung der zwischen ihm und dem Punkte _e_ liegenden Zellen

-110 Volt beträgt, die Lampen _L_ also mit normaler Spannung brennen. Der

-von der Maschine kommende Strom teilt sich an dem Schleifkontakte _h_

-des Zellenschalters; durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel

-(zwischen _h_ und _d_) liegen, fließt also der ganze Maschinenstrom,

-durch die anderen Elemente die Differenz zwischen diesem Strome und dem

-durch die Lampen gehenden. Die zuerst erwähnten Zellen sind also früher

-geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung weniger stark

-beansprucht wurden). Da sie aber nicht abgeschaltet werden können, so

-müssen sie so lange Strom aufnehmen, bis die übrigen Zellen vollgeladen

-sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist hierdurch ein nicht

-unbedeutender Arbeitsverlust bedingt, zweitens ist das jedesmalige

-Überladen den Elementen schädlich. Daher ist der Betrieb mit

-Doppelzellenschalter vorzuziehen.

-

-[Illustration: Fig. 33.]

-

-Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung nach Fig. 33 eine

-große. Sind z. B. bei 110 Volt 61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als

-Endspannung einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so dürfen gegen Ende

-der Ladung nur 110 : 2,75 = 40 Elemente mit dem Netze verbunden sein; es

-müssen also 21 Zellen abschaltbar sein.

-

-Die Schaltung bei Verwendung eines ~Doppelzellenschalters~ ist in Fig.

-34 dargestellt[132]. Der Betrieb gestaltet sich folgendermaßen:

-

-a) Die Batterie und die Dynamo _D_ geben Strom ab (Parallelbetrieb).

-Der Hebel _v_ des Umschalters liegt auf dem Kontakte _2_, hat also

-die in der Figur angedeutete Lage; der Entladehebel _c_₁ des

-Doppelzellenschalters wird so lange gedreht, bis die Spannung der

-zwischen _B_ und _c_₁ liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung

-der Maschine. Diese wird gemessen, wenn man den Hebel des

-Voltmeterumschalters auf den mit _3_ bezeichneten oder auf den zur

-Leitung _4_ (oder _5_) zugehörigen Kontakt legt[133]. Ob die Batterie

-Strom abgibt oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger _R_,

-der aus einer durch den Strom abgelenkten Magnetnadel besteht.

-

-[Illustration: Fig. 34.

-

-_D_ = Dynamo, _E_ = Automatischer Schwachstromschalter, _B_ =

-Bleisicherung, _A_₁, _A_₂ = Ampermeter, _V_ = Voltmeter, _R_ =

-Stromrichtungsanzeiger.]

-

-b) ~Ladung.~ _v_ liegt auf _1_; die Meßleitung _5_ steht also jetzt mit

-dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die Maschine auf die Batterie

-geschaltet wird, muß sie bis zu einer Spannung erregt werden, die etwas

-höher ist als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die

-Maschinenspannung bei geöffnetem Stromkreise (der Schwachstromautomat

-_E_ ist noch nicht eingeschaltet) wird gemessen, wenn man den Hebel des

-Voltmeterumschalters auf den Kontakt der Leitung _4_ legt; die

-Batteriespannung erhält man, wenn man _c_ auf das Kontaktstück der

-letzten Zelle dreht und das Voltmeter mit der Leitung _5_ verbindet. Der

-Maschinenstrom fließt durch die zwischen _c_ und _c_₁ liegenden Zellen

-und teilt sich bei _c_₁, indem ein Teil durch den Entladehebel nach den

-Lampen _L_, ein Teil durch die links von _c_₁ liegenden Zellen geht.

-Natürlich muß _c_₁ so gedreht werden, daß die Spannung der zuletzt

-erwähnten Elemente 110 Volt beträgt.

-

-~Feststellung der richtigen Type.~ Es ist von Wichtigkeit, daß man bei

-einer solchen Anlage die richtige Akkumulatorentype wählt. Um diese zu

-erhalten, bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn. -- sie sei

-_Q_ -- und die höchste vorkommende Entladestromstärke. Der Akkumulator

-muß so bemessen werden, daß er mit dem Strome _J_ beansprucht werden

-darf und seine Kapazität auch bei Entladung mit dem Strome _J_

-mindestens gleich _Q_ ist[134]. Natürlich wählt man im Zweifel lieber

-eine zu große Type.

-

-~Pufferbatterien.~ Batterien, die den Zweck haben, die Stöße, die durch

-starke und schnell wechselnde Belastungsschwankungen auf die Maschinen

-ausgeübt werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt man

-Pufferbatterien. Ihre Verwendung gewährt also den Vorteil, daß die

-Belastung der Dynamo eine gleichmäßigere und daher ihre Lebensdauer und

-ihr Wirkungsgrad höher sind; ferner wird die Betriebssicherheit erhöht.

-Von Wichtigkeit ist auch, daß, wenn eine Pufferbatterie projektiert

-wird, die Maschinenanlage nicht dem nur für kurze Zeit vorhandenen

-maximalen Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen braucht.

-Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden solche Batterien

-ausgedehnte Verwendung. Hier -- zumal bei kleiner Anzahl der Wagen --

-können größere Belastungsänderungen durch das Halten und Anfahren der

-Wagen und durch stärkere Steigungen verursacht werden. Die

-Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung der Dynamo, mit der sie

-parallel geschaltet ist, bei stärkerer Zunahme der Netzstromstärke _J_

-abzufallen beginnt (Ankerrückwirkung), Strom in die Leitung schicken und

-Strom aufnehmen, wenn _J_ unter den normalen Betrag sinkt. Könnte die

-Batterie ihre Aufgabe in vollkommener Weise erfüllen, so würden Dynamo

-und Dampfmaschine stets gleichmäßig belastet sein und mit dem

-günstigsten Wirkungsgrade arbeiten.

-

-Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen ausgleichen, so gibt

-sie im Laufe eines Tages ungefähr so viel Strom ab, wie ihr zugeführt

-wird; wählt man die Batterie so groß, daß sie im Notfalle eine oder

-mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelmäßig bei schwachem

-Konsume den Strombedarf deckt, so wird sie zur ~Kapazitätsbatterie~.

-

-Das Verhalten einer Pufferbatterie während des Betriebes erfordert ein

-eingehendes Studium, da eine ganze Reihe von Momenten zu berücksichtigen

-ist; hier können nur einige Andeutungen Platz finden. Daß die Dynamo mit

-konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen. Denn wenn das der

-Fall wäre, so wäre ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann

-könnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom abgeben. Die

-Spannung der Dynamo ~muß~ sich also mit der Belastung ändern. Wenn z. B.

-der Verbrauchsstrom wächst, so muß zunächst die Klemmenspannung der

-Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn die Maschine einen

-stärkeren Strom abgibt[135].

-

-Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt, abhängig von dem

-Spannungsabfall bei Stromabgabe und von dem Spannungsanstieg bei

-Stromzufuhr, und zwar nicht nur dem dem inneren Widerstande

-entsprechenden, sondern vor allem dem durch die Änderung der

-elektromotorischen Kraft verursachten. Dieser letztere Teil hängt von

-der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab, mit der sich die

-Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse ändert, also

-von der Plattenkonstruktion und von der Porosität der aktiven Masse.

-Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand der Zellen spielen eine

-Rolle. Eine Zelle, die fast bis zur Gasentwicklung geladen ist, verhält

-sich, wenn man zur Entladung übergeht, anders wie eine Zelle, die nahezu

-erschöpft ist[136]. Bei größerer Stromaufnahme steigt die

-Klemmenspannung eines ~Akkumulators~ schnell, mag das Element fast

-entladen oder nahezu voll geladen sein (man vergleiche die Kurve Fig. 35

-mit derjenigen in Fig. 7 a. S. 81).

-

-[Illustration: Fig. 35.]

-

-  Am ungünstigsten dürften die Verhältnisse liegen, wenn sich an eine

-  Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt, sofort

-  eine Periode stärkeren Stromverbrauchs, verbunden mit Stromabgabe

-  seitens der Batterie, anschließt; denn es wird dann in ganz kurzer

-  Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung stark abfallen.

-

-Soll die Batterie dauernd ihre Kapazität behalten, so muß sie in jeder

-Woche (nach den Vorschriften der Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal

-mindestens mit ihrer halben Kapazität beansprucht werden, außerdem muß

-sie täglich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden. Sieht man von

-dieser umständlichen Behandlung ab, so erfolgt geringe Sulfatierung, die

-Batterie wird dann in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle

-Kapazität abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen

-praktischen Anforderungen gerecht werden.

-

-Die Entladung darf mit der der einstündigen Beanspruchung entsprechenden

-Stromstärke geschehen. Die Kapazitäts-Batterie soll möglichst oft zur

-Arbeitsleistung herangezogen werden und täglich morgens vor Beginn des

-Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen der Maschinen zur

-Stromabgabe benutzt werden.

-

-Um die Pufferwirkung, die an und für sich wegen der schnellen

-Änderungen der elektromotorischen Kraft nicht in befriedigender Weise

-erfolgt, zu erhöhen, hat man besondere Schaltungen ersonnen. Eine

-häufig angewandte Anordnung besteht in der Verwendung der ~Piranischen

-Pufferzusatzmaschine~. Diese wird durch einen Elektromotor angetrieben

-und hat 2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande, ist mit den

-Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden, die zweite, von geringem

-Widerstand, ist einem vom Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel

-geschaltet. Die beiden Ströme wirken im entgegengesetzten Sinne

-magnetisierend. Der normale Netzstrom sei J und der augenblickliche J¹.

-Ist J = J¹, so heben sich die beiden Erregerströme auf, die

-Zusatzmaschine entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt

-keinen Strom ab. Ist J¹>J, so hat die Maschine eine Spannung, die sich

-zu derjenigen der Batterie addiert, so daß sie Strom abgibt, etc.

-

-Auch bei ~Drehstrom~ gelangen Akkumulatorenbatterien zum Puffern

-zuweilen zur Anwendung[137]. Man kann an das Netz einen Motorgenerator,

-d. h. einen Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt, oder

-einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschließen. Die Gleichstromseite

-ist mit einer Batterie parallel geschaltet. Wenn nun in der Zentrale die

-Umdrehungszahl der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige des

-Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine hat niedrige Spannung

-und die Batterie gibt Strom ab. Der Umformer wird durch Gleichstrom

-angetrieben und wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an das

-Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom auf, wenn sich die

-Umdrehungszahl der Motordynamo erhöht. Die Anordnung ist besonders dann

-am Platze, wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B. bei

-Fördermaschinen in Bergwerken der Fall ist.

-

-~Umwandlung der Spannung.~ Bei großen elektrischen Anlagen benutzt man

-zuweilen auch Akkumulatorenbatterien, um die hohe Netzspannung in

-niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen wir z. B. an, daß man

-Bahnstrom von 600 Volt einer an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde für

-die Speisung von Lampen von 110 Volt zuführen will. Man kann dann an dem

-betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in Reihe geschaltet sind, durch

-den Bahnstrom direkt oder durch eine Motordynamo laden, die durch den

-Bahnstrom angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der großen

-Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.

-

-~Akkumulatorenwagen~ für Bahnbetrieb. In den letzten Jahren sind wieder

-vielfach Versuche mit Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese

-sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen, wo ein genügendes

-Bedürfnis vorhanden ist, einen Zwischenverkehr neben den großen

-durchgehenden Hauptzügen zu ermöglichen (Vorortverkehr, Anschluß an

-Stationen, wo Schnellzüge halten usw.). Nach dem Entwurf des Geheimen

-Baurats ~Wittfeld~ sind für die preußischen Staatsbahnen

-Akkumulatoren-Doppelwagen[138] ausgeführt worden. Ein solcher besteht

-aus zwei kurzgekuppelten zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder in

-einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie enthält. Diese

-besteht aus 168 Zellen mit 368 Amp.-Stdn. Kapazität. Die Wagen können

-ca. 100 km mit voller Belastung zurücklegen. Lötverbindungen sind

-vermieden, so daß man die einzelnen Teile (Hartgummikästen) leicht

-herausnehmen kann (Akk.-Fabrik, Akt.-Ges.). Auf pfälzischen Bahnen sind

-seit längerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so günstige Erfahrungen

-gemacht worden, daß eine größere Anzahl von Wagen in Auftrag gegeben

-wurde.

-

-~Elektromobile.~ An die Batterien für Elektromobile werden besondere

-Anforderungen gestellt: Möglichst geringes Gewicht pro Einheit der

-Leistung, ohne daß die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe S.

-164), große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Erschütterungen, die

-während der Fahrt oft recht stark sein können, Unempfindlichkeit gegen

-Überlastungen (Anfahren etc.), möglichst geringe Raumbeanspruchung. Für

-jede Tonne Gewicht, das zu bewegen ist, ist eine gewisse Zugkraft nötig

-(13-30 kg), die man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser hängt

-von verschiedenen Umständen ab: von der Bereifung (Vollgummi, Pneumatik,

-Eisen), von dem Totalgewichte selbst, vor allem von der Beschaffenheit

-und dem Zustande der Straßen. Ein Personen-Elektromobil erfordert etwa 3

-PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl. Energie-Verlust im Motor und

-Kontroller, der durchschnittlich etwa 25% beträgt. Da schon geringe

-Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie stellen, so sind in

-bergischen Gegenden Elektromobile nicht am Platze. Sie kommen

-einstweilen nur für Städte in Frage. (Näheres siehe ~Kammerhoff~ l. c.

-S. 116, ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. ~Sieg~ in der E.

-T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)

-

-  ~Sieg~ weist nach, daß der Akkumulator für Elektromobile pro 1 kg

-  Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten muß, wenn er bei den

-  üblichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten

-  Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der früher

-  beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder

-  Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die übliche Zellenzahl ist

-  40-44, entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die

-  Akkumulatoren werden in Holzkästen untergebracht. Der Antrieb erfolgt

-  am besten durch die Vorderräder; die Motoren werden entweder

-  unmittelbar mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder man

-  kann den Motor durch Zahnradübersetzung auf die Räder wirken lassen.

-

-Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden Akkumulatoren Anwendung

-und zwar für die Beleuchtung, die elektrische Huppe, als Zünderzellen

-etc.

-

-Im ~Telegraphenbetrieb~ sind die Akkumulatoren besonders dann den

-Primärelementen überlegen, wenn es sich um den Betrieb langer

-Kabelleitungen handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazität

-eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen nämlich, das telegraphiert wird,

-d. h. bei jedem Stromschluß, muß das Kabel zunächst durch die

-Stromquelle geladen werden; die Ladung verläuft aber umso schneller, je

-kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch Verwendung von

-Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit vergrößert. Bei

-vielen Ämtern werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazität

-verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder aus dem Netz des

-Elektrizitätswerkes geladen werden.

-

-Im ~Telephonbetrieb~ haben sich Akkumulatoren als Stromquellen

-für die Vermittlungsämter und bei dem Vielfachsystem mit

-Zentralbatteriebetrieb[139] gut bewährt. Dagegen scheinen ausgedehnte

-Probeversuche, den Akkumulator als Stromquelle für die Mikrophone bei

-den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht zu einem befriedigenden

-Resultate geführt zu haben, indem die wegen des Mangels einer -- kaum

-durchzuführenden -- genügenden Überwachung der einzelnen Elemente häufig

-vorkommende Sulfatierung der Platten und die damit verbundene

-Schwierigkeit der Ladung große Unterhaltungskosten verursachen[140].

-

-  Am besten dürften sich für Telephonbetrieb Akkumulatoren mit

-  Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die

-  Selbstentladung während der Ruhepausen geringer ist als bei

-  Großoberflächenplatten und daher auch die Gefahr, daß Sulfatierung

-  erfolgt (s. S. 111).

-

-Sogenannte ~Kleinakkumulatoren~ finden zahlreiche Verwendungen, von

-denen noch folgende hervorgehoben seien: Beleuchtung von Lampen in

-Wagen, tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung von

-Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.

-

-~Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium~ (Lehrzwecke,

-therapeutische Zwecke etc.). Bei sachgemäßer Behandlung bilden die

-Akkumulatoren eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester Weise

-genügt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung und Kosten sind im

-Vergleich zu Primärelementen außerordentlich gering, man kann längere

-Zeit nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt ein

-Akkumulator frühzeitig, so ist der Grund fast immer in Fehlern zu

-suchen, die bei der Behandlung gemacht worden sind; vor allem wird oft

-gegen die Vorschriften gesündigt, daß eine gewisse Stromstärke bei der

-Entladung nicht überschritten werden darf, daß die Entladung nur bis zu

-einem gewissen Punkte getrieben werden darf und daß zwischen Entladung

-und Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.

-

-Am besten werden Glaszellen verwendet, damit man das Innere besichtigen

-kann. Werden die Elemente bald hier, bald dort verwendet, so stellt man

-sie in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzkästen, deren Höhe etwa

-⅔ der Höhe der Zelle beträgt, oder bei denen die Vorder- und Hinterwand

-zum Teil herausgenommen sind, wie es die Fig. 36 zeigt.

-

-[Illustration: Fig. 36.]

-

-Damit man die Spannung leicht ändern kann, befestigt man an einer Seite

-des Kastens ein Schaltbrettchen, dessen Kontaktstücke mit den Polen der

-einzelnen Zellen verbunden sind. Durch Stöpsel, die man in die zwischen

-den Kontaktstücken befindlichen Löcher schiebt, kann man die Schaltungen

-vornehmen, z. B. kann man bei 4 Zellen auf 2, 4 und 8 Volt schalten. Zu

-beachten ist, daß man nicht durch falsche Stöpselung Kurzschluß

-herstellt. Bequemer ist die Verwendung eines ~Pachytrops~, einer

-Einrichtung, bei der die verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer

-Walze oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung von

-Kurzschluß ist ausgeschlossen. In Fig. 37 ist eine Batterie aus 12

-Elementen, wie sie von ~Kohl~ in Chemnitz in den Handel gebracht wird,

-abgebildet. Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden

-Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch Drähte verbunden,

-die durch Klemmen festgehalten werden, so daß man jedes einzelne

-Element zwecks Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.

-

-[Illustration: Fig. 37.]

-

-Für kleine Batterien, die nur selten ganz entladen werden, sind

-Faure-Platten (als positive und negative) den Großoberflächenplatten

-vorzuziehen, da bei ersteren die Selbstentladung und daher auch die

-Gefahr, daß Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren. Zu

-beachten ist auch, daß die Zellen zuweilen ganz entladen werden müssen

-(s. Kap. 7). Werden die Akkumulatoren oft transportiert, so fällt leicht

-aktive Masse heraus, durch die ein Kurzschluß bewirkt werden kann. Es

-empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand reichlich

-groß zu wählen.

-

-Für viele Untersuchungen, z. B. über die Bewegung der Elektrizität durch

-Gase, sind ~Hochspannungsbatterien~ die besten Stromquellen, weil sie

-bei der geringen erforderlichen Stromstärke den Elektroden der Röhre

-lange Zeit konstante Spannung zuführen. Größere Verbreitung hat die

-Hochspannungsbatterie nach ~Feußner~[141] gefunden. In einem auf Rollen

-laufenden starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente mit je

-einer positiven und einer negativen Elektrode. Als Glasgefäß dienen

-Pulverflaschen. Damit keine Säure herauskriechen und Nebenschlüsse

-herstellen kann, werden die Gläser mit einer Harzschicht luftdicht

-zugegossen; für die bei der Ladung auftretenden Gase wird ein besonderer

-Austrittsweg (Glasröhrchen) vorgesehen. Die die einzelnen Gruppen (25

-Elemente) tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei

-Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen gestatten mit einem

-Handgriff Parallelschaltung der Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder

-Hintereinanderschaltung auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazität beträgt

-ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.

-

-       *       *       *       *       *

-

-Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben, daß der

-Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt ist. Es seien

-folgende Versuche und Arbeiten erwähnt: Änderung der elektromot. Kraft

-am Anfang und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung der

-Kapazität, Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte, Ermittelung

-des Wirkungsgrades und des Nutzeffektes, Änderung der elektromot. Kraft

-mit der Säuredichte und der Temperatur (s. S. 42). Bei verschiedenen

-dieser Arbeiten muß eine genaue ~Messung der elektrom. Kraft~

-vorgenommen werden. Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte

-gewidmet werden. In den meisten Fällen erhält man die gesuchte Größe mit

-hinreichender Genauigkeit, wenn man die Klemmen des nicht belasteten

-Akkumulators mit einem empfindlichen Voltmeter für kleine Spannungen

-verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von 1/20-1/10 Amp.

-verbrauchen, so macht sich bei kleinen Zellen schon die

-Konzentrationspolarisation bemerkbar. Am einwandfreiesten ist die

-~Kompensationsmethode nach Poggendorff~, bei der die elektromot. Kraft

-bestimmt wird, ohne daß die Zelle Strom abgibt. Das Prinzip dieser

-Methode ist folgendes: Es sei _B_ in Fig. 38 eine Batterie von 2 kleinen

-Akkumulatoren, _W_ ein Widerstand von 4000 Ohm, _a c_ ein Widerstand von

-6000 Ohm, _X_ ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft E_{n}

-man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die Gleichgewichtsbedingung

-erfüllt ist, d. h. wenn durch den Nebenkreis _a X G d_ kein Strom

-fließt, einen Strom von E/10000 Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft ist.

-Mithin beläuft sich der Spannungsverlust in _a c_ auf 6000.E/10000 =

-0,6.E Volt (angenähert auf 2,4 Volt). Da auf jeden Fall die elektrom.

-Kraft des Normalelementes kleiner ist als 0,6.E, so gibt es zwischen _a_

-und _c_ einen Punkt _d_, so daß der dem Batteriestrom entsprechende

-Spannungsabfall von _a_ bis _d_ gleich E_{n} ist. Hat man diesen Punkt

-gefunden, so fließt durch das Galvanoskop _G_ kein Strom. Der Widerstand

-zwischen _a_ und _d_ betrage W_{n} Ohm, dann ist E_{n} = W_{n}.E/10000

-Volt.

-

-[Illustration: Fig. 38.]

-

-Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator ersetzt, dessen

-elektrom. Kraft man messen will, und man sucht wieder einen Punkt

-zwischen _a_ und _c_ so, daß _G_ stromlos ist; dieser sei _d′_. Der

-Widerstand in _a d′_ betrage _W′_ Ohm, damit ist X = W′.E/10000.

-Dividiert man diese Gleichung durch die vorige, so ergibt sich X =

-E_{n}.W′/W_{n}.

-

-In Wirklichkeit wird _G_ mit _C_ verbunden und man variiert die

-Potentialdifferenz zwischen _a_ und _c_. Zu diesem Zwecke ersetzt man

-den Widerstand _a c_ durch einen Stöpselrheostaten und ändert diesen so

-lange, bis durch _G_ kein Strom fließt. Selbstverständlich müssen jetzt

-die vorigen Gleichungen etwas umgeändert werden.

-

-Zwischen den Punkten _a_ und _c_ muß ein großer Widerstand liegen, damit

-es ausgeschlossen ist, daß das Normalelement einen stärkeren Strom

-abgibt. Solche Elemente dürfen nämlich nur mit ganz schwachem Strome

-(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, daß man auch für _W_

-einen Widerstand von mehreren tausend Ohm wählt, erreicht man, daß der

-Spannungsabfall in _a c_ der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und

-daß, bevor die elektrom. Kraft E_{n} kompensiert ist, nur ein ganz

-schwacher Strom in das Element gelangen kann.

-

-  [129] Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.

-

-  [130] Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abhängig. Diese

-  Änderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht

-  berücksichtigt.

-

-  [131] In Wirklichkeit ist die Zahl etwas größer, da der

-  Spannungsverlust in der Leitung gedeckt werden muß.

-

-  [132] In der schematischen Figur ist angenommen, daß die beiden

-  Zellenschalter getrennte Apparate sind, so daß für jede Schaltzelle

-  zwei Verbindungsleitungen nötig sind. In Wirklichkeit werden die

-  beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben

-  gemeinsame Kontaktstücke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man

-  nennt einen solchen Apparat ~Doppelzellenschalter~.

-

-  [133] Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter bei

-  der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der

-  Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.

-

-  [134] Das von ~Peukert~ (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren

-  dürfte nur in vereinzelten Fällen anwendbar sein.

-

-  [135] Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den

-  Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich ~Brandt~ beschäftigt.

-  Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.

-

-  [136] Nach ~Brandt~ (l. c.) ist die Pufferwirkung am günstigsten, wenn

-  die Zellenspannung 2,07 Volt beträgt.

-

-  [137] E. T. Z. 1906, S. 314.

-

-  [138] E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.

-

-  [139] Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom

-  Vermittlungsamte aus über die Anschlußleitungen mit Strom versorgt.

-

-  [140] Näheres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.

-

-  [141] E. T. Z. 1899 S. 632.

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-  Seite 165, Fußnote [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es

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-  Seite           Original                  Korrigiert

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-  Seite 12,

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-  Seite 32        2OH′ + 2⊕ = 2OH           2OH′ + 20⊕ = 2OH

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+*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 51638 ***
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+
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+
+
+
+
+  Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig
+
+
+  HANDWÖRTERBUCH
+  DER DEUTSCHEN SPRACHE
+
+  von =Dr. Daniel Sanders=
+
+  Neu bearbeitet, ergänzt u. vermehrt
+
+  von =Dr. Ernst Wülfing=
+
+  Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage
+  Geheftet Mark 8.--, gebunden Mark 10.--
+
+[Illustration]
+
+Der „Kleine Sanders‟, der bekannte von Sanders selbst besorgte Auszug
+aus seinem großen vierbändigen „Wörterbuch‟, der seit seinem ersten
+Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen erlebt hat und in rund
+40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in neuer, reich ergänzter und
+vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem Gewande vor uns. Vor der alten
+Ausgabe zeichnet sich die neue schon rein äußerlich durch die vornehme
+Ausstattung und die größere Breite der Spalten aus; vor allem aber ist,
+wenn auch im ganzen die Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten
+wurde, doch in zahlreichen Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch
+eine bei weitem größere Übersichtlichkeit zu verschaffen. -- Der
+Bearbeiter Dr. E. Wülfing, hat das Buch mit besonderer Sorgfalt
+durchgesehen, es besonders, wo alte Lücken waren, aus dem „Großen
+Sanders‟ ergänzt und es anderseits durch zahlreiche neue Wörter
+vermehrt, die die verflossenen 40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der
+Technik aufgebracht haben. Auch wurde an manchen Stellen die bessernde
+Hand angelegt, wo das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft
+nötig erschien, besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von
+Sanders s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden
+konnte. An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten
+technischen Ausdrücke und u. a. auch der Pflanzennamen, übertrifft der
+„Sanders-Wülfing‟, wie der „Kleine Sanders‟ wohl jetzt genannt werden
+wird, alle vorhandenen kleineren deutschen Wörterbücher. Besonders sei
+noch erwähnt, daß Wülfing an zahllosen Stellen dafür gesorgt hat, daß
+durch Einfügung von kurzen Belegen und Anführungen aus dem Schrifttum,
+sowie von knappen Beispielen die Erläuterungen, die ohne solche oft
+nicht ganz klar waren, belebt worden sind. Daß endlich die neue
+Rechtschreibung eingeführt worden ist, braucht nicht besonders betont zu
+werden.
+
+=Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch für jeden Gebildeten=
+
+
+
+
+  Die Akkumulatoren,
+  ihre Theorie, Herstellung, Behandlung
+  und Verwendung.
+
+
+  Von
+
+  Prof. =Dr. W. Bermbach=.
+
+  Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage
+
+  ~Mit~ 38 ~Abbildungen.~
+
+  [Illustration]
+
+  ~Otto Wigand~
+  Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.
+  Leipzig 1911.
+
+
+
+
+Vorwort
+
+zur ersten Auflage.
+
+
+Die Literatur über Akkumulatoren ist zwar eine ziemlich reichhaltige,
+jedoch fehlt es an einem nicht zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die
+Theorie wie die Praxis, letztere, soweit sie größere Kreise
+interessiert, genügend berücksichtigt wird. Dieses dürfte in dem
+vorliegenden Werkchen geschehen sein.
+
+Wenn irgendwo, so gilt für den Bleiakkumulator der Satz: Eine gute
+Theorie ist die beste Praxis. Denn hier gibt uns die Theorie Aufschluß
+über alle im Betriebe vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde
+wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausführlich behandelt. Damit sich
+nun auch solche Leser, denen die Grundbegriffe der modernen
+Elektrochemie nicht geläufig sind, zurechtfinden können, habe ich in dem
+ersten Kapitel die neueren Ansichten über die Elektrolyse und die
+Stromerzeugung in galvanischen Elementen gemeinverständlich behandelt.
+
+  Cöln, Mai 1905.
+
+
+
+
+Vorwort
+
+zur zweiten Auflage.
+
+
+Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die beiden letzten Kapitel
+außerdem nicht unwesentlich erweitert. Über den ~Edison~-Akkumulator
+liegt jetzt genügend Material vor; dementsprechend wurde er in der neuen
+Auflage ausführlicher behandelt.
+
+Herrn Dr. H. ~Geisler~ spreche ich für seine Unterstützung bei dem Lesen
+der Korrekturbogen meinen verbindlichsten Dank aus.
+
+  Cöln, Juni 1911.
+
+  =Der Verfasser.=
+
+
+
+
+Inhalt.
+
+
+                                                                   Seite
+
+  1. ~Kapitel~. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen
+     Elemente                                                          1
+
+  2. ~Kapitel~. Theorie des Bleiakkumulators                          34
+
+  3. ~Kapitel~. Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer
+     Widerstand                                                       60
+
+  4. ~Kapitel~. Ladung und Entladung                                  80
+
+  5. ~Kapitel~. Vorgänge im ruhenden Akkumulator                     105
+
+  6. ~Kapitel~. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten,
+     Formation                                                       116
+
+  7. ~Kapitel~. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,
+     Vorschriften über die Behandlung, Lebensdauer                   132
+
+  8. ~Kapitel~. Der alkalische Akkumulator                           152
+
+  9. ~Kapitel~. Die Verwendung der Akkumulatoren                     166
+
+
+
+
+Erstes Kapitel.
+
+Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.
+
+
+~Vorläufige Erklärung der Vorgänge im Bleiakkumulator~. Ein
+Bleiakkumulator in seiner einfachsten Gestalt besteht aus zwei
+Bleiplatten, die in verdünnte Schwefelsäure eintauchen. Schickt man
+durch den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom, so bildet
+sich an derjenigen Elektrode, die mit dem positiven Pole der Stromquelle
+verbunden ist, der Anode, Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat;
+an der negativen Elektrode, der Kathode, wird Bleioxyd[1], das sich,
+bevor die Bleiplatten in die Säure getaucht wurden, an der Luft gebildet
+hatte, zu metallischem Blei reduziert.
+
+Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt -- was bei unserem
+Laboratoriumsversuch schon nach kurzer Zeit der Fall ist --, so
+unterbricht man den Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns
+Blei und Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure:
+
+  Pb | H₂SO₄ + aqua | PbO₂
+   - |             |   +
+
+Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, daß die betreffende Platte der
+negative Pol des Elementes ist. Unsere Kombination ist, wie wir leicht
+mittels eines Galvanoskops nachweisen können, ein galvanisches Element,
+ähnlich wie
+
+  Zn | H₂SO₄ + aq | Cu.
+   - |           |  +
+
+Wie wir später sehen werden, bildet sich bei der Entladung auf beiden
+Elektroden Bleisulfat. Die beiden Platten werden also einander um so
+ähnlicher, je mehr Elektrizität unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber
+zwei ~gleiche~ Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht, so erhält
+man kein galvanisches Element. Die elektromotorische Kraft unseres
+primitiven Akkumulators muß also während der Stromabgabe mehr oder
+weniger schnell abnehmen.
+
+Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet man, daß nach
+Beendigung der Entladung die braunrote Farbe keineswegs ganz
+verschwunden ist, daß also Reste von PbO₂ zurückbleiben.
+
+Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird Bleisulfat an der
+negativen Elektrode in metallisches Blei und an der positiven Platte in
+Bleisuperoxyd verwandelt.
+
+Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung spielen sich im Akkumulator
+chemische Prozesse ab. Bei der Ladung wird ein chemisches System
+gleichsam gewaltsam verändert (ähnlich wie eine Spiralfeder beim
+Zusammendrücken), das veränderte System hat das Bestreben, in seinen
+ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Bei der Ladung wird in dem
+Akkumulator chemische Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese
+aus elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also keineswegs
+elektrische Energie als solche aufbewahrt, gerade so wenig wie dies bei
+einem Gewichte der Fall ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde.
+Den Charakter eines galvanischen Elementes erhält der Akkumulator erst
+dadurch, daß man ihm elektrische Energie zuführt. Man bezeichnet ihn
+daher auch als ~Sekundärelement~.
+
+Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator in nichts von
+einem gewöhnlichen Primärelement (z. B. einem Daniell-Element). Wir
+müssen daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen Elemente
+näher eingehen.
+
+An den chemischen Vorgängen im Akkumulator ist der Elektrolyt in
+hervorragender Weise beteiligt. Es ist daher jedem, der nur etwas tiefer
+in die Theorie des Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein
+möglichst klares und vollständiges Bild von den Vorgängen, die sich bei
+der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure abspielen, zu verschaffen.
+[Hingewiesen sei hier auf das Kapitel VIII in ~Le Blancs~ Lehrbuch der
+Elektrochemie.]
+
+Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit es der Raum gestattet,
+in unserer Schrift Berücksichtigung finden sollen, so wollen wir mit
+einer Besprechung einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes
+beginnen.
+
+Der ~osmotische Druck~. Um diesen außerordentlich wichtigen Begriff klar
+zu machen, wollen wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel
+diene eine Zuckerlösung. Ein Standglas mit vorspringendem Rande fülle
+man mit einer Zuckerlösung und verschließe das Glas mittels einer vorher
+in lauwarmem Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu achten
+ist, daß keine Luftblasen eingeschlossen werden. Durch einen Bindfaden
+ist die Membran unterhalb des Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man
+das Präparat in ein größeres, mit Wasser gefülltes Gefäß, so findet man
+nach etwa 24 Stunden, daß sich die Membran sehr stark gewölbt hat, und
+wir schließen daraus, daß von der Zuckerlösung auf die Membran ein Druck
+ausgeübt wurde. Da die Wölbung nicht erfolgt, wenn wir das Standglas mit
+Wasser füllen, so schließen wir weiter, daß der eben erwähnte Druck von
+den Zuckermolekülen herrührt. -- Die Schweinsblase hat die
+Eigenschaft[2], den Wassermolekülen den Durchgang zu gestatten, nicht
+aber den Zuckermolekülen, sie ist ~halbdurchlässig~ oder semipermeabel.
+Denken wir uns nun die Zeit in sehr kleine Intervalle geteilt, so können
+wir die Vorgänge in dem Standglase (Zelle) folgendermaßen erklären: Die
+Zuckermoleküle üben einen Druck auf die Membran aus; diese wird um ein
+unendlich kleines Stück gehoben, in den freien Raum dringt Wasser ein.
+Während des folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw. Die
+Membran wölbt sich also langsam im Laufe der Zeit. Dem osmotischen
+Drucke der Zuckermoleküle -- so nennt man den auf die Membran ausgeübten
+Druck -- wirkt die Spannung der Membran entgegen. Nehmen wir nun an, daß
+die Schweinsblase vollkommen, auch bei jedem Drucke halbdurchlässig ist,
+und daß sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag, ohne zu
+platzen, so schließen wir weiter, daß sich nach einer gewissen Zeit ein
+Gleichgewichtszustand ausbildet, der natürlich dann vorhanden ist, wenn
+der osmotische Druck der Zuckermoleküle gleich ist der Spannung der
+Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten Membran nach
+Eintritt des Gleichgewichtszustandes, d. h. wenn eine weitere Wölbung
+der Membran nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen Drucke der
+Lösung.
+
+Auch in folgender Weise gelangt man zu einer Vorstellung über den
+osmotischen Druck. Wenn wir bei Beginn des Versuches die Membran
+belasten, etwa durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das
+Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei einer gewissen
+Belastung wölbt sich die Membran überhaupt nicht. Beträgt die
+betreffende Belastung p kg pro 1 cm² Oberfläche, so ist p ein Maß für
+den osmotischen Druck.
+
+Nach der kinetischen Theorie der Flüssigkeiten kommt der osmotische
+Druck dadurch zustande, daß Zuckermoleküle gegen die Membran prallen und
+Stöße auf diese ausüben.
+
+Auf die für den osmotischen Druck gültigen Gesetze, die übrigens, wie
+~van ’t Hoff~ zeigte, mit den Gasgesetzen übereinstimmen, soll nicht
+näher eingegangen werden; es sei nur bemerkt, daß der osmotische Druck
+mit der Konzentration wächst.
+
+~Die elektrolytische Dissoziation.~ Man fand, daß die Lösungen von
+Säuren, Salzen und Basen (Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen
+Druck haben. ~Arrhenius~ erklärte diese Erscheinung durch die Annahme,
+daß sich Moleküle der gelösten Substanz dissoziieren. Eine einfache
+Überlegung zeigt uns aber, daß die Dissoziation in Elektrolyten von der
+gewöhnlichen Dissoziation verschieden sein muß. Wählen wir als Beispiel
+eine Salmiaklösung. Bei hoher Temperatur spaltet sich (dampfförmiger)
+Salmiak nach der Gleichung
+
+  NH₄Cl = NH₃ + HCl.
+
+Würde die Dissoziation in der Salmiaklösung in derselben Weise erfolgen,
+so müßte die Flüssigkeit freies Ammoniak enthalten, das an seinem
+scharfen, stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine
+Salmiaklösung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die ~Dissoziation in
+Elektrolyten erfolgt~ nun in der Weise, daß ~elektrisch geladene
+Komponenten~ entstehen. Das Kochsalzmolekül z. B. spaltet sich in ein
+positiv geladenes Natriumatom und ein negativ geladenes Chloratom. Die
+Komponenten nennt man ~Ionen~, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter
+dem Einflusse elektrischer Kräfte bewegen.
+
+Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen chemischen Prozeß
+auffassen, der sich zwischen einem Molekül der gelösten Substanz und
+einem Neutron[3] abspielt und den man für Kochsalz durch die Gleichung
+versinnlichen kann:
+
+  NaCl + ⊕-⊖ = Na-⊕ + Cl-⊖.
+
+Statt dessen schreibt man kürzer
+
+  NaCl = Na· + Cl′.
+
+Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische Verbindungen an,
+z. B. ist das Natriumion (Na·) eine chemische Verbindung zwischen einem
+Natriumatom und einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium + Chlor
+etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist Natrium + Elektron, d.
+h. Natriumion, in seinem chemischen und physikalischen Verhalten
+durchaus verschieden von dem metallischen Natrium.
+
+Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch aus mehreren Atomen
+bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe, dem Radikale SO₄. Ist das
+Element oder die Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit
+mehreren Elektronen. Beispiele für die elektrolytische Dissoziation:
+
+  NaOH = Na· + OH′ (Hydroxylion)
+
+  CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ (Sulfat-Ion).
+
+  NH₄Cl = NH₄· + Cl′
+
+Cu·· bedeutet, daß das Kupferatom mit zwei positiven Elektronen
+verbunden ist.
+
+  Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in
+  Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser
+  eine besonders große ~dissoziierende Kraft~ innewohnt. Nernst wies
+  zuerst darauf hin, daß zwischen dem Dissoziationsvermögen einer
+  Flüssigkeit und der Dielektrizitätskonstante ein gewisser
+  Parallelismus besteht.
+
+In einem Elektrolyten, z. B. in verdünnter Salzsäure, befinden sich
+neben den Molekülen des Wassers, von dessen Dissoziation wir einstweilen
+absehen, nichtdissoziierte Moleküle der gelösten Substanz, positive
+Ionen, nämlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, nämlich die
+Chlorionen. Nur bei sehr starker Verdünnung sind sämtliche Moleküle der
+gelösten Substanzen dissoziiert. Befinden sich n Moleküle der gelösten
+Substanz (dissoziierte Moleküle + indissoziierte Moleküle) in einer
+Lösung und sind von diesen m Moleküle dissoziiert, so ist m/n der
+~Dissoziationsgrad~.
+
+In jedem noch so kleinen Tröpfchen des Elektrolyten befinden sich
+ebensoviele positive Ionen wie negative, so daß das Tröpfchen als Ganzes
+unelektrisch ist.
+
+Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich die Ionen wie die
+Moleküle der gelösten Substanz; auf eine semipermeable Wand üben sie
+also einen Druck aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase
+erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume gleichzeitig
+mehrere Gase oder Dämpfe, so übt jedes Gas einen gerade so großen Druck
+aus, wie wenn es allein vorhanden wäre. Bei einem Elektrolyten kommen
+also, wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen, drei osmotische
+Drucke in Betracht, nämlich der osmotische Druck der nichtdissoziierten
+Moleküle, derjenige der positiven Ionen und derjenige der negativen
+Ionen.
+
+Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in der Regel) nicht alle
+Moleküle der gelösten Substanz dissoziiert sind, soll mit einigen
+wenigen Worten eingegangen werden. Nach der eben mitgeteilten
+Auffassung ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang nach
+Art eines chemischen Prozesses. Für einen solchen gilt das
+Massenwirkungsgesetz[4]. Wenn wir also beispielsweise Salzsäure in
+Wasser gießen, so bildet sich ein Gleichgewichtszustand aus, der
+dadurch charakterisiert ist, daß die Anzahl der Moleküle, die in
+1 Sekunde zerfallen, gerade so groß ist wie die Anzahl der durch
+Wiedervereinigungen eines positiven und negativen Ions entstehenden
+neutralen Moleküle. -- Würden sich in einer starken Lösung, etwa in
+einer 30prozentigen Kochsalzlösung alle Moleküle der gelösten Substanz
+dissoziieren, so würde der Abstand zwischen den einzelnen Ionen ein
+außerordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten Ladungen der
+positiven und negativen Ionen würden sich so stark anziehen, daß
+zahlreiche Wiedervereinigungen stattfinden würden. Man sieht ein, daß in
+jedem Kubikzentimeter der Lösung nur eine bestimmte Anzahl von Ionen
+existieren kann. Mit zunehmender Verdünnung muß also die Dissoziation
+fortschreiten.
+
+~Elektrolyse.~ Nur ~diejenigen Flüssigkeiten leiten~ den elektrischen
+Strom, ~in denen sich freie Ionen befinden~. Die Stromleitung in einem
+Elektrolyten besteht nun darin, daß die von der positiven Elektrode
+abgestoßenen und von der negativen Elektrode angezogenen positiven Ionen
+nach der einen und die negativen nach der entgegengesetzten Richtung
+wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Ionen durch die
+Flüssigkeit hindurch bewegen, die übrigens wegen der sehr großen Reibung
+zwischen den Wassermolekülen und den Ionen eine sehr geringe ist, hat
+für die verschiedenen Ionenarten verschiedene Werte.
+
+Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden Ionen an
+diese ihre Ladungen ab, sie werden entionisiert oder gehen in den
+atomistischen („gewöhnlichen‟) Zustand über. In manchen Fällen gehen
+nach der Entionisierung sekundäre (rein chemische) Prozesse vor sich.
+Wird z. B. CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ zwischen Kupferelektroden
+elektrolysiert, so verbindet sich das SO₄-Radikal (nach seiner
+Entionisierung) mit einem Atom Kupfer der Elektrode zu CuSO₄[5].
+
+  Die dem Elektrolyten zugeführte Energie kann also in zwei Teile
+  zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen; die
+  entsprechende Arbeit wird in Wärme umgesetzt. Die zweite Arbeit, die
+  der Strom leistet, besteht darin, daß die Ionen ihrer Ladungen beraubt
+  werden. -- Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines Natriumions kann
+  man als einen chemischen Prozeß auffassen, an dem das Natriumion und
+  ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem Energie verbraucht
+  wird.
+
+Das ~Faradaysche Gesetz~ erscheint vom Standpunkte der Ionentheorie aus
+als etwas Selbstverständliches. Man sieht nämlich ohne weiteres ein,
+daß
+
+1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen
+Elektrizitätsmengen proportional sind und daß
+
+2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten
+ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen Äquivalenten proportional sind
+(an chemisch äquivalente Stoffmengen sind gleiche Elektrizitätsmengen
+gebunden). An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;
+ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um 1 Gramm Wasserstoff durch
+Elektrolyse irgend eines Elektrolyten zu erhalten, muß man der
+Stromquelle 96540 Coulomb positive Elektrizität entnehmen, oder bei 1
+Ampere Stromstärke muß die Elektrolyse 96540 Sekunden lang dauern.
+
+Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten ~die Elektrolyse der
+verdünnten Schwefelsäure~. Aus dem Umstande, daß chemisch reines Wasser
+den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, muß man folgern, daß
+sich in reinem Wasser nur eine geringe Anzahl von Ionen befindet. In
+chemisch reinem Wasser können sich natürlich nur solche Ionen befinden,
+die durch Dissoziation der Wassermoleküle selbst entstehen. Diese
+spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen Prozentsatze, nach
+der Gleichung
+
+  H₂O = H· + OH′ (1).
+
+Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringfügigere Dissoziation, die
+zur Bildung von Wasserstoff und Sauerstoffionen führt:
+
+  H₂O = H· + H· + O′′ (2).
+
+Aus der von ~Kohlrausch~ und ~Heydweiller~ bestimmten Leitfähigkeit des
+Wassers kann man den Dissoziationsgrad berechnen. Man findet, daß bei 0
+Grad 1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen, wenn
+wir von der Dissoziation nach Gleichung 2 absehen) in etwa 14 Millionen
+Liter Wasser enthalten sind, bei 18° schon in 6,25 . 10⁶ l. Die
+Leitfähigkeit nimmt also mit der Temperatur schnell zu. Nach neueren
+Messungen enthält 1 g Wasserstoff 0,352 . 10²⁴ Atome. Ein Gramm Wasser
+enthält also trotz der sehr geringen Dissoziation viele Millionen
+Wasserstoffionen.
+
+Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm³ Wasser befindet,
+wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen nennen, entsprechendes
+gilt für die anderen Ionen. Da die Leitfähigkeit des Wassers (wie aller
+Elektrolyte) mit der Temperatur stark wächst, so müssen wir schließen,
+daß entweder die Ionenkonzentrationen mit der Temperatur größer werden,
+oder daß die Reibung zwischen den Ionen und den Wassermolekülen kleiner
+wird oder daß beides zugleich stattfindet. So viele Ionen nun bei einer
+bestimmten Temperatur in einem cm³ existieren ~können~, so viele
+existieren auch wirklich. Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser
+ein Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise entfernt
+werden, so dissoziiert sich sofort ein neues Molekül Wasser -- das
+gestörte chemische Gleichgewicht wird sofort wieder hergestellt.
+
+  Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht. Befindet sich
+  in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer Glasglocke (Rezipient
+  einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge Wasser, so verdampft bei
+  einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge Wasser. Entfernen wir
+  auf irgend eine Weise einen Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue
+  Verdampfung; der Gleichgewichtszustand wird gestört und bildet sich
+  von neuem. Wie bei diesem Vorgange ~eine gewisse Zeit vergeht~, ehe
+  sich der Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der
+  elektrolytischen Dissoziation.
+
+Setzen wir reinem Wasser Schwefelsäure zu -- es genügt eine ganz kleine
+Menge --, so wächst das Leitungsvermögen sehr stark, und wir schließen
+daraus, daß sich eine große Menge von neuen Ionen gebildet haben. Diese
+entstehen durch die Dissoziation der Schwefelsäure, die bei den für uns
+in Betracht kommenden Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und
+zwar verläuft der Zerfall nach den beiden Reaktionsgleichungen[6]
+
+  H₂SO₄ = H· + HSO₄′ (3).
+
+  HSO₄′ = H· + SO₄′′ (4).
+
+Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt. Die Dissoziation
+nach der Gleichung (3) entspricht dem Zerfall des NaHSO₄, der offenbar
+nach der Gleichung
+
+  NaHSO₄ = Na· + HSO₄′
+
+erfolgt.
+
+Bei geringerer Konzentration der Schwefelsäurelösung spielt die
+Dissoziation nach Gleichung (3) nur eine ganz untergeordnete Rolle
+gegenüber der Reaktion
+
+  H₂SO₄ = H· + H· + SO₄′′ (5).
+
+Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im Sinne der
+Gleichung (3) mehr in den Vordergrund.
+
+In verdünnter Schwefelsäure befindet sich also eine größere Anzahl von
+Ionenarten (H·, OH′, O′′, SO₄′′, HSO′₄), und daher sind verschiedene
+Elektrolysen möglich. An der Kathode werden immer Wasserstoffionen
+entionisiert, an der Anode aber können vier verschiedene Ionenarten
+herauselektrolysiert werden.
+
+Welche Ionenart auch außer Wasserstoff abgeschieden werden mag, an der
+Stromleitung innerhalb des Elektrolyten sind ~alle~ Ionenarten
+beteiligt.
+
+Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten ~dauernd~
+herauszuelektrolysieren, muß man eine gewisse Minimalspannung
+anwenden; für uns kommen folgende von ~Le Blanc~ angegebene
+~Zersetzungsspannungen~ in Betracht:
+
+  H· und  O′′     1,08  Volt }
+  H·  „   OH′     1,68   „   } + Überspannung
+  H·  „   SO₄′′   1,95   „   }
+  H·  „   HSO₄′   2,60   „   }
+
+Die angegebenen Zersetzungsspannungen genügen i. A. noch nicht, eine
+~sichtbare~ Gasentwickelung herbeizuführen, man muß diese vielmehr um
+einen von der Natur der Kathode abhängigen Betrag vergrößern[7]
+(natürlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen
+Apparat, i × w, gemeint).
+
+  Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so müssen sich
+  Gasbläschen bilden. Man kann nun annehmen, daß für die Bildung der
+  Bläschen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische
+  Strom liefern muß, und daß diese Arbeit von der Beschaffenheit der
+  Oberfläche, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abhängig ist
+  (Überspannung).
+
+Am kleinsten ist die ~Überspannung~ für platiniertes Platin (Kathode),
+für blankes Platin ist sie nahezu 0,1 Volt. Höchst wichtig ist für uns
+die ~Überspannung~ für ~Blei~, die ~nach Caspari~ 0,64 ~Volt~
+beträgt[8]. Bei der Ladung eines Akkumulators ist die Bleielektrode
+Kathode; daher kann, wenn wir von der sehr geringfügigen Elektrolyse,
+die den Ionen H· und O′′ entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung
+erst bei 1,68 + 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung wird
+erst bei noch höherer Spannung vor sich gehen (abgesehen von der
+Überspannung des Sauerstoffs[9]).
+
+Wegen der Überspannung ist also eine Ladung des Akkumulators erst
+möglich, bezw. kann eine solche ohne ganz erhebliche Energieverluste
+erfolgen.
+
+Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt der Strom in einem
+Wasserzersetzungsapparat nicht völlig auf Null herab, es muß also auch
+in diesem Falle eine Elektrolyse stattfinden. Man erhält nicht Gase von
+Atmosphärendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff von geringer
+Konzentration, gelöst in den Elektroden und im Elektrolyten. Den Strom
+bezeichnet man als ~Reststrom~ (s. S. 29).
+
+In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff finden sich immer Spuren
+von ~Ozon~, das durch einen sekundären Prozeß aus dem abgeschiedenen
+Sauerstoff entsteht (besonders bei größerer Stromdichte).
+
+Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration der Säure zu. Ebenso
+entsteht sekundär ~Wasserstoffsuperoxyd~[10] (H₂O₂) in geringer Menge,
+wahrscheinlich an beiden Elektroden. Endlich ist zu erwähnen, daß sich
+~Überschwefelsäure~ bilden kann nach der Gleichung
+
+  2HSO₄′ + 2⊕ = H₂S₂O₈ (6).
+
+also primär. Die Entstehung von Überschwefelsäure bei der Elektrolyse
+der verdünnten Schwefelsäure wird durch große Stromdichte, Vergrößerung
+des Schwefelsäuregehaltes und Erniedrigung der Temperatur begünstigt.
+Nach den Zersetzungsspannungen auf Seite 13 dürfte aber, vorausgesetzt,
+daß die Überschwefelsäure nach Gleichung (6), also primär, entsteht,
+ihre Bildung erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen; hierzu
+ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den HSO₄-Ionen gleichzeitig
+Wasserstoffionen an der Bleielektrode entionisiert werden müssen, die
+Überspannung von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung wäre demnach
+eine Bildung von Überschwefelsäure im Akkumulator ausgeschlossen. Da
+übrigens die Überschwefelsäure Blei angreift und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat verwandelt, so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem
+Akkumulator schädlich.
+
+Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen wir uns mit der Beziehung
+zwischen der ~Wärmetönung und der elektromotorischen Kraft~
+beschäftigen. Verdünnte Schwefelsäure möge zwischen indifferenten
+Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch die Produkte der
+Elektrolyse nicht angegriffen werden, zersetzt werden (z. B. zwischen
+Platinelektroden). Wir erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten
+absehen, Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, daß wir 1 Gramm
+Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben (und 8 Gramm Sauerstoff);
+es sind dann im ganzen 96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen,
+was der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Ampère Stromstärke 96540
+Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene Wasserstoff werde verbrannt;
+wir erhalten dann 9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im
+Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, daß wir etwa 34200 kleine
+Wärmeeinheiten (Grammkalorien, cal.) erhalten. Um diese Energie sind 9
+Gramm Wasser von gewöhnlicher Temperatur ärmer als 1 g H + 8 g O von
+derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schließen wir ~vorläufig~, das
+eben gewonnene Wasser wieder in seine beiden Komponenten zerlegen, so
+müssen wir die eben gewonnene Energie, die wir die ~Wärmetönung~ des
+Prozesses
+
+  2H + O = H₂O,
+
+bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder zuführen. Geschieht
+also die Zersetzung mittels des elektrischen Stromes, so müssen wir,
+abgesehen von der Jouleschen Wärme, in den elektrolytischen Apparat eine
+den 34200 cal. äquivalente Menge elektrischer Energie hineinschicken.
+Die elektrische Energie aber, die ein Apparat verbraucht, ist gegeben
+durch das Produkt
+
+  Anzahl Coulomb × Spannung zwischen den Elektroden.
+
+Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Größe ist, nämlich 96540, und
+außerdem das Produkt einer gegebenen Wärmemenge äquivalent ist (34200
+cal.), so muß die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.
+
+Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die Beziehung
+
+  96540 . E Wattsek. (Volt-Coulomb) äquival. 34200 cal.
+
+1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher
+
+  96540 . E . 0,239 = 34200 oder
+          23070 . E = 34200.
+
+E ist also ungefähr gleich 1,5 Volt. Man sollte nun erwarten, daß eine
+Zersetzung des Wassers mit einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht
+möglich ist. Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen, daß
+man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen Kräften in
+der Nähe von 1,1 Volt Gasentwickelung beobachtet[11]. Die von uns
+gezogenen Schlüsse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;
+wir müssen uns daher noch eingehender mit der Beziehung zwischen der
+chemischen und elektrischen Energie beschäftigen.
+
+~Thomsonsche Regel.~ In den galvanischen Elementen, zu denen wir auch
+den Akkumulator zu rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die
+das Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir wählen als Beispiel das
+Daniell-Element: Zn in ZnSO₄ + aq und Cu in CuSO₄ + aq, weil bei ihm die
+Vorgänge leicht zu übersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so geht
+Zink in Lösung, und Kupfer schlägt sich auf der positiven Elektrode
+nieder.
+
+~Beide~ Vorgänge kann man durch ~eine~ Gleichung ausdrücken
+
+  Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄ (7).
+
+Der durch die Gleichung (7) dargestellte Vorgang ist mit
+Wärmeentwicklung verbunden; dies kann man dadurch leicht nachweisen, daß
+man auf Zinkspäne Kupfervitriollösung gießt. Dann löst sich Zink, und
+Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen die Lösung des
+Zinks und die Fällung des Kupfers an ~verschiedenen Stellen~ vor sich.
+Das Element möge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich dann 1
+Grammäquivalent[12] Zink (65/2 Gramm) gelöst und 1 Grammäquivalent =
+63,5/2 g Kupfer hat sich niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen
+Umsatze entsprechende Wärme, die man die ~Wärmetönung des Elementes~
+nennt, werde mit q bezeichnet. Man nahm früher an, daß die
+elektromotorische Kraft eines galvanischen Elementes durch die
+Wärmetönung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme gelangt man zu der
+vorhin entwickelten Gleichung
+
+        q
+  e = -----,
+      23070
+
+die man die ~Thomsonsche Regel~ nennt. Diese liefert, auf das
+Daniell-Element angewandt, einen mit der Erfahrung gut übereinstimmenden
+Wert, weil, wie wir später sehen werden, seine elektromotorische Kraft
+von der Temperatur unabhängig ist. Bei anderen Elementen findet man aber
+einen Unterschied zwischen der berechneten und gemessenen
+elektromotorischen Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den
+Konzentrationsketten[13].
+
+Thomson ging von der Voraussetzung aus, daß die ~ganze~ dem chemischen
+Umsatze entsprechende Energie und ~nur diese~ im Elemente in
+elektrische Energie umgewandelt werde, daß sich also das Element während
+der Stromabgabe weder erwärme noch abkühle. (Wenn übrigens hier und im
+folgenden von der Erwärmung eines Elementes die Rede ist, so soll die
+betreffende Wärme nicht als Joulesche Wärme aufgefaßt werden. Wir nehmen
+an, daß diese durch die Wahl sehr großer Elektroden, die einen kleinen
+Abstand haben, verschwindend klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung
+trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle Untersuchungen von
+~Braun~, ~Raoult~ u. a. nachgewiesen wurde, nicht zu.
+
+Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der mechanischen
+Wärmetheorie[14] auf die galvanischen Elemente gelangte ~Helmholtz~ zu
+der Gleichung
+
+        q
+  E = ----- + c . T.
+      23070
+
+w ist wieder die Wärmetönung, entsprechend dem chemischen Umsatz bei
+einer Stromentnahme von 96540 Coulomb, T ist die absolute Temperatur[15]
+und c der „~Temperaturkoeffizient~‟. Um diesen neuen Begriff zu
+erklären, wählen wir als Beispiel den Akkumulator. Die Säure eines
+geladenen Akkumulators habe das spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr
+genaue Messungen findet man, daß die elektromotorische Kraft mit der
+Temperatur wächst und zwar für 1° um 0,0004 Volt. Die Zahl 0,0004 ist
+der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators; c gibt also hier an, um
+wieviel Volt die elektromotorische Kraft steigt, wenn die Temperatur der
+Substanzen des Akkumulators um 1° Celsius erhöht wird.
+
+Bei dem gewählten Beispiele ist c positiv. In dem Akkumulator wird also
+nicht nur die dem chemischen Umsatz entsprechende chemische Energie
+(Wärmetönung) in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch
+Wärme, die zunächst den Substanzen des Elementes und dann der Außenwelt
+entzogen wird. -- Bei 17° Celsius ist die elektromotorische Kraft des
+Akkumulators bei der angenommenen Säuredichte um 290 . 0,0004 = 0,116
+Volt größer, als sie nach der Thomsonschen Regel sein müßte.
+
+Für die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient gleich Null, so
+daß die Helmholtzsche Relation in die Gleichung E = q/23070 übergeht.
+
+Wenn einer Erhöhung der Temperatur eine Abnahme der elektromotorischen
+Kraft eines Elementes entspricht, so ist der Temperaturkoeffizient
+negativ. In diesem Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu großen
+Wert für die elektromotorische Kraft, und das Element erwärmt sich
+während der Stromabgabe, indem ein Teil der Wärmetönung als Wärme zum
+Vorschein kommt.
+
+Die ~Helmholtzsche Relation gilt nur für umkehrbare~ oder reversibel
+arbeitende ~Elemente~; kann man umgekehrt nachweisen, daß für ein
+Element die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.
+
+Wir sind hier auf die ~Einteilung der galvanischen Elemente in
+umkehrbare und nichtumkehrbare~ gestoßen, die kurz besprochen werden
+soll: Zu den umkehrbaren Elementen gehört das uns schon bekannte
+Daniell-Element. Den stromliefernden Prozess können wir durch die
+Gleichung
+
+  Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu
+
+darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand in den
+Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des Ions in den metallischen
+über. Hat das Element 96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von
+96540 . 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt daß die elektromotorische
+Kraft 1,1 Volt beträgt. Nach der angegebenen Stromentnahme schicken wir
+durch das Element den Strom einer Thermosäule (oder irgend einer anderen
+Stromquelle), dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die des
+Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand des Ions in den
+metallischen und Kupfer aus dem metallischen Zustand in den des Ions
+über; die im Elemente sich abspielenden Vorgänge, können durch die
+Gleichung
+
+  ZnSO₄ + Cu = CuSO₄ + Zn
+
+dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon äußerlich zutage;
+denn, die letzte Gleichung ist die Umkehrung der vorletzten. Wir können
+beide Gleichungen vereinigen zu
+
+  CuSO₄ + Zn ⇄ ZnSO₄ + Cu.
+
+Für die Entladung ist diese Gleichung von links nach rechts, für die
+Ladung von rechts nach links zu lesen.
+
+Bei der Ladung müssen wir eine elektromotorische Kraft anwenden, die
+etwas größer ist als diejenige des Elementes. Ist aber der innere
+Widerstand der Kette sehr klein und der Ladestrom nicht groß, so
+unterscheidet sich die für die Ladung erforderliche Spannung nur um
+einen sehr kleinen Betrag von der elektromotorischen Kraft des
+Elementes, und wir können praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt
+annehmen. Soll während der Stromzufuhr genau soviel Cu in Lösung gehen,
+wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen hatte, so müssen wir in
+das Element gerade soviel Elektrizität hineinschicken, wie wir ihm
+entnommen hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb. Wenn dieses
+geschehen ist, so haben wir das Element wieder in seinen ursprünglichen
+Zustand zurückversetzt, und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie
+von 96540 . 1,1 Watt.
+
+Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In Wirklichkeit liegen
+die Verhältnisse etwas anders, weil sowohl bei der Ladung als auch bei
+der Entladung der innere, selbst bei großen Elementen nicht unbedeutende
+Widerstand überwunden werden muß[16]. Infolgedessen ist bei der
+Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung, kleiner als 1,1
+Volt, während die bei der Ladung aufzuwendende E.M.K. größer als 1,1
+Volt ist (siehe auch Polarisation durch Konzentrationsänderungen).
+
+Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das Voltasche Element
+
+  Zink | verd. Schwefelsäure | Kupfer
+
+übertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme Zink in Lösung, und
+Wasserstoff wird frei (an der Kupferplatte). Der stromliefernde Prozeß
+kann demnach durch die Gleichung
+
+  Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂
+
+dargestellt werden.
+
+Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet; es bildet sich
+vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in Lösung), und es wird auch jetzt
+Wasserstoff frei:
+
+  Cu + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂.
+
+Man kann also durch Elektrizitätszufuhr das Element nicht wieder in
+seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzen. Nach Entnahme und darauf
+folgender Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Grammäquivalent Zink und
+ein Grammäquivalent Kupfer in der Lösung, und zwei Grammäquivalente
+Wasserstoff sind in Freiheit gesetzt, so daß also ein gewisser
+chemischer Umsatz zu verzeichnen ist, für den eine Kompensation
+vorhanden sein muß. Die bei der Ladung dem Element zugeführte
+elektrische Energie muß größer sein als die bei der Entladung gewonnene.
+Da aber die Strommenge in beiden Fällen dieselbe ist (96540 Coulomb), so
+muß die Ladespannung größer sein als die elektromotorische Kraft des
+Elementes. „Dies ist nur möglich, wenn durch den Transport von
+Elektrizität eine elektromotorische Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn
+das Element sich polarisiert‟. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das
+Voltasche Element, von dem die Rede war, ist ein nichtumkehrbares.
+
+Unsere Betrachtungen über galvanische Elemente haben uns zu der
+Erscheinung der ~Polarisation~ geführt, die bei der Elektrolyse der
+verdünnten Schwefelsäure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr
+wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom Standpunkte der
+Ionentheorie betrachten, wollen wir uns Klarheit verschaffen über die
+~osmotische Theorie der Stromerzeugung~. Als Ausgangspunkt diene ein
+Nichtelektrolyt, und zwar wählen wir eine Zuckerlösung. Der feste
+Zucker, in Wasser gebracht, hat die Tendenz, seine Moleküle in das
+Wasser zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension). Der
+osmotische Druck der bereits in Lösung gegangenen Zuckermoleküle wirkt
+der ~Lösungstension~ entgegen, er sucht Zuckermoleküle auf die
+Zuckerstückchen zu befördern. Solange die Lösung nichtgesättigt ist,
+überwiegt der Lösungsdruck (die Lösungstension). Dieser ist also gleich
+dem osmotischen Drucke einer gesättigten Zuckerlösung.
+
+  Wir haben also ähnliche Verhältnisse wie bei der Verdampfung; der
+  Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die Verdampfung
+  geht solange vor sich, bis sich die beiden Kräfte das Gleichgewicht
+  halten.
+
+Nach der ~Nernstschen Theorie~ hat jedes Metall, das in Wasser oder in
+eine Lösung eingetaucht wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu
+lösen; man muß den Metallen also eine Lösungstension zuschreiben. Von
+anderen Substanzen unterscheiden sich die Metalle aber wesentlich
+dadurch, daß sie nicht anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt
+positiver Ionen, in Lösung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet daher
+ihre Lösungstension als ~elektrolytische~. Befinden sich in der Lösung
+Ionen des betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck dieser
+Ionen der Lösungstension entgegen.
+
+[Illustration: Fig. 1.]
+
+Das Zink hat eine außerordentlich hohe Lösungstension, sie ist größer
+als der höchste erreichbare osmotische Druck der Zinkionen in
+Zinksalzlösung. Taucht man daher eine Zinkstange in Zinksulfatlösung
+ein, so treibt das Zink Ionen in die Lösung hinein, wie dies in Fig. 1
+schematisch angedeutet ist. Infolgedessen wird das Metall negativ
+elektrisch und die Flüssigkeit in nächster Nähe positiv.
+
+Die in die Lösung getriebenen Zinkionen befinden sich in unmittelbarster
+Nähe des Zinkstabes und werden von der negativen Elektrizität der
+Elektrode angezogen. Wie man leicht einsieht, wirkt die elektrostatische
+Anziehung („ungleichnamige Elektrizitäten ziehen sich gegenseitig an‟)
+in demselben Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen
+und entgegen der Lösungstension. Sie erreicht wegen des außerordentlich
+kleinen Abstandes der beiden Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen
+Zink in Lösung gegangen sind, einen außerordentlich hohen Wert. Noch ehe
+wägbare Mengen Zink in Lösung gegangen sind, hat sich ein
+Gleichgewichtszustand ausgebildet.
+
+Die Lösungstension des Kupfers ist klein; sie ist kleiner als der
+osmotische Druck selbst sehr stark verdünnter Kupfersulfatlösungen. Wenn
+man also einen Kupferstab in Kupfervitriollösung eintaucht, so gehen,
+getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen aus der Lösung auf
+den Kupferstab; das Kupfer wird also positiv und die Flüssigkeit negativ
+elektrisch. Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand aus.
+Das Potential macht an der Grenze Metall -- Flüssigkeit einen Sprung.
+
+Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und die Kupferelektrode
+miteinander verbindet, so fließt positive Elektrizität von der Kupfer-
+und negative von der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden
+Elektroden wird gestört, so daß neues Zink in Lösung gehen und neues
+Kupfer sich auf der positiven Elektrode niederschlagen kann. An der
+einen Elektrode werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,
+an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedrückt.
+
+Wir wollen jetzt annehmen, daß wir ~verdünnte Schwefelsäure zwischen
+Platinelektroden elektrolysieren~. An der Kathode wird Wasserstoff frei.
+Platin hat nun die Fähigkeit, Gase, besonders Wasserstoff, zu
+absorbieren. Man kann sich hiervon leicht durch den Augenschein
+überzeugen: Man schalte in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon
+dieses bei Stromschluß einen stärkeren Strom anzeigt, beobachtet man
+doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen. Das unmittelbar nach
+Stromschluß entwickelte Gas dringt in das Platin ein und zwar zunächst
+in eine unendlich dünne an der Oberfläche liegende Schicht, es wird
+gelöst (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach Stromschluß frei
+gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs von dem Elektrolyten
+absorbiert.
+
+[Illustration: Fig. 2.]
+
+Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der primäre Strom, kurze
+Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat geflossen ist, eine mit
+Wasserstoff und eine mit Sauerstoff beladene Elektrode in verdünnter
+Schwefelsäure vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches
+Element, die sogen. ~Knallgaskette~. Unterbrechen wir den primären
+Strom, so fließt bei der Schaltung nach Fig. 2[17] ein Strom durch das
+Voltmeter (~Polarisationsstrom~). Die elektromotorische Kraft unserer
+Gaskette nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden
+Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr keinen Strom entnimmt, indem
+die von den Elektroden absorbierten Gase in die Flüssigkeit und in die
+tieferen Schichten der Elektroden hineindiffundieren, sodaß die
+Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.
+
+Sobald die Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure beginnt, wird unser
+elektrolytischer Apparat in eine Knallgaskette umgewandelt. Die
+abgeschiedenen Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand
+zurückzukehren, und es wird eine elektromotorische Gegenkraft geweckt.
+Diese sucht einen Strom ins Leben zu rufen, der den Batteriestrom
+bekämpft. Das Auftreten einer elektromotorischen Gegenkraft in einem
+elektrolytischen Apparate nennt man ~Polarisation~[18].
+
+  Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation ist von
+  verschiedenen Umständen abhängig, von der Natur, Gestalt, Größe der
+  Elektroden, von den Veränderungen, die sie während der Elektrolyse
+  erleiden, von den Konzentrationsänderungen des Elektrolyten an den
+  Elektroden, von der Stromdichte etc.
+
+Um eine ~Gaselektrode~ zu erhalten, steckt man ein platiniertes
+Platinblech von unten in ein oben geschlossenes Rohr, dessen unterer
+Teil in den Elektrolyten eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden
+Gase (z. B. Wasserstoff) derart gefüllt, daß sich das Platinblech zum
+großen Teil im Gase befindet, zum kleinen Teile in der Flüssigkeit (Fig.
+3). Das platinierte Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist
+selbst elektromotorisch nicht tätig, dient nur als Zu- und Ableiter der
+Elektrizität. „Vermöge seines Lösungsvermögens für Gase kommt ihm die
+Fähigkeit zu, den Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und
+umgekehrt ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche Elektrode, z. B. eine
+Wasserstoffelektrode, gehört, wie ~Le Blanc~ experimentell gezeigt hat,
+zu der Klasse der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in
+Kupfersulfatlösung). Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen
+Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen können, müssen wir
+aufwenden, um den Vorgang rückgängig zu machen.‟ (Le Blanc, Lehrbuch der
+Elektrochemie, S. 162.)
+
+[Illustration: Fig. 3.]
+
+Tauchen zwei Gaselektroden der beschriebenen Art, und zwar eine von
+Wasserstoff und eine von Sauerstoff bespülte, in verdünnte Schwefelsäure
+(s. Fig. 3), so erhält man eine Knallgaskette, die längere Zeit, falls
+der entnommene Strom eine gewisse Stärke nicht überschreitet, eine
+konstante elektromotorische Kraft hat. Der Vorgang in der Kette ist nach
+~Glaser~ folgender: Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen in
+den Elektrolyten[19]. Dort verbinden sie sich mit zwei Wasserstoffionen
+zu Wasser. Das überschüssige SO₄-Ion veranlaßt zwei Atome des
+okkludierten Wasserstoffs als Ionen in die Lösung zu treten[20]. Der
+stromliefernde Prozeß ist also die Vereinigung von Wasserstoff und
+Sauerstoff zu Wasser.
+
+Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette hängt von dem Drucke ab,
+unter dem die Gase stehen. Von diesem Drucke hängt die Konzentration des
+Gases (nicht der Ionen) in der Lösung und von dieser die Konzentration
+des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je größer aber diese
+letztere Konzentration ist, um so größer wird die elektrolytische
+Lösungstension des Gases, um so größer auch die elektromotorische Kraft.
+
+Bei Atmosphärendruck beträgt die elektromotorische Kraft der
+Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man den Druck, so nimmt die
+elektromotorische Kraft ab; ist der Druck der beiden Gase so klein, daß
+er nahezu Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr
+kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft entgegen (d. h.
+verbinden wir den positiven Pol einer fremden Stromquelle mit der
+Sauerstoffelektrode usw.), die die elektromotorische Kraft der
+Knallgaskette nur um einen ganz geringen Betrag übertrifft, so wird das
+zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.
+
+Die ~Wasserzersetzung zwischen platinierten Platinelektroden ist daher
+ein reversibler Vorgang~ oder die Knallgaskette gehört zu den
+umkehrbaren Elementen.
+
+Für den Fall, daß die Elektrolyse sichtbare Gasblasen liefert, ist die
+Zersetzungsspannung, d. h. die Potentialdifferenz der beiden Elektroden,
+um die anodische und kathodische Überspannung größer als die
+elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt). Le Blanc wies
+nach, daß die Mindestspannung bei Platinelektroden 1,68 Volt beträgt.
+
+Berücksichtigen wir, daß die elektromotorische Kraft der Knallgaskette
+mit abnehmendem Drucke der beiden Gase kleiner wird, so ergibt sich das
+höchst beachtenswerte Resultat, daß die zur Zersetzung des Wassers
+aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage bis zu einer
+gewissen Höhe variieren kann.
+
+  Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit einer
+  Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als 1,1
+  Volt ist, fließt, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer
+  erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des
+  Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so muß eine
+  Elektrolyse stattgefunden haben. Man kann dies folgendermaßen
+  erklären: Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft
+  vorhanden; es fließt also Strom durch die Zelle, und es werden geringe
+  Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden von den
+  unmittelbar an der Oberfläche liegenden (unendlich dünnen) Schichten
+  der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung. Da dann
+  der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in die tiefer gelegenen
+  Schichten der Elektrode und in die umgebende Flüssigkeit
+  hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. Würde diese Gasabgabe
+  nicht erfolgen, so würde bald die Gegenspannung gleich der
+  elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der Strom
+  verschwinden.
+
+Außer der Gaspolarisation kommen bei galvanischen Elementen und
+bei der Elektrolyse noch ~Störungen~ in Betracht, die ~durch
+Konzentrationsänderungen~ innerhalb des Elektrolyten ~verursacht~
+werden.
+
+Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren zwar, falls sie gleich
+große Ladungen haben, gleichen Antrieb in dem Felde zwischen den
+Elektroden, sie haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Größe) nicht
+die gleiche ist, verschiedene Widerstände zu überwinden (Hittorf).
+
+Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten wird
+nun der Elektrolyt in der Nähe der einen Elektrode stärker, in der Nähe
+der anderen Elektrode schwächer konzentriert.
+
+Elektrolysiert man z. B. Kupfervitriollösung zwischen Kupferelektroden,
+so wird, obschon der gesamte Gehalt an CuSO₄ unverändert bleibt, der
+Elektrolyt in der Nähe der positiven Elektrode reicher und in der Nähe
+der Kathode ärmer an CuSO₄; die Konzentrationsänderungen werden bei
+größerer Stromdichte nach etwa 1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man
+als elektrolytischen Apparat eine Röhre benutzt, deren Achse vertikal
+gerichtet ist, wie es in der Fig. 4 angedeutet ist. Indirekt kann man
+die Konzentrationsunterschiede dadurch nachweisen, daß man nach
+Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden Stromquelle die
+Elektroden mit einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische Kraft
+der Konzentrationskette, in die sich ein elektrolytischer Apparat bei
+(längerem) Stromdurchgang verwandelt, ist der elektromotorischen Kraft
+der Batterie ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.
+
+[Illustration: Fig. 4.]
+
+  Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen ergibt, ist die
+  Polarisation bei der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure
+  keineswegs eine konstante Größe. Man kann sich hiervon leicht in
+  folgender Weise überzeugen: Man messe bei verschiedenen Stromstärken
+  i₁, i₂, i₃ die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates; die
+  gefundenen Werte seien e₁, e₂, e₃. Unter der Annahme, daß die
+  Polarisation konstant sei, berechne man aus je zweien der drei
+  Gleichungen
+
+       e₁ - e       e₂ - e       e₃ - e
+  i₁ = ------, i₂ = ------, i₃ = ------
+         w            w           w
+
+  (e = elektromotorische Kraft der Polarisation)
+
+  den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erhält dann für w
+  Werte, die sehr verschieden sind.
+
+Wir haben früher durch (vorläufige) energetische Berechnungen das
+Resultat abgeleitet, daß die Spannung, die für die Zersetzung des
+Wassers nötig ist, etwa 1,5 Volt betragen müßte; andererseits haben wir
+gesehen, daß man schon bei elektromotorischen Kräften von etwa 1,1 Volt
+eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat. Es fragt sich, wie man den
+(scheinbaren) Widerspruch beseitigt. Zunächst ist zu berücksichtigen,
+daß bei der Elektrolyse des Wassers keineswegs der Prozeß
+
+  2H + O = H₂O
+
+rückgängig gemacht wird[21]; das wäre richtig, wenn durch den Strom erst
+eine Zerlegung der Wassermoleküle in ihre beiden Komponenten bewirkt
+würde. Die Tätigkeit des Stromes besteht aber darin, daß ~vorhandene~
+Ionen in den atomistischen Zustand übergeführt werden; es spielen sich
+also bei der Elektrolyse die den folgenden Gleichungen entsprechenden
+Vorgänge ab:
+
+  2H· + 2⊖ = 2H[22]
+  O′′ + 2⊕ = O bezw.
+  2OH′ + 20⊕ = 2OH und
+  H + H = H₂ } Molekülbildung
+  O + O = O₂ }
+  bezw. 2OH = H₂O + O.
+
+Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, daß die diesen Prozessen
+entsprechende Energie gleich ist der Wärmetönung des Vorganges, bei dem
+sich Wasserstoff und Sauerstoff miteinander verbinden[23]. Ferner haben
+wir gesehen, daß bei gewissen galvanischen Elementen nicht nur die der
+Wärmetönung entsprechende Energie in elektrische umgewandelt wird,
+sondern auch noch Wärme, die den Substanzen des Elementes bezw. der
+Außenwelt entzogen wird: dementsprechend dürfen wir ~bei der Elektrolyse
+nicht erwarten, daß die Zersetzungsspannung durch die Wärmetönung allein
+bestimmt sei~.
+
+  Die Helmholtz’sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, für
+  umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares
+  Element, so dürfen wir auf dasselbe die Helmholtz’sche Gleichung
+  anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, daß bei 1,1 Volt[24]
+  zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark
+  absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei mäßiger
+  Entladung zeigte das Gaselement bei 20° Celsius dieselbe
+  elektromotorische Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz’sche
+  Relation an, so ergibt sich die Gleichung:
+
+        34200
+  1,1 = ----- + c . 293.
+        23070
+
+  Hieraus ergibt sich für den Temperaturkoeffizient c der Wert -0,0014.
+  Durch Messungen ergab sich, daß der Temperaturkoeffizient den aus der
+  Helmholtz’schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die Wasserzersetzung
+  resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein reversibler Prozeß.
+
+  [1] Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich
+  bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die Säure
+  wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei reduziert.
+
+  [2] Allerdings nicht vollständig; mit wachsendem Druck wird der
+  Unterschied in der Durchlässigkeit immer kleiner.
+
+  [3] Schon ~Helmholtz~ hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizität
+  eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizitätsatome
+  sollen im Folgenden als ~Elektronen~ bezeichnet werden; für diese
+  wählen wir die Symbolen ⊕ und ⊖. Die Elektronen sehen wir als neue
+  einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit einem
+  negativen vereinigen zu einem Neutron ⊕-⊖.
+
+  [4] Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, ~Guldberg~ und
+  ~Waage~, aufgestellt. Näheres siehe Nernst, Theoretische Chemie.
+
+  [5] Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolekül spaltet
+  sich elektrolytisch, so daß das SO₄-Ion neu gebildet wird. Der Effekt
+  ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode, mit
+  Elektrizität beladen, also als Ion, in die Lösung gegangen wäre. Nimmt
+  man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein primär.
+
+  [6] S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.
+
+  [7] Caspari, Zeitschr. für physik. Chemie, 1899, 30, 89.
+
+  [8] Bei höherer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm²) wächst die
+  Überspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst, nachdem die
+  Elektrolyse längere Zeit in Gang gehalten worden ist. Ähnliches gilt
+  für die anodische Überspannung.
+
+  [9] ~Coehn~ und ~Osaka~, Zeitschr. für anorganische Chemie, 1903,
+  =34=, 86.
+
+  [10] Näheres s. ~H. Danneel~, Spezielle Elektrochemie, S. 44, und über
+  die Bildung von Überschwefelsäure ebendaselbst S. 67.
+
+  [11] ~Smale~ benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die
+  abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu
+  absorbieren vermögen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei 1,062
+  Volt (~Arrhenius~, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241). ~Nernst~
+  und ~Glaser~ (ebenso ~Bose~) konnten nachweisen, daß eine sichtbare
+  Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine kleine
+  Platinspitze als Kathode und eine große platinierte Platinplatte (eine
+  unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung
+  werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. Über den
+  Reststrom s. S. 14 und 29.
+
+  [12] Aus der Formel
+
+  H₂O   schließen wir, daß  1 g H bindet    8   g O;
+                                            8   g O  = 1 Grammäquiv. O.
+  HCl       „      „    „   1 g H   „      35,5 g Cl;
+                                           35,5 g Cl = 1     „       Cl.
+  Na(OH)    „      „    „  23 g Na ersetzen 1   g H;
+                                           23   g Na = 1     „       Na.
+
+  Aus den Formeln H₂SO₄ und ZnSO₄ schließen wir, daß 65 g Zn ersetzen 2
+  g H, oder daß 65/2 g Zn äquivalent sind 1 g H usw. Chemisch
+  äquivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche
+  Elektrizitätsmengen (~Faraday’sches Gesetz~). 1 Grammäquivalent
+  enthält im Ionenzustand 96540 Coulomb.
+
+  [13] Schichtet man z. B. über eine starke Kupferchloridlösung eine
+  schwache Lösung desselben Salzes und taucht in beide Lösungen
+  Kupferelektroden ein, so findet man, daß ein Galvanoskop, dessen
+  Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt. An der
+  einen Elektrode geht Kupfer in Lösung, an der anderen schlägt sich
+  Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier überhaupt nicht
+  aus chemischer Energie.
+
+  [14] Näheres siehe ~Ostwald~, Entwicklung der Elektrochemie, Leipzig
+  1910.
+
+  [15] Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273 + t = T die
+  absolute Temperatur.
+
+  [16] Auch aus anderen Gründen ist das Element als Akkumulator
+  praktisch nicht brauchbar.
+
+  [17] _B_ = Batterie, _W_ = Kurbelrheostat, _A_ = Ampèremeter, _V_ =
+  Voltmeter, _An_ = Anode, _K_ = Kathode.
+
+  [18] Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator höchstens
+  gegen Ende der Ladung die Rede sein.
+
+  [19] Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen
+  Lösungsdruck.
+
+  [20] Vor Stromschluß verhinderte der osmotische Druck der
+  Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der
+  Wasserstoffionen. -- Verschwinden aus der Säure zwei Wasserstoffionen,
+  so ist das Gleichgewicht gestört.
+
+  [21] Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.
+
+  [22] Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das
+  Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht eine
+  Wärmetönung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht groß,
+  bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.
+
+  [23] Wenn man eine Säure und eine Base, beide in wässeriger Lösung,
+  mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen zu Wasser.
+  Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen mit der
+  entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei. Wir dürfen daher
+  annehmen, daß, wenn durch elektrolytische Dissoziation des Wassers 1
+  Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht werden. Diese Wärme wird
+  dem Wasser bezw. der Umgebung entzogen. Man ist daher eher berechtigt
+  zu sagen: die Wärmetönung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht,
+  ist (34200-13700) cal., als zu behaupten, sie beträgt 34200 cal.
+
+  [24] Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser aus den
+  Elementen, beide von ~Atmosphären~druck, entspricht, wird neuerdings
+  zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen Chemie. 2.
+  Band, 1. Abteilung. S. 85).
+
+
+
+
+Zweites Kapitel.
+
+Die Theorie des Bleiakkumulators.
+
+
+Die ~Geschichte des Akkumulators~ beginnt mit ~Ritters~ Entdeckung der
+Polarisationsströme. ~Sinsteden~ erhielt besonders kräftige
+Polarisationsströme, als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst
+aber, die Bedeutung des Bleies für die Aufspeicherung der elektrischen
+Energie erkannt zu haben, gebührt ~Planté~[25]. Seine ersten Versuche
+fielen in die Mitte des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner
+Erfindung hervor (s. auch Kap. 6).
+
+~Chemische Theorie.~ Zunächst soll die Stromerzeugung im Bleiakkumulator
+besprochen werden, ohne daß auf die Ionentheorie Rücksicht genommen
+wird, d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.
+
+~Planté~ war der Ansicht, daß nur die Elemente des Wassers bei der
+Ladung und Entladung an den chemischen Veränderungen, die sich an den
+Elektroden abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des Bleies
+sich an der positiven Elektrode bildet, läßt Planté offen. Das Bild, das
+er sich von den Vorgängen verschafft hat, dürfte etwa folgendes sein:
+Bei der Entladung wird Bleisuperoxyd (PbO₂) durch Wasserstoff, der
+durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in eine niedrigere
+Oxydationsstufe verwandelt, und Blei wird durch Sauerstoff oxydiert. Das
+durch den Strom zersetzte Molekül Wasser wird an der positiven Elektrode
+wieder gebildet. Mithin müßte das spezifische Gewicht der Säure während
+der Entladung konstant bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, daß dies
+nicht der Fall ist. Die Änderungen der Säuredichte während der Ladung
+und Entladung hatte Planté zwar auch beobachtet, aber merkwürdiger Weise
+nicht bei der Aufstellung der Theorie verwertet.
+
+Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von Theorien über die chemischen
+Vorgänge im Akkumulator aufgestellt worden, von denen verschiedene den
+Grundsätzen der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen. Es
+soll hier nur diejenige Theorie besprochen werden, die, wie ~Dolezalek~
+in seinem bekannten Werke über Akkumulatoren[26] sagt, bis auf den
+heutigen Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist dies die
+~Sulfattheorie~, als deren Begründer die englischen Forscher ~Gladstone~
+und ~Tribe~ (1883) anzusehen sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei
+der Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorgänge können durch
+die beiden folgenden Gleichungen dargestellt werden:
+
+  +Elektrode: PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O,
+  -Elektrode: Pb + SO₄ = PbSO₄.
+
+Durch Addition erhalten wir die dem ~ganzen~ stromliefernden Prozeß
+entsprechende Gleichung:
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O (1).
+
+[Illustration: Fig. 5.]
+
+Bei der Ladung (s. Fig. 5) tritt der Strom an der positiven Elektrode in
+die Flüssigkeit ein. Da der Wasserstoff mit dem Strom wandert, so wird
+er jetzt an der negativen Platte frei (bei der Entladung an der
+positiven Elektrode). Die Prozesse, die sich bei der Ladung abspielen,
+entsprechen den folgenden Gleichungen:
+
+  +Elektrode: PbSO₄ + SO₄ + 2H₂O = PbO₂ + 2H₂SO₄
+  -Elektrode: PbSO₄ + H₂ = Pb + H₂SO₄.
+
+Addiert man die beiden Gleichungen und zieht auf beiden Seiten 1 Molekül
+Schwefelsäure ab, so erhält man
+
+  2PbSO₄ + 2H₂O = PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ (2).
+
+Die beiden Gleichungen (1) und (2) kann man zu einer einzigen
+zusammenfassen:
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ⇄ 2PbSO₄ + 2H₂O  (3).
+
+Während der Ladung wird also Wasser verbraucht und Schwefelsäure
+gebildet, so daß unsere Gleichung der bekannten Tatsache Rechnung trägt,
+daß die ~Säuredichte bei Stromzufuhr größer wird~; während der
+~Entladung~ wird nach unserer Gleichung Schwefelsäure verbraucht und
+Wasser gebildet, so daß die ~Konzentration~ der Säure ~abnimmt~.
+
+Wir wollen zunächst die in unserer Gleichung vorkommenden Substanzen
+kurz besprechen und vor allem zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen
+pro Amperstunde verbraucht oder gebildet werden.
+
+Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es leitet in der festen
+Form, wie es auf den Platten der Akkumulatoren vorkommt, nach
+~Streintz~[27] die Elektrizität halb so gut wie Quecksilber. Der
+Verbrauch pro Amperstunde kann folgendermaßen berechnet werden. Auf 2
+Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert werden, kommt gemäß der
+Gleichung
+
+  PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O
+
+ein Molekül PbO₂, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm Wasserstoff kommen
+also (206,5 + 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd. Da durch 96540 Coulomb 1
+Gramm Wasserstoff abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde =
+3600 Coulomb an Wasserstoff 3600/96540 = 0,0373 g entwickelt. Der
+Verbrauch an PbO₂ pro Amperstunde beträgt also 119,25 . 0,0373 g = 4,46
+Gramm.
+
+2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem spezifischen Gewichte; sein
+elektrochemisches Äquivalent ist, da es zweiwertig ist, 206,5/2 =
+103,25, also ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das
+Äquivalentgewicht des dreiwertigen Aluminiums). Da die Träger der
+aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze beteiligten Stoffe,
+aus Blei bestehen müssen, so ist der Bleiakkumulator ein schwerer
+Akkumulator. Das aktive Blei ist porös, schwammig (Bleischwamm). Pro
+Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, müssen 0,0373 × 206,5/2 = 3,85
+g Bleischwamm vorhanden sein.
+
+3) Verdünnte Schwefelsäure von der bei Akkumulatoren üblicher
+Konzentration ist ein Elektrolyt von ausgezeichnetem Leitungsvermögen
+(näheres siehe Kap. 3). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung
+gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die Entladung sich
+beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Moleküle Schwefelsäure verbraucht. Da
+das Molekulargewicht der Schwefelsäure 98 ist, so kommen auf 1 g
+Wasserstoff 98 g Schwefelsäure. Verbrauch pro Amperstunde also 3,66 g.
+
+4) Ähnlich findet man, daß pro Amperstunde 18 . 0,0373 = 0,67 Gramm
+Wasser bei der Entladung frei werden.
+
+5) Das Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure nur sehr wenig
+löslich; infolgedessen bleibt es an den Elektroden haften. Die
+Löslichkeit hängt von der Säuredichte ab; sie ist bei 1,22 Säuredichte
+ein Minimum, es lösen sich in 1 l solcher Säure nur 12 mgr.[28].
+
+~Beweise für die Richtigkeit der Sulfattheorie oder der Gleichung 3.~ An
+der Tatsache, daß sich an der negativen Elektrode bei der Ladung Blei
+(und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von jemand gezweifelt; wohl
+aber wird hier und da bestritten, daß sich an der positiven Platte nur
+Bleisuperoxyd bildet. So z. B. behauptet Darrieus[29], daß geladene
+positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit Überschwefelsäure
+durchtränkt ist. Die Bildung von Überschwefelsäure ist bei normalen
+Verhältnissen aus verschiedenen Gründen unwahrscheinlich; bei Ladung mit
+sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung einen hohen Betrag
+annimmt, ist sie allerdings nicht unmöglich (s. S. 13), indem dann die
+Dichte der Säure in den Poren der aktiven Masse und in der nächsten
+Umgebung, wie später gezeigt wird, stark ansteigt, und großer
+Säuregehalt für die Bildung von Überschwefelsäure günstig ist. Wird aber
+mit den üblichen Stromdichten geladen, so daß die Spannung nicht über
+2,7 bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung von
+Überschwefelsäure höchst unwahrscheinlich.
+
+Der Akkumulator wäre ferner kein umkehrbares Element, wenn
+Überschwefelsäure entstände, da der betreffende Vorgang nicht reversibel
+ist; wir werden aber sehen, daß die Helmholtz’sche Gleichung, auf den
+Akkumulator angewendet, zu einem richtigen Werte für die
+elektromotorische Kraft führt, daß also der Bleiakkumulator zu den
+umkehrbaren Elementen zu rechnen ist. Setzt man endlich dem Akkumulator
+Überschwefelsäure[30] zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, während
+sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche von ~Mugdan~[31]
+dürfte die Darrieus’sche Theorie übrigens endgültig widerlegt sein.]
+
+Verschiedene Forscher haben durch chemische Analyse nachgewiesen, daß
+sich Bleisuperoxyd in einer unserer Gleichung entsprechenden Weise
+bildet. Ferner spricht für die Bildung von Bleisuperoxyd folgender
+Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte in
+verdünnter Schwefelsäure mit einem amalgamierten Zinkstab, so findet
+man, daß das betreffende Element eine elektromotorische Kraft von 2,4
+Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch eine Bleiplatte, die
+mit einem Überzug von künstlich dargestellten PbO₂ versehen ist, so hat
+diese Kombination ebenfalls eine elektromotorische Kraft von 2,4 Volt.
+
+Daß sich bei der Entladung Bleisulfat gemäß unserer Gleichung bildet,
+kann durch Messungen der Säuredichte nachgewiesen werden. Die einer
+bestimmten Strommenge entsprechende Abnahme der Konzentration kann
+nämlich aus der Menge der vorhandenen Säure und dem anfänglichen
+spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet werden. ~W. Kohlrausch~
+und ~C. Heim~, die diesbezügliche Messungen ausführten, fanden, daß die
+berechnete Änderung der Säuredichte mit der durch Aräometermessung
+gefundenen sehr gut übereinstimmt[32].
+
+  ~E. Sieg~[33], der die Versuche in dem Laboratorium der Kölner
+  Akkumulatoren-Werke wiederholen ließ, fand, daß die nach unserer
+  Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefelsäure nie
+  beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen
+  durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene Säure
+  verursacht.
+
+Den Nachweis, daß sich bei der Entladung aus Blei, Bleisuperoxyd und
+Schwefelsäure im Sinne unserer Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden
+und ~zwar primär~ (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im
+Daniell-Elemente), kann man durch ~thermodynamische Berechnungen~
+führen, indem man nämlich die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf den
+Akkumulator anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen Gleichung
+(3) entspricht ein bestimmter chemischer Umsatz, bei dem eine gewisse
+Wärmemenge frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab). Die
+Wärmetönung (Änderung der gesamten Energie), bezogen auf diejenigen
+Mengen Blei, Bleisuperoxyd und Schwefelsäure, die einer Stromentnahme
+von 96540 Coulomb entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von q im
+Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der Reaktionen nicht
+ausführbar. Man kann aber aus bekannten Wärmetönungen die dem Umsatze
+
+  Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O
+
+entsprechende Reaktionswärme berechnen. Hierbei benutzt man den Satz der
+konstanten Wärmesumme; nach diesem ist die Wärmetönung unabhängig von
+dem Wege, auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen
+Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand überführt[34].
+
+q ist von der Dichte der Akkumulatorsäure abhängig. Wir wollen zunächst
+annehmen, daß das spezifische Gewicht der Säure 1,044 sei. Nach
+~Streintz~ ist bei dieser Säuredichte die Wärmetönung q = 42850 cal.,
+nach ~Tscheltzow~ beträgt sie 43850. Wir wählen das arithmetische Mittel
+aus diesen beiden Werten, setzen also
+
+  q = 43350 cal.
+
+Wir müssen noch, ehe wir die Gleichung
+
+        q
+  E = ----- + c . T,
+      23070
+
+anwenden können, den ~Temperaturkoeffizienten~ des Akkumulators kennen.
+Dieser ist zuerst von ~Streintz~ experimentell bestimmt worden. Dieser
+Forscher fand, daß c von der Säuredichte abhängig ist. Bei einer
+Säuredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses beträgt 0,36
+Millivolt pro 1° Temperaturänderung. ~Dolezalek~ bestimmte auf
+theoretischem Wege den Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem
+Resultate, daß ~derselbe sowohl positiv wie negativ sein kann~. Bei
+einer Säuredichte von 1,044 ist er[35] gleich Null, bei höheren
+Konzentrationen ist er positiv, bei niedrigeren negativ. Hat die
+Akkumulatorsäure die übliche Dichte, nämlich 1,18 bis 1,2 nach
+beendigter Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angenähert).
+
+Da bei 1,044 Säuredichte (68,6 Gramm H₂SO₄ pro Liter) c = 0, so muß bei
+dieser Konzentration die Thomsonsche Regel angewendet werden. Wird also
+durch unsere Gleichung (3) der chemische Umsatz richtig wiedergegeben,
+so muß die elektromotorische Kraft
+
+      43350
+  E = ----- = 1,88 Volt sein.
+      23100
+
+Mißt man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen Säuredichte, so
+findet man den Wert 1,89 Volt.
+
+Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die Wärmetönung etwas kleiner als
+43350 cal. Die jetzt anzuwendende Helmholtzsche Relation liefert aber
+trotzdem einen höheren Wert für die elektromotorische Kraft als den
+eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c . T einen Wert von mehr
+als 0,1 Volt (bei 17° Celsius) hat. Der berechnete und der gemessene
+Wert von E stimmen auch jetzt vorzüglich überein.
+
+Da eine ganze Reihe von Beweisen für die Richtigkeit unserer Behauptung
+beigebracht sind (s. auch S. 45), daß der Akkumulator ein umkehrbares
+Element ist, in dem sich die chemischen Veränderungen nach der Gleichung
+(3) vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators mit der
+Reaktionsgleichung im Einklang steht, so dürfte es überflüssig sein, auf
+andere Theorien näher einzugehen.
+
+Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender Einwand erhoben. Wenn
+bei einem umkehrbaren galvanischen Elemente der innere Widerstand sehr
+klein ist, so darf die für die Ladung nötige Energie nicht oder doch nur
+sehr wenig verschieden sein von der bei der Entladung entnommenen
+Arbeit. Beim Bleiakkumulator ist aber das Verhältnis zwischen der
+abgegebenen und zugeführten elektrischen Energie nur etwa 0,8. Diese
+Tatsache dürfte mit dem Charakter der Irreversibilität unvereinbar sein.
+
+Ehe wir zeigen, daß gar kein Widerspruch gegen die Sulfattheorie
+vorliegt, daß man vielmehr mit Hilfe unserer Gleichung die Differenz
+zwischen Lade- und Entladeenergie zwanglos erklären kann, wollen wir uns
+beschäftigen mit der ~Änderung der elektromotorischen Kraft mit der
+Säurekonzentration~[36]. Diese wurde zuerst von ~Streintz~
+nachgewiesen; nach seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung
+
+  E = 1,85 + 0,917 (s - 1),
+
+wo s das spezifische Gewicht der Säure nach der Ladung ist. Man findet
+mit Hilfe dieser Gleichung, daß
+
+  für s = 1,05   E = 1,896
+      s = 1,1    E = 1,942
+      s = 1,2    E = 2,033
+      s = 1,3    E = 2,125
+      s = 1,55   E = 2,350
+
+Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung gefundenen ziemlich
+gut überein.
+
+  Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer Säuredichte
+  von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, daß die
+  Löslichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;
+  bei 1,6 Säuredichte ist sie etwa 4 mal so groß wie bei einer
+  Säuredichte von 1,16. Auch tritt bei höheren Säuredichten leichter
+  Sulfatierung ein (s. Kap. 5) und der spezifische Widerstand der
+  verdünnten Schwefelsäure liegt bei der üblichen Säuredichte nahe beim
+  Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so groß wie bei 1,2.
+
+Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie bestand, so
+würde dieser gehoben durch Untersuchungen von ~Dolezalek~ über die
+Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft von der Säuredichte; es ergab
+sich, daß die durch Anwendung der Thermodynamik berechneten Werte
+vorzüglich mit den experimentell gefundenen übereinstimmten. Der den
+Berechnungen zu Grunde liegende Gedanke ist folgender:
+
+Zwei Akkumulatoren, die wir mit _A_ und _B_ bezeichnen wollen, seien
+gegeneinander geschaltet: _A_ enthalte konzentriertere, _B_ verdünntere
+Lösung (s. Fig. 6). Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop
+einschaltet, daß der Akkumulator _A_ Strom abgibt. _A_ wird also
+entladen und _B_ geladen.
+
+[Illustration: Fig. 6.]
+
+Bei diesen Vorgängen wird
+
+  in _A_ eine gewisse Menge PbO₂ verbraucht,
+                                  in _B_ die gleiche Menge PbO₂ erzeugt,
+
+  in _A_ eine gewisse Menge Pb verbraucht,
+                                    in _B_ die gleiche Menge Pb erzeugt,
+
+  in _A_ bildet sich eine gewisse Menge PbSO₄,
+                            in _B_ verschwindet die gleiche Menge PbSO₄.
+
+Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein chemisches System, so
+folgt, daß sich die dem chemischen Umsatze entsprechenden Wärmetönungen,
+soweit die festen Substanzen in Betracht kommen, gegenseitig aufheben.
+Ferner ändert sich in beiden Akkumulatoren die Konzentration der Säure,
+und zwar wird sie in _A_ geringer und in _B_ größer. Die Änderungen der
+Säuredichte kann man sich nun auch in der Weise vollzogen denken, daß
+aus _A_ Schwefelsäure nach _B_ und aus _B_ Wasser nach _A_ befördert
+wird. Diese Transporte (die Wegnahme bezw. der Zusatz von Flüssigkeiten)
+sind mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich dies aus
+folgenden Betrachtungen.
+
+Wenn man in Wasser Schwefelsäure gießt, so wird Wärme frei, und zwar ist
+die Wärmeentwickelung bei der Mischung von a Grammolekül[37]
+Schwefelsäure und b Grammolekül Wasser nach Thomson
+
+        a . b
+  w = --------- . 17860 cal.
+      1,8 a + b
+
+Nehmen wir an, daß wir 1 Mol Schwefelsäure nicht auf einmal, sondern in
+kleinen Quantitäten nach und nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1
+Gramm; es wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche Wärmemenge
+frei, sondern zuerst eine größere als später. Es folgt dies schon aus
+dem Umstande, daß keine Wärme entwickelt wird, wenn man zu
+konzentrierter Schwefelsäure reine Schwefelsäure gießt. Wird umgekehrt
+einer Schwefelsäurelösung Schwefelsäure entzogen, so wird Wärme
+gebunden, und zwar ist die (negative) Wärmetönung um so kleiner, je
+größer die Konzentration der Säure ist. Nennen wir also die
+Wärmeentwickelung, die der Beimischung von a Gramm Schwefelsäure zu der
+Säure des Akkumulators _B_ entspricht, q₁, und den Wärmeverbrauch bei
+der Wegnahme von a Gramm Schwefelsäure aus _A_ q₂, so ist q₁>q₂. Für die
+Wärmeentwickelung und den Wärmeverbrauch, mit der die Beimischung und
+Entnahme des Wassers verbunden ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die
+Wärmetönung des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier Posten,
+von denen zwei positiv und zwei negativ sind.
+
+Wollen wir die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf das System,
+bestehend aus den beiden gegeneinander geschalteten Akkumulatoren,
+anwenden, so haben wir für e die Differenz der beiden elektromotorischen
+Kräfte (ΔE) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete Größe ist
+nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines der beiden Akkumulatoren,
+vielmehr hat c in dem vorliegenden Falle folgende Bedeutung. A sowohl
+wie B möge um 1° Celsius erwärmt werden, dann nimmt ΔE einen etwas
+anderen Wert an, der neue Wert sei ΔE′. Es ist dann
+
+  c = ΔE′ - ΔE.
+
+Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators für die
+verschiedenen Säuredichten kennt, so kann man den
+Temperaturkoeffizienten des Systems und somit auch ΔE bestimmen. Es sind
+also alle Größen zur Berechnung der elektromotorischen Kraft (ΔE) mit
+Hilfe der Helmholtz’schen Gleichung bekannt.
+
+Von der Besprechung des anderen Weges, den Dolezalek angibt, die
+Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Säuredichte zu berechnen,
+soll abgesehen werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen, wie
+groß die Übereinstimmung zwischen Rechnung und Messung ist.
+
+                 Elektromotorische Kraft
+  Säuredichte    berechnet     gemessen
+  1,553          2,39 Volt    2,355 Volt
+  1,420          2,25   „     2,253   „
+  1,266          2,10   „     2,103   „
+  1,154          2,06   „     2,008   „
+  1,035          1,85   „     1,887   „
+
+Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des Akkumulators bei
+verschiedenen Konzentrationen der Säure liegt die Annahme zugrunde, daß
+der Verbrauch an Schwefelsäure und die Bildung von Wasser in einer
+unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise erfolgt. Die gute
+Übereinstimmung zwischen den berechneten und den gemessenen Werten der
+elektromotorischen Kraft kann daher als ein weiterer überzeugender
+Beweis für die Richtigkeit der Sulfattheorie angesehen werden.
+
+Wir gehen jetzt auf den früher erwähnten Einwand gegen die Sulfattheorie
+näher ein. Nach dieser wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden
+Elektroden Bleisulfat zersetzt und Schwefelsäure gebildet, und zwar
+entsteht die Säure sowohl an der Oberfläche der Platten als auch in den
+Poren der ~aktiven Masse~[38]. Die an den Plattenoberflächen entstandene
+Säure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung gut erkennen
+kann, langsam zu Boden. Da aber während der Ladung fortwährend
+Schwefelsäure entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr dünne
+Schwefelsäureschicht eingehüllt. Ferner füllt sich kurze Zeit nach
+Beginn der Ladung jede Pore der aktiven Masse mit stark konzentrierter
+Säure; diese wird in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarität)
+und kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten außerhalb der Platten
+gelangen[39]. Die Diffusion aber ist ein Vorgang, der sich nur langsam
+vollzieht. Die aktive Masse ist also in Berührung mit Säure höherer
+Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft des Akkumulators mit
+der Säuredichte nicht unerheblich ansteigt, so ist die Gegenspannung
+während der Ladung anormal hoch (s. auch S. 82).
+
+  Die mittels des Aräometers nachweisbare Zunahme der Konzentration der
+  Säure (zwischen den Platten, die wir die äußere Säure nennen wollen)
+  hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen Kraft zur Folge.
+  Die dieser Zunahme entsprechende Änderung der elektromotorischen Kraft
+  beträgt nur einige Hundertstel Volt.
+
+Während der Entladung wird an beiden Elektroden Säure verbraucht; die
+Folge ist, daß die Konzentration der Säure in den Poren der aktiven
+Masse und unmittelbar an der Oberfläche stark abnimmt. Die
+elektromotorische Kraft hat daher einen kleineren Wert als denjenigen,
+welcher der Dichte[40] der äußeren Säure entspricht.
+
+Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung ist der Hauptgrund
+für den verhältnismäßig geringen Nutzeffekt (s. S. 73). Da dieser nun
+mit Hilfe der Sulfattheorie erklärt ist, so liegt natürlich kein
+Widerspruch vor.
+
+Wenn die Ladespannung deshalb größer wäre, weil die Vorgänge bei der
+Ladung nicht die umgekehrten sind wie bei der Entladung, so müßte, wenn
+man plötzlich von der Entladung zur Ladung übergeht oder umgekehrt, die
+Spannung sich sprungweise ändern; der Versuch zeigt aber, daß dieses
+nicht der Fall ist.
+
+Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erklärung für den
+Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung den Tatsachen
+entspricht, muß dieser Unterschied, wenn man mit sehr geringer
+Stromdichte lädt und entlädt, verschwindend klein werden. Ein einfacher
+Versuch zeigt, daß dieser Schluß der Wirklichkeit entspricht.
+
+  Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazität (bei 3stündiger
+  Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen. Ein
+  Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand zeigte
+
+            vor Beginn der Ladung 2,01 Volt
+  nach einer Ladezeit von  1 Min. 2,02  „
+   „     „       „     „  15  „   2,03  „
+   „     „       „     „  35  „   2,04  „
+   „     „       „     „  45  „   2,04  „
+
+  Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator sofort ein
+  Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung nur um 1-2
+  Millivolt. -- Zu beachten ist übrigens bei dem Versuche, daß der durch
+  das Ampermeter gehende Strom nur zum Teil Ladestrom ist, indem der
+  durch das Voltmeter fließende Strom mitgemessen wird. Bei meinem
+  Versuche nahm das Voltmeter 0,11 Amp. auf, so daß die Ladestromquelle
+  0,23 Amp. abgeben mußte.
+
+Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der Aufstellung der These,
+daß ~nur diejenigen Theorien, die über den Bleiakkumulator aufgestellt
+sind, einer streng wissenschaftlichen Prüfung Stand halten, nach denen
+der Akkumulator ein umkehrbares Element im Sinne unserer
+Reaktionsgleichung~ (Seite 36) ist. -- Es sei hier darauf aufmerksam
+gemacht, daß unsere Gleichung nur besagt, daß das System PbO₂ + Pb +
+2H₂SO₄ bei der Entladung übergeht in das System 2PbSO₄ + 2H₂O und daß
+bei der Ladung das letztere System in das erstere übergeführt wird. Auf
+die Frage, wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns natürlich unsere
+Gleichung keine Auskunft; jedoch müssen alle Vorgänge bei der Ladung
+stromliefernd (primär) erfolgen, ähnlich wie es bei dem Daniell-Elemente
+der Fall ist[41].
+
+Der eben genannten Bedingung genügen die Theorie von Le Blanc und
+diejenige von C. Liebenow, die wir ausführlich besprechen wollen.
+
+~Theorie von Le Blanc.~ I. _Entladung_. ~Le Blanc~ nimmt an, daß
+Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich ist.
+Die in Lösung gegangenen PbO₂-Moleküle bleiben aber nicht als solche in
+der Flüssigkeit, sondern verbinden sich mit Wasser unter Bildung von
+vierwertigen Bleiionen und Hydroxylionen:
+
+  PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′ (1).
+
+  Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig ist,
+  so können auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz PbCl₄,
+  dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der Gleichung
+
+  PbCl₄ = Pb···· + 4Cl′
+
+  in Wasser dissoziieren. Daß ferner ein chemischer Prozess zu einer
+  Ionenbildung führt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die Ionen
+  als chemische Verbindungen ansieht (s. S. 6).
+
+  Ferner haben ~Rixon~ und ~Elbs~[42] nachgewiesen, daß sich in
+  gebrauchter Akkumulatorsäure verhältnismäßig erhebliche Mengen von
+  vierwertigem Blei befinden, nämlich bis 0,17 g Pb(SO₄)₂ im Liter. Auch
+  wurde festgestellt, daß frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in
+  Schwefelsäure zum Teil in Pb(SO₄)₂ überging:
+
+  PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇄ Pb(SO₄)₂ + 2H₂O.
+
+Die mit positiver Elektrizität beladenen Bleiionen wandern mit dem
+Strome und geben, an der positiven Elektrode angelangt, an diese zwei
+Ladungen ab:
+
+  Pb···· = Pb·· + 2⊕.
+
+  Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erklärung hinzufügen,
+  zwei nur locker gebunden, so daß sie leichter abgegeben werden als die
+  beiden anderen; ähnlich wie Superoxyde leicht ein Atom Sauerstoff
+  verlieren.
+
+Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit einem SO₄-Ion zu einem
+Molekül Bleisulfat. (Die Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren
+der aktiven Masse stark an, so daß diese das Bestreben haben, den
+Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat nur in geringem Maße in
+verdünnter Schwefelsäure löslich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren
+der aktiven Masse und dicht an der Oberfläche der Bleisuperoxydplatte,
+nachdem sich eine kleine Menge dieses Salzes gebildet hat, mit
+schwefelsaurem Blei gesättigt; es wird sich also bei Stromentnahme
+Bleisulfat auf der positiven Elektrode niederschlagen.
+
+Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion abgegeben hat, fließen
+durch die Leitung, gelangen zur negativen Elektrode und gehen mit einem
+Bleiatom in die Lösung.
+
+  Pb + 2⊕ = Pb·· (s. elektrolyt. Lösungstension).
+
+Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch hier das Bleiion mit
+einem SO₄-Ion zu einem Molekül Bleisulfat, das sich niederschlägt.
+
+Zwischen den beiden Elektroden spielen sich folgende Vorgänge ab. Wie
+wir gesehen haben, werden zwei SO₄-Ionen verbraucht, so daß vier
+Wasserstoffionen im Überschuß vorhanden sind; nun sind aber auch durch
+die Bildung des vierwertigen Bleiions 4 Hydroxylionen entstanden (siehe
+Gleichung 1 a. S. 51). Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an
+letzterer Ionenart gesättigt. Die Dissoziation von 4 Molekülen
+Wasser[43] muß daher zurückgehen; zwischen den Elektroden geht also die
+Reaktion vor sich
+
+  4H· + 4OH′ = 4H₂O.
+
+Die verbrauchten Wasserstoff- und SO₄-Ionen werden ersetzt durch
+Dissoziation von 2 Molekülen H₂SO₄.
+
+  Wir wollen die Vorgänge übersichtlich zusammenstellen:
+
+  a) An der positiven Elektrode.
+
+  1. PbO₂-Moleküle gehen in Lösung und verbinden sich nach der
+  Gleichung:
+
+  2. PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′.
+
+  3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die positive
+  Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:
+
+  Pb···· = Pb·· + 2⊕.
+
+  Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur Bleiplatte
+  (s. Nr. 6).
+
+  4. Pb·· + SO₄′′ = PbSO₄.
+
+  5. Bleisulfat schlägt sich nieder.
+
+  b) An der negativen Elektrode.
+
+  6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an ein
+  Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische Lösungstension getrieben,
+  in den Elektrolyten ein:
+
+               / ⊕
+  Pb + 2⊕ = Pb
+               \ ⊕.
+
+  7. Wie bei Nr. 4.
+
+  8. Wie bei Nr. 5.
+
+  c) Zwischen den Elektroden.
+
+  9. 4H· + 4OH′ = 4H₂O und
+
+  10. 2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.
+
+  Addiert man die sämtlichen Gleichungen und kürzt[44], so erhält man
+  die Gleichung
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O.
+
+II. _Ladung_. Es wird gezeigt, daß sich jetzt die Vorgänge in
+umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem Sinne abspielen.
+
+Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich. Ein
+Teil der Bleisulfatmoleküle spaltet sich elektrolytisch nach der
+Gleichung
+
+  PbSO₄ = Pb·· + SO₄′′.
+
+  a) Positive Elektrode.
+
+  1. Auflösung von Bleisulfat -- Umkehrung von I, 5.
+
+  2. Dissoziation des Bleisulfats -- Umkehrung von I, 4.
+
+  3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode noch zwei Ladungen auf
+
+  Pb·· + 2⊕ = Pb···· (Umkehrung von I, 3).
+
+  4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen Bleiionen (die nur in
+  ganz minimaler Menge existieren können) einen gewissen Grad, so
+  verbinden sie sich mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und
+  Wasser[45]:
+
+  Pb···· + 4OH′ = PbO₂ + 2H₂O (Umkehrung von I, 2).
+
+  5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge in der Säure löslich
+  (existenzfähig); es schlägt sich somit in den Poren und auf der
+  Oberfläche[46] der aktiven Masse nieder (Umkehrung von I, 1).
+
+  b) Negative Elektrode.
+
+  6. PbSO₄ geht in Lösung (Umkehrung von I, 8).
+
+  7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von I, 7).
+
+  8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode angezogen, gibt seine
+  beiden Ladungen ab (geht in den atomistischen Zustand über) und
+  schlägt sich nieder (Umkehrung von I, 6).
+
+  c) Zwischen den Elektroden.
+
+Es sind zwei neue SO₄-Ionen in die schon von vornherein mit diesen Ionen
+gesättigte Lösung gekommen (nämlich durch Dissoziation der beiden
+Bleisulfatmoleküle); anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht
+wurden, vier Wasserstoffionen überschüssig.
+
+Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander zu Schwefelsäure
+
+  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄ (Umkehrung von I, 10).
+
+Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen werden nachgeliefert
+durch Dissoziation von vier Molekülen Wasser
+
+  4H₂O = 4H· + 4OH′ (Umkehrung von I, 9).
+
+Daß auch jetzt Addition aller Gleichungen, Kürzung und Vereinfachung zu
+unserer Reaktionsgleichung führt, ist selbstverständlich.
+
+~Theorie von Liebenow.~ Auch Liebenow nimmt an, daß Bleisulfat in
+geringem Maße in der Schwefelsäure löslich sei und sich in Blei- und
+Sulfationen spalte. Ein wesentlicher Unterschied mit der eben
+entwickelten Theorie besteht nun darin, daß Liebenow die Entstehung von
+Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt. Diese bilden sich
+entweder dadurch, daß sich ein Teil[47] der vorhandenen Bleiionen mit
+Sauerstoffionen vereinigt nach der Gleichung
+
+  Pb·· + 2O′′ = PbO₂′′
+
+oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):
+
+  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.
+
+Letzteres wird im folgenden angenommen. Um diese Theorie glaubhaft zu
+machen, mußte die Existenz von PbO₂-Ionen nachgewiesen werden. Diesen
+Nachweis zu erbringen, gelang ~Liebenow~ und ~Strasser~
+folgendermaßen[48]. Eine Zelle wurde mit Kalilauge gefüllt, die mit
+Bleioxyd gesättigt war. Die in die Zelle tauchenden Elektroden waren mit
+einer für die Ionen durchlässigen Hülle umgeben, so daß nach Beendigung
+des Versuches die jede Elektrode umgebende Flüssigkeit für sich allein
+analysiert werden konnte. War die Flüssigkeit längere Zeit
+elektrolysiert worden, so fand man, daß der Bleigehalt des die
+~positive~ Elektrode umhüllenden Elektrolyten größer geworden war
+(ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen Ionenarten, s. S.
+30).
+
+Daraus folgt, daß sich das Kaliumplumbit Pb(KO)₂ nicht in der Weise
+dissoziiert, daß Bleiionen entstehen. Denn hätten sich Bleiionen
+gebildet, so wären diese als positive Ionen nach der Kathode
+hingewandert, und man hätte dort eine Zunahme des Bleigehaltes
+beobachtet haben müssen. Mithin muß das Blei einen Bestandteil von
+~negativen~ Ionen bilden, es muß mit negativen Ionen an die Kathode
+gelangt sein. Man muß also annehmen, daß das Kaliumplumbit sich
+elektrolytisch nach der Gleichung
+
+  Pb(KO)₂ = PbO₂′′ + 2K·
+
+spaltet, d. h. daß Bleisuperoxydionen existieren.
+
+Wegen der „Überspannung‟ (s. S. 13) werden nun bei Stromzufuhr die Ionen
+des Bleies und des Bleisuperoxyds leichter, d. h. bei geringerer
+Klemmenspannung, herauselektrolysiert als die übrigen Ionen, die sich in
+der verdünnten Schwefelsäure befinden[49]. Obschon die Konzentration
+der Pb·· und der PbO₂′′ eine nur ganz geringe ist, so kann ihre
+Abscheidung, falls nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in
+einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise erfolgen. Denn
+sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein Bleisuperoxydion abgeschieden
+ist, erfolgt neue Dissoziation von zwei Molekülen Bleisulfat, von denen
+das eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das infolge der
+Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem Elektrolyten zugeführt von
+dem Vorrate, der an den Elektroden angehäuft ist (bei der
+vorhergegangenen Entladung entstanden).
+
+Da sich während der Elektrolyse (Ladung) die negative Elektrode mit
+einer an Dicke allmählich zunehmenden Schicht metallischen Bleies und
+die positive Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer
+gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der Eintritt in die
+Lösung immer mehr erschwert. Je ärmer der Elektrolyt an Bleisulfat bezw.
+an Blei- und Bleisuperoxydionen wird, um so mehr muß die
+Zersetzungsspannung gesteigert werden (s. Ladung, Kap. 4).
+
+Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmoleküle werden 2 neue SO₄-Ionen
+gebildet; diese verbinden sich mit den vier Wasserstoffionen, die durch
+die Reaktion zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind, zu 2
+Molekülen Schwefelsäure.
+
+Wir wollen auch jetzt die Vorgänge bei der ~Ladung~ kurz
+zusammenstellen.
+
+Bleisulfat löst sich; 2 Moleküle spalten sich:
+
+  2PbSO₄ = 2Pb·· + 2SO₄′′.
+
+Ein Bleiion reagiert mit Wasser:
+
+  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.
+
+Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine beiden Ladungen ab und
+schlägt sich nieder:
+
+  Pb·· + 2⊖ = Pb[50].
+
+Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode seine beiden
+Ladungen ab und schlägt sich nieder:
+
+  PbO₂′′ + 2⊕ = PbO₂.
+
+Endlich:
+
+  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄.
+
+Man überzeugt sich leicht, daß man durch Addition der fünf
+vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung des Akkumulators
+erhält.
+
+Es soll noch kurz gezeigt werden, daß sich bei der ~Entladung~ alle eben
+geschilderten Vorgänge in umgekehrtem Sinne abspielen.
+
+Das Blei sendet positive Ionen in die Lösung und wird negativ geladen;
+an der positiven Elektrode treten Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten
+ein. Da nur ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen in dem
+Elektrolyten existieren können, so treten die Bleiionen mit SO₄-Ionen zu
+Bleisulfat zusammen, und jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier
+Wasserstoffionen zu einem Bleiion und zwei Molekülen Wasser:
+
+  PbO₂′′ + 4H· = Pb·· + 2H₂O.
+
+Jetzt ist ein SO₄-Ion im Überschuß[51] vorhanden; dieses verbindet sich
+mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat. Die vier verbrauchten
+Wasserstoffionen und die beiden dem Elektrolyten entzogenen SO₄-Ionen
+werden neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molekülen Schwefelsäure
+
+  2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.
+
+Auf das Anwachsen der Klemmenspannung während der Ladung und die
+allmähliche Abnahme derselben bei der Entladung soll im vierten Kapitel
+näher eingegangen werden.
+
+  [25] Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:
+  Recherches sur l’Électricité.
+
+  [26] ~Dolezalek~, Die Theorie des Bleiakkumulators.
+
+  [27] Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung
+  elektrotechnischer Vorträge. S. 3.
+
+  [28] Siehe ~Streintz~, l. c. S. 4.
+
+  [29] Näheres siehe ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente. 1. Teil.
+
+  [30] Diese greift übrigens Blei leicht an und würde die baldige
+  Zerstörung der Platten herbeiführen.
+
+  [31] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.
+
+  [32] Die Bildung von Schwefelsäure bei der Ladung kann man bei Zellen
+  mit Glaswänden direkt beobachten (Schlieren); bei der Entladung
+  steigen Schlieren aufwärts.
+
+  [33] ~E. Sieg~, Die Akkumulatoren. Leipzig 1901. S. 9.
+
+  [34] Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erläuterung: Die
+  unbekannte Wärmetönung des Prozesses C + O = CO soll bestimmt werden:
+
+           C + 2O = CO₂, Wärmetönung  pos., sie betrage   q₁ cal.
+           CO₂ = CO + O,      „       neg.,  „     „     -q₂  „
+           ---------------------------               -------
+  Addiert: C + 2O + CO₂ = CO₂ + CO + O, Wärmetönung  q₁ - q₂
+  oder     C + O = CO                        „       q₁ - q₂
+
+  Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd aus
+  Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff
+  sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher
+  Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren
+  Prozesse entsprechende Wärmetönung ist negativ, weil bei der
+  umgekehrten Reaktion
+
+  CO + O = CO₂
+
+  Wärme gewonnen wird.
+
+  [35] Die Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur kann
+  man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren (+ mit +, - mit -
+  verbunden) demonstrieren, von denen der eine in ein Wasserbad gestellt
+  wird.
+
+  [36] Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen
+  Umsatze) beteiligt ist, so ist eine Änderung der elektromotorischen
+  Kraft mit der Säuredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,
+  daß „die Schwefelsäure nur als elektrolytischer Leiter diene‟ und daß
+  „die Sulfatbildung ein rein sekundärer Prozeß sei‟, müssen folgern,
+  daß die elektromotorische Kraft unabhängig ist von der Säuredichte. --
+  Diesbezügliche Messungen sind an vollgeladenen Zellen vorzunehmen,
+  denen man eine geringe Menge Elektrizität entnommen hat.
+
+  [37] Unter einem Grammolekül (abgekürzt „Mol‟) einer Substanz versteht
+  man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht
+  anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefelsäure ist 98, mithin ist ein
+  Mol H₂SO₄ gleich 98 g H₂SO₄.
+
+  [38] Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen sich der
+  chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.
+
+  [39] Die Diffusionsvorgänge sind von M. U. ~Schoop~ näher untersucht
+  worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vorträge, Bd. V. Stuttgart
+  1903. F. Enke.
+
+  [40] Die Konzentrationsänderungen an beiden Elektroden sind nicht die
+  gleichen. Zunächst nämlich bewirkt die ungleiche
+  Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten eine
+  Konzentrationsverschiebung, sie strebt die Konzentration an der
+  positiven Elektrode zu erhöhen und an der negativen zu vermindern.
+  Ferner wird durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort
+  die Konzentration verringert. Drittens spielt die Porosität der
+  aktiven Masse eine Rolle. Je größer nämlich die Porosität ist,
+  umsomehr Säure steht für den chemischen Umsatz im Innern der Platten
+  zur Verfügung, umso weniger sinkt die Konzentration. ~Mugdan~ wies
+  nach, daß die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode
+  die größere ist.
+
+  [41] Selbst durch einfache Umsatzgleichungen werden kompliziertere
+  Verhältnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil sie nur
+  den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverhältnisse
+  angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz vollzieht, näher
+  eingeht, so findet man, daß sich auch bei den einfachsten Reaktionen
+  verschiedene Vorgänge abspielen müssen.
+
+  [42] Zeitschr. für Elektrochemie, 1903, =9=, 267.
+
+  [43] 4H₂O = 4H· + 4OH′.
+
+  [44] Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung nur
+  angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung
+  vorhanden sind.
+
+  [45] Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in der mit
+  PbO₂ gesättigten Lösung (in den Poren) c₁, diejenige der OH-Ionen c₂,
+  so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten, sobald c₁ . c₂
+  einen gewissen Wert erreicht hat.
+
+  [46] Dort spielen sich nämlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes
+  führenden Vorgänge ab.
+
+  [47] Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen, daß von
+  zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen eines
+  in ein Bleisuperoxydion übergeht.
+
+  [48] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.
+
+  [49] Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten, das
+  häufig als ~Haftintensität~ bezeichnet wird und mit der chemischen
+  Affinität verglichen werden kann. Diese ist für die verschiedenen
+  Ionenarten verschieden groß. Diejenigen Ionen, deren Haftintensität am
+  geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der geringsten
+  Spannung abgeschieden. Damit ist die Möglichkeit gegeben, aus einer
+  Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier Salze, die positiven
+  Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.
+
+  [50] Die beiden negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso die
+  für die Entionisierung des Bleisuperoxydiones nötige positive
+  Elektrizität.
+
+  [51] Den vier H· der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO₄′′.
+
+
+
+
+3. Kapitel.
+
+Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.
+
+
+1. ~Kapazität.~ Unter der Kapazität eines Akkumulators versteht man
+diejenige Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden, die der
+Akkumulator, wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann. Vor
+allem muß der Akkumulator, wenn man seine Kapazität bestimmen will,
+vorschriftsmäßig geladen werden (s. Kap. 4); ferner ist zu
+berücksichtigen, daß bei der Entladung eine gewisse Stromstärke nicht
+überschritten werden darf; die Entladung hat man als beendigt anzusehen,
+wenn die anfängliche Spannung um etwa 10% gesunken ist.
+
+  Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazität;
+  natürlich ist dann praktisch die Kapazität des Elementes durch
+  diejenige der Elektrode mit geringerer Kapazität gegeben.
+
+Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die elektromotorische Kraft des
+vollgeladenen Akkumulators 2,03 Volt, sodaß man mit der Entladung
+solange fortfahren kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt beträgt
+(nicht die elektromotorische Kraft, s. S. 105). Wird ein Akkumulator mit
+der konstanten Stromstärke J entladen, und dauert die Entladung in dem
+angegebenen Sinne t Stunden, so beträgt die Kapazität (bei t-stündiger
+Entladung) J × t Amperstunden.
+
+Da die Elektrizität, die ein Akkumulator abgibt, aus chemischer Energie
+entsteht, so hängt die Kapazität von der Menge des Bleischwammes und der
+Menge des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln können.
+Der Umsatz kann natürlich nur dort erfolgen, wo die wirksame Masse mit
+Schwefelsäure in Berührung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage
+hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser gesagt: Der
+Elektrolyt) in die Platten eindringen, beträgt nur Bruchteile eines
+Millimeters; sie ist etwas größer, wenn sich in der aktiven Masse poröse
+Substanzen befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazität eines
+Akkumulators und damit seine Leistung steigern will, darauf angewiesen,
+die Oberfläche der Platten zu vergrößern. Es sei hier die Bemerkung
+eingeschoben, daß man in der Technik zwischen der ~projizierten~
+Oberfläche, wie sie sich durch Multiplikation von Länge und Breite
+ergibt, und der ~wirksamen~, d. h. der von dem Elektrolyten benetzten
+Oberfläche unterscheidet; letztere nennt man auch die ~abgewickelte~
+Oberfläche. Diese beiden sind umsomehr von einander verschieden, je
+poröser die aktive Masse ist, und je mehr Rippen, Zähne oder dergleichen
+sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte Oberfläche der
+positiven Elektrode a dm² und die Stromstärke J Amp., so ist J/a die
+~Stromdichte~, bezogen auf 1 dm².
+
+Würde man bei Elementen für größere Leistungen nur ~eine~ positive und
+eine negative Platte benutzen, so würde die Zelle unförmlich große
+Dimensionen haben. Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer
+mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen
+Platten werden durch Bleileisten miteinander verbunden (s. Kap. 7). Die
+Verwendung mehrerer positiver und negativer Platten gewährt noch einen
+anderen Vorteil; enthält nämlich eine Zelle nur zwei Platten (~eine~
+positive und ~eine~ negative), so sind fast nur die beiden sich
+gegenüberliegenden Oberflächen an der Stromlieferung beteiligt[52], es
+werden also bei jeder Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfläche
+ausgenutzt. Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und zwei
+negativen Platten, so sind von 6 Flächen nur 2 an dem chemischen Umsatze
+im beschränktem Maße beteiligt, d. h. nur etwa 33⅓% usw.
+
+Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1 größer als die der
+positiven, wenn die Zelle mehr als zwei Platten enthält; die erste,
+dritte usw. letzte Platte ist negativ. Ist also die Kapazität pro
+Quadratdezimeter projizierter Oberfläche bei der negativen Platte die
+gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazität der negativen
+etwas größer als diejenige der positiven. Im Laufe der Zeit vergrößert
+sich, wie später gezeigt wird, die Kapazität der Positiven im Vergleich
+zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete Anordnung wird also
+verhindert, daß die gesamte Kapazität der Positiven von derjenigen der
+Negativen später stark verschieden ist. Positive Platten werden auch aus
+dem Grunde nicht als Endplatten benutzt, weil sie, einseitig
+beansprucht, sich krümmen.
+
+Die ~Kapazität~ eines gegebenen Akkumulators ~hängt~ in hohem Maße von
+der ~Entladestromstärke~ ab. Bei der Entladung nämlich wird Säure für
+die Sulfatbildung verbraucht, so daß stets neue Säure in die Poren der
+aktiven Masse eindringen muß. Wird nun mit großer Stromdichte entladen,
+so kann die für den chemischen Umsatz nötige Säure nicht schnell genug
+in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren), so daß die
+elektromotorische Kraft, die ja von der Säuredichte abhängig ist, stark
+abnimmt, obschon noch größere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd
+vorhanden sind; wenn ferner keine Schwefelsäure mehr in Berührung mit
+der aktiven Masse ist, so hört der chemische Umsatz, d. h. der
+stromliefernde Prozeß, auf.
+
+  Meines Erachtens spielen hier auch die Volumänderungen, mit denen der
+  chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus 1 Gramm Blei oder
+  Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen größeren Raum ein als
+  das Blei oder Bleisuperoxyd. Während der Entladung werden sich daher
+  die vorhandenen Poren verengen und mit Bleisulfat ganz ausfüllen. Wird
+  mit schwachem Strom entladen, so verengt sich die Pore in den
+  verschiedenen Querschnitten nahezu gleichmäßig; bei großer Stromdichte
+  aber wird sie hauptsächlich an der dem Elektrolyten zugewendeten Seite
+  enger oder verstopft sich; die Säurediffusion wird sehr erschwert und
+  hört bald auf. Bei der Ladung verringert sich das Volumen der aktiven
+  Masse, und die Poren erweitern sich. Nach dieser Erklärung müßte die
+  Aufnahmefähigkeit[53] bei der Ladung (Ladungskapazität) weniger von
+  der Stromdichte abhängig sein als die Kapazität bei der Entladung. Die
+  Erfahrung zeigt, daß dies in der Tat der Fall ist.
+
+Ferner muß man schließen, daß die ~Kapazität der Negativen in höherem
+Maße von der Entladezeit~ oder von der Stromdichte bei der Entladung
+~abhängig ist~ als die Kapazität der Positiven.
+
+  Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge (z. B. 3,85
+  Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist größer als die
+  Differenz des Volumens der äquivalenten Menge Bleisuperoxyd (z. B.
+  4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen Bleisulfats.
+
+  Durch eingehende Untersuchung gelangt auch ~E. Sieg~ zu diesem
+  Resultate (l. c. S. 83), er findet nämlich, „daß die
+  Bleischwammplatten (und zwar Großoberflächen- und gepastete Platten)
+  bei genau gleicher „absoluter‟ Kapazität, d. h. derjenigen Kapazität,
+  die von den Platten geleistet werden kann, wenn die Entladestromstärke
+  sehr klein gewählt wird, gegen Erhöhung der Beanspruchung
+  empfindlicher sind als Superoxydplatten‟. Daraus würde sich dann der
+  Schluß ergeben, daß bei Akkumulatoren, die mit großer Stromdichte
+  entladen werden sollen, die absolute Kapazität der negativen Platten
+  größer zu wählen ist als diejenige der positiven.
+
+  ~Dolezalek~ folgert aus dem Umstande, daß die Konzentrationsänderungen
+  an der Superoxydelektrode erheblich größer sind als an der
+  Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet wird), daß
+  die Kapazität der Superoxydelektrode geringer sein muß als die einer
+  aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c. S. 86). Wenn
+  demnach die Konzentrationsänderungen allein maßgebend wären, so müßte
+  die positive Platte die empfindlichere sein.
+
+Man kann weiter schließen, daß die Kapazität von der Porosität der
+aktiven Masse abhängig sein wird, besonders bei Entladungen mit großer
+Stromdichte. Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische
+Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.
+
+Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet werden, die sich bei
+der Entladung in Bleisulfat umwandeln, so ist es selbstverständlich, daß
+die Art der vorhergegangenen Ladung auf die Kapazität einen Einfluß
+ausübt. Je geringer die Stromdichte bei dieser Ladung war, um so mehr
+Bleischwamm ist auf der negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO₂
+auf der positiven.
+
+Bei stationären Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen) geht man in der
+Regel nicht unter dreistündige Entladezeit herab. Nennt man die
+Kapazität bei dreistündiger Entladung c₃ und die bei zehnstündiger c₁₀,
+so gilt meistens mit großer Annäherung die Beziehung c₃ : c₁₀ = 26 : 35
+oder ungefähr = 3 : 4.
+
+  ~Schröder~[54] gelangte auf Grund von Untersuchungen an Akkumulatoren
+  der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der Formel
+
+  K · ∛J² = m,
+
+  wo K die Kapazität in Amperstunden, J die Entladestromstärke und m
+  eine für den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante ist.
+  Für die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von J liefert
+  die Formel hinreichend genaue Werte. -- C. ~Liebenow~ fand, daß für
+  schwache Entladungen
+
+          m
+  K = ---------
+      1 + c . J
+
+(m und c sind Konstante).
+
+Nach ~Peukert~[55] ist
+
+  Jⁿ . t = const.,
+
+  wo J die Entladestromstärke, t die Entladedauer, n einen durch das
+  Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten
+  Typen zwischen 1,35 und 1,72.
+
+Die gesamte Elektrizitätsmenge, die man einem Akkumulator entnehmen
+kann, ist, um es noch einmal zu wiederholen, durch das Gewicht des
+vorhandenen bezw. zugänglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes
+gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10stündiger Entladung
+100 Amperstunden abgeben, so müssen auf der negativen Elektrode
+~mindestens~ 385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens 446
+Gramm Bleisuperoxyd angehäuft sein (siehe S. 37). In Wirklichkeit müssen
+aber größere Mengen der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei
+10stündiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles PbO₂ umgewandelt
+wird.
+
+  Eine vollständige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials ist
+  sogar theoretisch nicht möglich, weil PbSO₄ ein sehr schlechter Leiter
+  ist. Nach Roloff werden bei 3stündiger Entladung bei den Positiven
+  45%, bei den Negativen 25% der anfänglich vorhandenen aktiven Masse
+  ausgenutzt.
+
+Natürlich mußten dem Akkumulator, wenn er 100 Amperstunden abgeben soll,
+bei der vorhergegangenen Ladung mindestens 100 Amperstunden zugeführt
+worden sein. Es ist allerdings denkbar, daß ein Akkumulator ~ein Mal~
+mehr Elektrizität abgibt, als man bei der Ladung in ihn hineingeschickt
+hat, indem nämlich Blei und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten
+Entladung nicht in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.
+
+Da die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladezeit im engsten
+Zusammenhange mit den Diffusionsvorgängen steht, so kann man
+voraussagen, daß die Änderungen für die verschiedenen Systeme nicht die
+gleichen sind; bei Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) wird diese
+Abhängigkeit nicht so groß sein, wie bei pastierten Platten.
+
+Außer von der Entladestromstärke hängt die Kapazität von der Dicke der
+aktiven Schicht, der Säuredichte und von der Temperatur ab. Ist das
+Bleisuperoxyd und ebenso der Bleischwamm als sehr dünner Überzug auf
+einer großen Oberfläche verteilt, so kann die für die Bleisulfatbildung
+nötige Säure leichter in das Innere eindringen, als wenn die wirksame
+Masse eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfläche bildet.
+
+  Der Forderung möglichst dünne Platten zu Verwenden, stehen folgende
+  Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert sich, die
+  Platten müssen eine gewisse mechanische Festigkeit haben, bei sehr
+  dünnen Platten ist nicht genügend Raum für die Aufnahme der Paste
+  vorhanden, der Widerstand der Platten wird größer.
+
+~Die Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte~ hat zuerst
+~Heim~[56] näher untersucht. Er fand, daß die Kapazität, wenn man die
+Säuredichte vergrößert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt; das
+Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von 1,1. Nach ~Earle~ ist
+die Kapazität am größten, wenn die Säuredichte etwa gleich 1,25 ist. Da
+bei dieser Dichte verdünnte Schwefelsäure (genauer bei 1,22) das Maximum
+der Leitfähigkeit besitzt, so darf man die Kapazität als eine Funktion
+des Leitungsvermögens des Elektrolyten ansehen, ein Schluß, der mit
+unseren früheren Überlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien dringen
+eben um so tiefer in das Innere der aktiven Masse ein, die Umwandlung in
+Bleisulfat ist um so vollständiger, je besser die Säure leitet.
+
+~Der Einfluß der Temperatur auf die Kapazität~ ist ein nicht
+unerheblicher. Durch Messungen von ~Heim~[57] ergab sich, daß die
+Kapazität pro 1° Temperaturerhöhung innerhalb der Grenzen 14° und 45° um
+2,6% des der Temperatur 19° entsprechenden Betrages stieg. Die Zunahme
+der Kapazität mit der Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der
+Konzentrationsänderungen (infolge größerer Beweglichkeit der Säure),
+sowie durch die Zunahme des Leitungsvermögens des Elektrolyten[58]
+erklärt werden. In der Praxis kann man von der Kapazitätssteigerung
+durch Erwärmung der Säure schon aus dem Grunde keinen Gebrauch machen,
+weil sie eine vorzeitige Abnutzung der Platten zur Folge hat.
+
+Zu bemerken ist noch, daß bei einem Akkumulator, der mit Ruhepausen
+entladen wird, die Kapazität eine andere ist, als bei einem Elemente,
+das mit gleicher Stromstärke ohne Unterbrechung beansprucht wird; sind
+die Ruhepausen nicht so groß, daß die Selbstentladung während derselben
+merkliche Verluste verursacht (siehe S. 106), so ist die Kapazität im
+ersteren Falle die größere.
+
+  ~B. Albrecht~ fand, daß bei Akkumulatoren mit positiven
+  Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) eine merkliche Zunahme der
+  Kapazität infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist
+  dieser Umstand der Selbstentladung während der Ruhepausen
+  zuzuschreiben. Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme
+  der Kapazität infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die
+  prozentuale Zunahme um so bedeutender, je größer die
+  Entladestromstärke ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit
+  Platten ~einer~ Firma ausgeführt. (Näheres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)
+
+Die Kapazität eines Akkumulators ändert sich im Laufe der Zeit. In der
+Regel nimmt sie zuerst zu, erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei
+ist zu beachten, daß verschiedene Fabriken die Platten in nicht fertig
+formiertem Zustande liefern, so daß in der ersten Zeit die Formation
+fortschreitet und die Aufnahmefähigkeit steigt. Auch bei Platten, die
+soweit als möglich in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazität
+wachsen; es gilt dies besonders von positiven Großoberflächenplatten (s.
+Planté-Formation). Andererseits kann die Kapazität im Gebrauche geringer
+werden, weil aktive Masse aus dem Gitter herausfällt oder abbröckelt.
+
+  Wenn man zwischen Kohlenelektroden verdünnte Schwefelsäure
+  elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden
+  zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen
+  gleichsam abgerieben oder losgesprengt.
+
+Über die Kapazitätsabnahme infolge der Verbleiung siehe Kap. 7. Auch die
+Sulfatation hat einen Rückgang der Kapazität zur Folge (s. Kap. 5).
+
+Die Beschaffenheit der Elektroden übt, wie P. Schoop[59] sagt, einen
+schwer kontrollierbaren Einfluß auf die Kapazität aus. Ist eine
+Batterie längere Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazität
+geringer. Durch mehrmaliges Laden und Entladen muß man dann die Platten
+auffrischen.
+
+Eine ~Kapazitätsprobe~ wird bei der Abnahme einer gelieferten Batterie
+ausgeführt; auch empfiehlt es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man
+über den Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn sie längere
+Zeit nicht benutzt worden ist. Die Prüfung geschieht folgendermaßen: Die
+Batterie wird mit normaler Stromstärke (etwa der der fünfstündigen
+Ladung entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung soll die
+Entladung beginnen. Man reguliert die Stromstärke so, daß sie den für
+die betreffende Entladezeit (z. B. fünf Stunden) vorgeschriebenen Wert
+hat und hält sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen
+(z. B. für den Betrieb von Motoren, oder für elektrolytische Zwecke), so
+schaltet man die Batterie auf einen regulierbaren Metall- oder
+Wasserwiderstand (der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem wegen
+der Schaumbildung, des Siedens der Flüssigkeit usw.). Am einfachsten
+bestimmt man die abgegebene Elektrizitätsmenge mittels eines Coulomb-
+oder Amperstundenzählers; benutzt man hierfür ein Amperemeter, so muß
+man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten die Stromstärke ablesen. Durch
+ein mit den Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die Spannung
+gemessen. Der Versuch ist natürlich abzubrechen, wenn die untere
+Spannungsgrenze erreicht ist, d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10%
+der anfänglichen gesunken ist. -- Aus früheren Betrachtungen ergibt sich
+übrigens, daß man durch eine einmalige Entladung ein zuverlässiges
+Resultat nicht erhalten kann.
+
+Hat man gefunden, daß die Kapazität eines Akkumulators zurückgegangen
+ist, so ist es von Wichtigkeit zu wissen, ob die Ursache an der
+positiven oder an der negativen Elektrode liegt. Um dies zu prüfen,
+bedient man sich der ~Fuchsschen Methode~; das Verdienst, diese in die
+Akkumulatorentechnik eingeführt zu haben, gebührt ~C. Liebenow~[60]. Man
+bedient sich bei dieser Methode einer sogen. ~Hilfselektrode~, am
+einfachsten eines amalgamierten Zinkstäbchens oder am besten eines
+Kadmiumblechs; die Meßelektrode[61] taucht man so in die Säure ein, daß
+sie von möglichst wenig Stromfäden getroffen wird. Sie bildet in
+verdünnter Schwefelsäure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit dem
+Bleischwamm ein galvanisches Element. Die elektromotorischen Kräfte e₁
+und e₂ betragen bei der gewöhnlichen Säuredichte bei Beginn der
+Entladung
+
+  für Zink    und Bleisuperoxyd 2,41 Volt,
+  „    „       „  Bleischwamm   0,40   „ ,
+  „   Kadmium  „  Bleisuperoxyd 2,17   „ ,
+  „    „       „  Blei          0,16   „ .
+
+e₁ - e₂ ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt, mit großer Annäherung
+die elektromotorische Kraft des Akkumulators. Entnimmt man der Zelle
+Strom, so ändern sich e₁ und e₂ etwas, und es ist jetzt ihre Differenz
+gleich der Klemmenspannung, wenn der innere Widerstand des Elementes so
+klein ist, daß man das Produkt i · w vernachlässigen kann.
+
+Man macht während der Entladung eine größere Reihe von Messungen und
+trägt die Werte von e₁ und e₂ sowie diejenigen für die Klemmenspannung
+auf Millimeterpapier nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit zu
+Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man erhält so drei Kurven,
+die den Verlauf der Klemmenspannung und der elektromotorischen Kräfte
+der beiden Kombinationen
+
+  Hilfselektrode | verdünnte Schwefelsäure | Bleisuperoxyd
+      „          |      „          „       | Bleischwamm
+
+anzeigen. Die elektromotorischen Kräfte e₁ und e₂ müssen sich bei
+fortschreitender Entladung einander allmählich nähern, da die positive
+und die negative Platte einander ähnlich werden. Bei gleicher Kapazität
+der beiden Platten müssen offenbar die Kurven zur selben Zeit, nämlich
+wenn die Klemmenspannung anfängt abzufallen, stark umbiegen, die eine
+nach unten, die andere nach oben.
+
+Nach ~Sieg~ sind die positiven Platten entladen, sobald sie gegen
+Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die negativen, sobald sie gegen Kadmium
+über 0,2 Volt haben.
+
+~Liebenow~ gelangt auf Grund seiner Beobachtungen zu der Regel, daß die
+Fuchssche Methode dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine
+wesentliche Verschiedenheit der Kapazität beider Plattensorten anzeigt.
+Wenden sich dagegen die beiden Kurven (e₁ und e₂) beim Herabgehen der
+Klemmenspannung gleichzeitig, so können positive und negative Platten
+die gleiche Kapazität haben, es kann aber auch die der einen kleiner
+sein als die der anderen.
+
+~Wirkungsgrad~[62]. Nennt man die einem Elemente während der Ladung
+zugeführte Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden (oder in
+Coulomb), Q₁ und die während der Entladung von der Zelle abgegebene
+Elektrizitätsmenge Q₂, so ist
+
+  Q₂
+  -- der Wirkungsgrad.
+  Q₁
+
+Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100, so erhält man den
+Wirkungsgrad in Prozenten der hineingeladenen Elektrizitätsmenge.
+
+Da Q₁ und Q₂ von der Stromdichte, also auch von der Dauer der Ladung und
+Entladung, abhängig sind, so empfiehlt es sich, mit derselben
+Stromdichte zu entladen, mit der geladen wurde (s. Kapazität).
+
+Der Wirkungsgrad beträgt aus verschiedenen Gründen weniger als 100% (in
+der Praxis nimmt man 85-90% an). Stromverluste, die man bei
+Laboratoriumsversuchen auf 3-4% herunterdrücken kann, werden zum Teil
+durch eine schwache während der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung
+verursacht. Je größer die Stromdichte bei der Ladung ist, um so größer
+ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um so größer wird also auch
+der Bruchteil des Stromes, der für die Gasbildung nutzlos verwertet
+wird. Besonders während der „Überladung‟ (Ladung nach Beginn des
+„Kochens‟) werden größere Elektrizitätsmengen für die Abscheidung von
+Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht, die bei der Entladung nicht
+wiedergewonnen werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man daher
+von einer Überladung absehen.
+
+Kleine Verluste können auch dadurch verursacht werden, daß während der
+Ladung Teilchen der aktiven Masse durch die Gase abgekratzt oder
+losgesprengt werden.
+
+Läßt man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt stehen, so erfolgt
+Selbstentladung, die eine Verringerung von Q₂ zur Folge hat. Je länger
+also die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist, um so geringer
+wird der Wirkungsgrad.
+
+~Nutzeffekt~[63]. Man versteht darunter den Quotienten, den man erhält,
+wenn man die vom Akkumulator während der Entladung abgegebene Energie
+(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator bei der
+vorhergegangenen Ladung zugeführte Energie (in Wattstunden) dividiert.
+Beispiel: Eine Zelle wurde mit 50 Amper 4 Stunden lang geladen; die
+mittlere Ladespannung war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugeführte
+Energie w₁ betrug
+
+  w₁ = 2,3 . 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.
+
+Die Zelle wurde etwa ½ Stunde nach der Ladung mit 50 Amp. entladen; nach
+ungefähr 3¾ Stunden war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die
+mittlere Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund 1,9 Volt
+betrug, so belief sich die vom Akkumulator abgegebene Leistung w₂ auf
+
+  w₂ = 50 . 3,75 . 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.
+
+Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich
+
+  w₂   356,25
+  -- = ------ = 0,77 oder 77%.
+  w₁     460
+
+Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer Stromdichte lädt und
+entlädt, einen Nutzeffekt von 90% und noch mehr erzielen. Mit
+zunehmender Entladestromstärke nimmt der Quotient ab. In der Praxis
+rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%. [Auf die Rolle, die die
+zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam
+gemacht worden.]
+
+Man könnte der Ansicht sein, daß der Nutzeffekt deshalb mit wachsender
+Entladestromstärke sinkt, weil bei größerer Stromdichte der innere
+Widerstand des Akkumulators zunimmt. Daß sich dieser mit der Stromstärke
+und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme von Elektrizität etwas
+ändert, soll später nachgewiesen werden. Einstweilen begnügen wir uns
+mit der Bemerkung, daß der innere Widerstand auch kleiner Zellen in den
+verschiedenen Stadien der Ladung und Entladung und daher auch der
+Spannungsverlust im Elemente (i · w) so klein ist, daß durch ihn der
+Nutzeffekt nur in geringem Maße beeinflußt wird. Die Gründe, weshalb der
+Nutzeffekt weit unter 100% liegt, sind schon früher dargelegt worden;
+diese sind die Konzentrationsänderungen und die Abhängigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der Säuredichte.
+
+  Daß durch die Konzentrationsänderungen, die sich sowohl bei der Ladung
+  wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht werden,
+  kann man sich auch folgendermaßen klar machen. Wenn man zwei
+  Schwefelsäurelösungen verschiedener Konzentration mischt, so wird
+  Wärme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander vermischten Säuren
+  getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied hergestellt werden,
+  so muß Arbeit aufgewendet werden. Da nun im Akkumulator durch den
+  Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt und aufrecht erhalten
+  wird, so muß hierfür elektrische Energie verbraucht werden.
+  ~Dolezalek~ leitet eine Formel für die betreffenden Energieverluste
+  ab, aus der sich ergibt, daß der Nutzeffekt abhängig ist von dem
+  mechanischen Bau (Porosität) der Platten, von der Leitfähigkeit der
+  Plattensäure, von der Stromstärke und von der Zeit. Beachtenswert ist,
+  daß diese Energieverluste, ebenso wie die der Jouleschen Wärme
+  entsprechenden der Leitfähigkeit der Säure umgekehrt proportional
+  sind. Da nun Säure vom spezifischen Gewicht 1,22 (ca. 30%
+  Schwefelsäure) das Maximum der Leitfähigkeit besitzt, so ist der
+  Nutzeffekt bei dieser Säuredichte am größten.
+
+Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen, wenn man die Lade- und
+Entladekurve aufgenommen hat. Wählt man nämlich für die beiden Kurven
+dieselben Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen als
+Ordinaten), so schließen dieselben eine Fläche ein, die ein Maß für die
+Energieverluste ist. Um dies zu beweisen, denken wir uns die Zeit in
+Abschnitte t₁, t₂ ... zerlegt, die so klein sind, daß man von der
+Änderung der Spannung während eines jeden Intervalls absehen kann.
+Nennen wir die zugehörigen Spannungen bei der Ladung E₁, E₂ ..., bei der
+Entladung e₁, e₂ ..., und bezeichnen wir die (konstante) Stromstärke,
+die bei der Ladung und Entladung die gleiche sein muß, mit J, so ist die
+
+     Ladearbeit während der Zeit t₁ gleich E₁ · J · t₁,
+         „         „     „   „   t₂   „    E₂ · J · t₂ ...
+  Entladearbeit    „     „   „   t₁   „    e₁ · J · t₁,
+         „         „     „   „   t₂   „    e₂ · J · t₂ ...
+
+Der Energieverlust in der Zeit t₁ ist mithin (E₁ - e₁) · J · t₁ oder
+proportional (E₁ - e₁) · t₁. Durch dieses Produkt wird aber das der Zeit
+t₁ entsprechende Stück der zwischen den beiden Kurven liegenden Fläche
+dargestellt usw.
+
+Der ~innere Widerstand~ eines Akkumulators, der bei Pufferbatterien (s.
+Kap. 9) eine wichtige Rolle spielt, kann in drei Summanden zerlegt
+werden, nämlich in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen
+Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w_{p}), denjenigen
+in der negativen Elektrode (w_{n}) und den Widerstand in der Säure
+zwischen den Elektroden (w_{s}). Zu w_{p} und w_{n} ist auch derjenige
+Widerstand zu rechnen, den die Elektrizität in der in den Poren
+befindlichen Säure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst
+gleichen Umständen bei ~Planté~-Platten einen anderen Wert haben als bei
+~Faure~-Platten, ändern sich im Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr
+Bleisulfat nämlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen
+verteilt ist, um so größer werden w_{p} und w_{n}; ferner steigt bezw.
+sinkt die Konzentration der Säure in den Poren; endlich hat die
+Erzeugung von Joulescher Wärme eine Temperaturerhöhung zur Folge. Auch
+mit dem Alter der Platten ändern sich die beiden Widerstände (s.
+Lebensdauer).
+
+w_{s} ist ebenfalls variabel, da die Dichte der Säure zwischen den
+Platten (der „äußeren‟ Säure) während der Ladung zunimmt und bei der
+Entladung sinkt; dies gilt besonders von denjenigen Schichten der Säure,
+die an die Oberflächen der Platten grenzen; auch können Gase, die sich
+gegen Ende der Entladung entwickeln, eine Vergrößerung von w_{s}
+verursachen.
+
+Die Leitfähigkeit einer Schwefelsäurelösung ändert sich mit dem
+spezifischen Gewichte. Setzt man einer bestimmten Menge Wasser
+Schwefelsäure in kleineren Quantitäten nach und nach zu, so findet man,
+daß das Leitungsvermögen zuerst schnell, dann langsam wächst, später
+aber wieder abnimmt; bei einer Säuredichte von 1,224 ist das
+Leitungsvermögen ein Maximum. Die betreffende Lösung enthält etwa 30,5
+Gewichtsprozente Schwefelsäure; der spezifische Widerstand (Widerstand
+pro cm³) beträgt etwa 1,35 Ohm[64].
+
+Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen Zustande kann wie
+derjenige eines jeden anderen elektrolytischen Apparates bestimmt
+werden. Bei der einfachen Brückenschaltung mit den von F. ~Kohlrausch~
+angegebenen Modifikationen (Wechselströme, Telephon) erhält man
+besonders bei größeren Zellen (bei solchen ist der Widerstand kaum ein
+Tausendstel Ohm groß) wegen der Übergangswiderstände an den Klemmen
+keine genauen Resultate. Diese werden bei der Brückenschaltung von
+~Matthiesen~ und ~Hockin~ eliminiert.
+
+  Angenähert (der Größenordnung nach) kann man den inneren Widerstand
+  folgendermaßen bestimmen. Man lädt das Element, dessen Widerstand man
+  ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten Akkumulatoren
+  unter Einschaltung eines Kurbelrheostats. Die Klemmen der Ladebatterie
+  seien k₁ und k₂, die daran befestigten Drähte d₁ und d₂. Legt man d₁
+  ~und~ d₂ an k₁ (oder an k₂), so gibt das zu untersuchende Element
+  Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn der Ladung nur wenig verschieden
+  von dem Ladestrom. Bei einiger Übung kann man innerhalb eines
+  Zeitraumes von einigen Sekunden laden, umschalten (also entladen) und
+  die nötigen Ablesungen an einem mit den Klemmen des Elementes
+  verbundenen Voltmeter vornehmen. Während der Ladung ist
+
+  e = E + i · w
+
+  (e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)
+
+  und während der Entladung ist
+
+  e′ = E - i · w.
+
+  Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angenähert)
+  gleich 2wi.
+
+Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators konstant wäre, so
+könnte man w leicht während der Ladung und Entladung bestimmen; denn
+dann wäre
+
+      e - E
+  w = -----.
+        i
+
+Es würde genügen, „den Stromkreis für kurze Zeit zu öffnen‟ und die
+Spannung, die das mit den Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter
+anzeigt (E), abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden Kapitel
+hervorgeht, gehen die Änderungen der elektromotorischen Kraft schnell
+vor sich, so daß die Unterbrechungsmethode sehr unzuverlässig ist. Will
+man den Widerstand einer Zelle während des Stromdurchganges genau
+bestimmen, so kann man die Methode von ~Uppenborn~[65] oder die von
+~Nernst~ und ~Haagn~ angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich
+von der gewöhnlichen Brückenmethode dadurch, daß zwei Widerstände durch
+Kondensatoren ersetzt sind, außerdem wird noch ein Hilfskondensator
+eingeschaltet, der verhindert, daß die Zelle Strom in die
+Brückenanordnung sendet[66]. (Eine ausführliche Beschreibung der
+verschiedenen Meßmethoden findet man in dem bekannten Werke von F.
+~Kohlrausch~, Leitfaden der Physik.)
+
+Nach Messungen von ~Haagn~ stieg der Widerstand einer kleinen Zelle
+während der etwa fünfstündigen Entladung von 0,018 bis 0,045 Ohm,
+während der Ladung fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von
+~Häberlein~ verhält sich der Widerstand bei Beginn zu demjenigen am Ende
+der Ladung wie 17 : 24. ~Roloff~ gibt für die Type 3 × J₁ der
+Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. an, daß der Widerstand bei Beginn der
+Entladung 0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.
+
+  Da die Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse von
+  der Stromdichte abhängig ist, so folgt erstens, daß bei schneller
+  Entladung (großer Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)
+  Widerstand größer ist als bei langsamer Entladung und zweitens, daß
+  der Spannungsabfall im Elemente (w · J) nicht linear mit der
+  Stromdichte wächst, sondern in einem etwas stärkeren Verhältnisse.
+
+Wenn man Zellen von verschiedener Kapazität, die aus Platten von
+derselben Konstruktion zusammengesetzt sind und Säure von derselben
+Dichte enthalten, mit gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das
+Produkt w · J als konstant ansehen; denn in dem Maße, in dem w bei den
+großen Zellen abnimmt, wächst J.
+
+  [52] Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verdünnte
+  Schwefelsäure zersetzt, so steigen an den Außenseiten der Elektroden
+  nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators wird
+  dementsprechend an der Außenseite der positiven und negativen
+  Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.
+
+  [53] Diese müßte eigentlich als „Kapazität‟ schlechthin bezeichnet
+  werden.
+
+  [54] E. T. Z. 1904, S. 587.
+
+  [55] E. T. Z. 1897, S. 287.
+
+  [56] E. T. Z. 1889, S. 88.
+
+  [57] E. T. Z. 1901, S. 811.
+
+  [58] Wenn man einen Elektrolyten erwärmt, so wächst das
+  Leitungsvermögen ziemlich stark.
+
+  [59] ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente.
+
+  [60] Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.
+
+  [61] Liebenow empfiehlt als Meßelektrode eine kleine Zelle aus Ton
+  (porös), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte Lösung von
+  Kadmiumsulfat in Akkumulatorensäure befindet. Ein durch einen Glasstab
+  isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam. Man stellt die Zelle auf
+  die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende muß dann von der Säure
+  benetzt werden. Die Anordnung entspricht einem Voltaschen Elemente,
+  bei dem eine Elektrode in einer mit verdünnter Schwefelsäure
+  angefüllten Tonzelle steht.
+
+  [62] Was hier „Wirkungsgrad‟ genannt wird, wird von anderen Autoren
+  als „Güteverhältnis‟ bezeichnet, während das Verhältnis der
+  entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten Energie
+  vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.
+
+  [63] Man vergleiche die Fußnote auf der vorigen Seite.
+
+  [64] Man bezieht das Leitvermögen (und den spezifischen Widerstand)
+  der Elektrolyte auf eine Säule von 1 cm Länge und 1 qcm Querschnitt,
+  also kurz auf 1 ccm.
+
+  [65] Näheres siehe ~Uppenborn~, Kalender für Elektrotechniker.
+
+  [66] Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.
+
+
+
+
+Viertes Kapitel.
+
+Ladung und Entladung.
+
+
+Wir wollen zunächst das ~Verhalten~ des Bleiakkumulators während der
+Ladung und Entladung betrachten.
+
+1. ~Ladung~. In den ersten Minuten nach Beginn der Ladung, für die das
+in Fig. 2 (s. S. 26) gegebene Schaltungsschema gilt, steigt die
+Klemmenspannung des Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18
+Volt[67]. Oft beobachtet man, daß die Spannung im Anfange der Ladung
+zuerst steigt und dann wieder etwas abfällt, daß also das erste Stück
+der Spannungskurve einen kleinen Höcker aufweist. Während des größten
+Teiles der Ladung wächst die Spannung nur ganz langsam bis zu 2,2 Volt;
+gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller Anstieg der Kurve.
+
+Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an den Anoden schon etwas
+früher; sie ist zuerst schwach, dann lebhaft; der Akkumulator „kocht‟.
+Die Klemmenspannung hängt besonders während der Gasbildung in hohem Maße
+von der Ladestromstärke ab (s. Fig. 7); hat der Strom noch den der
+vierstündigen Ladung entsprechenden Wert, so steigt die Spannung bis zu
+etwa 2,7 Volt und ev. noch höher.
+
+[Illustration: Fig. 7.]
+
+[Illustration: Fig. 8.]
+
+In den Fig. 7 und 8 ist der Verlauf der Klemmenspannung bei Beginn und
+gegen Ende der Ladung graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5
+Platten, 2 positiven und 3 negativen (10 cm × 14 cm); die ersteren waren
+Großoberflächenplatten. Die Stromdichte betrug zuerst etwa 0,6, später
+etwa 0,4 Amp. pro Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.
+
+Die Stromdichte war verhältnismäßig klein. Nach ~Heim~[68] ist
+bei dreistündiger Entladung die Stromdichte bei positiven
+Großoberflächenplatten 1,3-1 Amp. pro 1 dm².
+
+Vereinzelte Gasblasen sieht man während der ganzen Ladung emporsteigen.
+Die Gase, die sich entwickeln, sind die Elemente des Wassers, und zwar
+entweicht der Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den
+negativen Platten. Die stärkere Gasentwicklung ist ein Zeichen, daß der
+chemische Umsatz an den dem Strome zugänglichen Teilen der aktiven Masse
+nahezu vollendet ist. Hat man den Akkumulator mit der höchsten
+zulässigen Stromstärke geladen, so setzt man, sobald lebhafte Gasbildung
+erfolgt, den Strom auf die Hälfte bis ein Drittel seiner bisherigen
+Stärke herab.
+
+Die Klemmenspannung e während der Ladung kann in zwei Summanden zerlegt
+werden; der eine Teil dient dazu, die Gegenspannung (die momentane
+elektromotorische Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere, den
+Ohmschen Widerstand w der Zelle zu überwinden:
+
+  e = E + i · w.
+
+Man beobachtet oft, wie schon erwähnt wurde, daß kurze Zeit nach Beginn
+der Ladung die Potentialdifferenz der Klemmen etwas sinkt und dann
+wieder ansteigt. Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine Änderung
+des Widerstandes zurückzuführen, den der Strom in den Platten findet.
+Während der der Ladung vorausgegangenen Ruhepause bedecken sich die
+Elektroden wahrscheinlich mit einer sehr dünnen Schicht von
+schlechtleitendem Bleisulfat (s. Sulfatierung). Dieses wird, wenn die
+Ladung beginnt, in kurzer Zeit gelöst. Im übrigen wird durch die
+Änderung des inneren Widerstandes während der Ladung die Klemmenspannung
+nur wenig beeinflußt. Das anfängliche schnelle und das spätere langsame
+Wachsen der Klemmenspannung ist auf die Änderung der Konzentration der
+Säure in den Poren der wirksamen Masse und der äußeren Säure
+zurückzuführen. Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den Poren Säure
+frei, die Konzentration (und damit die elektromotorische Kraft) steigt
+so lange, bis in jedem Zeitteilchen gerade soviel Säure durch Diffusion
+nach außen gelangt, wie in den Poren durch den chemischen Umsatz erzeugt
+wird. Je größer die Ladestromstärke ist, um so größer wird der
+Unterschied der Konzentration der beiden Säuren, um so größer wird die
+Klemmenspannung. Die Differenz der beiden Konzentrationen können wir,
+wenn mit konstanter (nicht zu großer) Stromdichte geladen wird, als
+konstant ansehen; wächst also die Dichte der äußeren Säure, so nimmt
+auch diejenige der Säure in den Poren zu.
+
+Gegen Ende der Ladung werden von den Platten Gase absorbiert, man
+spricht daher von einer „Gaspolarisation‟. Da die Okklusionsfähigkeit
+des Bleies nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die
+Gaspolarisation überhaupt eine Rolle spielt. Übrigens kann man, wie wir
+gesehen haben, den starken Anstieg der Spannung gegen Ende der Ladung
+darauf zurückführen, daß der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und daher
+die Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen[69] eine sehr
+geringe wird (siehe Theorie von ~Liebenow~).
+
+Verschiedene Firmen schreiben vor, daß die von ihnen gelieferten
+Akkumulatoren ab und zu nach Beginn der lebhaften Gasentwicklung noch
+längere Zeit, etwa 2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der
+Zweck der ~Überladung~, die im allgemeinen schädlich ist, weil durch die
+entweichenden Gase Teilchen der aktiven Masse abgerissen werden, die
+ferner eine nicht unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge
+hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, daß einzelne Zellen
+einer Batterie aus irgend einem Grunde gegen die anderen
+„zurückbleiben‟. Bei diesen Zellen erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat
+in Blei bezw. Bleisuperoxyd langsamer als bei den übrigen Elementen, die
+sich in normalem Zustande befinden. Während der Überladung geht nun die
+chemische Umwandlung in den kranken Zellen noch weiter vor sich, so daß
+ihnen Gelegenheit gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden durch die
+während der Überladung entweichenden Gasblasen Strömungen in der Säure
+hervorgerufen (die Säure wird aufgewühlt), die eine Vermischung der
+unteren, dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur Folge
+haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen dadurch zustande, daß
+während der Ladung konzentrierte Schwefelsäure zu Boden sinkt. (Die
+Konzentrationsunterschiede kann man leicht nachweisen, indem man mittels
+eines Hebers Säure aus den oberen und den unteren Schichten entnimmt und
+mittels des Aräometers die Dichte mißt.)
+
+~Die Stromdichte darf bei der Ladung einen gewissen oberen Grenzwert
+nicht überschreiten~, weil sonst 1. die Umwandlung nur oder fast
+ausschließlich an der Oberfläche der Platten vor sich geht (s.
+Kapazität), 2. die Ladespannung einen zu hohen Wert hat (s. Nutzeffekt)
+und 3. infolge der schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden
+Volumänderungen sich der Zusammenhang zwischen der aktiven Masse lockern
+kann (s. auch S. 14, Überschwefelsäure).
+
+Die größte zulässige Stromdichte hängt von der wirksamen Oberfläche, von
+der Dicke der aktiven Schicht und von der Porosität der Platten ab.
+Gewöhnlich beträgt ~der maximale Ladestrom~ (wie er von den Fabriken
+angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte Teil der Kapazität bei
+dreistündiger Entladung angibt. Ist z. B. die Kapazität bei
+dreistündiger Entladung 120 Amperstunden, so ist die maximale
+Ladestromstärke gleich 40 Amp.
+
+Kennt man die ~maximale Ladestromstärke~ nicht, so bestimme man die
+projizierte Oberfläche der Positiven; ist die Länge einer Platte a cm,
+die Breite b cm, so ist die Oberfläche einer Platte 2 a b cm²; pro
+Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.
+
+  ~Eine untere Grenze für die Ladestromstärke gibt es nicht~; im
+  Gegenteil, je kleiner die Stromstärke, um so günstiger die Ökonomie,
+  um so gründlicher erfolgt der chemische Umsatz. Besonders wenn Zellen
+  zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder einige Zeit in entladenem
+  Zustande gestanden haben, ist ihnen eine Ladung mit schwachem Strome
+  von Nutzen.
+
+Über die ~Ladung~ von Akkumulatoren bei ~konstanter Spannung~ hat
+~Heim~[70] eingehende Versuche ausgeführt.
+
+Einer Reihe von Ladungen mit (angenähert) konstanter Stromstärke, wie
+sie für drei- bis vierstündige Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von
+normalen Ladungen, folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4
+Volt, später von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anfängliche
+Stromstärke eine verhältnismäßig sehr große, sie sinkt aber schnell. Die
+Zellen nehmen in jedem Augenblicke diejenige Elektrizitätsmenge auf, die
+ihrem momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn der Ladung ist
+die Aufnahmefähigkeit der Zelle eine sehr große. Es ergab sich, daß „der
+Nutzeffekt beim Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt und
+einer Ladezeit von etwa ½ Stunde nicht sehr wesentlich ungünstiger
+ausfällt, als man ihn bei 3½- bis 4stündigen Ladungen und 3stündigen
+Entladungen mit konstantem Strome erzielt‟. Ferner fand ~Heim~, daß
+durch eine 1½stündige Ladung bei konstanter Spannung von 2,4 Volt die
+Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt dagegen fast so weit geladen werden, wie
+durch 3½stündige Ladungen mit konstanter Stromstärke. Durch ½stündige
+Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die Hälfte, durch ½stündiges Laden mit
+2,5 Volt zwei Drittel der beim Laden mit konstanter Stromstärke
+erzielten Kapazität. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war fast so
+günstig wie bei der Ladung mit konstanter Stromstärke.
+
+Von der Ladung mit konstanter Spannung wird man aber nur in
+Ausnahmefällen Gebrauch machen, wohl nur dann, wenn die Zeit, die für
+die Ladung zur Verfügung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung
+die schnellere Abnutzung der Platten und vielfach auch der hohe Betrag
+der anfänglichen Stromstärke im Wege steht. War doch die Stromstärke bei
+Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal größer als der höchste zulässige
+Ladestrom[71] und zwar bei einer Type „für starke Entladung‟.
+
+2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen ~Stromquellen~
+beschäftigen, die ~für die Ladung~ von Akkumulatoren in Betracht kommen.
+
+Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn vorhanden ist ein a)
+~Anschluß an ein Gleichstromnetz~. Da die positive Leitung an den
+positiven Pol der Batterie anzuschließen ist, so muß man in
+zweifelhaften Fällen zunächst die Polarität der Leitungen bestimmen. Am
+einfachsten benutzt man die elektrochemische Methode: Man kann z. B.
+einen Wasserzersetzungsapparat mit den Drähten des Netzes verbinden,
+wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand der Strom abzuschwächen
+ist; diejenige Elektrode, an der die Gasentwickelung am stürmischsten
+erfolgt, ist mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt man
+für die Bestimmung der Polarität Polreagenzpapier[72]. Dieses wird vor
+dem Gebrauche mit Wasser angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage
+(die Tischplatte) gelegt. Die Enden der Drähte, deren Polarität man
+bestimmen will, drückt man gegen das Papier; dieses färbt sich, wenn es
+mit der Lösung eines Alkalisalzes (+ Phenolphtaleïn) imprägniert ist, an
+derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte berührt wird,
+rot.
+
+Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet oder
+gruppenweise (z. B. die Hälfte) hintereinander und die Gruppen parallel
+schaltet, hängt von der zur Verfügung stehenden Netzspannung ab.
+Beträgt z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als
+Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man 110/2,7 = 41 Zellen in
+Hintereinanderschaltung laden. Soll eine größere Anzahl von Zellen
+geladen werden, handelt es sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden
+je 40 Zellen in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,
+zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die beiden positiven
+Pole durch einen Draht miteinander und ebenso die beiden negativen; an
+die beiden Verbindungsdrähte wird die Netzleitung angeschlossen (siehe
+auch S. 97).
+
+In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter und einen
+veränderlichen Widerstand ein. Je größer die Spannung des Netzes und je
+kleiner die Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so größer muß der
+Rheostat sein.
+
+  Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromstärke
+  15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn der Ladung rund 2
+  Volt beträgt, so müssen in dem Vorschaltwiderstand 110 - 40 = 70 Volt
+  erdrosselt werden. Der Spannungsabfall in einem Widerstande von w Ohm
+  beträgt aber, wenn ein Strom von i Amper durch den Widerstand fließt,
+  w · i Volt. Mithin muß der Vorschaltwiderstand 70/15 = 4,7 Ohm haben.
+  Ist er etwas kleiner, so schadet das weiter nichts, da die
+  Gegenspannung jeder Zelle in ganz kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. --
+
+Will man mit konstanter Stromstärke laden, so muß man von Zeit zu Zeit
+einen Teil des Vorschaltwiderstandes abschalten[73].
+
+Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen und die Netzspannung hoch
+ist, so kann man statt eines Kurbelrheostates Glühlampen als
+Vorschaltwiderstand benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen für
+110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also bei normalem
+Stromdurchgang einen Widerstand von etwa 220 Ohm (der Widerstand des
+Kohlefadens nimmt mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher
+Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand von 220/n Ohm; je
+größer man also n macht, um so stärker wird der Ladestrom. Das
+Schaltungsschema ist in Fig. 9 dargestellt: _L_₁ und _L_₂ sind die
+Drähte der Starkstromleitung, _L.W._ ist der Lampenwiderstand, _B_ die
+Batterie.
+
+[Illustration: Fig. 9.]
+
+  Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von Zellen, so ist
+  die Stromentnahme aus einem Netze höherer Spannung nicht ökonomisch,
+  da der größte Teil der entnommenen Energie in dem Vorschaltwiderstand
+  nutzlos in Wärme umgesetzt wird.
+
+b) ~Anschluß an ein Wechselstromnetz.~ Wechselstrom kann man für die
+Ladung einer Batterie nicht verwenden. Es muß also entweder eine
+Umformung in Gleichstrom erfolgen, oder es muß die eine Hälfte einer
+jeden Stromwelle unterdrückt bezw. stark geschwächt werden.
+
+Die Umformung erfolgt entweder in einem ~Motorgenerator~ (Motordynamo)
+oder in einem ~Einanker-Umformer~ (auch rotierender Umformer genannt).
+Ersterer besteht aus einem Wechselstrommotor und einer von diesem
+angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer ist eine Dynamomaschine,
+deren Anker auf der einen Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit
+einem Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung eines
+Motorgenerators gewährt den Vorteil, daß man die Spannung der
+Gleichstrommaschine in einfacher Weise regulieren kann, während eine
+Änderung der Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer zwar
+möglich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist nämlich das Verhältnis
+zwischen der eingeleiteten Wechselspannung und der von den Bürsten
+abgenommenen Gleichstromspannung ein festes[74], und zwar geben
+theoretisch bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugeführte
+(effektive) Spannung 141 Volt (100:√½) Gleichstromspannung und bei
+Drehstrom-Gleichstromumformern entsprechen 100 Volt Spannung zwischen
+zwei Schleifringen (Phasenstromspannung) 163 Volt (100:½√⅔) an den
+Bürsten.
+
+Als „~Gleichrichter~‟ kann auch die ~Quecksilberdampflampe~ von ~Cooper
+Hewitt~ benutzt werden, die u. a. von der Firma Heräus in Hanau auf den
+Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen Elektroden (z.
+B. zwischen Eisen und einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen
+her, so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom Eisen zur
+Kohle) über als im anderen Sinne[75]. Bei der Quecksilberdampflampe sind
+die Elektroden Eisen und Quecksilber. In der Physikal.-Techn.
+Reichsanstalt wurden eingehende Versuche und zwar durchaus
+zufriedenstellende mit diesem Gleichrichter angestellt, die sich auf
+Einphasen- und Drehstrom bezogen[76]. Es ergab sich, daß der
+Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug.
+Beträgt also die Netzspannung 150 Volt, so beträgt der Energieverlust
+bei 10,5 Amp. Stromstärke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters
+besteht auch darin, daß er ohne Beaufsichtigung (während der Nacht) im
+Betrieb bleiben kann.
+
+Die ~elektrolytischen Umformer~, welche die Umwandlung von Wechselstrom
+in pulsierenden Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.
+Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder Platin-)elektrode
+und verdünnter Schwefelsäure (oder einer Lösung der Sulfate der Alkalien
+oder des Alauns) einen elektrolytischen Apparat, so fließt bei
+Verwendung von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen Betrag
+nicht übersteigt, nur dann Strom durch die Zelle, wenn Aluminium die
+negative Elektrode ist (unipolare Elektrode). Man nimmt an, daß sich bei
+der umgekehrten Richtung das SO₄ mit Aluminium zu einer sehr dünnen
+unlöslichen Schicht von basischem Aluminiumsulfat verbindet, das den
+elektrischen Strom nicht leitet[77]. Nachdem also eine geringe
+Elektrizitätsmenge durch den Apparat geflossen ist, wird die Zelle zu
+einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend große Anzahl der Zellen
+hintereinander und verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,
+so wird von jeder Stromwelle die Hälfte unterdrückt und man erhält
+pulsierenden Gleichstrom[78].
+
+[Illustration: Fig. 10.]
+
+Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes ausgenutzt werden, so
+wendet man die in Fig. 10 angegebene Schaltung an. Ist die Klemme _K_₁
+der Wechselstrommaschine die positive, so geht der Strom durch die Zelle
+_2_, durch die zu ladende Batterie _B_, durch die Zelle _3_ zur Maschine
+zurück; ist _K_₂ positiv, so geht der Strom durch die Zellen _4_ und
+_1_. Für 110 Volt Wechselstrom genügen 4 Zellen.
+
+[Illustration: Fig. 11.]
+
+c) ~Laden mittels einer Gleichstrommaschine.~ Am besten eignet sich die
+Nebenschlußmaschine. Eine solche (mit 2 Polen) ist in Fig. 11
+schematisch dargestellt. Der im Anker _A_ erzeugte Strom teilt sich
+hinter der positiven Bürste; ein kleiner Teil (_i_) fließt durch die
+zahlreichen Windungen des linken Elektromagnetschenkels, durch den
+Regulierwiderstand _R_, die Windungen auf der rechten Seite und endlich
+durch die Bürste _B_₂ zum Anker zurück. Der Hauptstrom _J_ fließt durch
+die Akkumulatorenbatterie, deren positiver Pol mit der positiven Bürste
+verbunden sein muß.
+
+Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung den Widerstand in
+_R_ (durch Drehen der Kurbel), so wächst _i_, der Erregerstrom, und es
+wird, falls die Feldmagnete nicht schon vorher gesättigt waren, das
+magnetische Feld verstärkt, so daß die elektromotorische Kraft der
+Maschine steigt. Umgekehrt kann man durch Vergrößerung von _R_ die
+elektromotorische Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates die
+Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator. Die
+Spannungsregulierung kann in ziemlich weiten Grenzen vorgenommen werden.
+
+  Wir wollen annehmen, daß die Tourenzahl der Maschine, wie es meistens
+  zutrifft, nicht verändert werden kann. Man kann dann nur durch
+  Verstärkung des Erregerstromes die Spannung steigern, natürlich nur so
+  lange, bis die Elektromagnete gesättigt sind. Im allgemeinen wird nun
+  die Maschine so gebaut, daß ihre Feldmagnete bei der normalen Spannung
+  (z. B. 110 Volt) nahezu gesättigt sind. Soll eine Nebenschlußmaschine
+  also zeitweise eine wesentlich höhere Spannung, als man sie gewöhnlich
+  von ihr verlangt, liefern, so muß der Magnetismus der Feldmagnete bei
+  der normalen Spannung noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d.
+  h. das Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollständig ausgenutzt,
+  die Maschine ist also verhältnismäßig teuer.
+
+Die Gründe, weshalb sich die Nebenschlußmaschine für die Ladung von
+Akkumulatoren besonders eignet, sind folgende. Da die Klemmenspannung
+eines Akkumulators während der Ladung um 30-40% steigt[79], so muß,
+wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand den Strom zuerst
+abschwächen will, die elektromotorische Kraft der Lademaschine
+allmählich erhöht werden, was, wie schon gezeigt, bei der
+Nebenschlußmaschine, ohne daß man die Tourenzahl ändert, leicht
+geschehen kann. Nehmen wir ferner an, daß die elektromotorische Kraft
+der Maschine aus irgend einem Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens,
+plötzlich so stark sinkt, daß sie kleiner wird als die Spannung der
+Batterie, die geladen wird; es schickt dann die Batterie Strom in die
+Maschine[80]. Man erkennt nun leicht, wenn man die Fig. 11 betrachtet,
+daß der durch die Elektromagnetwickelung fließende Akkumulatorenstrom
+dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine selbst vor Eintritt der
+Störung in den Nebenschluß geschickte Strom. Die Feldmagnete ändern also
+ihre Polarität nicht, sie werden nicht ~umpolarisiert~[81], und es
+behält daher auch die im Anker induzierte elektromotorische Kraft ihre
+Richtung bei; sie ist mithin stets der elektromotorischen Kraft der
+Batterie entgegengesetzt gerichtet. Hört die Störung auf, so wächst die
+induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine schickt wieder
+Strom in die Batterie.
+
+Wie sich die Ladung gestaltet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es
+soll nur ein bestimmter, in der Praxis häufig vorkommender Fall
+besprochen werden. Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die
+Anzahl der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlußmaschine möge bis
+zu 150 Volt erhöht werden können. Die Steigerung der Spannung um 40 Volt
+wird nun nicht allein durch Vergrößerung der Feldstärke des
+Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der Ankerrückwirkung
+bewirkt. Da aber die Ankerreaktion von der Ankerstromstärke abhängig
+ist, so ist man gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserhöhung
+zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern. -- Bevor man die Dynamo
+auf die Batterie schaltet, mißt man die Klemmenspannung der Batterie,
+diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo (mittels des
+Nebenschlußregulators) so, daß ihre Spannung um einige Volt höher ist
+als E und verbindet (durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit der
+Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters wird die elektromotorische
+Kraft der Maschine derartig reguliert, daß der gewünschte Ladestrom
+zustande kommt. Im Verlaufe der Ladung muß von Zeit zu Zeit eine
+Nachregulierung erfolgen.
+
+Bei den angenommenen Verhältnissen kann die ganze Batterie so lange
+geladen werden, bis die Spannung pro Zelle 150/60 = 2,5 Volt beträgt.
+Will man bis zu 2,7 Volt laden, so müssen einige Zellen abgeschaltet
+werden (s. Zellenschalter).
+
+Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die für den normalen Betrieb
+nötige Spannung (z. B. 110 Volt) liefern kann, so wird in vielen Fällen
+eine ~Zusatzdynamo~ verwendet, die mit der Hauptmaschine in Reihe
+geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert. Meistens wird die
+Zusatzdynamo durch einen Elektromotor angetrieben, dem Strom aus dem
+Netze zugeführt wird.
+
+Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und die Hauptmaschine nur
+die für die Speisung der Lampen und Motoren nötige Spannung liefert, so
+kann man die Batterie ~in zwei Hälften laden~ (s. S. 88). Hierbei muß
+eventuell ein Teil der Maschinenspannung in einem Vorschaltwiderstand
+getötet werden, dessen Größe man allmählich verringert. Sobald die
+Ladung der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen wieder
+hintereinander geschaltet.
+
+  Die Ladung in zwei Hälften ist mit größeren Energieverlusten
+  verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung aus 62
+  Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt, so müssen
+  durchschnittlich (110 - 31 . 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt werden,
+  so daß 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im
+  Vorschaltwiderstand in Wärme umgesetzt werden. Die Ladung mit
+  Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.
+
+  Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine. Rechnen wir
+  den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der Zusatzmaschine zu 85%,
+  so ist der Wirkungsgrad des Aggregates gleich 0,85 . 0,85 = 0,7225.
+  Der Energieverlust beträgt also bei unseren Annahmen 27¾% der dem
+  Aggregate zugeführten Energie.
+
+Eine ~Schaltung~, die fast die ganze Netzspannung auszunutzen gestattet,
+hat ~Micka~ angegeben. Angenommen, es sollen bei 110 Volt Netzspannung
+63 Zellen geladen werden. Aus diesen werden drei gleich große Gruppen
+gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen wollen. Die Zellen jeder
+Gruppe werden in Reihe und die beiden Gruppen II und III parallel
+geschaltet. Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet, so daß
+die für 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden sein muß. Gruppe I
+erhält also den vollen Ladestrom J, während II und ebenso III mit dem
+Strome J/2 geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten Gruppe
+früher geladen als die anderen. Nach Abschaltung von I werden II und III
+hintereinander geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines
+Widerstandes nötig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten laden, indem
+man z. B. zuerst unter Vorschaltung eines Widerstandes Gruppe I und II
+in Serie lädt, dann I und III und zuletzt II und III. (Siehe E. T. Z.
+1908, S. 943).
+
+d) ~Ladung mittels der Thermosäule.~ Die Verwendung der Thermosäule für
+die Ladung von Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich um
+eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das Verfahren ist höchst
+einfach, billig und mühelos: ein Vorschaltwiderstand ist überflüssig;
+die Einschaltung eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer
+Beaufsichtigung bedarf die Ladung nicht, man kann die Ladung auch
+während der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch beträgt pro Stunde ⅕ bis
+⅙ Kubikmeter (für etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte
+geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine gründliche.
+
+  Die ~Gülcher~sche Thermosäule besteht aus 66 hintereinander
+  geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend etwas
+  höher als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck auf einer
+  etwas geringeren Höhe halten. Es ist jedoch nicht nötig, einen
+  Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,
+  einzuschalten. Nach dem Anzünden der Gasflämmchen, das nicht sofort
+  nach Öffnung des Gashahnes, sondern erst etwa ¼ Minute später
+  geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,
+  dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von ca. 3,7
+  Volt (am Abend). Der innere Widerstand der Säule beträgt rund 0,7 Ohm.
+  Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten nach dem Anzünden
+  der Gasflammen mit den Polen der Thermosäule (+ mit +, - mit -), weil
+  sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang Strom abgibt. Wenn man sich
+  vergewissern will, ob der Akkumulator auch wirklich Strom aufnimmt, so
+  schaltet man ein Ampermeter ein[82]. Bei Beginn der Ladung gibt die
+  Thermosäule einen Strom von rund 2 Amper ab, später geht die
+  Stromstärke etwas zurück.
+
+  Sind mehrere Zellen zu laden, so muß man diese parallel schalten, da
+  die Spannung der Thermosäule schon für die Ladung von zwei in Reihe
+  geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser Stelle die
+  Bemerkung eingeschoben, daß man ~bei der Parallelschaltung~ der Zellen
+  ~keine Gewißheit~ hat, ~daß alle Zellen Strom aufnehmen~[83]. Ist bei
+  einer Zelle Sulfatierung erfolgt (s. S. 112), ihr Widerstand also sehr
+  groß, oder ist ein Kontakt mangelhaft, oder ein Verbindungsdraht
+  durchgebrochen o. dgl., so nimmt die Zelle keinen oder doch nur einen
+  ganz schwachen Strom auf. Um sich zu vergewissern, ob in alle Elemente
+  Strom fließt, verbinde man für einen Augenblick jede Zelle einzeln mit
+  der Thermosäule (Einschaltung eines Ampermeters). Gegen Ende der
+  Ladung sieht man zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase
+  entwickeln.
+
+  Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator ab,
+  dann ~bläst man die Gasflämmchen aus~ und dreht den Gashahn zu. Wenn
+  man das Ausblasen unterläßt, erfolgt meistens eine Explosion, die der
+  Thermosäule schaden kann.
+
+Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man, bevor er gefüllt ist, die
+Ladung unterbricht, ihm Strom entnimmt und später die Ladung fortsetzt
+(s. jedoch Kap. 7). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h. ihm
+Strom zuführen, ohne daß er vorher erschöpft war.
+
+e) Wenn keine der vorher erwähnten Stromquellen für die Ladung der
+Akkumulatoren zur Verfügung steht, so muß man seine Zuflucht zu
+~galvanischen Elementen~ nehmen.
+
+  Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische
+  Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand
+  ziemlich groß ist. Man muß mindestens drei Elemente hintereinander
+  schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: Zink[84] in verdünnter
+  Schwefelsäure (ca. 10%), Kohle in Salpetersäure. Das Element hat eine
+  elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere Widerstand
+  beträgt bei den Elementen mittlerer Größe 0,1 bis 0,2 Ohm. Zwei
+  Elemente genügen also für einen Akkumulator bezw. mehrere parallel
+  geschaltete Zellen; die Stromstärke beträgt anfänglich 5-7 Amp. Da die
+  Salpetersäure gesundheitsschädliche Dämpfe abgibt, so stellt man die
+  Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert den Raum gut, in dem die
+  Ladung erfolgt.
+
+  Die Reichspostämter benutzen für die Ladung der Akkumulatoren vielfach
+  Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes soll aber
+  Abstand genommen werden.
+
+Endlich sei noch erwähnt, daß manchmal die ~Ladung einer kleinen
+Batterie aus einer großen~ empfehlenswert ist. Wenn bei der großen
+Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man den Strom den
+beiden letzten mit dem Zellenschalter verbundenen Elementen. Durch
+Einschaltung eines kleinen Widerstandes schwächt man den Strom ab.
+
+3. ~Die Entladung.~ Schaltet man nach beendigter Ladung die
+Ladestromquelle ab, so beobachtet man an einem mit den Klemmen
+verbundenen Voltmeter, daß die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+zuerst schnell und dann langsam zurückgeht. Erst nach Verlauf von 40-50
+Minuten (wenn kein nennenswerter Strom entnommen wird) bleibt die
+Spannung konstant und hat dann den der Säuredichte entsprechenden Wert
+von 2-2,1 Volt (siehe S. 44). Für die Abnahme der Spannung lassen sich
+verschiedene Gründe angeben: (Verschwinden der Gaspolarisation?),
+Abnahme der hohen Säurekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,
+dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den Elektrolyten, das
+eine Zunahme der Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen zur
+Folge hat; ferner ist zu berücksichtigen, daß ein Teil der Ladespannung,
+wenn Gasentwicklung erfolgt, als Überspannung anzusehen ist, die, sobald
+man den Ladestrom abschaltet, wegfällt.
+
+[Illustration: Fig. 12.]
+
+Manchmal beobachtet man, daß nach Abschaltung der Ladestromquelle noch
+eine ziemlich starke, kurze Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt.
+~Dolezalek~ erklärt diese Erscheinung folgendermaßen[85]: „Hat man durch
+lange Überladung alles auf der Elektrode befindliche Sulfat zersetzt, so
+bildet sich das Sulfat durch freiwillige Entladung (s. S. 106) zurück,
+was sich durch eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei
+Öffnung des Ladestromes zu erkennen gibt‟. Es ist aber auch möglich, daß
+das sogen. Nachkochen durch metallische Verunreinigungen hervorgerufen
+wird (s. Selbstentladung).
+
+Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die Klemmenspannung zunächst
+sofort um den Betrag i · w_{i}[86], hierzu kommt in den ersten
+Minuten ein ziemlich starker Spannungsabfall, der durch den
+Schwefelsäureverbrauch in den Poren der aktiven Masse und in
+unmittelbarster Nähe der Elektrodenoberfläche zu erklären ist (s. S.
+48). Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein Teil in Fig. 12
+abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die Spannung nach dem ersten Abfall
+längere Zeit nahezu konstant: das Hineindiffundieren der Säure in die
+Poren hält gleichen Schritt mit dem Säureverbrauch für die
+Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration der
+äußeren (C_{a}) und der inneren Säure (C_{i}) wollen wir δ nennen. Nun
+nimmt im Laufe der Entladung C_{a} ab; soll also δ konstant bleiben, so
+muß auch C_{i} abnehmen. Die Spannung muß demnach, der Abnahme der
+Konzentration der äußeren Säure (wie sie mittels eines eingetauchten
+Aräometers gemessen wird) entsprechend, langsam sinken. Je mehr
+Elektrizität man dem Akkumulator entnimmt, um so mehr wird, wie schon
+gezeigt wurde, der Säure das Eindringen in die aktive Masse erschwert.
+Daher ist gegen Ende der Entladung ein schnellerer Spannungsabfall zu
+erwarten (s. Fig. 13).
+
+Man hört mit ~der Entladung auf, wenn die Klemmenspannung bei
+Stromentnahme~ 1,83 ~bis~ 1,8 ~Volt beträgt~, weil eine zu weit
+getriebene Entladung dem Akkumulator schädlich ist und durch sie die
+folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein Akkumulator, wenn er bis
+zu dem angegebenen Punkte entladen ist, keine beachtenswerte
+Elektrizitätsmenge mehr ab. (S. auch „Erholung‟ S. 105 und „Behandlung‟
+Kap. 7.)
+
+  Bei Zentralen kommt noch hinzu, daß, wenn man mit der Entladespannung
+  noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten der
+  Spannung in der Zentrale umständlich wäre und die Zahl der Zellen
+  vergrößert werden müßte. Diese nämlich ist abhängig von der
+  Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt Netzspannung
+  sind 110/1,8 Zellen erforderlich.
+
+[Illustration: Fig. 13[87].]
+
+Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung eine ~gewisse
+Stromdichte nicht überschritten werden~ -- wenigstens für längere Zeit
+nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme (infolge der
+plötzlichen und starken Volumänderungen) krümmen („werfen‟) und die
+aktive Masse abbröckeln kann. Durch eine stärkere Krümmung der Platten
+kann ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden, der, falls er nicht
+bald beseitigt wird, zu einem vollständigen Ruine des Akkumulators
+führt. Die ~maximale Stromstärke~ wird von den Fabriken für die
+einzelnen Typen angegeben und ist meistens gleich der maximalen
+Ladestromstärke (s. auch Kap. 7).
+
+Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte entlädt, wird fast
+alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Wie durch ~Ayrton~,
+~Lamb~ und ~Smith~ nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15stündiger
+Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung vorrätigen
+Bleisuperoxydes zurück. Entsprechendes wird für den Bleischwamm gelten
+(s. Kapazität). Es erklärt sich so die Tatsache, daß positive
+„entladene‟ Platten noch eine braunrote Farbe haben.
+
+  [67] Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist von der
+  Säuredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber von der
+  Stromdichte abhängig.
+
+  [68] Die Akkumulatoren für stationäre elektrische Anlagen. 4. Aufl.
+  1906.
+
+  [69] In der Formel für die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+  kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im Nenner vor.
+
+  [70] E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.
+
+  [71] Der einstündigen Entladung entsprechend.
+
+  [72] Über die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe Lüpke-Bose,
+  Grundzüge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.
+
+  [73] Schaltungsschema siehe Figur 2 a. S. 26.
+
+  [74] Man muß also, wenn man die Gleichstromspannung variieren will,
+  die Spannung des Wechselstromes ändern; es kann dies durch
+  Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit
+  abschaltbaren Spulen geschehen.
+
+  [75] Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.
+
+  [76] E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik I, 2
+  S. 362.
+
+  [77] Nach einer anderen Erklärung bildet sich, wenn das Aluminium
+  Anode ist, Al₂O₃.
+
+  [78] Näheres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.
+
+  [79] Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.
+
+  [80] Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats
+  (Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, daß die Batterie
+  Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, daß der Automat
+  nicht funktioniert.
+
+  [81] Bei der Hauptstrommaschine würden die Feldmagnete umpolarisiert
+  werden.
+
+  [82] Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt ein mit
+  seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der Thermosäule an.
+
+  [83] Wenn ein Aräometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der Ladung ist
+  das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.
+
+  [84] Das Zink muß amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch zu
+  groß ist. Der theoretische Zinkverbrauch beträgt pro Amperstunde nur
+  1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode entwickelt,
+  um so mehr wird die theoretische Zinkmenge überschritten.
+
+  [85] l. c. S. 63.
+
+  [86] Dieser ist, wenn ~nur~ ein Voltmeter von größerem Widerstand mit
+  den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem der
+  dreistündigen Entladung entsprechenden Strome beträgt w_{i} · i einige
+  Hundertstel Volt.
+
+  [87] Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa 0,6 Amp.
+  (bezogen auf die Positiven) entladen. -- Die Gestalt der
+  Entladungskurve hängt von der Stromstärke ab. Je größer die
+  Stromdichte ist, um so stärker ist der Spannungssturz in den ersten
+  Minuten und gegen Ende der Ladung.
+
+
+
+
+Fünftes Kapitel.
+
+Die Vorgänge im ruhenden Akkumulator.
+
+
+1. ~Erholung.~ Wir haben gesehen, daß die Klemmenspannung eines
+Akkumulators bei der Entladung sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der
+Platten und dicht an der Oberfläche an Säure verarmt. Für die
+Richtigkeit dieser Erklärung spricht auch diejenige Erscheinung, die man
+als ~Erholung~ bezeichnet. Sie besteht darin, daß nach Verringerung der
+Belastung, besonders nach Öffnung des Stromkreises, infolge des
+Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung zuerst schnell,
+dann langsam bis zu dem der augenblicklichen Dichte der ~ganzen~ Säure
+entsprechenden Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung nicht
+kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht über den Zustand des
+Akkumulators täuschen. Aus dem Umstande, daß die elektromotorische Kraft
+rund 2 Volt beträgt, darf man nicht schließen, daß noch eine große
+Elektrizitätsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus den folgenden
+Messungen hervor.
+
+Eine Zelle, die bei vierstündiger Entladung eine Kapazität von etwa 16
+Amperstunden hat, wurde mit 4 Amp. entladen; die anfängliche
+elektromotorische Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das
+Voltmeter eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung wurde
+unterbrochen. Als sie nach 15stündiger Ruhe fortgesetzt wurde, ergab
+sich eine elektromotorische Kraft von 2,03 Volt; 3⅙ Stunden später
+belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach 5stündiger Pause
+zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei Entnahme von 4 Amp. fiel die
+Spannung in 5 Minuten auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt
+sich wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich ein Urteil über
+die Frage bilden will, wann man mit der Stromentnahme aufhören muß.
+
+2. ~Selbstentladung.~ Läßt man einen geladenen Akkumulator unbenutzt
+stehen, so nimmt seine Kapazität von Tag zu Tag ab, und die Säuredichte
+sinkt allmählich. Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in
+der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der Nutzkapazität
+bezeichnet man als Selbstentladung.
+
+  Hierzu gehört also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte
+  Entladung, die besonders bei Batterien für hohe Spannungen eine Rolle
+  spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven Klemme der
+  Batterie fließt ein schwacher Strom durch die Säure über die feuchte
+  Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie. Außerdem können
+  Ströme von dem positiven Pole einer Zelle über die Glaswand nach dem
+  negativen Pole ~derselben~ Zelle übergehen.
+
+Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat, die erfolgt,
+ohne daß der Akkumulator Strom abgibt, kann durch verschiedene
+Erscheinungen verursacht werden.
+
+a) Die Säure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt dieser an die
+Bleischwammelektrode, so wird Blei oxydiert. Da die Absorption und
+Diffusion[88] des Sauerstoffs nur sehr langsam erfolgen, so ist die
+betreffende Kapazitätsabnahme nur gering.
+
+b) Bei der Ladung sättigt sich die Säure in der Nähe der Elektroden und
+in den Poren der aktiven Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff,
+auch werden von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase
+aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung diffundiert der
+Wasserstoff langsam in die Säure hinein und gelangt nach der positiven
+Elektrode, wo er reduzierend wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach
+der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die diesen Vorgängen
+entsprechenden Verluste spielen keine große Rolle.
+
+c) Größere Elektrizitätsverluste können durch die Anwesenheit von
+fremden Metallen in der Schwefelsäure verursacht werden. Jedoch sind
+keineswegs alle Metalle zu den schädlichen zu rechnen, sondern nur
+diejenigen, die mit Blei in verdünnter Schwefelsäure ein galvanisches
+Element bilden, bei dem Blei der negative Pol ist. Wir werden hierauf
+unten noch näher eingehen. Einstweilen nehmen wir an, daß ein
+schädliches Metall, etwa Platin, in der Akkumulatorsäure enthalten sei.
+Durch Blei wird das Platin ausgefällt, es schlägt sich also Platin auf
+der Bleischwammelektrode nieder (wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe
+niederschlägt, den man in die Lösung eines Kupfersalzes eintaucht). Es
+sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden sich ein Zinkstab und
+eine Kupferplatte in verdünnter Schwefelsäure, und neigt man die Metalle
+so, daß sie sich innerhalb der Säure berühren, so beobachtet man an der
+Berührungsstelle lebhafte Gasentwickelung (Wasserstoff). Die Anordnung
+bildet ein innerhalb der Säure kurz geschlossenes Voltasches Element;
+der Strom geht vom Kupfer durch die Berührungsstelle zum Zink, durch die
+Säure zum Kupfer zurück. In unserem Akkumulator befinden sich nun
+außerordentlich viele, sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes
+Platinteilchen bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die Vorgänge
+sind ähnliche wie diejenigen, die sich in dem Voltaschen Elemente
+abspielen (s. S. 22) und können durch die Gleichung dargestellt werden
+
+  Pb + H₂SO₄ = PbSO₄ + H₂.
+
+Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes schädliches Metall in dem
+Elektrolyten befindet.
+
+Die eben erwähnten sehr kleinen Elemente nennt man ~Lokalelemente~ und
+die entsprechenden chemischen Vorgänge ~Lokalaktion~. Da infolge der
+Lokalaktion Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so muß die Kapazität
+der negativen Platte abnehmen.
+
+Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem der schädlichen Metalle
+erfolgt, um so stärker werden die Lokalströme, um so schneller erfolgt
+die Selbstentladung. Wenn man daher die Metalle nach dem Grade ihrer
+Schädlichkeit in eine Reihe ordnen will, so muß man die „Überspannung‟
+mit berücksichtigen (s. S. 13). Beträgt diese bei einem Metalle
+mehr als die elektromotorische Kraft der Kombination Blei |
+verdünnte Schwefelsäure | Wasserstoffelektrode, so kann eine
+Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall in der Säure
+bezw. auf der Bleischwammelektrode befindet, nicht erfolgen und demnach
+auch keine Umwandlung von Blei in Bleisulfat. Nach ~Dolezalek~[89] sind
+folgende Metalle dem Akkumulator gefährlich: Platin, Gold, Eisen,
+Silber, Nickel, Kupfer, und zwar Platin am meisten, Kupfer am
+wenigsten[90].
+
+  Daß ~Platin~ dem Akkumulator schädlich ist, zeigt ein einfacher
+  Versuch: Berührt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech
+  innerhalb der Säure eine negative Platte, so beobachtet man lebhafte
+  Gasentwickelung. -- Spuren von Platin können in die Schwefelsäure
+  gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird. Es
+  genügen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar
+  zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in sehr geringer
+  Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Schädlichkeit abnehmen,
+  wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam legieren.
+
+~Kupfer~ kann besonders bei offenen Zellen, die im Laboratorium benutzt
+werden, in die Säure gelangen, wenn Messingklemmschrauben oder
+Kupferdrähte an die Pole befestigt werden. Durch ~Säuredämpfe~
+oder durch Säurepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden
+Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht auch durch „kriechende‟ Säure,
+wird das Kupfer angegriffen, es bildet sich ein Kupfersalz, von dem
+sich Teilchen loslösen usw. -- Stehen Akkumulatoren in der Nähe einer
+Dynamomaschine, bei der Kupferbürsten benutzt werden, so können kleine
+Kupferpartikelchen in die Säure fliegen.
+
+  Eine bis jetzt noch nicht aufgeklärte Beobachtung hat ~Kugel~[91]
+  gemacht. Er fand, daß, wenn mehrere Metalle, die für sich allein nur
+  in geringem Grade schädlich sind, gleichzeitig in der Säure zugegen
+  sind, eine stärkere Selbstentladung erfolgt.
+
+Durch Untersuchungen von ~Kayser~ und ~Ost~ soll nachgewiesen sein, daß
+Kupfer, wenn es allein in der Säure vorkommt, eine Entladung nicht
+hervorruft; jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein
+zweites geeignetes Metall in der Säure war (s. ~Hoppe~, Die
+Akkumulatoren für Elektrizität). -- Verfasser weiß aus Erfahrung, daß
+Zellen, in die Kupferstaub geraten war, vollständig verdorben wurden.
+
+Wenn durch metallische Verunreinigungen eine Selbstentladung verursacht
+wird, so gasen die Negativen nach Unterbrechung des Ladestromes noch
+längere Zeit nach und die Dichtigkeit der Akkumulatorsäure nimmt ab,
+dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft langsam.
+
+d) Ferner ist die Anwesenheit ~schädlicher Metalle in den Platten~
+selbst zu erwähnen. Hier gelten dieselben Betrachtungen wie eben.
+Natürlich kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung
+verursachen, wenn das betreffende Metall mit der Säure in Berührung
+kommt.
+
+e) ~Lokalaktion an der positiven Platte.~ Dort findet eine Berührung
+zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen statt, die mit hinzutretender
+Schwefelsäure Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht in der
+Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven Masse und Blei des Trägers in
+Bleisulfat, bewirkt also eine Abnahme der augenblicklichen Kapazität der
+positiven Platten (und eine Zunahme der späteren, s. Formation).
+
+  Auch an der negativen Elektrode sollen nach ~Darrieus~ Lokalaktionen
+  stattfinden (?), da Hartblei (s. S. 118) und Bleischwamm in verdünnter
+  Schwefelsäure ein galvanisches Element von 0,520 Volt (nach ~Sieg~ von
+  0,225 Volt) bilden.
+
+f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung durch
+Verunreinigungen der Säure herbeigeführt werden, die leicht oxydierbar
+sind und in zwei verschiedenen Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen,
+das Ferro- und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven Elektrode
+Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche Verbindungen nach der
+negativen Elektrode hin, geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch
+Diffusion wieder nach der positiven Platte usw.
+
+Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung erfolgt, wächst mit der
+Konzentration der Säure, weil die elektromotorischen Kräfte der
+verschiedenen in Betracht kommenden Elemente mit der Säuredichte
+ansteigen. Dies gilt besonders von der Kombination Blei | verdünnte
+Schwefelsäure | Wasserstoff. Je größer die elektromotorische Kraft
+dieser Kette ist, je mehr sie also die „Überspannung‟ übertrifft, um so
+leichter erfolgt Wasserstoffentwicklung. Ist die Säure stark
+konzentriert, so kann sich auch chemisch reines Blei unter lebhafter
+Wasserstoffentwicklung auflösen (es gehen Bleiionen in die Lösung und
+Wasserstoffionen aus der Lösung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben
+und als Blasen entweichen[92]).
+
+Über die Größe der Stromverluste infolge der Selbstentladung[93] können
+genaue Angaben nicht gemacht werden; sie hängt eben von Zufälligkeiten
+ab, vor allem von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion
+der Platten. Für positive Platten wird sie im allgemeinen eine andere
+sein als für negative. Ferner dürfte die Selbstentladung um so größer
+sein, je weiter die sogen. Oberflächenentwicklung getrieben ist, lehrt
+doch die Erfahrung, daß für Großoberflächenplatten der Verlust durch
+freiwillige Entladung in einer bestimmten Zeit bedeutend größer ist als
+für sogen. Masseplatten[94]. In den ersten Tagen nach der Ladung ist
+der prozentuale Verlust größer als später.
+
+  Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefelsäure Verbunden
+  ist, so kann man sich mit Hilfe des Aräometers ein angenähertes Bild
+  von dem Zustande der Zelle verschaffen.
+
+Auf die Schlüsse, die sich aus der Selbstentladung für die Praxis
+ergeben, wird später näher eingegangen (s. Kap. 7). Hier sei nur darauf
+aufmerksam gemacht, daß man bei der Wahl des Systems in manchen Fällen
+auf die Selbstentladung Rücksicht nehmen muß. Je größer die
+Selbstentladung ist, um so größer ist die Gefahr, daß der Akkumulator
+Schaden leidet, wie sich aus dem folgenden Abschnitte ergibt.
+
+~Sulfatierung.~ Läßt man einen Akkumulator in entladenem Zustande
+längere Zeit stehen, so beobachtet man, daß sich auf der Oberfläche der
+Platten weiße Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Größe zunehmen;
+schließlich (nach mehreren Wochen) ist die ganze Oberfläche mit einer
+weißen Schicht bedeckt. Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die
+Masse, die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat (daher
+der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese Sulfatschicht
+unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung entstehenden Bleisulfat
+dadurch, daß sie aus größeren Krystallen besteht, während letzteres
+einen mit Schwefelsäure überall durchtränkten Überzug bildet. Wir müssen
+also schließen, daß die Sulfatierung auf eine ~physikalische~
+Veränderung des schwefelsauren Bleies zurückzuführen ist. ~Elbs~[95]
+gibt folgende Erklärung: Die Löslichkeit des Bleisulfates in verdünnter
+Schwefelsäure nimmt mit der Temperatur schnell zu. Nun unterliegt die
+Temperatur des Raumes, in dem sich der Akkumulator befindet und daher
+auch die Temperatur der Säure forwährenden Schwankungen. Steigt die
+Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden vorrätiges
+Bleisulfat in Lösung, sinkt die Temperatur (abends, in der Nacht), so
+scheidet sich ein Teil des gelösten Sulfates in kristallinischem
+Zustande ab. Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat in
+Lösung. Da sich aber das strukturlose, bei der vorhergegangenen
+Entladung entstandene Salz leichter löst, so nehmen die schon
+vorhandenen Kristallnadeln nur wenig an Größe ab. Bei der nächsten
+Abkühlung geht wieder Bleisulfat aus der Lösung heraus und setzt sich an
+die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen also die Kristalle im
+Laufe der Zeit auf Kosten des bei der Entladung entstandenen Sulfates,
+bis schließlich die ganze Oberfläche mit einer zusammenhängenden, für
+Flüssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von kristallinischem
+Bleisulfat bedeckt ist.
+
+  Für die Richtigkeit dieser Erklärung dürfte der folgende vom Verfasser
+  angestellte Versuch sprechen: In verdünnte Schwefelsäure, in der sich
+  fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte eingetaucht.
+  Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte zum Teil mit einer
+  ziemlich dicken, weißen Kruste bedeckt. Besonders stark hatte sich das
+  Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt, die sich in der Nähe
+  der Oberfläche der Säure befanden. Dort nimmt die Säure am leichtesten
+  die Temperatur der Umgebung an (das Glasgefäß war luftdicht
+  abgeschlossen).
+
+Schließt man eine Zelle, in der stärkere Sulfatierung erfolgt ist, an
+ein Voltmeter an, so findet man, daß ihre elektromotorische Kraft nahezu
+Null ist. Die folgende Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten
+verbunden, weil der innere Widerstand der Zelle ein ungewöhnlich großer
+ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes ist darauf
+zurückzuführen, daß die Sulfatschichten dem Strome das Eindringen in den
+Elektrolyten erschweren[96]. Nimmt die Zelle Strom auf, so sinkt der
+innere Widerstand einige Zeit nach Beginn der Ladung langsam.
+
+Die Erfahrung lehrt, daß bei einem Akkumulator mit sulfatierten Platten
+die Ladung mit Ruhepausen von Vorteil ist; man lädt also kurze Zeit,
+schaltet die Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung fort
+usw. Ferner soll sich die schädliche Sulfatschicht auf den Positiven
+leichter entfernen lassen als auf den Negativen.
+
+  Meines Erachtens ist die Erklärung für diese Erfahrungstatsachen
+  folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat löst sich nur sehr langsam
+  in der Säure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte geladen
+  wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert als sich
+  löst, so daß die Säure bald an Bleisulfat verarmt. Während der
+  Ruhepause sättigt sich die Säure mit Bleisulfat usw. 2. Die Dichte der
+  Säure unmittelbar an der Oberfläche der positiven Elektrode nimmt bei
+  der Ladung stärker zu als an der negativen Platte, da an ersterer nach
+  der Sulfattheorie Wasser verbraucht und Schwefelsäure gebildet wird.
+  Die Löslichkeit des Bleisulfates wächst mit der Säuredichte
+  schnell[97]. Man darf daher wohl den Schluß ziehen, daß das
+  kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter und
+  schneller in Lösung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.
+
+Die Neigung zur Sulfatierung wächst mit der Säuredichte, weil die
+Löslichkeit des Bleisulfates -- für das hier in Betracht kommende
+Intervall -- mit dem Schwefelsäuregehalt steigt (s. Fußnote) und damit
+die Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.
+
+Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob bei einer Zelle, die
+ein Glied einer Akkumulatorenbatterie ist, Sulfatisierung ausgeschlossen
+sei, wenn die Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird. Dies
+ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir nämlich an, daß bei einer
+Zelle, die wir mit Z bezeichnen wollen, eine leitende Verbindung
+zwischen einer positiven und einer negativen Platte entstanden sei, etwa
+durch herabgefallene aktive Masse. Es fließt dann fortwährend Strom von
+der positiven Elektrode durch den Kurzschluß nach der negativen Platte,
+so daß die Zelle viel früher entladen ist als die anderen Elemente.
+Erfolgt die nächste Ladung, so fließt der Ladestrom in Z zum Teil durch
+die Säure, zum größten Teil durch den metallischen Leiter in der Zelle,
+und dieser letztere Teil kommt für die Elektrolyse nicht in Betracht.
+Sind also die übrigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit zurück.
+Nach der Ladung entlädt sich die betreffende Zelle ziemlich schnell. Sie
+befindet sich also fast immer im entladenen Zustande, wodurch die
+Sulfatierung begünstigt wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat
+vorhanden ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.
+
+Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazität eines Elementes
+aus irgend einem Grunde kleiner ist als diejenige anderer, mit denen es
+in Serie geschaltet ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem neuen
+zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird dann bei jeder Entladung
+der Batterie zu stark beansprucht; die Ladung wird erschwert, die
+zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr größer als bei
+den übrigen Zellen.
+
+Die Erfahrung lehrt, daß die Sulfatierung schneller erfolgt, wenn die
+Entladung zu weit getrieben wird. Sie ist oft mit einer Krümmung der
+Platten verbunden, durch die ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden
+kann.
+
+  [88] Die Absorption erfolgt an der Oberfläche der Säure, durch
+  Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.
+
+  [89] ~Dolezalek~ l. c. S. 75.
+
+  [90] Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode und ein
+  Kupferblech (beide in verdünnter Schwefelsäure) mit einem
+  empfindlichen Voltmeter, so findet man, daß die Spannung schnell auf
+  einige Millivolt fällt.
+
+  [91] Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.
+
+  [92] Die Säure muß, wenn dieses geschehen soll, eine so große Dichte
+  haben, daß die elektromotorische Kraft der vorhin erwähnten Kette
+  gleich der Überspannung für Blei ist, nämlich 0,64 Volt.
+
+  [93] Nach ~Bein~ (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908, S. 184)
+  soll die Selbstentladung in Schwefelsäure von 1,8 Dichte nach 2 Tagen
+  bis zu 14% betragen. Unter normalen Verhältnissen dürfte jedoch der
+  Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch ~Dolezalek~
+  gibt kleinere Zahlen an.
+
+  [94] Man vergl. die Untersuchungen von ~Albrecht~, E. T. Z. 1907,
+  Seite 539.
+
+  [95] ~Elbs~, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.
+
+  [96] Daß der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an Säure
+  verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.
+
+  [97] Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial muß man schließen, daß
+  die Löslichkeit des Bleisulfates mit der Säuredichte zuerst abnimmt,
+  bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.
+
+
+
+
+Sechstes Kapitel.
+
+Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.
+
+
+I. ~Plattenkonstruktionen~. ~Planté~, den wir bereits als den Erfinder
+des Bleiakkumulators kennen lernten (s. S. 34), benutzte für seine
+Untersuchungen glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei
+aufeinandergelegt und durch Kautschukbänder voneinander getrennt; das
+Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei solchen glatten Platten
+eine auch nur einigermaßen befriedigende Kapazität zu erhalten, war sehr
+umständlich (s. Formation).
+
+Um die Kapazität zu erhöhen und die Formationszeit zu verringern, trug
+~Faure~[98], dessen Deutsches Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist,
+auf glatte Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleiglätte, Mennige) und
+verdünnter Schwefelsäure hergestellten dicken Brei auf. Die Schicht
+wurde durch einen Überzug aus poröser Masse (Filz oder dergl.)
+festgehalten.
+
+Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung des Faureschen Verfahrens
+erzielte ~Volckmar~ -- Patent vom 9. Dez. 1881 -- dadurch, daß er als
+Träger der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich zahlreiche
+rechteckige oder sonstwie geformte Löcher befanden. Die Rippen
+verjüngten sich nach außen. Die Füllmasse, die sogenannte Paste, wurde
+als Brei in die Löcher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder
+Bleimehl, das mit verdünnter Schwefelsäure angerührt wurde. Volckmar ist
+also der Erfinder der sogenannten ~Gitterplatten~, die man auch wohl
+~gepastete~ oder ~pastierte~ Platten oder Masseplatten nennt.
+
+~De Kabath~ suchte bei möglichst kleinem Gewichte der Platten, ohne
+Bleisalze zu verwenden, eine möglichst große Oberfläche zu erzielen. Er
+stellte wellenförmige Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in
+Bleischeiden geschoben wurden.
+
+[Illustration: Fig. 14.]
+
+In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen erfunden; nomen
+eorum est legio. Die meisten waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich
+im Betriebe nicht bewähren, vor allem weil dem Umstande nicht genügend
+Rechnung getragen war, daß die kleinen Kuchen oder Pastillen beim Laden
+und Entladen ihr Volumen ändern, so daß der Zusammenhang zwischen der
+aktiven Masse und den Gitterstäben mangelhaft wurde oder die Pastillen
+rissen und herausfielen. Um diese Übelstände zu beseitigen, konstruierte
+~Correns~ (1888) eine Platte, die man als ~Doppelgitter~ bezeichnen
+kann. Wie man sieht, haben die Stege _a b_ dreieckigen Querschnitt, und
+es liegen je zwei, etwas gegeneinander versetzt, übereinander (siehe
+Fig. 14). Die Pastillen sind in der Mitte infolgedessen etwas
+eingeschnürt. Die zwischen je zwei Querbalken _c d_ liegenden Felder
+stehen im Zusammenhang. Das ~Corrensgitter~ wird von den Akkumulatoren-
+und Elektrizitätswerken vorm. W. A. ~Boese~ in Berlin hergestellt. Auf
+die Entwicklung der Großoberflächenplatten werden wir noch zurückkommen.
+Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen; es sollen aber nur
+die bekanntesten deutschen Fabrikate berücksichtigt werden. Man kann die
+Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen. 1.
+Mit Rücksicht auf die Verwendung, die der Akkumulator finden soll, kann
+man unterscheiden zwischen Platten für stationäre und transportable
+Elemente. Bei ersteren kommt es auf das Gewicht weniger an, verlangt
+wird eine große Lebensdauer. Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei
+dicken Platten größer als bei dünnen. Auch die Beanspruchung im Betriebe
+wird bei der Konstruktion bezw. bei der Wahl der Platten eine Rolle
+spielen; für Pufferbetrieb wird man eine andere Platte wählen als für
+Telephonbetrieb.
+
+2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden zwischen
+Platten aus reinem Blei oder einer Legierung von Blei und Antimon, die
+man Hartblei nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):
+zwischen Großoberflächen- oder Planté-Platten und Masse- oder
+Faure-Platten. Mit Rücksicht auf den Träger der wirksamen Masse[99] kann
+man einteilen in ~Kernplatten~, d. h. Platten, die in der Mittelebene
+einen zusammenhängenden Kern haben, auf dem sich die Rippen oder dergl.
+erheben, in ~Einfachgitterplatten~ und ~Doppelgitter~.
+
+~Großoberflächenplatten.~ Die große Oberfläche erzielt man dadurch, daß
+man die Platte mit zahlreichen Rippen, Zähnen, Leisten u. dergl.
+versieht. Die von der Säure benetzte, daher der Stromwirkung zugängliche
+Oberfläche nennt man die ~abgewickelte~ Oberfläche.
+
+Hat eine Platte von 1 dm Länge und 1 dm Breite, deren ~projizierte~
+Oberfläche also 1 dm² beträgt, eine abgewickelte Oberfläche von 4 dm²,
+so sagt man, daß die ~Oberflächenentwickelung~ eine vierfache sei. Die
+Großoberflächenplatte wurde besonders von den Gebrüdern ~Tudor~
+(~Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft~, ~Hagen~ i. W.) ausgebildet.
+
+  Anfänglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten mit
+  relativ hohen, dünnen Rippen versehen waren, bis sie die volle
+  Kapazität erreicht hatten, nach Planté formiert (s. S. 127). Dieses
+  Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die
+  Platten später zuerst eine Zeitlang nach Planté formiert; dann wurden
+  die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige und
+  Schwefelsäure ausgefüllt. Schließlich wurden die hergerichteten
+  Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in
+  Bleisuperoxyd umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente
+  vorläufig als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte
+  inbezug auf Höhe des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen
+  Elektrizitätsmenge (Kapazitätsbeanspruchung) wird ~jede künstlich auf
+  eine positive Bleiplatte aufgetragene Masse früher oder später weich~
+  und fällt auf den Boden. Bei den ~Tudor~-Platten war nach 1 bis 2
+  Jahren die aufgetragene Masse herausgespült. In dieser Zeit aber hatte
+  sich die Bleisuperoxydschicht um so viel weiter aus dem Bleikern
+  entwickelt, daß die Dicke derselben einschließlich der Reste der
+  aufgetragenen Masse, die fest mit der Schicht verwachsen waren,
+  nunmehr genügte, der Platte die von ihr verlangte Kapazität zu geben;
+  die Platte war dann eine reine ~Planté~-Platte.
+
+  Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine
+  Großoberflächenplatte arbeiten sollte, so mußte natürlich, damit die
+  Leistung pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials möglichst groß
+  wurde, die Zahl der auf der Flächeneinheit des Kerns stehenden Rippen
+  möglichst gesteigert und die Höhe der Rippen möglichst groß gewählt
+  werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte sich
+  nun, daß dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr schnell
+  genug von der Säure durchdrungen wurde. Infolgedessen blieb von einer
+  gewissen Steigerung der Oberflächenentwickelung ab die gewünschte
+  Mehrleistung aus. Um diesen Übelstand zu beheben, suchte man das
+  Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden. Die Platte wird jetzt
+  unter Benutzung eines neuen Verfahrens in der Fabrik so weit formiert,
+  daß sie von vornherein die gewünschte Kapazität hat. Da keine Masse
+  eingetragen wird, so kann die Oberflächenentwickelung wesentlich
+  vergrößert werden.
+
+[Illustration: Fig. 15.]
+
+Fig. 15 zeigt den Querschnitt und die bildliche Darstellung der für
+Beleuchtungsbatterien zur Verwendung kommenden positiven Platten der
+~Akkumulatoren-Fabrik Aktien-Gesellschaft~. Die Platte wird ohne Kern
+hergestellt. _a b_ sind die Längsrippen; sie werden durch Stege _c d_
+zusammengehalten. Die Oberflächenentwickelung ist eine achtfache. Die
+Rippen sind vollständig frei, so daß die Säure gut zirkulieren kann.
+
+  Eine zu weit getriebene Oberflächenentwickelung hat, wenn man den
+  Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit relativ hoher
+  Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, nämlich, daß der
+  Spannungsabfall in der Säure wächst. Es geht dies aus folgendem
+  Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher
+  Oberflächenentwickelung denken wir uns ein Stück von 1 dm Länge und 1
+  dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die negative
+  Platte sei gerade so groß; der Abstand der Oberflächen der beiden
+  Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen; der
+  spezifische Widerstand der Säure sei ρ Ohm (bezogen auf 1 cm³). Der
+  Widerstand, den der Strom in der Säure zu überwinden hat, ist gleich
+  ρ[100]/100 Ohm. Die einer ~glatten~ Oberfläche von 1 dm²
+  entsprechende Stromstärke sei i, dann wäre also, wenn der Akkumulator
+  der Oberflächenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in
+  Rechnung zu setzende Stromstärke 8i und der durch den Widerstand in
+  der Säure bedingte Spannungsabfall E₁ = 8i.ρ/100 Volt. Bei einem
+  zweiten Akkumulator sei die Oberflächenentwickelung der positiven
+  Platte eine einfache (glatte Oberfläche ohne Rippen). Soll dieser
+  zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so muß seine
+  positive Platte 8 mal größer sein; bei sonst gleichen Umständen
+  (gleiche Säuredichte, gleiche Größe der negativen Platte wie eben)
+  wäre dann der Widerstand in der Säure ¼.ρ/100 (nicht ρ/(8×100), da der
+  mittlere Säurequerschnitt 4 dm² ist) und der Spannungsverlust in der
+  Säure E₂ = 8i.¼.ρ/100 = ¼E₁. Wir gelangen also zu dem Resultate, daß
+  eine ~der Oberflächenentwickelung entsprechende Beanspruchung einen
+  größeren Spannungsabfall zur Folge~ hat. Dies ist besonders bei
+  Pufferbatterien zu berücksichtigen.
+
+Die genannte Firma verwendet für Pufferbatterien eine mit der in Fig. 15
+abgebildeten inbezug auf die Konstruktion übereinstimmende Platte, die
+aber nur eine 6fache Oberflächenentwickelung hat.
+
+~Großoberflächenplatten~ sollen sich, wie von Fachleuten oft
+behauptet wird, ~nicht als negative~ Platten eignen, da der Bleischwamm
+keinen festen Halt habe, während das Bleisuperoxyd fest mit dem
+Bleikern verwächst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die
+Großoberflächenplatten auch als negative Elektroden auszubilden.
+
+~Gitterplatten~ oder pastierte Platten werden als positive und negative
+Elektroden benutzt. Die Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse
+(Füllmasse) festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen zuzuführen.
+Sie müssen genügende mechanische Festigkeit haben. Die Stromverteilung
+muß eine möglichst gleichmäßige sein, weil sonst eine ungleichmäßige,
+den chemischen Umsatz begleitende Volumänderung erfolgt und eine
+Deformation der Platte (Krümmung), sowie schlechter Kontakt zwischen
+Träger und aktiver Masse eintreten kann. Je kürzer die Entladedauer, um
+so enger sollte daß Gitter sein.
+
+Die Paste[101] wird hergestellt aus Mennige (Pb₃O₄, rot) oder Bleiglätte
+(Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder aus einer Mischung der beiden Oxyde.
+Für die Anode wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, für die
+Kathode Bleiglätte bevorzugt. Auch Bleimehl kann verwendet werden.
+
+Als Bindemittel verwendet man verdünnte Schwefelsäure,
+Glyzerinschwefelsäure, d. h. eine Mischung aus Schwefelsäure und
+Glyzerin, oder Magnesiumsulfatlösung und noch andere Flüssigkeiten. Die
+Schwefelsäure soll frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpetersäure
+und salpetriger Säure. Wie die Säure auf diese Verunreinigungen hin
+untersucht wird, werden wir später sehen. Die Paste wird nach
+sorgfältiger Reinigung der Träger (Gitter) mittels eines eichenen
+Spatels eingetragen (Schmieren); die pastierten Platten werden in einem
+mäßig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich die Schwefelsäure
+während des Trocknens mit Bleiglätte allmählich zu Bleisulfat und die
+Paste erhärtet infolge Verdunstung des Wassers, die Masse wird
+porös[102]. Die Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefelsäure,
+wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und Abscheidung von
+Bleisuperoxyd nach der Gleichung:
+
+  Pb₃O₄ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O + PbO₂.
+
+[Illustration: Fig. 16.]
+
+Der Bleischwamm der negativen Platten hat die Neigung, im Laufe der
+Jahre zusammenzusintern, eine Erscheinung, die man als ~Schrumpfen~ oder
+~Verbleiung~ bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere Struktur, und
+die Folge ist, daß die Kapazität der negativen Platten allmählich
+zurückgeht. Um diesem Übelstande zu steuern, mischt man der Masse
+gewisse Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen
+verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver usw. Wird soviel von diesem
+indifferenten Material beigemischt, daß das Sintern dauernd unmöglich
+ist, so macht sich ein anderer Übelstand bemerkbar; es tritt nämlich ein
+so starkes Quellen ein, daß die Masse aus dem gewöhnlichen, alten Gitter
+herauswächst und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann nun
+dadurch verhütet werden, daß man die Gitterplatte auf beiden Seiten mit
+einer perforierten Scheibe aus Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die
+~Akkumul.-Fabrik, Akt.-Gesellsch.~ hüllt ihre aus einem weitmaschigen
+Gitter bestehende negative Platte in ein mit zahlreichen kleinen Löchern
+versehenes Bleiblech ein (s. Fig. 16). Das Gitter besteht aus zwei
+Hälften; jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen. Die
+Massepastillen werden besonders hergestellt und in die eine Gitterhälfte
+eingelegt. Dann wird die andere Plattenhälfte aufgelegt, und die beiden
+Hälften werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen also
+gleichsam in kleinen Kästchen mit perforierter Grund- und Deckfläche
+liegen, so wird die Platte als ~Kastenplatte~ bezeichnet.
+
+[Illustration: Fig. 17.]
+
+~Gottfried Hagen~ in Cöln-Kalk verwendet als Anoden und Kathoden
+Gitterplatten. Dies hat, wie die Firma sagt, den Vorzug, daß die
+Kapazität beider Plattenarten gänzlich unabhängig von der Sorgfalt bei
+der Formation wird und stets die gleiche bleiben muß, da alle Platten
+derselben Art und Größe stets die gleiche Menge wirksamer Bleisalze
+enthalten. Die viereckigen Gitteröffnungen werden bei den für stationäre
+Batterien bestimmten Platten um so enger gemacht, je kürzer die
+Entladedauer oder je größer die Stromdichte bei der Entladung sein soll.
+Für starke Beanspruchung wird das in Fig. 17 abgebildete Gitter
+benutzt. Es gleicht in seinem Aussehen den Großoberflächenplatten; es
+wird aus reinstem Weichblei hergestellt, während die Gitter mit großen
+Öffnungen (Elektromobile), um genügende mechanische Festigkeit zu
+erzielen, aus Hartblei (Blei und Antimon) gegossen werden.
+
+[Illustration: Fig. 18.]
+
+In neuerer Zeit hat die Firma die negativen Platten wesentlich geändert,
+und zwar beziehen sich die Änderungen sowohl auf das Gitter wie auf die
+Zusammensetzung der Masse. Die Beschaffenheit des neuen Gitters ist aus
+den Figuren 18 und 19 zu ersehen; die letztere zeigt einen Ausschnitt in
+größerem Maßstabe. Es sind, wie man sieht, außer den nach außen spitz
+zulaufenden Längsrippen flache, die mechanische Festigkeit erhöhende
+Bänder vorhanden. Durch die Mitte der Platte (s. Fig. 18) läuft eine
+starke Leiste, so daß die ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.
+
+[Illustration: Fig. 19.]
+
+Für transportable Akkumulatoren verwenden die ~Akkumulatoren- und
+Elektrizitätswerke Akt.-Ges. vormals W. A. Boese & Co.~ sogenannte
+~Masseplatten~. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen mit einer
+geringen Anzahl großer Felder (siehe Fig. 20); das Trägergewicht ist
+also auf ein Minimum reduziert. Die die Felder ausfüllende Masse ist
+zementartig erhärtet; in jedem Felde befinden sich mehrere kleinere und
+ein größeres Loch, um den Zutritt der Säure zu den einzelnen Teilen und
+die Zirkulation zwischen den Platten zu ermöglichen. Besonders bei
+Entladungen mit längeren Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb, erzielt
+man günstige Leistungen, zumal die Selbstentladung bei solchen Platten
+eine verhältnismäßig geringe ist[103]. Für Akkumulatoren mit kürzerer
+Lade- und Entladezeit sind solche Masseplatten nicht geeignet.
+
+[Illustration: Fig. 20.]
+
+~Formation~. Das Verfahren, durch welches auf den Platten eine genügend
+dicke Schicht von Bleischwamm bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird,
+nennt man Formation oder Formierung.
+
+Da bei der Formation Schwefelsäure nicht verbraucht wird, es sei denn,
+daß man zuerst Blei oder die Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so
+kann man saure, alkalische und neutrale Lösungen verwenden. Entweder
+wird die ganze Formation in ~einer~ Lösung ausgeführt, oder man
+behandelt die Platten nacheinander in zwei verschiedenen Lösungen, z. B.
+zuerst in alkalischer und dann in saurer Lösung. Ferner können Anode und
+Kathode ~gleichzeitig~ in demselben Bade formiert werden, oder es findet
+eine ~getrennte Formation~ statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und
+Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.
+
+a) ~Reine Planté-Formation~. Wenn man als Elektroden reine Bleiplatten
+benutzt und die Zelle lädt, so erfolgt schon nach kurzer Zeit
+Gasentwicklung. Sobald sich nämlich die positive Platte mit einer sehr
+dünnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, hört die Einwirkung des
+Stromes auf, da das metallisch leitende Superoxyd den darunter liegenden
+Bleikern vor dem weiteren Angriff des Stromes schützt. Um nun die
+Kapazität der Elektroden zu vergrößern, lockerte ~Planté~ die Platten an
+der Oberfläche auf, so daß auch unmittelbar unter der Oberfläche
+liegende Schichten der Stromwirkung zugänglich wurden. Das angewandte
+Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde kurze Zeit
+geladen, dann nach einer Ruhepause entladen, hierauf wieder geladen u.
+s. f. Bei den verschiedenen Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden
+Kapazität allmählich größer wurde, schickte er den Strom bald in der
+einen, bald in der anderen Richtung durch die Zelle, da nur diejenige
+Elektrode angegriffen und aufgelockert wird, die bei der Ladung Anode
+ist.
+
+Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten später ~Gladstone~ und
+~Tribe~. Die Superoxydteilchen bilden mit Bleiteilchen und Säure kleine,
+kurzgeschlossene Elemente (siehe Selbstentladung). Diese entladen sich
+während der Ruhepause; hierbei werden Blei und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat umgewandelt. Bei der nächsten Ladung kann daher eine größere
+Menge Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm, wenn die
+Stromrichtung geändert wird) verwandelt werden.
+
+Die reine Planté-Formation ist umständlich und dauert Wochen, ja Monate
+lang; sie ist wegen des großen Stromverbrauchs auch teuer.
+
+b) ~Beschleunigte Formation der positiven Planté-Platten~. Schon
+~Planté~ fand, daß die Formation schneller vor sich geht, wenn man die
+Platten zuerst in mäßig konzentrierte Salpetersäure eintaucht und dann
+formiert; durch die Salpetersäure wird die Platte rein chemisch
+aufgelockert. Die so erhaltene Superoxydschicht fällt aber leicht ab,
+sie ist nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die bei der rein
+elektrochemischen Formierung entstandene. Auch ist die Gefahr vorhanden,
+daß Spuren von Salpetersäure trotz sorgfältigen Abspülens der Platte
+zurückbleiben. Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe immer
+weiter, so daß das Bleigitter oder der Bleikern nach verhältnismäßig
+kurzer Zeit zerstört wird.
+
+Später sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um beschleunigte
+Formation besonders bei den positiven Großoberflächenplatten zu
+erzielen. Sie bestehen fast alle darin, daß auf rein chemischem Wege
+Bleiverbindungen gebildet werden, die auf elektrochemischem Wege in
+Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die lösend wirkende Substanz dem
+Elektrolyten zugesetzt, so spielen sich beide Vorgänge gleichzeitig ab.
+~Epstein~ behandelt die Bleiplatten in heißer verdünnter Salpetersäure
+elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann zwischen zwei
+Bleibleche gehängt, die leitend miteinander verbunden sind; der
+elektrolysierende Strom tritt an der zu formierenden Platte ein.
+
+Nach P. ~Schoop~ (l. c. I S. 106) erreicht man am sichersten eine
+tiefgehende Auflockerung des Bleies bei Verwendung einer Lösung von
+Natriumbisulfat und Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei
+Bleiplatten aufgehängt, die Außenplatten werden miteinander verbunden
+usw. (s. oben). Auf der Mittelplatte (Anode) bildet sich eine braune
+Substanz, die aber kein Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte
+entfernt, wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert wird. Dies
+geschieht elektrochemisch in stark verdünnter Schwefelsäure. Die Platten
+werden sorgfältig mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles
+Chlor[104] (Salzsäure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt. Es
+bildet sich ein gleichmäßiger und festhaftender Überzug von Bleioxyd;
+dieses wird durch elektrochemische Formation in verdünnter Schwefelsäure
+in Superoxyd umgewandelt.
+
+c) ~Formation der pastierten Platten~. α) Negative Platten. Die
+Füllmasse besteht aus basischem, sowie aus neutralem Bleisulfat und aus
+nicht zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobkörnig ist und nur zum
+Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses nur langsam in Lösung.
+Infolgedessen wird, wenn man nicht mit sehr geringer Stromdichte
+arbeitet, der Elektrolyt an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.
+Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der Nähe der Platte ab, so
+steigt die Spannung an der Kathode und erreicht bald die für die
+Wasserstoffabscheidung nötige Höhe. Um die unnütze und auch schädliche
+Wasserstoffentwickelung zu verhüten, muß man dafür sorgen, daß die
+Konzentration der Wasserstoffionen eine möglichst kleine oder diejenige
+der Bleiionen eine möglichst große ist. Da neutrale Salze bei der
+elektrolytischen Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so sind
+neutrale Lösungen für die Formation der negativen Platten vorzuziehen;
+besonders eignen sich Magnesium- und Aluminiumsulfat (von ~Fitz-Gerald~
+zuerst ausgeführt, von P. ~Schoop~ wieder aufgenommen). Hierbei bildet
+sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium- bezw.
+Aluminiumhydroxyd, das aber durch Säure, die bei der Formation (aus der
+Paste) frei wird, neutralisiert wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an
+Bleiionen -- das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung
+zurückzudrängen -- kann man dadurch erreichen, daß man die Löslichkeit
+des Bleisulfates steigert, z. B. durch Erwärmung des Elektrolyten[105],
+oder eine Substanz zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein
+lösliches Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat man in der
+Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst sehr geringe zurückbleibende
+Mengen des Zusatzes dem Akkumulator sehr schädlich sind.
+
+Erfolgt die Formation in verdünnter Schwefelsäure zwischen zwei mit
+einander verbundenen Bleiblechen (Anoden), so dauert sie mehrere Tage.
+
+β) Positive Platten. Die Füllmasse besteht aus Bleisulfat, Bleisuperoxyd
+(s. S. 123) und Bleiglätte bezw. Mennige. Die Abscheidung der
+Bleisuperoxydionen, deren Existenz wir annehmen wollen (s. S. 55), muß
+durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gefördert werden (die
+Sauerstoffentwickelung also verringert werden). Nun ist die
+Konzentration dieser Ionen umgekehrt proportional der vierten Potenz der
+Wasserstoffionen; mithin muß letztere Konzentration auf einer möglichst
+geringen Höhe gehalten werden. In neutraler Lösung erfolgt also die
+Formation schneller als in saurer[106]. Man verwendet Aluminium- und
+Magnesiumsulfat. Während der Formation bildet sich Schwefelsäure, durch
+deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen; die Säure muß
+neutralisiert werden; man erreicht dies durch aufgeschwemmtes Magnesium-
+oder Aluminiumhydroxyd.
+
+  [98] Über die verschiedenen Patentansprüche und die historische
+  Entwickelung des Akkumulators siehe ~Hoppe~, Akkumulatoren für
+  Elektrizität, 5. Auflage, ferner P. ~Schoop~, Die Sekundär-Elemente.
+
+  [99] Bei Großoberflächenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene
+  Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene Masse gemeint.
+
+  [100] In Wirklichkeit ist er etwas größer, da ein Teil des Stromes in
+  die Säure innerhalb der Rippen eindringt.
+
+  [101] Näheres über die Fabrikation findet man in: F. ~Grünwald~, Die
+  Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.
+
+  [102] M. U. ~Schoop~ berechnet in der früher erwähnten Schrift die
+  Porosität einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte
+  (Gitterplatte) zu angenähert 43%, d. h. beträgt der für die Füllmasse
+  zur Verfügung stehende Raum 100 cm³, so sind 43 cm³ mit Säure
+  angefüllt. Für die Bleischwammplatte ergab sich eine noch größere
+  Porosität.
+
+  [103] Näheres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.
+
+  [104] Für Chlor gilt ähnliches wie für Salpetersäure (s. S. 128).
+
+  [105] Nicht zu empfehlen, da bei Erwärmung die wirksame Masse zu
+  locker wird.
+
+  [106] Eine saure Lösung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen
+  befinden; je größer die Konzentration der H·, um so größer ist die
+  Acidität.
+
+
+
+
+Siebentes Kapitel.
+
+Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften über die
+Behandlung, Lebensdauer.
+
+
+~Aufstellung.~ Der ~Raum~, in dem die Akkumulatorenbatterie
+untergebracht wird, soll kühl, trocken und vor allem gut ventilierbar
+sein, damit die Säure nicht zu stark verdunstet, die Außenwände der
+Zellen trocken gehalten werden können (Isolation) und die bei der Ladung
+sich bildenden Gase schnell entweichen. Während der Ladung dürfen
+brennende oder glühende Körper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet
+werden, da die Möglichkeit nicht ausgeschlossen ist, daß sich bei
+schlechter Ventilation eventuell vorhandenes Knallgas entzündet. Zur
+Beleuchtung dürfen nur elektrische Lampen verwendet werden, die im
+luftleeren Raume brennen.
+
+Der Fußboden soll fest und solide sein, natürlich muß er auch säurefest
+sein. Allen Anforderungen dürfte ein Asphaltboden auf Untergrund aus
+Zementbeton genügen[107].
+
+Die Elemente müssen so aufgestellt werden, daß man zu jeder Zelle freien
+Zutritt hat zwecks einer Besichtigung, Messung der Säuredichte oder
+sonstiger vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt gewordener
+Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen nicht mehr als zwei Reihen
+neben- und übereinander auf demselben Gestelle stehen; größere Zellen
+müssen auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach den
+Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker müssen die Zellen
+von Batterien für hohe Spannungen so angeordnet sein, daß bei der
+Bedienung eine zufällige gleichzeitige Berührung von 2 Punkten, zwischen
+denen eine Potentialdifferenz von mehr als 250 Volt herrscht, nicht
+stattfinden kann. Bei Batterien in Anlagen mit mehr als 250 Volt
+Gebrauchsspannung zwischen 2 Leitern oder mehr als 2 × 250 Volt in
+Dreileiteranlagen sind nach den Vorschriften des V. D. E.
+Lattenlaufböden erforderlich. (Isolation gegen Erde.)
+
+Die ~Gestelle~ werden aus sorgfältig geteerten oder mit Paraffinöl
+durchtränkten Balken hergestellt. Der Gebrauch von Nägeln, Schrauben,
+Bandagen aus Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die Säure
+angegriffen werden; die Verbindung der einzelnen Teile des Gestelles muß
+daher durch Holzpflöcke geschehen.
+
+Große Sorgfalt ist auf die ~Isolation~ zu verwenden, da die Außenseiten
+der Elemente auch bei guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die
+einzelnen Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell und dieses
+gegen die Erde durch nichthygroskopische Unterlagen zu isolieren. Bei
+größerer Batteriespannung kann man Ölisolatoren verwenden, deren oberer
+Teil größer ist als der untere, so daß etwa herabfließende Säure über
+den oberen (überhängenden) Teil hinwegtropft, der untere Teil des
+Isolators also trocken bleibt.
+
+Die im Akkumulatorenraume verlegten Drähte müssen mit säurefester Farbe
+angestrichen werden. --
+
+Als ~Zellen~ benutzt man Gefäße aus Glas, Zelluloid, Hartgummi und Holz.
+Glas isoliert gut, ist billig und ermöglicht eine genaue Besichtigung
+des Inneren des Elementes. Für transportable Akkumulatoren verwendet man
+Hartgummi oder Zelluloid und versieht die Zellen mit einem Deckel; noch
+vorhandene Fugen werden mit einem säurefesten und elastischen Kitt
+verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien für mehr als 16
+Volt Spannung als Material für Gefäße nicht verwendet werden.
+
+  Zelluloid ist zwar leicht entzündbar, da aber die Wände von innen
+  durch die Säure gekühlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen, daß
+  das Zelluloid bis zur Entzündungstemperatur erhitzt wird. Es hat die
+  Vorzüge, daß es gegen Stöße unempfindlich ist, leicht verarbeitet
+  werden kann und durchsichtig ist; ferner können Gefäße aus diesem
+  Stoffe repariert werden.
+
+Für große Elemente benutzt man Holzkasten, die mit Bleiblech im Innern
+verkleidet werden. Natürlich dürfen die Platten diese Verkleidung nicht
+berühren.
+
+[Illustration: Fig. 21.]
+
+~Einbau~. Die Platten werden bei stationären Elementen meistens mittels
+zweier Fahnen oder Nasen auf dem oberen Rande des Gefäßes aufgehängt (s.
+Fig. 21), damit sie sich frei ausdehnen können. Die Oberflächen der
+einzelnen Platten müssen genau parallel laufen, und der Abstand zwischen
+zwei benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe sein. Hängt
+nämlich eine Platte schief, so werden die Stellen, die den kleinsten
+Abstand haben, am stärksten beansprucht, so daß Krümmungen eintreten
+können; diese können wiederum Abbröckeln der aktiven Masse und
+Kurzschluß herbeiführen. Hat ferner eine positive Platte von den beiden
+benachbarten Elektroden ungleichen Abstand, so werden ihre beiden Seiten
+nicht gleichmäßig ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden
+positiven Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.
+Parallelität und gleiche Abstände erreicht man am einfachsten dadurch,
+daß man zwischen je zwei Platten eine genügende Anzahl von Glasstäben
+schiebt, die alle denselben Durchmesser haben, und durch elastische
+Bleistreifen oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen die Platten
+ausüben läßt (s. Fig. 21).
+
+Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden des Gefäßes muß sich ein
+größerer Zwischenraum befinden, in dem sich herabfallende aktive Masse
+sammeln kann (Vermeidung eines inneren Kurzschlusses).
+
+[Illustration: Fig. 22.]
+
+In Fig. 22 ist schematisch dargestellt (für 2 Elemente), wie die Platten
+angeordnet und mit einander verbunden werden. Warum die erste und letzte
+Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde früher dargelegt (s. S.
+62). Man sieht, daß die positiven Fahnen der ersten Zelle mit den
+negativen Fahnen der zweiten durch eine Bleileiste verbunden sind. --
+Bei kleinen Elementen, die nur aus einer positiven und zwei negativen
+Platten bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch durch
+einen Steg.
+
+Der Abstand der Platten richtet sich nach deren Größe; einerseits darf
+er nicht zu groß sein, damit der innere Widerstand der Zelle nicht
+unnötig groß wird, anderseits darf er nicht so klein sein, daß eine
+Besichtigung der Platten erschwert oder unmöglich wird; auch kann sich
+bei geringen Abständen leicht Kurzschluß bilden. Bei kleinen Platten
+(bis etwa 3 qdm einseitiger Oberfläche) beträgt der Abstand in der Regel
+8 bis 10 mm, bei mittelgroßen (bis 6 qdm) 10 bis 12 mm und bei großen 12
+bis 15 mm. Bei kleinen transportablen Akkumulatoren sollte der Abstand
+der Platten reichlich groß gewählt werden, damit Kurzschluß durch
+herausfallende Masse möglichst vermieden und eine genaue Besichtigung
+des Innern der Zelle leicht ausführbar ist.
+
+[Illustration: Fig. 23.]
+
+Seit einigen Jahren ist man dazu übergegangen zwischen die einzelnen
+Platten ~Holzbrettchen~ oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits
+gesehen, daß man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente
+Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern. Die aktive Masse
+quillt dann leicht aus dem Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschluß
+bewirken. Um diesem Übelstande zu steuern, bedeckt die Firma ~Gottfried
+Hagen~ in Cöln-Kalk die negative Elektrode mit einer gelochten
+Hartgummiplatte, die durch die Glasröhren gegen das Gitter gepreßt wird.
+Die Perforierung ist eine so feine, daß jedes Durchtreten von Partikeln,
+die sich loslösen, durch die Öffnungen ausgeschlossen ist und die Säure
+dennoch leicht zirkulieren kann. Werden Holzkasten für die Zellen
+verwendet, bei denen Glasröhren keinen Zweck haben, da man ohnehin nicht
+das Zelleninnere besichtigen kann, so werden Hartgummiplatten verwendet,
+die auf der einen Seite mit Rippen versehen sind (s. Fig. 23); diese
+vertreten die Stelle der Glasröhren.
+
+[Illustration: Fig. 24.]
+
+Nach den Montagevorschriften der ~Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft~ werden zwischen die einzelnen Platten Holzbrettchen
+geschoben, die etwas größer sind als die Platten. Die Brettchen werden
+in die Schlitze von Holzstäben geschoben (siehe Fig. 24). Diese sind
+etwas dünner als die Plattenzwischenräume und sitzen anfangs etwas lose.
+Da die Stäbe in der Säure quellen, so sitzen sie bald fest. Auf diese
+Weise wird erreicht, daß zwischen Platten und Brettchen ein enger
+Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer genügend großen Menge
+von Säure in Berührung ist. Die Brettchen erfahren eine besondere
+Vorbehandlung in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?) aus dem Holz
+Stoffe in Lösung treten, die ein Sulfatieren der Platten fast unmöglich
+machen, so daß die Kapazität lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen
+soll, da die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden, für
+lange Jahre vorhalten. Außerdem dienen die Brettchen auch als Mittel zur
+Verhinderung von Kurzschluß.
+
+Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu bedecken, weil dann
+Säurepartikelchen, die beim „Kochen‟ durch die Gase mitgerissen werden,
+zurückgehalten werden und verhindert wird, daß von der Decke
+abbröckelnder Kalk oder dgl. in die Säure fällt.
+
+Für die Elemente der ~Automobilbatterien~ werden Hartgummikasten
+verwendet. Die Platten werden auch mit Zwischenlagen aus perforiertem
+Hartgummiblech oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen Elemente
+werden so miteinander verbunden, daß schadhafte Zellen leicht
+ausgewechselt werden können; man benutzt biegsame Verbindungen aus
+Bleistreifen oder verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch
+Schrauben befestigt werden.
+
+~Säure~. An die ~Reinheit~ der Schwefelsäure und des zum Nachfüllen zu
+benutzenden Wassers sind, wie sich aus früheren Betrachtungen (s. S. 107
+und S. 110) ergeben dürfte, die ~höchsten Anforderungen zu stellen~. Sie
+müssen vor allem frei sein von metallischen Verunreinigungen. Fremde
+Metalle (s. Selbstentladung) bewirken das sogen. Nachgasen. Man prüft
+die Säure auf die Anwesenheit schädlicher Metalle dadurch, daß man
+mittels eines sauberen Holzspans ein Stückchen Zink in eine Probe
+bringt, die sich in einem Reagenzglas befindet. Sind schädliche Metalle
+in der Säure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch
+Wasserstoff abgeschieden, man sieht beständig feine Gasbläschen
+emporsteigen. Der Versuch, der etwa ½ Stunde dauern sollte, wird 3mal
+wiederholt; bleibt ~einmal~ die stetige Bläschenbildung aus, so ist die
+Säure frei von schädlichen Metallen.
+
+Der Elektrolyt muß ferner frei sein von Chlor, Salpetersäure und
+salpetriger Säure, Arsenverbindungen und Essigsäure. Auch ganz minimale
+Mengen dieser Substanzen sind dem Akkumulator sehr schädlich; sie wirken
+nämlich zerstörend auf den Bleikern, indem sie Blei lösen. Die
+Bleiverbindung wird durch den Strom zersetzt und die Verunreinigung wird
+wieder frei usw. (s. Formation).
+
+  ~Untersuchung auf Salpetersäure~: Man löst etwas Brucin in
+  konzentrierter Schwefelsäure und setzt der Schwefelsäureprobe einige
+  Tropfen der Lösung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten Menge
+  Salpetersäure erfolgt Rotfärbung.
+
+  Stickstoffverbindungen können auch in der Weise nachgewiesen werden,
+  daß man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefelsäure
+  eintropfen läßt und der heißen Lösung etwas Indigolösung zusetzt. Wird
+  die Flüssigkeit entfärbt, so ist die Säure nicht brauchbar.
+
+  ~Die Untersuchung auf Chlor~ ist mit besonderer Sorgfalt auszuführen.
+  5 cm³ (ca. 9 Gramm) Säure werden mit 50 cm³ destilliertem Wasser
+  gemischt[108]; nach 5-6 Stunden setzt man etwas Salpetersäure und
+  20prozentige Silbernitratlösung (Höllensteinlösung) zu. Nach
+  einstündigem Stehen darf die Flüssigkeit keine weiße Färbung,
+  höchstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet sich bei
+  Gegenwart von Chlorverbindungen unlösliches, weißes Chlorsilber.)
+
+  ~Arsenverbindungen~ werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff in
+  braunes, unlösliches Schwefelarsen umgewandelt.
+
+Zum Füllen der Elemente benutzt man verdünnte Schwefelsäure vom
+spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17; sind die Positiven
+Großoberflächenplatten, so kann die Säure etwas stärker sein. Die Dichte
+der Säure wird bei den ersten Ladungen etwas größer, da die Paste noch
+weiter formiert wird und hierbei Schwefelsäure frei wird. -- Da bei der
+Vermischung von Schwefelsäure und Wasser eine starke Wärmeentwickelung
+erfolgt und explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man Wasser
+in Schwefelsäure gießt, so muß man die Schwefelsäure in dünnem Strahle
+unter Umrühren dem Wasser zusetzen. Mittels des Aräometers konstatiert
+man, ob die Mischung das gewünschte spezifische Gewicht hat. Erst nach
+dem Erkalten darf die Säure in die Akkumulatorengefäße gegossen werden.
+Muß man einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen aus Glas
+oder Porzellan.
+
+Da die Untersuchung der Schwefelsäure und die Herstellung der Mischung
+umständlich ist, so empfiehlt es sich, die Säure durch die
+Akkumulatorenfabrik oder durch Handlungen zu beziehen, die von der
+Akkumulatorenfabrik empfohlen werden.
+
+Die Säure soll die oberen Kanten der Platten mindestens 1 cm überragen;
+vor allem darf es nicht vorkommen, daß der obere Teil der Platten aus
+der Säure herausragt. Im Laufe der Zeit ändert sich die Menge und die
+Dichte der Säure, da Wasser verdampft, kleine Säureteilchen von den bei
+der Ladung sich bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die Kapazität
+der Platten zu- bezw. abnehmen kann; wächst diese im Laufe der Zeit, so
+wird bei der Entladung mehr Säure verbraucht und die Schwankungen der
+Säuredichte werden größer. Meistens genügt es, durch Zusatz von
+destilliertem Wasser[109] die Säure auf die richtige Höhe zu bringen;
+von Zeit zu Zeit jedoch muß man die Säuredichte der einzelnen Zellen
+sowohl im vollständig geladenen wie im vollständig entladenen Zustande
+messen und eventuell Akkumulatorensäure hinzufügen (nie konzentrierte
+Säure, da diese die Platten angreift). Man setzt am besten die Säure vor
+Beginn der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung bewirken. Im
+entladenen Zustande beträgt die Säuredichte meist 1,15, im geladenen
+Zustande kann sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige Säuredichte
+schadet übrigens dem Akkumulator nicht, wohl aber eine zu hohe
+(Begünstigung der Sulfatierung, Verringerung der Lebensdauer). Säure,
+die beim Nachfüllen verschüttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die
+Isolatoren trocken bleiben.
+
+Die Säuredichte mißt man mittels eines ~Aräometers~, dessen Körper so
+flach ist, daß man es in den engen Zwischenraum zwischen den Platten
+einführen kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen, so benutzt
+man ein ~Aräometer~ mit ~Saugheber~ und Gummiball. Bei genauen
+Untersuchungen ist zu beachten, daß die Säure in der Nähe des
+Gefäßbodens etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von Luft kann man
+eine Vermischung herbeiführen.
+
+In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht, das
+Mischungsverhältnis und der Widerstand von 1 cm³ verdünnter
+Schwefelsäure angegeben.
+
+
+  Spezifisches | Gewichts- | Grade | Widerstand eines
+  Gewicht bei  | prozente  | Baumé |    Kubikcent.
+      15°      |   H₂SO₄   |       |   (angenähert)
+  =============+===========+=======+==================
+      1,10     |   14,35   |  13,0 | 2,2 Ohm
+      1,12     |   17,01   |  15,4 | 1,8  „
+      1,14     |   19,61   |  17,7 | 1,6  „
+      1,16     |   22,20   |  19,8 | 1,5  „
+      1,18     |   24,76   |  22,0 | 1,45 „
+      1,20     |   27,32   |  24,0 | 1,4  „
+      1,22     |   29,84   |  26,0 | 1,38 „
+      1,224    |   30,50   |  26,6 | 1,36 „  (Minimum)
+
+Zuweilen verwendet man für die Füllung transportabler Akkumulatoren
+~gelatinöse Schwefelsäure~, die aus Schwefelsäure, Wasserglas und
+Asbest hergestellt wird. Die ~Trockenfüllung~ leidet an den Nachteilen,
+daß der innere Widerstand des Elementes stark erhöht und die Kapazität
+wesentlich verringert wird. Die Füllung muß mit einer Schicht flüssiger
+Säure von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes Wasser
+oder stark verdünnte Säure zuzusetzen.
+
+Für Automobilbatterien verwendet man, da man die Säuremenge, um das
+Gewicht zu verringern, möglichst klein macht, Säure von etwas höherer
+Konzentration als bei Zellen für stationäre Anlagen; im geladenen
+Zustande darf die Säuredichte den Wert 1,25 erreichen.
+
+Muß eine Zelle ~geleert werden~, so zieht man die Säure mittels eines
+Hebers ab; die Platten werden in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die
+betreffende Zelle muß, nachdem sie neu montiert ist, stark überladen
+werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie während der Ladung der Batterie
+mit den anderen Zellen in Reihe, man verbindet sie also mit den beiden
+benachbarten Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der beiden
+Verbindungen beseitigt und der positive Pol des einen Nachbars mit dem
+negativen Pole des anderen verbunden (~Überbrückung~). Unsere Zelle ist
+also während der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei der folgenden
+Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.
+
+~Die Vorschriften für die Ladung und Entladung~ weichen in einzelnen
+Punkten bei den verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon durch
+den Umstand erklärt werden kann, daß die Fabrikate verschieden sind. Die
+folgenden Vorschriften dürften aber allgemein gültig sein.
+
+Die ~erste Ladung~ (nach der Montage) soll, wenn eben möglich, ohne
+Unterbrechung so lange fortgesetzt werden, bis bei allen Zellen an
+beiden Elektroden reichlich Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine
+große (24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei den negativen
+Platten, an der Luft (während des Transportes, der Montage) verändert
+wird, so daß eine nachträgliche Formierung erfolgen muß. Am längsten
+dauert natürlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten unformiert
+versandt wurden.
+
+Die späteren Ladungen sollen, wenn möglich sofort, spätestens aber 24
+Stunden nach Beendigung der Entladung erfolgen (s. Sulfatierung). Falls
+die ~Batterie stark erschöpft~ ist, was bei Betriebsstörungen, z. B. bei
+einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann, so muß ~sofort~ gründlich
+aufgeladen werden. Zu beachten ist, daß man den positiven Pol der
+Batterie mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden muß (ev.
+Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom (gewöhnlich gleich
+der maximalen Entladestromstärke) darf nicht überschritten werden. Man
+lädt so lange, bis bei sämtlichen Elementen der Batterie an beiden
+Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt. Der Wärter hat die Pflicht,
+bei jeder Ladung nachzusehen, ob alle Zellen gasen[110].
+
+Finden täglich mehrere Teilladungen statt, so darf nur ~eine~ bis zur
+vollen Gasentwicklung durchgeführt werden, die anderen dagegen sind
+sofort abzubrechen, wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.
+
+Will man (im Laboratorium) große und kleine Zellen gleichzeitig laden,
+so schaltet man zwei oder mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet
+aus diesen gleichsam einen größeren Akkumulator, oder man wählt den
+Strom so, daß er der kleinsten Type angepaßt ist.
+
+Es ist darauf zu achten, daß die mit dem Zellenschalter verbundenen
+Elemente nicht zu lange überladen werden.
+
+Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur wenig benutzt wird
+(Laboratorium), muß von Zeit zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen
+werden (siehe Selbstentladung). Automobilbatterien sollen nach jeder
+Fahrt geladen werden.
+
+Die Ladestromstärke darf, wie wir bereits sahen, eine gewisse Größe
+nicht überschreiten; sie ist, wenn an beiden Platten Gasentwicklung
+erfolgt, auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Wertes herabzusetzen.
+Hierfür kann man verschiedene Gründe angeben. Wird die Gasentwicklung zu
+stürmisch, so werden viele kleine Partikelchen der wirksamen Masse
+losgesprengt. Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromstärke
+nicht vermindert wird, einen hohen Wert, und es kann sich
+Überschwefelsäure bilden (s. S. 14). Auch wird bei starker
+Gasentwicklung zu viel Säure verspritzt.
+
+Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie parallel. Die Ladung
+der Batterie muß, ehe der Parallelbetrieb beginnt, beendet sein, ein
+~Nachladen~ bei ausgeschaltetem Ladeschalter ist unter allen Umständen
+~zu vermeiden~, weil es zu einer Schädigung der mittleren Schaltzellen
+führt.
+
+  Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen. Es handle
+  sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der Zentrale 115
+  Volt beträgt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich; von diesen
+  seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die Ladung sei soweit
+  fortgeschritten, daß die Spannung jeder Zelle 2,2 Volt beträgt. Dann
+  werde zum Parallelbetrieb übergegangen. Die Ladung kann nur durch den
+  Entladeschalter geschehen (s. S. 173). Es können dann nur 115:2,2 = 52
+  Zellen Strom bekommen, die 12 letzten Zellen werden also nicht mit
+  geladen. Muß die Batterie später Strom abgeben, so sind anfänglich
+  115 : 2 = 58 Zellen an der Stromlieferung beteiligt. Die Zellen 53 bis
+  58 werden also überanstrengt, da sie bei der Nachladung keinen Strom
+  erhielten.
+
+Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt für ihre Batterien vor, daß
+unter normalen Verhältnissen etwa alle 3 Monate eine ~Ladung mit
+Ruhepausen~ erfolgen soll (s. S. 114). Durch diese sucht man offenbar
+einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die Ladung geschieht in der
+Weise, daß die Maschine abgeschaltet wird, sobald an beiden Elektroden
+die Gasentwicklung beginnt; die Batterie ist vom Netze zu trennen. In
+diesem Ruhezustande soll sie mindestens 1 Stunde stehen bleiben. Dann
+wird wieder geladen bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.
+Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander folgen, bis ~sofort~
+nach dem Einschalten der Maschine Gasentwicklung beginnt. Bei den
+Nachladungen soll die Stromstärke natürlich kleiner als die normale
+sein. Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die Batterie zu
+stark beansprucht und wenn sie wiederholt ungenügend geladen worden ist.
+
+Zellen, die voraussichtlich längere Zeit nicht benutzt werden, sind
+gründlich aufzuladen (Selbstentladung); besonders schnell geht die
+Selbstentladung bei Großoberflächenplatten vor sich.
+
+Der Wärter hat die Pflicht, alle ~Zellen bei~ jeder ~Ladung~ zu
+beobachten; besondere Aufmerksamkeit soll er den Schaltzellen zuwenden.
+Es kommt zuweilen vor, daß eine ~Zelle~ gegen die anderen
+~zurückbleibt~[111]; es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die Nachbarn
+schon lange „kochen‟, die Säuredichte steigt nicht oder doch nur sehr
+langsam an. Eine solche Zelle ist auf ~Kurzschluß~ zu untersuchen. Ein
+solcher kann verursacht werden dadurch, daß sich eine Platte krümmt oder
+dadurch, daß ein Fremdkörper in die Zelle hineinfällt oder daß aktive
+Masse aus dem Gitter herausfällt. Er hat zur Folge, daß der Ladestrom
+sich verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die Säure fließt,
+d. h. eine elektrochemische Wirkung ausübt. Nach der Ladung entlädt sich
+die Zelle in sich selbst; denn der den Kurzschluß bewirkende Körper
+bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden Polen. Bei einer
+solchen Zelle tritt bald Sulfatierung ein, die mit einer
+Kapazitätsabnahme verbunden ist.
+
+Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man mittels eines kleinen
+Kompasses feststellen. Diesen legt man nacheinander zwischen zwei
+benachbarte Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschluß hat, so
+wird die Nadel durch das magnetische Feld des Stromes abgelenkt.
+
+Die ~Vorschriften für die Entladung~ sind größtenteils schon in den
+Betrachtungen des Kapitels 4 enthalten. Es sei daran erinnert, daß eine
+gewisse Stromstärke nicht überschritten werden darf. Dies ist besonders
+beim Experimentieren im Laboratorium etc. zu beachten. Ist man im
+Zweifel, wie stark der Strom bei einem Versuche wird, so muß man einen
+Rheostaten und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in Fig. 25
+angedeutet ist. In dieser soll _A_ den Apparat darstellen, dem Strom
+zugeführt wird, _Amp._ ein Ampermeter, _W_ einen veränderlichen
+Widerstand, _B_ die Batterie, _Voltm._ ein Voltmeter.
+
+Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator entladen ist, hat große
+praktische Bedeutung (man vergleiche die Bemerkungen auf S. 102 und die
+Darlegungen über die Erholung). Weiß man nicht bestimmt, ob man einer
+Zelle noch Strom entnehmen darf, so verbindet man die Klemmen mit einem
+Voltmeter und läßt das Element den der dreistündigen Entladung
+entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle erschöpft, so sinkt die
+Klemmenspannung in kurzer Zeit auf 1,8 Volt. -- Dauert ein Versuch
+längere Zeit, so sollte stets ein Voltmeter mit den Klemmen des
+Elementes bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. Fig. 25).
+
+[Illustration: Fig. 25.]
+
+  Um zu prüfen, wie groß noch ungefähr die Elektrizitätsmenge ist, die
+  man entnehmen darf, kann man das Aräometer benutzen. Kennt man die
+  Säuredichte der Zelle in geladenem und entladenem Zustande, so kann
+  man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte einen Schluß über
+  den Energieinhalt ziehen. Weiß man z. B., daß die Säuredichte des
+  vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige der entladenen Zelle 1,16
+  ist, und findet man, daß das spezifische Gewicht den Wert 1,17 hat, so
+  enthält der Akkumulator noch ungefähr ¾ seiner Elektrizitätsmenge.
+
+Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen werden, gehen in ihrer
+Kapazität zurück. Soll dies vermieden werden, so müssen die Zellen von
+Zeit zu Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit möglichst der
+garantierten Kapazität beansprucht werden. Diese Vorschrift ist
+besonders für solche von Wichtigkeit, die Anlagen in Schulen etc. zu
+beaufsichtigen haben.
+
+~Sulfatieren~, ~Krümmen~. Bei Batterien macht sich stärkere
+~Sulfatierung~ in einer oder mehreren Zellen in der Weise bemerkbar, daß
+bei der gewöhnlichen anfänglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom
+zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden, mißt man die
+Spannung der Elemente einzeln mittels eines Voltmeters für geringe
+Spannungen (Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande ist die
+Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr klein. Bei der Ladung kann
+in der kranken Zelle Gasentwicklung erfolgen, ohne daß ein chemischer
+Umsatz an den Platten erfolgt.
+
+Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht die ganze Oberfläche,
+oder ist es nur in sehr dünner zusammenhängender Schicht vorhanden, so
+gelingt es meistens, die Zelle unter Anwendung einer höheren Spannung
+(3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium benutzt man am besten die
+Thermosäule; bei größeren Batterien kann man den Ladestrom den
+Schaltzellen entnehmen.) Während der Ladung schalte man ab und zu (etwa
+nach je 10 Minuten) eine Ruhepause (5-10 Minuten) ein (S. 114). Nach der
+ersten Ladung hat das Element noch nicht seine volle Kapazität. Man
+behandelt daher die Zelle in der früher angegebenen Weise.
+
+Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem ~Krümmen~ der Platten
+verbunden. Findet man, daß eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so
+schiebt man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasstäbe, so daß
+eine weitere Verringerung des Plattenabstandes nicht erfolgen kann, oder
+man drückt die Platte durch breite flache Hölzer, deren Dicke gleich
+dem Plattenabstand ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte
+durch eine neue zu ersetzen. Die Kölner Akkumulatoren-Werke schreiben
+vor, daß in Zellen, die dauernd zu arbeiten haben, Platten aus der
+letzten Schaltzelle kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,
+während die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt werden.
+
+Damit man beginnende Krümmung oder andere Fehler entdeckt, muß man von
+Zeit zu Zeit eine Revision sämtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich
+hierbei, besonders wenn es sich um große Zellen oder um Elemente in
+Holzkästen handelt, einer ~Ableuchtlampe~, d. h. einer elektrischen
+Lampe mit Schutzkorb, Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem
+Stöpsel für Wandkontakt[112].
+
+~Automobilzellen~ sind von Zeit zu Zeit, unter normalen Verhältnissen
+alle drei Monate, zu ~reinigen~. Die Plattensätze werden zu dem Zwecke,
+nachdem die Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig
+aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges Heben und Senken in
+destilliertem Wasser abgespült; die Kasten werden entleert und
+gereinigt, dann werden die Plattensätze wieder eingeschoben und Säure
+vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder Reinigung muß eine
+gründliche Aufladung mit etwa dem halben normalen Ladestrom erfolgen.
+
+Im Übrigen sei bemerkt, daß die Firmen genaue Vorschriften über die
+Behandlung der von ihnen gelieferten Batterien geben und daß sie gegen
+eine jährliche Prämie die Überwachung und Instandhaltung der Batterien
+übernehmen (~Akkumulatorenversicherung~).
+
+~Die Lebensdauer~ des ~Akkumulators~ hängt in hohem Maße von der Art der
+Behandlung ab. Über diese können allgemein gültige Angaben kaum gemacht
+werden. Dünne Platten, wie sie für Traktionszwecke benutzt werden, die
+mit relativ hoher Stromdichte beansprucht werden, müssen nach 100 bis
+200 Entladungen ausgewechselt werden. Planté-Platten haben eine andere
+Widerstandsfähigkeit als Faure-Platten. Auch spielt die Art der
+Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark beschleunigte Formierung
+scheint die Lebensdauer ungünstig zu beeinflussen.
+
+Werden bei der Formation dem Elektrolyten Chemikalien zugesetzt, die
+Blei chemisch angreifen, so kann es leicht vorkommen, daß in den Platten
+geringe Mengen dieser Substanzen zurückbleiben und in die
+Akkumulatorensäure gelangen. Das Blei des Trägers wird im Laufe der Zeit
+„angefressen‟, so daß die mechanische Festigkeit immer kleiner wird.
+
+Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch die Zeit gegeben, bis zu
+welcher das Blei der Rippen und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd
+aufgebraucht wird (s. Lokalaktion, S. 110); die mechanische Festigkeit
+der Platten wird geringer und ihr Widerstand größer. Daraus ergibt sich,
+daß die Menge des festen Bleies in hohem Grade maßgebend ist für die
+Lebensdauer der positiven Platten.
+
+Bei älteren negativen Platten geht der Bleischwamm langsam in festes,
+dichtes Blei über, er schrumpft unter beträchtlicher Volumänderung
+zusammen; es bilden sich Risse, und der Zusammenhang zwischen der
+Unterlage und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese
+Erscheinung ~Schrumpfen~, ~Sintern~, ~Verbleiung~. Sie ist natürlich mit
+einer Kapazitätsabnahme verbunden, da die Säure nicht mehr in das Innere
+eindringen kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter Substanzen (z. B.
+Koks, Bimsstein) in fein verteiltem Zustande zu dem Breie, den man in
+die Gitter schmiert, soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt
+werden (s. S. 136).
+
+Durch zu starke Beanspruchung der negativen Platten wird das Schrumpfen
+beschleunigt. Daher dürfte ein weiteres Mittel, dem Verbleien
+vorzubeugen, darin bestehen, die Kapazität der Bleischwammplatten von
+vornherein größer zu wählen als die der positiven Elektroden.
+
+Vor allem muß sich jeder, der Akkumulatoren benutzen will, mit den
+Vorgängen im Akkumulator und mit seinen Eigentümlichkeiten genau bekannt
+machen und sich von vornherein daran gewöhnen, mit der nötigen Vorsicht
+zu Werke zu gehen.
+
+  [107] Siehe Zentralblatt für Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder E.
+  T. Z. 1907, S. 611.
+
+  [108] Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszuspülen.
+
+  [109] Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen, s. S. 139.
+
+  [110] Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen müssen zu gleicher
+  Zeit und gleichmäßig zur Gasentwicklung gelangen.
+
+  [111] Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so können
+  zurückgebliebene Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, daß man
+  sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen geht
+  dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der natürlich den
+  maximalen Ladestrom nicht überschreiten darf. Bei anderen Zellen
+  wendet man die Überbrückungsmethode an (s. S. 142).
+
+  [112] Zum ~Reinigen der Akkumulatoren~ kann man einen Apparat
+  benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht aus einer
+  Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch mit passendem
+  Bleimundstück angeschlossen ist Man zieht zuerst die Säure ab, saugt
+  dann den Schlamm ab und füllt wieder ein. Das Herausnehmen der Platten
+  ist also überflüssig.
+
+
+
+
+Achtes Kapitel.
+
+Der alkalische Akkumulator.
+
+
+An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil getadelt, daß sie ein im
+Vergleich zu ihrer Leistung großes Gewicht haben. Dieses ist in erster
+Linie bedingt durch das hohe spezifische Gewicht und das große
+elektrochemische Äquivalent des Bleies. Auch der Umstand, daß Blei ein
+weiches Metall ist, wäre hier zu erwähnen. Der Träger der aktiven Masse
+muß nämlich aus Blei bestehen, die Platten müssen, damit sie genügend
+fest sind, eine ziemlich große Dicke haben. Endlich ist der
+Bleiakkumulator auch deshalb ein schwerer Akkumulator, weil der
+Elektrolyt in verhältnismäßig großer Menge vorhanden sein muß. Denn die
+Säure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so daß man gezwungen ist,
+pro Amperstunde eine gewisse Säuremenge zu verwenden. Wird die Säure
+knapp bemessen, so sinkt ihre Dichte während der Entladung stark; dies
+hat zur Folge, daß der innere Widerstand größer und die
+elektromotorische Kraft kleiner wird. Nimmt man wenig, aber ziemlich
+stark konzentrierte Säure, so wird die Sulfatierung begünstigt und die
+Lebensdauer verringert. Das Gewicht der Säure beträgt bei stationären
+Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes. Was das Gewicht der Platten
+anbelangt, so kann man durch Verringerung der Dicke das Verhältnis
+zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern. Eine derartige
+Steigerung der Leistung pro Kilogramm Zellengewicht wird aber nur auf
+Kosten der Lebensdauer erkauft. Nach E. ~Sieg~[113] haben Zellen der
+Kölner Akkumulatorenwerke für Traktionszwecke (Automobile), die ca. 30
+Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere Lebensdauer nur ca. 100
+Entladungen.
+
+Es gibt nun zwei Möglichkeiten, einen leichteren Akkumulator zu
+konstruieren, nämlich erstens Metalle zu verwenden, deren spezifisches
+Gewicht und elektrochemisches Äquivalent kleiner ist als bei Blei[114],
+zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten so zu wählen, daß
+der Elektrolyt bei Stromzufuhr und Stromentnahme seine Konzentration
+nicht ändert.
+
+Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen Erfindern schon seit
+mehr als 20 Jahren Versuche angestellt worden.
+
+  Verdünnte Schwefelsäure hat folgende wertvolle Eigenschaften: 1. sie
+  leitet den elektrischen Strom sehr gut (natürlich im Vergleich zu
+  anderen Elektrolyten), 2. sie verändert sich an der Luft nicht, 3. sie
+  bleibt in dem Gefäße, in dem sie sich befindet, sie kriecht nicht, wie
+  es viele andere Lösungen tun, an den Wänden langsam empor. Will man an
+  der Verwendung der verdünnten Schwefelsäure für einen Sammler
+  festhalten, so hat man unter den Metallen keine große Wahl, da sich
+  die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten lösen.
+
+Beachtung verdient hier vor allem das ~Kupferoxyd-Zink~-Element
+(Lalande, Edison, Wedekind), das als Vorläufer des Edison-Akkumulators
+bezeichnet werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge. Das
+Kupferoxyd verliert während der Entladung seinen Sauerstoff, das Zink
+geht als Zinkhydroxyd in Lösung. Das entstandene poröse und schwammige
+Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt wird, Sauerstoff
+auf.
+
+Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande dieses Kapitels, nämlich zu
+dem ~Edison-Akkumulator~. ~Darrieus~[115] beschäftigte sich vor etwa 18
+Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators, bei dem an Stelle
+des schweren Bleies andere Metalle und als Elektrolyt Kali- oder
+Natronlauge benutzt werden sollten. Unter den Metallen, die er aufzählt,
+befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre 1899 wurde dem
+Schweden ~Jungner~ ein Patent erteilt, das sich auf einen alkalischen
+Akkumulator mit Silber- und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche
+erstreckten sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es sind etwas
+mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die Aufmerksamkeit der ganzen Welt
+auf eine neue Erfindung Edisons lenkte, nämlich auf ein Element, das
+nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu sein schien, dem
+biederen Bleiakkumulator den Todesstoß zu versetzen. Die ersten Zellen,
+die D-Zellen, kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon nach
+kurzer Zeit vom Markte zurückgezogen. Später wurde die Fabrikation der
+H-Zellen in großem Maßstabe aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche
+Edison-Akkumulatoren-Company). Diese wird im Folgenden ausführlich
+besprochen werden.
+
+Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator herzustellen,
+der nicht nur pro Wattstunde ein geringeres Gewicht als der
+Bleiakkumulator haben sollte, sondern auch gegen schlechte Behandlung
+unempfindlich sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses
+Ziel zu erreichen, werden wir später sehen.
+
+~Vorgänge in der Edison-Zelle.~ Die wirksame Masse der positiven
+Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd, Ni(OH)₂, dem etwa 20% eines
+flockigen Graphits zugesetzt werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur
+eine Verbesserung der Leitfähigkeit der aktiven Masse, sondern er
+verhindert auch ein Aufschwemmen der Masse bei der Ladung; in erster
+Linie aber soll seine Bedeutung darin liegen, daß er trotz der starken
+Pressung der Masse (s. unten) eine gewisse Porosität gewährleistet. Als
+negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd verwendet, dem ca. 10%
+Quecksilberoxyd beigemischt werden. Letzteres dient dazu, die
+Leitfähigkeit der Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die
+Zelle gegen starke Stromstöße unempfindlich zu machen. Welche Vorgänge
+sich in der Zelle bei Stromdurchgang abspielen, steht noch nicht mit
+Sicherheit fest. Nach ~Elbs~[116] wird das Eisenhydroxyd durch
+Wasserstoff zu Eisen reduziert, während Nickelhydroxyd durch OH
+(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine höhere Oxydationsstufe gebracht
+wird. Die Vorgänge, die sich bei der Ladung und Entladung abspielen,
+kann man durch die Gleichung darstellen:
+
+Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ ⇄ Fe + 2Ni(OH)₃.
+
+Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung zwei OH von der
+negativen zur positiven Elektrode wanderten, und umgekehrt bei der
+Entladung. Elbs fand auch, daß die elektromotorische Kraft von der
+Konzentration der Lauge abhängig ist. Nach der obigen Reaktionsgleichung
+ist die Kalilauge (21%) an dem chemischen Umsatze nicht beteiligt.
+~Förster~[117] wies aber nach, daß die Kalilauge nach der Entladung
+weniger Wasser enthält als am Ende der Ladung. Es scheint demnach, als
+ob die vorige Gleichung die Vorgänge nicht genau wiedergäbe. (Möglich
+wäre es allerdings, daß Wasserstoff und Sauerstoff von dem
+Elektrodenmaterial absorbiert werden.)
+
+J. ~Zedner~ hat unter Leitung von Prof. ~Dolezalek~[118] Untersuchungen
+über den ~Eisen-Nickel-Akkumulator~ angestellt. Er fand, daß die
+positive Elektrode im geladenen Zustande Ni(OH)₃, im entladenen Zustande
+Ni(OH)₂.2H₂O enthält. Während der Entladung wird also dem Elektrolyten
+Wasser entzogen. Dem entsprechend müßte die elektromot. Kraft von der
+Konzentration der Lauge abhängig sein, was auch in der Tat der Fall ist.
+Die Entladung erfolgt in zwei Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in
+Hydroxydul umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung des
+Sauerstoffs mit Wasserstoff, der während des Ladens von der wirksamen
+Masse und zwar zumeist von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen
+wurde.
+
+~Roloff~[119] ist der Ansicht, daß außer der von Elbs angegebenen
+Reaktion noch eine andere stattfindet, wie der stufenweise erfolgende
+Abfall des Potentials der Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)₂, das auf
+den entladenen Platten ist, hat keine grüne Farbe. Er fand, daß Ni(OH)₂
+schwarz wird, wenn es Wasser addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)₂.2H₂O
+schwarz.
+
+Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom Eisen, das oxydiert wird,
+2 Atome Nickel, die an dem Umsatze beteiligt sind; dem entsprechend ist
+bei Edison die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so große wie
+diejenige der Eisenelektroden.
+
+Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt ist, so kann der Abstand
+zwischen den Elektroden sehr klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem
+Grunde von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte
+Kapazität zu erreichen, eine große sein muß. Die Nickel- und Eisenmasse
+nämlich leiten den Strom sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre
+Porosität wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation
+ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz ist aber,
+obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt ist, nur dort möglich, wo
+die aktive Masse mit der Lauge in Berührung ist. Die Umwandlungen
+erfolgen daher nur in einer außerordentlich dünnen Oberflächenschicht.
+Man muß also eine verhältnismäßig große Anzahl von Platten benutzen, um
+eine gewünschte Kapazität zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt, die
+man durch das nahe Zusammenrücken der Platten erzielt, wird, wie man
+leicht einsieht, dadurch wieder z. T. illusorisch, daß man die Anzahl
+der Platten vergrößern muß.
+
+~Konstruktion der Edison-Zelle.~ Die positive aktive Masse gewinnt
+Edison dadurch, daß er aus einer Nickelnitratlösung durch
+Magnesiumhydroxyd das grüne Nickelhydroxydul, Ni(OH)₂ fällt; dieses wird
+durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni₂(OH)₆ oxydiert. Die negative Masse wird
+aus Eisenoxyd hergestellt, über dieses wird bei etwa 250° lange Zeit
+trockener Wasserstoff geleitet, das Fe₂O₃ wird in Fe₃O₄ umgewandelt.
+
+[Illustration: Fig. 26.]
+
+Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden stimmt,
+wenigstens bei der H-Type, überein. Das aktive Material, dem Graphit
+bezw. Quecksilberoxyd (s. oben) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen
+(77 mm × 13 mm) aufgenommen, die aus dünnem, vernickeltem Eisenblech
+hergestellt werden[120]. Dieses ist perforiert, damit der Elektrolyt
+Zutritt hat; auf 1 cm² kommen fast 300 Löcher. Eine größere Anzahl
+dieser Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech eingesetzt
+(s. Fig. 26). Die Platte wird dann sehr stark gepreßt, so daß die
+Taschen fest und mit gutem Kontakte in dem Rahmen sitzen. In einer
+zweiten Presse werden die Taschenwände in der Querrichtung gewellt. Die
+Platten haben oben einen mit einer runden Öffnung versehenen Ansatz.
+Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen geschoben; zwischen je 2
+Platten wird eine Eisenscheibe gelegt, um den richtigen Abstand zu
+erhalten und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch Schrauben an
+den Enden der Bolzen gegeneinander gedrückt. Der Bolzen trägt einen
+vertikalen Eisenstab, den Polbolzen (s. Fig. 27). Wie schon bemerkt,
+enthält die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,
+die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen, Nickel; Nickel, Eisen, Nickel
+usw. Zur Isolierung der Platten verschiedenen Potentials gegeneinander
+dienen Hartgummistäbe.
+
+[Illustration: Fig. 27.]
+
+Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne aus vernickeltem
+Eisenblech, das, um seine Festigkeit zu erhöhen, gewellt ist (s. Fig.
+27); er ist gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen isoliert
+und gegen die Seitenwände durch dünne Hartgummiformstücke. Die Zelle
+wird durch einen Deckel verschlossen, durch den die beiden Polbolzen
+hindurchgehen, die durch übergeschobene Hartgummibüchsen und
+Weichgummiringe gegen den Deckel isoliert sind. Der Deckel ist mit einer
+Füllöffnung und einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung in
+großer Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist so eingerichtet, daß
+die mitgerissenen Teilchen des Elektrolyten zurückgehalten werden.
+
+Der Elektrolyt soll stets ca. 12 mm über Oberkante der Platten stehen.
+Den richtigen Stand der Kalilauge konstatiert man mit Hilfe eines
+Glasrohres mit kleiner Ausflußöffnung, das man wie eine Pipette benutzt.
+Sinkt der Stand der Flüssigkeit unter das vorgeschriebene Maß, so ist
+destilliertes Wasser nachzufüllen.
+
+[Illustration: Fig. 28.]
+
+Vor einiger Zeit hat Edison die Nickelelektrode wieder anders gestaltet.
+Die Taschen haben eine runde Form erhalten (s. Fig. 28). Sie sind aus
+spiralig gewundenem, fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit
+Hilfe von Stahlringen außerordentlich verstärkt. Das Nickelhydroxyd
+wird nicht mehr mit Graphit sondern mit Nickelflocken vermischt, auch
+soll etwas Wismutoxyd beigemengt werden. Der Kaliumlösung wird eine
+geringe Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung soll bei der
+neuen Type (Type A) geringer[121] und die Leistung bei gleichem Gewichte
+etwa 25% höher[122] sein als bei der H-Type.
+
+Die ~Edison-Zelle im Betriebe~. Die elektromotorische Kraft der
+geladenen Zelle beträgt etwa 1,5 Volt. Wird sie mit der normalen
+Stromdichte, d. h. derjenigen, die der 3¾-stündigen ~Entladung~
+entspricht, beansprucht, so beträgt, wie man aus der Fig. 29 ersieht,
+die anfängliche Klemmenspannung etwas weniger als 1,4 Volt, gegen Ende
+der Entladung etwa 1,15 Volt. Im Mittel beläuft sich die Nutzspannung
+auf 1,23 Volt. Sie ist noch geringer, wenn mit stärkerem Strome entladen
+wird.
+
+[Illustration: Fig. 29.]
+
+Die Stromstärke bei der normalen ~Ladung~, die auch rund 3¾ Stunde
+dauert, ist größer als die Entladestromstärke; z. B. wird die Type H₂₇
+mit 45 Amp. entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung
+verläuft, ist aus der Fig. 29 zu ersehen. Nach etwa 3⅓ Stunden hat also
+die Spannung den Wert 1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter
+laden. Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast (daher der
+niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration des Elektrolyten nur sehr
+wenig schwankt, so ist es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht
+möglich, anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist. Am besten lädt
+man dann mit vorgeschriebener Stromstärke und hört nach 3¾ Stunden auf;
+allerdings vergeudet man, wenn die Batterie nicht erschöpft war, unter
+Umständen viel Energie. --
+
+Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem Stande des Elektrolyten
+überzeugen und ev. nachfüllen. Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder
+zweiten oder dritten Ladung nötig. Die Konzentration der Lauge nimmt
+langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils kleine Partikelchen des
+Elektrolyten mitgerissen werden; nach ca. 300 Entladungen soll der
+Elektrolyt erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen sammeln sich
+auf dem Deckel und „bilden im Laufe der Zeit einen weißlichen,
+kristallinischen Niederschlag, der durch gelegentliches Reinigen mit
+einem Tuch oder Pinsel entfernt wird‟ (~Kammerhoff~ l. c. S. 43).
+
+~Wirkungsgrad~ und ~Nutzeffekt~, die wie beim Bleiakkumulator von der
+Stromstärke und der zwischen Ladung und Entladung liegenden Zeit
+abhängig sind, haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3¾stdg.
+Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben. Die ~Kapazität~ ist viel
+weniger von der Entladezeit abhängig als beim Bleiakkumulator. Sie
+nimmt übrigens im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abhängig von der
+Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit stark schwankendem
+Stromverbrauch, wie er beim Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die
+Kapazität um etwa 15% gesunken.
+
+~Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.~ Die Endspannung
+bei dem Edison-Akkumulator sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator ist
+sie 1,8 Volt. Für eine 110 Volt-Anlage sind also 110:1,15 = 96
+Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur 110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren
+erforderlich. Weiterhin folgt, daß die Anzahl der mit dem Zellenschalter
+zu verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen bedeutend
+größer ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren. Was die Überwachnung
+und Wartung anbelangt, so sind diese, soweit es sich um stationäre
+Anlagen handelt, für Bleiakkumulatoren einfacher als für
+Edison-Zellen[123], besonders wenn erstere in Glasgefäße eingebaut sind.
+Andererseits hat aber die Edison-Zelle manche Vorzüge vor ihrem älteren
+Rivalen voraus; vor allem ist sie gegen Überanstrengung, sei es daß
+diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu 0,5 Volt Spannung,
+oder in Entnahme anormal starken Stromes besteht, fast ganz
+unempfindlich; ferner kann die Zelle im entladenen Zustande lange
+stehen, ohne daß sie Schaden leidet, und daher ist das oft höchst
+lästige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen muß, wenn die
+Batterie längere Zeit nicht benutzt wird, überflüssig; endlich sind zu
+erwähnen die große mechanische Festigkeit, verbunden mit der
+Widerstandsfähigkeit gegen Stöße, und der feste Halt der wirksamen
+Masse.
+
+Diese Eigenschaften sind in manchen Fällen so wertvoll, daß man die
+Mängel gern mit in den Kauf nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der
+Edison-Akkumulator zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier
+spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die Raumbeanspruchung
+eine maßgebende Rolle. Wir wollen zusehen, welcher von den beiden
+Akkumulatoren in dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals
+erwähnten Buche von ~Kammerhoff~ entnehme ich, daß die Type H₂₇, d. h.
+die H-Type mit 27 normalen Platten, für jedes Kilogramm Totalgewicht 24
+Wattstunden leistet[124]; unter Totalgewicht ist das Gewicht der
+kompletten Zelle inkl. Holzträger zu verstehen. Der Berechnung liegt
+3¾stündige Entladung zugrunde. In einem Vortrage von ~Roloff~ findet man
+die Angaben, daß man erhält
+
+  bei einem stationären         Bleiakkumulator pro 1 kg Gew.  8 W-Std.,
+   „    „   transportablen[125]        „         „    „    „  32,5  „  ,
+
+5stündige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch urteilen, so
+muß man bei dem transportablen Bleiakkumulator auch 3¾stünd. Entladung
+annehmen. Die dieser Zeit entsprechende Kapazität kann zu 5-6% geringer
+angenommen werden als die bei 5stündiger Entladung; auch ist zu
+berücksichtigen, daß die mittlere Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf
+keinen Fall aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich um
+transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden entladen werden sollen,
+einen Fortschritt hinsichtlich einer Gewichtsverringerung[126].
+
+  ~Peters~[127] gelangt zu der Ansicht, daß der Edison-Akkumulator in
+  keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren könne.
+  ~Graefenberg~ findet, daß der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden pro
+  1 kg Gesamtgewicht leiste.
+
+Die Zahlen ändern sich aber zugunsten der Edison-Zelle, wenn es sich um
+schnelle Entladungen handelt, indem nämlich die Kapazität der Bleizelle
+in viel höherem Maße von der Entladedauer abhängig ist als diejenige der
+Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein wichtiges Wort mit, und
+diese dürfte bei Bleiakkumulatoren, die 25-30 Wattstunden pro 1 kg
+Gewicht leisten, keine besonders große sein; wie es in dieser Hinsicht
+mit den Edison-Zellen bestellt ist, darüber fehlen noch unparteiische
+Angaben.
+
+Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der Bleiakkumulator von
+vornherein einen Vorsprung, weil er eine viel höhere mittlere Spannung
+hat als die Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). ~Kammerhoff~
+berechnet, daß die Type H₂₇ bedarf
+
+  bei 3¾stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 31,17 l,
+   „  1¼  „      „       „  1     „        35,07 l;
+
+angenommen ist, daß je 6 Zellen in einen Holzkasten eingebaut sind. Für
+eine Bleizelle, die für Elektromobilbetrieb bestimmt ist, wird
+angegeben, daß ohne Holzkasten erforderlich sind
+
+  bei 5stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 13,08 l,
+   „  1  „        „     „  1      „       25,46 l.
+
+Nach ~Roloff~ sind für transportable Bleizellen 12 l pro Kilowattstunde
+und für die Edison-Zelle 19 l erforderlich. Auch hier fragt es sich, ob
+die Raumverringerung nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft ist.
+
+  Die Angaben, die man über die Lebensdauer der für Elektromobilbetrieb
+  bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. Während ~Joly~ in dem
+  (a. S. 160) zitierten Aufsatze behauptet, daß der Bleiakkumulator
+  3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur 2500 Meilen,
+  berechnet ~Kammerhoff~ (l. c. S. 152), daß die Lebensdauer des
+  Bleiakkumulators im günstigsten Falle 9750 Wagenkilometern und
+  diejenige einer um etwa 30% leistungsfähigeren Edison-Batterie 54000
+  Wagenkilometern entspreche. Natürlich sind auch die Preise für die
+  Batterien in Rechnung zu setzen. Übernimmt die Fabrik gegen Zahlung
+  einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es pro Wagenkilometer,
+  die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der Platten), so spielt die
+  Lebensdauer für den Besitzer des Wagens keine Rolle, und es treten
+  dann die früher erörterten Faktoren um so mehr in den Vordergrund.
+
+Ein definitives Urteil über den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators kann
+noch nicht gefällt werden; man muß berücksichtigen, daß er erst einige
+Jahre alt ist, während der Bleiakkumulator auf eine etwa 25jährige
+Vergangenheit zurückblicken kann, während deren an seiner
+Vervollkommnung Tausende von Theoretikern und Praktikern gearbeitet
+haben. Einstweilen kann der Edison-Akkumulator nur in einigen
+beschränkten Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich
+konkurrieren.
+
+Der ~Zink-Nickel-Sammler~ ist einstweilen nur von theoretischem
+Interesse und soll nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Analog
+wie die Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich Masseplatten
+aus Zink herstellen. Der Masse wird Graphit und Pottasche zugesetzt,
+ersterer verhindert, daß der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm
+zusammensintert, die Pottasche löst sich, und es bilden sich Hohlräume,
+die beim Quellen der Masse Platz gewähren.
+
+  [113] E. T. Z. 1905 S. 301.
+
+  [114] Letzteres ist für zweiwertiges Blei 103,2, für zweiwertiges
+  Nickel nur 29,3.
+
+  [115] S.: A. ~Kammerhoff~. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.
+
+  [116] E. T. Z. 1905, S. 756.
+
+  [117] Zeitschr. für Elektrochemie 1908, Nr. 21.
+
+  [118] Zeitschr. für Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906, S.
+  999.
+
+  [119] E. T. Z. 1905, S. 756.
+
+  [120] Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa 1 mm Dicke
+  hergestellt.
+
+  [121] Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23
+  (Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.
+
+  [122] Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).
+
+  [123] Man vergleiche die Vorschriften über Ladung, Entladung usw.
+
+  [124] Für die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht
+  angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.
+
+  [125] Ohne Holzkasten oder dgl.
+
+  [126] Über die neueste Type (s. S. 159) liegt noch zu wenig
+  Beobachtungsmaterial vor.
+
+  [127] E. T. Z. 1908, S. 1232.
+
+  [128] Zentralblatt für Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.
+
+
+
+
+Neuntes Kapitel.
+
+Die Verwendung der Akkumulatoren.
+
+
+Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so vielseitige, daß es ganz
+ausgeschlossen ist, sie in diesem kleinen Werkchen auch nur einigermaßen
+erschöpfend zu behandeln.
+
+1. Am wichtigsten ist die ~Verwendung~ der Akkumulatoren ~in
+elektrischen Anlagen~. Wir beschränken uns hier auf den einfachsten
+Fall, nämlich auf die ~Zweileiteranlage~, bei der die Batterie parallel
+zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zunächst klar, welchen
+~Nutzen~ die Verwendung ~der Akkumulatoren~ gewährt. Eine Lampe brennt
+nur dann ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den
+Zuleitungsdrähten konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb ist es aber
+ganz unmöglich, in einer Anlage mit stark schwankendem Konsum die
+Klemmenspannung der Dynamo konstant zu halten[129]. Ist nun eine
+Akkumulatorenbatterie parallel zur Dynamo geschaltet, so werden durch
+sie die Schwankungen ausgeglichen, so daß die Lampen ein gleichmäßiges
+Licht ausstrahlen. Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,
+Kraftmaschinen benutzen, die an und für sich nicht sehr regelmäßig
+laufen, z. B. Wasserräder. Sodann ermöglichen die Akkumulatoren eine
+ökonomische Ausnutzung der Maschinen. Bekanntlich nämlich arbeiten
+Dampfmaschinen und Dynamos mit dem günstigsten Wirkungsgrade, wenn sie
+voll belastet sind. Ist nun der Konsum gering, so kann die Dynamo Strom
+an die Batterie abgeben; wird die Netzbelastung so groß, daß ~eine~
+Dynamo zu stark belastet sein würde und ~zwei~ zu schwach, so gibt die
+Batterie so lange Strom ab, bis es sich lohnt, die zweite Dynamo in
+Betrieb zu setzen. In den frühen Morgen- und späten Abendstunden ist die
+Energieabgabe der Zentrale meistens so gering, daß eine Dynamomaschine
+verhältnismäßig schwach belastet sein würde. Man überträgt dann der
+Batterie die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht
+unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern auch eine einfachere
+und billigere Bedienung ermöglicht.
+
+Bei kleineren Anlagen können die Akkumulatoren im Sommer die Speisung
+der Lampen usw. eventuell ganz übernehmen.
+
+Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann endlich unter Umständen
+von großem Nutzen sein (Reparaturen an Maschinen usw.). Durch die
+Batterie wird also die ~Betriebssicherheit~ bedeutend ~erhöht~, sie
+bildet die letzte, aber durchaus zuverlässige Reserve.
+
+Der Umstand, daß sich die Spannung des Akkumulators sowohl während der
+Entladung als auch besonders während der Ladung ändert, bedingt die
+Anwendung eines besonderen Apparates, des ~Zellenschalters~. Da während
+der Entladung die Klemmenspannung der Elemente langsam sinkt[130], so
+muß man, wenn die Spannung in der Zentrale möglichst auf konstanter
+Höhe gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine der in der Reserve
+stehenden Zellen zu den bereits an der Stromlieferung beteiligten
+hinzuschalten. Bei 110 Volt z. B. genügen bei Beginn der Entladung etwa
+55 Elemente, ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken, so
+fehlen ca. 1,8 Volt, so daß die Zelle Nr. 56 hinzugeschaltet werden
+muß. Da man bis zu etwa 1,8 Volt entlädt, so sind 61 Zellen
+erforderlich[131], von denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen.
+Diese werden natürlich nicht so stark beansprucht wie die Elemente 1 bis
+55. Wird nun geladen, so fangen die Schaltzellen früher an zu gasen und
+müssen abgeschaltet werden.
+
+[Illustration: Fig. 30.]
+
+Derjenige Apparat, der es ermöglicht, nach Bedarf Zellen ab- oder
+hinzuzuschalten, ist der ~Zellenschalter~. Das Prinzip desselben soll an
+der Hand der Fig. 30 erläutert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie
+sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Drähte mit den Kontaktstücken
+_c_₁ bis _c_₆ des Zellenschalters verbunden. Diese und ebenso der
+drehbare Schleifkontakt _H_ sind auf einer gut isolierenden Unterlage
+montiert. Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten Zelle
+und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich _H_ in der Lage _1_, so
+fließt der Strom durch die Nutzleitung, die Lampen _L_, nach _a_, über
+_c_₂ zum negativen Pole der Schaltzelle _II_. Die mit _III_ bis _VI_
+bezeichneten Elemente sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt.
+Dreht man _H_ in die Lage _2_, so sind alle Zellen eingeschaltet.
+
+Soll der Strom während des Hinzu- oder Abschaltens einer Zelle nicht
+unterbrochen werden, so muß der Hebel _H_ den folgenden Kontakt schon
+berühren, bevor er den vorhergehenden verläßt.
+
+Liegt nun _H_ beispielsweise zugleich auf _c_₂ und _c_₃, so ist die
+Zelle _III_ kurz geschlossen; denn ihr positiver Pol ist durch die nach
+_c_₂ und _c_₃ gehenden Verbindungsdrähte, durch den Hebel und die beiden
+erwähnten Kontaktstücke mit dem negativen Pole verbunden. Durch den
+Kurzschluß kann die Zelle Schaden leiden. Um den Übelstand zu
+beseitigen, schaltet man zwischen die Kontaktstücke _c_₁, _c_₂ usw.
+kleinere Kontaktstücke _a_, _b_, _c_ usw., die sogenannten
+Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der Fig. 31 zu ersehen ist,
+die Zwischen- und die Hauptkontakte durch Widerstände _w_. Natürlich
+darf jetzt der Schleifkontakt nicht so breit sein, daß er zwei
+Hauptkontakte, z. B. _c_₁ und _c_₂, gleichzeitig berührt.
+
+[Illustration: Fig. 31.]
+
+Bei der durch unsere Figur angedeuteten Anordnung muß für jede
+Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand vorgesehen werden. Man
+kommt aber mit einem Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt
+_H_ (Fig. 30) der Länge nach halbiert und die gegeneinander isolierten
+Hälften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale) miteinander
+verbindet. Die Zwischenkontakte _a_, _b_, _c_ usw. der Fig. 31 können
+bei dieser jetzt meistens benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber
+eine ganz ebene Schleiffläche für die Kontaktbürste zu erzielen, legt
+man zwischen die Kontaktstücke Scheiben aus Glas oder Schiefer.
+
+[Illustration: Fig. 32.]
+
+Ein solcher Einfachzellenschalter ist in Fig. 32 abgebildet.
+
+~Schaltung.~ In Fig. 33 ist die Parallelschaltung mit
+Einfachzellenschalter schematisch dargestellt. Die Batterie kann nicht
+gleichzeitig Strom aufnehmen und abgeben. Während der Ladung hat die
+Maschine _D_ eine höhere Spannung als die normale, die wir zu 110 Volt
+annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel _h_ gibt man eine solche Lage,
+daß die Spannung der zwischen ihm und dem Punkte _e_ liegenden Zellen
+110 Volt beträgt, die Lampen _L_ also mit normaler Spannung brennen. Der
+von der Maschine kommende Strom teilt sich an dem Schleifkontakte _h_
+des Zellenschalters; durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel
+(zwischen _h_ und _d_) liegen, fließt also der ganze Maschinenstrom,
+durch die anderen Elemente die Differenz zwischen diesem Strome und dem
+durch die Lampen gehenden. Die zuerst erwähnten Zellen sind also früher
+geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung weniger stark
+beansprucht wurden). Da sie aber nicht abgeschaltet werden können, so
+müssen sie so lange Strom aufnehmen, bis die übrigen Zellen vollgeladen
+sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist hierdurch ein nicht
+unbedeutender Arbeitsverlust bedingt, zweitens ist das jedesmalige
+Überladen den Elementen schädlich. Daher ist der Betrieb mit
+Doppelzellenschalter vorzuziehen.
+
+[Illustration: Fig. 33.]
+
+Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung nach Fig. 33 eine
+große. Sind z. B. bei 110 Volt 61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als
+Endspannung einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so dürfen gegen Ende
+der Ladung nur 110 : 2,75 = 40 Elemente mit dem Netze verbunden sein; es
+müssen also 21 Zellen abschaltbar sein.
+
+Die Schaltung bei Verwendung eines ~Doppelzellenschalters~ ist in Fig.
+34 dargestellt[132]. Der Betrieb gestaltet sich folgendermaßen:
+
+a) Die Batterie und die Dynamo _D_ geben Strom ab (Parallelbetrieb).
+Der Hebel _v_ des Umschalters liegt auf dem Kontakte _2_, hat also
+die in der Figur angedeutete Lage; der Entladehebel _c_₁ des
+Doppelzellenschalters wird so lange gedreht, bis die Spannung der
+zwischen _B_ und _c_₁ liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung
+der Maschine. Diese wird gemessen, wenn man den Hebel des
+Voltmeterumschalters auf den mit _3_ bezeichneten oder auf den zur
+Leitung _4_ (oder _5_) zugehörigen Kontakt legt[133]. Ob die Batterie
+Strom abgibt oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger _R_,
+der aus einer durch den Strom abgelenkten Magnetnadel besteht.
+
+[Illustration: Fig. 34.
+
+_D_ = Dynamo, _E_ = Automatischer Schwachstromschalter, _B_ =
+Bleisicherung, _A_₁, _A_₂ = Ampermeter, _V_ = Voltmeter, _R_ =
+Stromrichtungsanzeiger.]
+
+b) ~Ladung.~ _v_ liegt auf _1_; die Meßleitung _5_ steht also jetzt mit
+dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die Maschine auf die Batterie
+geschaltet wird, muß sie bis zu einer Spannung erregt werden, die etwas
+höher ist als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die
+Maschinenspannung bei geöffnetem Stromkreise (der Schwachstromautomat
+_E_ ist noch nicht eingeschaltet) wird gemessen, wenn man den Hebel des
+Voltmeterumschalters auf den Kontakt der Leitung _4_ legt; die
+Batteriespannung erhält man, wenn man _c_ auf das Kontaktstück der
+letzten Zelle dreht und das Voltmeter mit der Leitung _5_ verbindet. Der
+Maschinenstrom fließt durch die zwischen _c_ und _c_₁ liegenden Zellen
+und teilt sich bei _c_₁, indem ein Teil durch den Entladehebel nach den
+Lampen _L_, ein Teil durch die links von _c_₁ liegenden Zellen geht.
+Natürlich muß _c_₁ so gedreht werden, daß die Spannung der zuletzt
+erwähnten Elemente 110 Volt beträgt.
+
+~Feststellung der richtigen Type.~ Es ist von Wichtigkeit, daß man bei
+einer solchen Anlage die richtige Akkumulatorentype wählt. Um diese zu
+erhalten, bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn. -- sie sei
+_Q_ -- und die höchste vorkommende Entladestromstärke. Der Akkumulator
+muß so bemessen werden, daß er mit dem Strome _J_ beansprucht werden
+darf und seine Kapazität auch bei Entladung mit dem Strome _J_
+mindestens gleich _Q_ ist[134]. Natürlich wählt man im Zweifel lieber
+eine zu große Type.
+
+~Pufferbatterien.~ Batterien, die den Zweck haben, die Stöße, die durch
+starke und schnell wechselnde Belastungsschwankungen auf die Maschinen
+ausgeübt werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt man
+Pufferbatterien. Ihre Verwendung gewährt also den Vorteil, daß die
+Belastung der Dynamo eine gleichmäßigere und daher ihre Lebensdauer und
+ihr Wirkungsgrad höher sind; ferner wird die Betriebssicherheit erhöht.
+Von Wichtigkeit ist auch, daß, wenn eine Pufferbatterie projektiert
+wird, die Maschinenanlage nicht dem nur für kurze Zeit vorhandenen
+maximalen Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen braucht.
+Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden solche Batterien
+ausgedehnte Verwendung. Hier -- zumal bei kleiner Anzahl der Wagen --
+können größere Belastungsänderungen durch das Halten und Anfahren der
+Wagen und durch stärkere Steigungen verursacht werden. Die
+Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung der Dynamo, mit der sie
+parallel geschaltet ist, bei stärkerer Zunahme der Netzstromstärke _J_
+abzufallen beginnt (Ankerrückwirkung), Strom in die Leitung schicken und
+Strom aufnehmen, wenn _J_ unter den normalen Betrag sinkt. Könnte die
+Batterie ihre Aufgabe in vollkommener Weise erfüllen, so würden Dynamo
+und Dampfmaschine stets gleichmäßig belastet sein und mit dem
+günstigsten Wirkungsgrade arbeiten.
+
+Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen ausgleichen, so gibt
+sie im Laufe eines Tages ungefähr so viel Strom ab, wie ihr zugeführt
+wird; wählt man die Batterie so groß, daß sie im Notfalle eine oder
+mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelmäßig bei schwachem
+Konsume den Strombedarf deckt, so wird sie zur ~Kapazitätsbatterie~.
+
+Das Verhalten einer Pufferbatterie während des Betriebes erfordert ein
+eingehendes Studium, da eine ganze Reihe von Momenten zu berücksichtigen
+ist; hier können nur einige Andeutungen Platz finden. Daß die Dynamo mit
+konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen. Denn wenn das der
+Fall wäre, so wäre ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann
+könnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom abgeben. Die
+Spannung der Dynamo ~muß~ sich also mit der Belastung ändern. Wenn z. B.
+der Verbrauchsstrom wächst, so muß zunächst die Klemmenspannung der
+Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn die Maschine einen
+stärkeren Strom abgibt[135].
+
+Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt, abhängig von dem
+Spannungsabfall bei Stromabgabe und von dem Spannungsanstieg bei
+Stromzufuhr, und zwar nicht nur dem dem inneren Widerstande
+entsprechenden, sondern vor allem dem durch die Änderung der
+elektromotorischen Kraft verursachten. Dieser letztere Teil hängt von
+der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab, mit der sich die
+Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse ändert, also
+von der Plattenkonstruktion und von der Porosität der aktiven Masse.
+Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand der Zellen spielen eine
+Rolle. Eine Zelle, die fast bis zur Gasentwicklung geladen ist, verhält
+sich, wenn man zur Entladung übergeht, anders wie eine Zelle, die nahezu
+erschöpft ist[136]. Bei größerer Stromaufnahme steigt die
+Klemmenspannung eines ~Akkumulators~ schnell, mag das Element fast
+entladen oder nahezu voll geladen sein (man vergleiche die Kurve Fig. 35
+mit derjenigen in Fig. 7 a. S. 81).
+
+[Illustration: Fig. 35.]
+
+  Am ungünstigsten dürften die Verhältnisse liegen, wenn sich an eine
+  Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt, sofort
+  eine Periode stärkeren Stromverbrauchs, verbunden mit Stromabgabe
+  seitens der Batterie, anschließt; denn es wird dann in ganz kurzer
+  Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung stark abfallen.
+
+Soll die Batterie dauernd ihre Kapazität behalten, so muß sie in jeder
+Woche (nach den Vorschriften der Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal
+mindestens mit ihrer halben Kapazität beansprucht werden, außerdem muß
+sie täglich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden. Sieht man von
+dieser umständlichen Behandlung ab, so erfolgt geringe Sulfatierung, die
+Batterie wird dann in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle
+Kapazität abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen
+praktischen Anforderungen gerecht werden.
+
+Die Entladung darf mit der der einstündigen Beanspruchung entsprechenden
+Stromstärke geschehen. Die Kapazitäts-Batterie soll möglichst oft zur
+Arbeitsleistung herangezogen werden und täglich morgens vor Beginn des
+Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen der Maschinen zur
+Stromabgabe benutzt werden.
+
+Um die Pufferwirkung, die an und für sich wegen der schnellen
+Änderungen der elektromotorischen Kraft nicht in befriedigender Weise
+erfolgt, zu erhöhen, hat man besondere Schaltungen ersonnen. Eine
+häufig angewandte Anordnung besteht in der Verwendung der ~Piranischen
+Pufferzusatzmaschine~. Diese wird durch einen Elektromotor angetrieben
+und hat 2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande, ist mit den
+Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden, die zweite, von geringem
+Widerstand, ist einem vom Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel
+geschaltet. Die beiden Ströme wirken im entgegengesetzten Sinne
+magnetisierend. Der normale Netzstrom sei J und der augenblickliche J¹.
+Ist J = J¹, so heben sich die beiden Erregerströme auf, die
+Zusatzmaschine entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt
+keinen Strom ab. Ist J¹>J, so hat die Maschine eine Spannung, die sich
+zu derjenigen der Batterie addiert, so daß sie Strom abgibt, etc.
+
+Auch bei ~Drehstrom~ gelangen Akkumulatorenbatterien zum Puffern
+zuweilen zur Anwendung[137]. Man kann an das Netz einen Motorgenerator,
+d. h. einen Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt, oder
+einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschließen. Die Gleichstromseite
+ist mit einer Batterie parallel geschaltet. Wenn nun in der Zentrale die
+Umdrehungszahl der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige des
+Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine hat niedrige Spannung
+und die Batterie gibt Strom ab. Der Umformer wird durch Gleichstrom
+angetrieben und wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an das
+Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom auf, wenn sich die
+Umdrehungszahl der Motordynamo erhöht. Die Anordnung ist besonders dann
+am Platze, wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B. bei
+Fördermaschinen in Bergwerken der Fall ist.
+
+~Umwandlung der Spannung.~ Bei großen elektrischen Anlagen benutzt man
+zuweilen auch Akkumulatorenbatterien, um die hohe Netzspannung in
+niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen wir z. B. an, daß man
+Bahnstrom von 600 Volt einer an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde für
+die Speisung von Lampen von 110 Volt zuführen will. Man kann dann an dem
+betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in Reihe geschaltet sind, durch
+den Bahnstrom direkt oder durch eine Motordynamo laden, die durch den
+Bahnstrom angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der großen
+Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.
+
+~Akkumulatorenwagen~ für Bahnbetrieb. In den letzten Jahren sind wieder
+vielfach Versuche mit Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese
+sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen, wo ein genügendes
+Bedürfnis vorhanden ist, einen Zwischenverkehr neben den großen
+durchgehenden Hauptzügen zu ermöglichen (Vorortverkehr, Anschluß an
+Stationen, wo Schnellzüge halten usw.). Nach dem Entwurf des Geheimen
+Baurats ~Wittfeld~ sind für die preußischen Staatsbahnen
+Akkumulatoren-Doppelwagen[138] ausgeführt worden. Ein solcher besteht
+aus zwei kurzgekuppelten zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder in
+einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie enthält. Diese
+besteht aus 168 Zellen mit 368 Amp.-Stdn. Kapazität. Die Wagen können
+ca. 100 km mit voller Belastung zurücklegen. Lötverbindungen sind
+vermieden, so daß man die einzelnen Teile (Hartgummikästen) leicht
+herausnehmen kann (Akk.-Fabrik, Akt.-Ges.). Auf pfälzischen Bahnen sind
+seit längerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so günstige Erfahrungen
+gemacht worden, daß eine größere Anzahl von Wagen in Auftrag gegeben
+wurde.
+
+~Elektromobile.~ An die Batterien für Elektromobile werden besondere
+Anforderungen gestellt: Möglichst geringes Gewicht pro Einheit der
+Leistung, ohne daß die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe S.
+164), große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Erschütterungen, die
+während der Fahrt oft recht stark sein können, Unempfindlichkeit gegen
+Überlastungen (Anfahren etc.), möglichst geringe Raumbeanspruchung. Für
+jede Tonne Gewicht, das zu bewegen ist, ist eine gewisse Zugkraft nötig
+(13-30 kg), die man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser hängt
+von verschiedenen Umständen ab: von der Bereifung (Vollgummi, Pneumatik,
+Eisen), von dem Totalgewichte selbst, vor allem von der Beschaffenheit
+und dem Zustande der Straßen. Ein Personen-Elektromobil erfordert etwa 3
+PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl. Energie-Verlust im Motor und
+Kontroller, der durchschnittlich etwa 25% beträgt. Da schon geringe
+Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie stellen, so sind in
+bergischen Gegenden Elektromobile nicht am Platze. Sie kommen
+einstweilen nur für Städte in Frage. (Näheres siehe ~Kammerhoff~ l. c.
+S. 116, ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. ~Sieg~ in der E.
+T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)
+
+  ~Sieg~ weist nach, daß der Akkumulator für Elektromobile pro 1 kg
+  Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten muß, wenn er bei den
+  üblichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten
+  Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der früher
+  beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder
+  Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die übliche Zellenzahl ist
+  40-44, entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die
+  Akkumulatoren werden in Holzkästen untergebracht. Der Antrieb erfolgt
+  am besten durch die Vorderräder; die Motoren werden entweder
+  unmittelbar mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder man
+  kann den Motor durch Zahnradübersetzung auf die Räder wirken lassen.
+
+Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden Akkumulatoren Anwendung
+und zwar für die Beleuchtung, die elektrische Huppe, als Zünderzellen
+etc.
+
+Im ~Telegraphenbetrieb~ sind die Akkumulatoren besonders dann den
+Primärelementen überlegen, wenn es sich um den Betrieb langer
+Kabelleitungen handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazität
+eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen nämlich, das telegraphiert wird,
+d. h. bei jedem Stromschluß, muß das Kabel zunächst durch die
+Stromquelle geladen werden; die Ladung verläuft aber umso schneller, je
+kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch Verwendung von
+Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit vergrößert. Bei
+vielen Ämtern werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazität
+verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder aus dem Netz des
+Elektrizitätswerkes geladen werden.
+
+Im ~Telephonbetrieb~ haben sich Akkumulatoren als Stromquellen
+für die Vermittlungsämter und bei dem Vielfachsystem mit
+Zentralbatteriebetrieb[139] gut bewährt. Dagegen scheinen ausgedehnte
+Probeversuche, den Akkumulator als Stromquelle für die Mikrophone bei
+den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht zu einem befriedigenden
+Resultate geführt zu haben, indem die wegen des Mangels einer -- kaum
+durchzuführenden -- genügenden Überwachung der einzelnen Elemente häufig
+vorkommende Sulfatierung der Platten und die damit verbundene
+Schwierigkeit der Ladung große Unterhaltungskosten verursachen[140].
+
+  Am besten dürften sich für Telephonbetrieb Akkumulatoren mit
+  Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die
+  Selbstentladung während der Ruhepausen geringer ist als bei
+  Großoberflächenplatten und daher auch die Gefahr, daß Sulfatierung
+  erfolgt (s. S. 111).
+
+Sogenannte ~Kleinakkumulatoren~ finden zahlreiche Verwendungen, von
+denen noch folgende hervorgehoben seien: Beleuchtung von Lampen in
+Wagen, tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung von
+Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.
+
+~Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium~ (Lehrzwecke,
+therapeutische Zwecke etc.). Bei sachgemäßer Behandlung bilden die
+Akkumulatoren eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester Weise
+genügt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung und Kosten sind im
+Vergleich zu Primärelementen außerordentlich gering, man kann längere
+Zeit nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt ein
+Akkumulator frühzeitig, so ist der Grund fast immer in Fehlern zu
+suchen, die bei der Behandlung gemacht worden sind; vor allem wird oft
+gegen die Vorschriften gesündigt, daß eine gewisse Stromstärke bei der
+Entladung nicht überschritten werden darf, daß die Entladung nur bis zu
+einem gewissen Punkte getrieben werden darf und daß zwischen Entladung
+und Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.
+
+Am besten werden Glaszellen verwendet, damit man das Innere besichtigen
+kann. Werden die Elemente bald hier, bald dort verwendet, so stellt man
+sie in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzkästen, deren Höhe etwa
+⅔ der Höhe der Zelle beträgt, oder bei denen die Vorder- und Hinterwand
+zum Teil herausgenommen sind, wie es die Fig. 36 zeigt.
+
+[Illustration: Fig. 36.]
+
+Damit man die Spannung leicht ändern kann, befestigt man an einer Seite
+des Kastens ein Schaltbrettchen, dessen Kontaktstücke mit den Polen der
+einzelnen Zellen verbunden sind. Durch Stöpsel, die man in die zwischen
+den Kontaktstücken befindlichen Löcher schiebt, kann man die Schaltungen
+vornehmen, z. B. kann man bei 4 Zellen auf 2, 4 und 8 Volt schalten. Zu
+beachten ist, daß man nicht durch falsche Stöpselung Kurzschluß
+herstellt. Bequemer ist die Verwendung eines ~Pachytrops~, einer
+Einrichtung, bei der die verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer
+Walze oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung von
+Kurzschluß ist ausgeschlossen. In Fig. 37 ist eine Batterie aus 12
+Elementen, wie sie von ~Kohl~ in Chemnitz in den Handel gebracht wird,
+abgebildet. Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden
+Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch Drähte verbunden,
+die durch Klemmen festgehalten werden, so daß man jedes einzelne
+Element zwecks Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.
+
+[Illustration: Fig. 37.]
+
+Für kleine Batterien, die nur selten ganz entladen werden, sind
+Faure-Platten (als positive und negative) den Großoberflächenplatten
+vorzuziehen, da bei ersteren die Selbstentladung und daher auch die
+Gefahr, daß Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren. Zu
+beachten ist auch, daß die Zellen zuweilen ganz entladen werden müssen
+(s. Kap. 7). Werden die Akkumulatoren oft transportiert, so fällt leicht
+aktive Masse heraus, durch die ein Kurzschluß bewirkt werden kann. Es
+empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand reichlich
+groß zu wählen.
+
+Für viele Untersuchungen, z. B. über die Bewegung der Elektrizität durch
+Gase, sind ~Hochspannungsbatterien~ die besten Stromquellen, weil sie
+bei der geringen erforderlichen Stromstärke den Elektroden der Röhre
+lange Zeit konstante Spannung zuführen. Größere Verbreitung hat die
+Hochspannungsbatterie nach ~Feußner~[141] gefunden. In einem auf Rollen
+laufenden starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente mit je
+einer positiven und einer negativen Elektrode. Als Glasgefäß dienen
+Pulverflaschen. Damit keine Säure herauskriechen und Nebenschlüsse
+herstellen kann, werden die Gläser mit einer Harzschicht luftdicht
+zugegossen; für die bei der Ladung auftretenden Gase wird ein besonderer
+Austrittsweg (Glasröhrchen) vorgesehen. Die die einzelnen Gruppen (25
+Elemente) tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei
+Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen gestatten mit einem
+Handgriff Parallelschaltung der Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder
+Hintereinanderschaltung auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazität beträgt
+ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.
+
+       *       *       *       *       *
+
+Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben, daß der
+Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt ist. Es seien
+folgende Versuche und Arbeiten erwähnt: Änderung der elektromot. Kraft
+am Anfang und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung der
+Kapazität, Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte, Ermittelung
+des Wirkungsgrades und des Nutzeffektes, Änderung der elektromot. Kraft
+mit der Säuredichte und der Temperatur (s. S. 42). Bei verschiedenen
+dieser Arbeiten muß eine genaue ~Messung der elektrom. Kraft~
+vorgenommen werden. Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte
+gewidmet werden. In den meisten Fällen erhält man die gesuchte Größe mit
+hinreichender Genauigkeit, wenn man die Klemmen des nicht belasteten
+Akkumulators mit einem empfindlichen Voltmeter für kleine Spannungen
+verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von 1/20-1/10 Amp.
+verbrauchen, so macht sich bei kleinen Zellen schon die
+Konzentrationspolarisation bemerkbar. Am einwandfreiesten ist die
+~Kompensationsmethode nach Poggendorff~, bei der die elektromot. Kraft
+bestimmt wird, ohne daß die Zelle Strom abgibt. Das Prinzip dieser
+Methode ist folgendes: Es sei _B_ in Fig. 38 eine Batterie von 2 kleinen
+Akkumulatoren, _W_ ein Widerstand von 4000 Ohm, _a c_ ein Widerstand von
+6000 Ohm, _X_ ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft E_{n}
+man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die Gleichgewichtsbedingung
+erfüllt ist, d. h. wenn durch den Nebenkreis _a X G d_ kein Strom
+fließt, einen Strom von E/10000 Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft ist.
+Mithin beläuft sich der Spannungsverlust in _a c_ auf 6000.E/10000 =
+0,6.E Volt (angenähert auf 2,4 Volt). Da auf jeden Fall die elektrom.
+Kraft des Normalelementes kleiner ist als 0,6.E, so gibt es zwischen _a_
+und _c_ einen Punkt _d_, so daß der dem Batteriestrom entsprechende
+Spannungsabfall von _a_ bis _d_ gleich E_{n} ist. Hat man diesen Punkt
+gefunden, so fließt durch das Galvanoskop _G_ kein Strom. Der Widerstand
+zwischen _a_ und _d_ betrage W_{n} Ohm, dann ist E_{n} = W_{n}.E/10000
+Volt.
+
+[Illustration: Fig. 38.]
+
+Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator ersetzt, dessen
+elektrom. Kraft man messen will, und man sucht wieder einen Punkt
+zwischen _a_ und _c_ so, daß _G_ stromlos ist; dieser sei _d′_. Der
+Widerstand in _a d′_ betrage _W′_ Ohm, damit ist X = W′.E/10000.
+Dividiert man diese Gleichung durch die vorige, so ergibt sich X =
+E_{n}.W′/W_{n}.
+
+In Wirklichkeit wird _G_ mit _C_ verbunden und man variiert die
+Potentialdifferenz zwischen _a_ und _c_. Zu diesem Zwecke ersetzt man
+den Widerstand _a c_ durch einen Stöpselrheostaten und ändert diesen so
+lange, bis durch _G_ kein Strom fließt. Selbstverständlich müssen jetzt
+die vorigen Gleichungen etwas umgeändert werden.
+
+Zwischen den Punkten _a_ und _c_ muß ein großer Widerstand liegen, damit
+es ausgeschlossen ist, daß das Normalelement einen stärkeren Strom
+abgibt. Solche Elemente dürfen nämlich nur mit ganz schwachem Strome
+(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, daß man auch für _W_
+einen Widerstand von mehreren tausend Ohm wählt, erreicht man, daß der
+Spannungsabfall in _a c_ der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und
+daß, bevor die elektrom. Kraft E_{n} kompensiert ist, nur ein ganz
+schwacher Strom in das Element gelangen kann.
+
+  [129] Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.
+
+  [130] Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abhängig. Diese
+  Änderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht
+  berücksichtigt.
+
+  [131] In Wirklichkeit ist die Zahl etwas größer, da der
+  Spannungsverlust in der Leitung gedeckt werden muß.
+
+  [132] In der schematischen Figur ist angenommen, daß die beiden
+  Zellenschalter getrennte Apparate sind, so daß für jede Schaltzelle
+  zwei Verbindungsleitungen nötig sind. In Wirklichkeit werden die
+  beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben
+  gemeinsame Kontaktstücke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man
+  nennt einen solchen Apparat ~Doppelzellenschalter~.
+
+  [133] Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter bei
+  der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der
+  Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.
+
+  [134] Das von ~Peukert~ (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren
+  dürfte nur in vereinzelten Fällen anwendbar sein.
+
+  [135] Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den
+  Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich ~Brandt~ beschäftigt.
+  Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.
+
+  [136] Nach ~Brandt~ (l. c.) ist die Pufferwirkung am günstigsten, wenn
+  die Zellenspannung 2,07 Volt beträgt.
+
+  [137] E. T. Z. 1906, S. 314.
+
+  [138] E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.
+
+  [139] Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom
+  Vermittlungsamte aus über die Anschlußleitungen mit Strom versorgt.
+
+  [140] Näheres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.
+
+  [141] E. T. Z. 1899 S. 632.
+
+
+
+
+_Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig_
+
+
+  RITTERS
+  GEOGRAPHISCH-
+  STATISTISCHES
+  LEXIKON
+
+  über die Erdteile, Länder, Meere, Häfen, Seen,
+  Flüsse, Inseln, Gebirge, Staaten, Städte,
+  Flecken, Dörfer, Bäder, Kanäle, Eisenbahnen,
+  Post- und Telegraphenämter u.s.w.
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+Ein Nachschlagewerk über jeden geographischen Namen der Erde von
+irgendwelcher Bedeutung für den Weltverkehr
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+  Zwei Halbleder-Bände M. 50.--
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+Das hinsichtlich seiner Reichhaltigkeit und Genauigkeit nicht zu
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+=Inhalt:= I. Arbeit und Energie. II. Magnetismus. III. Grundbegriffe der
+Elektrizitätslehre. IV. Das Ohmsche Gesetz, Anwendungen desselben. V.
+Stromverzweigungen, Serien- und Parallelschaltung der Stromabnehmer. VI.
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+zwischen Strömen und Magneten, Elektromagnetismus. VIII. Einwirkung
+zweier Ströme aufeinander, Elektrodynamik. IX. Induktionserscheinungen.
+X. Wechselströme. XI. Dynamomaschinen. XII. Elektromotoren. XIII.
+Transformatoren und Umformer. XIV. Grundbegriffe der Elektrochemie,
+Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse. XV. Anwendungen
+der Elektrochemie. XVI. Elektrizität in Gasen. XVII. Elektrische
+Schwingungen und elektromagnetische Wellen, Funkentelegraphie. XVIII.
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+Kraftübertragung und elektrische Beleuchtung. XX. Thermoelektrizität.
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+Preis M. =25.--=.
+
+_=Deutscher Kalender für Elektrotechniker.=_ Begründet von =F.
+Uppenborn=. In neuer Bearbeitung herausgegeben von =G. Dettmar=,
+Generalsekretär des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Zwei Teile,
+wovon der erste Teil in Brieftaschenform (Leder) gebd. Erscheint
+alljährl. Preis M. =5.--=.
+
+_=Lehrgang der Schaltungsschemata elektrischer Starkstromanlagen.=_
+Unter Mitwirkung seines Assistenten Diplom-Ingenieur =W. Fels=
+herausgegeben von Professor Dr. =J. Teichmüller=, Karlsruhe.
+
+  I. Teil: =Schaltungsschemata für Gleichstromanlagen=. 25
+  lithographische Tafeln und 103 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis
+  M. =10.--=.
+
+  II. Teil: =Schaltungsschemata für Wechselstromanlagen=. 28
+  lithographische Tafeln mit 170 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis
+  M. =12.--=.
+
+  Ausführliche Prospekte über obige sowie andere neue elektrotechnische
+  Werke stehen kostenlos zur Verfügung.
+
+  Druck: Otto Wigand m. b. H., Leipzig.
+
+
+
+
+Anmerkungen zur Transkription
+
+
+  Die Inkonsistenzen im Originalwerk sind beibehalten worden.
+
+  Seite 37, 2), 3) usw.: die Nummer 1) fehlt im Originalwerk.
+
+  Seite 165, Fußnote [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es
+  keine Fußnotenzeichen; das Zeichen fehlt deshalb auch in diesem Text.
+
+
+  Durchgeführte Änderungen und Verbesserungen
+
+  Klare Fehler in Rechtschreibung, Interpunktion usw. sind
+  stillschweigend korrigiert worden.
+
+  Einige Tabellen sind umgeordnet worden.
+
+  In chemische Formel, Prozente, usw. wurden eventuelle Leerzeichen
+  entfernt.
+
+  Seite           Original                  Korrigiert
+
+  Seite 5         van’t Hoff                van ’t Hoff
+  Seite 12,
+  Gleichung (4)   HSO′_{4}                  HSO_{4}′
+  Seite 32        2OH′ + 2⊕ = 2OH           2OH′ + 20⊕ = 2OH
+  Seite 55        Umkehrung von 10          Umkehrung von I, 10
+                  Umkehrung von 9           Umkehrung von I, 9
+  Seite 83        voraufgegangenen          vorausgegangenen
+  Seite 119       heransgespült             herausgespült
+  Seite 141       Beaumé                    Baumé
+  Seite 154       Deutsche Edison-          Deutsche Edison-
+                  Akkumulatoren-Compagny    Akkumulatoren-Company
+  Seite 186       _a x G d_                 _a X G d_
+
+
+
+
+
+End of the Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach
+
+*** END OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 51638 ***
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-      The Project Gutenberg eBook of Die Akkumulatoren, ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung, by W. Bermbach.

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-<body>

-

-

-<pre>

-

-The Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach

-

-This eBook is for the use of anyone anywhere in the United States and most

-other parts of the world at no cost and with almost no restrictions

-whatsoever.  You may copy it, give it away or re-use it under the terms of

-the Project Gutenberg License included with this eBook or online at

-www.gutenberg.org.  If you are not located in the United States, you'll have

-to check the laws of the country where you are located before using this ebook.

-

-Title: Die Akkumulatoren

-       ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung.

-

-Author: Willibald Bermbach

-

-Release Date: April 2, 2016 [EBook #51638]

-

-Language: German

-

-Character set encoding: ISO-8859-1

-

-*** START OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***

-

-

-

-

-Produced by Peter Becker, Harry Lam� and the Online

-Distributed Proofreading Team at http://www.pgdp.net

-

-

-

-

-

-

-</pre>

-

-

-<div class="tnbox">

-<p class="center">Anmerkungen zur Transkription befinden sich am <a href="#TN">Ende dieses Textes</a>.</p>

-</div><!--tnbox-->

-

-<div class="scr">

-<div class="figcenter">

-<img src="images/coverh.jpg" alt="cover" width="355" height="550" />

-</div>

-</div>

-

-<div class="wigand">

-

-<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig</b></p>

-

-<p class="center blankbefore"><span class="fsize200"><b>HANDW&Ouml;RTERBUCH</b></span><br />

-<span class="fsize150"><b>DER DEUTSCHEN SPRACHE</b></span><br />

-von <b>Dr. Daniel Sanders</b></p>

-

-<p class="center blankbefore">Neu bearbeitet, erg&auml;nzt u. vermehrt<br />

-von <b>Dr. Ernst W&uuml;lfing</b></p>

-

-<p class="center blankbefore">Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage<br />

-Geheftet Mark 8.&mdash;, gebunden Mark 10.&mdash;</p>

-

-<div class="figcenter00">

-<img src="images/linea001.png" alt="Ornament" width="75" height="13" />

-</div>

-

-<p class="wigandtext">Der &#8222;Kleine Sanders&#8223;, der bekannte von Sanders selbst besorgte

-Auszug aus seinem gro&szlig;en vierb&auml;ndigen &#8222;W&ouml;rterbuch&#8223;, der seit

-seinem ersten Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen

-erlebt hat und in rund 40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in

-neuer, reich erg&auml;nzter und vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem

-Gewande vor uns. Vor der alten Ausgabe zeichnet sich die neue

-schon rein &auml;u&szlig;erlich durch die vornehme Ausstattung und die gr&ouml;&szlig;ere

-Breite der Spalten aus; vor allem aber ist, wenn auch im ganzen die

-Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten wurde, doch in zahlreichen

-Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch eine bei weitem

-gr&ouml;&szlig;ere &Uuml;bersichtlichkeit zu verschaffen. &mdash; Der Bearbeiter Dr. E. W&uuml;lfing,

-hat das Buch mit besonderer Sorgfalt durchgesehen, es besonders, wo

-alte L&uuml;cken waren, aus dem &#8222;Gro&szlig;en Sanders&#8223; erg&auml;nzt und es anderseits

-durch zahlreiche neue W&ouml;rter vermehrt, die die verflossenen

-40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der Technik aufgebracht haben.

-Auch wurde an manchen Stellen die bessernde Hand angelegt, wo

-das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft n&ouml;tig erschien,

-besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von Sanders

-s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden konnte.

-An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten technischen

-Ausdr&uuml;cke und u. a. auch der Pflanzennamen, &uuml;bertrifft der &#8222;Sanders-W&uuml;lfing&#8223;,

-wie der &#8222;Kleine Sanders&#8223; wohl jetzt genannt werden wird,

-alle vorhandenen kleineren deutschen W&ouml;rterb&uuml;cher. Besonders sei noch

-erw&auml;hnt, da&szlig; W&uuml;lfing an zahllosen Stellen daf&uuml;r gesorgt hat, da&szlig; durch

-Einf&uuml;gung von kurzen Belegen und Anf&uuml;hrungen aus dem Schrifttum,

-sowie von knappen Beispielen die Erl&auml;uterungen, die ohne solche oft nicht

-ganz klar waren, belebt worden sind. Da&szlig; endlich die neue Rechtschreibung

-eingef&uuml;hrt worden ist, braucht nicht besonders betont zu werden.</p>

-

-<p class="center blankbefore fsize80"><b>Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch f&uuml;r jeden Gebildeten</b></p>

-

-</div><!--wigand-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<h1><span class="sstype fsize125">Die Akkumulatoren,</span><br />

-<span class="fsize90">ihre Theorie, Herstellung, Behandlung<br />

-und Verwendung.</span></h1>

-

-<p class="center highline2"><span class="fsize80">Von</span><br />

-<span class="fsize125">Prof. <b>Dr. W. Bermbach.</b></span></p>

-

-<p class="center highline2 blankabove">Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage<br />

-<span class="gesp">Mit</span> 38 <span class="gesp">Abbildungen.</span></p>

-

-<div class="figcenter">

-<img src="images/a002.jpg" alt="Ritter Wigand" width="100" height="151" />

-</div>

-

-<p class="center blankabove"><span class="gesp">Otto Wigand</span><br />

-Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.<br />

-Leipzig 1911.</p>

-

-<hr class="chap" />

-

-<h2>Vorwort<br />

-<span class="fsize80 nonbold">zur ersten Auflage.</span></h2>

-

-<p>Die Literatur &uuml;ber Akkumulatoren ist zwar eine

-ziemlich reichhaltige, jedoch fehlt es an einem nicht

-zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die Theorie

-wie die Praxis, letztere, soweit sie gr&ouml;&szlig;ere Kreise

-interessiert, gen&uuml;gend ber&uuml;cksichtigt wird. Dieses

-d&uuml;rfte in dem vorliegenden Werkchen geschehen sein.</p>

-

-<p>Wenn irgendwo, so gilt f&uuml;r den Bleiakkumulator

-der Satz: Eine gute Theorie ist die beste Praxis. Denn

-hier gibt uns die Theorie Aufschlu&szlig; &uuml;ber alle im Betriebe

-vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde

-wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausf&uuml;hrlich

-behandelt. Damit sich nun auch solche Leser, denen

-die Grundbegriffe der modernen Elektrochemie nicht

-gel&auml;ufig sind, zurechtfinden k&ouml;nnen, habe ich in dem

-ersten Kapitel die neueren Ansichten &uuml;ber die Elektrolyse

-und die Stromerzeugung in galvanischen Elementen

-gemeinverst&auml;ndlich behandelt.</p>

-

-<p>C&ouml;ln, Mai 1905.</p>

-

-<hr class="chap" />

-

-<h2>Vorwort<br />

-<span class="fsize80 nonbold">zur zweiten Auflage.</span></h2>

-

-<p>Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die

-beiden letzten Kapitel au&szlig;erdem nicht unwesentlich

-erweitert. &Uuml;ber den <span class="gesp">Edison</span>-Akkumulator liegt jetzt

-gen&uuml;gend Material vor; dementsprechend wurde er in

-der neuen Auflage ausf&uuml;hrlicher behandelt.</p>

-

-<p>Herrn Dr. H. <span class="gesp">Geisler</span> spreche ich f&uuml;r seine

-Unterst&uuml;tzung bei dem Lesen der Korrekturbogen

-meinen verbindlichsten Dank aus.</p>

-

-<p>C&ouml;ln, Juni 1911.</p>

-

-<p class="right padr2"><b>Der Verfasser.</b></p>

-

-<hr class="chap" />

-

-<h2>Inhalt.</h2>

-

-<table class="inhalt" summary="Inhalt">

-

-<tr>

-<td colspan="2" class="right fsize80">Seite</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">1. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen Elemente</td>

-<td class="seite"><a href="#Page1">1</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">2. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie des Bleiakkumulators</td>

-<td class="seite"><a href="#Page34">34</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">3. <span class="gesp">Kapitel</span>. Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand</td>

-<td class="seite"><a href="#Page60">60</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">4. <span class="gesp">Kapitel</span>. Ladung und Entladung</td>

-<td class="seite"><a href="#Page80">80</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">5. <span class="gesp">Kapitel</span>. Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator</td>

-<td class="seite"><a href="#Page105">105</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">6. <span class="gesp">Kapitel</span>. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation</td>

-<td class="seite"><a href="#Page116">116</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">7. <span class="gesp">Kapitel</span>. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften &uuml;ber die

-Behandlung, Lebensdauer</td>

-<td class="seite"><a href="#Page132">132</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">8. <span class="gesp">Kapitel</span>. Der alkalische Akkumulator</td>

-<td class="seite"><a href="#Page152">152</a></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="kapitel">9. <span class="gesp">Kapitel</span>. Die Verwendung der Akkumulatoren</td>

-<td class="seite"><a href="#Page166">166</a></td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page1">[1]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Erstes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.</span></h2>

-

-<p><span class="gesp">Vorl&auml;ufige Erkl&auml;rung der Vorg&auml;nge im

-Bleiakkumulator</span>. Ein Bleiakkumulator in seiner

-einfachsten Gestalt besteht aus zwei Bleiplatten, die in

-verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure eintauchen. Schickt man durch

-den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom,

-so bildet sich an derjenigen Elektrode, die mit dem

-positiven Pole der Stromquelle verbunden ist, der Anode,

-Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat; an der

-negativen Elektrode, der Kathode, wird <span class="nowrap">Bleioxyd<a

-id="FNanchor1"></a><a href="#Footnote1" class="fnanchor">[1]</a>,</span> das

-sich, bevor die Bleiplatten in die S&auml;ure getaucht wurden,

-an der Luft gebildet hatte, zu metallischem Blei reduziert.</p>

-

-<p>Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt

-&mdash; was bei unserem Laboratoriumsversuch schon nach

-kurzer Zeit der Fall ist &mdash;, so unterbricht man den

-Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns

-Blei und Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure:</p>

-

-<table class="reaction" summary="reaction">

-

-<tr>

-<td class="br">Pb</td>

-<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aqua</td>

-<td>PbO<sub>2</sub></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="br">-</td>

-<td class="br">&nbsp;</td>

-<td>+</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, da&szlig; die betreffende

-Platte der negative Pol des Elementes ist.<span class="pagenum" id="Page2">[2]</span>

-Unsere Kombination ist, wie wir leicht mittels eines

-Galvanoskops nachweisen k&ouml;nnen, ein galvanisches

-Element, &auml;hnlich wie</p>

-

-<table class="reaction" summary="reaction">

-

-<tr>

-<td class="br">Zn</td>

-<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq</td>

-<td>Cu.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="br">-</td>

-<td class="br">&nbsp;</td>

-<td>+</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Wie wir sp&auml;ter sehen werden, bildet sich bei der

-Entladung auf beiden Elektroden Bleisulfat. Die beiden

-Platten werden also einander um so &auml;hnlicher, je mehr

-Elektrizit&auml;t unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber

-zwei <span class="gesp">gleiche</span> Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht,

-so erh&auml;lt man kein galvanisches Element. Die

-elektromotorische Kraft unseres primitiven Akkumulators

-mu&szlig; also w&auml;hrend der Stromabgabe mehr oder weniger

-schnell abnehmen.</p>

-

-<p>Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet

-man, da&szlig; nach Beendigung der Entladung die braunrote

-Farbe keineswegs ganz verschwunden ist, da&szlig; also Reste

-von PbO<sub>2</sub> zur&uuml;ckbleiben.</p>

-

-<p>Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird

-Bleisulfat an der negativen Elektrode in metallisches

-Blei und an der positiven Platte in Bleisuperoxyd

-verwandelt.</p>

-

-<p>Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung

-spielen sich im Akkumulator chemische Prozesse ab.

-Bei der Ladung wird ein chemisches System gleichsam

-gewaltsam ver&auml;ndert (&auml;hnlich wie eine Spiralfeder beim

-Zusammendr&uuml;cken), das ver&auml;nderte System hat das Bestreben,

-in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckzukehren.

-Bei der Ladung wird in dem Akkumulator chemische

-Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese aus

-elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also

-keineswegs elektrische Energie als solche aufbewahrt,

-gerade so wenig wie dies bei einem Gewichte der Fall

-ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde. Den<span class="pagenum" id="Page3">[3]</span>

-Charakter eines galvanischen Elementes erh&auml;lt der

-Akkumulator erst dadurch, da&szlig; man ihm elektrische

-Energie zuf&uuml;hrt. Man bezeichnet ihn daher auch als

-<span class="gesp">Sekund&auml;relement</span>.</p>

-

-<p>Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator

-in nichts von einem gew&ouml;hnlichen Prim&auml;relement

-(z. B. einem Daniell-Element). Wir m&uuml;ssen

-daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen

-Elemente n&auml;her eingehen.</p>

-

-<p>An den chemischen Vorg&auml;ngen im Akkumulator ist

-der Elektrolyt in hervorragender Weise beteiligt. Es

-ist daher jedem, der nur etwas tiefer in die Theorie des

-Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein

-m&ouml;glichst klares und vollst&auml;ndiges Bild von den Vorg&auml;ngen,

-die sich bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten

-Schwefels&auml;ure abspielen, zu verschaffen. [Hingewiesen

-sei hier auf das Kapitel VIII in <span class="gesp">Le Blancs</span> Lehrbuch

-der Elektrochemie.]</p>

-

-<p>Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit

-es der Raum gestattet, in unserer Schrift Ber&uuml;cksichtigung

-finden sollen, so wollen wir mit einer Besprechung

-einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes beginnen.</p>

-

-<p>Der <span class="gesp">osmotische Druck</span>. Um diesen au&szlig;erordentlich

-wichtigen Begriff klar zu machen, wollen

-wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel

-diene eine Zuckerl&ouml;sung. Ein Standglas mit vorspringendem

-Rande f&uuml;lle man mit einer Zuckerl&ouml;sung und verschlie&szlig;e

-das Glas mittels einer vorher in lauwarmem

-Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu

-achten ist, da&szlig; keine Luftblasen eingeschlossen werden.

-Durch einen Bindfaden ist die Membran unterhalb des

-Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man das Pr&auml;parat

-in ein gr&ouml;&szlig;eres, mit Wasser gef&uuml;lltes Gef&auml;&szlig;, so findet

-man nach etwa 24 Stunden, da&szlig; sich die Membran sehr<span class="pagenum" id="Page4">[4]</span>

-stark gew&ouml;lbt hat, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig; von

-der Zuckerl&ouml;sung auf die Membran ein Druck ausge&uuml;bt

-wurde. Da die W&ouml;lbung nicht erfolgt, wenn wir das

-Standglas mit Wasser f&uuml;llen, so schlie&szlig;en wir weiter,

-da&szlig; der eben erw&auml;hnte Druck von den Zuckermolek&uuml;len

-herr&uuml;hrt. &mdash; Die Schweinsblase hat die <span class="nowrap">Eigenschaft<a

-id="FNanchor2"></a><a href="#Footnote2" class="fnanchor">[2]</a>,</span>

-den Wassermolek&uuml;len den Durchgang zu gestatten, nicht

-aber den Zuckermolek&uuml;len, sie ist <span class="gesp">halbdurchl&auml;ssig</span>

-oder semipermeabel. Denken wir uns nun die Zeit in sehr

-kleine Intervalle geteilt, so k&ouml;nnen wir die Vorg&auml;nge

-in dem Standglase (Zelle) folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren: Die

-Zuckermolek&uuml;le &uuml;ben einen Druck auf die Membran aus;

-diese wird um ein unendlich kleines St&uuml;ck gehoben, in

-den freien Raum dringt Wasser ein. W&auml;hrend des

-folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw.

-Die Membran w&ouml;lbt sich also langsam im Laufe der

-Zeit. Dem osmotischen Drucke der Zuckermolek&uuml;le

-&mdash; so nennt man den auf die Membran ausge&uuml;bten

-Druck &mdash; wirkt die Spannung der Membran entgegen.

-Nehmen wir nun an, da&szlig; die Schweinsblase vollkommen,

-auch bei jedem Drucke halbdurchl&auml;ssig ist, und da&szlig;

-sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag,

-ohne zu platzen, so schlie&szlig;en wir weiter, da&szlig; sich nach

-einer gewissen Zeit ein Gleichgewichtszustand ausbildet,

-der nat&uuml;rlich dann vorhanden ist, wenn der osmotische

-Druck der Zuckermolek&uuml;le gleich ist der Spannung der

-Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten

-Membran nach Eintritt des Gleichgewichtszustandes,

-d. h. wenn eine weitere W&ouml;lbung der Membran

-nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen

-Drucke der L&ouml;sung.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page5">[5]</span></p>

-

-<p>Auch in folgender Weise gelangt man zu einer

-Vorstellung &uuml;ber den osmotischen Druck. Wenn wir

-bei Beginn des Versuches die Membran belasten, etwa

-durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das

-Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei

-einer gewissen Belastung w&ouml;lbt sich die Membran &uuml;berhaupt

-nicht. Betr&auml;gt die betreffende Belastung p kg

-pro 1 cm<sup>2</sup> Oberfl&auml;che, so ist p ein Ma&szlig; f&uuml;r den osmotischen

-Druck.</p>

-

-<p>Nach der kinetischen Theorie der Fl&uuml;ssigkeiten

-kommt der osmotische Druck dadurch zustande, da&szlig;

-Zuckermolek&uuml;le gegen die Membran prallen und St&ouml;&szlig;e

-auf diese aus&uuml;ben.</p>

-

-<p>Auf die f&uuml;r den osmotischen Druck g&uuml;ltigen

-Gesetze, die &uuml;brigens, wie <span class="gesp">van &#8217;t Hoff</span> zeigte, mit

-den Gasgesetzen &uuml;bereinstimmen, soll nicht n&auml;her eingegangen

-werden; es sei nur bemerkt, da&szlig; der osmotische

-Druck mit der Konzentration w&auml;chst.</p>

-

-<p><span class="gesp">Die elektrolytische Dissoziation.</span> Man

-fand, da&szlig; die L&ouml;sungen von S&auml;uren, Salzen und Basen

-(Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen Druck

-haben. <span class="gesp">Arrhenius</span> erkl&auml;rte diese Erscheinung durch

-die Annahme, da&szlig; sich Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz

-dissoziieren. Eine einfache &Uuml;berlegung zeigt uns aber,

-da&szlig; die Dissoziation in Elektrolyten von der gew&ouml;hnlichen

-Dissoziation verschieden sein mu&szlig;. W&auml;hlen wir als Beispiel

-eine Salmiakl&ouml;sung. Bei hoher Temperatur spaltet

-sich (dampff&ouml;rmiger) Salmiak nach der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>3</sub>&nbsp;+ HCl.</p>

-

-<p>W&uuml;rde die Dissoziation in der Salmiakl&ouml;sung in

-derselben Weise erfolgen, so m&uuml;&szlig;te die Fl&uuml;ssigkeit

-freies Ammoniak enthalten, das an seinem scharfen,

-stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine<span class="pagenum" id="Page6">[6]</span>

-Salmiakl&ouml;sung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die

-<span class="gesp">Dissoziation in Elektrolyten erfolgt</span> nun in

-der Weise, da&szlig; <span class="gesp">elektrisch geladene Komponenten</span>

-entstehen. Das Kochsalzmolek&uuml;l z. B. spaltet

-sich in ein positiv geladenes Natriumatom und ein

-negativ geladenes Chloratom. Die Komponenten nennt

-man <span class="gesp">Ionen</span>, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter

-dem Einflusse elektrischer Kr&auml;fte bewegen.</p>

-

-<p>Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen

-chemischen Proze&szlig; auffassen, der sich zwischen einem

-Molek&uuml;l der gel&ouml;sten Substanz und einem <span class="nowrap">Neutron<a

-id="FNanchor3"></a><a href="#Footnote3" class="fnanchor">[3]</a></span> abspielt

-und den man f&uuml;r Kochsalz durch die Gleichung

-versinnlichen kann:</p>

-

-<p class="equation">NaCl&nbsp;+ &#8853; - &#8854; = Na-&#8853;&nbsp;+ Cl-&#8854;.</p>

-

-<p class="noindent">Statt dessen schreibt man k&uuml;rzer</p>

-

-<p class="equation">NaCl = Na<sup class="plus">&middot;</sup> + Cl&#8242;.</p>

-

-<p class="noindent">Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische

-Verbindungen an, z. B. ist das Natriumion (Na<sup class="plus">&middot;</sup>) eine

-chemische Verbindung zwischen einem Natriumatom und

-einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium&nbsp;+ Chlor

-etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist

-Natrium&nbsp;+ Elektron, d. h. Natriumion, in seinem chemischen

-und physikalischen Verhalten durchaus verschieden

-von dem metallischen Natrium.</p>

-

-<p>Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch

-aus mehreren Atomen bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe,

-dem Radikale SO<sub>4</sub>. Ist das Element oder die

-Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit mehreren<span class="pagenum" id="Page7">[7]</span>

-Elektronen. Beispiele f&uuml;r die elektrolytische Dissoziation:</p>

-

-<p class="equation">NaOH = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242; (Hydroxylion)<br />

-CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; (Sulfat-Ion).<br />

-NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>4</sub><sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ Cl&#8242;</p>

-

-<p class="noindent">Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> bedeutet, da&szlig; das Kupferatom mit zwei positiven

-Elektronen verbunden ist.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in

-Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser

-eine besonders gro&szlig;e <span class="gesp">dissoziierende Kraft</span> innewohnt. Nernst

-wies zuerst darauf hin, da&szlig; zwischen dem Dissoziationsverm&ouml;gen einer

-Fl&uuml;ssigkeit und der Dielektrizit&auml;tskonstante ein gewisser Parallelismus

-besteht.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>In einem Elektrolyten, z. B. in verd&uuml;nnter Salzs&auml;ure,

-befinden sich neben den Molek&uuml;len des Wassers, von

-dessen Dissoziation wir einstweilen absehen, nichtdissoziierte

-Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz, positive Ionen,

-n&auml;mlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, n&auml;mlich

-die Chlorionen. Nur bei sehr starker Verd&uuml;nnung

-sind s&auml;mtliche Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanzen dissoziiert.

-Befinden sich n Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz

-(dissoziierte Molek&uuml;le&nbsp;+ indissoziierte Molek&uuml;le) in einer

-L&ouml;sung und sind von diesen m Molek&uuml;le dissoziiert, so ist

-<span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">n</span></span>

-der <span class="gesp">Dissoziationsgrad</span>.</p>

-

-<p>In jedem noch so kleinen Tr&ouml;pfchen des Elektrolyten

-befinden sich ebensoviele positive Ionen wie negative,

-so da&szlig; das Tr&ouml;pfchen als Ganzes unelektrisch ist.</p>

-

-<p>Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich

-die Ionen wie die Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz; auf

-eine semipermeable Wand &uuml;ben sie also einen Druck

-aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase

-erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume

-gleichzeitig mehrere Gase oder D&auml;mpfe, so &uuml;bt jedes Gas

-einen gerade so gro&szlig;en Druck aus, wie wenn es allein<span class="pagenum" id="Page8">[8]</span>

-vorhanden w&auml;re. Bei einem Elektrolyten kommen also,

-wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen,

-drei osmotische Drucke in Betracht, n&auml;mlich der osmotische

-Druck der nichtdissoziierten Molek&uuml;le, derjenige

-der positiven Ionen und derjenige der negativen Ionen.</p>

-

-<p>Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in

-der Regel) nicht alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz

-dissoziiert sind, soll mit einigen wenigen Worten eingegangen

-werden. Nach der eben mitgeteilten Auffassung

-ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang

-nach Art eines chemischen Prozesses. F&uuml;r einen solchen

-gilt das <span class="nowrap">Massenwirkungsgesetz<a id="FNanchor4"></a><a

-href="#Footnote4" class="fnanchor">[4]</a>.</span> Wenn wir also beispielsweise

-Salzs&auml;ure in Wasser gie&szlig;en, so bildet sich

-ein Gleichgewichtszustand aus, der dadurch charakterisiert

-ist, da&szlig; die Anzahl der Molek&uuml;le, die in 1 Sekunde

-zerfallen, gerade so gro&szlig; ist wie die Anzahl der

-durch Wiedervereinigungen eines positiven und negativen

-Ions entstehenden neutralen Molek&uuml;le. &mdash; W&uuml;rden sich

-in einer starken L&ouml;sung, etwa in einer 30prozentigen

-Kochsalzl&ouml;sung alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz

-dissoziieren, so w&uuml;rde der Abstand zwischen den einzelnen

-Ionen ein au&szlig;erordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten

-Ladungen der positiven und negativen Ionen

-w&uuml;rden sich so stark anziehen, da&szlig; zahlreiche Wiedervereinigungen

-stattfinden w&uuml;rden. Man sieht ein, da&szlig;

-in jedem Kubikzentimeter der L&ouml;sung nur eine bestimmte

-Anzahl von Ionen existieren kann. Mit zunehmender

-Verd&uuml;nnung mu&szlig; also die Dissoziation fortschreiten.</p>

-

-<p><span class="gesp">Elektrolyse.</span> Nur <span class="gesp">diejenigen Fl&uuml;ssigkeiten

-leiten</span> den elektrischen Strom, <span class="gesp">in denen

-sich freie Ionen befinden</span>. Die Stromleitung in<span class="pagenum" id="Page9">[9]</span>

-einem Elektrolyten besteht nun darin, da&szlig; die von der

-positiven Elektrode abgesto&szlig;enen und von der negativen

-Elektrode angezogenen positiven Ionen nach

-der einen und die negativen nach der entgegengesetzten

-Richtung wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich

-die Ionen durch die Fl&uuml;ssigkeit hindurch bewegen, die

-&uuml;brigens wegen der sehr gro&szlig;en Reibung zwischen den

-Wassermolek&uuml;len und den Ionen eine sehr geringe ist,

-hat f&uuml;r die verschiedenen Ionenarten verschiedene

-Werte.</p>

-

-<p>Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden

-Ionen an diese ihre Ladungen ab, sie werden

-entionisiert oder gehen in den atomistischen (&#8222;gew&ouml;hnlichen&#8223;)

-Zustand &uuml;ber. In manchen F&auml;llen gehen nach

-der Entionisierung sekund&auml;re (rein chemische) Prozesse

-vor sich. Wird z. B. CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; zwischen

-Kupferelektroden elektrolysiert, so verbindet sich das

-SO<sub>4</sub>-Radikal (nach seiner Entionisierung) mit einem Atom

-Kupfer der Elektrode zu <span class="nowrap">CuSO<sub>4</sub><a

-id="FNanchor5"></a><a href="#Footnote5" class="fnanchor">[5]</a>.</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die dem Elektrolyten zugef&uuml;hrte Energie kann also in zwei Teile

-zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen;

-die entsprechende Arbeit wird in W&auml;rme umgesetzt. Die zweite

-Arbeit, die der Strom leistet, besteht darin, da&szlig; die Ionen ihrer Ladungen

-beraubt werden. &mdash; Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines

-Natriumions kann man als einen chemischen Proze&szlig; auffassen, an dem

-das Natriumion und ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem

-Energie verbraucht wird.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Das <span class="gesp">Faradaysche Gesetz</span> erscheint vom Standpunkte

-der Ionentheorie aus als etwas Selbstverst&auml;ndliches.

-Man sieht n&auml;mlich ohne weiteres ein, da&szlig;</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page10">[10]</span></p>

-

-<p>1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen

-Elektrizit&auml;tsmengen proportional sind und

-da&szlig;</p>

-

-<p>2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten

-ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen &Auml;quivalenten

-proportional sind (an chemisch &auml;quivalente

-Stoffmengen sind gleiche Elektrizit&auml;tsmengen gebunden).

-An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;

-ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um

-1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse irgend eines

-Elektrolyten zu erhalten, mu&szlig; man der Stromquelle

-96540 Coulomb positive Elektrizit&auml;t entnehmen, oder

-bei 1 Ampere Stromst&auml;rke mu&szlig; die Elektrolyse 96540

-Sekunden lang dauern.</p>

-

-<p>Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten

-<span class="gesp">die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure</span>.

-Aus dem Umstande, da&szlig; chemisch reines Wasser

-den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, mu&szlig;

-man folgern, da&szlig; sich in reinem Wasser nur eine geringe

-Anzahl von Ionen befindet. In chemisch reinem Wasser

-k&ouml;nnen sich nat&uuml;rlich nur solche Ionen befinden, die

-durch Dissoziation der Wassermolek&uuml;le selbst entstehen.

-Diese spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen

-Prozentsatze, nach der Gleichung</p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction1">

-

-<div class="links">

-<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(1).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringf&uuml;gigere

-Dissoziation, die zur Bildung von Wasserstoff

-und Sauerstoffionen f&uuml;hrt:</p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction2">

-

-<div class="links">

-<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ O&#8242;&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(2).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Aus der von <span class="gesp">Kohlrausch</span> und <span class="gesp">Heydweiller</span>

-bestimmten Leitf&auml;higkeit des Wassers kann man den Dissoziationsgrad

-berechnen. Man findet, da&szlig; bei 0 Grad

-1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen,

-wenn wir von der Dissoziation nach Gleichung<span class="pagenum" id="Page11">[11]</span>

-2 absehen) in etwa 14 Millionen Liter Wasser

-enthalten sind, bei 18&deg; schon in 6,25&nbsp;. 10<sup>6</sup> l. Die Leitf&auml;higkeit

-nimmt also mit der Temperatur schnell zu.

-Nach neueren Messungen enth&auml;lt 1 g Wasserstoff 0,352&nbsp;. 10<sup>24</sup>

-Atome. Ein Gramm Wasser enth&auml;lt also trotz der

-sehr geringen Dissoziation viele Millionen Wasserstoffionen.</p>

-

-<p>Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm<sup>3</sup>

-Wasser befindet, wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen

-nennen, entsprechendes gilt f&uuml;r die anderen

-Ionen. Da die Leitf&auml;higkeit des Wassers (wie aller

-Elektrolyte) mit der Temperatur stark w&auml;chst, so m&uuml;ssen

-wir schlie&szlig;en, da&szlig; entweder die Ionenkonzentrationen

-mit der Temperatur gr&ouml;&szlig;er werden, oder da&szlig; die Reibung

-zwischen den Ionen und den Wassermolek&uuml;len kleiner

-wird oder da&szlig; beides zugleich stattfindet. So viele Ionen

-nun bei einer bestimmten Temperatur in einem cm<sup>3</sup>

-existieren <span class="gesp">k&ouml;nnen</span>, so viele existieren auch wirklich.

-Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser ein

-Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise

-entfernt werden, so dissoziiert sich sofort ein neues

-Molek&uuml;l Wasser &mdash; das gest&ouml;rte chemische Gleichgewicht

-wird sofort wieder hergestellt.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht.

-Befindet sich in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer

-Glasglocke (Rezipient einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge

-Wasser, so verdampft bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte

-Menge Wasser. Entfernen wir auf irgend eine Weise einen

-Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue Verdampfung; der Gleichgewichtszustand

-wird gest&ouml;rt und bildet sich von neuem. Wie bei

-diesem Vorgange <span class="gesp">eine gewisse Zeit vergeht</span>, ehe sich der

-Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der elektrolytischen

-Dissoziation.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Setzen wir reinem Wasser Schwefels&auml;ure zu &mdash; es

-gen&uuml;gt eine ganz kleine Menge &mdash;, so w&auml;chst das Leitungsverm&ouml;gen<span class="pagenum" id="Page12">[12]</span>

-sehr stark, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig;

-sich eine gro&szlig;e Menge von neuen Ionen gebildet haben.

-Diese entstehen durch die Dissoziation der Schwefels&auml;ure,

-die bei den f&uuml;r uns in Betracht kommenden

-Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und zwar

-verl&auml;uft der Zerfall nach den beiden <span class="nowrap">Reaktionsgleichungen<a

-id="FNanchor6"></a><a href="#Footnote6" class="fnanchor">[6]</a></span></p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction3">

-

-<div class="links">

-<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(3).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<div class="numreaction" id="Reaction4">

-

-<div class="links">

-<p>HSO<sub>4</sub>&#8242; = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(4).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt.

-Die Dissoziation nach der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> entspricht dem

-Zerfall des NaHSO<sub>4</sub>, der offenbar nach der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">NaHSO<sub>4</sub> = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>

-

-<p class="noindent">erfolgt.</p>

-

-<p>Bei geringerer Konzentration der Schwefels&auml;urel&ouml;sung

-spielt die Dissoziation nach <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> nur

-eine ganz untergeordnete Rolle gegen&uuml;ber der Reaktion</p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction5">

-

-<div class="links">

-<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup

-class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(5).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im

-Sinne der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> mehr in den Vordergrund.</p>

-

-<p>In verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure befindet sich also eine

-gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Ionenarten (H<sup class="plus">&middot;</sup>, OH&#8242;, O&#8242;&#8242;, SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;,

-HSO&#8242;<sub>4</sub>), und daher sind verschiedene Elektrolysen m&ouml;glich.

-An der Kathode werden immer Wasserstoffionen

-entionisiert, an der Anode aber k&ouml;nnen vier verschiedene

-Ionenarten herauselektrolysiert werden.</p>

-

-<p>Welche Ionenart auch au&szlig;er Wasserstoff abgeschieden

-werden mag, an der Stromleitung innerhalb

-des Elektrolyten sind <span class="gesp">alle</span> Ionenarten beteiligt.</p>

-

-<p>Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten

-<span class="gesp">dauernd</span> herauszuelektrolysieren, mu&szlig; man eine

-gewisse Minimalspannung anwenden; f&uuml;r uns kommen<span class="pagenum" id="Page13">[13]</span>

-folgende von <span class="gesp">Le Blanc</span> angegebene <span class="gesp">Zersetzungsspannungen</span>

-in Betracht:</p>

-

-<table summary="Zersetzungsspannungen" id="Ref01">

-

-<tr>

-<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>

-<td class="center padl1 padr1">und</td>

-<td class="left padr5">O&#8242;&#8242;</td>

-<td class="right">1,08</td>

-<td class="center padl1 padr1">Volt</td>

-<td rowspan="4" class="bt br bb">&nbsp;</td>

-<td rowspan="4" class="left padl0">-</td>

-<td rowspan="4" class="left padl1">+ &Uuml;berspannung</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr5">OH&#8242;</td>

-<td class="right">1,68</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr5">SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</td>

-<td class="right">1,95</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr5">HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>

-<td class="right">2,60</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Die angegebenen Zersetzungsspannungen gen&uuml;gen

-i. A. noch nicht, eine <span class="gesp">sichtbare</span> Gasentwickelung

-herbeizuf&uuml;hren, man mu&szlig; diese vielmehr um einen von

-der Natur der Kathode abh&auml;ngigen Betrag <span class="nowrap">vergr&ouml;&szlig;ern<a

-id="FNanchor7"></a><a href="#Footnote7" class="fnanchor">[7]</a></span>

-(nat&uuml;rlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen

-Apparat, i&nbsp;&times; w, gemeint).</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so m&uuml;ssen sich

-Gasbl&auml;schen bilden. Man kann nun annehmen, da&szlig; f&uuml;r die Bildung

-der Bl&auml;schen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische

-Strom liefern mu&szlig;, und da&szlig; diese Arbeit von der Beschaffenheit der

-Oberfl&auml;che, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abh&auml;ngig ist (&Uuml;berspannung).</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Am kleinsten ist die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span> f&uuml;r platiniertes

-Platin (Kathode), f&uuml;r blankes Platin ist sie

-nahezu 0,1 Volt. H&ouml;chst wichtig ist f&uuml;r uns die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span>

-f&uuml;r <span class="gesp">Blei</span>, die <span class="gesp">nach Caspari</span> 0,64 <span class="gesp">Volt</span>

-<span class="nowrap">betr&auml;gt<a id="FNanchor8"></a><a

-href="#Footnote8" class="fnanchor">[8]</a>.</span> Bei der Ladung eines Akkumulators ist die

-Bleielektrode Kathode; daher kann, wenn wir von der

-sehr geringf&uuml;gigen Elektrolyse, die den Ionen H<sup class="plus">&middot;</sup> und

-O&#8242;&#8242; entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung

-erst bei 1,68&nbsp;+ 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung

-wird erst bei noch h&ouml;herer Spannung<span class="pagenum" id="Page14">[14]</span>

-vor sich gehen (abgesehen von der &Uuml;berspannung des

-<span class="nowrap">Sauerstoffs<a id="FNanchor9"></a><a href="#Footnote9" class="fnanchor">[9]</a>).</span></p>

-

-<p>Wegen der &Uuml;berspannung ist also eine Ladung des

-Akkumulators erst m&ouml;glich, bezw. kann eine solche

-ohne ganz erhebliche Energieverluste erfolgen.</p>

-

-<p>Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt

-der Strom in einem Wasserzersetzungsapparat nicht

-v&ouml;llig auf Null herab, es mu&szlig; also auch in diesem Falle

-eine Elektrolyse stattfinden. Man erh&auml;lt nicht Gase

-von Atmosph&auml;rendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff

-von geringer Konzentration, gel&ouml;st in den Elektroden

-und im Elektrolyten. Den Strom bezeichnet man

-als <span class="gesp">Reststrom</span> (s. <a href="#Page29">S. 29</a>).</p>

-

-<p>In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff

-finden sich immer Spuren von <span class="gesp">Ozon</span>, das durch einen

-sekund&auml;ren Proze&szlig; aus dem abgeschiedenen Sauerstoff

-entsteht (besonders bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte).</p>

-

-<p id="Ref18">Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration

-der S&auml;ure zu. Ebenso entsteht sekund&auml;r <span class="nowrap"><span class="gesp">Wasserstoffsuperoxyd</span><a

-id="FNanchor10"></a><a href="#Footnote10" class="fnanchor">[10]</a></span>

-(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) in geringer Menge, wahrscheinlich

-an beiden Elektroden. Endlich ist zu erw&auml;hnen,

-da&szlig; sich <span class="gesp">&Uuml;berschwefels&auml;ure</span> bilden kann nach der

-Gleichung</p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction6">

-

-<div class="links">

-<p>2HSO<sub>4</sub>&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub></p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(6).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear noindent">also prim&auml;r. Die Entstehung von &Uuml;berschwefels&auml;ure

-bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure wird

-durch gro&szlig;e Stromdichte, Vergr&ouml;&szlig;erung des Schwefels&auml;uregehaltes

-und Erniedrigung der Temperatur beg&uuml;nstigt.

-Nach den <a href="#Ref01">Zersetzungsspannungen</a> auf <a href="#Page13">Seite 13</a>

-d&uuml;rfte aber, vorausgesetzt, da&szlig; die &Uuml;berschwefels&auml;ure<span class="pagenum" id="Page15">[15]</span>

-nach <a href="#Reaction6">Gleichung (6)</a>, also prim&auml;r, entsteht, ihre Bildung

-erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen;

-hierzu ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den

-HSO<sub>4</sub>-Ionen gleichzeitig Wasserstoffionen an der Bleielektrode

-entionisiert werden m&uuml;ssen, die &Uuml;berspannung

-von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung w&auml;re

-demnach eine Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure im Akkumulator

-ausgeschlossen. Da &uuml;brigens die &Uuml;berschwefels&auml;ure

-Blei angreift und Bleisuperoxyd in Bleisulfat verwandelt,

-so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem

-Akkumulator sch&auml;dlich.</p>

-

-<p>Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen

-wir uns mit der Beziehung zwischen der <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung

-und der elektromotorischen Kraft</span>

-besch&auml;ftigen. Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure m&ouml;ge zwischen

-indifferenten Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch

-die Produkte der Elektrolyse nicht angegriffen werden,

-zersetzt werden (z. B. zwischen Platinelektroden). Wir

-erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten absehen,

-Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, da&szlig; wir

-1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben

-(und 8 Gramm Sauerstoff); es sind dann im ganzen

-96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen, was

-der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Amp&egrave;re Stromst&auml;rke

-96540 Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene

-Wasserstoff werde verbrannt; wir erhalten dann

-9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im

-Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, da&szlig; wir etwa

-34200 kleine W&auml;rmeeinheiten (Grammkalorien, cal.)

-erhalten. Um diese Energie sind 9 Gramm Wasser von

-gew&ouml;hnlicher Temperatur &auml;rmer als 1 g H&nbsp;+ 8 g O von

-derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schlie&szlig;en

-wir <span class="gesp">vorl&auml;ufig</span>, das eben gewonnene Wasser wieder in

-seine beiden Komponenten zerlegen, so m&uuml;ssen wir die<span class="pagenum" id="Page16">[16]</span>

-eben gewonnene Energie, die wir die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung</span>

-des Prozesses</p>

-

-<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O,</p>

-

-<p class="noindent">bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder

-zuf&uuml;hren. Geschieht also die Zersetzung mittels des

-elektrischen Stromes, so m&uuml;ssen wir, abgesehen von

-der Jouleschen W&auml;rme, in den elektrolytischen Apparat

-eine den 34200 cal. &auml;quivalente Menge elektrischer

-Energie hineinschicken. Die elektrische Energie aber,

-die ein Apparat verbraucht, ist gegeben durch das

-Produkt</p>

-

-<p class="equation">Anzahl Coulomb&nbsp;&times; Spannung zwischen den Elektroden.</p>

-

-<p>Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Gr&ouml;&szlig;e

-ist, n&auml;mlich 96540, und au&szlig;erdem das Produkt einer

-gegebenen W&auml;rmemenge &auml;quivalent ist (34200 cal.), so

-mu&szlig; die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.</p>

-

-<p>Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die

-Beziehung</p>

-

-<p class="equation">96540&nbsp;. E Wattsek. (Volt-Coulomb) &auml;quival. 34200 cal.</p>

-

-<p class="noindent">1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher</p>

-

-<p class="equation">96540&nbsp;. E.0,239 = 34200 oder<br />

-23070&nbsp;. E = 34200.</p>

-

-<p>E ist also ungef&auml;hr gleich 1,5 Volt. Man sollte

-nun erwarten, da&szlig; eine Zersetzung des Wassers mit

-einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht m&ouml;glich ist.

-Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen,

-da&szlig; man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen

-Kr&auml;ften in der N&auml;he von 1,1 Volt Gasentwickelung

-<span class="nowrap">beobachtet<a id="FNanchor11"></a><a href="#Footnote11" class="fnanchor">[11]</a>.</span>

-Die von uns gezogenen<span class="pagenum" id="Page17">[17]</span>

-Schl&uuml;sse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;

-wir m&uuml;ssen uns daher noch eingehender mit

-der Beziehung zwischen der chemischen und elektrischen

-Energie besch&auml;ftigen.</p>

-

-<p><span class="gesp">Thomsonsche Regel.</span> In den galvanischen

-Elementen, zu denen wir auch den Akkumulator zu

-rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die das

-Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir w&auml;hlen

-als Beispiel das Daniell-Element: Zn in ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq und

-Cu in CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq, weil bei ihm die Vorg&auml;nge leicht

-zu &uuml;bersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so

-geht Zink in L&ouml;sung, und Kupfer schl&auml;gt sich auf der

-positiven Elektrode nieder.</p>

-

-<p><span class="gesp">Beide</span> Vorg&auml;nge kann man durch <span class="gesp">eine</span> Gleichung

-ausdr&uuml;cken</p>

-

-<div class="numreaction" id="Reaction7">

-

-<div class="links">

-<p>Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = Cu&nbsp;+ ZnSO<sub>4</sub></p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(7).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Der durch die <a href="#Reaction7">Gleichung (7)</a> dargestellte Vorgang

-ist mit W&auml;rmeentwicklung verbunden; dies kann man

-dadurch leicht nachweisen, da&szlig; man auf Zinksp&auml;ne

-Kupfervitrioll&ouml;sung gie&szlig;t. Dann l&ouml;st sich Zink, und

-Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen

-die L&ouml;sung des Zinks und die F&auml;llung des Kupfers

-an <span class="gesp">verschiedenen Stellen</span> vor sich. Das Element

-m&ouml;ge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich

-dann 1 <span class="nowrap">Gramm&auml;quivalent<a id="FNanchor12"></a><a href="#Footnote12"

-class="fnanchor">[12]</a></span> Zink <span class="fsize150">(</span><span class="horsplit"><span class="top">65</span>

-<span class="bottom">2</span></span> Gramm<span class="fsize150">)</span> gel&ouml;st<span class="pagenum" id="Page18">[18]</span>

-und 1 Gramm&auml;quivalent = <span class="horsplit"><span class="top">63,5</span><span class="bottom">2</span></span> g Kupfer hat sich

-niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen Umsatze

-entsprechende W&auml;rme, die man die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung

-des Elementes</span> nennt, werde mit q bezeichnet.

-Man nahm fr&uuml;her an, da&szlig; die elektromotorische

-Kraft eines galvanischen Elementes durch

-die W&auml;rmet&ouml;nung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme

-gelangt man zu der vorhin entwickelten Gleichung</p>

-

-<p class="equation">e = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>,</p>

-

-<p class="noindent">die man die <span class="gesp">Thomsonsche Regel</span> nennt. Diese

-liefert, auf das Daniell-Element angewandt, einen mit

-der Erfahrung gut &uuml;bereinstimmenden Wert, weil,

-wie wir sp&auml;ter sehen werden, seine elektromotorische

-Kraft von der Temperatur unabh&auml;ngig ist. Bei anderen

-Elementen findet man aber einen Unterschied zwischen

-der berechneten und gemessenen elektromotorischen

-Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den

-<span class="nowrap">Konzentrationsketten<a id="FNanchor13"></a><a href="#Footnote13" class="fnanchor">[13]</a>.</span></p>

-

-<p>Thomson ging von der Voraussetzung aus, da&szlig; die

-<span class="gesp">ganze</span> dem chemischen Umsatze entsprechende Energie<span class="pagenum" id="Page19">[19]</span>

-und <span class="gesp">nur diese</span> im Elemente in elektrische Energie

-umgewandelt werde, da&szlig; sich also das Element w&auml;hrend

-der Stromabgabe weder erw&auml;rme noch abk&uuml;hle. (Wenn

-&uuml;brigens hier und im folgenden von der Erw&auml;rmung

-eines Elementes die Rede ist, so soll die betreffende

-W&auml;rme nicht als Joulesche W&auml;rme aufgefa&szlig;t werden.

-Wir nehmen an, da&szlig; diese durch die Wahl sehr gro&szlig;er

-Elektroden, die einen kleinen Abstand haben, verschwindend

-klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung

-trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle

-Untersuchungen von <span class="gesp">Braun</span>, <span class="gesp">Raoult</span> u. a. nachgewiesen

-wurde, nicht zu.</p>

-

-<p>Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der

-mechanischen <span class="nowrap">W&auml;rmetheorie<a

-id="FNanchor14"></a><a href="#Footnote14" class="fnanchor">[14]</a></span> auf die galvanischen Elemente

-gelangte <span class="gesp">Helmholtz</span> zu der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T.</p>

-

-<p>w ist wieder die W&auml;rmet&ouml;nung, entsprechend dem

-chemischen Umsatz bei einer Stromentnahme von

-96540 Coulomb, T ist die absolute <span class="nowrap">Temperatur<a

-id="FNanchor15"></a><a href="#Footnote15" class="fnanchor">[15]</a></span> und c

-der &#8222;<span class="gesp">Temperaturkoeffizient</span>&#8223;. Um diesen neuen Begriff

-zu erkl&auml;ren, w&auml;hlen wir als Beispiel den Akkumulator.

-Die S&auml;ure eines geladenen Akkumulators habe das

-spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr genaue Messungen

-findet man, da&szlig; die elektromotorische Kraft mit der Temperatur

-w&auml;chst und zwar f&uuml;r 1&deg; um 0,0004 Volt. Die

-Zahl 0,0004 ist der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators;

-c gibt also hier an, um wieviel Volt die elektromotorische

-Kraft steigt, wenn die Temperatur der

-Substanzen des Akkumulators um 1&deg; Celsius erh&ouml;ht wird.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page20">[20]</span></p>

-

-<p>Bei dem gew&auml;hlten Beispiele ist c positiv. In dem

-Akkumulator wird also nicht nur die dem chemischen

-Umsatz entsprechende chemische Energie (W&auml;rmet&ouml;nung)

-in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch

-W&auml;rme, die zun&auml;chst den Substanzen des Elementes und

-dann der Au&szlig;enwelt entzogen wird. &mdash; Bei 17&deg; Celsius

-ist die elektromotorische Kraft des Akkumulators bei der

-angenommenen S&auml;uredichte um 290&nbsp;. 0,0004 = 0,116 Volt

-gr&ouml;&szlig;er, als sie nach der Thomsonschen Regel sein m&uuml;&szlig;te.</p>

-

-<p>F&uuml;r die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient

-gleich Null, so da&szlig; die Helmholtzsche Relation

-in die Gleichung E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span> &uuml;bergeht.</p>

-

-<p>Wenn einer Erh&ouml;hung der Temperatur eine Abnahme

-der elektromotorischen Kraft eines Elementes entspricht,

-so ist der Temperaturkoeffizient negativ. In diesem

-Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu gro&szlig;en

-Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft, und das Element

-erw&auml;rmt sich w&auml;hrend der Stromabgabe, indem ein Teil

-der W&auml;rmet&ouml;nung als W&auml;rme zum Vorschein kommt.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Helmholtzsche Relation gilt nur f&uuml;r

-umkehrbare</span> oder reversibel arbeitende <span class="gesp">Elemente</span>;

-kann man umgekehrt nachweisen, da&szlig; f&uuml;r ein Element

-die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.</p>

-

-<p>Wir sind hier auf die <span class="gesp">Einteilung der galvanischen

-Elemente in umkehrbare und nichtumkehrbare</span>

-gesto&szlig;en, die kurz besprochen werden

-soll: Zu den umkehrbaren Elementen geh&ouml;rt das uns

-schon bekannte Daniell-Element. Den stromliefernden

-Prozess k&ouml;nnen wir durch die Gleichung</p>

-

-<p class="equation">Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu</p>

-

-<p class="noindent">darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand

-in den Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des<span class="pagenum" id="Page21">[21]</span>

-Ions in den metallischen &uuml;ber. Hat das Element

-96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von

-96540&nbsp;. 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt da&szlig; die elektromotorische

-Kraft 1,1 Volt betr&auml;gt. Nach der angegebenen

-Stromentnahme schicken wir durch das Element den

-Strom einer Thermos&auml;ule (oder irgend einer anderen Stromquelle),

-dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die

-des Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand

-des Ions in den metallischen und Kupfer aus dem

-metallischen Zustand in den des Ions &uuml;ber; die im

-Elemente sich abspielenden Vorg&auml;nge, k&ouml;nnen durch

-die Gleichung</p>

-

-<p class="equation">ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn</p>

-

-<p class="noindent">dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon

-&auml;u&szlig;erlich zutage; denn, die letzte Gleichung ist die

-Umkehrung der vorletzten. Wir k&ouml;nnen beide Gleichungen

-vereinigen zu</p>

-

-<p class="equation">CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn &#8644; ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu.</p>

-

-<p>F&uuml;r die Entladung ist diese Gleichung von links

-nach rechts, f&uuml;r die Ladung von rechts nach links zu

-lesen.</p>

-

-<p>Bei der Ladung m&uuml;ssen wir eine elektromotorische

-Kraft anwenden, die etwas gr&ouml;&szlig;er ist als diejenige

-des Elementes. Ist aber der innere Widerstand der

-Kette sehr klein und der Ladestrom nicht gro&szlig;, so

-unterscheidet sich die f&uuml;r die Ladung erforderliche

-Spannung nur um einen sehr kleinen Betrag von der

-elektromotorischen Kraft des Elementes, und wir k&ouml;nnen

-praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt annehmen.

-Soll w&auml;hrend der Stromzufuhr genau soviel Cu in

-L&ouml;sung gehen, wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen

-hatte, so m&uuml;ssen wir in das Element gerade

-soviel Elektrizit&auml;t hineinschicken, wie wir ihm entnommen

-hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb.<span class="pagenum" id="Page22">[22]</span>

-Wenn dieses geschehen ist, so haben wir das Element

-wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckversetzt,

-und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie von

-96540&nbsp;. 1,1 Watt.</p>

-

-<p>Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In

-Wirklichkeit liegen die Verh&auml;ltnisse etwas anders, weil

-sowohl bei der Ladung als auch bei der Entladung der

-innere, selbst bei gro&szlig;en Elementen nicht unbedeutende

-Widerstand &uuml;berwunden werden <span class="nowrap">mu&szlig;<a

-id="FNanchor16"></a><a href="#Footnote16" class="fnanchor">[16]</a>.</span> Infolgedessen

-ist bei der Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung,

-kleiner als 1,1 Volt, w&auml;hrend die bei der

-Ladung aufzuwendende E.M.K. gr&ouml;&szlig;er als 1,1 Volt ist

-(siehe auch Polarisation durch Konzentrations&auml;nderungen).</p>

-

-<p>Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das

-Voltasche Element</p>

-

-<p class="equation">Zink <span class="padl1 padr1">|</span> verd. Schwefels&auml;ure <span class="padl1 padr1">|</span> Kupfer</p>

-

-<p class="noindent">&uuml;bertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme

-Zink in L&ouml;sung, und Wasserstoff wird frei (an der

-Kupferplatte). Der stromliefernde Proze&szlig; kann demnach

-durch die Gleichung</p>

-

-<p class="equation">Zn&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub></p>

-

-<p class="noindent">dargestellt werden.</p>

-

-<p>Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet;

-es bildet sich vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in

-L&ouml;sung), und es wird auch jetzt Wasserstoff frei:</p>

-

-<p class="equation">Cu&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>

-

-<p>Man kann also durch Elektrizit&auml;tszufuhr das

-Element nicht wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand

-zur&uuml;ckversetzen. Nach Entnahme und darauf folgender

-Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Gramm&auml;quivalent<span class="pagenum" id="Page23">[23]</span>

-Zink und ein Gramm&auml;quivalent Kupfer in der L&ouml;sung,

-und zwei Gramm&auml;quivalente Wasserstoff sind in Freiheit

-gesetzt, so da&szlig; also ein gewisser chemischer Umsatz zu

-verzeichnen ist, f&uuml;r den eine Kompensation vorhanden

-sein mu&szlig;. Die bei der Ladung dem Element zugef&uuml;hrte

-elektrische Energie mu&szlig; gr&ouml;&szlig;er sein als die bei der

-Entladung gewonnene. Da aber die Strommenge in

-beiden F&auml;llen dieselbe ist (96540 Coulomb), so mu&szlig;

-die Ladespannung gr&ouml;&szlig;er sein als die elektromotorische

-Kraft des Elementes. &#8222;Dies ist nur m&ouml;glich, wenn durch

-den Transport von Elektrizit&auml;t eine elektromotorische

-Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn das Element sich

-polarisiert&#8223;. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das

-Voltasche Element, von dem die Rede war, ist

-ein nichtumkehrbares.</p>

-

-<p>Unsere Betrachtungen &uuml;ber galvanische Elemente

-haben uns zu der Erscheinung der <span class="gesp">Polarisation</span>

-gef&uuml;hrt, die bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten

-Schwefels&auml;ure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr

-wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom

-Standpunkte der Ionentheorie betrachten, wollen wir

-uns Klarheit verschaffen &uuml;ber die <span class="gesp">osmotische

-Theorie der Stromerzeugung</span>. Als Ausgangspunkt

-diene ein Nichtelektrolyt, und zwar w&auml;hlen wir

-eine Zuckerl&ouml;sung. Der feste Zucker, in Wasser gebracht,

-hat die Tendenz, seine Molek&uuml;le in das Wasser

-zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension).

-Der osmotische Druck der bereits in L&ouml;sung

-gegangenen Zuckermolek&uuml;le wirkt der <span class="gesp">L&ouml;sungstension</span>

-entgegen, er sucht Zuckermolek&uuml;le auf die

-Zuckerst&uuml;ckchen zu bef&ouml;rdern. Solange die L&ouml;sung

-nichtges&auml;ttigt ist, &uuml;berwiegt der L&ouml;sungsdruck (die

-L&ouml;sungstension). Dieser ist also gleich dem osmotischen

-Drucke einer ges&auml;ttigten Zuckerl&ouml;sung.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page24">[24]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wir haben also &auml;hnliche Verh&auml;ltnisse wie bei der Verdampfung;

-der Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die

-Verdampfung geht solange vor sich, bis sich die beiden Kr&auml;fte das

-Gleichgewicht halten.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p id="Ref02">Nach der <span class="gesp">Nernstschen Theorie</span> hat jedes

-Metall, das in Wasser oder in eine L&ouml;sung eingetaucht

-wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu l&ouml;sen;

-man mu&szlig; den Metallen also eine L&ouml;sungstension zuschreiben.

-Von anderen Substanzen unterscheiden sich

-die Metalle aber wesentlich dadurch, da&szlig; sie nicht

-anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt positiver

-Ionen, in L&ouml;sung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet

-daher ihre L&ouml;sungstension als <span class="gesp">elektrolytische</span>.

-Befinden sich in der L&ouml;sung Ionen des

-betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck

-dieser Ionen der L&ouml;sungstension entgegen.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig1">

-<p class="caption">Fig. 1.</p>

-<img src="images/illo01.jpg" alt="Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung" width="250" height="378" />

-</div>

-

-<p>Das Zink hat eine au&szlig;erordentlich hohe L&ouml;sungstension,

-sie ist gr&ouml;&szlig;er als der h&ouml;chste erreichbare osmotische

-Druck der Zinkionen in Zinksalzl&ouml;sung. Taucht man

-daher eine Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung

-ein, so treibt das Zink Ionen

-in die L&ouml;sung hinein, wie dies

-in <a href="#Fig1">Fig. 1</a> schematisch angedeutet

-ist. Infolgedessen wird das Metall

-negativ elektrisch und die Fl&uuml;ssigkeit

-in n&auml;chster N&auml;he positiv.</p>

-

-<p>Die in die L&ouml;sung getriebenen

-Zinkionen befinden sich in unmittelbarster

-N&auml;he des Zinkstabes und

-werden von der negativen Elektrizit&auml;t

-der Elektrode angezogen.

-Wie man leicht einsieht, wirkt

-die elektrostatische Anziehung (&#8222;ungleichnamige Elektrizit&auml;ten

-ziehen sich gegenseitig an&#8223;) in demselben<span class="pagenum" id="Page25">[25]</span>

-Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen

-und entgegen der L&ouml;sungstension. Sie erreicht

-wegen des au&szlig;erordentlich kleinen Abstandes der beiden

-Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen Zink in

-L&ouml;sung gegangen sind, einen au&szlig;erordentlich hohen Wert.

-Noch ehe w&auml;gbare Mengen Zink in L&ouml;sung gegangen

-sind, hat sich ein Gleichgewichtszustand ausgebildet.</p>

-

-<p>Die L&ouml;sungstension des Kupfers ist klein; sie ist

-kleiner als der osmotische Druck selbst sehr stark

-verd&uuml;nnter Kupfersulfatl&ouml;sungen. Wenn man also einen

-Kupferstab in Kupfervitrioll&ouml;sung eintaucht, so gehen,

-getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen

-aus der L&ouml;sung auf den Kupferstab; das Kupfer wird

-also positiv und die Fl&uuml;ssigkeit negativ elektrisch.

-Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand

-aus. Das Potential macht an der Grenze Metall &mdash;

-Fl&uuml;ssigkeit einen Sprung.</p>

-

-<p>Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und

-die Kupferelektrode miteinander verbindet, so flie&szlig;t

-positive Elektrizit&auml;t von der Kupfer- und negative von

-der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden

-Elektroden wird gest&ouml;rt, so da&szlig; neues Zink in L&ouml;sung

-gehen und neues Kupfer sich auf der positiven Elektrode

-niederschlagen kann. An der einen Elektrode

-werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,

-an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedr&uuml;ckt.</p>

-

-<p>Wir wollen jetzt annehmen, da&szlig; wir <span class="gesp">verd&uuml;nnte

-Schwefels&auml;ure zwischen Platinelektroden

-elektrolysieren</span>. An der Kathode wird Wasserstoff

-frei. Platin hat nun die F&auml;higkeit, Gase, besonders

-Wasserstoff, zu absorbieren. Man kann sich hiervon

-leicht durch den Augenschein &uuml;berzeugen: Man schalte

-in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon dieses

-bei Stromschlu&szlig; einen st&auml;rkeren Strom anzeigt, beobachtet<span class="pagenum" id="Page26">[26]</span>

-man doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen.

-Das unmittelbar nach Stromschlu&szlig; entwickelte

-Gas dringt in das Platin ein und zwar zun&auml;chst in eine

-unendlich d&uuml;nne an der Oberfl&auml;che liegende Schicht, es

-wird gel&ouml;st (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach

-Stromschlu&szlig; frei gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs

-von dem Elektrolyten absorbiert.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig2">

-<p class="caption">Fig. 2.</p>

-<img src="images/illo02.png" alt="Schaltung" width="500" height="306" />

-</div>

-

-<p>Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der

-prim&auml;re Strom, kurze Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat

-geflossen ist, eine mit Wasserstoff und eine mit

-Sauerstoff beladene Elektrode in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure

-vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches

-Element, die sogen. <span class="gesp">Knallgaskette</span>. Unterbrechen wir

-den prim&auml;ren Strom, so flie&szlig;t bei der Schaltung nach

-<span class="nowrap"><a href="#Fig2">Fig. 2</a><a id="FNanchor17"></a><a href="#Footnote17" class="fnanchor">[17]</a></span> ein Strom

-durch das Voltmeter (<span class="gesp">Polarisationsstrom</span>).

-Die elektromotorische Kraft unserer Gaskette

-nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom

-liefernden Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr

-keinen Strom entnimmt, indem die von den Elektroden

-absorbierten Gase in die Fl&uuml;ssigkeit und in die tieferen<span class="pagenum" id="Page27">[27]</span>

-Schichten der Elektroden hineindiffundieren, soda&szlig; die

-Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.</p>

-

-<p>Sobald die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure

-beginnt, wird unser elektrolytischer Apparat in

-eine Knallgaskette umgewandelt. Die abgeschiedenen

-Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand zur&uuml;ckzukehren,

-und es wird eine elektromotorische Gegenkraft

-geweckt. Diese sucht einen Strom ins Leben zu

-rufen, der den Batteriestrom bek&auml;mpft. Das Auftreten

-einer elektromotorischen Gegenkraft in einem elektrolytischen

-Apparate nennt man <span class="nowrap"><span class="gesp">Polarisation</span><a

-id="FNanchor18"></a><a href="#Footnote18" class="fnanchor">[18]</a>.</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation

-ist von verschiedenen Umst&auml;nden abh&auml;ngig, von der Natur, Gestalt,

-Gr&ouml;&szlig;e der Elektroden, von den Ver&auml;nderungen, die sie w&auml;hrend der

-Elektrolyse erleiden, von den Konzentrations&auml;nderungen des Elektrolyten

-an den Elektroden, von der Stromdichte etc.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Um eine <span class="gesp">Gaselektrode</span> zu erhalten, steckt man

-ein platiniertes Platinblech von unten in ein oben geschlossenes

-Rohr, dessen unterer Teil in den Elektrolyten

-eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden

-Gase (z. B. Wasserstoff) derart gef&uuml;llt, da&szlig; sich das

-Platinblech zum gro&szlig;en Teil im Gase befindet, zum

-kleinen Teile in der Fl&uuml;ssigkeit (<a href="#Fig3">Fig. 3</a>). Das platinierte

-Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist selbst

-elektromotorisch nicht t&auml;tig, dient nur als Zu- und

-Ableiter der Elektrizit&auml;t. &#8222;Verm&ouml;ge seines L&ouml;sungsverm&ouml;gens

-f&uuml;r Gase kommt ihm die F&auml;higkeit zu, den

-&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und umgekehrt

-ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche

-Elektrode, z. B. eine Wasserstoffelektrode, geh&ouml;rt, wie

-<span class="gesp">Le Blanc</span> experimentell gezeigt hat, zu der Klasse

-der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in Kupfersulfatl&ouml;sung).<span class="pagenum" id="Page28">[28]</span>

-Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen

-&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen

-k&ouml;nnen, m&uuml;ssen wir aufwenden, um den

-Vorgang r&uuml;ckg&auml;ngig zu machen.&#8223; (Le

-Blanc, Lehrbuch der Elektrochemie,

-S. 162.)</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig3">

-<p class="caption">Fig. 3.</p>

-<img src="images/illo03.jpg" alt="Gaselektrode" width="175" height="421" />

-</div>

-

-<p>Tauchen zwei Gaselektroden der

-beschriebenen Art, und zwar eine von

-Wasserstoff und eine von Sauerstoff

-besp&uuml;lte, in verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure

-(s. <a href="#Fig3">Fig. 3</a>), so erh&auml;lt man eine Knallgaskette,

-die l&auml;ngere Zeit, falls der entnommene

-Strom eine gewisse St&auml;rke

-nicht &uuml;berschreitet, eine konstante elektromotorische

-Kraft hat. Der Vorgang

-in der Kette ist nach <span class="gesp">Glaser</span> folgender:

-Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen

-in den <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor19"></a><a

-href="#Footnote19" class="fnanchor">[19]</a>.</span> Dort verbinden sie sich

-mit zwei Wasserstoffionen zu Wasser. Das &uuml;bersch&uuml;ssige

-SO<sub>4</sub>-Ion veranla&szlig;t zwei Atome des okkludierten Wasserstoffs

-als Ionen in die L&ouml;sung zu <span class="nowrap">treten<a id="FNanchor20"></a><a

-href="#Footnote20" class="fnanchor">[20]</a>.</span> Der stromliefernde

-Proze&szlig; ist also die Vereinigung von Wasserstoff

-und Sauerstoff zu Wasser.</p>

-

-<p>Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette h&auml;ngt

-von dem Drucke ab, unter dem die Gase stehen. Von

-diesem Drucke h&auml;ngt die Konzentration des Gases (nicht

-der Ionen) in der L&ouml;sung und von dieser die Konzentration

-des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je<span class="pagenum" id="Page29">[29]</span>

-gr&ouml;&szlig;er aber diese letztere Konzentration ist, um so

-gr&ouml;&szlig;er wird die elektrolytische L&ouml;sungstension des

-Gases, um so gr&ouml;&szlig;er auch die elektromotorische Kraft.</p>

-

-<p>Bei Atmosph&auml;rendruck betr&auml;gt die elektromotorische

-Kraft der Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man

-den Druck, so nimmt die elektromotorische Kraft ab;

-ist der Druck der beiden Gase so klein, da&szlig; er nahezu

-Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr

-kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft

-entgegen (d. h. verbinden wir den positiven Pol einer

-fremden Stromquelle mit der Sauerstoffelektrode usw.),

-die die elektromotorische Kraft der Knallgaskette nur

-um einen ganz geringen Betrag &uuml;bertrifft, so wird das

-zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Wasserzersetzung zwischen platinierten

-Platinelektroden ist daher ein reversibler

-Vorgang</span> oder die Knallgaskette geh&ouml;rt

-zu den umkehrbaren Elementen.</p>

-

-<p>F&uuml;r den Fall, da&szlig; die Elektrolyse sichtbare Gasblasen

-liefert, ist die Zersetzungsspannung, d. h. die

-Potentialdifferenz der beiden Elektroden, um die anodische

-und kathodische &Uuml;berspannung gr&ouml;&szlig;er als die

-elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt).

-Le Blanc wies nach, da&szlig; die Mindestspannung bei Platinelektroden

-1,68 Volt betr&auml;gt.</p>

-

-<p>Ber&uuml;cksichtigen wir, da&szlig; die elektromotorische Kraft

-der Knallgaskette mit abnehmendem Drucke der beiden

-Gase kleiner wird, so ergibt sich das h&ouml;chst beachtenswerte

-Resultat, da&szlig; die zur Zersetzung des Wassers

-aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage

-bis zu einer gewissen H&ouml;he variieren kann.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit

-einer Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als

-1,1 Volt ist, flie&szlig;t, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer<span class="pagenum" id="Page30">[30]</span>

-erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des

-Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so mu&szlig; eine Elektrolyse

-stattgefunden haben. Man kann dies folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren:

-Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft vorhanden;

-es flie&szlig;t also Strom durch die Zelle, und es werden geringe

-Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden

-von den unmittelbar an der Oberfl&auml;che liegenden (unendlich d&uuml;nnen)

-Schichten der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung.

-Da dann der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in

-die tiefer gelegenen Schichten der Elektrode und in die umgebende

-Fl&uuml;ssigkeit hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. W&uuml;rde

-diese Gasabgabe nicht erfolgen, so w&uuml;rde bald die Gegenspannung

-gleich der elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der

-Strom verschwinden.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Au&szlig;er der Gaspolarisation kommen bei galvanischen

-Elementen und bei der Elektrolyse noch <span class="gesp">St&ouml;rungen</span>

-in Betracht, die <span class="gesp">durch Konzentrations&auml;nderungen</span>

-innerhalb des Elektrolyten <span class="gesp">verursacht</span>

-werden.</p>

-

-<p>Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren

-zwar, falls sie gleich gro&szlig;e Ladungen haben, gleichen

-Antrieb in dem Felde zwischen den Elektroden, sie

-haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Gr&ouml;&szlig;e) nicht

-die gleiche ist, verschiedene Widerst&auml;nde zu &uuml;berwinden

-(Hittorf).</p>

-

-<p>Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der

-beiden Ionenarten wird nun der Elektrolyt in der N&auml;he

-der einen Elektrode st&auml;rker, in der N&auml;he der anderen

-Elektrode schw&auml;cher konzentriert.</p>

-

-<p>Elektrolysiert man z. B. Kupfervitrioll&ouml;sung zwischen

-Kupferelektroden, so wird, obschon der gesamte Gehalt

-an CuSO<sub>4</sub> unver&auml;ndert bleibt, der Elektrolyt in der

-N&auml;he der positiven Elektrode reicher und in der N&auml;he

-der Kathode &auml;rmer an CuSO<sub>4</sub>; die Konzentrations&auml;nderungen

-werden bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte nach etwa

-1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man als elektrolytischen<span class="pagenum" id="Page31">[31]</span>

-Apparat eine R&ouml;hre benutzt, deren Achse

-vertikal gerichtet ist, wie es in der <a href="#Fig4">Fig. 4</a> angedeutet

-ist. Indirekt kann man die Konzentrationsunterschiede

-dadurch nachweisen, da&szlig; man

-nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom

-liefernden Stromquelle die Elektroden mit

-einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische

-Kraft der Konzentrationskette, in

-die sich ein elektrolytischer Apparat bei

-(l&auml;ngerem) Stromdurchgang verwandelt, ist

-der elektromotorischen Kraft der Batterie

-ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig4">

-<p class="caption">Fig. 4.</p>

-<img src="images/illo04.png" alt="elektrolytischen Apparat" width="75" height="398" />

-</div>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen

-ergibt, ist die Polarisation bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten

-Schwefels&auml;ure keineswegs eine konstante Gr&ouml;&szlig;e.

-Man kann sich hiervon leicht in folgender Weise &uuml;berzeugen:

-Man messe bei verschiedenen Stromst&auml;rken i<sub>1</sub>,

-i<sub>2</sub>, i<sub>3</sub> die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates;

-die gefundenen Werte seien e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub>, e<sub>3</sub>. Unter

-der Annahme, da&szlig; die Polarisation konstant sei, berechne

-man aus je zweien der drei Gleichungen</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p class="equation">i<sub>1</sub> =

-<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>1</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,

-i<sub>2</sub> =

-<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>2</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,

-i<sub>3</sub> =

-<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>3</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p class="equation">(e = elektromotorische Kraft der Polarisation)</p>

-

-<p>den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erh&auml;lt dann

-f&uuml;r w Werte, die sehr verschieden sind.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Wir haben fr&uuml;her durch (vorl&auml;ufige) energetische

-Berechnungen das Resultat abgeleitet, da&szlig; die Spannung,

-die f&uuml;r die Zersetzung des Wassers n&ouml;tig ist, etwa

-1,5 Volt betragen m&uuml;&szlig;te; andererseits haben wir gesehen,

-da&szlig; man schon bei elektromotorischen Kr&auml;ften von etwa

-1,1 Volt eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat.

-Es fragt sich, wie man den (scheinbaren) Widerspruch

-beseitigt. Zun&auml;chst ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; bei der

-Elektrolyse des Wassers keineswegs der Proze&szlig;</p>

-

-<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page32">[32]</span></p>

-

-<p class="noindent">r&uuml;ckg&auml;ngig gemacht <span class="nowrap">wird<a id="FNanchor21"></a><a href="#Footnote21"

-class="fnanchor">[21]</a>;</span> das w&auml;re richtig, wenn

-durch den Strom erst eine Zerlegung der Wassermolek&uuml;le

-in ihre beiden Komponenten bewirkt w&uuml;rde. Die T&auml;tigkeit

-des Stromes besteht aber darin, da&szlig; <span class="gesp">vorhandene</span>

-Ionen in den atomistischen Zustand &uuml;bergef&uuml;hrt werden;

-es spielen sich also bei der Elektrolyse die den folgenden

-Gleichungen entsprechenden Vorg&auml;nge ab:</p>

-

-<table class="reaction0" summary="Reaktionen">

-

-<tr>

-<td colspan="4" class="center">2H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; = <span class="nowrap">2H<a

-id="FNanchor22"></a><a href="#Footnote22" class="fnanchor">[22]</a></span></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td colspan="4" class="center">O&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = O bezw.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td colspan="4" class="center">2OH&#8242;&nbsp;+ 20&#8853; = 2OH und</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right"><span class="padr1">H&nbsp;+ H = H<sub>2</sub></span></td>

-<td rowspan="2" class="right padr0 bt br bb">&nbsp;</td>

-<td rowspan="2" class="left padl0">-</td>

-<td rowspan="2" class="left"><span class="padl1">Molek&uuml;lbildung</span></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right"><span class="padr1">O&nbsp;+ O = O<sub>2</sub></span></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td colspan="4" class="center">bezw. 2OH = H<sub>2</sub>O&nbsp;+ O.</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, da&szlig; die

-diesen Prozessen entsprechende Energie gleich ist der

-W&auml;rmet&ouml;nung des Vorganges, bei dem sich Wasserstoff

-und Sauerstoff miteinander <span class="nowrap">verbinden<a id="FNanchor23"></a><a

-href="#Footnote23" class="fnanchor">[23]</a>.</span> Ferner haben

-wir gesehen, da&szlig; bei gewissen galvanischen Elementen

-nicht nur die der W&auml;rmet&ouml;nung entsprechende Energie

-in elektrische umgewandelt wird, sondern auch noch<span class="pagenum" id="Page33">[33]</span>

-W&auml;rme, die den Substanzen des Elementes bezw. der

-Au&szlig;enwelt entzogen wird: dementsprechend d&uuml;rfen wir

-<span class="gesp">bei der Elektrolyse nicht erwarten, da&szlig; die

-Zersetzungsspannung durch die W&auml;rmet&ouml;nung

-allein bestimmt sei</span>.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die Helmholtz&#8217;sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, f&uuml;r

-umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares

-Element, so d&uuml;rfen wir auf dasselbe die Helmholtz&#8217;sche Gleichung

-anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, da&szlig; bei 1,1 <span class="nowrap">Volt<a

-id="FNanchor24"></a><a href="#Footnote24" class="fnanchor">[24]</a></span>

-zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark

-absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei m&auml;&szlig;iger

-Entladung zeigte das Gaselement bei 20&deg; Celsius dieselbe elektromotorische

-Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz&#8217;sche

-Relation an, so ergibt sich die Gleichung:</p>

-

-<p class="equation">1,1 = <span class="horsplit"><span class="top">34200</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+

-c&nbsp;. 293.</p>

-

-<p>Hieraus ergibt sich f&uuml;r den Temperaturkoeffizient c der Wert

--0,0014. Durch Messungen ergab sich, da&szlig; der Temperaturkoeffizient

-den aus der Helmholtz&#8217;schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die

-Wasserzersetzung resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein

-reversibler Proze&szlig;.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote1"><a href="#FNanchor1"><span class="label">[1]</span></a> Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich

-bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die

-S&auml;ure wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei

-reduziert.</p>

-

-<p id="Footnote2"><a href="#FNanchor2"><span class="label">[2]</span></a> Allerdings nicht vollst&auml;ndig; mit wachsendem Druck wird

-der Unterschied in der Durchl&auml;ssigkeit immer kleiner.</p>

-

-<p id="Footnote3"><a href="#FNanchor3"><span class="label">[3]</span></a>

-Schon <span class="gesp">Helmholtz</span> hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizit&auml;t

-eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizit&auml;tsatome

-sollen im Folgenden als <span class="gesp">Elektronen</span> bezeichnet werden; f&uuml;r diese

-w&auml;hlen wir die Symbolen &#8853; und &#8854;. Die Elektronen sehen wir als

-neue einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit

-einem negativen vereinigen zu einem Neutron &#8853;-&#8854;.</p>

-

-<p id="Footnote4"><a href="#FNanchor4"><span class="label">[4]</span></a>

-Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, <span class="gesp">Guldberg</span>

-und <span class="gesp">Waage</span>, aufgestellt. N&auml;heres siehe Nernst, Theoretische Chemie.</p>

-

-<p id="Footnote5"><a href="#FNanchor5"><span class="label">[5]</span></a> Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolek&uuml;l

-spaltet sich elektrolytisch, so da&szlig; das SO<sub>4</sub>-Ion neu gebildet wird. Der

-Effekt ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode,

-mit Elektrizit&auml;t beladen, also als Ion, in die L&ouml;sung gegangen w&auml;re.

-Nimmt man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein prim&auml;r.</p>

-

-<p id="Footnote6"><a href="#FNanchor6"><span class="label">[6]</span></a> S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.</p>

-

-<p id="Footnote7"><a href="#FNanchor7"><span class="label">[7]</span></a> Caspari, Zeitschr. f&uuml;r physik. Chemie, 1899, 30, 89.</p>

-

-<p id="Footnote8"><a href="#FNanchor8"><span class="label">[8]</span></a>

-Bei h&ouml;herer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm<sup>2</sup>) w&auml;chst

-die &Uuml;berspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst,

-nachdem die Elektrolyse l&auml;ngere Zeit in Gang gehalten worden ist.

-&Auml;hnliches gilt f&uuml;r die anodische &Uuml;berspannung.</p>

-

-<p id="Footnote9"><a href="#FNanchor9"><span class="label">[9]</span></a>

-<span class="gesp">Coehn</span> und <span class="gesp">Osaka</span>, Zeitschr. f&uuml;r anorganische Chemie,

-1903, <b>34</b>, 86.</p>

-

-<p id="Footnote10"><a href="#FNanchor10"><span class="label">[10]</span></a>

-N&auml;heres s. <span class="gesp">H. Danneel</span>, Spezielle Elektrochemie, S. 44,

-und &uuml;ber die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure ebendaselbst S. 67.</p>

-

-<p id="Footnote11"><a href="#FNanchor11"><span class="label">[11]</span></a>

-<span class="gesp">Smale</span> benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die

-abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu absorbieren

-verm&ouml;gen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei

-1,062 Volt (<span class="gesp">Arrhenius</span>, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241).

-<span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Glaser</span>

-(ebenso <span class="gesp">Bose</span>) konnten nachweisen, da&szlig; eine

-sichtbare Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine

-kleine Platinspitze als Kathode und eine gro&szlig;e platinierte Platinplatte

-(eine unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung

-werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. &Uuml;ber

-den Reststrom s. <a href="#Page14">S. 14</a> und <a href="#Page29">29</a>.</p>

-

-<p id="Footnote12"><a href="#FNanchor12"><span class="label">[12]</span></a> Aus der Formel</p>

-

-<table class="dontwrap" summary="Gramm�quivalenten">

-

-<tr>

-<td class="left padl0 padr0">H<sub>2</sub>O</td>

-<td class="center padl1 padr1">schlie&szlig;en</td>

-<td class="center padl0 padr0">wir,</td>

-<td class="center padl1 padr1">da&szlig;</td>

-<td class="right padl0 padr1">1 g</td>

-<td class="left padl0 padr0">H</td>

-<td class="center padl1 padr1">bindet</td>

-<td class="right padl0 padr0">8 g</td>

-<td class="left padl1 padr1">O;</td>

-<td class="right padl0 padr0">8 g</td>

-<td class="left padl1 padr0">O</td>

-<td class="center padl1 padr0">= 1</td>

-<td class="center padl0 padr0">Gramm&auml;quiv.</td>

-<td class="left padl1 padr0">O.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left padl0 padr0">HCl</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padl0 padr1">1 g</td>

-<td class="left padl0 padr0">H</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>

-<td class="left padl1 padr1">Cl;</td>

-<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>

-<td class="left padl1 padr0">Cl</td>

-<td class="center padl1 padr0">= 1</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl1 padr0">Cl.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left padl0 padr0">Na(OH)</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padl0 padr1">23 g</td>

-<td class="left padl0 padr0">Na</td>

-<td class="center padl1 padr1">ersetzen</td>

-<td class="right padl0 padr0">1 g</td>

-<td class="left padl1 padr1">H;</td>

-<td class="right padl0 padr0">23 g</td>

-<td class="left padl1 padr0">Na</td>

-<td class="center padl1 padr0">= 1</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl1 padr0">Na.</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Aus den Formeln H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> und ZnSO<sub>4</sub> schlie&szlig;en wir, da&szlig; 65 g Zn

-ersetzen 2 g H, oder da&szlig; <span class="horsplit"><span class="top">65</span><span class="bottom">2</span></span>

-g Zn &auml;quivalent sind 1 g H usw.

-Chemisch &auml;quivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche

-Elektrizit&auml;tsmengen (<span class="gesp">Faraday&#8217;sches Gesetz</span>). 1 Gramm&auml;quivalent

-enth&auml;lt im Ionenzustand 96540 Coulomb.</p>

-

-<p id="Footnote13"><a href="#FNanchor13"><span class="label">[13]</span></a>

-Schichtet man z. B. &uuml;ber eine starke Kupferchloridl&ouml;sung

-eine schwache L&ouml;sung desselben Salzes und taucht in beide L&ouml;sungen

-Kupferelektroden ein, so findet man, da&szlig; ein Galvanoskop, dessen

-Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt.

-An der einen Elektrode geht Kupfer in L&ouml;sung, an der anderen

-schl&auml;gt sich Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier

-&uuml;berhaupt nicht aus chemischer Energie.</p>

-

-<p id="Footnote14"><a href="#FNanchor14"><span class="label">[14]</span></a>

-N&auml;heres siehe <span class="gesp">Ostwald</span>, Entwicklung der Elektrochemie,

-Leipzig 1910.</p>

-

-<p id="Footnote15"><a href="#FNanchor15"><span class="label">[15]</span></a>

-Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273&nbsp;+ t = T

-die absolute Temperatur.</p>

-

-<p id="Footnote16"><a href="#FNanchor16"><span class="label">[16]</span></a> Auch aus anderen Gr&uuml;nden ist das Element als Akkumulator

-praktisch nicht brauchbar.</p>

-

-<p id="Footnote17"><a href="#FNanchor17"><span class="label">[17]</span></a> <i>B</i> =

-Batterie, <i>W</i> = Kurbelrheostat, <i>A</i> = Amp&egrave;remeter,

-<i>V</i> = Voltmeter, <i>An</i> = Anode, <i>K</i> = Kathode.</p>

-

-<p id="Footnote18"><a href="#FNanchor18"><span class="label">[18]</span></a>

-Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator h&ouml;chstens

-gegen Ende der Ladung die Rede sein.</p>

-

-<p id="Footnote19"><a href="#FNanchor19"><span class="label">[19]</span></a> Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen

-L&ouml;sungsdruck.</p>

-

-<p id="Footnote20"><a href="#FNanchor20"><span class="label">[20]</span></a> Vor Stromschlu&szlig; verhinderte der osmotische Druck der

-Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der

-Wasserstoffionen. &mdash; Verschwinden aus der S&auml;ure zwei Wasserstoffionen,

-so ist das Gleichgewicht gest&ouml;rt.</p>

-

-<p id="Footnote21"><a href="#FNanchor21"><span class="label">[21]</span></a>

-Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.</p>

-

-<p id="Footnote22"><a href="#FNanchor22"><span class="label">[22]</span></a> Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das

-Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht

-eine W&auml;rmet&ouml;nung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht

-gro&szlig;, bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.</p>

-

-<p id="Footnote23"><a href="#FNanchor23"><span class="label">[23]</span></a>

-Wenn man eine S&auml;ure und eine Base, beide in w&auml;sseriger

-L&ouml;sung, mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen

-zu Wasser. Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen

-mit der entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei.

-Wir d&uuml;rfen daher annehmen, da&szlig;, wenn durch elektrolytische Dissoziation

-des Wassers 1 Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht

-werden. Diese W&auml;rme wird dem Wasser bezw. der Umgebung

-entzogen. Man ist daher eher berechtigt zu sagen: die

-W&auml;rmet&ouml;nung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht, ist

-(34200-13700) cal., als zu behaupten, sie betr&auml;gt 34200 cal.</p>

-

-<p id="Footnote24"><a href="#FNanchor24"><span class="label">[24]</span></a> Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser

-aus den Elementen, beide von <span class="gesp">Atmosph&auml;ren</span>druck, entspricht,

-wird neuerdings zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen

-Chemie. 2. Band, 1. Abteilung. S. 85).</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page34">[34]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Zweites Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Die Theorie des Bleiakkumulators.</span></h2>

-

-<p>Die <span class="gesp">Geschichte des Akkumulators</span> beginnt

-mit <span class="gesp">Ritters</span> Entdeckung der Polarisationsstr&ouml;me.

-<span class="gesp">Sinsteden</span> erhielt besonders kr&auml;ftige Polarisationsstr&ouml;me,

-als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst

-aber, die Bedeutung des Bleies f&uuml;r die Aufspeicherung

-der elektrischen Energie erkannt zu haben, geb&uuml;hrt

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Plant&eacute;</span><a id="FNanchor25"></a><a href="#Footnote25"

-class="fnanchor">[25]</a>.</span> Seine ersten Versuche fielen in die Mitte

-des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner Erfindung

-hervor (s. auch <a href="#Page116">Kap. 6</a>).</p>

-

-<p><span class="gesp">Chemische Theorie.</span> Zun&auml;chst soll die Stromerzeugung

-im Bleiakkumulator besprochen werden, ohne

-da&szlig; auf die Ionentheorie R&uuml;cksicht genommen wird,

-d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.</p>

-

-<p><span class="gesp">Plant&eacute;</span> war der Ansicht, da&szlig; nur die Elemente

-des Wassers bei der Ladung und Entladung an den

-chemischen Ver&auml;nderungen, die sich an den Elektroden

-abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des

-Bleies sich an der positiven Elektrode bildet, l&auml;&szlig;t

-Plant&eacute; offen. Das Bild, das er sich von den Vorg&auml;ngen

-verschafft hat, d&uuml;rfte etwa folgendes sein: Bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page35">[35]</span>

-wird Bleisuperoxyd (PbO<sub>2</sub>) durch Wasserstoff,

-der durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in

-eine niedrigere Oxydationsstufe verwandelt, und Blei

-wird durch Sauerstoff oxydiert. Das durch den Strom

-zersetzte Molek&uuml;l Wasser wird an der positiven Elektrode

-wieder gebildet. Mithin m&uuml;&szlig;te das spezifische

-Gewicht der S&auml;ure w&auml;hrend der Entladung konstant

-bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, da&szlig; dies nicht

-der Fall ist. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte w&auml;hrend

-der Ladung und Entladung hatte Plant&eacute; zwar auch

-beobachtet, aber merkw&uuml;rdiger Weise nicht bei der

-Aufstellung der Theorie verwertet.</p>

-

-<p>Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von

-Theorien &uuml;ber die chemischen Vorg&auml;nge im Akkumulator

-aufgestellt worden, von denen verschiedene den Grunds&auml;tzen

-der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen.

-Es soll hier nur diejenige Theorie besprochen

-werden, die, wie <span class="gesp">Dolezalek</span> in seinem bekannten

-Werke &uuml;ber <span class="nowrap">Akkumulatoren<a id="FNanchor26"></a><a

-href="#Footnote26" class="fnanchor">[26]</a></span> sagt, bis auf den heutigen

-Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist

-dies die <span class="gesp">Sulfattheorie</span>, als deren Begr&uuml;nder die

-englischen Forscher <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span> (1883) anzusehen

-sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei der

-Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorg&auml;nge

-k&ouml;nnen durch die beiden folgenden Gleichungen

-dargestellt werden:</p>

-

-<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode:</span>

-PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>

-= PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O,</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode:</span> Pb&nbsp;+ SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>.</p>

-

-<p class="blankbefore1">Durch Addition erhalten wir die dem <span class="gesp">ganzen</span>

-stromliefernden Proze&szlig; entsprechende Gleichung:</p>

-

-<div class="numreaction" id="Gleich1_1">

-

-<div class="links">

-<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(1).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear"><span class="pagenum" id="Page36">[36]</span></p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig5">

-<p class="caption">Fig. 5.</p>

-<img src="images/illo05.png" alt="Ladung" width="400" height="325" />

-</div>

-

-<p>Bei der Ladung (s. <a href="#Fig5">Fig. 5</a>) tritt der Strom an der

-positiven Elektrode in die Fl&uuml;ssigkeit ein. Da der

-Wasserstoff mit dem

-Strom wandert, so

-wird er jetzt an der

-negativen Platte frei

-(bei der Entladung an

-der positiven Elektrode).

-Die Prozesse,

-die sich bei der Ladung

-abspielen, entsprechen

-den folgenden

-Gleichungen:</p>

-

-<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =

-PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></span></p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>

-= Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</span></p>

-

-<p class="blankbefore1">Addiert man die beiden Gleichungen und zieht

-auf beiden Seiten 1 Molek&uuml;l Schwefels&auml;ure ab, so erh&auml;lt

-man</p>

-

-<div class="numreaction" id="Gleich1_2">

-

-<div class="links">

-<p>2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(2).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">Die beiden Gleichungen (<a href="#Gleich1_1">1</a>) und (<a href="#Gleich1_2">2</a>) kann man zu

-einer einzigen zusammenfassen:</p>

-

-<div class="numreaction" id="Gleich1_3">

-

-<div class="links">

-<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(3).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<p class="allclear">W&auml;hrend der Ladung wird also Wasser verbraucht

-und Schwefels&auml;ure gebildet, so da&szlig; unsere Gleichung der

-bekannten Tatsache Rechnung tr&auml;gt, da&szlig; die <span class="gesp">S&auml;uredichte

-bei Stromzufuhr gr&ouml;&szlig;er wird</span>; w&auml;hrend

-der <span class="gesp">Entladung</span> wird nach unserer Gleichung Schwefels&auml;ure

-verbraucht und Wasser gebildet, so da&szlig; die <span class="gesp">Konzentration</span>

-der S&auml;ure <span class="gesp">abnimmt</span>.</p>

-

-<p>Wir wollen zun&auml;chst die in unserer Gleichung vorkommenden

-Substanzen kurz besprechen und vor allem

-zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen pro Amperstunde

-verbraucht oder gebildet werden.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page37">[37]</span></p>

-

-<p>Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es

-leitet in der festen Form, wie es auf den Platten der

-Akkumulatoren vorkommt, nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Streintz</span><a

-id="FNanchor27"></a><a href="#Footnote27" class="fnanchor">[27]</a></span> die Elektrizit&auml;t

-halb so gut wie Quecksilber. Der Verbrauch

-pro Amperstunde kann folgenderma&szlig;en berechnet werden.

-Auf 2 Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert

-werden, kommt gem&auml;&szlig; der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>

-

-<p class="noindent">ein Molek&uuml;l PbO<sub>2</sub>, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm

-Wasserstoff kommen also (206,5&nbsp;+ 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd.

-Da durch 96540 Coulomb 1 Gramm Wasserstoff

-abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde

-= 3600 Coulomb an Wasserstoff <span class="horsplit"><span class="top">3600</span><span class="bottom">96540</span></span> = 0,0373 g

-entwickelt. Der Verbrauch an PbO<sub>2</sub> pro Amperstunde

-betr&auml;gt also 119,25&nbsp;. 0,0373 g = 4,46 Gramm.</p>

-

-<p>2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem

-spezifischen Gewichte; sein elektrochemisches &Auml;quivalent

-ist, da es zweiwertig ist, <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span class="bottom">2</span></span> = 103,25, also

-ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das &Auml;quivalentgewicht

-des dreiwertigen Aluminiums). Da die Tr&auml;ger

-der aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze

-beteiligten Stoffe, aus Blei bestehen m&uuml;ssen, so

-ist der Bleiakkumulator ein schwerer Akkumulator.

-Das aktive Blei ist por&ouml;s, schwammig (Bleischwamm).

-Pro Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, m&uuml;ssen

-0,0373&nbsp;&times; <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span

-class="bottom">2</span></span> = 3,85 g Bleischwamm vorhanden sein.</p>

-

-<p>3) Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure von der bei Akkumulatoren

-&uuml;blicher Konzentration ist ein Elektrolyt<span class="pagenum" id="Page38">[38]</span>

-von ausgezeichnetem Leitungsverm&ouml;gen (n&auml;heres siehe

-<a href="#Page60">Kap. 3</a>). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung

-gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die

-Entladung sich beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Molek&uuml;le

-Schwefels&auml;ure verbraucht. Da das Molekulargewicht

-der Schwefels&auml;ure 98 ist, so kommen auf

-1 g Wasserstoff 98 g Schwefels&auml;ure. Verbrauch pro

-Amperstunde also 3,66 g.</p>

-

-<p>4) &Auml;hnlich findet man, da&szlig; pro Amperstunde

-18&nbsp;. 0,0373 = 0,67 Gramm Wasser bei der Entladung frei

-werden.</p>

-

-<p>5) Das Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure

-nur sehr wenig l&ouml;slich; infolgedessen bleibt es an den

-Elektroden haften. Die L&ouml;slichkeit h&auml;ngt von der S&auml;uredichte

-ab; sie ist bei 1,22 S&auml;uredichte ein Minimum,

-es l&ouml;sen sich in 1 l solcher S&auml;ure nur 12 <span class="nowrap">mgr.<a

-id="FNanchor28"></a><a href="#Footnote28" class="fnanchor">[28]</a>.</span></p>

-

-<p><span class="gesp">Beweise f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie

-oder der <a href="#Gleich1_3">Gleichung 3</a>.</span> An der Tatsache,

-da&szlig; sich an der negativen Elektrode bei der Ladung

-Blei (und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von

-jemand gezweifelt; wohl aber wird hier und da bestritten,

-da&szlig; sich an der positiven Platte nur Bleisuperoxyd

-bildet. So z. B. behauptet <span class="nowrap">Darrieus<a id="FNanchor29"></a><a

-href="#Footnote29" class="fnanchor">[29]</a>,</span> da&szlig; geladene

-positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit &Uuml;berschwefels&auml;ure

-durchtr&auml;nkt ist. Die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure

-ist bei normalen Verh&auml;ltnissen aus verschiedenen

-Gr&uuml;nden unwahrscheinlich; bei Ladung mit

-sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung

-einen hohen Betrag annimmt, ist sie allerdings nicht

-unm&ouml;glich (s. <a href="#Page13">S. 13</a>), indem dann die Dichte der S&auml;ure<span class="pagenum" id="Page39">[39]</span>

-in den Poren der aktiven Masse und in der n&auml;chsten

-Umgebung, wie sp&auml;ter gezeigt wird, stark ansteigt, und

-gro&szlig;er S&auml;uregehalt f&uuml;r die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure

-g&uuml;nstig ist. Wird aber mit den &uuml;blichen Stromdichten

-geladen, so da&szlig; die Spannung nicht &uuml;ber 2,7

-bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung

-von &Uuml;berschwefels&auml;ure h&ouml;chst unwahrscheinlich.</p>

-

-<p>Der Akkumulator w&auml;re ferner kein umkehrbares

-Element, wenn &Uuml;berschwefels&auml;ure entst&auml;nde, da der betreffende

-Vorgang nicht reversibel ist; wir werden aber

-sehen, da&szlig; die Helmholtz&#8217;sche Gleichung, auf den Akkumulator

-angewendet, zu einem richtigen Werte f&uuml;r die

-elektromotorische Kraft f&uuml;hrt, da&szlig; also der Bleiakkumulator

-zu den umkehrbaren Elementen zu rechnen ist.

-Setzt man endlich dem Akkumulator <span class="nowrap">&Uuml;berschwefels&auml;ure<a

-id="FNanchor30"></a><a href="#Footnote30" class="fnanchor">[30]</a></span>

-zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, w&auml;hrend

-sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche

-von <span class="nowrap"><span class="gesp">Mugdan</span><a id="FNanchor31"></a><a

-href="#Footnote31" class="fnanchor">[31]</a></span> d&uuml;rfte die Darrieus&#8217;sche Theorie

-&uuml;brigens endg&uuml;ltig widerlegt sein.]</p>

-

-<p>Verschiedene Forscher haben durch chemische

-Analyse nachgewiesen, da&szlig; sich Bleisuperoxyd in einer

-unserer Gleichung entsprechenden Weise bildet. Ferner

-spricht f&uuml;r die Bildung von Bleisuperoxyd folgender

-Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte

-in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure mit einem

-amalgamierten Zinkstab, so findet man, da&szlig; das betreffende

-Element eine elektromotorische Kraft von

-2,4 Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch

-eine Bleiplatte, die mit einem &Uuml;berzug von k&uuml;nstlich

-dargestellten PbO<sub>2</sub> versehen ist, so hat diese Kombination<span class="pagenum" id="Page40">[40]</span>

-ebenfalls eine elektromotorische Kraft von

-2,4 Volt.</p>

-

-<p>Da&szlig; sich bei der Entladung Bleisulfat gem&auml;&szlig; unserer

-Gleichung bildet, kann durch Messungen der S&auml;uredichte

-nachgewiesen werden. Die einer bestimmten Strommenge

-entsprechende Abnahme der Konzentration kann n&auml;mlich

-aus der Menge der vorhandenen S&auml;ure und dem anf&auml;nglichen

-spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet

-werden. <span class="gesp">W. Kohlrausch</span> und <span class="gesp">C. Heim</span>, die diesbez&uuml;gliche

-Messungen ausf&uuml;hrten, fanden, da&szlig; die berechnete

-&Auml;nderung der S&auml;uredichte mit der durch Ar&auml;ometermessung

-gefundenen sehr gut <span class="nowrap">&uuml;bereinstimmt<a id="FNanchor32"></a><a

-href="#Footnote32" class="fnanchor">[32]</a>.</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="gesp">E.</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a id="FNanchor33"></a><a

-href="#Footnote33" class="fnanchor">[33]</a>,</span> der die Versuche in dem Laboratorium der K&ouml;lner

-Akkumulatoren-Werke wiederholen lie&szlig;, fand, da&szlig; die nach unserer

-Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefels&auml;ure

-nie beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen

-durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene

-S&auml;ure verursacht.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Den Nachweis, da&szlig; sich bei der Entladung aus

-Blei, Bleisuperoxyd und Schwefels&auml;ure im Sinne unserer

-Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden und <span class="gesp">zwar

-prim&auml;r</span> (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im

-Daniell-Elemente), kann man durch <span class="gesp">thermodynamische

-Berechnungen</span> f&uuml;hren, indem man n&auml;mlich

-die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>) auf den Akkumulator

-anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen

-<a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> entspricht ein bestimmter chemischer

-Umsatz, bei dem eine gewisse W&auml;rmemenge

-frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab).

-Die W&auml;rmet&ouml;nung (&Auml;nderung der gesamten Energie),<span class="pagenum" id="Page41">[41]</span>

-bezogen auf diejenigen Mengen Blei, Bleisuperoxyd und

-Schwefels&auml;ure, die einer Stromentnahme von 96540 Coulomb

-entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von

-q im Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der

-Reaktionen nicht ausf&uuml;hrbar. Man kann aber aus bekannten

-W&auml;rmet&ouml;nungen die dem Umsatze</p>

-

-<p class="equation">Pb&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>

-

-<p class="noindent">entsprechende Reaktionsw&auml;rme berechnen. Hierbei benutzt

-man den Satz der konstanten W&auml;rmesumme; nach

-diesem ist die W&auml;rmet&ouml;nung unabh&auml;ngig von dem Wege,

-auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen

-Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand

-<span class="nowrap">&uuml;berf&uuml;hrt<a id="FNanchor34"></a><a href="#Footnote34" class="fnanchor">[34]</a>.</span></p>

-

-<p>q ist von der Dichte der Akkumulators&auml;ure abh&auml;ngig.

-Wir wollen zun&auml;chst annehmen, da&szlig; das spezifische

-Gewicht der S&auml;ure 1,044 sei. Nach <span class="gesp">Streintz</span>

-ist bei dieser S&auml;uredichte die W&auml;rmet&ouml;nung q = 42850 cal.,

-nach <span class="gesp">Tscheltzow</span> betr&auml;gt sie 43850. Wir w&auml;hlen

-das arithmetische Mittel aus diesen beiden Werten,

-setzen also</p>

-

-<p class="equation">q = 43350 cal.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page42">[42]</span></p>

-

-<p>Wir m&uuml;ssen noch, ehe wir die Gleichung</p>

-

-<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T,</p>

-

-<p class="noindent">anwenden k&ouml;nnen, den <span class="gesp">Temperaturkoeffizienten</span>

-des Akkumulators kennen. Dieser ist zuerst von <span class="gesp">Streintz</span>

-experimentell bestimmt worden. Dieser Forscher fand,

-da&szlig; c von der S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist. Bei einer

-S&auml;uredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses

-betr&auml;gt 0,36 Millivolt pro 1&deg; Temperatur&auml;nderung.

-<span class="gesp">Dolezalek</span> bestimmte auf theoretischem Wege den

-Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem Resultate,

-da&szlig; <span class="gesp">derselbe sowohl positiv wie negativ sein

-kann</span>. Bei einer S&auml;uredichte von 1,044 ist <span class="nowrap">er<a

-id="FNanchor35"></a><a href="#Footnote35" class="fnanchor">[35]</a></span> gleich

-Null, bei h&ouml;heren Konzentrationen ist er positiv, bei

-niedrigeren negativ. Hat die Akkumulators&auml;ure die &uuml;bliche

-Dichte, n&auml;mlich 1,18 bis 1,2 nach beendigter

-Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angen&auml;hert).</p>

-

-<p>Da bei 1,044 S&auml;uredichte (68,6 Gramm H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> pro

-Liter) c = 0, so mu&szlig; bei dieser Konzentration die Thomsonsche

-Regel angewendet werden. Wird also durch

-unsere <a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> der chemische Umsatz richtig

-wiedergegeben, so mu&szlig; die elektromotorische Kraft</p>

-

-<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">43350</span><span

-class="bottom">23100</span></span> = 1,88 Volt sein.</p>

-

-<p>Mi&szlig;t man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen

-S&auml;uredichte, so findet man den Wert 1,89 Volt.</p>

-

-<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die W&auml;rmet&ouml;nung

-etwas kleiner als 43350 cal. Die jetzt anzuwendende

-Helmholtzsche Relation liefert aber trotzdem<span class="pagenum" id="Page43">[43]</span>

-einen h&ouml;heren Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft

-als den eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c&nbsp;. T

-einen Wert von mehr als 0,1 Volt (bei 17&deg; Celsius) hat.

-Der berechnete und der gemessene Wert von E stimmen

-auch jetzt vorz&uuml;glich &uuml;berein.</p>

-

-<p>Da eine ganze Reihe von Beweisen f&uuml;r die Richtigkeit

-unserer Behauptung beigebracht sind (s. auch <a href="#Page45">S. 45</a>),

-da&szlig; der Akkumulator ein umkehrbares Element ist, in dem

-sich die chemischen Ver&auml;nderungen nach der <a href="#Gleich1_3">Gleichung

-(3)</a> vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators

-mit der Reaktionsgleichung im Einklang

-steht, so d&uuml;rfte es &uuml;berfl&uuml;ssig sein, auf andere Theorien

-n&auml;her einzugehen.</p>

-

-<p>Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender

-Einwand erhoben. Wenn bei einem umkehrbaren galvanischen

-Elemente der innere Widerstand sehr klein

-ist, so darf die f&uuml;r die Ladung n&ouml;tige Energie nicht

-oder doch nur sehr wenig verschieden sein von der bei

-der Entladung entnommenen Arbeit. Beim Bleiakkumulator

-ist aber das Verh&auml;ltnis zwischen der abgegebenen

-und zugef&uuml;hrten elektrischen Energie nur

-etwa 0,8. Diese Tatsache d&uuml;rfte mit dem Charakter

-der Irreversibilit&auml;t unvereinbar sein.</p>

-

-<p>Ehe wir zeigen, da&szlig; gar kein Widerspruch gegen

-die Sulfattheorie vorliegt, da&szlig; man vielmehr mit Hilfe

-unserer Gleichung die Differenz zwischen Lade- und

-Entladeenergie zwanglos erkl&auml;ren kann, wollen wir uns

-besch&auml;ftigen mit der <span class="gesp">&Auml;nderung der elektromotorischen

-Kraft mit der</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">S&auml;urekonzentration</span><a id="FNanchor36"></a><a

-href="#Footnote36" class="fnanchor">[36]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page44">[44]</span>

-Diese wurde zuerst von <span class="gesp">Streintz</span> nachgewiesen; nach

-seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung</p>

-

-<p class="equation">E = 1,85&nbsp;+ 0,917 (s - 1),</p>

-

-<p class="noindent">wo s das spezifische Gewicht der S&auml;ure nach der

-Ladung ist. Man findet mit Hilfe dieser Gleichung,

-da&szlig;</p>

-

-<table summary="s und E">

-

-<tr>

-<td rowspan="5" class="center padl0 padr0 top">f&uuml;r</td>

-<td class="center padl1 padr1">s =</td>

-<td class="left padl0 padr5">1,05</td>

-<td class="center padl1 padr1">E =</td>

-<td class="left padl0 padr0">1,896</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">s =</td>

-<td class="left padl0 padr5">1,1</td>

-<td class="center padl1 padr1">E =</td>

-<td class="left padl0 padr0">1,942</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">s =</td>

-<td class="left padl0 padr5">1,2</td>

-<td class="center padl1 padr1">E =</td>

-<td class="left padl0 padr0">2,033</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">s =</td>

-<td class="left padl0 padr5">1,3</td>

-<td class="center padl1 padr1">E =</td>

-<td class="left padl0 padr0">2,125</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">s =</td>

-<td class="left padl0 padr5">1,55</td>

-<td class="center padl1 padr1">E =</td>

-<td class="left padl0 padr0">2,350</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung

-gefundenen ziemlich gut &uuml;berein.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer

-S&auml;uredichte von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, da&szlig;

-die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;

-bei 1,6 S&auml;uredichte ist sie etwa 4 mal so gro&szlig; wie bei einer

-S&auml;uredichte von 1,16. Auch tritt bei h&ouml;heren S&auml;uredichten leichter

-Sulfatierung ein (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>) und der spezifische Widerstand der verd&uuml;nnten

-Schwefels&auml;ure liegt bei der &uuml;blichen S&auml;uredichte nahe beim

-Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so gro&szlig; wie bei 1,2.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie

-bestand, so w&uuml;rde dieser gehoben durch Untersuchungen

-von <span class="gesp">Dolezalek</span> &uuml;ber die Abh&auml;ngigkeit der

-elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte; es ergab

-sich, da&szlig; die durch Anwendung der Thermodynamik

-berechneten Werte vorz&uuml;glich mit den experimentell gefundenen

-&uuml;bereinstimmten. Der den Berechnungen zu

-Grunde liegende Gedanke ist folgender:</p>

-

-<p>Zwei Akkumulatoren, die wir mit <i>A</i> und <i>B</i> bezeichnen<span class="pagenum" id="Page45">[45]</span>

-wollen, seien gegeneinander geschaltet: <i>A</i> enthalte

-konzentriertere, <i>B</i> verd&uuml;nntere L&ouml;sung (s. <a href="#Fig6">Fig. 6</a>).

-Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop einschaltet,

-da&szlig; der Akkumulator <i>A</i> Strom abgibt. <i>A</i> wird also entladen

-und <i>B</i> geladen.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig6">

-<p class="caption">Fig. 6.</p>

-<img src="images/illo06.png" alt="Akkumulator" width="500" height="336" />

-</div>

-

-<p>Bei diesen Vorg&auml;ngen wird</p>

-

-<div class="ladungentladung">

-

-<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge PbO<sub>2</sub> verbraucht,</p>

-

-<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge PbO<sub>2</sub> erzeugt,</p>

-

-<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge Pb verbraucht,</p>

-

-<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge Pb erzeugt,</p>

-

-<p class="noindent">in <i>A</i> bildet sich eine gewisse Menge PbSO<sub>4</sub>,</p>

-

-<p class="right">in <i>B</i> verschwindet die gleiche Menge PbSO<sub>4</sub>.</p>

-

-</div><!--ladungentladung-->

-

-<p>Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein

-chemisches System, so folgt, da&szlig; sich die dem chemischen

-Umsatze entsprechenden

-W&auml;rmet&ouml;nungen,

-soweit die

-festen Substanzen in

-Betracht kommen,

-gegenseitig aufheben.

-Ferner &auml;ndert sich in

-beiden Akkumulatoren

-die Konzentration

-der S&auml;ure, und zwar

-wird sie in <i>A</i> geringer

-und in <i>B</i> gr&ouml;&szlig;er. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte

-kann man sich nun auch in der Weise vollzogen

-denken, da&szlig; aus <i>A</i> Schwefels&auml;ure nach <i>B</i> und aus <i>B</i>

-Wasser nach <i>A</i> bef&ouml;rdert wird. Diese Transporte (die

-Wegnahme bezw. der Zusatz von Fl&uuml;ssigkeiten) sind

-mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich

-dies aus folgenden Betrachtungen.</p>

-

-<p>Wenn man in Wasser Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so wird

-W&auml;rme frei, und zwar ist die W&auml;rmeentwickelung<span class="pagenum" id="Page46">[46]</span>

-bei der Mischung von a <span class="nowrap">Grammolek&uuml;l<a

-id="FNanchor37"></a><a href="#Footnote37" class="fnanchor">[37]</a></span> Schwefels&auml;ure

-und b Grammolek&uuml;l Wasser nach Thomson</p>

-

-<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">a&nbsp;. b</span><span class="bottom">1,8 a&nbsp;+ b</span></span>.17860 cal.</p>

-

-<p class="noindent">Nehmen wir an, da&szlig; wir 1 Mol Schwefels&auml;ure nicht

-auf einmal, sondern in kleinen Quantit&auml;ten nach und

-nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1 Gramm; es

-wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche W&auml;rmemenge

-frei, sondern zuerst eine gr&ouml;&szlig;ere als sp&auml;ter. Es

-folgt dies schon aus dem Umstande, da&szlig; keine W&auml;rme

-entwickelt wird, wenn man zu konzentrierter Schwefels&auml;ure

-reine Schwefels&auml;ure gie&szlig;t. Wird umgekehrt einer

-Schwefels&auml;urel&ouml;sung Schwefels&auml;ure entzogen, so wird

-W&auml;rme gebunden, und zwar ist die (negative) W&auml;rmet&ouml;nung

-um so kleiner, je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der

-S&auml;ure ist. Nennen wir also die W&auml;rmeentwickelung,

-die der Beimischung von a Gramm Schwefels&auml;ure zu

-der S&auml;ure des Akkumulators <i>B</i> entspricht, q<sub>1</sub>, und den

-W&auml;rmeverbrauch bei der Wegnahme von a Gramm

-Schwefels&auml;ure aus <i>A</i> q<sub>2</sub>, so ist q<sub>1</sub>&gt;q<sub>2</sub>. F&uuml;r die W&auml;rmeentwickelung

-und den W&auml;rmeverbrauch, mit der die

-Beimischung und Entnahme des Wassers verbunden

-ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die W&auml;rmet&ouml;nung

-des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier

-Posten, von denen zwei positiv und zwei negativ sind.</p>

-

-<p>Wollen wir die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>)

-auf das System, bestehend aus den beiden gegeneinander

-geschalteten Akkumulatoren, anwenden, so haben wir

-f&uuml;r e die Differenz der beiden elektromotorischen Kr&auml;fte<span class="pagenum" id="Page47">[47]</span>

-(&#916;E) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete

-Gr&ouml;&szlig;e ist nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines

-der beiden Akkumulatoren, vielmehr hat c in dem vorliegenden

-Falle folgende Bedeutung. A sowohl wie B

-m&ouml;ge um 1&deg; Celsius erw&auml;rmt werden, dann nimmt &#916;E

-einen etwas anderen Wert an, der neue Wert sei &#916;E&#8242;.

-Es ist dann</p>

-

-<p class="equation">c = &#916;E&#8242; - &#916;E.</p>

-

-<p>Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators

-f&uuml;r die verschiedenen S&auml;uredichten kennt, so

-kann man den Temperaturkoeffizienten des Systems

-und somit auch &#916;E bestimmen. Es sind also alle

-Gr&ouml;&szlig;en zur Berechnung der elektromotorischen Kraft

-(&#916;E) mit Hilfe der Helmholtz&#8217;schen Gleichung bekannt.</p>

-

-<p>Von der Besprechung des anderen Weges, den

-Dolezalek angibt, die &Auml;nderung der elektromotorischen

-Kraft mit der S&auml;uredichte zu berechnen, soll abgesehen

-werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen,

-wie gro&szlig; die &Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung

-und Messung ist.</p>

-

-<table class="deltae" summary="&Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung und Messung">

-

-<tr>

-<th rowspan="2">S&auml;uredichte</th>

-<th colspan="4">Elektromotorische Kraft</th>

-</tr>

-

-<tr>

-<th colspan="2">berechnet</th>

-<th colspan="2">gemessen</th>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>1,553</td>

-<td>2,39</td>

-<td>Volt</td>

-<td>2,355</td>

-<td>Volt</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>1,420</td>

-<td>2,25</td>

-<td>&#8222;</td>

-<td>2,253</td>

-<td>&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>1,266</td>

-<td>2,10</td>

-<td>&#8222;</td>

-<td>2,103</td>

-<td>&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>1,154</td>

-<td>2,06</td>

-<td>&#8222;</td>

-<td>2,008</td>

-<td>&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>1,035</td>

-<td>1,85</td>

-<td>&#8222;</td>

-<td>1,887</td>

-<td>&#8222;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des

-Akkumulators bei verschiedenen Konzentrationen der

-S&auml;ure liegt die Annahme zugrunde, da&szlig; der Verbrauch

-an Schwefels&auml;ure und die Bildung von Wasser in

-einer unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise

-erfolgt. Die gute &Uuml;bereinstimmung zwischen den berechneten

-und den gemessenen Werten der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page48">[48]</span>

-Kraft kann daher als ein weiterer &uuml;berzeugender

-Beweis f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie

-angesehen werden.</p>

-

-<p>Wir gehen jetzt auf den fr&uuml;her erw&auml;hnten Einwand

-gegen die Sulfattheorie n&auml;her ein. Nach dieser

-wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden Elektroden

-Bleisulfat zersetzt und Schwefels&auml;ure gebildet,

-und zwar entsteht die S&auml;ure sowohl an der Oberfl&auml;che

-der Platten als auch in den Poren der <span class="gesp">aktiven</span>

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Masse</span><a id="FNanchor38"></a><a href="#Footnote38"

-class="fnanchor">[38]</a>.</span> Die an den Plattenoberfl&auml;chen entstandene

-S&auml;ure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung

-gut erkennen kann, langsam zu Boden. Da

-aber w&auml;hrend der Ladung fortw&auml;hrend Schwefels&auml;ure

-entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr d&uuml;nne

-Schwefels&auml;ureschicht eingeh&uuml;llt. Ferner f&uuml;llt sich

-kurze Zeit nach Beginn der Ladung jede Pore der aktiven

-Masse mit stark konzentrierter S&auml;ure; diese wird

-in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarit&auml;t) und

-kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten au&szlig;erhalb

-der Platten <span class="nowrap">gelangen<a id="FNanchor39"></a><a

-href="#Footnote39" class="fnanchor">[39]</a>.</span> Die Diffusion aber ist

-ein Vorgang, der sich nur langsam vollzieht. Die aktive

-Masse ist also in Ber&uuml;hrung mit S&auml;ure h&ouml;herer

-Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft

-des Akkumulators mit der S&auml;uredichte nicht unerheblich

-ansteigt, so ist die Gegenspannung w&auml;hrend der

-Ladung anormal hoch (s. auch <a href="#Page82">S. 82</a>).</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die mittels des Ar&auml;ometers nachweisbare Zunahme der Konzentration

-der S&auml;ure (zwischen den Platten, die wir die &auml;u&szlig;ere

-S&auml;ure nennen wollen) hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page49">[49]</span>

-Kraft zur Folge. Die dieser Zunahme entsprechende

-&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft betr&auml;gt nur einige Hundertstel

-Volt.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>W&auml;hrend der Entladung wird an beiden Elektroden

-S&auml;ure verbraucht; die Folge ist, da&szlig; die Konzentration

-der S&auml;ure in den Poren der aktiven Masse und unmittelbar

-an der Oberfl&auml;che stark abnimmt. Die elektromotorische

-Kraft hat daher einen kleineren Wert als

-denjenigen, welcher der <span class="nowrap">Dichte<a id="FNanchor40"></a><a

-href="#Footnote40" class="fnanchor">[40]</a></span> der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure

-entspricht.</p>

-

-<p>Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung

-ist der Hauptgrund f&uuml;r den verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig

-geringen Nutzeffekt (s. <a href="#Page73">S. 73</a>). Da dieser nun mit Hilfe

-der Sulfattheorie erkl&auml;rt ist, so liegt nat&uuml;rlich kein

-Widerspruch vor.</p>

-

-<p>Wenn die Ladespannung deshalb gr&ouml;&szlig;er w&auml;re, weil

-die Vorg&auml;nge bei der Ladung nicht die umgekehrten

-sind wie bei der Entladung, so m&uuml;&szlig;te, wenn man

-pl&ouml;tzlich von der Entladung zur Ladung &uuml;bergeht oder

-umgekehrt, die Spannung sich sprungweise &auml;ndern; der

-Versuch zeigt aber, da&szlig; dieses nicht der Fall ist.</p>

-

-<p>Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erkl&auml;rung

-f&uuml;r den Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung<span class="pagenum" id="Page50">[50]</span>

-den Tatsachen entspricht, mu&szlig; dieser

-Unterschied, wenn man mit sehr geringer Stromdichte

-l&auml;dt und entl&auml;dt, verschwindend klein werden. Ein einfacher

-Versuch zeigt, da&szlig; dieser Schlu&szlig; der Wirklichkeit

-entspricht.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazit&auml;t (bei

-3st&uuml;ndiger Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen.

-Ein Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand

-zeigte</p>

-

-<table summary="Spannungen">

-

-<tr>

-<td colspan="6" class="right">vor Beginn der Ladung</td>

-<td class="right">2,01</td>

-<td class="center padl1 padr1">Volt</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">nach</td>

-<td class="center padl1 padr1">einer</td>

-<td class="center padl1 padr1">Ladezeit</td>

-<td class="center padl1 padr1">von</td>

-<td class="right">1</td>

-<td class="center padl1 padr1">Min.</td>

-<td class="right">2,02</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">15</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">2,03</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">35</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">2,04</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">45</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-<td class="right">2,04</td>

-<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator

-sofort ein Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung

-nur um 1-2 Millivolt. &mdash; Zu beachten ist &uuml;brigens bei dem Versuche,

-da&szlig; der durch das Ampermeter gehende Strom nur zum

-Teil Ladestrom ist, indem der durch das Voltmeter flie&szlig;ende Strom

-mitgemessen wird. Bei meinem Versuche nahm das Voltmeter 0,11

-Amp. auf, so da&szlig; die Ladestromquelle 0,23 Amp. abgeben mu&szlig;te.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der

-Aufstellung der These, da&szlig; <span class="gesp">nur diejenigen Theorien,

-die &uuml;ber den Bleiakkumulator aufgestellt

-sind, einer streng wissenschaftlichen

-Pr&uuml;fung Stand halten, nach denen der

-Akkumulator ein umkehrbares Element im

-Sinne unserer Reaktionsgleichung</span> (<a href="#Page36">Seite 36</a>)

-ist. &mdash; Es sei hier darauf aufmerksam gemacht, da&szlig;

-unsere Gleichung nur besagt, da&szlig; das System PbO<sub>2</sub>&nbsp;+

-Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> bei der Entladung &uuml;bergeht in das System

-2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O und da&szlig; bei der Ladung das letztere

-System in das erstere &uuml;bergef&uuml;hrt wird. Auf die Frage,

-wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns nat&uuml;rlich unsere

-Gleichung keine Auskunft; jedoch m&uuml;ssen alle Vorg&auml;nge<span class="pagenum" id="Page51">[51]</span>

-bei der Ladung stromliefernd (prim&auml;r) erfolgen, &auml;hnlich

-wie es bei dem Daniell-Elemente der Fall <span class="nowrap">ist<a

-id="FNanchor41"></a><a href="#Footnote41" class="fnanchor">[41]</a>.</span></p>

-

-<p>Der eben genannten Bedingung gen&uuml;gen die Theorie

-von Le Blanc und diejenige von C. Liebenow, die wir

-ausf&uuml;hrlich besprechen wollen.</p>

-

-<p><span class="gesp">Theorie von Le Blanc.</span> I. <i>Entladung</i>. <span class="gesp">Le

-Blanc</span> nimmt an, da&szlig; Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure in geringem Ma&szlig;e l&ouml;slich ist. Die in

-L&ouml;sung gegangenen PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le bleiben aber nicht

-als solche in der Fl&uuml;ssigkeit, sondern verbinden sich

-mit Wasser unter Bildung von vierwertigen Bleiionen

-und Hydroxylionen:</p>

-

-<div class="numreaction" id="Gleich2_1">

-

-<div class="links">

-<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;</p>

-</div>

-

-<div class="rechts">

-<p>(1).</p>

-</div>

-

-</div><!--numreaction-->

-

-<div class="blquote">

-

-<p class="allclear">Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig

-ist, so k&ouml;nnen auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz

-PbCl<sub>4</sub>, dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der

-Gleichung</p>

-

-<p class="equation">PbCl<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4Cl&#8242;</p>

-

-<p class="noindent">in Wasser dissoziieren. Da&szlig; ferner ein chemischer Prozess zu einer

-Ionenbildung f&uuml;hrt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die

-Ionen als chemische Verbindungen ansieht (s. <a href="#Page6">S. 6</a>).</p>

-

-<p>Ferner haben <span class="gesp">Rixon</span> und <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a

-id="FNanchor42"></a><a href="#Footnote42" class="fnanchor">[42]</a></span> nachgewiesen, da&szlig; sich in

-gebrauchter Akkumulators&auml;ure verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig erhebliche Mengen von

-vierwertigem Blei befinden, n&auml;mlich bis 0,17 g Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> im Liter.

-Auch wurde festgestellt, da&szlig; frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in

-Schwefels&auml;ure zum Teil in Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> &uuml;berging:</p>

-

-<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die mit positiver Elektrizit&auml;t beladenen Bleiionen<span class="pagenum" id="Page52">[52]</span>

-wandern mit dem Strome und geben, an der positiven

-Elektrode angelangt, an diese zwei Ladungen ab:</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =

-Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erkl&auml;rung

-hinzuf&uuml;gen, zwei nur locker gebunden, so da&szlig; sie leichter abgegeben

-werden als die beiden anderen; &auml;hnlich wie Superoxyde leicht ein

-Atom Sauerstoff verlieren.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit

-einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l Bleisulfat. (Die

-Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren der

-aktiven Masse stark an, so da&szlig; diese das Bestreben

-haben, den Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat

-nur in geringem Ma&szlig;e in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure

-l&ouml;slich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren der

-aktiven Masse und dicht an der Oberfl&auml;che der Bleisuperoxydplatte,

-nachdem sich eine kleine Menge dieses

-Salzes gebildet hat, mit schwefelsaurem Blei ges&auml;ttigt;

-es wird sich also bei Stromentnahme Bleisulfat auf der

-positiven Elektrode niederschlagen.</p>

-

-<p>Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion

-abgegeben hat, flie&szlig;en durch die Leitung, gelangen zur

-negativen Elektrode und gehen mit einem Bleiatom in

-die L&ouml;sung.</p>

-

-<p>Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> (s. <a href="#Ref02">elektrolyt. L&ouml;sungstension</a>).</p>

-

-<p>Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch

-hier das Bleiion mit einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l

-Bleisulfat, das sich niederschl&auml;gt.</p>

-

-<p>Zwischen den beiden Elektroden spielen sich

-folgende Vorg&auml;nge ab. Wie wir gesehen haben, werden

-zwei SO<sub>4</sub>-Ionen verbraucht, so da&szlig; vier Wasserstoffionen

-im &Uuml;berschu&szlig; vorhanden sind; nun sind aber

-auch durch die Bildung des vierwertigen Bleiions

-4 Hydroxylionen entstanden (siehe <a href="#Gleich2_1">Gleichung 1</a> a. <a href="#Page51">S. 51</a>).

-Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an<span class="pagenum" id="Page53">[53]</span>

-letzterer Ionenart ges&auml;ttigt. Die Dissoziation von

-4 Molek&uuml;len <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor43"></a><a

-href="#Footnote43" class="fnanchor">[43]</a></span> mu&szlig; daher zur&uuml;ckgehen; zwischen

-den Elektroden geht also die Reaktion vor sich</p>

-

-<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O.</p>

-

-<p>Die verbrauchten Wasserstoff- und SO<sub>4</sub>-Ionen

-werden ersetzt durch Dissoziation von 2 Molek&uuml;len H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wir wollen die Vorg&auml;nge &uuml;bersichtlich zusammenstellen:</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> An der positiven Elektrode.</p>

-

-<p id="Ref08">1. PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le gehen in L&ouml;sung und verbinden sich nach der

-Gleichung:</p>

-

-<p id="Ref07">2. PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =

-Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>

-

-<p id="Ref06">3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die

-positive Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =

-Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>

-

-<p>Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur

-Bleiplatte (s. <a href="#Ref03">Nr. 6</a>).</p>

-

-<p id="Ref04">4. Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = PbSO<sub>4</sub>.</p>

-

-<p id="Ref05">5. Bleisulfat schl&auml;gt sich nieder.</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> An der negativen Elektrode.</p>

-

-<p id="Ref03">6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an

-ein Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische L&ouml;sungstension

-getrieben, in den Elektrolyten ein:</p>

-

-<p class="equation">Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<span class="horsplit"><span class="top noline">/ &#8853;</span><span

-class="bottom">\ &#8853;</span></span>.</p>

-

-<p id="Ref10">7. Wie bei <a href="#Ref04">Nr. 4</a>.</p>

-

-<p id="Ref09">8. Wie bei <a href="#Ref05">Nr. 5</a>.</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>

-

-<p id="Ref11">9. 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O und</p>

-

-<p id="Ref12">10. 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>

-

-<p>Addiert man die s&auml;mtlichen Gleichungen und <span class="nowrap">k&uuml;rzt<a

-id="FNanchor44"></a><a href="#Footnote44" class="fnanchor">[44]</a>,</span> so erh&auml;lt

-man die Gleichung</p>

-

-<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>II. <i>Ladung</i>. Es wird gezeigt, da&szlig; sich jetzt die

-Vorg&auml;nge in umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem

-Sinne abspielen.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page54">[54]</span></p>

-

-<p>Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in geringem

-Ma&szlig;e l&ouml;slich. Ein Teil der Bleisulfatmolek&uuml;le

-spaltet sich elektrolytisch nach der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">PbSO<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> Positive Elektrode.</p>

-

-<p>1. Aufl&ouml;sung von Bleisulfat &mdash; Umkehrung von <a href="#Ref05">I, 5</a>.</p>

-

-<p>2. Dissoziation des Bleisulfats &mdash; Umkehrung

-von <a href="#Ref04">I, 4</a>.</p>

-

-<p>3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode

-noch zwei Ladungen auf</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl6">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853; =

-Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> (Umkehrung von <a href="#Ref06">I, 3</a>).</span></p>

-

-<p>4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen

-Bleiionen (die nur in ganz minimaler Menge existieren

-k&ouml;nnen) einen gewissen Grad, so verbinden sie sich

-mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und

-<span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor45"></a><a href="#Footnote45" class="fnanchor">[45]</a>:</span></p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; =

-PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O (Umkehrung von <a href="#Ref07">I, 2</a>).</p>

-

-<p>5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge

-in der S&auml;ure l&ouml;slich (existenzf&auml;hig); es schl&auml;gt sich

-somit in den Poren und auf der <span class="nowrap">Oberfl&auml;che<a id="FNanchor46"></a><a

-href="#Footnote46" class="fnanchor">[46]</a></span> der aktiven

-Masse nieder (Umkehrung von <a href="#Ref08">I, 1</a>).</p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> Negative Elektrode.</p>

-

-<p>6. PbSO<sub>4</sub> geht in L&ouml;sung (Umkehrung von <a href="#Ref09">I, 8</a>).</p>

-

-<p>7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von <a href="#Ref10">I, 7</a>).</p>

-

-<p>8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode

-angezogen, gibt seine beiden Ladungen ab (geht in den

-atomistischen Zustand &uuml;ber) und schl&auml;gt sich nieder

-(Umkehrung von <a href="#Ref03">I, 6</a>).</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page55">[55]</span></p>

-

-<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>

-

-<p>Es sind zwei neue SO<sub>4</sub>-Ionen in die schon von

-vornherein mit diesen Ionen ges&auml;ttigte L&ouml;sung gekommen

-(n&auml;mlich durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le);

-anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht

-wurden, vier Wasserstoffionen &uuml;bersch&uuml;ssig.</p>

-

-<p>Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander

-zu Schwefels&auml;ure</p>

-

-<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; =

-2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (Umkehrung von <a href="#Ref12">I, 10</a>).</p>

-

-<p>Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen

-werden nachgeliefert durch Dissoziation von vier Molek&uuml;len

-Wasser</p>

-

-<p class="equation">4H<sub>2</sub>O = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; (Umkehrung von <a href="#Ref11">I, 9</a>).</p>

-

-<p>Da&szlig; auch jetzt Addition aller Gleichungen, K&uuml;rzung

-und Vereinfachung zu unserer Reaktionsgleichung f&uuml;hrt,

-ist selbstverst&auml;ndlich.</p>

-

-<p id="Ref15"><span class="gesp">Theorie von Liebenow.</span> Auch Liebenow nimmt

-an, da&szlig; Bleisulfat in geringem Ma&szlig;e in der Schwefels&auml;ure

-l&ouml;slich sei und sich in Blei- und Sulfationen spalte.

-Ein wesentlicher Unterschied mit der eben entwickelten

-Theorie besteht nun darin, da&szlig; Liebenow die Entstehung

-von Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt.

-Diese bilden sich entweder dadurch, da&szlig; sich ein <span class="nowrap">Teil<a

-id="FNanchor47"></a><a href="#Footnote47" class="fnanchor">[47]</a></span>

-der vorhandenen Bleiionen mit Sauerstoffionen vereinigt

-nach der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2O&#8242;&#8242; = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;</p>

-

-<p class="noindent">oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =

-PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>

-

-<p>Letzteres wird im folgenden angenommen. Um

-diese Theorie glaubhaft zu machen, mu&szlig;te die Existenz<span class="pagenum" id="Page56">[56]</span>

-von PbO<sub>2</sub>-Ionen nachgewiesen werden. Diesen Nachweis

-zu erbringen, gelang <span class="gesp">Liebenow</span> und <span class="gesp">Strasser</span>

-<span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a id="FNanchor48"></a><a href="#Footnote48" class="fnanchor">[48]</a>.</span>

-Eine Zelle wurde mit Kalilauge gef&uuml;llt,

-die mit Bleioxyd ges&auml;ttigt war. Die in die Zelle

-tauchenden Elektroden waren mit einer f&uuml;r die Ionen

-durchl&auml;ssigen H&uuml;lle umgeben, so da&szlig; nach Beendigung

-des Versuches die jede Elektrode umgebende Fl&uuml;ssigkeit

-f&uuml;r sich allein analysiert werden konnte. War die

-Fl&uuml;ssigkeit l&auml;ngere Zeit elektrolysiert worden, so fand

-man, da&szlig; der Bleigehalt des die <span class="gesp">positive</span> Elektrode

-umh&uuml;llenden Elektrolyten gr&ouml;&szlig;er geworden war (ungleiche

-Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen

-Ionenarten, s. <a href="#Page30">S. 30</a>).</p>

-

-<p>Daraus folgt, da&szlig; sich das Kaliumplumbit Pb(KO)<sub>2</sub>

-nicht in der Weise dissoziiert, da&szlig; Bleiionen entstehen.

-Denn h&auml;tten sich Bleiionen gebildet, so w&auml;ren diese als

-positive Ionen nach der Kathode hingewandert, und man

-h&auml;tte dort eine Zunahme des Bleigehaltes beobachtet

-haben m&uuml;ssen. Mithin mu&szlig; das Blei einen Bestandteil

-von <span class="gesp">negativen</span> Ionen bilden, es mu&szlig; mit negativen

-Ionen an die Kathode gelangt sein. Man mu&szlig; also annehmen,

-da&szlig; das Kaliumplumbit sich elektrolytisch nach

-der Gleichung</p>

-

-<p class="equation">Pb(KO)<sub>2</sub> = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2K<sup class="plus">&middot;</sup></p>

-

-<p class="noindent">spaltet, d. h. da&szlig; Bleisuperoxydionen existieren.</p>

-

-<p>Wegen der &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; (s. <a href="#Page13">S. 13</a>) werden nun

-bei Stromzufuhr die Ionen des Bleies und des Bleisuperoxyds

-leichter, d. h. bei geringerer Klemmenspannung,

-herauselektrolysiert als die &uuml;brigen Ionen, die

-sich in der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure <span class="nowrap">befinden<a

-id="FNanchor49"></a><a href="#Footnote49" class="fnanchor">[49]</a>.</span> Obschon<span class="pagenum" id="Page57">[57]</span>

-die Konzentration der Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> und der PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242; eine

-nur ganz geringe ist, so kann ihre Abscheidung, falls

-nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in

-einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise

-erfolgen. Denn sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein

-Bleisuperoxydion abgeschieden ist, erfolgt neue Dissoziation

-von zwei Molek&uuml;len Bleisulfat, von denen das

-eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das

-infolge der Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem

-Elektrolyten zugef&uuml;hrt von dem Vorrate, der an den

-Elektroden angeh&auml;uft ist (bei der vorhergegangenen

-Entladung entstanden).</p>

-

-<p>Da sich w&auml;hrend der Elektrolyse (Ladung) die

-negative Elektrode mit einer an Dicke allm&auml;hlich zunehmenden

-Schicht metallischen Bleies und die positive

-Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer

-gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der

-Eintritt in die L&ouml;sung immer mehr erschwert. Je &auml;rmer

-der Elektrolyt an Bleisulfat bezw. an Blei- und Bleisuperoxydionen

-wird, um so mehr mu&szlig; die Zersetzungsspannung

-gesteigert werden (s. Ladung, <a href="#Page80">Kap. 4</a>).</p>

-

-<p>Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le

-werden 2 neue SO<sub>4</sub>-Ionen gebildet; diese verbinden sich

-mit den vier Wasserstoffionen, die durch die Reaktion

-zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind,

-zu 2 Molek&uuml;len Schwefels&auml;ure.</p>

-

-<p>Wir wollen auch jetzt die Vorg&auml;nge bei der <span class="gesp">Ladung</span>

-kurz zusammenstellen.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page58">[58]</span></p>

-

-<p>Bleisulfat l&ouml;st sich; 2 Molek&uuml;le spalten sich:</p>

-

-<p class="equation">2PbSO<sub>4</sub> = 2Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>

-

-<p>Ein Bleiion reagiert mit Wasser:</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =

-PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>

-

-<p>Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine

-beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>

-

-<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; =

-<span class="nowrap">Pb<a id="FNanchor50"></a><a href="#Footnote50" class="fnanchor">[50]</a>.</span></p>

-

-<p>Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode

-seine beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>

-

-<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = PbO<sub>2</sub>.</p>

-

-<p>Endlich:</p>

-

-<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>

-

-<p>Man &uuml;berzeugt sich leicht, da&szlig; man durch Addition

-der f&uuml;nf vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung

-des Akkumulators erh&auml;lt.</p>

-

-<p>Es soll noch kurz gezeigt werden, da&szlig; sich bei

-der <span class="gesp">Entladung</span> alle eben geschilderten Vorg&auml;nge in

-umgekehrtem Sinne abspielen.</p>

-

-<p>Das Blei sendet positive Ionen in die L&ouml;sung und

-wird negativ geladen; an der positiven Elektrode treten

-Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten ein. Da nur

-ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen

-in dem Elektrolyten existieren k&ouml;nnen, so treten

-die Bleiionen mit SO<sub>4</sub>-Ionen zu Bleisulfat zusammen, und

-jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier Wasserstoffionen

-zu einem Bleiion und zwei Molek&uuml;len Wasser:</p>

-

-<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup> =

-Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>

-

-<p>Jetzt ist ein SO<sub>4</sub>-Ion im <span class="nowrap">&Uuml;berschu&szlig;<a

-id="FNanchor51"></a><a href="#Footnote51" class="fnanchor">[51]</a></span> vorhanden;

-dieses verbindet sich mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat.

-Die vier verbrauchten Wasserstoffionen und die<span class="pagenum" id="Page59">[59]</span>

-beiden dem Elektrolyten entzogenen SO<sub>4</sub>-Ionen werden

-neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molek&uuml;len

-Schwefels&auml;ure</p>

-

-<p class="equation">2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>

-

-<p>Auf das Anwachsen der Klemmenspannung w&auml;hrend

-der Ladung und die allm&auml;hliche Abnahme derselben bei

-der Entladung soll im vierten Kapitel n&auml;her eingegangen

-werden.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote25"><a href="#FNanchor25"><span class="label">[25]</span></a> Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:

-Recherches sur l&#8217;&Eacute;lectricit&eacute;.</p>

-

-<p id="Footnote26"><a href="#FNanchor26"><span class="label">[26]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span>,

-Die Theorie des Bleiakkumulators.</p>

-

-<p id="Footnote27"><a href="#FNanchor27"><span class="label">[27]</span></a> Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung

-elektrotechnischer Vortr&auml;ge. S. 3.</p>

-

-<p id="Footnote28"><a href="#FNanchor28"><span class="label">[28]</span></a> Siehe <span class="gesp">Streintz</span>, l. c. S. 4.</p>

-

-<p id="Footnote29"><a href="#FNanchor29"><span class="label">[29]</span></a> N&auml;heres siehe <span class="gesp">P. Schoop</span>,

-Die Sekund&auml;r-Elemente. 1. Teil.</p>

-

-<p id="Footnote30"><a href="#FNanchor30"><span class="label">[30]</span></a> Diese greift &uuml;brigens Blei leicht an und

-w&uuml;rde die baldige

-Zerst&ouml;rung der Platten herbeif&uuml;hren.</p>

-

-<p id="Footnote31"><a href="#FNanchor31"><span class="label">[31]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.</p>

-

-<p id="Footnote32"><a href="#FNanchor32"><span class="label">[32]</span></a> Die Bildung von Schwefels&auml;ure bei der Ladung kann man

-bei Zellen mit Glasw&auml;nden direkt beobachten (Schlieren); bei der

-Entladung steigen Schlieren aufw&auml;rts.</p>

-

-<p id="Footnote33"><a href="#FNanchor33"><span class="label">[33]</span></a> <span class="gesp">E. Sieg</span>, Die Akkumulatoren.

-Leipzig 1901. S. 9.</p>

-

-<p id="Footnote34"><a href="#FNanchor34"><span class="label">[34]</span></a> Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erl&auml;uterung:

-Die unbekannte

-W&auml;rmet&ouml;nung des Prozesses C&nbsp;+ O = CO soll bestimmt

-werden:</p>

-

-<table summary="Beispiel">

-

-<tr>

-<td rowspan="3" class="left padr1 bot">Addiert:</td>

-<td class="left">C&nbsp;+ 2O = CO<sub>2</sub>,</td>

-<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>

-<td class="left padl1 padr1">pos.,</td>

-<td class="left padr1">sie</td>

-<td class="left">betrage</td>

-<td class="right padr1">q<sub>1</sub></td>

-<td>cal.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left">CO<sub>2</sub> = CO&nbsp;+ O,</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl1 padr1">neg.,</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padr1">-q<sub>2</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left"><span class="bt">C&nbsp;+ 2O&nbsp;+ CO<sub>2</sub> = CO<sub>2</sub>&nbsp;+ CO&nbsp;+ O,</span></td>

-<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>

-<td colspan="3">&nbsp;</td>

-<td class="right padr1"><span class="bt">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></span></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left padr1">oder</td>

-<td class="left">C&nbsp;+ O = CO</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td colspan="3">&nbsp;</td>

-<td class="right padr1">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd

-aus Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff

-sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher

-Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren

-Prozesse entsprechende W&auml;rmet&ouml;nung ist negativ, weil bei der

-umgekehrten Reaktion</p>

-

-<p class="equation">CO&nbsp;+ O = CO<sub>2</sub></p>

-

-<p>W&auml;rme gewonnen wird.</p>

-

-<p id="Footnote35"><a href="#FNanchor35"><span class="label">[35]</span></a> Die

-&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur

-kann man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren

-(+ mit +, - mit - verbunden) demonstrieren, von denen der eine

-in ein Wasserbad gestellt wird.</p>

-

-<p id="Footnote36"><a href="#FNanchor36"><span class="label">[36]</span></a> Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen

-Umsatze) beteiligt ist, so ist eine &Auml;nderung der elektromotorischen

-Kraft mit der S&auml;uredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,

-da&szlig; &#8222;die Schwefels&auml;ure nur als elektrolytischer Leiter

-diene&#8223; und da&szlig; &#8222;die Sulfatbildung ein rein sekund&auml;rer Proze&szlig; sei&#8223;,

-m&uuml;ssen folgern, da&szlig; die elektromotorische Kraft unabh&auml;ngig ist von der

-S&auml;uredichte. &mdash; Diesbez&uuml;gliche Messungen sind an vollgeladenen

-Zellen vorzunehmen, denen man eine geringe Menge Elektrizit&auml;t

-entnommen hat.</p>

-

-<p id="Footnote37"><a href="#FNanchor37"><span class="label">[37]</span></a> Unter

-einem Grammolek&uuml;l (abgek&uuml;rzt &#8222;Mol&#8223;) einer Substanz

-versteht man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht

-anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefels&auml;ure ist 98,

-mithin ist ein Mol H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> gleich 98 g H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>

-

-<p id="Footnote38"><a href="#FNanchor38"><span class="label">[38]</span></a> Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen

-sich der chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.</p>

-

-<p id="Footnote39"><a href="#FNanchor39"><span class="label">[39]</span></a> Die Diffusionsvorg&auml;nge

-sind von M. U. <span class="gesp">Schoop</span> n&auml;her

-untersucht worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vortr&auml;ge,

-Bd. V. Stuttgart 1903. F. Enke.</p>

-

-<p id="Footnote40"><a href="#FNanchor40"><span class="label">[40]</span></a> Die Konzentrations&auml;nderungen an beiden Elektroden sind

-nicht die gleichen. Zun&auml;chst n&auml;mlich bewirkt die ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit

-der beiden Ionenarten eine Konzentrationsverschiebung,

-sie strebt die Konzentration an der positiven Elektrode

-zu erh&ouml;hen und an der negativen zu vermindern. Ferner wird

-durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort die Konzentration

-verringert. Drittens spielt die Porosit&auml;t der aktiven Masse

-eine Rolle. Je gr&ouml;&szlig;er n&auml;mlich die Porosit&auml;t ist, umsomehr S&auml;ure

-steht f&uuml;r den chemischen Umsatz im Innern der Platten zur Verf&uuml;gung,

-umso weniger sinkt die Konzentration. <span class="gesp">Mugdan</span> wies nach,

-da&szlig; die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode die

-gr&ouml;&szlig;ere ist.</p>

-

-<p id="Footnote41"><a href="#FNanchor41"><span class="label">[41]</span></a> Selbst durch einfache

-Umsatzgleichungen werden kompliziertere

-Verh&auml;ltnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil

-sie nur den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverh&auml;ltnisse

-angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz

-vollzieht, n&auml;her eingeht, so findet man, da&szlig; sich auch bei den einfachsten

-Reaktionen verschiedene Vorg&auml;nge abspielen m&uuml;ssen.</p>

-

-<p id="Footnote42"><a href="#FNanchor42"><span class="label">[42]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie, 1903, <b>9</b>, 267.</p>

-

-<p id="Footnote43"><a href="#FNanchor43"><span class="label">[43]</span></a> 4H<sub>2</sub>O =

-4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>

-

-<p id="Footnote44"><a href="#FNanchor44"><span class="label">[44]</span></a> Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung

-nur angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung

-vorhanden sind.</p>

-

-<p id="Footnote45"><a href="#FNanchor45"><span class="label">[45]</span></a> Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in

-der mit PbO<sub>2</sub> ges&auml;ttigten L&ouml;sung (in den Poren) c<sub>1</sub>, diejenige der

-OH-Ionen c<sub>2</sub>, so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten,

-sobald c<sub>1</sub>.c<sub>2</sub> einen gewissen Wert erreicht hat.</p>

-

-<p id="Footnote46"><a href="#FNanchor46"><span class="label">[46]</span></a> Dort spielen

-sich n&auml;mlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes

-f&uuml;hrenden Vorg&auml;nge ab.</p>

-

-<p id="Footnote47"><a href="#FNanchor47"><span class="label">[47]</span></a> Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen,

-da&szlig; von zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen

-eines in ein Bleisuperoxydion &uuml;bergeht.</p>

-

-<p id="Footnote48"><a href="#FNanchor48"><span class="label">[48]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.</p>

-

-<p id="Footnote49"><a href="#FNanchor49"><span class="label">[49]</span></a> Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten,

-das h&auml;ufig als <span class="gesp">Haftintensit&auml;t</span> bezeichnet wird und mit der chemischen

-Affinit&auml;t verglichen werden kann. Diese ist f&uuml;r die verschiedenen

-Ionenarten verschieden gro&szlig;. Diejenigen Ionen, deren

-Haftintensit&auml;t am geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der

-geringsten Spannung abgeschieden. Damit ist die M&ouml;glichkeit gegeben,

-aus einer Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier

-Salze, die positiven Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.</p>

-

-<p id="Footnote50"><a href="#FNanchor50"><span class="label">[50]</span></a> Die beiden

-negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso

-die f&uuml;r die Entionisierung des Bleisuperoxydiones n&ouml;tige positive

-Elektrizit&auml;t.</p>

-

-<p id="Footnote51"><a href="#FNanchor51"><span class="label">[51]</span></a> Den vier

-H<sup class="plus">&middot;</sup> der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page60">[60]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">3. Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.</span></h2>

-

-<p id="Ref16">1. <span class="gesp">Kapazit&auml;t.</span> Unter der Kapazit&auml;t eines Akkumulators

-versteht man diejenige Elektrizit&auml;tsmenge,

-ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden, die der Akkumulator,

-wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann.

-Vor allem mu&szlig; der Akkumulator, wenn man seine

-Kapazit&auml;t bestimmen will, vorschriftsm&auml;&szlig;ig geladen

-werden (s. <a href="#Page80">Kap. 4</a>); ferner ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig;

-bei der Entladung eine gewisse Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten

-werden darf; die Entladung hat man als beendigt

-anzusehen, wenn die anf&auml;ngliche Spannung um

-etwa 10% gesunken ist.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazit&auml;t;

-nat&uuml;rlich ist dann praktisch die Kapazit&auml;t des Elementes durch diejenige

-der Elektrode mit geringerer Kapazit&auml;t gegeben.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die elektromotorische

-Kraft des vollgeladenen Akkumulators

-2,03 Volt, soda&szlig; man mit der Entladung solange fortfahren

-kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt

-betr&auml;gt (nicht die elektromotorische Kraft, s. <a href="#Page105">S. 105</a>).

-Wird ein Akkumulator mit der konstanten Stromst&auml;rke J

-entladen, und dauert die Entladung in dem angegebenen

-Sinne t Stunden, so betr&auml;gt die Kapazit&auml;t (bei t-st&uuml;ndiger

-Entladung) J&nbsp;&times; t Amperstunden.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page61">[61]</span></p>

-

-<p>Da die Elektrizit&auml;t, die ein Akkumulator abgibt,

-aus chemischer Energie entsteht, so h&auml;ngt die Kapazit&auml;t

-von der Menge des Bleischwammes und der Menge

-des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln

-k&ouml;nnen. Der Umsatz kann nat&uuml;rlich nur dort

-erfolgen, wo die wirksame Masse mit Schwefels&auml;ure

-in Ber&uuml;hrung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage

-hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser

-gesagt: Der Elektrolyt) in die Platten eindringen, betr&auml;gt

-nur Bruchteile eines Millimeters; sie ist etwas

-gr&ouml;&szlig;er, wenn sich in der aktiven Masse por&ouml;se Substanzen

-befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazit&auml;t

-eines Akkumulators und damit seine Leistung

-steigern will, darauf angewiesen, die Oberfl&auml;che der

-Platten zu vergr&ouml;&szlig;ern. Es sei hier die Bemerkung

-eingeschoben, da&szlig; man in der Technik zwischen der

-<span class="gesp">projizierten</span> Oberfl&auml;che, wie sie sich durch Multiplikation

-von L&auml;nge und Breite ergibt, und der <span class="gesp">wirksamen</span>,

-d. h. der von dem Elektrolyten benetzten Oberfl&auml;che

-unterscheidet; letztere nennt man auch die

-<span class="gesp">abgewickelte</span> Oberfl&auml;che. Diese beiden sind umsomehr

-von einander verschieden, je por&ouml;ser die aktive

-Masse ist, und je mehr Rippen, Z&auml;hne oder dergleichen

-sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte

-Oberfl&auml;che der positiven Elektrode a dm<sup>2</sup> und

-die Stromst&auml;rke J Amp., so ist <span class="horsplit"><span

-class="top">J</span><span class="bottom">a</span></span> die <span class="gesp">Stromdichte</span>,

-bezogen auf 1 dm<sup>2</sup>.</p>

-

-<p id="Ref22">W&uuml;rde man bei Elementen f&uuml;r gr&ouml;&szlig;ere Leistungen

-nur <span class="gesp">eine</span> positive und eine negative Platte benutzen,

-so w&uuml;rde die Zelle unf&ouml;rmlich gro&szlig;e Dimensionen haben.

-Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer

-mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen

-Platten werden durch Bleileisten miteinander<span class="pagenum" id="Page62">[62]</span>

-verbunden (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Die Verwendung mehrerer positiver

-und negativer Platten gew&auml;hrt noch einen anderen

-Vorteil; enth&auml;lt n&auml;mlich eine Zelle nur zwei Platten

-(<span class="gesp">eine</span> positive und <span class="gesp">eine</span> negative), so sind fast nur

-die beiden sich gegen&uuml;berliegenden Oberfl&auml;chen an der

-Stromlieferung <span class="nowrap">beteiligt<a id="FNanchor52"></a><a

-href="#Footnote52" class="fnanchor">[52]</a>,</span> es werden also bei jeder

-Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfl&auml;che ausgenutzt.

-Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und

-zwei negativen Platten, so sind von 6 Fl&auml;chen nur 2

-an dem chemischen Umsatze im beschr&auml;nktem Ma&szlig;e

-beteiligt, d. h. nur etwa 33<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub>% usw.</p>

-

-<p>Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1

-gr&ouml;&szlig;er als die der positiven, wenn die Zelle mehr als

-zwei Platten enth&auml;lt; die erste, dritte usw. letzte Platte

-ist negativ. Ist also die Kapazit&auml;t pro Quadratdezimeter

-projizierter Oberfl&auml;che bei der negativen Platte die

-gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazit&auml;t

-der negativen etwas gr&ouml;&szlig;er als diejenige der

-positiven. Im Laufe der Zeit vergr&ouml;&szlig;ert sich, wie

-sp&auml;ter gezeigt wird, die Kapazit&auml;t der Positiven im

-Vergleich zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete

-Anordnung wird also verhindert, da&szlig; die

-gesamte Kapazit&auml;t der Positiven von derjenigen der

-Negativen sp&auml;ter stark verschieden ist. Positive Platten

-werden auch aus dem Grunde nicht als Endplatten

-benutzt, weil sie, einseitig beansprucht, sich kr&uuml;mmen.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> eines gegebenen Akkumulators

-<span class="gesp">h&auml;ngt</span> in hohem Ma&szlig;e von der <span class="gesp">Entladestromst&auml;rke</span>

-ab. Bei der Entladung n&auml;mlich wird S&auml;ure f&uuml;r<span class="pagenum" id="Page63">[63]</span>

-die Sulfatbildung verbraucht, so da&szlig; stets neue S&auml;ure

-in die Poren der aktiven Masse eindringen mu&szlig;. Wird

-nun mit gro&szlig;er Stromdichte entladen, so kann die f&uuml;r

-den chemischen Umsatz n&ouml;tige S&auml;ure nicht schnell genug

-in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren),

-so da&szlig; die elektromotorische Kraft, die ja von der

-S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist, stark abnimmt, obschon noch

-gr&ouml;&szlig;ere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd vorhanden

-sind; wenn ferner keine Schwefels&auml;ure mehr in Ber&uuml;hrung

-mit der aktiven Masse ist, so h&ouml;rt der chemische

-Umsatz, d. h. der stromliefernde Proze&szlig;, auf.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Meines Erachtens spielen hier auch die Volum&auml;nderungen, mit

-denen der chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus

-1 Gramm Blei oder Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen

-gr&ouml;&szlig;eren Raum ein als das Blei oder Bleisuperoxyd. W&auml;hrend der

-Entladung werden sich daher die vorhandenen Poren verengen und

-mit Bleisulfat ganz ausf&uuml;llen. Wird mit schwachem Strom entladen,

-so verengt sich die Pore in den verschiedenen Querschnitten nahezu

-gleichm&auml;&szlig;ig; bei gro&szlig;er Stromdichte aber wird sie haupts&auml;chlich an

-der dem Elektrolyten zugewendeten Seite enger oder verstopft sich;

-die S&auml;urediffusion wird sehr erschwert und h&ouml;rt bald auf. Bei der

-Ladung verringert sich das Volumen der aktiven Masse, und die Poren

-erweitern sich. Nach dieser Erkl&auml;rung m&uuml;&szlig;te die <span

-class="nowrap">Aufnahmef&auml;higkeit<a id="FNanchor53"></a><a href="#Footnote53" class="fnanchor">[53]</a></span>

-bei der Ladung (Ladungskapazit&auml;t) weniger von der Stromdichte

-abh&auml;ngig sein als die Kapazit&auml;t bei der Entladung. Die Erfahrung

-zeigt, da&szlig; dies in der Tat der Fall ist.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Ferner mu&szlig; man schlie&szlig;en, da&szlig; die <span class="gesp">Kapazit&auml;t

-der Negativen in h&ouml;herem Ma&szlig;e von der Entladezeit</span>

-oder von der Stromdichte bei der Entladung

-<span class="gesp">abh&auml;ngig ist</span> als die Kapazit&auml;t der Positiven.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge

-(z. B. 3,85 Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist

-gr&ouml;&szlig;er als die Differenz des Volumens der &auml;quivalenten Menge Bleisuperoxyd

-(z. B. 4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen

-Bleisulfats.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page64">[64]</span></p>

-

-<p>Durch eingehende Untersuchung gelangt auch <span class="gesp">E. Sieg</span> zu diesem

-Resultate (l. c. S. 83), er findet n&auml;mlich, &#8222;da&szlig; die Bleischwammplatten

-(und zwar Gro&szlig;oberfl&auml;chen- und gepastete Platten) bei genau gleicher

-&#8222;absoluter&#8223; Kapazit&auml;t, d. h. derjenigen Kapazit&auml;t, die von den Platten

-geleistet werden kann, wenn die Entladestromst&auml;rke sehr klein gew&auml;hlt

-wird, gegen Erh&ouml;hung der Beanspruchung empfindlicher sind als Superoxydplatten&#8223;.

-Daraus w&uuml;rde sich dann der Schlu&szlig; ergeben, da&szlig; bei

-Akkumulatoren, die mit gro&szlig;er Stromdichte entladen werden sollen,

-die absolute Kapazit&auml;t der negativen Platten gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen ist

-als diejenige der positiven.</p>

-

-<p><span class="gesp">Dolezalek</span> folgert aus dem Umstande, da&szlig; die Konzentrations&auml;nderungen

-an der Superoxydelektrode erheblich gr&ouml;&szlig;er sind als an

-der Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet

-wird), da&szlig; die Kapazit&auml;t der Superoxydelektrode geringer sein mu&szlig;

-als die einer aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c.

-S. 86). Wenn demnach die Konzentrations&auml;nderungen allein ma&szlig;gebend

-w&auml;ren, so m&uuml;&szlig;te die positive Platte die empfindlichere sein.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Man kann weiter schlie&szlig;en, da&szlig; die Kapazit&auml;t von

-der Porosit&auml;t der aktiven Masse abh&auml;ngig sein wird,

-besonders bei Entladungen mit gro&szlig;er Stromdichte.

-Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische

-Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.</p>

-

-<p>Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet

-werden, die sich bei der Entladung in Bleisulfat umwandeln,

-so ist es selbstverst&auml;ndlich, da&szlig; die Art der

-vorhergegangenen Ladung auf die Kapazit&auml;t einen Einflu&szlig;

-aus&uuml;bt. Je geringer die Stromdichte bei dieser

-Ladung war, um so mehr Bleischwamm ist auf der

-negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO<sub>2</sub> auf

-der positiven.</p>

-

-<p>Bei station&auml;ren Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen)

-geht man in der Regel nicht unter dreist&uuml;ndige

-Entladezeit herab. Nennt man die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger

-Entladung c<sub>3</sub> und die bei zehnst&uuml;ndiger c<sub>10</sub>,

-so gilt meistens mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die Beziehung

-c<sub>3</sub>&nbsp;: c<sub>10</sub> = 26:35 oder ungef&auml;hr = 3:4.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page65">[65]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Schr&ouml;der</span><a id="FNanchor54"></a><a

-href="#Footnote54" class="fnanchor">[54]</a></span> gelangte auf Grund von Untersuchungen an

-Akkumulatoren der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der

-Formel</p>

-

-<p class="equation">K&nbsp;&middot; &#8731;<span class="bt">J<sup>2</sup></span> = m,</p>

-

-<p>wo K die Kapazit&auml;t in Amperstunden, J die Entladestromst&auml;rke und

-m eine f&uuml;r den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante

-ist. F&uuml;r die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von

-J liefert die Formel hinreichend genaue Werte. &mdash; C. <span class="gesp">Liebenow</span>

-fand, da&szlig; f&uuml;r schwache Entladungen</p>

-

-<p class="equation">K = <span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">1&nbsp;+ c&nbsp;. J</span></span></p>

-

-<p class="noindent">(m und c sind Konstante).</p>

-

-<p class="blankbefore">Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Peukert</span><a id="FNanchor55"></a><a

-href="#Footnote55" class="fnanchor">[55]</a></span> ist</p>

-

-<p class="equation">J<sup>n</sup>.t = const.,</p>

-

-<p class="noindent">wo J die Entladestromst&auml;rke, t die Entladedauer, n einen durch das

-Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten

-Typen zwischen 1,35 und 1,72.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die gesamte Elektrizit&auml;tsmenge, die man einem

-Akkumulator entnehmen kann, ist, um es noch einmal

-zu wiederholen, durch das Gewicht des vorhandenen

-bezw. zug&auml;nglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes

-gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10st&uuml;ndiger

-Entladung 100 Amperstunden abgeben, so

-m&uuml;ssen auf der negativen Elektrode <span class="gesp">mindestens</span>

-385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens

-446 Gramm Bleisuperoxyd angeh&auml;uft sein (siehe

-<a href="#Page37">S. 37</a>). In Wirklichkeit m&uuml;ssen aber gr&ouml;&szlig;ere Mengen

-der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei

-10st&uuml;ndiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles

-PbO<sub>2</sub> umgewandelt wird.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Eine vollst&auml;ndige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials

-ist sogar theoretisch nicht m&ouml;glich, weil PbSO<sub>4</sub> ein sehr

-schlechter Leiter ist. Nach Roloff werden bei 3st&uuml;ndiger Entladung<span class="pagenum" id="Page66">[66]</span>

-bei den Positiven 45%, bei den Negativen 25% der anf&auml;nglich vorhandenen

-aktiven Masse ausgenutzt.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Nat&uuml;rlich mu&szlig;ten dem Akkumulator, wenn er 100

-Amperstunden abgeben soll, bei der vorhergegangenen

-Ladung mindestens 100 Amperstunden zugef&uuml;hrt worden

-sein. Es ist allerdings denkbar, da&szlig; ein Akkumulator

-<span class="gesp">ein Mal</span> mehr Elektrizit&auml;t abgibt, als man bei der

-Ladung in ihn hineingeschickt hat, indem n&auml;mlich Blei

-und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten Entladung nicht

-in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.</p>

-

-<p>Da die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der Entladezeit

-im engsten Zusammenhange mit den Diffusionsvorg&auml;ngen

-steht, so kann man voraussagen, da&szlig; die

-&Auml;nderungen f&uuml;r die verschiedenen Systeme nicht die

-gleichen sind; bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) wird

-diese Abh&auml;ngigkeit nicht so gro&szlig; sein, wie bei pastierten

-Platten.</p>

-

-<p>Au&szlig;er von der Entladestromst&auml;rke h&auml;ngt die Kapazit&auml;t

-von der Dicke der aktiven Schicht, der S&auml;uredichte

-und von der Temperatur ab. Ist das Bleisuperoxyd

-und ebenso der Bleischwamm als sehr d&uuml;nner

-&Uuml;berzug auf einer gro&szlig;en Oberfl&auml;che verteilt, so kann

-die f&uuml;r die Bleisulfatbildung n&ouml;tige S&auml;ure leichter in

-das Innere eindringen, als wenn die wirksame Masse

-eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfl&auml;che bildet.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Der Forderung m&ouml;glichst d&uuml;nne Platten zu Verwenden, stehen

-folgende Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert

-sich, die Platten m&uuml;ssen eine gewisse mechanische Festigkeit

-haben, bei sehr d&uuml;nnen Platten ist nicht gen&uuml;gend Raum f&uuml;r

-die Aufnahme der Paste vorhanden, der Widerstand der Platten

-wird gr&ouml;&szlig;er.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p><span class="gesp">Die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der

-S&auml;uredichte</span> hat zuerst <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a

-id="FNanchor56"></a><a href="#Footnote56" class="fnanchor">[56]</a></span> n&auml;her

-untersucht.<span class="pagenum" id="Page67">[67]</span>

-Er fand, da&szlig; die Kapazit&auml;t, wenn man die S&auml;uredichte

-vergr&ouml;&szlig;ert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt;

-das Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von

-1,1. Nach <span class="gesp">Earle</span> ist die Kapazit&auml;t am gr&ouml;&szlig;ten, wenn

-die S&auml;uredichte etwa gleich 1,25 ist. Da bei dieser

-Dichte verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure (genauer bei 1,22) das

-Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so darf man die

-Kapazit&auml;t als eine Funktion des Leitungsverm&ouml;gens

-des Elektrolyten ansehen, ein Schlu&szlig;, der mit unseren

-fr&uuml;heren &Uuml;berlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien

-dringen eben um so tiefer in das Innere der aktiven

-Masse ein, die Umwandlung in Bleisulfat ist um

-so vollst&auml;ndiger, je besser die S&auml;ure leitet.</p>

-

-<p><span class="gesp">Der Einflu&szlig; der Temperatur auf die Kapazit&auml;t</span>

-ist ein nicht unerheblicher. Durch Messungen

-von <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor57"></a><a

-href="#Footnote57" class="fnanchor">[57]</a></span> ergab sich, da&szlig; die Kapazit&auml;t pro

-1&deg; Temperaturerh&ouml;hung innerhalb der Grenzen 14&deg; und

-45&deg; um 2,6% des der Temperatur 19&deg; entsprechenden

-Betrages stieg. Die Zunahme der Kapazit&auml;t mit der

-Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der Konzentrations&auml;nderungen

-(infolge gr&ouml;&szlig;erer Beweglichkeit

-der S&auml;ure), sowie durch die Zunahme des Leitungsverm&ouml;gens

-des <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor58"></a><a href="#Footnote58"

-class="fnanchor">[58]</a></span> erkl&auml;rt werden. In der

-Praxis kann man von der Kapazit&auml;tssteigerung durch

-Erw&auml;rmung der S&auml;ure schon aus dem Grunde keinen

-Gebrauch machen, weil sie eine vorzeitige Abnutzung

-der Platten zur Folge hat.</p>

-

-<p>Zu bemerken ist noch, da&szlig; bei einem Akkumulator,

-der mit Ruhepausen entladen wird, die Kapazit&auml;t eine

-andere ist, als bei einem Elemente, das mit gleicher

-Stromst&auml;rke ohne Unterbrechung beansprucht wird;<span class="pagenum" id="Page68">[68]</span>

-sind die Ruhepausen nicht so gro&szlig;, da&szlig; die Selbstentladung

-w&auml;hrend derselben merkliche Verluste verursacht

-(siehe <a href="#Page106">S. 106</a>), so ist die Kapazit&auml;t im ersteren

-Falle die gr&ouml;&szlig;ere.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="gesp">B. Albrecht</span> fand, da&szlig; bei Akkumulatoren mit positiven

-Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) eine merkliche Zunahme der Kapazit&auml;t

-infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist dieser

-Umstand der Selbstentladung w&auml;hrend der Ruhepausen zuzuschreiben.

-Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme der Kapazit&auml;t

-infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die

-prozentuale Zunahme um so bedeutender, je gr&ouml;&szlig;er die Entladestromst&auml;rke

-ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit

-Platten <span class="gesp">einer</span> Firma ausgef&uuml;hrt. (N&auml;heres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Kapazit&auml;t eines Akkumulators &auml;ndert sich im

-Laufe der Zeit. In der Regel nimmt sie zuerst zu,

-erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei ist zu

-beachten, da&szlig; verschiedene Fabriken die Platten in

-nicht fertig formiertem Zustande liefern, so da&szlig; in der

-ersten Zeit die Formation fortschreitet und die Aufnahmef&auml;higkeit

-steigt. Auch bei Platten, die soweit als m&ouml;glich

-in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazit&auml;t

-wachsen; es gilt dies besonders von positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten

-(s. Plant&eacute;-Formation). Andererseits kann

-die Kapazit&auml;t im Gebrauche geringer werden, weil aktive

-Masse aus dem Gitter herausf&auml;llt oder abbr&ouml;ckelt.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wenn man zwischen Kohlenelektroden verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure

-elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden

-zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen

-gleichsam abgerieben oder losgesprengt.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>&Uuml;ber die Kapazit&auml;tsabnahme infolge der Verbleiung

-siehe <a href="#Page132">Kap. 7</a>. Auch die Sulfatation hat einen R&uuml;ckgang

-der Kapazit&auml;t zur Folge (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>).</p>

-

-<p>Die Beschaffenheit der Elektroden &uuml;bt, wie

-P. <span class="nowrap">Schoop<a id="FNanchor59"></a><a href="#Footnote59"

-class="fnanchor">[59]</a></span> sagt, einen schwer kontrollierbaren Einflu&szlig;<span class="pagenum" id="Page69">[69]</span>

-auf die Kapazit&auml;t aus. Ist eine Batterie l&auml;ngere

-Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazit&auml;t geringer.

-Durch mehrmaliges Laden und Entladen mu&szlig;

-man dann die Platten auffrischen.</p>

-

-<p>Eine <span class="gesp">Kapazit&auml;tsprobe</span> wird bei der Abnahme

-einer gelieferten Batterie ausgef&uuml;hrt; auch empfiehlt

-es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man &uuml;ber den

-Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn

-sie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt worden ist. Die Pr&uuml;fung

-geschieht folgenderma&szlig;en: Die Batterie wird mit normaler

-Stromst&auml;rke (etwa der der f&uuml;nfst&uuml;ndigen Ladung

-entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung

-soll die Entladung beginnen. Man reguliert die Stromst&auml;rke

-so, da&szlig; sie den f&uuml;r die betreffende Entladezeit

-(z. B. f&uuml;nf Stunden) vorgeschriebenen Wert hat und h&auml;lt

-sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen

-(z. B. f&uuml;r den Betrieb von Motoren, oder f&uuml;r

-elektrolytische Zwecke), so schaltet man die Batterie

-auf einen regulierbaren Metall- oder Wasserwiderstand

-(der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem

-wegen der Schaumbildung, des Siedens der Fl&uuml;ssigkeit

-usw.). Am einfachsten bestimmt man die abgegebene

-Elektrizit&auml;tsmenge mittels eines Coulomb- oder

-Amperstundenz&auml;hlers; benutzt man hierf&uuml;r ein Amperemeter,

-so mu&szlig; man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten

-die Stromst&auml;rke ablesen. Durch ein mit den

-Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die

-Spannung gemessen. Der Versuch ist nat&uuml;rlich abzubrechen,

-wenn die untere Spannungsgrenze erreicht ist,

-d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10% der

-anf&auml;nglichen gesunken ist. &mdash; Aus fr&uuml;heren Betrachtungen

-ergibt sich &uuml;brigens, da&szlig; man durch eine einmalige

-Entladung ein zuverl&auml;ssiges Resultat nicht erhalten

-kann.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page70">[70]</span></p>

-

-<p>Hat man gefunden, da&szlig; die Kapazit&auml;t eines Akkumulators

-zur&uuml;ckgegangen ist, so ist es von Wichtigkeit

-zu wissen, ob die Ursache an der positiven oder an der

-negativen Elektrode liegt. Um dies zu pr&uuml;fen, bedient

-man sich der <span class="gesp">Fuchsschen Methode</span>; das Verdienst,

-diese in die Akkumulatorentechnik eingef&uuml;hrt

-zu haben, geb&uuml;hrt C. <span class="nowrap"><span class="gesp">Liebenow</span><a

-id="FNanchor60"></a><a href="#Footnote60" class="fnanchor">[60]</a>.</span> Man bedient sich

-bei dieser Methode einer sogen. <span class="gesp">Hilfselektrode</span>, am

-einfachsten eines amalgamierten Zinkst&auml;bchens oder am

-besten eines Kadmiumblechs; die <span class="nowrap">Me&szlig;elektrode<a

-id="FNanchor61"></a><a href="#Footnote61" class="fnanchor">[61]</a></span> taucht

-man so in die S&auml;ure ein, da&szlig; sie von m&ouml;glichst wenig

-Stromf&auml;den getroffen wird. Sie bildet in verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit

-dem Bleischwamm ein galvanisches Element. Die

-elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> betragen bei der

-gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte bei Beginn der Entladung</p>

-

-<table summary="elektromotorische Kr&auml;fte">

-

-<tr>

-<td class="center padr1">f&uuml;r</td>

-<td class="left">Zink</td>

-<td class="padl2">&nbsp;</td>

-<td class="center padl1 padr1">und</td>

-<td class="left">Bleisuperoxyd</td>

-<td class="right padl1 padr1">2,41</td>

-<td class="center padr0">Volt</td>

-<td class="left padl0">,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td>&nbsp;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">Bleischwamm</td>

-<td class="right padl1 padr1">0,40</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl0">,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td colspan="2" class="left">Kadmium</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">Bleisuperoxyd</td>

-<td class="right padl1 padr1">2,17</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl0">,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td colspan="2" class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">Blei</td>

-<td class="right padl1 padr1">0,16</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl0">.</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>e<sub>1</sub>&nbsp;- e<sub>2</sub> ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt,

-mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die elektromotorische Kraft des

-Akkumulators. Entnimmt man der Zelle Strom, so

-&auml;ndern sich e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> etwas, und es ist jetzt ihre

-Differenz gleich der Klemmenspannung, wenn der<span class="pagenum" id="Page71">[71]</span>

-innere Widerstand des Elementes so klein ist, da&szlig; man

-das Produkt i&nbsp;&middot; w vernachl&auml;ssigen kann.</p>

-

-<p>Man macht w&auml;hrend der Entladung eine gr&ouml;&szlig;ere

-Reihe von Messungen und tr&auml;gt die Werte von e<sub>1</sub> und

-e<sub>2</sub> sowie diejenigen f&uuml;r die Klemmenspannung auf Millimeterpapier

-nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit

-zu Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man

-erh&auml;lt so drei Kurven, die den Verlauf der Klemmenspannung

-und der elektromotorischen Kr&auml;fte der beiden

-Kombinationen</p>

-

-<table summary="Kombinationen">

-

-<tr>

-<td class="center padr1 br">Hilfselektrode</td>

-<td class="center padl1 padr1 br">verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure</td>

-<td class="center padl1">Bleisuperoxyd</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center padr1 br">&#8222;</td>

-<td class="center padl1 padr1 br">&#8222;</td>

-<td class="center padl1">Bleischwamm</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p class="noindent">anzeigen. Die elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>

-m&uuml;ssen sich bei fortschreitender Entladung einander

-allm&auml;hlich n&auml;hern, da die positive und die negative

-Platte einander &auml;hnlich werden. Bei gleicher Kapazit&auml;t

-der beiden Platten m&uuml;ssen offenbar die Kurven zur

-selben Zeit, n&auml;mlich wenn die Klemmenspannung anf&auml;ngt

-abzufallen, stark umbiegen, die eine nach unten, die

-andere nach oben.</p>

-

-<p>Nach <span class="gesp">Sieg</span> sind die positiven Platten entladen,

-sobald sie gegen Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die

-negativen, sobald sie gegen Kadmium &uuml;ber 0,2 Volt

-haben.</p>

-

-<p><span class="gesp">Liebenow</span> gelangt auf Grund seiner Beobachtungen

-zu der Regel, da&szlig; die Fuchssche Methode

-dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine

-wesentliche Verschiedenheit der Kapazit&auml;t beider

-Plattensorten anzeigt. Wenden sich dagegen die

-beiden Kurven (e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>) beim Herabgehen der

-Klemmenspannung gleichzeitig, so k&ouml;nnen positive und

-negative Platten die gleiche Kapazit&auml;t haben, es kann

-aber auch die der einen kleiner sein als die der

-anderen.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page72">[72]</span></p>

-

-<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Wirkungsgrad</span><a

-id="FNanchor62"></a><a href="#Footnote62" class="fnanchor">[62]</a>.</span> Nennt man die einem Elemente

-w&auml;hrend der Ladung zugef&uuml;hrte Elektrizit&auml;tsmenge,

-ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden (oder in Coulomb),

-Q<sub>1</sub> und die w&auml;hrend der Entladung von der

-Zelle abgegebene Elektrizit&auml;tsmenge Q<sub>2</sub>, so ist</p>

-

-<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">Q<sub>2</sub></span><span

-class="bottom">Q<sub>1</sub></span></span> der Wirkungsgrad.</p>

-

-<p>Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100,

-so erh&auml;lt man den Wirkungsgrad in Prozenten der

-hineingeladenen Elektrizit&auml;tsmenge.</p>

-

-<p>Da Q<sub>1</sub> und Q<sub>2</sub> von der Stromdichte, also auch von

-der Dauer der Ladung und Entladung, abh&auml;ngig sind,

-so empfiehlt es sich, mit derselben Stromdichte zu entladen,

-mit der geladen wurde (s. <a href="#Page60">Kapazit&auml;t</a>).</p>

-

-<p>Der Wirkungsgrad betr&auml;gt aus verschiedenen

-Gr&uuml;nden weniger als 100% (in der Praxis nimmt

-man 85-90% an). Stromverluste, die man bei Laboratoriumsversuchen

-auf 3-4% herunterdr&uuml;cken

-kann, werden zum Teil durch eine schwache w&auml;hrend

-der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung verursacht.

-Je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der Ladung ist, um so

-gr&ouml;&szlig;er ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um

-so gr&ouml;&szlig;er wird also auch der Bruchteil des Stromes,

-der f&uuml;r die Gasbildung nutzlos verwertet wird. Besonders

-w&auml;hrend der &#8222;&Uuml;berladung&#8223; (Ladung nach Beginn

-des &#8222;Kochens&#8223;) werden gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsmengen

-f&uuml;r die Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff

-verbraucht, die bei der Entladung nicht wiedergewonnen

-werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man

-daher von einer &Uuml;berladung absehen.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page73">[73]</span></p>

-

-<p>Kleine Verluste k&ouml;nnen auch dadurch verursacht

-werden, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung Teilchen der aktiven

-Masse durch die Gase abgekratzt oder losgesprengt

-werden.</p>

-

-<p>L&auml;&szlig;t man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt

-stehen, so erfolgt Selbstentladung, die eine

-Verringerung von Q<sub>2</sub> zur Folge hat. Je l&auml;nger also

-die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist,

-um so geringer wird der Wirkungsgrad.</p>

-

-<p id="Ref17"><span class="nowrap"><span class="gesp">Nutzeffekt</span><a id="FNanchor63"></a><a

-href="#Footnote63" class="fnanchor">[63]</a>.</span> Man versteht darunter den Quotienten,

-den man erh&auml;lt, wenn man die vom Akkumulator

-w&auml;hrend der Entladung abgegebene Energie

-(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator

-bei der vorhergegangenen Ladung zugef&uuml;hrte Energie (in

-Wattstunden) dividiert. Beispiel: Eine Zelle wurde mit

-50 Amper 4 Stunden lang geladen; die mittlere Ladespannung

-war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugef&uuml;hrte

-Energie w<sub>1</sub> betrug</p>

-

-<p class="equation">w<sub>1</sub> = 2,3&nbsp;. 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.</p>

-

-<p>Die Zelle wurde etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nach der Ladung

-mit 50 Amp. entladen; nach ungef&auml;hr 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden

-war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die mittlere

-Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund

-1,9 Volt betrug, so belief sich die vom Akkumulator

-abgegebene Leistung w<sub>2</sub> auf</p>

-

-<p class="equation">w<sub>2</sub> = 50&nbsp;. 3,75&nbsp;. 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.</p>

-

-<p>Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich</p>

-

-<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">w<sub>2</sub></span><span

-class="bottom">w<sub>1</sub></span></span> = <span class="horsplit"><span

-class="top">356,25</span><span class="bottom">460</span></span> = 0,77 oder 77%.</p>

-

-<p>Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer

-Stromdichte l&auml;dt und entl&auml;dt, einen Nutzeffekt von 90%<span class="pagenum" id="Page74">[74]</span>

-und noch mehr erzielen. Mit zunehmender Entladestromst&auml;rke

-nimmt der Quotient ab. In der Praxis

-rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%.

-[Auf die Rolle, die die zwischen Ladung und Entladung

-liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam gemacht

-worden.]</p>

-

-<p>Man k&ouml;nnte der Ansicht sein, da&szlig; der Nutzeffekt

-deshalb mit wachsender Entladestromst&auml;rke sinkt, weil

-bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte der innere Widerstand des Akkumulators

-zunimmt. Da&szlig; sich dieser mit der Stromst&auml;rke

-und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme

-von Elektrizit&auml;t etwas &auml;ndert, soll sp&auml;ter nachgewiesen

-werden. Einstweilen begn&uuml;gen wir uns mit der Bemerkung,

-da&szlig; der innere Widerstand auch kleiner

-Zellen in den verschiedenen Stadien der Ladung und

-Entladung und daher auch der Spannungsverlust im

-Elemente (i&nbsp;&middot; w) so klein ist, da&szlig; durch ihn der Nutzeffekt

-nur in geringem Ma&szlig;e beeinflu&szlig;t wird. Die

-Gr&uuml;nde, weshalb der Nutzeffekt weit unter 100% liegt,

-sind schon fr&uuml;her dargelegt worden; diese sind die

-Konzentrations&auml;nderungen und die Abh&auml;ngigkeit der

-elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Da&szlig; durch die Konzentrations&auml;nderungen, die sich sowohl bei

-der Ladung wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht

-werden, kann man sich auch folgenderma&szlig;en klar machen.

-Wenn man zwei Schwefels&auml;urel&ouml;sungen verschiedener Konzentration

-mischt, so wird W&auml;rme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander

-vermischten S&auml;uren getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied

-hergestellt werden, so mu&szlig; Arbeit aufgewendet werden. Da nun im

-Akkumulator durch den Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt

-und aufrecht erhalten wird, so mu&szlig; hierf&uuml;r elektrische Energie

-verbraucht werden. <span class="gesp">Dolezalek</span> leitet eine Formel f&uuml;r die betreffenden

-Energieverluste ab, aus der sich ergibt, da&szlig; der Nutzeffekt abh&auml;ngig

-ist von dem mechanischen Bau (Porosit&auml;t) der Platten, von

-der Leitf&auml;higkeit der Plattens&auml;ure, von der Stromst&auml;rke und von der

-Zeit. Beachtenswert ist, da&szlig; diese Energieverluste, ebenso wie die der<span class="pagenum" id="Page75">[75]</span>

-Jouleschen W&auml;rme entsprechenden der Leitf&auml;higkeit der S&auml;ure umgekehrt

-proportional sind. Da nun S&auml;ure vom spezifischen Gewicht 1,22

-(ca. 30% Schwefels&auml;ure) das Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so

-ist der Nutzeffekt bei dieser S&auml;uredichte am gr&ouml;&szlig;ten.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen,

-wenn man die Lade- und Entladekurve aufgenommen

-hat. W&auml;hlt man n&auml;mlich f&uuml;r die beiden Kurven dieselben

-Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen

-als Ordinaten), so schlie&szlig;en dieselben eine Fl&auml;che

-ein, die ein Ma&szlig; f&uuml;r die Energieverluste ist. Um dies

-zu beweisen, denken wir uns die Zeit in Abschnitte t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>

-... zerlegt, die so klein sind, da&szlig; man von der &Auml;nderung

-der Spannung w&auml;hrend eines jeden Intervalls absehen

-kann. Nennen wir die zugeh&ouml;rigen Spannungen

-bei der Ladung E<sub>1</sub>, E<sub>2</sub> ..., bei der Entladung e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub> ...,

-und bezeichnen wir die (konstante) Stromst&auml;rke, die

-bei der Ladung und Entladung die gleiche sein mu&szlig;,

-mit J, so ist die</p>

-

-<table class="dontwrap" summary="Ladungs- und Entladungsarbeit">

-

-<tr>

-<td class="left">Ladearbeit</td>

-<td class="center padl1 padr1">w&auml;hrend</td>

-<td class="center">der</td>

-<td class="center padl1 padr1">Zeit</td>

-<td class="center">t<sub>1</sub></td>

-<td class="center padl1 padr1">gleich</td>

-<td class="left">E<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">t<sub>2</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">E<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="left">Entladearbeit</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">t<sub>1</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">e<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">t<sub>2</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">e<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Der Energieverlust in der Zeit t<sub>1</sub> ist mithin (E<sub>1</sub> -

-e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub> oder proportional (E<sub>1</sub> -

-e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>. Durch dieses Produkt

-wird aber das der Zeit t<sub>1</sub> entsprechende St&uuml;ck

-der zwischen den beiden Kurven liegenden Fl&auml;che dargestellt

-usw.</p>

-

-<p>Der <span class="gesp">innere Widerstand</span> eines Akkumulators,

-der bei Pufferbatterien (s. <a href="#Page166">Kap. 9</a>) eine wichtige Rolle

-spielt, kann in drei Summanden zerlegt werden, n&auml;mlich

-in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen

-Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w<sub>p</sub>),

-denjenigen in der negativen Elektrode (w<sub>n</sub>) und den

-<span class="pagenum" id="Page76">[76]</span>Widerstand in der S&auml;ure zwischen den Elektroden (w<sub>s</sub>).

-Zu w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub> ist auch derjenige Widerstand zu rechnen,

-den die Elektrizit&auml;t in der in den Poren befindlichen

-S&auml;ure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst

-gleichen Umst&auml;nden bei <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platten einen anderen

-Wert haben als bei <span class="gesp">Faure</span>-Platten, &auml;ndern sich im

-Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr Bleisulfat

-n&auml;mlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen

-verteilt ist, um so gr&ouml;&szlig;er werden w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub>;

-ferner steigt bezw. sinkt die Konzentration der S&auml;ure

-in den Poren; endlich hat die Erzeugung von Joulescher

-W&auml;rme eine Temperaturerh&ouml;hung zur Folge. Auch mit

-dem Alter der Platten &auml;ndern sich die beiden Widerst&auml;nde

-(s. <a href="#Ref13">Lebensdauer</a>).</p>

-

-<p>w<sub>s</sub> ist ebenfalls variabel, da die Dichte der S&auml;ure

-zwischen den Platten (der &#8222;&auml;u&szlig;eren&#8223; S&auml;ure) w&auml;hrend

-der Ladung zunimmt und bei der Entladung sinkt;

-dies gilt besonders von denjenigen Schichten der S&auml;ure,

-die an die Oberfl&auml;chen der Platten grenzen; auch k&ouml;nnen

-Gase, die sich gegen Ende der Entladung entwickeln,

-eine Vergr&ouml;&szlig;erung von w<sub>s</sub> verursachen.</p>

-

-<p>Die Leitf&auml;higkeit einer Schwefels&auml;urel&ouml;sung &auml;ndert

-sich mit dem spezifischen Gewichte. Setzt man einer

-bestimmten Menge Wasser Schwefels&auml;ure in kleineren

-Quantit&auml;ten nach und nach zu, so findet man, da&szlig; das

-Leitungsverm&ouml;gen zuerst schnell, dann langsam w&auml;chst,

-sp&auml;ter aber wieder abnimmt; bei einer S&auml;uredichte

-von 1,224 ist das Leitungsverm&ouml;gen ein Maximum. Die

-betreffende L&ouml;sung enth&auml;lt etwa 30,5 Gewichtsprozente

-Schwefels&auml;ure; der spezifische Widerstand (Widerstand

-pro cm<sup>3</sup>) betr&auml;gt etwa 1,35 <span class="nowrap">Ohm<a

-id="FNanchor64"></a><a href="#Footnote64" class="fnanchor">[64]</a>.</span></p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page77">[77]</span></p>

-

-<p>Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen

-Zustande kann wie derjenige eines jeden anderen elektrolytischen

-Apparates bestimmt werden. Bei der einfachen

-Br&uuml;ckenschaltung mit den von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span> angegebenen

-Modifikationen (Wechselstr&ouml;me, Telephon) erh&auml;lt

-man besonders bei gr&ouml;&szlig;eren Zellen (bei solchen ist der

-Widerstand kaum ein Tausendstel Ohm gro&szlig;) wegen

-der &Uuml;bergangswiderst&auml;nde an den Klemmen keine genauen

-Resultate. Diese werden bei der Br&uuml;ckenschaltung

-von <span class="gesp">Matthiesen</span> und <span class="gesp">Hockin</span> eliminiert.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Angen&auml;hert (der Gr&ouml;&szlig;enordnung nach) kann man den inneren

-Widerstand folgenderma&szlig;en bestimmen. Man l&auml;dt das Element,

-dessen Widerstand man ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten

-Akkumulatoren unter Einschaltung eines Kurbelrheostats.

-Die Klemmen der Ladebatterie seien k<sub>1</sub> und k<sub>2</sub>, die daran befestigten

-Dr&auml;hte d<sub>1</sub> und d<sub>2</sub>. Legt man d<sub>1</sub> <span

-class="gesp">und</span> d<sub>2</sub> an k<sub>1</sub> (oder an k<sub>2</sub>), so gibt

-das zu untersuchende Element Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn

-der Ladung nur wenig verschieden von dem Ladestrom. Bei

-einiger &Uuml;bung kann man innerhalb eines Zeitraumes von einigen

-Sekunden laden, umschalten (also entladen) und die n&ouml;tigen Ablesungen

-an einem mit den Klemmen des Elementes verbundenen Voltmeter

-vornehmen. W&auml;hrend der Ladung ist</p>

-

-<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w<br />

-(e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)</p>

-

-<p class="noindent">und w&auml;hrend der Entladung ist</p>

-

-<p class="equation">e&#8242; = E - i&nbsp;&middot; w.</p>

-

-<p>Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angen&auml;hert)

-gleich 2wi.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators

-konstant w&auml;re, so k&ouml;nnte man w leicht w&auml;hrend

-der Ladung und Entladung bestimmen; denn dann w&auml;re</p>

-

-<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">e - E</span><span class="bottom">i</span></span>.</p>

-

-<p>Es w&uuml;rde gen&uuml;gen, &#8222;den Stromkreis f&uuml;r kurze

-Zeit zu &ouml;ffnen&#8223; und die Spannung, die das mit den<span class="pagenum" id="Page78">[78]</span>

-Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter anzeigt (E),

-abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden

-Kapitel hervorgeht, gehen die &Auml;nderungen der elektromotorischen

-Kraft schnell vor sich, so da&szlig; die Unterbrechungsmethode

-sehr unzuverl&auml;ssig ist. Will man

-den Widerstand einer Zelle w&auml;hrend des Stromdurchganges

-genau bestimmen, so kann man die Methode

-von <span class="nowrap"><span class="gesp">Uppenborn</span><a

-id="FNanchor65"></a><a href="#Footnote65" class="fnanchor">[65]</a></span>

-oder die von <span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Haagn</span>

-angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich von

-der gew&ouml;hnlichen Br&uuml;ckenmethode dadurch, da&szlig; zwei

-Widerst&auml;nde durch Kondensatoren ersetzt sind, au&szlig;erdem

-wird noch ein Hilfskondensator eingeschaltet,

-der verhindert, da&szlig; die Zelle Strom in die Br&uuml;ckenanordnung

-<span class="nowrap">sendet<a id="FNanchor66"></a><a href="#Footnote66"

-class="fnanchor">[66]</a>.</span> (Eine ausf&uuml;hrliche Beschreibung

-der verschiedenen Me&szlig;methoden findet man in dem

-bekannten Werke von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span>, Leitfaden

-der Physik.)</p>

-

-<p>Nach Messungen von <span class="gesp">Haagn</span> stieg der Widerstand

-einer kleinen Zelle w&auml;hrend der etwa f&uuml;nfst&uuml;ndigen Entladung

-von 0,018 bis 0,045 Ohm, w&auml;hrend der Ladung

-fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von

-<span class="gesp">H&auml;berlein</span> verh&auml;lt sich der Widerstand bei Beginn zu

-demjenigen am Ende der Ladung wie 17:24. <span class="gesp">Roloff</span>

-gibt f&uuml;r die Type 3&nbsp;&times; J<sub>1</sub> der Akkumulatoren-Fabrik

-Akt.-Ges. an, da&szlig; der Widerstand bei Beginn der Entladung

-0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Da die Konzentration der S&auml;ure in den Poren der wirksamen

-Masse von der Stromdichte abh&auml;ngig ist, so folgt erstens, da&szlig; bei

-schneller Entladung (gro&szlig;er Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)

-Widerstand gr&ouml;&szlig;er ist als bei langsamer Entladung und zweitens, da&szlig;

-der Spannungsabfall im Elemente (w&nbsp;&middot; J) nicht linear mit der Stromdichte

-w&auml;chst, sondern in einem etwas st&auml;rkeren Verh&auml;ltnisse.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p><span class="pagenum" id="Page79">[79]</span></p>

-

-<p>Wenn man Zellen von verschiedener Kapazit&auml;t, die

-aus Platten von derselben Konstruktion zusammengesetzt

-sind und S&auml;ure von derselben Dichte enthalten, mit

-gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das Produkt

-w&nbsp;&middot; J als konstant ansehen; denn in dem Ma&szlig;e, in

-dem w bei den gro&szlig;en Zellen abnimmt, w&auml;chst J.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote52"><a href="#FNanchor52"><span class="label">[52]</span></a>

-Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verd&uuml;nnte

-Schwefels&auml;ure zersetzt, so steigen an den Au&szlig;enseiten der Elektroden

-nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators

-wird dementsprechend an der Au&szlig;enseite der positiven und negativen

-Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.</p>

-

-<p id="Footnote53"><a href="#FNanchor53"><span class="label">[53]</span></a>

- Diese m&uuml;&szlig;te eigentlich als &#8222;Kapazit&auml;t&#8223; schlechthin bezeichnet

-werden.</p>

-

-<p id="Footnote54"><a href="#FNanchor54"><span class="label">[54]</span></a> E. T. Z. 1904, S. 587.</p>

-

-<p id="Footnote55"><a href="#FNanchor55"><span class="label">[55]</span></a> E. T. Z. 1897, S. 287.</p>

-

-<p id="Footnote56"><a href="#FNanchor56"><span class="label">[56]</span></a> E. T. Z. 1889, S. 88.</p>

-

-<p id="Footnote57"><a href="#FNanchor57"><span class="label">[57]</span></a> E. T. Z. 1901, S. 811.</p>

-

-<p id="Footnote58"><a href="#FNanchor58"><span class="label">[58]</span></a>

-Wenn man einen Elektrolyten erw&auml;rmt, so w&auml;chst das

-Leitungsverm&ouml;gen ziemlich stark.</p>

-

-<p id="Footnote59"><a href="#FNanchor59"><span class="label">[59]</span></a>

-<span class="gesp">P. Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>

-

-<p id="Footnote60"><a href="#FNanchor60"><span class="label">[60]</span></a>

-Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.</p>

-

-<p id="Footnote61"><a href="#FNanchor61"><span class="label">[61]</span></a>

-Liebenow empfiehlt als Me&szlig;elektrode eine kleine Zelle aus

-Ton (por&ouml;s), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte

-L&ouml;sung von Kadmiumsulfat in Akkumulatorens&auml;ure befindet. Ein

-durch einen Glasstab isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam.

-Man stellt die Zelle auf die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende

-mu&szlig; dann von der S&auml;ure benetzt werden. Die Anordnung entspricht

-einem Voltaschen Elemente, bei dem eine Elektrode in einer mit verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure angef&uuml;llten Tonzelle steht.</p>

-

-<p id="Footnote62"><a href="#FNanchor62"><span class="label">[62]</span></a>

-Was hier &#8222;Wirkungsgrad&#8223; genannt wird, wird von anderen

-Autoren als &#8222;G&uuml;teverh&auml;ltnis&#8223; bezeichnet, w&auml;hrend das Verh&auml;ltnis

-der entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten

-Energie vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.</p>

-

-<p id="Footnote63"><a href="#FNanchor63"><span class="label">[63]</span></a>

-Man vergleiche die <a href="#Footnote62">Fu&szlig;note</a> auf der vorigen Seite.</p>

-

-<p id="Footnote64"><a href="#FNanchor64"><span class="label">[64]</span></a>

-Man bezieht das Leitverm&ouml;gen (und den spezifischen Widerstand)

-der Elektrolyte auf eine S&auml;ule von 1 cm L&auml;nge und 1 qcm

-Querschnitt, also kurz auf 1 ccm.</p>

-

-<p id="Footnote65"><a href="#FNanchor65"><span class="label">[65]</span></a>

-N&auml;heres siehe <span class="gesp">Uppenborn</span>, Kalender f&uuml;r Elektrotechniker.</p>

-

-<p id="Footnote66"><a href="#FNanchor66"><span class="label">[66]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page80">[80]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Viertes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Ladung und Entladung.</span></h2>

-

-<p>Wir wollen zun&auml;chst das <span class="gesp">Verhalten</span> des Bleiakkumulators

-w&auml;hrend der Ladung und Entladung betrachten.</p>

-

-<p>1. <span class="gesp">Ladung</span>. In den ersten Minuten nach Beginn

-der Ladung, f&uuml;r die das in <a href="#Fig2">Fig. 2</a> (s. <a href="#Page26">S. 26</a>) gegebene

-Schaltungsschema gilt, steigt die Klemmenspannung des

-Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18 <span class="nowrap">Volt<a

-id="FNanchor67"></a><a href="#Footnote67" class="fnanchor">[67]</a>.</span>

-Oft beobachtet man, da&szlig; die Spannung im Anfange der

-Ladung zuerst steigt und dann wieder etwas abf&auml;llt, da&szlig;

-also das erste St&uuml;ck der Spannungskurve einen kleinen

-H&ouml;cker aufweist. W&auml;hrend des gr&ouml;&szlig;ten Teiles der

-Ladung w&auml;chst die Spannung nur ganz langsam bis zu

-2,2 Volt; gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller

-Anstieg der Kurve.</p>

-

-<p>Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an

-den Anoden schon etwas fr&uuml;her; sie ist zuerst schwach,

-dann lebhaft; der Akkumulator &#8222;kocht&#8223;. Die Klemmenspannung

-h&auml;ngt besonders w&auml;hrend der Gasbildung in

-hohem Ma&szlig;e von der Ladestromst&auml;rke ab (s. <a href="#Fig7">Fig. 7</a>);

-hat der Strom noch den der vierst&uuml;ndigen Ladung entsprechenden<span class="pagenum" id="Page81">[81]</span>

-Wert, so steigt die Spannung bis zu etwa

-2,7 Volt und ev. noch h&ouml;her.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig7">

-<p class="caption">Fig. 7.</p>

-<img src="images/illo07.png" alt="Klemmspannung" width="500" height="501"

-title="Anfang d. Ladung. Stromdichte ca. 0,6 Amp." />

-</div>

-

-<div class="figcenter" id="Fig8">

-<p class="caption">Fig. 8.</p>

-<img src="images/illo08.png" alt="Klemmspannung" width="600" height="389"

-title="Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,4 Amp.

-Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />

-</div>

-

-<p>In den <a href="#Fig7">Fig. 7</a> und <a href="#Fig8">8</a> ist der Verlauf der Klemmenspannung

-bei Beginn und gegen Ende der Ladung<span class="pagenum" id="Page82">[82]</span>

-graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5 Platten,

-2 positiven und 3 negativen (10 cm&nbsp;&times; 14 cm); die

-ersteren waren Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten. Die Stromdichte

-betrug zuerst etwa 0,6, sp&auml;ter etwa 0,4 Amp. pro

-Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.</p>

-

-<p>Die Stromdichte war verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig klein. Nach

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor68"></a><a

-href="#Footnote68" class="fnanchor">[68]</a></span> ist bei dreist&uuml;ndiger Entladung die Stromdichte

-bei positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten 1,3-1 Amp. pro

-1 dm<sup>2</sup>.</p>

-

-<p>Vereinzelte Gasblasen sieht man w&auml;hrend der ganzen

-Ladung emporsteigen. Die Gase, die sich entwickeln,

-sind die Elemente des Wassers, und zwar entweicht der

-Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den

-negativen Platten. Die st&auml;rkere Gasentwicklung ist ein

-Zeichen, da&szlig; der chemische Umsatz an den dem Strome

-zug&auml;nglichen Teilen der aktiven Masse nahezu vollendet

-ist. Hat man den Akkumulator mit der h&ouml;chsten zul&auml;ssigen

-Stromst&auml;rke geladen, so setzt man, sobald lebhafte

-Gasbildung erfolgt, den Strom auf die H&auml;lfte bis

-ein Drittel seiner bisherigen St&auml;rke herab.</p>

-

-<p>Die Klemmenspannung e w&auml;hrend der Ladung kann

-in zwei Summanden zerlegt werden; der eine Teil dient

-dazu, die Gegenspannung (die momentane elektromotorische

-Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere,

-den Ohmschen Widerstand w der Zelle zu &uuml;berwinden:</p>

-

-<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w.</p>

-

-<p>Man beobachtet oft, wie schon erw&auml;hnt wurde, da&szlig;

-kurze Zeit nach Beginn der Ladung die Potentialdifferenz

-der Klemmen etwas sinkt und dann wieder ansteigt.

-Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine &Auml;nderung<span class="pagenum" id="Page83">[83]</span>

-des Widerstandes zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, den der Strom in

-den Platten findet. W&auml;hrend der der Ladung vorausgegangenen

-Ruhepause bedecken sich die Elektroden

-wahrscheinlich mit einer sehr d&uuml;nnen Schicht von

-schlechtleitendem Bleisulfat (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Dieses

-wird, wenn die Ladung beginnt, in kurzer Zeit gel&ouml;st.

-Im &uuml;brigen wird durch die &Auml;nderung des inneren

-Widerstandes w&auml;hrend der Ladung die Klemmenspannung

-nur wenig beeinflu&szlig;t. Das anf&auml;ngliche schnelle und das

-sp&auml;tere langsame Wachsen der Klemmenspannung ist auf

-die &Auml;nderung der Konzentration der S&auml;ure in den Poren

-der wirksamen Masse und der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure zur&uuml;ckzuf&uuml;hren.

-Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den

-Poren S&auml;ure frei, die Konzentration (und damit die

-elektromotorische Kraft) steigt so lange, bis in jedem

-Zeitteilchen gerade soviel S&auml;ure durch Diffusion nach

-au&szlig;en gelangt, wie in den Poren durch den chemischen

-Umsatz erzeugt wird. Je gr&ouml;&szlig;er die Ladestromst&auml;rke

-ist, um so gr&ouml;&szlig;er wird der Unterschied der Konzentration

-der beiden S&auml;uren, um so gr&ouml;&szlig;er wird die Klemmenspannung.

-Die Differenz der beiden Konzentrationen

-k&ouml;nnen wir, wenn mit konstanter (nicht zu gro&szlig;er)

-Stromdichte geladen wird, als konstant ansehen; w&auml;chst

-also die Dichte der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure, so nimmt auch diejenige

-der S&auml;ure in den Poren zu.</p>

-

-<p>Gegen Ende der Ladung werden von den Platten

-Gase absorbiert, man spricht daher von einer &#8222;Gaspolarisation&#8223;.

-Da die Okklusionsf&auml;higkeit des Bleies

-nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die

-Gaspolarisation &uuml;berhaupt eine Rolle spielt. &Uuml;brigens

-kann man, wie wir gesehen haben, den starken Anstieg

-der Spannung gegen Ende der Ladung darauf zur&uuml;ckf&uuml;hren,

-da&szlig; der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und

-daher die Konzentration der Blei- und <span class="nowrap">Bleisuperoxydionen<a

-id="FNanchor69"></a><a href="#Footnote69" class="fnanchor">[69]</a></span><span class="pagenum" id="Page84">[84]</span>

-eine sehr geringe wird (siehe <a href="#Ref15">Theorie von

-<span class="gesp">Liebenow</span></a>).</p>

-

-<p>Verschiedene Firmen schreiben vor, da&szlig; die von

-ihnen gelieferten Akkumulatoren ab und zu nach Beginn

-der lebhaften Gasentwicklung noch l&auml;ngere Zeit, etwa

-2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der

-Zweck der <span class="gesp">&Uuml;berladung</span>, die im allgemeinen sch&auml;dlich

-ist, weil durch die entweichenden Gase Teilchen der

-aktiven Masse abgerissen werden, die ferner eine nicht

-unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge

-hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, da&szlig;

-einzelne Zellen einer Batterie aus irgend einem Grunde

-gegen die anderen &#8222;zur&uuml;ckbleiben&#8223;. Bei diesen Zellen

-erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat in Blei bezw.

-Bleisuperoxyd langsamer als bei den &uuml;brigen Elementen,

-die sich in normalem Zustande befinden. W&auml;hrend der

-&Uuml;berladung geht nun die chemische Umwandlung in den

-kranken Zellen noch weiter vor sich, so da&szlig; ihnen Gelegenheit

-gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden

-durch die w&auml;hrend der &Uuml;berladung entweichenden Gasblasen

-Str&ouml;mungen in der S&auml;ure hervorgerufen (die S&auml;ure

-wird aufgew&uuml;hlt), die eine Vermischung der unteren,

-dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur

-Folge haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen

-dadurch zustande, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung konzentrierte

-Schwefels&auml;ure zu Boden sinkt. (Die Konzentrationsunterschiede

-kann man leicht nachweisen, indem man

-mittels eines Hebers S&auml;ure aus den oberen und den

-unteren Schichten entnimmt und mittels des Ar&auml;ometers

-die Dichte mi&szlig;t.)</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page85">[85]</span></p>

-

-<p><span class="gesp">Die Stromdichte darf bei der Ladung

-einen gewissen oberen Grenzwert nicht

-&uuml;berschreiten</span>, weil sonst 1. die Umwandlung nur

-oder fast ausschlie&szlig;lich an der Oberfl&auml;che der Platten

-vor sich geht (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>), 2. die Ladespannung einen

-zu hohen Wert hat (s. <a href="#Ref17">Nutzeffekt</a>) und 3. infolge der

-schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden Volum&auml;nderungen

-sich der Zusammenhang zwischen der aktiven

-Masse lockern kann (s. auch <a href="#Page14">S. 14</a>, <a href="#Ref18">&Uuml;berschwefels&auml;ure</a>).</p>

-

-<p>Die gr&ouml;&szlig;te zul&auml;ssige Stromdichte h&auml;ngt von der

-wirksamen Oberfl&auml;che, von der Dicke der aktiven Schicht

-und von der Porosit&auml;t der Platten ab. Gew&ouml;hnlich betr&auml;gt

-<span class="gesp">der maximale Ladestrom</span> (wie er von den

-Fabriken angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte

-Teil der Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung angibt.

-Ist z. B. die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung

-120 Amperstunden, so ist die maximale Ladestromst&auml;rke

-gleich 40 Amp.</p>

-

-<p>Kennt man die <span class="gesp">maximale Ladestromst&auml;rke</span>

-nicht, so bestimme man die projizierte Oberfl&auml;che der

-Positiven; ist die L&auml;nge einer Platte a cm, die Breite

-b cm, so ist die Oberfl&auml;che einer Platte 2 a b cm<sup>2</sup>; pro

-Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="gesp">Eine untere Grenze f&uuml;r die Ladestromst&auml;rke gibt

-es nicht</span>; im Gegenteil, je kleiner die Stromst&auml;rke, um so g&uuml;nstiger

-die &Ouml;konomie, um so gr&uuml;ndlicher erfolgt der chemische Umsatz.

-Besonders wenn Zellen zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder

-einige Zeit in entladenem Zustande gestanden haben, ist ihnen eine

-Ladung mit schwachem Strome von Nutzen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>&Uuml;ber die <span class="gesp">Ladung</span> von Akkumulatoren bei <span class="gesp">konstanter

-Spannung</span> hat <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor70"></a><a

-href="#Footnote70" class="fnanchor">[70]</a></span> eingehende Versuche

-ausgef&uuml;hrt.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page86">[86]</span></p>

-

-<p>Einer Reihe von Ladungen mit (angen&auml;hert) konstanter

-Stromst&auml;rke, wie sie f&uuml;r drei- bis vierst&uuml;ndige

-Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von normalen Ladungen,

-folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4 Volt,

-sp&auml;ter von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anf&auml;ngliche

-Stromst&auml;rke eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig sehr gro&szlig;e, sie

-sinkt aber schnell. Die Zellen nehmen in jedem Augenblicke

-diejenige Elektrizit&auml;tsmenge auf, die ihrem

-momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn

-der Ladung ist die Aufnahmef&auml;higkeit der Zelle eine

-sehr gro&szlig;e. Es ergab sich, da&szlig; &#8222;der Nutzeffekt beim

-Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt

-und einer Ladezeit von etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nicht sehr

-wesentlich ung&uuml;nstiger ausf&auml;llt, als man ihn bei 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>-

-bis 4st&uuml;ndigen Ladungen und 3st&uuml;ndigen Entladungen

-mit konstantem Strome erzielt&#8223;. Ferner fand <span class="gesp">Heim</span>,

-da&szlig; durch eine 1<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei konstanter

-Spannung von 2,4 Volt die Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt

-dagegen fast so weit geladen werden, wie durch 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige

-Ladungen mit konstanter Stromst&auml;rke. Durch

-<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die H&auml;lfte,

-durch <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndiges Laden mit 2,5 Volt zwei Drittel

-der beim Laden mit konstanter Stromst&auml;rke erzielten

-Kapazit&auml;t. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war

-fast so g&uuml;nstig wie bei der Ladung mit konstanter

-Stromst&auml;rke.</p>

-

-<p>Von der Ladung mit konstanter Spannung wird

-man aber nur in Ausnahmef&auml;llen Gebrauch machen,

-wohl nur dann, wenn die Zeit, die f&uuml;r die Ladung zur

-Verf&uuml;gung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung

-die schnellere Abnutzung der Platten und

-vielfach auch der hohe Betrag der anf&auml;nglichen Stromst&auml;rke

-im Wege steht. War doch die Stromst&auml;rke bei

-Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal gr&ouml;&szlig;er als<span class="pagenum" id="Page87">[87]</span>

-der h&ouml;chste zul&auml;ssige <span class="nowrap">Ladestrom<a

-id="FNanchor71"></a><a href="#Footnote71" class="fnanchor">[71]</a></span> und zwar bei einer

-Type &#8222;f&uuml;r starke Entladung&#8223;.</p>

-

-<p>2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen

-<span class="gesp">Stromquellen</span> besch&auml;ftigen, die <span class="gesp">f&uuml;r die Ladung</span>

-von Akkumulatoren in Betracht kommen.</p>

-

-<p>Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn

-vorhanden ist ein a) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Gleichstromnetz</span>.

-Da die positive Leitung an den positiven

-Pol der Batterie anzuschlie&szlig;en ist, so mu&szlig; man in

-zweifelhaften F&auml;llen zun&auml;chst die Polarit&auml;t der Leitungen

-bestimmen. Am einfachsten benutzt man die elektrochemische

-Methode: Man kann z. B. einen Wasserzersetzungsapparat

-mit den Dr&auml;hten des Netzes verbinden,

-wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand

-der Strom abzuschw&auml;chen ist; diejenige Elektrode, an

-der die Gasentwickelung am st&uuml;rmischsten erfolgt, ist

-mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt

-man f&uuml;r die Bestimmung der Polarit&auml;t <span class="nowrap">Polreagenzpapier<a

-id="FNanchor72"></a><a href="#Footnote72" class="fnanchor">[72]</a>.</span>

-Dieses wird vor dem Gebrauche mit Wasser

-angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage (die

-Tischplatte) gelegt. Die Enden der Dr&auml;hte, deren

-Polarit&auml;t man bestimmen will, dr&uuml;ckt man gegen das

-Papier; dieses f&auml;rbt sich, wenn es mit der L&ouml;sung eines

-Alkalisalzes (+ Phenolphtale&iuml;n) impr&auml;gniert ist, an

-derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte

-ber&uuml;hrt wird, rot.</p>

-

-<p>Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet

-oder gruppenweise (z. B. die H&auml;lfte) hintereinander

-und die Gruppen parallel schaltet, h&auml;ngt von

-der zur Verf&uuml;gung stehenden Netzspannung ab. Betr&auml;gt<span class="pagenum" id="Page88">[88]</span>

-z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als

-Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man

-<span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">2,7</span></span>

-= 41 Zellen in Hintereinanderschaltung laden. Soll eine

-gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Zellen geladen werden, handelt es

-sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden je 40 Zellen

-in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,

-zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die

-beiden positiven Pole durch einen Draht miteinander

-und ebenso die beiden negativen; an die beiden Verbindungsdr&auml;hte

-wird die Netzleitung angeschlossen

-(siehe auch <a href="#Page97">S. 97</a>).</p>

-

-<p>In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter

-und einen ver&auml;nderlichen Widerstand ein. Je

-gr&ouml;&szlig;er die Spannung des Netzes und je kleiner die

-Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so gr&ouml;&szlig;er mu&szlig;

-der Rheostat sein.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromst&auml;rke

-15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn

-der Ladung rund 2 Volt betr&auml;gt, so m&uuml;ssen in dem Vorschaltwiderstand

-110 - 40 = 70 Volt erdrosselt werden. Der Spannungsabfall

-in einem Widerstande von w Ohm betr&auml;gt aber, wenn ein Strom von

-i Amper durch den Widerstand flie&szlig;t, w&nbsp;&middot; i Volt. Mithin mu&szlig; der

-Vorschaltwiderstand <span class="horsplit"><span class="top">70</span><span

-class="bottom">15</span></span> = 4,7 Ohm haben. Ist er etwas kleiner, so

-schadet das weiter nichts, da die Gegenspannung jeder Zelle in ganz

-kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. &mdash;</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Will man mit konstanter Stromst&auml;rke laden, so

-mu&szlig; man von Zeit zu Zeit einen Teil des Vorschaltwiderstandes

-<span class="nowrap">abschalten<a id="FNanchor73"></a><a href="#Footnote73" class="fnanchor">[73]</a>.</span></p>

-

-<p>Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen

-und die Netzspannung hoch ist, so kann man statt

-eines Kurbelrheostates Gl&uuml;hlampen als Vorschaltwiderstand<span class="pagenum" id="Page89">[89]</span>

-benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen

-f&uuml;r 110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also

-bei normalem Stromdurchgang einen Widerstand von

-etwa 220 Ohm (der Widerstand des Kohlefadens nimmt

-mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher

-Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand

-von <span class="horsplit"><span class="top">220</span><span class="bottom">n</span></span> Ohm; je gr&ouml;&szlig;er man also n macht, um

-so st&auml;rker wird der Ladestrom. Das Schaltungsschema

-ist in <a href="#Fig9">Fig. 9</a> dargestellt: <i>L</i><sub>1</sub> und <i>L</i><sub>2</sub> sind die Dr&auml;hte der

-Starkstromleitung, <i>L.W.</i> ist der Lampenwiderstand,

-<i>B</i> die Batterie.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig9">

-<p class="caption">Fig. 9.</p>

-<img src="images/illo09.png" alt="Schaltung" width="500" height="350" />

-</div>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von

-Zellen, so ist die Stromentnahme aus einem Netze h&ouml;herer Spannung

-nicht &ouml;konomisch, da der gr&ouml;&szlig;te Teil der entnommenen Energie in

-dem Vorschaltwiderstand nutzlos in W&auml;rme umgesetzt wird.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>b) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Wechselstromnetz.</span>

-Wechselstrom kann man f&uuml;r die Ladung einer Batterie

-nicht verwenden. Es mu&szlig; also entweder eine Umformung

-in Gleichstrom erfolgen, oder es mu&szlig; die eine<span class="pagenum" id="Page90">[90]</span>

-H&auml;lfte einer jeden Stromwelle unterdr&uuml;ckt bezw. stark

-geschw&auml;cht werden.</p>

-

-<p>Die Umformung erfolgt entweder in einem <span class="gesp">Motorgenerator</span>

-(Motordynamo) oder in einem <span class="gesp">Einanker-Umformer</span>

-(auch rotierender Umformer genannt). Ersterer

-besteht aus einem Wechselstrommotor und einer

-von diesem angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer

-ist eine Dynamomaschine, deren Anker auf der einen

-Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit einem

-Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung

-eines Motorgenerators gew&auml;hrt den Vorteil, da&szlig; man

-die Spannung der Gleichstrommaschine in einfacher

-Weise regulieren kann, w&auml;hrend eine &Auml;nderung der

-Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer

-zwar m&ouml;glich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist n&auml;mlich

-das Verh&auml;ltnis zwischen der eingeleiteten Wechselspannung

-und der von den B&uuml;rsten abgenommenen Gleichstromspannung

-ein <span class="nowrap">festes<a id="FNanchor74"></a><a href="#Footnote74"

-class="fnanchor">[74]</a>,</span> und zwar geben theoretisch

-bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugef&uuml;hrte

-(effektive) Spannung 141 Volt (100:<span class="nowrap">&#8730;<span

-class="bt"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub></span>)</span> Gleichstromspannung

-und bei Drehstrom-Gleichstromumformern

-entsprechen 100 Volt Spannung zwischen zwei Schleifringen

-(Phasenstromspannung) 163 Volt (100:<span class="nowrap"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>&#8730;<span

-class="bt"><sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub></span>)</span> an

-den B&uuml;rsten.</p>

-

-<p>Als &#8222;<span class="gesp">Gleichrichter</span>&#8223; kann auch die <span class="gesp">Quecksilberdampflampe</span>

-von <span class="gesp">Cooper Hewitt</span> benutzt

-werden, die u. a. von der Firma Her&auml;us in Hanau auf

-den Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen

-Elektroden (z. B. zwischen Eisen und

-einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen her,<span class="pagenum" id="Page91">[91]</span>

-so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom

-Eisen zur Kohle) &uuml;ber als im anderen <span class="nowrap">Sinne<a

-id="FNanchor75"></a><a href="#Footnote75" class="fnanchor">[75]</a>.</span> Bei

-der Quecksilberdampflampe sind die Elektroden Eisen

-und Quecksilber. In der Physikal.-Techn. Reichsanstalt

-wurden eingehende Versuche und zwar durchaus zufriedenstellende

-mit diesem Gleichrichter angestellt, die

-sich auf Einphasen- und Drehstrom <span class="nowrap">bezogen<a

-id="FNanchor76"></a><a href="#Footnote76" class="fnanchor">[76]</a>.</span> Es ergab

-sich, da&szlig; der Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und

-bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug. Betr&auml;gt also die Netzspannung

-150 Volt, so betr&auml;gt der Energieverlust bei

-10,5 Amp. Stromst&auml;rke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters

-besteht auch darin, da&szlig; er ohne

-Beaufsichtigung (w&auml;hrend der Nacht) im Betrieb bleiben

-kann.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">elektrolytischen Umformer</span>, welche

-die Umwandlung von Wechselstrom in pulsierenden

-Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.

-Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder

-Platin-)elektrode und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure (oder

-einer L&ouml;sung der Sulfate der Alkalien oder des Alauns)

-einen elektrolytischen Apparat, so flie&szlig;t bei Verwendung

-von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen

-Betrag nicht &uuml;bersteigt, nur dann Strom durch

-die Zelle, wenn Aluminium die negative Elektrode ist

-(unipolare Elektrode). Man nimmt an, da&szlig; sich bei

-der umgekehrten Richtung das SO<sub>4</sub> mit Aluminium zu

-einer sehr d&uuml;nnen unl&ouml;slichen Schicht von basischem

-Aluminiumsulfat verbindet, das den elektrischen Strom

-nicht <span class="nowrap">leitet<a id="FNanchor77"></a><a href="#Footnote77"

-class="fnanchor">[77]</a>.</span> Nachdem also eine geringe Elektrizit&auml;tsmenge<span class="pagenum" id="Page92">[92]</span>

-durch den Apparat geflossen ist, wird die

-Zelle zu einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend

-gro&szlig;e Anzahl der Zellen hintereinander und

-verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,

-so wird von jeder Stromwelle die H&auml;lfte unterdr&uuml;ckt

-und man erh&auml;lt pulsierenden <span class="nowrap">Gleichstrom<a

-id="FNanchor78"></a><a href="#Footnote78" class="fnanchor">[78]</a>.</span></p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig10">

-<p class="caption">Fig. 10.</p>

-<img src="images/illo10.png" alt="Schaltung" width="450" height="502" />

-</div>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page93">[93]</span></p>

-

-<p>Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes

-ausgenutzt werden, so wendet man die in

-<a href="#Fig10">Fig. 10</a> angegebene Schaltung an. Ist die Klemme

-<i>K</i><sub>1</sub> der Wechselstrommaschine die positive, so geht

-der Strom durch die Zelle <i>2</i>, durch die zu ladende

-Batterie <i>B</i>, durch die Zelle <i>3</i> zur Maschine zur&uuml;ck;

-ist <i>K</i><sub>2</sub> positiv, so geht der Strom durch die Zellen

-<i>4</i> und <i>1</i>. F&uuml;r 110 Volt Wechselstrom gen&uuml;gen

-4 Zellen.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig11">

-<p class="caption">Fig. 11.</p>

-<img src="images/illo11.png" alt="Schaltung" width="400" height="469" />

-</div>

-

-<p>c) <span class="gesp">Laden mittels einer Gleichstrommaschine.</span>

-Am besten eignet sich die Nebenschlu&szlig;maschine.

-Eine solche (mit 2 Polen) ist in <a href="#Fig11">Fig. 11</a><span class="pagenum" id="Page94">[94]</span>

-schematisch dargestellt. Der im Anker <i>A</i> erzeugte

-Strom teilt sich hinter der positiven B&uuml;rste; ein kleiner

-Teil (<i>i</i>) flie&szlig;t durch die zahlreichen Windungen des

-linken Elektromagnetschenkels, durch den Regulierwiderstand

-<i>R</i>, die Windungen auf der rechten Seite

-und endlich durch die B&uuml;rste <i>B</i><sub>2</sub> zum Anker zur&uuml;ck.

-Der Hauptstrom <i>J</i> flie&szlig;t durch die Akkumulatorenbatterie,

-deren positiver Pol mit der positiven B&uuml;rste

-verbunden sein mu&szlig;.</p>

-

-<p>Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung

-den Widerstand in <i>R</i> (durch Drehen der

-Kurbel), so w&auml;chst <i>i</i>, der Erregerstrom, und es wird, falls

-die Feldmagnete nicht schon vorher ges&auml;ttigt waren, das

-magnetische Feld verst&auml;rkt, so da&szlig; die elektromotorische

-Kraft der Maschine steigt. Umgekehrt kann

-man durch Vergr&ouml;&szlig;erung von <i>R</i> die elektromotorische

-Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates

-die Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator.

-Die Spannungsregulierung kann in ziemlich

-weiten Grenzen vorgenommen werden.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wir wollen annehmen, da&szlig; die Tourenzahl der Maschine, wie

-es meistens zutrifft, nicht ver&auml;ndert werden kann. Man kann dann

-nur durch Verst&auml;rkung des Erregerstromes die Spannung steigern,

-nat&uuml;rlich nur so lange, bis die Elektromagnete ges&auml;ttigt sind. Im

-allgemeinen wird nun die Maschine so gebaut, da&szlig; ihre Feldmagnete

-bei der normalen Spannung (z. B. 110 Volt) nahezu ges&auml;ttigt sind.

-Soll eine Nebenschlu&szlig;maschine also zeitweise eine wesentlich

-h&ouml;here Spannung, als man sie gew&ouml;hnlich von ihr verlangt, liefern,

-so mu&szlig; der Magnetismus der Feldmagnete bei der normalen Spannung

-noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d. h. das

-Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollst&auml;ndig ausgenutzt, die

-Maschine ist also verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig teuer.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Gr&uuml;nde, weshalb sich die Nebenschlu&szlig;maschine

-f&uuml;r die Ladung von Akkumulatoren besonders eignet,

-sind folgende. Da die Klemmenspannung eines Akkumulators<span class="pagenum" id="Page95">[95]</span>

-w&auml;hrend der Ladung um 30-40% <span class="nowrap">steigt<a

-id="FNanchor79"></a><a href="#Footnote79" class="fnanchor">[79]</a>,</span>

-so mu&szlig;, wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand

-den Strom zuerst abschw&auml;chen will, die elektromotorische

-Kraft der Lademaschine allm&auml;hlich erh&ouml;ht

-werden, was, wie schon gezeigt, bei der Nebenschlu&szlig;maschine,

-ohne da&szlig; man die Tourenzahl &auml;ndert, leicht

-geschehen kann. Nehmen wir ferner an, da&szlig; die elektromotorische

-Kraft der Maschine aus irgend einem

-Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens, pl&ouml;tzlich

-so stark sinkt, da&szlig; sie kleiner wird als die Spannung

-der Batterie, die geladen wird; es schickt dann die

-Batterie Strom in die <span class="nowrap">Maschine<a id="FNanchor80"></a><a

-href="#Footnote80" class="fnanchor">[80]</a>.</span> Man erkennt nun

-leicht, wenn man die <a href="#Fig11">Fig. 11</a> betrachtet, da&szlig; der durch

-die Elektromagnetwickelung flie&szlig;ende Akkumulatorenstrom

-dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine

-selbst vor Eintritt der St&ouml;rung in den Nebenschlu&szlig;

-geschickte Strom. Die Feldmagnete &auml;ndern also ihre

-Polarit&auml;t nicht, sie werden nicht <span class="nowrap"><span

-class="gesp">umpolarisiert</span><a id="FNanchor81"></a><a href="#Footnote81" class="fnanchor">[81]</a>,</span>

-und es beh&auml;lt daher auch die im Anker induzierte elektromotorische

-Kraft ihre Richtung bei; sie ist mithin

-stets der elektromotorischen Kraft der Batterie entgegengesetzt

-gerichtet. H&ouml;rt die St&ouml;rung auf, so w&auml;chst

-die induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine

-schickt wieder Strom in die Batterie.</p>

-

-<p>Wie sich die Ladung gestaltet, h&auml;ngt von verschiedenen

-Faktoren ab. Es soll nur ein bestimmter, in

-der Praxis h&auml;ufig vorkommender Fall besprochen werden.<span class="pagenum" id="Page96">[96]</span>

-Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die Anzahl

-der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlu&szlig;maschine

-m&ouml;ge bis zu 150 Volt erh&ouml;ht werden k&ouml;nnen.

-Die Steigerung der Spannung um 40 Volt wird nun

-nicht allein durch Vergr&ouml;&szlig;erung der Feldst&auml;rke des

-Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der

-Ankerr&uuml;ckwirkung bewirkt. Da aber die Ankerreaktion

-von der Ankerstromst&auml;rke abh&auml;ngig ist, so ist man

-gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserh&ouml;hung

-zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern.

-&mdash; Bevor man die Dynamo auf die Batterie

-schaltet, mi&szlig;t man die Klemmenspannung der Batterie,

-diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo

-(mittels des Nebenschlu&szlig;regulators) so, da&szlig; ihre

-Spannung um einige Volt h&ouml;her ist als E und verbindet

-(durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit

-der Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters

-wird die elektromotorische Kraft der Maschine derartig

-reguliert, da&szlig; der gew&uuml;nschte Ladestrom zustande

-kommt. Im Verlaufe der Ladung mu&szlig; von Zeit zu

-Zeit eine Nachregulierung erfolgen.</p>

-

-<p>Bei den angenommenen Verh&auml;ltnissen kann die ganze

-Batterie so lange geladen werden, bis die Spannung

-pro Zelle <span class="horsplit"><span class="top">150</span><span class="bottom">60</span></span>

-= 2,5 Volt betr&auml;gt. Will man bis zu

-2,7 Volt laden, so m&uuml;ssen einige Zellen abgeschaltet

-werden (s. <a href="#Ref19">Zellenschalter</a>).</p>

-

-<p>Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die f&uuml;r

-den normalen Betrieb n&ouml;tige Spannung (z. B. 110 Volt)

-liefern kann, so wird in vielen F&auml;llen eine <span class="gesp">Zusatzdynamo</span>

-verwendet, die mit der Hauptmaschine in

-Reihe geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert.

-Meistens wird die Zusatzdynamo durch einen Elektromotor

-angetrieben, dem Strom aus dem Netze zugef&uuml;hrt wird.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page97">[97]</span></p>

-

-<p>Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und

-die Hauptmaschine nur die f&uuml;r die Speisung der

-Lampen und Motoren n&ouml;tige Spannung liefert, so kann

-man die Batterie <span class="gesp">in zwei H&auml;lften laden</span> (s. <a href="#Page88">S. 88</a>).

-Hierbei mu&szlig; eventuell ein Teil der Maschinenspannung

-in einem Vorschaltwiderstand get&ouml;tet werden, dessen

-Gr&ouml;&szlig;e man allm&auml;hlich verringert. Sobald die Ladung

-der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen

-wieder hintereinander geschaltet.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die Ladung in zwei H&auml;lften ist mit gr&ouml;&szlig;eren Energieverlusten

-verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung

-aus 62 Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt,

-so m&uuml;ssen durchschnittlich (110 - 31&nbsp;. 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt

-werden, so da&szlig; 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im

-Vorschaltwiderstand in W&auml;rme umgesetzt werden. Die Ladung mit

-Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.</p>

-

-<p>Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine.

-Rechnen wir den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der

-Zusatzmaschine zu 85%, so ist der Wirkungsgrad des Aggregates

-gleich 0,85&nbsp;. 0,85 = 0,7225. Der Energieverlust betr&auml;gt also bei

-unseren Annahmen 27<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>% der dem Aggregate zugef&uuml;hrten Energie.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Eine <span class="gesp">Schaltung</span>, die fast die ganze Netzspannung

-auszunutzen gestattet, hat <span class="gesp">Micka</span> angegeben. Angenommen,

-es sollen bei 110 Volt Netzspannung 63 Zellen

-geladen werden. Aus diesen werden drei gleich gro&szlig;e

-Gruppen gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen

-wollen. Die Zellen jeder Gruppe werden in Reihe und

-die beiden Gruppen II und III parallel geschaltet.

-Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet,

-so da&szlig; die f&uuml;r 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden

-sein mu&szlig;. Gruppe I erh&auml;lt also den vollen

-Ladestrom J, w&auml;hrend II und ebenso III mit dem Strome

-<span class="horsplit"><span class="top">J</span><span class="bottom">2</span></span>

-geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten<span class="pagenum" id="Page98">[98]</span>

-Gruppe fr&uuml;her geladen als die anderen. Nach Abschaltung

-von I werden II und III hintereinander

-geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines

-Widerstandes n&ouml;tig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten

-laden, indem man z. B. zuerst unter Vorschaltung

-eines Widerstandes Gruppe I und II in

-Serie l&auml;dt, dann I und III und zuletzt II und III.

-(Siehe E. T. Z. 1908, S. 943).</p>

-

-<p>d) <span class="gesp">Ladung mittels der Thermos&auml;ule.</span> Die

-Verwendung der Thermos&auml;ule f&uuml;r die Ladung von

-Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich

-um eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das

-Verfahren ist h&ouml;chst einfach, billig und m&uuml;helos: ein

-Vorschaltwiderstand ist &uuml;berfl&uuml;ssig; die Einschaltung

-eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer Beaufsichtigung

-bedarf die Ladung nicht, man kann die

-Ladung auch w&auml;hrend der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch

-betr&auml;gt pro Stunde <sup>1</sup>&#8260;<sub>5</sub> bis <sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Kubikmeter

-(f&uuml;r etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte

-geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine

-gr&uuml;ndliche.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die <span class="gesp">G&uuml;lcher</span>sche Thermos&auml;ule besteht aus 66 hintereinander

-geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend

-etwas h&ouml;her als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck

-auf einer etwas geringeren H&ouml;he halten. Es ist jedoch nicht n&ouml;tig,

-einen Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,

-einzuschalten. Nach dem Anz&uuml;nden der Gasfl&auml;mmchen, das nicht

-sofort nach &Ouml;ffnung des Gashahnes, sondern erst etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub> Minute

-sp&auml;ter geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,

-dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von

-ca. 3,7 Volt (am Abend). Der innere Widerstand der S&auml;ule betr&auml;gt

-rund 0,7 Ohm. Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten

-nach dem Anz&uuml;nden der Gasflammen mit den Polen der Thermos&auml;ule

-(+ mit +, - mit -), weil sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang

-Strom abgibt. Wenn man sich vergewissern will, ob der Akkumulator

-auch wirklich Strom aufnimmt, so schaltet man ein Ampermeter<span class="pagenum" id="Page99">[99]</span>

-<span class="nowrap">ein<a id="FNanchor82"></a><a href="#Footnote82"

-class="fnanchor">[82]</a>.</span> Bei Beginn der Ladung gibt die Thermos&auml;ule einen

-Strom von rund 2 Amper ab, sp&auml;ter geht die Stromst&auml;rke etwas

-zur&uuml;ck.</p>

-

-<p>Sind mehrere Zellen zu laden, so mu&szlig; man diese parallel

-schalten, da die Spannung der Thermos&auml;ule schon f&uuml;r die Ladung

-von zwei in Reihe geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser

-Stelle die Bemerkung eingeschoben, da&szlig; man <span class="gesp">bei der Parallelschaltung</span>

-der Zellen <span class="gesp">keine Gewi&szlig;heit</span> hat, <span class="gesp">da&szlig; alle Zellen

-Strom</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">aufnehmen</span><a id="FNanchor83"></a><a

-href="#Footnote83" class="fnanchor">[83]</a>.</span>

-Ist bei einer Zelle Sulfatierung erfolgt

-(s. <a href="#Page112">S. 112</a>), ihr Widerstand also sehr gro&szlig;, oder ist ein Kontakt mangelhaft,

-oder ein Verbindungsdraht durchgebrochen o. dgl., so nimmt die

-Zelle keinen oder doch nur einen ganz schwachen Strom auf. Um

-sich zu vergewissern, ob in alle Elemente Strom flie&szlig;t, verbinde man

-f&uuml;r einen Augenblick jede Zelle einzeln mit der Thermos&auml;ule (Einschaltung

-eines Ampermeters). Gegen Ende der Ladung sieht man

-zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase entwickeln.</p>

-

-<p>Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator

-ab, dann <span class="gesp">bl&auml;st man die Gasfl&auml;mmchen aus</span> und dreht

-den Gashahn zu. Wenn man das Ausblasen unterl&auml;&szlig;t, erfolgt meistens

-eine Explosion, die der Thermos&auml;ule schaden kann.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man,

-bevor er gef&uuml;llt ist, die Ladung unterbricht, ihm Strom

-entnimmt und sp&auml;ter die Ladung fortsetzt (s. jedoch

-<a href="#Page132">Kap. 7</a>). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h.

-ihm Strom zuf&uuml;hren, ohne da&szlig; er vorher ersch&ouml;pft war.</p>

-

-<p>e) Wenn keine der vorher erw&auml;hnten Stromquellen

-f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren zur Verf&uuml;gung steht,

-so mu&szlig; man seine Zuflucht zu <span class="gesp">galvanischen Elementen</span>

-nehmen.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische

-Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand

-ziemlich gro&szlig; ist. Man mu&szlig; mindestens drei Elemente hintereinander<span class="pagenum" id="Page100">[100]</span>

-schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: <span class="nowrap">Zink<a

-id="FNanchor84"></a><a href="#Footnote84" class="fnanchor">[84]</a></span> in verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure (ca. 10%), Kohle in Salpeters&auml;ure. Das Element

-hat eine elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere

-Widerstand betr&auml;gt bei den Elementen mittlerer Gr&ouml;&szlig;e 0,1 bis 0,2 Ohm.

-Zwei Elemente gen&uuml;gen also f&uuml;r einen Akkumulator bezw. mehrere

-parallel geschaltete Zellen; die Stromst&auml;rke betr&auml;gt anf&auml;nglich

-5-7 Amp. Da die Salpeters&auml;ure gesundheitssch&auml;dliche D&auml;mpfe

-abgibt, so stellt man die Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert

-den Raum gut, in dem die Ladung erfolgt.</p>

-

-<p>Die Reichspost&auml;mter benutzen f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren

-vielfach Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes

-soll aber Abstand genommen werden.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Endlich sei noch erw&auml;hnt, da&szlig; manchmal die

-<span class="gesp">Ladung einer kleinen Batterie aus einer

-gro&szlig;en</span> empfehlenswert ist. Wenn bei der gro&szlig;en

-Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man

-den Strom den beiden letzten mit dem Zellenschalter

-verbundenen Elementen. Durch Einschaltung eines kleinen

-Widerstandes schw&auml;cht man den Strom ab.</p>

-

-<p>3. <span class="gesp">Die Entladung.</span> Schaltet man nach beendigter

-Ladung die Ladestromquelle ab, so beobachtet man an

-einem mit den Klemmen verbundenen Voltmeter, da&szlig;

-die elektromotorische Kraft des Akkumulators zuerst

-schnell und dann langsam zur&uuml;ckgeht. Erst nach Verlauf

-von 40-50 Minuten (wenn kein nennenswerter

-Strom entnommen wird) bleibt die Spannung konstant

-und hat dann den der S&auml;uredichte entsprechenden Wert

-von 2-2,1 Volt (siehe <a href="#Page44">S. 44</a>). F&uuml;r die Abnahme der

-Spannung lassen sich verschiedene Gr&uuml;nde angeben:

-(Verschwinden der Gaspolarisation?), Abnahme der hohen

-S&auml;urekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,<span class="pagenum" id="Page101">[101]</span>

-dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den

-Elektrolyten, das eine Zunahme der Konzentration der

-Blei- und Bleisuperoxydionen zur Folge hat; ferner ist zu

-ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; ein Teil der Ladespannung, wenn

-Gasentwicklung erfolgt, als &Uuml;berspannung anzusehen

-ist, die, sobald man den Ladestrom abschaltet, wegf&auml;llt.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig12">

-<p class="caption">Fig. 12.</p>

-<img src="images/illo12.png" alt="Entladekurve" width="600" height="192"

-title="Anfang der Entladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />

-</div>

-

-<p>Manchmal beobachtet man, da&szlig; nach Abschaltung

-der Ladestromquelle noch eine ziemlich starke, kurze

-Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt. <span class="gesp">Dolezalek</span>

-erkl&auml;rt diese Erscheinung <span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a

-id="FNanchor85"></a><a href="#Footnote85" class="fnanchor">[85]</a>:</span> &#8222;Hat man

-durch lange &Uuml;berladung alles auf der Elektrode befindliche

-Sulfat zersetzt, so bildet sich das Sulfat durch

-freiwillige Entladung (s. <a href="#Page106">S. 106</a>) zur&uuml;ck, was sich durch

-eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei

-&Ouml;ffnung des Ladestromes zu erkennen gibt&#8223;. Es ist

-aber auch m&ouml;glich, da&szlig; das sogen. Nachkochen durch

-metallische Verunreinigungen hervorgerufen wird (s.

-Selbstentladung).</p>

-

-<p>Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die

-<span class="pagenum" id="Page102">[102]</span>Klemmenspannung

-zun&auml;chst sofort um den Betrag i&nbsp;&middot; <span

-class="nowrap">w<sub>i</sub><a id="FNanchor86"></a><a href="#Footnote86" class="fnanchor">[86]</a>,</span>

-hierzu kommt in den ersten Minuten ein ziemlich starker

-Spannungsabfall, der durch den Schwefels&auml;ureverbrauch

-in den Poren der aktiven Masse und in unmittelbarster

-N&auml;he der Elektrodenoberfl&auml;che zu erkl&auml;ren ist (s. <a href="#Page48">S. 48</a>).

-Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein

-Teil in <a href="#Fig12">Fig. 12</a> abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die

-Spannung nach dem ersten Abfall l&auml;ngere Zeit nahezu

-konstant: das Hineindiffundieren der S&auml;ure in die Poren

-h&auml;lt gleichen Schritt mit dem S&auml;ureverbrauch f&uuml;r die

-Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration

-der &auml;u&szlig;eren (C<sub>a</sub>) und der inneren S&auml;ure (C<sub>i</sub>) wollen

-wir &#948; nennen. Nun nimmt im Laufe der Entladung C<sub>a</sub>

-ab; soll also &#948; konstant bleiben, so mu&szlig; auch C<sub>i</sub> abnehmen.

-Die Spannung mu&szlig; demnach, der Abnahme der

-Konzentration der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure (wie sie mittels eines

-eingetauchten Ar&auml;ometers gemessen wird) entsprechend,

-langsam sinken. Je mehr Elektrizit&auml;t man dem Akkumulator

-entnimmt, um so mehr wird, wie schon gezeigt

-wurde, der S&auml;ure das Eindringen in die aktive Masse

-erschwert. Daher ist gegen Ende der Entladung ein

-schnellerer Spannungsabfall zu erwarten (s. <a href="#Fig13">Fig. 13</a>).</p>

-

-<p>Man h&ouml;rt mit <span class="gesp">der Entladung auf, wenn die

-Klemmenspannung bei Stromentnahme</span> 1,83

-<span class="gesp">bis</span> 1,8 <span class="gesp">Volt betr&auml;gt</span>, weil eine zu weit getriebene

-Entladung dem Akkumulator sch&auml;dlich ist und durch sie

-die folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein

-Akkumulator, wenn er bis zu dem angegebenen Punkte

-entladen ist, keine beachtenswerte Elektrizit&auml;tsmenge

-mehr ab. (S. auch &#8222;Erholung&#8223; <a href="#Page105">S. 105</a> und &#8222;Behandlung&#8223;

-<a href="#Page132">Kap. 7</a>.)</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Bei Zentralen kommt noch hinzu, da&szlig;, wenn man mit der Entladespannung

-noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten

-der Spannung in der Zentrale umst&auml;ndlich w&auml;re und die Zahl

-der Zellen vergr&ouml;&szlig;ert werden m&uuml;&szlig;te. Diese n&auml;mlich

-ist abh&auml;ngig<span class="pagenum" id="Page103">[103]</span>

-von der Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt

-Netzspannung sind <span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">1,8</span></span> Zellen erforderlich.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<div class="figcenter" id="Fig13">

-<p class="caption">Fig. <span class="nowrap">13<a id="FNanchor87"></a><a href="#Footnote87" class="fnanchor">[87]</a>.</span></p>

-<img src="images/illo13.png" alt="Spannungsabfall" width="500" height="419"

-title="Ende der Entladung (4 Stunden)" />

-</div>

-

-<p>Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung

-eine <span class="gesp">gewisse Stromdichte nicht &uuml;berschritten

-werden</span> &mdash; wenigstens f&uuml;r l&auml;ngere Zeit

-nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme

-(infolge der pl&ouml;tzlichen und starken Volum&auml;nderungen)

-kr&uuml;mmen (&#8222;werfen&#8223;) und die aktive Masse

-abbr&ouml;ckeln kann. Durch eine st&auml;rkere Kr&uuml;mmung der

-Platten kann ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt

-werden, der, falls er nicht bald beseitigt wird, zu einem

-vollst&auml;ndigen Ruine des Akkumulators f&uuml;hrt. Die

-<span class="gesp">maximale Stromst&auml;rke</span> wird von den Fabriken<span class="pagenum" id="Page104">[104]</span>

-f&uuml;r die einzelnen Typen angegeben und ist meistens

-gleich der maximalen Ladestromst&auml;rke (s. auch <a href="#Page132">Kap. 7</a>).</p>

-

-<p>Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte

-entl&auml;dt, wird fast alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt.

-Wie durch <span class="gesp">Ayrton</span>, <span class="gesp">Lamb</span> und <span class="gesp">Smith</span>

-nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15st&uuml;ndiger

-Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung

-vorr&auml;tigen Bleisuperoxydes zur&uuml;ck. Entsprechendes wird

-f&uuml;r den Bleischwamm gelten (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>). Es erkl&auml;rt

-sich so die Tatsache, da&szlig; positive &#8222;entladene&#8223; Platten

-noch eine braunrote Farbe haben.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote67"><a href="#FNanchor67"><span class="label">[67]</span></a> Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist

-von der S&auml;uredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber

-von der Stromdichte abh&auml;ngig.</p>

-

-<p id="Footnote68"><a href="#FNanchor68"><span class="label">[68]</span></a>

-Die Akkumulatoren f&uuml;r station&auml;re elektrische Anlagen. 4. Aufl.

-1906.</p>

-

-<p id="Footnote69"><a href="#FNanchor69"><span class="label">[69]</span></a>

-In der Formel f&uuml;r die elektromotorische Kraft des Akkumulators

-kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im

-Nenner vor.</p>

-

-<p id="Footnote70"><a href="#FNanchor70"><span class="label">[70]</span></a> E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.</p>

-

-<p id="Footnote71"><a href="#FNanchor71"><span class="label">[71]</span></a> Der einst&uuml;ndigen Entladung entsprechend.</p>

-

-<p id="Footnote72"><a href="#FNanchor72"><span class="label">[72]</span></a>

-&Uuml;ber die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe L&uuml;pke-Bose,

-Grundz&uuml;ge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.</p>

-

-<p id="Footnote73"><a href="#FNanchor73"><span class="label">[73]</span></a>

-Schaltungsschema siehe <a href="#Fig2">Figur 2</a> a. <a href="#Page26">S. 26</a>.</p>

-

-<p id="Footnote74"><a href="#FNanchor74"><span class="label">[74]</span></a>

-Man mu&szlig; also, wenn man die Gleichstromspannung variieren

-will, die Spannung des Wechselstromes &auml;ndern; es kann dies durch

-Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit

-abschaltbaren Spulen geschehen.</p>

-

-<p id="Footnote75"><a href="#FNanchor75"><span class="label">[75]</span></a> Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.</p>

-

-<p id="Footnote76"><a href="#FNanchor76"><span class="label">[76]</span></a> E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik

-I, 2 S. 362.</p>

-

-<p id="Footnote77"><a href="#FNanchor77"><span class="label">[77]</span></a>

-Nach einer anderen Erkl&auml;rung bildet sich, wenn das Aluminium

-Anode ist, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.</p>

-

-<p id="Footnote78"><a href="#FNanchor78"><span class="label">[78]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.</p>

-

-<p id="Footnote79"><a href="#FNanchor79"><span class="label">[79]</span></a> Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.</p>

-

-<p id="Footnote80"><a href="#FNanchor80"><span class="label">[80]</span></a> Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats

-(Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, da&szlig; die Batterie

-Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, da&szlig; der

-Automat nicht funktioniert.</p>

-

-<p id="Footnote81"><a href="#FNanchor81"><span class="label">[81]</span></a>

-Bei der Hauptstrommaschine w&uuml;rden die Feldmagnete umpolarisiert

-werden.</p>

-

-<p id="Footnote82"><a href="#FNanchor82"><span class="label">[82]</span></a> Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt

-ein mit seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der

-Thermos&auml;ule an.</p>

-

-<p id="Footnote83"><a href="#FNanchor83"><span class="label">[83]</span></a> Wenn ein Ar&auml;ometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der

-Ladung ist das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.</p>

-

-<p id="Footnote84"><a href="#FNanchor84"><span class="label">[84]</span></a>

-Das Zink mu&szlig; amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch

-zu gro&szlig; ist. Der theoretische Zinkverbrauch betr&auml;gt pro Amperstunde

-nur 1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode

-entwickelt, um so mehr wird die theoretische Zinkmenge

-&uuml;berschritten.</p>

-

-<p id="Footnote85"><a href="#FNanchor85"><span class="label">[85]</span></a> l. c. S. 63.</p>

-

-<p id="Footnote86"><a href="#FNanchor86"><span class="label">[86]</span></a>

-Dieser ist, wenn <span class="gesp">nur</span> ein Voltmeter von gr&ouml;&szlig;erem Widerstand

-mit den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem

-der dreist&uuml;ndigen Entladung entsprechenden Strome betr&auml;gt w<sub>i</sub>&nbsp;&middot; i

-einige Hundertstel Volt.</p>

-

-<p id="Footnote87"><a href="#FNanchor87"><span class="label">[87]</span></a> Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa

-0,6 Amp. (bezogen auf die Positiven) entladen. &mdash; Die Gestalt der

-Entladungskurve h&auml;ngt von der Stromst&auml;rke ab. Je gr&ouml;&szlig;er die

-Stromdichte ist, um so st&auml;rker ist der Spannungssturz in den ersten

-Minuten und gegen Ende der Ladung.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page105">[105]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">F&uuml;nftes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Die Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator.</span></h2>

-

-<p id="Ref23">1. <span class="gesp">Erholung.</span> Wir haben gesehen, da&szlig; die

-Klemmenspannung eines Akkumulators bei der Entladung

-sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der Platten

-und dicht an der Oberfl&auml;che an S&auml;ure verarmt. F&uuml;r

-die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung spricht auch diejenige

-Erscheinung, die man als <span class="gesp">Erholung</span> bezeichnet. Sie

-besteht darin, da&szlig; nach Verringerung der Belastung,

-besonders nach &Ouml;ffnung des Stromkreises, infolge des

-Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung

-zuerst schnell, dann langsam bis zu dem der augenblicklichen

-Dichte der <span class="gesp">ganzen</span> S&auml;ure entsprechenden

-Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung

-nicht kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht

-&uuml;ber den Zustand des Akkumulators t&auml;uschen. Aus dem

-Umstande, da&szlig; die elektromotorische Kraft rund 2 Volt

-betr&auml;gt, darf man nicht schlie&szlig;en, da&szlig; noch eine gro&szlig;e

-Elektrizit&auml;tsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus

-den folgenden Messungen hervor.</p>

-

-<p>Eine Zelle, die bei vierst&uuml;ndiger Entladung eine

-Kapazit&auml;t von etwa 16 Amperstunden hat, wurde mit

-4 Amp. entladen; die anf&auml;ngliche elektromotorische

-Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das Voltmeter

-eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung<span class="pagenum" id="Page106">[106]</span>

-wurde unterbrochen. Als sie nach 15st&uuml;ndiger

-Ruhe fortgesetzt wurde, ergab sich eine elektromotorische

-Kraft von 2,03 Volt; 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Stunden sp&auml;ter

-belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach

-5st&uuml;ndiger Pause zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei

-Entnahme von 4 Amp. fiel die Spannung in 5 Minuten

-auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt sich

-wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich

-ein Urteil &uuml;ber die Frage bilden will, wann man mit

-der Stromentnahme aufh&ouml;ren mu&szlig;.</p>

-

-<p id="Ref21">2. <span class="gesp">Selbstentladung.</span> L&auml;&szlig;t man einen geladenen

-Akkumulator unbenutzt stehen, so nimmt seine Kapazit&auml;t

-von Tag zu Tag ab, und die S&auml;uredichte sinkt allm&auml;hlich.

-Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in

-der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der

-Nutzkapazit&auml;t bezeichnet man als Selbstentladung.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Hierzu geh&ouml;rt also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte

-Entladung, die besonders bei Batterien f&uuml;r hohe Spannungen

-eine Rolle spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven

-Klemme der Batterie flie&szlig;t ein schwacher Strom durch die S&auml;ure &uuml;ber

-die feuchte Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie.

-Au&szlig;erdem k&ouml;nnen Str&ouml;me von dem positiven Pole einer Zelle &uuml;ber

-die Glaswand nach dem negativen Pole <span class="gesp">derselben</span> Zelle &uuml;bergehen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in

-Bleisulfat, die erfolgt, ohne da&szlig; der Akkumulator Strom

-abgibt, kann durch verschiedene Erscheinungen verursacht

-werden.</p>

-

-<p>a) Die S&auml;ure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt

-dieser an die Bleischwammelektrode, so wird Blei

-oxydiert. Da die Absorption und <span class="nowrap">Diffusion<a

-id="FNanchor88"></a><a href="#Footnote88" class="fnanchor">[88]</a></span> des Sauerstoffs

-nur sehr langsam erfolgen, so ist die betreffende

-Kapazit&auml;tsabnahme nur gering.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page107">[107]</span></p>

-

-<p>b) Bei der Ladung s&auml;ttigt sich die S&auml;ure in der

-N&auml;he der Elektroden und in den Poren der aktiven

-Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff, auch werden

-von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase

-aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung

-diffundiert der Wasserstoff langsam in die S&auml;ure hinein

-und gelangt nach der positiven Elektrode, wo er reduzierend

-wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach

-der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die

-diesen Vorg&auml;ngen entsprechenden Verluste spielen keine

-gro&szlig;e Rolle.</p>

-

-<p>c) Gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsverluste k&ouml;nnen durch die

-Anwesenheit von fremden Metallen in der Schwefels&auml;ure

-verursacht werden. Jedoch sind keineswegs alle

-Metalle zu den sch&auml;dlichen zu rechnen, sondern nur

-diejenigen, die mit Blei in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein

-galvanisches Element bilden, bei dem Blei der negative

-Pol ist. Wir werden hierauf unten noch n&auml;her eingehen.

-Einstweilen nehmen wir an, da&szlig; ein sch&auml;dliches

-Metall, etwa Platin, in der Akkumulators&auml;ure enthalten

-sei. Durch Blei wird das Platin ausgef&auml;llt, es schl&auml;gt

-sich also Platin auf der Bleischwammelektrode nieder

-(wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe niederschl&auml;gt,

-den man in die L&ouml;sung eines Kupfersalzes eintaucht).

-Es sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden

-sich ein Zinkstab und eine Kupferplatte in verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure, und neigt man die Metalle so, da&szlig; sie

-sich innerhalb der S&auml;ure ber&uuml;hren, so beobachtet man

-an der Ber&uuml;hrungsstelle lebhafte Gasentwickelung

-(Wasserstoff). Die Anordnung bildet ein innerhalb der

-S&auml;ure kurz geschlossenes Voltasches Element; der Strom

-geht vom Kupfer durch die Ber&uuml;hrungsstelle zum Zink,

-durch die S&auml;ure zum Kupfer zur&uuml;ck. In unserem

-Akkumulator befinden sich nun au&szlig;erordentlich viele,<span class="pagenum" id="Page108">[108]</span>

-sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes Platinteilchen

-bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die

-Vorg&auml;nge sind &auml;hnliche wie diejenigen, die sich in dem

-Voltaschen Elemente abspielen (s. <a href="#Page22">S. 22</a>) und k&ouml;nnen

-durch die Gleichung dargestellt werden</p>

-

-<p class="equation">Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>

-

-<p>Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes sch&auml;dliches

-Metall in dem Elektrolyten befindet.</p>

-

-<p>Die eben erw&auml;hnten sehr kleinen Elemente nennt man

-<span class="gesp">Lokalelemente</span> und die entsprechenden chemischen

-Vorg&auml;nge <span class="gesp">Lokalaktion</span>. Da infolge der Lokalaktion

-Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so mu&szlig; die Kapazit&auml;t

-der negativen Platte abnehmen.</p>

-

-<p>Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem

-der sch&auml;dlichen Metalle erfolgt, um so st&auml;rker werden

-die Lokalstr&ouml;me, um so schneller erfolgt die Selbstentladung.

-Wenn man daher die Metalle nach dem Grade

-ihrer Sch&auml;dlichkeit in eine Reihe ordnen will, so mu&szlig;

-man die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; mit ber&uuml;cksichtigen (s. <a href="#Page13">S. 13</a>).

-Betr&auml;gt diese bei einem Metalle mehr als die elektromotorische

-Kraft der Kombination Blei | verd&uuml;nnte

-Schwefels&auml;ure | Wasserstoffelektrode, so kann eine

-Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall

-in der S&auml;ure bezw. auf der Bleischwammelektrode

-befindet, nicht erfolgen und demnach auch keine Umwandlung

-von Blei in Bleisulfat. Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a

-

-id="FNanchor89"></a><a href="#Footnote89" class="fnanchor">[89]</a></span>

-sind folgende Metalle dem Akkumulator gef&auml;hrlich:

-Platin, Gold, Eisen, Silber, Nickel, Kupfer, und zwar

-Platin am meisten, Kupfer am <span class="nowrap">wenigsten<a id="FNanchor90"></a><a

-href="#Footnote90" class="fnanchor">[90]</a>.</span></p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page109">[109]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Da&szlig; <span class="gesp">Platin</span> dem Akkumulator sch&auml;dlich ist, zeigt ein einfacher

-Versuch: Ber&uuml;hrt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech

-innerhalb der S&auml;ure eine negative Platte, so beobachtet man

-lebhafte Gasentwickelung. &mdash; Spuren von Platin k&ouml;nnen in die Schwefels&auml;ure

-gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird.

-Es gen&uuml;gen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar

-zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in

-sehr geringer Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Sch&auml;dlichkeit

-abnehmen, wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam

-legieren.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p><span class="gesp">Kupfer</span> kann besonders bei offenen Zellen, die

-im Laboratorium benutzt werden, in die S&auml;ure gelangen,

-wenn Messingklemmschrauben oder Kupferdr&auml;hte an die

-Pole befestigt werden. Durch <span class="gesp">S&auml;ured&auml;mpfe</span> oder

-durch S&auml;urepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden

-Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht

-auch durch &#8222;kriechende&#8223; S&auml;ure, wird das Kupfer angegriffen,

-es bildet sich ein Kupfersalz, von dem sich

-Teilchen losl&ouml;sen usw. &mdash; Stehen Akkumulatoren in der

-N&auml;he einer Dynamomaschine, bei der Kupferb&uuml;rsten benutzt

-werden, so k&ouml;nnen kleine Kupferpartikelchen in

-die S&auml;ure fliegen.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Eine bis jetzt noch nicht aufgekl&auml;rte Beobachtung hat <span

-class="nowrap"><span class="gesp">Kugel</span><a id="FNanchor91"></a><a href="#Footnote91" class="fnanchor">[91]</a></span>

-gemacht. Er fand, da&szlig;, wenn mehrere Metalle, die f&uuml;r sich allein

-nur in geringem Grade sch&auml;dlich sind, gleichzeitig in der S&auml;ure zugegen

-sind, eine st&auml;rkere Selbstentladung erfolgt.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Durch Untersuchungen von <span class="gesp">Kayser</span> und <span class="gesp">Ost</span> soll

-nachgewiesen sein, da&szlig; Kupfer, wenn es allein in

-der S&auml;ure vorkommt, eine Entladung nicht hervorruft;

-jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein

-zweites geeignetes Metall in der S&auml;ure war (s. <span class="gesp">Hoppe</span>,

-Die Akkumulatoren f&uuml;r Elektrizit&auml;t). &mdash; Verfasser wei&szlig;

-aus Erfahrung, da&szlig; Zellen, in die Kupferstaub geraten

-war, vollst&auml;ndig verdorben wurden.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page110">[110]</span></p>

-

-<p>Wenn durch metallische Verunreinigungen eine

-Selbstentladung verursacht wird, so gasen die Negativen

-nach Unterbrechung des Ladestromes noch l&auml;ngere Zeit

-nach und die Dichtigkeit der Akkumulators&auml;ure nimmt

-ab, dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft

-langsam.</p>

-

-<p>d) Ferner ist die Anwesenheit <span class="gesp">sch&auml;dlicher Metalle

-in den Platten</span> selbst zu erw&auml;hnen. Hier

-gelten dieselben Betrachtungen wie eben. Nat&uuml;rlich

-kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung

-verursachen, wenn das betreffende Metall

-mit der S&auml;ure in Ber&uuml;hrung kommt.</p>

-

-<p id="Ref24">e) <span class="gesp">Lokalaktion an der positiven Platte.</span>

-Dort findet eine Ber&uuml;hrung zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen

-statt, die mit hinzutretender Schwefels&auml;ure

-Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht

-in der Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven

-Masse und Blei des Tr&auml;gers in Bleisulfat, bewirkt also

-eine Abnahme der augenblicklichen Kapazit&auml;t der positiven

-Platten (und eine Zunahme der sp&auml;teren, s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Auch an der negativen Elektrode sollen nach <span class="gesp">Darrieus</span> Lokalaktionen

-stattfinden (?), da Hartblei (s. <a href="#Page118">S. 118</a>) und Bleischwamm in

-verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein galvanisches Element von 0,520 Volt

-(nach <span class="gesp">Sieg</span> von 0,225 Volt) bilden.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung

-durch Verunreinigungen der S&auml;ure herbeigef&uuml;hrt werden,

-die leicht oxydierbar sind und in zwei verschiedenen

-Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen, das Ferro-

-und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven

-Elektrode Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche

-Verbindungen nach der negativen Elektrode hin,

-geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch Diffusion

-wieder nach der positiven Platte usw.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page111">[111]</span></p>

-

-<p>Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung

-erfolgt, w&auml;chst mit der Konzentration der S&auml;ure, weil

-die elektromotorischen Kr&auml;fte der verschiedenen in Betracht

-kommenden Elemente mit der S&auml;uredichte ansteigen.

-Dies gilt besonders von der Kombination Blei

-| verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure | Wasserstoff. Je gr&ouml;&szlig;er die

-elektromotorische Kraft dieser Kette ist, je mehr sie

-also die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; &uuml;bertrifft, um so leichter erfolgt

-Wasserstoffentwicklung. Ist die S&auml;ure stark konzentriert,

-so kann sich auch chemisch reines Blei unter

-lebhafter Wasserstoffentwicklung aufl&ouml;sen (es gehen

-Bleiionen in die L&ouml;sung und Wasserstoffionen aus der

-L&ouml;sung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben und

-als Blasen <span class="nowrap">entweichen<a id="FNanchor92"></a><a href="#Footnote92" class="fnanchor">[92]</a>).</span></p>

-

-<p>&Uuml;ber die Gr&ouml;&szlig;e der Stromverluste infolge der

-<span class="nowrap">Selbstentladung<a id="FNanchor93"></a><a

-href="#Footnote93" class="fnanchor">[93]</a></span> k&ouml;nnen genaue Angaben nicht gemacht

-werden; sie h&auml;ngt eben von Zuf&auml;lligkeiten ab, vor allem

-von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion

-der Platten. F&uuml;r positive Platten wird sie

-im allgemeinen eine andere sein als f&uuml;r negative. Ferner

-d&uuml;rfte die Selbstentladung um so gr&ouml;&szlig;er sein, je weiter

-die sogen. Oberfl&auml;chenentwicklung getrieben ist, lehrt

-doch die Erfahrung, da&szlig; f&uuml;r Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten der

-Verlust durch freiwillige Entladung in einer bestimmten

-Zeit bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als f&uuml;r sogen.

-<span class="nowrap">Masseplatten<a id="FNanchor94"></a><a href="#Footnote94"

-class="fnanchor">[94]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page112">[112]</span>

-In den ersten Tagen nach der Ladung ist der prozentuale

-Verlust gr&ouml;&szlig;er als sp&auml;ter.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefels&auml;ure

-Verbunden ist, so kann man sich mit Hilfe des Ar&auml;ometers ein angen&auml;hertes

-Bild von dem Zustande der Zelle verschaffen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Auf die Schl&uuml;sse, die sich aus der Selbstentladung

-f&uuml;r die Praxis ergeben, wird sp&auml;ter n&auml;her eingegangen

-(s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Hier sei nur darauf aufmerksam gemacht,

-da&szlig; man bei der Wahl des Systems in manchen F&auml;llen

-auf die Selbstentladung R&uuml;cksicht nehmen mu&szlig;. Je

-gr&ouml;&szlig;er die Selbstentladung ist, um so gr&ouml;&szlig;er ist die

-Gefahr, da&szlig; der Akkumulator Schaden leidet, wie sich

-aus dem folgenden Abschnitte ergibt.</p>

-

-<p id="Ref14"><span class="gesp">Sulfatierung.</span> L&auml;&szlig;t man einen Akkumulator

-in entladenem Zustande l&auml;ngere Zeit stehen, so beobachtet

-man, da&szlig; sich auf der Oberfl&auml;che der Platten

-wei&szlig;e Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Gr&ouml;&szlig;e

-zunehmen; schlie&szlig;lich (nach mehreren Wochen) ist die

-ganze Oberfl&auml;che mit einer wei&szlig;en Schicht bedeckt.

-Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die Masse,

-die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat

-(daher der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese

-Sulfatschicht unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung

-entstehenden Bleisulfat dadurch, da&szlig; sie aus

-gr&ouml;&szlig;eren Krystallen besteht, w&auml;hrend letzteres einen

-mit Schwefels&auml;ure &uuml;berall durchtr&auml;nkten &Uuml;berzug bildet.

-Wir m&uuml;ssen also schlie&szlig;en, da&szlig; die Sulfatierung auf

-eine <span class="gesp">physikalische</span> Ver&auml;nderung des schwefelsauren

-Bleies zur&uuml;ckzuf&uuml;hren ist. <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a

-id="FNanchor95"></a><a href="#Footnote95" class="fnanchor">[95]</a></span> gibt folgende Erkl&auml;rung:

-Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates in verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure nimmt mit der Temperatur schnell zu.

-Nun unterliegt die Temperatur des Raumes, in dem sich<span class="pagenum" id="Page113">[113]</span>

-der Akkumulator befindet und daher auch die Temperatur

-der S&auml;ure forw&auml;hrenden Schwankungen. Steigt die

-Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden

-vorr&auml;tiges Bleisulfat in L&ouml;sung, sinkt die Temperatur

-(abends, in der Nacht), so scheidet sich ein Teil

-des gel&ouml;sten Sulfates in kristallinischem Zustande ab.

-Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat

-in L&ouml;sung. Da sich aber das strukturlose, bei der

-vorhergegangenen Entladung entstandene Salz leichter

-l&ouml;st, so nehmen die schon vorhandenen Kristallnadeln

-nur wenig an Gr&ouml;&szlig;e ab. Bei der n&auml;chsten Abk&uuml;hlung

-geht wieder Bleisulfat aus der L&ouml;sung heraus und setzt

-sich an die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen

-also die Kristalle im Laufe der Zeit auf Kosten des

-bei der Entladung entstandenen Sulfates, bis schlie&szlig;lich

-die ganze Oberfl&auml;che mit einer zusammenh&auml;ngenden,

-f&uuml;r Fl&uuml;ssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von

-kristallinischem Bleisulfat bedeckt ist.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>F&uuml;r die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung d&uuml;rfte der folgende vom

-Verfasser angestellte Versuch sprechen: In verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,

-in der sich fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte

-eingetaucht. Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte

-zum Teil mit einer ziemlich dicken, wei&szlig;en Kruste bedeckt. Besonders

-stark hatte sich das Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt,

-die sich in der N&auml;he der Oberfl&auml;che der S&auml;ure befanden.

-Dort nimmt die S&auml;ure am leichtesten die Temperatur der Umgebung

-an (das Glasgef&auml;&szlig; war luftdicht abgeschlossen).</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Schlie&szlig;t man eine Zelle, in der st&auml;rkere Sulfatierung

-erfolgt ist, an ein Voltmeter an, so findet man, da&szlig; ihre

-elektromotorische Kraft nahezu Null ist. Die folgende

-Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden,

-weil der innere Widerstand der Zelle ein ungew&ouml;hnlich

-gro&szlig;er ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes

-ist darauf zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, da&szlig; die Sulfatschichten

-dem Strome das Eindringen in den Elektrolyten<span class="pagenum" id="Page114">[114]</span>

-<span class="nowrap">erschweren<a id="FNanchor96"></a><a

-href="#Footnote96" class="fnanchor">[96]</a>.</span> Nimmt die Zelle Strom auf, so

-sinkt der innere Widerstand einige Zeit nach Beginn

-der Ladung langsam.</p>

-

-<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; bei einem Akkumulator

-mit sulfatierten Platten die Ladung mit Ruhepausen

-von Vorteil ist; man l&auml;dt also kurze Zeit, schaltet die

-Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung

-fort usw. Ferner soll sich die sch&auml;dliche Sulfatschicht

-auf den Positiven leichter entfernen lassen als auf den

-Negativen.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Meines Erachtens ist die Erkl&auml;rung f&uuml;r diese Erfahrungstatsachen

-folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat l&ouml;st sich nur sehr

-langsam in der S&auml;ure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte

-geladen wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert

-als sich l&ouml;st, so da&szlig; die S&auml;ure bald an Bleisulfat verarmt.

-W&auml;hrend der Ruhepause s&auml;ttigt sich die S&auml;ure mit Bleisulfat usw.

-2. Die Dichte der S&auml;ure unmittelbar an der Oberfl&auml;che der positiven

-Elektrode nimmt bei der Ladung st&auml;rker zu als an der negativen

-Platte, da an ersterer nach der Sulfattheorie Wasser verbraucht und

-Schwefels&auml;ure gebildet wird. Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates w&auml;chst

-mit der S&auml;uredichte <span class="nowrap">schnell<a

-id="FNanchor97"></a><a href="#Footnote97" class="fnanchor">[97]</a>.</span> Man darf daher wohl den Schlu&szlig;

-ziehen, da&szlig; das kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter

-und schneller in L&ouml;sung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Neigung zur Sulfatierung w&auml;chst mit der

-S&auml;uredichte, weil die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates &mdash;

-f&uuml;r das hier in Betracht kommende Intervall &mdash; mit dem

-Schwefels&auml;uregehalt steigt (s. <a href="#Footnote97">Fu&szlig;note</a>) und damit die

-Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.</p>

-

-<p>Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob

-bei einer Zelle, die ein Glied einer Akkumulatorenbatterie

-ist, Sulfatisierung ausgeschlossen sei, wenn die<span class="pagenum" id="Page115">[115]</span>

-Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird.

-Dies ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir n&auml;mlich

-an, da&szlig; bei einer Zelle, die wir mit Z bezeichnen

-wollen, eine leitende Verbindung zwischen einer positiven

-und einer negativen Platte entstanden sei, etwa

-durch herabgefallene aktive Masse. Es flie&szlig;t dann fortw&auml;hrend

-Strom von der positiven Elektrode durch den

-Kurzschlu&szlig; nach der negativen Platte, so da&szlig; die Zelle

-viel fr&uuml;her entladen ist als die anderen Elemente. Erfolgt

-die n&auml;chste Ladung, so flie&szlig;t der Ladestrom in Z

-zum Teil durch die S&auml;ure, zum gr&ouml;&szlig;ten Teil durch den

-metallischen Leiter in der Zelle, und dieser letztere

-Teil kommt f&uuml;r die Elektrolyse nicht in Betracht. Sind

-also die &uuml;brigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit

-zur&uuml;ck. Nach der Ladung entl&auml;dt sich die betreffende

-Zelle ziemlich schnell. Sie befindet sich also fast immer im

-entladenen Zustande, wodurch die Sulfatierung beg&uuml;nstigt

-wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat vorhanden

-ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.</p>

-

-<p>Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazit&auml;t

-eines Elementes aus irgend einem Grunde kleiner

-ist als diejenige anderer, mit denen es in Serie geschaltet

-ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem

-neuen zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird

-dann bei jeder Entladung der Batterie zu stark beansprucht;

-die Ladung wird erschwert, die zwischen

-Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr gr&ouml;&szlig;er

-als bei den &uuml;brigen Zellen.</p>

-

-<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; die Sulfatierung schneller

-erfolgt, wenn die Entladung zu weit getrieben wird. Sie

-ist oft mit einer Kr&uuml;mmung der Platten verbunden, durch

-die ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt werden kann.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote88"><a href="#FNanchor88"><span class="label">[88]</span></a>

-Die Absorption erfolgt an der Oberfl&auml;che der S&auml;ure, durch

-Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.</p>

-

-<p id="Footnote89"><a href="#FNanchor89"><span class="label">[89]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span> l. c. S. 75.</p>

-

-<p id="Footnote90"><a href="#FNanchor90"><span class="label">[90]</span></a> Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode

-und ein Kupferblech (beide in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure) mit einem

-empfindlichen Voltmeter, so findet man, da&szlig; die Spannung schnell

-auf einige Millivolt f&auml;llt.</p>

-

-<p id="Footnote91"><a href="#FNanchor91"><span class="label">[91]</span></a> Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.</p>

-

-<p id="Footnote92"><a href="#FNanchor92"><span class="label">[92]</span></a>

-Die S&auml;ure mu&szlig;, wenn dieses geschehen soll, eine so gro&szlig;e

-Dichte haben, da&szlig; die elektromotorische Kraft der vorhin erw&auml;hnten

-Kette gleich der &Uuml;berspannung f&uuml;r Blei ist, n&auml;mlich 0,64 Volt.</p>

-

-<p id="Footnote93"><a href="#FNanchor93"><span class="label">[93]</span></a>

-Nach <span class="gesp">Bein</span> (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908,

-S. 184) soll die Selbstentladung in Schwefels&auml;ure von 1,8 Dichte nach

-2 Tagen bis zu 14% betragen. Unter normalen Verh&auml;ltnissen d&uuml;rfte

-jedoch der Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch

-<span class="gesp">Dolezalek</span> gibt kleinere Zahlen an.</p>

-

-<p id="Footnote94"><a href="#FNanchor94"><span class="label">[94]</span></a>

-Man vergl. die Untersuchungen von <span class="gesp">Albrecht</span>, E. T. Z. 1907,

-Seite 539.</p>

-

-<p id="Footnote95"><a href="#FNanchor95"><span class="label">[95]</span></a>

-<span class="gesp">Elbs</span>, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.</p>

-

-<p id="Footnote96"><a href="#FNanchor96"><span class="label">[96]</span></a>

-Da&szlig; der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an

-S&auml;ure verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.</p>

-

-<p id="Footnote97"><a href="#FNanchor97"><span class="label">[97]</span></a>

-Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial mu&szlig; man schlie&szlig;en,

-da&szlig; die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates mit der S&auml;uredichte zuerst abnimmt,

-bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page116">[116]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Sechstes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.</span></h2>

-

-<p>I. <span class="gesp">Plattenkonstruktionen</span>. <span class="gesp">Plant&eacute;</span>, den wir

-bereits als den Erfinder des Bleiakkumulators kennen

-lernten (s. <a href="#Page34">S. 34</a>), benutzte f&uuml;r seine Untersuchungen

-glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei aufeinandergelegt

-und durch Kautschukb&auml;nder voneinander getrennt;

-das Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei

-solchen glatten Platten eine auch nur einigerma&szlig;en

-befriedigende Kapazit&auml;t zu erhalten, war sehr umst&auml;ndlich

-(s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>

-

-<p>Um die Kapazit&auml;t zu erh&ouml;hen und die Formationszeit

-zu verringern, trug <span class="nowrap"><span class="gesp">Faure</span><a

-id="FNanchor98"></a><a href="#Footnote98" class="fnanchor">[98]</a>,</span> dessen Deutsches

-Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist, auf glatte

-Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleigl&auml;tte, Mennige)

-und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure hergestellten dicken Brei

-auf. Die Schicht wurde durch einen &Uuml;berzug aus

-por&ouml;ser Masse (Filz oder dergl.) festgehalten.</p>

-

-<p>Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung

-des Faureschen Verfahrens erzielte <span class="gesp">Volckmar</span> &mdash;

-Patent vom 9. Dez. 1881 &mdash; dadurch, da&szlig; er als Tr&auml;ger

-der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich<span class="pagenum" id="Page117">[117]</span>

-zahlreiche rechteckige oder sonstwie geformte L&ouml;cher

-befanden. Die Rippen verj&uuml;ngten sich nach au&szlig;en.

-Die F&uuml;llmasse, die sogenannte Paste, wurde als Brei in

-die L&ouml;cher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder

-Bleimehl, das mit verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure anger&uuml;hrt

-wurde. Volckmar ist also der Erfinder der sogenannten

-<span class="gesp">Gitterplatten</span>, die man auch wohl <span class="gesp">gepastete</span> oder

-<span class="gesp">pastierte</span> Platten oder Masseplatten nennt.</p>

-

-<p><span class="gesp">De Kabath</span> suchte bei m&ouml;glichst kleinem Gewichte

-der Platten, ohne Bleisalze zu verwenden, eine m&ouml;glichst

-gro&szlig;e Oberfl&auml;che zu erzielen. Er stellte wellenf&ouml;rmige

-Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in Bleischeiden

-geschoben wurden.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig14">

-<p class="caption">Fig. 14.</p>

-<img src="images/illo14.jpg" alt="Doppelgitter" width="400" height="274" />

-</div>

-

-<p>In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen

-erfunden; nomen eorum est legio. Die meisten

-waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich im Betriebe

-nicht bew&auml;hren, vor allem weil dem Umstande nicht

-gen&uuml;gend Rechnung getragen war, da&szlig; die kleinen

-Kuchen oder Pastillen beim Laden und Entladen ihr

-Volumen &auml;ndern, so da&szlig; der Zusammenhang zwischen

-der aktiven Masse und den Gitterst&auml;ben mangelhaft

-wurde oder die Pastillen rissen und herausfielen. Um

-diese &Uuml;belst&auml;nde zu beseitigen, konstruierte <span class="gesp">Correns</span>

-(1888) eine Platte, die man als

-<span class="gesp">Doppelgitter</span> bezeichnen kann.

-Wie man sieht, haben die Stege

-<i>a b</i> dreieckigen Querschnitt, und

-es liegen je zwei, etwas gegeneinander

-versetzt, &uuml;bereinander (siehe

-<a href="#Fig14">Fig. 14</a>). Die Pastillen sind in der

-Mitte infolgedessen etwas eingeschn&uuml;rt. Die zwischen

-je zwei Querbalken <i>c d</i> liegenden Felder stehen im Zusammenhang.

-Das <span class="gesp">Corrensgitter</span> wird von den

-Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerken vorm. W. A.<span class="pagenum" id="Page118">[118]</span>

-<span class="gesp">Boese</span> in Berlin hergestellt. Auf die Entwicklung

-der Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten werden wir noch zur&uuml;ckkommen.

-Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen;

-es sollen aber nur die bekanntesten deutschen

-Fabrikate ber&uuml;cksichtigt werden. Man kann die

-Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten

-einteilen. 1. Mit R&uuml;cksicht auf die Verwendung,

-die der Akkumulator finden soll, kann man

-unterscheiden zwischen Platten f&uuml;r station&auml;re und transportable

-Elemente. Bei ersteren kommt es auf das

-Gewicht weniger an, verlangt wird eine gro&szlig;e Lebensdauer.

-Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei dicken

-Platten gr&ouml;&szlig;er als bei d&uuml;nnen. Auch die Beanspruchung

-im Betriebe wird bei der Konstruktion bezw. bei der

-Wahl der Platten eine Rolle spielen; f&uuml;r Pufferbetrieb

-wird man eine andere Platte w&auml;hlen als f&uuml;r Telephonbetrieb.</p>

-

-<p>2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden

-zwischen Platten aus reinem Blei oder einer

-Legierung von Blei und Antimon, die man Hartblei

-nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):

-zwischen Gro&szlig;oberfl&auml;chen- oder Plant&eacute;-Platten und Masse-

-oder Faure-Platten. Mit R&uuml;cksicht auf den Tr&auml;ger der

-wirksamen <span class="nowrap">Masse<a id="FNanchor99"></a><a

-href="#Footnote99" class="fnanchor">[99]</a></span> kann man einteilen in <span class="gesp">Kernplatten</span>,

-d. h. Platten, die in der Mittelebene einen

-zusammenh&auml;ngenden Kern haben, auf dem sich die

-Rippen oder dergl. erheben, in <span class="gesp">Einfachgitterplatten</span>

-und <span class="gesp">Doppelgitter</span>.</p>

-

-<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten.</span> Die gro&szlig;e Oberfl&auml;che

-erzielt man dadurch, da&szlig; man die Platte mit<span class="pagenum" id="Page119">[119]</span>

-zahlreichen Rippen, Z&auml;hnen, Leisten u. dergl. versieht.

-Die von der S&auml;ure benetzte, daher der Stromwirkung

-zug&auml;ngliche Oberfl&auml;che nennt man die <span class="gesp">abgewickelte</span>

-Oberfl&auml;che.</p>

-

-<p>Hat eine Platte von 1 dm L&auml;nge und 1 dm Breite,

-deren <span class="gesp">projizierte</span> Oberfl&auml;che also 1 dm<sup>2</sup> betr&auml;gt, eine

-abgewickelte Oberfl&auml;che von 4 dm<sup>2</sup>, so sagt man, da&szlig;

-die <span class="gesp">Oberfl&auml;chenentwickelung</span> eine vierfache sei.

-Die Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte wurde besonders von den Gebr&uuml;dern

-<span class="gesp">Tudor</span> (<span class="gesp">Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft</span>,

-<span class="gesp">Hagen</span> i. W.) ausgebildet.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Anf&auml;nglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten

-mit relativ hohen, d&uuml;nnen Rippen versehen waren, bis sie die volle

-Kapazit&auml;t erreicht hatten, nach Plant&eacute; formiert (s. <a href="#Page127">S. 127</a>). Dieses

-Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die

-Platten sp&auml;ter zuerst eine Zeitlang nach Plant&eacute; formiert; dann wurden

-die Zwischenr&auml;ume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige

-und Schwefels&auml;ure ausgef&uuml;llt. Schlie&szlig;lich wurden die hergerichteten

-Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in Bleisuperoxyd

-umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente vorl&auml;ufig

-als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte

-inbezug auf H&ouml;he des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen

-Elektrizit&auml;tsmenge (Kapazit&auml;tsbeanspruchung) wird <span class="gesp">jede

-k&uuml;nstlich auf eine positive Bleiplatte aufgetragene

-Masse fr&uuml;her oder sp&auml;ter weich</span> und f&auml;llt auf den Boden.

-Bei den <span class="gesp">Tudor</span>-Platten war nach 1 bis 2 Jahren die aufgetragene

-Masse herausgesp&uuml;lt. In dieser Zeit aber hatte sich die Bleisuperoxydschicht

-um so viel weiter aus dem Bleikern entwickelt, da&szlig; die

-Dicke derselben einschlie&szlig;lich der Reste der aufgetragenen Masse,

-die fest mit der Schicht verwachsen waren, nunmehr gen&uuml;gte, der

-Platte die von ihr verlangte Kapazit&auml;t zu geben; die Platte war dann

-eine reine <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platte.</p>

-

-<p>Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte

-arbeiten sollte, so mu&szlig;te nat&uuml;rlich, damit die Leistung

-pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials m&ouml;glichst gro&szlig; wurde,

-die Zahl der auf der Fl&auml;cheneinheit des Kerns stehenden Rippen

-m&ouml;glichst gesteigert und die H&ouml;he der Rippen m&ouml;glichst gro&szlig; gew&auml;hlt

-werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte<span class="pagenum" id="Page120">[120]</span>

-sich nun, da&szlig; dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr

-schnell genug von der S&auml;ure durchdrungen wurde. Infolgedessen

-blieb von einer gewissen Steigerung der Oberfl&auml;chenentwickelung ab

-die gew&uuml;nschte Mehrleistung aus. Um diesen &Uuml;belstand zu beheben,

-suchte man das Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden.

-Die Platte wird jetzt unter Benutzung eines neuen Verfahrens in

-der Fabrik so weit formiert, da&szlig; sie von vornherein die gew&uuml;nschte

-Kapazit&auml;t hat. Da keine Masse eingetragen wird, so kann die Oberfl&auml;chenentwickelung

-wesentlich vergr&ouml;&szlig;ert werden.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<div class="figcenter" id="Fig15">

-<p class="caption">Fig. 15.</p>

-<img src="images/illo15.jpg" alt="Positive Platte" width="450" height="263" />

-</div>

-

-<p><a href="#Fig15">Fig. 15</a> zeigt den Querschnitt und die bildliche

-Darstellung der f&uuml;r Beleuchtungsbatterien zur Verwendung

-kommenden

-positiven Platten der

-<span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik

-Aktien-Gesellschaft</span>.

-Die

-Platte wird ohne Kern

-hergestellt. <i>a b</i> sind

-die L&auml;ngsrippen; sie

-werden durch Stege

-<i>c d</i> zusammengehalten. Die Oberfl&auml;chenentwickelung

-ist eine achtfache. Die Rippen sind vollst&auml;ndig frei,

-so da&szlig; die S&auml;ure gut zirkulieren kann.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Eine zu weit getriebene Oberfl&auml;chenentwickelung hat, wenn

-man den Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit

-relativ hoher Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, n&auml;mlich, da&szlig;

-der Spannungsabfall in der S&auml;ure w&auml;chst. Es geht dies aus folgendem

-Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher

-Oberfl&auml;chenentwickelung denken wir uns ein St&uuml;ck von 1 dm L&auml;nge

-und 1 dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die

-negative Platte sei gerade so gro&szlig;; der Abstand der Oberfl&auml;chen der

-beiden Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen;

-der spezifische Widerstand der S&auml;ure sei &#961; Ohm (bezogen auf 1 cm<sup>3</sup>).

-Der Widerstand, den der Strom in der S&auml;ure zu &uuml;berwinden hat, ist

-gleich <span class="horsplit"><span class="top"><span class="nowrap">&#961;<a

-id="FNanchor100"></a><a href="#Footnote100" class="fnanchor">[100]</a></span></span><span class="bottom">100</span></span>

-Ohm. Die einer <span class="gesp">glatten</span> Oberfl&auml;che von 1 dm<sup>2</sup>

-entsprechende<span class="pagenum" id="Page121">[121]</span>

-Stromst&auml;rke sei i, dann w&auml;re also, wenn der Akkumulator

-der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in

-Rechnung zu setzende Stromst&auml;rke 8i und der durch den Widerstand

-in der S&auml;ure bedingte Spannungsabfall E<sub>1</sub> = 8i&nbsp;.

-<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span> Volt. Bei einem

-zweiten Akkumulator sei die Oberfl&auml;chenentwickelung der positiven

-Platte eine einfache (glatte Oberfl&auml;che ohne Rippen). Soll dieser

-zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so mu&szlig; seine

-positive Platte 8 mal gr&ouml;&szlig;er sein; bei sonst gleichen Umst&auml;nden

-(gleiche S&auml;uredichte, gleiche Gr&ouml;&szlig;e der negativen Platte wie eben)

-w&auml;re dann der Widerstand in der S&auml;ure

-<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">4</span></span>&nbsp;.

-<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span>

-(nicht <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">8&times;100</span></span>, da

-der mittlere S&auml;urequerschnitt 4 dm<sup>2</sup> ist) und der Spannungsverlust

-in der S&auml;ure E<sub>2</sub> = 8i&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span

-class="bottom">4</span></span>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span

-class="bottom">100</span></span> = <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span

-class="bottom">4</span></span>E<sub>1</sub>. Wir gelangen also zu dem

-Resultate, da&szlig; eine <span class="gesp">der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechende

-Beanspruchung einen gr&ouml;&szlig;eren Spannungsabfall

-zur Folge</span> hat. Dies ist besonders bei Pufferbatterien zu

-ber&uuml;cksichtigen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die genannte Firma verwendet f&uuml;r Pufferbatterien

-eine mit der in <a href="#Fig15">Fig. 15</a> abgebildeten inbezug auf die

-Konstruktion &uuml;bereinstimmende Platte, die aber nur

-eine 6fache Oberfl&auml;chenentwickelung hat.</p>

-

-<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten</span> sollen sich, wie von

-Fachleuten oft behauptet wird, <span class="gesp">nicht als negative</span>

-Platten eignen, da der Bleischwamm keinen festen Halt

-habe, w&auml;hrend das Bleisuperoxyd fest mit dem Bleikern

-verw&auml;chst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die

-Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten auch als negative Elektroden

-auszubilden.</p>

-

-<p><span class="gesp">Gitterplatten</span> oder pastierte Platten werden

-als positive und negative Elektroden benutzt. Die

-Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse (F&uuml;llmasse)

-festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen

-zuzuf&uuml;hren. Sie m&uuml;ssen gen&uuml;gende mechanische Festigkeit

-haben. Die Stromverteilung mu&szlig; eine m&ouml;glichst

-gleichm&auml;&szlig;ige sein, weil sonst eine ungleichm&auml;&szlig;ige, den<span class="pagenum" id="Page122">[122]</span>

-chemischen Umsatz begleitende Volum&auml;nderung erfolgt

-und eine Deformation der Platte (Kr&uuml;mmung), sowie

-schlechter Kontakt zwischen Tr&auml;ger und aktiver Masse

-eintreten kann. Je k&uuml;rzer die Entladedauer, um so

-enger sollte da&szlig; Gitter sein.</p>

-

-<p>Die <span class="nowrap">Paste<a id="FNanchor101"></a><a

-href="#Footnote101" class="fnanchor">[101]</a></span> wird hergestellt aus Mennige (Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>,

-rot) oder Bleigl&auml;tte (Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder

-aus einer Mischung der beiden Oxyde. F&uuml;r die Anode

-wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, f&uuml;r

-die Kathode Bleigl&auml;tte bevorzugt. Auch Bleimehl kann

-verwendet werden.</p>

-

-<p>Als Bindemittel verwendet man verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,

-Glyzerinschwefels&auml;ure, d. h. eine Mischung aus

-Schwefels&auml;ure und Glyzerin, oder Magnesiumsulfatl&ouml;sung

-und noch andere Fl&uuml;ssigkeiten. Die Schwefels&auml;ure soll

-frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpeters&auml;ure

-und salpetriger S&auml;ure. Wie die S&auml;ure auf diese Verunreinigungen

-hin untersucht wird, werden wir sp&auml;ter sehen.

-Die Paste wird nach sorgf&auml;ltiger Reinigung der Tr&auml;ger

-(Gitter) mittels eines eichenen Spatels eingetragen

-(Schmieren); die pastierten Platten werden in einem

-m&auml;&szlig;ig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich

-die Schwefels&auml;ure w&auml;hrend des Trocknens mit Bleigl&auml;tte

-allm&auml;hlich zu Bleisulfat und die Paste erh&auml;rtet infolge

-Verdunstung des Wassers, die Masse wird <span class="nowrap">por&ouml;s<a

-id="FNanchor102"></a><a href="#Footnote102" class="fnanchor">[102]</a>.</span> Die

-Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefels&auml;ure,<span class="pagenum" id="Page123">[123]</span>

-wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und

-Abscheidung von Bleisuperoxyd nach der Gleichung:</p>

-

-<p class="equation">Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> =

-2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig16">

-<p class="caption">Fig. 16.</p>

-<img src="images/illo16.jpg" alt="Negative Platte" width="600" height="258" />

-</div>

-

-<p>Der Bleischwamm der negativen Platten hat die

-Neigung, im Laufe der Jahre zusammenzusintern, eine

-Erscheinung, die man als <span class="gesp">Schrumpfen</span> oder <span class="gesp">Verbleiung</span>

-bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere

-Struktur, und die Folge ist, da&szlig; die Kapazit&auml;t der

-negativen Platten allm&auml;hlich zur&uuml;ckgeht. Um diesem

-&Uuml;belstande zu steuern, mischt man der Masse gewisse

-Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen

-verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver

-usw. Wird soviel von diesem indifferenten

-Material beigemischt, da&szlig; das Sintern dauernd unm&ouml;glich

-ist, so macht sich ein anderer &Uuml;belstand bemerkbar;

-es tritt n&auml;mlich ein so starkes Quellen ein, da&szlig; die

-Masse aus dem gew&ouml;hnlichen, alten Gitter herausw&auml;chst

-und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann

-nun dadurch verh&uuml;tet werden, da&szlig; man die Gitterplatte

-auf beiden Seiten mit einer perforierten Scheibe aus

-Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die <span class="gesp">Akkumul.-Fabrik,

-Akt.-Gesellsch.</span> h&uuml;llt ihre aus einem weitmaschigen<span class="pagenum" id="Page124">[124]</span>

-Gitter bestehende negative Platte in ein mit

-zahlreichen kleinen L&ouml;chern versehenes Bleiblech ein

-(s. <a href="#Fig16">Fig. 16</a>). Das Gitter besteht aus zwei H&auml;lften;

-jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen.

-Die Massepastillen werden besonders hergestellt und

-in die eine Gitterh&auml;lfte eingelegt. Dann wird die

-andere Plattenh&auml;lfte aufgelegt, und die beiden H&auml;lften

-werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen

-also gleichsam in kleinen K&auml;stchen mit perforierter

-Grund- und Deckfl&auml;che liegen, so wird die Platte als

-<span class="gesp">Kastenplatte</span> bezeichnet.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig17">

-<p class="caption">Fig. 17.</p>

-<img src="images/illo17.jpg" alt="Gitter" width="550" height="378" />

-</div>

-

-<p><span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk verwendet als

-Anoden und Kathoden Gitterplatten. Dies hat, wie

-die Firma sagt, den

-Vorzug, da&szlig; die Kapazit&auml;t

-beider Plattenarten

-g&auml;nzlich unabh&auml;ngig

-von der Sorgfalt

-bei der Formation

-wird und stets die

-gleiche bleiben mu&szlig;,

-da alle Platten derselben

-Art und Gr&ouml;&szlig;e

-stets die gleiche Menge

-wirksamer Bleisalze

-enthalten. Die viereckigen

-Gitter&ouml;ffnungen

-werden bei den

-f&uuml;r station&auml;re Batterien

-bestimmten Platten

-um so enger gemacht,

-je k&uuml;rzer die

-Entladedauer oder je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der

-Entladung sein soll. F&uuml;r starke Beanspruchung wird<span class="pagenum" id="Page125">[125]</span>

-das in <a href="#Fig17">Fig. 17</a> abgebildete Gitter benutzt. Es gleicht

-in seinem Aussehen den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten; es wird

-aus reinstem Weichblei hergestellt, w&auml;hrend die Gitter

-mit gro&szlig;en &Ouml;ffnungen (Elektromobile), um gen&uuml;gende

-mechanische Festigkeit zu erzielen, aus Hartblei (Blei

-und Antimon) gegossen

-werden.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig18">

-<p class="caption">Fig. 18.</p>

-<img src="images/illo18.jpg" alt="Gitter" width="366" height="550" />

-</div>

-

-<p>In neuerer Zeit

-hat die Firma die

-negativen Platten

-wesentlich ge&auml;ndert,

-und zwar beziehen

-sich die &Auml;nderungen

-sowohl auf das Gitter

-wie auf die Zusammensetzung

-der Masse.

-Die Beschaffenheit

-des neuen Gitters ist

-aus den <a href="#Fig18">Figuren 18</a>

-und <a href="#Fig19">19</a> zu ersehen;

-die letztere zeigt

-einen Ausschnitt in

-gr&ouml;&szlig;erem Ma&szlig;stabe.

-Es sind, wie man

-sieht, au&szlig;er den nach

-au&szlig;en spitz zulaufenden

-L&auml;ngsrippen flache, die mechanische Festigkeit

-erh&ouml;hende B&auml;nder vorhanden. Durch die Mitte der

-Platte (s. <a href="#Fig18">Fig. 18</a>) l&auml;uft eine starke Leiste, so da&szlig; die

-ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig19">

-<p class="caption">Fig. 19.</p>

-<img src="images/illo19.jpg" alt="Gitter" width="550" height="353" />

-</div>

-

-<p>F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwenden die

-<span class="gesp">Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerke

-Akt.-Ges. vormals W. A. Boese &amp; Co.</span> sogenannte

-<span class="gesp">Masseplatten</span>. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen<span class="pagenum" id="Page126">[126]</span>

-mit einer geringen Anzahl gro&szlig;er Felder (siehe

-<a href="#Fig20">Fig. 20</a>); das Tr&auml;gergewicht ist also auf ein Minimum

-reduziert. Die die Felder ausf&uuml;llende Masse ist zementartig

-erh&auml;rtet; in jedem Felde befinden sich mehrere

-kleinere und ein gr&ouml;&szlig;eres Loch, um den Zutritt der

-S&auml;ure zu den einzelnen Teilen und die Zirkulation

-zwischen den Platten zu erm&ouml;glichen.

-Besonders bei Entladungen mit l&auml;ngeren

-Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb,

-erzielt man g&uuml;nstige Leistungen, zumal

-die Selbstentladung bei solchen Platten

-eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig geringe <span class="nowrap">ist<a

-id="FNanchor103"></a><a href="#Footnote103" class="fnanchor">[103]</a>.</span> F&uuml;r

-Akkumulatoren mit k&uuml;rzerer Lade- und

-Entladezeit sind solche Masseplatten

-nicht geeignet.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig20">

-<p class="caption">Fig. 20.</p>

-<img src="images/illo20.jpg" alt="Masseplatte" width="250" height="322" />

-</div>

-

-<p id="Ref20"><span class="gesp">Formation</span>. Das Verfahren, durch welches auf

-den Platten eine gen&uuml;gend dicke Schicht von Bleischwamm<span class="pagenum" id="Page127">[127]</span>

-bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird, nennt

-man Formation oder Formierung.</p>

-

-<p>Da bei der Formation Schwefels&auml;ure nicht verbraucht

-wird, es sei denn, da&szlig; man zuerst Blei oder die

-Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so kann man

-saure, alkalische und neutrale L&ouml;sungen verwenden.

-Entweder wird die ganze Formation in <span class="gesp">einer</span> L&ouml;sung

-ausgef&uuml;hrt, oder man behandelt die Platten nacheinander

-in zwei verschiedenen L&ouml;sungen, z. B. zuerst in

-alkalischer und dann in saurer L&ouml;sung. Ferner k&ouml;nnen

-Anode und Kathode <span class="gesp">gleichzeitig</span> in demselben Bade

-formiert werden, oder es findet eine <span class="gesp">getrennte Formation</span>

-statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und

-Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.</p>

-

-<p>a) <span class="gesp">Reine Plant&eacute;-Formation</span>. Wenn man als

-Elektroden reine Bleiplatten benutzt und die Zelle l&auml;dt,

-so erfolgt schon nach kurzer Zeit Gasentwicklung. Sobald

-sich n&auml;mlich die positive Platte mit einer sehr

-d&uuml;nnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, h&ouml;rt

-die Einwirkung des Stromes auf, da das metallisch

-leitende Superoxyd den darunter liegenden Bleikern

-vor dem weiteren Angriff des Stromes sch&uuml;tzt. Um

-nun die Kapazit&auml;t der Elektroden zu vergr&ouml;&szlig;ern, lockerte

-<span class="gesp">Plant&eacute;</span> die Platten an der Oberfl&auml;che auf, so da&szlig; auch

-unmittelbar unter der Oberfl&auml;che liegende Schichten der

-Stromwirkung zug&auml;nglich wurden. Das angewandte

-Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde

-kurze Zeit geladen, dann nach einer Ruhepause entladen,

-hierauf wieder geladen u. s. f. Bei den verschiedenen

-Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden Kapazit&auml;t

-allm&auml;hlich gr&ouml;&szlig;er wurde, schickte er den Strom bald

-in der einen, bald in der anderen Richtung durch die

-Zelle, da nur diejenige Elektrode angegriffen und aufgelockert

-wird, die bei der Ladung Anode ist.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page128">[128]</span></p>

-

-<p>Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten

-sp&auml;ter <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span>. Die Superoxydteilchen

-bilden mit Bleiteilchen und S&auml;ure kleine, kurzgeschlossene

-Elemente (siehe <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Diese

-entladen sich w&auml;hrend der Ruhepause; hierbei werden

-Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Bei

-der n&auml;chsten Ladung kann daher eine gr&ouml;&szlig;ere Menge

-Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm,

-wenn die Stromrichtung ge&auml;ndert wird) verwandelt

-werden.</p>

-

-<p>Die reine Plant&eacute;-Formation ist umst&auml;ndlich und

-dauert Wochen, ja Monate lang; sie ist wegen des

-gro&szlig;en Stromverbrauchs auch teuer.</p>

-

-<p>b) <span class="gesp">Beschleunigte Formation der positiven

-Plant&eacute;-Platten</span>. Schon <span class="gesp">Plant&eacute;</span> fand, da&szlig;

-die Formation schneller vor sich geht, wenn man die

-Platten zuerst in m&auml;&szlig;ig konzentrierte Salpeters&auml;ure

-eintaucht und dann formiert; durch die Salpeters&auml;ure

-wird die Platte rein chemisch aufgelockert. Die so

-erhaltene Superoxydschicht f&auml;llt aber leicht ab, sie ist

-nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die

-bei der rein elektrochemischen Formierung entstandene.

-Auch ist die Gefahr vorhanden, da&szlig; Spuren von Salpeters&auml;ure

-trotz sorgf&auml;ltigen Absp&uuml;lens der Platte zur&uuml;ckbleiben.

-Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe

-immer weiter, so da&szlig; das Bleigitter oder der Bleikern

-nach verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig kurzer Zeit zerst&ouml;rt wird.</p>

-

-<p>Sp&auml;ter sind zahlreiche Vorschl&auml;ge gemacht worden,

-um beschleunigte Formation besonders bei den positiven

-Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten zu erzielen. Sie bestehen

-fast alle darin, da&szlig; auf rein chemischem Wege Bleiverbindungen

-gebildet werden, die auf elektrochemischem

-Wege in Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die

-l&ouml;send wirkende Substanz dem Elektrolyten zugesetzt, so<span class="pagenum" id="Page129">[129]</span>

-spielen sich beide Vorg&auml;nge gleichzeitig ab. <span class="gesp">Epstein</span>

-behandelt die Bleiplatten in hei&szlig;er verd&uuml;nnter Salpeters&auml;ure

-elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann

-zwischen zwei Bleibleche geh&auml;ngt, die leitend miteinander

-verbunden sind; der elektrolysierende Strom tritt

-an der zu formierenden Platte ein.</p>

-

-<p>Nach P. <span class="gesp">Schoop</span> (l. c. I S. 106) erreicht man am

-sichersten eine tiefgehende Auflockerung des Bleies

-bei Verwendung einer L&ouml;sung von Natriumbisulfat und

-Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei Bleiplatten

-aufgeh&auml;ngt, die Au&szlig;enplatten werden miteinander

-verbunden usw. (s. <a href="#Ref22">oben</a>). Auf der Mittelplatte

-(Anode) bildet sich eine braune Substanz, die aber kein

-Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte entfernt,

-wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert

-wird. Dies geschieht elektrochemisch in stark verd&uuml;nnter

-Schwefels&auml;ure. Die Platten werden sorgf&auml;ltig

-mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles <span class="nowrap">Chlor<a

-id="FNanchor104"></a><a href="#Footnote104" class="fnanchor">[104]</a></span>

-(Salzs&auml;ure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt.

-Es bildet sich ein gleichm&auml;&szlig;iger und festhaftender &Uuml;berzug

-von Bleioxyd; dieses wird durch elektrochemische

-Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in Superoxyd

-umgewandelt.</p>

-

-<p>c) <span class="gesp">Formation der pastierten Platten</span>.

-&#945;) Negative Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus basischem,

-sowie aus neutralem Bleisulfat und aus nicht

-zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobk&ouml;rnig ist

-und nur zum Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses

-nur langsam in L&ouml;sung. Infolgedessen wird, wenn man

-nicht mit sehr geringer Stromdichte arbeitet, der Elektrolyt

-an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.

-Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der N&auml;he<span class="pagenum" id="Page130">[130]</span>

-der Platte ab, so steigt die Spannung an der Kathode

-und erreicht bald die f&uuml;r die Wasserstoffabscheidung

-n&ouml;tige H&ouml;he. Um die unn&uuml;tze und auch sch&auml;dliche

-Wasserstoffentwickelung zu verh&uuml;ten, mu&szlig; man daf&uuml;r

-sorgen, da&szlig; die Konzentration der Wasserstoffionen eine

-m&ouml;glichst kleine oder diejenige der Bleiionen eine m&ouml;glichst

-gro&szlig;e ist. Da neutrale Salze bei der elektrolytischen

-Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so

-sind neutrale L&ouml;sungen f&uuml;r die Formation der negativen

-Platten vorzuziehen; besonders eignen sich Magnesium-

-und Aluminiumsulfat (von <span class="gesp">Fitz-Gerald</span> zuerst ausgef&uuml;hrt,

-von P. <span class="gesp">Schoop</span> wieder aufgenommen). Hierbei

-bildet sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium-

-bezw. Aluminiumhydroxyd, das aber durch S&auml;ure,

-die bei der Formation (aus der Paste) frei wird, neutralisiert

-wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an

-Bleiionen &mdash; das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung

-zur&uuml;ckzudr&auml;ngen &mdash; kann man dadurch erreichen,

-da&szlig; man die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates steigert,

-z. B. durch Erw&auml;rmung des <span class="nowrap">Elektrolyten<a

-id="FNanchor105"></a><a href="#Footnote105" class="fnanchor">[105]</a>,</span> oder eine Substanz

-zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein l&ouml;sliches

-Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat

-man in der Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst

-sehr geringe zur&uuml;ckbleibende Mengen des Zusatzes dem

-Akkumulator sehr sch&auml;dlich sind.</p>

-

-<p>Erfolgt die Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure

-zwischen zwei mit einander verbundenen Bleiblechen

-(Anoden), so dauert sie mehrere Tage.</p>

-

-<p>&#946;) Positive Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus

-Bleisulfat, Bleisuperoxyd (s. <a href="#Page123">S. 123</a>) und Bleigl&auml;tte bezw.

-Mennige. Die Abscheidung der Bleisuperoxydionen,<span class="pagenum" id="Page131">[131]</span>

-deren Existenz wir annehmen wollen (s. <a href="#Page55">S. 55</a>), mu&szlig;

-durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gef&ouml;rdert

-werden (die Sauerstoffentwickelung also verringert

-werden). Nun ist die Konzentration dieser Ionen

-umgekehrt proportional der vierten Potenz der Wasserstoffionen;

-mithin mu&szlig; letztere Konzentration auf einer

-m&ouml;glichst geringen H&ouml;he gehalten werden. In neutraler

-L&ouml;sung erfolgt also die Formation schneller als in

-<span class="nowrap">saurer<a id="FNanchor106"></a><a href="#Footnote106"

-class="fnanchor">[106]</a>.</span> Man verwendet Aluminium- und Magnesiumsulfat.

-W&auml;hrend der Formation bildet sich Schwefels&auml;ure,

-durch deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen;

-die S&auml;ure mu&szlig; neutralisiert werden; man erreicht

-dies durch aufgeschwemmtes Magnesium- oder Aluminiumhydroxyd.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote98"><a href="#FNanchor98"><span class="label">[98]</span></a>

-&Uuml;ber die verschiedenen Patentanspr&uuml;che und die historische

-Entwickelung des Akkumulators siehe <span class="gesp">Hoppe</span>, Akkumulatoren f&uuml;r

-Elektrizit&auml;t, 5. Auflage, ferner P. <span class="gesp">Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>

-

-<p id="Footnote99"><a href="#FNanchor99"><span class="label">[99]</span></a>

-Bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene

-Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene

-Masse gemeint.</p>

-

-<p id="Footnote100"><a href="#FNanchor100"><span class="label">[100]</span></a>

-In Wirklichkeit ist er etwas gr&ouml;&szlig;er, da ein Teil des Stromes

-in die S&auml;ure innerhalb der Rippen eindringt.</p>

-

-<p id="Footnote101"><a href="#FNanchor101"><span class="label">[101]</span></a>

-N&auml;heres &uuml;ber die Fabrikation findet man in: F. <span class="gesp">Gr&uuml;nwald</span>,

-Die Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.</p>

-

-<p id="Footnote102"><a href="#FNanchor102"><span class="label">[102]</span></a>

-M. U. <span class="gesp">Schoop</span> berechnet in der fr&uuml;her erw&auml;hnten Schrift

-die Porosit&auml;t einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte

-(Gitterplatte) zu angen&auml;hert 43%, d. h. betr&auml;gt der f&uuml;r die F&uuml;llmasse

-zur Verf&uuml;gung stehende Raum 100 cm<sup>3</sup>, so sind 43 cm<sup>3</sup> mit S&auml;ure

-angef&uuml;llt. F&uuml;r die Bleischwammplatte ergab sich eine noch gr&ouml;&szlig;ere

-Porosit&auml;t.</p>

-

-<p id="Footnote103"><a href="#FNanchor103"><span class="label">[103]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.</p>

-

-<p id="Footnote104"><a href="#FNanchor104"><span class="label">[104]</span></a>

-F&uuml;r Chlor gilt &auml;hnliches wie f&uuml;r Salpeters&auml;ure (s. <a href="#Page128">S. 128</a>).</p>

-

-<p id="Footnote105"><a href="#FNanchor105"><span class="label">[105]</span></a>

-Nicht zu empfehlen, da bei Erw&auml;rmung die wirksame Masse

-zu locker wird.</p>

-

-<p id="Footnote106"><a href="#FNanchor106"><span class="label">[106]</span></a>

-Eine saure L&ouml;sung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen

-befinden; je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der H<sup class="plus">&middot;</sup>, um so gr&ouml;&szlig;er

-ist die Acidit&auml;t.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page132">[132]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Siebentes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,

-Vorschriften &uuml;ber die Behandlung, Lebensdauer.</span></h2>

-

-<p><span class="gesp">Aufstellung.</span> Der <span class="gesp">Raum</span>, in dem die Akkumulatorenbatterie

-untergebracht wird, soll k&uuml;hl, trocken

-und vor allem gut ventilierbar sein, damit die S&auml;ure

-nicht zu stark verdunstet, die Au&szlig;enw&auml;nde der Zellen

-trocken gehalten werden k&ouml;nnen (Isolation) und die bei

-der Ladung sich bildenden Gase schnell entweichen.

-W&auml;hrend der Ladung d&uuml;rfen brennende oder gl&uuml;hende

-K&ouml;rper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet

-werden, da die M&ouml;glichkeit nicht ausgeschlossen ist,

-da&szlig; sich bei schlechter Ventilation eventuell vorhandenes

-Knallgas entz&uuml;ndet. Zur Beleuchtung d&uuml;rfen nur elektrische

-Lampen verwendet werden, die im luftleeren

-Raume brennen.</p>

-

-<p>Der Fu&szlig;boden soll fest und solide sein, nat&uuml;rlich

-mu&szlig; er auch s&auml;urefest sein. Allen Anforderungen d&uuml;rfte

-ein Asphaltboden auf Untergrund aus Zementbeton

-<span class="nowrap">gen&uuml;gen<a id="FNanchor107"></a><a href="#Footnote107" class="fnanchor">[107]</a>.</span></p>

-

-<p>Die Elemente m&uuml;ssen so aufgestellt werden, da&szlig;

-man zu jeder Zelle freien Zutritt hat zwecks einer Besichtigung,<span class="pagenum" id="Page133">[133]</span>

-Messung der S&auml;uredichte oder sonstiger

-vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt

-gewordener Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen

-nicht mehr als zwei Reihen neben- und &uuml;bereinander

-auf demselben Gestelle stehen; gr&ouml;&szlig;ere Zellen m&uuml;ssen

-auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach

-den Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker

-m&uuml;ssen die Zellen von Batterien f&uuml;r hohe

-Spannungen so angeordnet sein, da&szlig; bei der Bedienung

-eine zuf&auml;llige gleichzeitige Ber&uuml;hrung von 2 Punkten,

-zwischen denen eine Potentialdifferenz von mehr als

-250 Volt herrscht, nicht stattfinden kann. Bei Batterien

-in Anlagen mit mehr als 250 Volt Gebrauchsspannung

-zwischen 2 Leitern oder mehr als 2&nbsp;&times; 250 Volt in Dreileiteranlagen

-sind nach den Vorschriften des V. D. E.

-Lattenlaufb&ouml;den erforderlich. (Isolation gegen Erde.)</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Gestelle</span> werden aus sorgf&auml;ltig geteerten

-oder mit Paraffin&ouml;l durchtr&auml;nkten Balken hergestellt.

-Der Gebrauch von N&auml;geln, Schrauben, Bandagen aus

-Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die S&auml;ure angegriffen

-werden; die Verbindung der einzelnen Teile

-des Gestelles mu&szlig; daher durch Holzpfl&ouml;cke geschehen.</p>

-

-<p>Gro&szlig;e Sorgfalt ist auf die <span class="gesp">Isolation</span> zu verwenden,

-da die Au&szlig;enseiten der Elemente auch bei

-guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die einzelnen

-Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell

-und dieses gegen die Erde durch nichthygroskopische

-Unterlagen zu isolieren. Bei gr&ouml;&szlig;erer Batteriespannung

-kann man &Ouml;lisolatoren verwenden, deren oberer Teil

-gr&ouml;&szlig;er ist als der untere, so da&szlig; etwa herabflie&szlig;ende

-S&auml;ure &uuml;ber den oberen (&uuml;berh&auml;ngenden) Teil hinwegtropft,

-der untere Teil des Isolators also trocken bleibt.</p>

-

-<p>Die im Akkumulatorenraume verlegten Dr&auml;hte

-m&uuml;ssen mit s&auml;urefester Farbe angestrichen werden. &mdash;</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page134">[134]</span></p>

-

-<p>Als <span class="gesp">Zellen</span> benutzt man Gef&auml;&szlig;e aus Glas, Zelluloid,

-Hartgummi und Holz. Glas isoliert gut, ist billig

-und erm&ouml;glicht eine genaue Besichtigung des Inneren

-des Elementes. F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwendet

-man Hartgummi oder Zelluloid und versieht

-die Zellen mit einem Deckel; noch vorhandene Fugen

-werden mit einem s&auml;urefesten und elastischen Kitt

-verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien

-f&uuml;r mehr als 16 Volt Spannung als Material f&uuml;r Gef&auml;&szlig;e

-nicht verwendet werden.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Zelluloid ist zwar leicht entz&uuml;ndbar, da aber die W&auml;nde von

-innen durch die S&auml;ure gek&uuml;hlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen,

-da&szlig; das Zelluloid bis zur Entz&uuml;ndungstemperatur erhitzt

-wird. Es hat die Vorz&uuml;ge, da&szlig; es gegen St&ouml;&szlig;e unempfindlich ist,

-leicht verarbeitet werden kann und durchsichtig ist; ferner k&ouml;nnen

-Gef&auml;&szlig;e aus diesem Stoffe repariert

-werden.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>F&uuml;r gro&szlig;e Elemente

-benutzt man Holzkasten,

-die mit Bleiblech im Innern

-verkleidet werden.

-Nat&uuml;rlich d&uuml;rfen die Platten

-diese Verkleidung

-nicht ber&uuml;hren.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig21">

-<p class="caption">Fig. 21.</p>

-<img src="images/illo21.jpg" alt="Aufgeh�ngte Platten" width="400" height="526" />

-</div>

-

-<p><span class="gesp">Einbau</span>. Die Platten

-werden bei station&auml;ren

-Elementen meistens mittels

-zweier Fahnen oder

-Nasen auf dem oberen

-Rande des Gef&auml;&szlig;es aufgeh&auml;ngt

-(s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>), damit

-sie sich frei ausdehnen

-k&ouml;nnen. Die Oberfl&auml;chen der einzelnen Platten m&uuml;ssen

-genau parallel laufen, und der Abstand zwischen zwei

-benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe<span class="pagenum" id="Page135">[135]</span>

-sein. H&auml;ngt n&auml;mlich eine Platte schief, so werden die

-Stellen, die den kleinsten Abstand haben, am st&auml;rksten

-beansprucht, so da&szlig; Kr&uuml;mmungen eintreten k&ouml;nnen; diese

-k&ouml;nnen wiederum Abbr&ouml;ckeln der aktiven Masse und

-Kurzschlu&szlig; herbeif&uuml;hren. Hat ferner eine positive Platte

-von den beiden benachbarten Elektroden ungleichen

-Abstand, so werden ihre beiden Seiten nicht gleichm&auml;&szlig;ig

-ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden positiven

-Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.

-Parallelit&auml;t und gleiche Abst&auml;nde erreicht man am einfachsten

-dadurch, da&szlig; man zwischen je zwei Platten

-eine gen&uuml;gende Anzahl von Glasst&auml;ben schiebt, die alle

-denselben Durchmesser haben, und durch elastische Bleistreifen

-oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen

-die Platten aus&uuml;ben l&auml;&szlig;t (s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>).</p>

-

-<p>Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden

-des Gef&auml;&szlig;es mu&szlig; sich ein gr&ouml;&szlig;erer Zwischenraum befinden,

-in dem sich herabfallende

-aktive Masse

-sammeln kann (Vermeidung

-eines inneren Kurzschlusses).</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig22">

-<p class="caption">Fig. 22.</p>

-<img src="images/illo22.png" alt="Anordnung der Platten" width="350" height="230" />

-</div>

-

-<p>In <a href="#Fig22">Fig. 22</a> ist schematisch

-dargestellt (f&uuml;r 2

-Elemente), wie die Platten

-angeordnet und mit einander

-verbunden werden. Warum die erste und letzte

-Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde fr&uuml;her dargelegt

-(s. <a href="#Page62">S. 62</a>). Man sieht, da&szlig; die positiven Fahnen der

-ersten Zelle mit den negativen Fahnen der zweiten durch

-eine Bleileiste verbunden sind. &mdash; Bei kleinen Elementen,

-die nur aus einer positiven und zwei negativen Platten

-bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch

-durch einen Steg.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page136">[136]</span></p>

-

-<p>Der Abstand der Platten richtet sich nach deren

-Gr&ouml;&szlig;e; einerseits darf er nicht zu gro&szlig; sein, damit der

-innere Widerstand der Zelle nicht unn&ouml;tig gro&szlig; wird,

-anderseits darf er nicht so klein sein, da&szlig; eine Besichtigung

-der Platten erschwert oder unm&ouml;glich wird; auch

-kann sich bei geringen

-Abst&auml;nden leicht Kurzschlu&szlig;

-bilden. Bei kleinen

-Platten (bis etwa 3 qdm

-einseitiger Oberfl&auml;che) betr&auml;gt

-der Abstand in der

-Regel 8 bis 10 mm, bei

-mittelgro&szlig;en (bis 6 qdm)

-10 bis 12 mm und bei

-gro&szlig;en 12 bis 15 mm.

-Bei kleinen transportablen

-Akkumulatoren sollte der

-Abstand der Platten reichlich

-gro&szlig; gew&auml;hlt werden,

-damit Kurzschlu&szlig; durch

-herausfallende Masse m&ouml;glichst

-vermieden und eine

-genaue Besichtigung des

-Innern der Zelle leicht

-ausf&uuml;hrbar ist.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig23">

-<p class="caption">Fig. 23.</p>

-<img src="images/illo23.jpg" alt="Hartgummiplatte" width="308" height="550" />

-</div>

-

-<p>Seit einigen Jahren

-ist man dazu &uuml;bergegangen

-zwischen die einzelnen Platten <span class="gesp">Holzbrettchen</span>

-oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits gesehen, da&szlig;

-man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente

-Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern.

-Die aktive Masse quillt dann leicht aus dem

-Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschlu&szlig; bewirken.

-Um diesem &Uuml;belstande zu steuern, bedeckt die Firma<span class="pagenum" id="Page137">[137]</span>

-<span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk die negative Elektrode

-mit einer gelochten Hartgummiplatte, die durch die

-Glasr&ouml;hren gegen das Gitter gepre&szlig;t wird. Die Perforierung

-ist eine so feine, da&szlig; jedes Durchtreten von

-Partikeln, die sich losl&ouml;sen, durch die &Ouml;ffnungen ausgeschlossen

-ist und die S&auml;ure dennoch leicht zirkulieren

-kann. Werden Holzkasten f&uuml;r die Zellen verwendet,

-bei denen Glasr&ouml;hren keinen Zweck haben, da man ohnehin

-nicht das Zelleninnere besichtigen kann, so werden

-Hartgummiplatten verwendet, die auf der einen Seite

-mit Rippen versehen sind (s. <a href="#Fig23">Fig. 23</a>); diese vertreten

-die Stelle der Glasr&ouml;hren.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig24">

-<p class="caption">Fig. 24.</p>

-<img src="images/illo24.jpg" alt="Holzbrett" width="225" height="307" />

-</div>

-

-<p>Nach den Montagevorschriften der <span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik

-Aktien-Gesellschaft</span> werden

-zwischen die einzelnen Platten

-Holzbrettchen geschoben, die etwas

-gr&ouml;&szlig;er sind als die Platten. Die

-Brettchen werden in die Schlitze

-von Holzst&auml;ben geschoben (siehe

-<a href="#Fig24">Fig. 24</a>). Diese sind etwas d&uuml;nner

-als die Plattenzwischenr&auml;ume und

-sitzen anfangs etwas lose. Da

-die St&auml;be in der S&auml;ure quellen, so

-sitzen sie bald fest. Auf diese

-Weise wird erreicht, da&szlig; zwischen

-Platten und Brettchen ein enger

-Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer

-gen&uuml;gend gro&szlig;en Menge von S&auml;ure in Ber&uuml;hrung

-ist. Die Brettchen erfahren eine besondere Vorbehandlung

-in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?)

-aus dem Holz Stoffe in L&ouml;sung treten, die ein Sulfatieren

-der Platten fast unm&ouml;glich machen, so da&szlig; die Kapazit&auml;t

-lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen soll, da

-die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden,<span class="pagenum" id="Page138">[138]</span>

-f&uuml;r lange Jahre vorhalten. Au&szlig;erdem dienen die

-Brettchen auch als Mittel zur Verhinderung von Kurzschlu&szlig;.</p>

-

-<p>Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu

-bedecken, weil dann S&auml;urepartikelchen, die beim &#8222;Kochen&#8223;

-durch die Gase mitgerissen werden, zur&uuml;ckgehalten

-werden und verhindert wird, da&szlig; von der Decke abbr&ouml;ckelnder

-Kalk oder dgl. in die S&auml;ure f&auml;llt.</p>

-

-<p>F&uuml;r die Elemente der <span class="gesp">Automobilbatterien</span>

-werden Hartgummikasten verwendet. Die Platten werden

-auch mit Zwischenlagen aus perforiertem Hartgummiblech

-oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen

-Elemente werden so miteinander verbunden, da&szlig; schadhafte

-Zellen leicht ausgewechselt werden k&ouml;nnen; man

-benutzt biegsame Verbindungen aus Bleistreifen oder

-verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch Schrauben

-befestigt werden.</p>

-

-<p><span class="gesp">S&auml;ure</span>. An die <span class="gesp">Reinheit</span> der Schwefels&auml;ure und

-des zum Nachf&uuml;llen zu benutzenden Wassers sind, wie

-sich aus fr&uuml;heren Betrachtungen (s. <a href="#Page107">S. 107</a> und <a href="#Page110">S. 110</a>)

-ergeben d&uuml;rfte, die <span class="gesp">h&ouml;chsten Anforderungen zu

-stellen</span>. Sie m&uuml;ssen vor allem frei sein von metallischen

-Verunreinigungen. Fremde Metalle (s. <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>)

-bewirken das sogen. Nachgasen. Man pr&uuml;ft

-die S&auml;ure auf die Anwesenheit sch&auml;dlicher Metalle dadurch,

-da&szlig; man mittels eines sauberen Holzspans ein

-St&uuml;ckchen Zink in eine Probe bringt, die sich in einem

-Reagenzglas befindet. Sind sch&auml;dliche Metalle in der

-S&auml;ure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch

-Wasserstoff abgeschieden, man sieht best&auml;ndig

-feine Gasbl&auml;schen emporsteigen. Der Versuch, der

-etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde dauern sollte, wird 3mal wiederholt;

-bleibt <span class="gesp">einmal</span> die stetige Bl&auml;schenbildung aus, so ist

-die S&auml;ure frei von sch&auml;dlichen Metallen.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page139">[139]</span></p>

-

-<p>Der Elektrolyt mu&szlig; ferner frei sein von Chlor,

-Salpeters&auml;ure und salpetriger S&auml;ure, Arsenverbindungen

-und Essigs&auml;ure. Auch ganz minimale Mengen dieser

-Substanzen sind dem Akkumulator sehr sch&auml;dlich; sie

-wirken n&auml;mlich zerst&ouml;rend auf den Bleikern, indem

-sie Blei l&ouml;sen. Die Bleiverbindung wird durch den

-Strom zersetzt und die Verunreinigung wird wieder frei

-usw. (s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="gesp">Untersuchung auf Salpeters&auml;ure</span>: Man l&ouml;st etwas Brucin

-in konzentrierter Schwefels&auml;ure und setzt der Schwefels&auml;ureprobe

-einige Tropfen der L&ouml;sung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten

-Menge Salpeters&auml;ure erfolgt Rotf&auml;rbung.</p>

-

-<p>Stickstoffverbindungen k&ouml;nnen auch in der Weise nachgewiesen

-werden, da&szlig; man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefels&auml;ure

-eintropfen l&auml;&szlig;t und der hei&szlig;en L&ouml;sung etwas Indigol&ouml;sung zusetzt.

-Wird die Fl&uuml;ssigkeit entf&auml;rbt, so ist die S&auml;ure nicht brauchbar.</p>

-

-<p><span class="gesp">Die Untersuchung auf Chlor</span> ist mit besonderer Sorgfalt

-auszuf&uuml;hren. 5 cm<sup>3</sup> (ca. 9 Gramm) S&auml;ure werden mit 50 cm<sup>3</sup>

-destilliertem Wasser <span class="nowrap">gemischt<a id="FNanchor108"></a><a

-href="#Footnote108" class="fnanchor">[108]</a>;</span> nach 5-6 Stunden setzt man etwas

-Salpeters&auml;ure und 20prozentige Silbernitratl&ouml;sung (H&ouml;llensteinl&ouml;sung)

-zu. Nach einst&uuml;ndigem Stehen darf die Fl&uuml;ssigkeit keine wei&szlig;e

-F&auml;rbung, h&ouml;chstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet

-sich bei Gegenwart von Chlorverbindungen unl&ouml;sliches, wei&szlig;es Chlorsilber.)</p>

-

-<p><span class="gesp">Arsenverbindungen</span> werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff

-in braunes, unl&ouml;sliches Schwefelarsen umgewandelt.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Zum F&uuml;llen der Elemente benutzt man verd&uuml;nnte

-Schwefels&auml;ure vom spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17;

-sind die Positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten, so kann die

-S&auml;ure etwas st&auml;rker sein. Die Dichte der S&auml;ure wird

-bei den ersten Ladungen etwas gr&ouml;&szlig;er, da die Paste

-noch weiter formiert wird und hierbei Schwefels&auml;ure frei

-wird. &mdash; Da bei der Vermischung von Schwefels&auml;ure

-und Wasser eine starke W&auml;rmeentwickelung erfolgt und

-explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man<span class="pagenum" id="Page140">[140]</span>

-Wasser in Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so mu&szlig; man die

-Schwefels&auml;ure in d&uuml;nnem Strahle unter Umr&uuml;hren dem

-Wasser zusetzen. Mittels des Ar&auml;ometers konstatiert

-man, ob die Mischung das gew&uuml;nschte spezifische Gewicht

-hat. Erst nach dem Erkalten darf die S&auml;ure in

-die Akkumulatorengef&auml;&szlig;e gegossen werden. Mu&szlig; man

-einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen

-aus Glas oder Porzellan.</p>

-

-<p>Da die Untersuchung der Schwefels&auml;ure und die

-Herstellung der Mischung umst&auml;ndlich ist, so empfiehlt

-es sich, die S&auml;ure durch die Akkumulatorenfabrik oder

-durch Handlungen zu beziehen, die von der Akkumulatorenfabrik

-empfohlen werden.</p>

-

-<p>Die S&auml;ure soll die oberen Kanten der Platten

-mindestens 1 cm &uuml;berragen; vor allem darf es nicht

-vorkommen, da&szlig; der obere Teil der Platten aus der

-S&auml;ure herausragt. Im Laufe der Zeit &auml;ndert sich die

-Menge und die Dichte der S&auml;ure, da Wasser verdampft,

-kleine S&auml;ureteilchen von den bei der Ladung sich

-bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die

-Kapazit&auml;t der Platten zu- bezw. abnehmen kann; w&auml;chst

-diese im Laufe der Zeit, so wird bei der Entladung

-mehr S&auml;ure verbraucht und die Schwankungen der

-S&auml;uredichte werden gr&ouml;&szlig;er. Meistens gen&uuml;gt es, durch

-Zusatz von destilliertem <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor109"></a><a

-href="#Footnote109" class="fnanchor">[109]</a></span> die S&auml;ure auf die

-richtige H&ouml;he zu bringen; von Zeit zu Zeit jedoch mu&szlig;

-man die S&auml;uredichte der einzelnen Zellen sowohl im

-vollst&auml;ndig geladenen wie im vollst&auml;ndig entladenen

-Zustande messen und eventuell Akkumulatorens&auml;ure

-hinzuf&uuml;gen (nie konzentrierte S&auml;ure, da diese die Platten

-angreift). Man setzt am besten die S&auml;ure vor Beginn<span class="pagenum" id="Page141">[141]</span>

-der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung

-bewirken. Im entladenen Zustande betr&auml;gt

-die S&auml;uredichte meist 1,15, im geladenen Zustande kann

-sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige S&auml;uredichte

-schadet &uuml;brigens dem Akkumulator nicht, wohl aber

-eine zu hohe (Beg&uuml;nstigung der Sulfatierung, Verringerung

-der Lebensdauer). S&auml;ure, die beim Nachf&uuml;llen

-versch&uuml;ttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die

-Isolatoren trocken bleiben.</p>

-

-<p>Die S&auml;uredichte mi&szlig;t man mittels eines <span class="gesp">Ar&auml;ometers</span>,

-dessen K&ouml;rper so flach ist, da&szlig; man es in

-den engen Zwischenraum zwischen den Platten einf&uuml;hren

-kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen,

-so benutzt man ein <span class="gesp">Ar&auml;ometer</span> mit <span class="gesp">Saugheber</span>

-und Gummiball. Bei genauen Untersuchungen

-ist zu beachten, da&szlig; die S&auml;ure in der N&auml;he des Gef&auml;&szlig;bodens

-etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von

-Luft kann man eine Vermischung herbeif&uuml;hren.</p>

-

-<p>In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht,

-das Mischungsverh&auml;ltnis und der Widerstand von

-1 cm<sup>3</sup> verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure angegeben.</p>

-

-<table summary="Schwefels�ure">

-

-<tr class="bt2">

-<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Spezifisches<br />Gewicht<br />bei 15&deg;</th>

-<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Gewichts-<br />prozente<br />H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></th>

-<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Grade<br />Baum&eacute;</th>

-<th colspan="4" class="center padl1 padr1">Widerstand eines<br />Kubikcent.<br />(angen&auml;hert)</th>

-</tr>

-

-<tr class="bt2">

-<td class="right padl1 padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">10</td>

-<td class="right padr0">14,</td>

-<td class="left padl0 br">35</td>

-<td class="right padr0">13,</td>

-<td class="left padl0 padr1 br">0</td>

-<td class="right padl1 padr0">2,</td>

-<td class="left padl0">2</td>

-<td class="center padl1 padr1">Ohm</td>

-<td rowspan="8" class="left bot">(Minimum)</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">12</td>

-<td class="right padr0">17,</td>

-<td class="left padl0 br">01</td>

-<td class="right padr0">15,</td>

-<td class="left padl0 br">4</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">8</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">14</td>

-<td class="right padr0">19,</td>

-<td class="left padl0 br">61</td>

-<td class="right padr0">17,</td>

-<td class="left padl0 br">7</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">6</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">16</td>

-<td class="right padr0">22,</td>

-<td class="left padl0 br">20</td>

-<td class="right padr0">19,</td>

-<td class="left padl0 br">8</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">5</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">18</td>

-<td class="right padr0">24,</td>

-<td class="left padl0 br">76</td>

-<td class="right padr0">22,</td>

-<td class="left padl0 br">0</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">45</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">20</td>

-<td class="right padr0">27,</td>

-<td class="left padl0 br">32</td>

-<td class="right padr0">24,</td>

-<td class="left padl0 br">0</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">4</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">22</td>

-<td class="right padr0">29,</td>

-<td class="left padl0 br">84</td>

-<td class="right padr0">26,</td>

-<td class="left padl0 br">0</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">38</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0 br">224</td>

-<td class="right padr0">30,</td>

-<td class="left padl0 br">50</td>

-<td class="right padr0">26,</td>

-<td class="left padl0 br">6</td>

-<td class="right padr0">1,</td>

-<td class="left padl0">36</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p>Zuweilen verwendet man f&uuml;r die F&uuml;llung transportabler

-Akkumulatoren <span class="gesp">gelatin&ouml;se Schwefels&auml;ure</span>,<span class="pagenum" id="Page142">[142]</span>

-die aus Schwefels&auml;ure, Wasserglas und Asbest

-hergestellt wird. Die <span class="gesp">Trockenf&uuml;llung</span> leidet an den

-Nachteilen, da&szlig; der innere Widerstand des Elementes

-stark erh&ouml;ht und die Kapazit&auml;t wesentlich verringert

-wird. Die F&uuml;llung mu&szlig; mit einer Schicht fl&uuml;ssiger S&auml;ure

-von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes

-Wasser oder stark verd&uuml;nnte S&auml;ure zuzusetzen.</p>

-

-<p>F&uuml;r Automobilbatterien verwendet man, da man die

-S&auml;uremenge, um das Gewicht zu verringern, m&ouml;glichst

-klein macht, S&auml;ure von etwas h&ouml;herer Konzentration als

-bei Zellen f&uuml;r station&auml;re Anlagen; im geladenen Zustande

-darf die S&auml;uredichte den Wert 1,25 erreichen.</p>

-

-<p>Mu&szlig; eine Zelle <span class="gesp">geleert werden</span>, so zieht man

-die S&auml;ure mittels eines Hebers ab; die Platten werden

-in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die betreffende

-Zelle mu&szlig;, nachdem sie neu montiert ist, stark &uuml;berladen

-werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie w&auml;hrend

-der Ladung der Batterie mit den anderen Zellen in

-Reihe, man verbindet sie also mit den beiden benachbarten

-Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der

-beiden Verbindungen beseitigt und der positive Pol des

-einen Nachbars mit dem negativen Pole des anderen

-verbunden (<span class="gesp">&Uuml;berbr&uuml;ckung</span>). Unsere Zelle ist also

-w&auml;hrend der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei

-der folgenden Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.</p>

-

-<p><span class="gesp">Die Vorschriften f&uuml;r die Ladung und

-Entladung</span> weichen in einzelnen Punkten bei den

-verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon

-durch den Umstand erkl&auml;rt werden kann, da&szlig; die Fabrikate

-verschieden sind. Die folgenden Vorschriften

-d&uuml;rften aber allgemein g&uuml;ltig sein.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">erste Ladung</span> (nach der Montage) soll, wenn

-eben m&ouml;glich, ohne Unterbrechung so lange fortgesetzt

-werden, bis bei allen Zellen an beiden Elektroden reichlich<span class="pagenum" id="Page143">[143]</span>

-Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine gro&szlig;e

-(24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei

-den negativen Platten, an der Luft (w&auml;hrend des Transportes,

-der Montage) ver&auml;ndert wird, so da&szlig; eine nachtr&auml;gliche

-Formierung erfolgen mu&szlig;. Am l&auml;ngsten dauert

-nat&uuml;rlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten

-unformiert versandt wurden.</p>

-

-<p>Die sp&auml;teren Ladungen sollen, wenn m&ouml;glich sofort,

-sp&auml;testens aber 24 Stunden nach Beendigung der Entladung

-erfolgen (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Falls die <span class="gesp">Batterie

-stark ersch&ouml;pft</span> ist, was bei Betriebsst&ouml;rungen,

-z. B. bei einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann,

-so mu&szlig; <span class="gesp">sofort</span> gr&uuml;ndlich aufgeladen werden. Zu beachten

-ist, da&szlig; man den positiven Pol der Batterie

-mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden mu&szlig;

-(ev. Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom

-(gew&ouml;hnlich gleich der maximalen Entladestromst&auml;rke)

-darf nicht &uuml;berschritten werden. Man l&auml;dt so

-lange, bis bei s&auml;mtlichen Elementen der Batterie an

-beiden Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt.

-Der W&auml;rter hat die Pflicht, bei jeder Ladung nachzusehen,

-ob alle Zellen <span class="nowrap">gasen<a id="FNanchor110"></a><a href="#Footnote110" class="fnanchor">[110]</a>.</span></p>

-

-<p>Finden t&auml;glich mehrere Teilladungen statt, so darf

-nur <span class="gesp">eine</span> bis zur vollen Gasentwicklung durchgef&uuml;hrt

-werden, die anderen dagegen sind sofort abzubrechen,

-wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.</p>

-

-<p>Will man (im Laboratorium) gro&szlig;e und kleine

-Zellen gleichzeitig laden, so schaltet man zwei oder

-mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet aus diesen

-gleichsam einen gr&ouml;&szlig;eren Akkumulator, oder man w&auml;hlt

-den Strom so, da&szlig; er der kleinsten Type angepa&szlig;t ist.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page144">[144]</span></p>

-

-<p>Es ist darauf zu achten, da&szlig; die mit dem Zellenschalter

-verbundenen Elemente nicht zu lange &uuml;berladen

-werden.</p>

-

-<p>Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur

-wenig benutzt wird (Laboratorium), mu&szlig; von Zeit

-zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen werden (siehe

-<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Automobilbatterien sollen nach jeder

-Fahrt geladen werden.</p>

-

-<p>Die Ladestromst&auml;rke darf, wie wir bereits sahen,

-eine gewisse Gr&ouml;&szlig;e nicht &uuml;berschreiten; sie ist, wenn

-an beiden Platten Gasentwicklung erfolgt, auf etwa

-die H&auml;lfte des urspr&uuml;nglichen Wertes herabzusetzen.

-Hierf&uuml;r kann man verschiedene Gr&uuml;nde angeben. Wird

-die Gasentwicklung zu st&uuml;rmisch, so werden viele

-kleine Partikelchen der wirksamen Masse losgesprengt.

-Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromst&auml;rke

-nicht vermindert wird, einen hohen Wert,

-und es kann sich &Uuml;berschwefels&auml;ure bilden (s. <a href="#Page14">S. 14</a>).

-Auch wird bei starker Gasentwicklung zu viel S&auml;ure

-verspritzt.</p>

-

-<p>Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie

-parallel. Die Ladung der Batterie mu&szlig;, ehe der Parallelbetrieb

-beginnt, beendet sein, ein <span class="gesp">Nachladen</span> bei ausgeschaltetem

-Ladeschalter ist unter allen Umst&auml;nden

-<span class="gesp">zu vermeiden</span>, weil es zu einer Sch&auml;digung der

-mittleren Schaltzellen f&uuml;hrt.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen.

-Es handle sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der

-Zentrale 115 Volt betr&auml;gt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich;

-von diesen seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die

-Ladung sei soweit fortgeschritten, da&szlig; die Spannung jeder Zelle

-2,2 Volt betr&auml;gt. Dann werde zum Parallelbetrieb &uuml;bergegangen.

-Die Ladung kann nur durch den Entladeschalter geschehen (s. <a href="#Page173">S. 173</a>).

-Es k&ouml;nnen dann nur 115:2,2 = 52 Zellen Strom bekommen, die 12

-letzten Zellen werden also nicht mit geladen. Mu&szlig; die Batterie sp&auml;ter<span class="pagenum" id="Page145">[145]</span>

-Strom abgeben, so sind anf&auml;nglich 115:2 = 58 Zellen an der Stromlieferung

-beteiligt. Die Zellen 53 bis 58 werden also &uuml;beranstrengt, da

-sie bei der Nachladung keinen Strom erhielten.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt f&uuml;r

-ihre Batterien vor, da&szlig; unter normalen Verh&auml;ltnissen

-etwa alle 3 Monate eine <span class="gesp">Ladung mit Ruhepausen</span>

-erfolgen soll (s. <a href="#Page114">S. 114</a>). Durch diese sucht man offenbar

-einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die

-Ladung geschieht in der Weise, da&szlig; die Maschine abgeschaltet

-wird, sobald an beiden Elektroden die Gasentwicklung

-beginnt; die Batterie ist vom Netze zu

-trennen. In diesem Ruhezustande soll sie mindestens

-1 Stunde stehen bleiben. Dann wird wieder geladen

-bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.

-Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander

-folgen, bis <span class="gesp">sofort</span> nach dem Einschalten der Maschine

-Gasentwicklung beginnt. Bei den Nachladungen soll

-die Stromst&auml;rke nat&uuml;rlich kleiner als die normale sein.

-Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die

-Batterie zu stark beansprucht und wenn sie wiederholt

-ungen&uuml;gend geladen worden ist.</p>

-

-<p>Zellen, die voraussichtlich l&auml;ngere Zeit nicht benutzt

-werden, sind gr&uuml;ndlich aufzuladen (<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>);

-besonders schnell geht die Selbstentladung bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten

-vor sich.</p>

-

-<p>Der W&auml;rter hat die Pflicht, alle <span class="gesp">Zellen bei</span> jeder

-<span class="gesp">Ladung</span> zu beobachten; besondere Aufmerksamkeit

-soll er den Schaltzellen zuwenden. Es kommt zuweilen

-vor, da&szlig; eine <span class="gesp">Zelle</span> gegen die anderen

-<span class="nowrap"><span class="gesp">zur&uuml;ckbleibt</span><a

-id="FNanchor111"></a><a href="#Footnote111" class="fnanchor">[111]</a>;</span>

-es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die

-Nachbarn schon lange &#8222;kochen&#8223;, die S&auml;uredichte steigt<span class="pagenum" id="Page146">[146]</span>

-nicht oder doch nur sehr langsam an. Eine solche

-Zelle ist auf <span class="gesp">Kurzschlu&szlig;</span> zu untersuchen. Ein solcher

-kann verursacht werden dadurch, da&szlig; sich eine Platte

-kr&uuml;mmt oder dadurch, da&szlig; ein Fremdk&ouml;rper in die

-Zelle hineinf&auml;llt oder da&szlig; aktive Masse aus dem Gitter

-herausf&auml;llt. Er hat zur Folge, da&szlig; der Ladestrom sich

-verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die

-S&auml;ure flie&szlig;t, d. h. eine elektrochemische Wirkung aus&uuml;bt.

-Nach der Ladung entl&auml;dt sich die Zelle in sich

-selbst; denn der den Kurzschlu&szlig; bewirkende K&ouml;rper

-bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden

-Polen. Bei einer solchen Zelle tritt bald Sulfatierung

-ein, die mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden ist.</p>

-

-<p>Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man

-mittels eines kleinen Kompasses feststellen. Diesen

-legt man nacheinander zwischen zwei benachbarte

-Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschlu&szlig;

-hat, so wird die Nadel durch das magnetische Feld

-des Stromes abgelenkt.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Vorschriften f&uuml;r die Entladung</span> sind

-gr&ouml;&szlig;tenteils schon in den Betrachtungen des <a href="#Page80">Kapitels 4</a>

-enthalten. Es sei daran erinnert, da&szlig; eine gewisse

-Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten werden darf. Dies ist

-besonders beim Experimentieren im Laboratorium etc.

-zu beachten. Ist man im Zweifel, wie stark der Strom

-bei einem Versuche wird, so mu&szlig; man einen Rheostaten

-und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in <a href="#Fig25">Fig. 25</a>

-angedeutet ist. In dieser soll <i>A</i> den Apparat darstellen,

-dem Strom zugef&uuml;hrt wird, <i>Amp.</i> ein Ampermeter, <i>W</i>

-einen ver&auml;nderlichen Widerstand, <i>B</i> die Batterie, <i>Voltm.</i>

-ein Voltmeter.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page147">[147]</span></p>

-

-<p>Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator

-entladen ist, hat gro&szlig;e praktische Bedeutung

-(man vergleiche die Bemerkungen auf <a href="#Page102">S. 102</a> und die

-Darlegungen &uuml;ber die <a href="#Ref23">Erholung</a>). Wei&szlig; man nicht bestimmt,

-ob man einer Zelle noch Strom entnehmen darf,

-so verbindet man die Klemmen mit einem Voltmeter

-und l&auml;&szlig;t das Element den der dreist&uuml;ndigen Entladung

-entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle ersch&ouml;pft,

-so sinkt die Klemmenspannung in kurzer Zeit auf

-1,8 Volt. &mdash; Dauert ein Versuch l&auml;ngere Zeit, so sollte

-stets ein Voltmeter mit den Klemmen des Elementes

-bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. <a href="#Fig25">Fig. 25</a>).</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig25">

-<p class="caption">Fig. 25.</p>

-<img src="images/illo25.png" alt="Schaltung" width="550" height="301" />

-</div>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Um zu pr&uuml;fen, wie gro&szlig; noch ungef&auml;hr die Elektrizit&auml;tsmenge

-ist, die man entnehmen darf, kann man das Ar&auml;ometer benutzen.

-Kennt man die S&auml;uredichte der Zelle in geladenem und entladenem

-Zustande, so kann man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte

-einen Schlu&szlig; &uuml;ber den Energieinhalt ziehen. Wei&szlig; man z. B.,

-da&szlig; die S&auml;uredichte des vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige

-der entladenen Zelle 1,16 ist, und findet man, da&szlig; das spezifische

-Gewicht den Wert 1,17 hat, so enth&auml;lt der Akkumulator noch ungef&auml;hr

-<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> seiner Elektrizit&auml;tsmenge.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen

-werden, gehen in ihrer Kapazit&auml;t zur&uuml;ck. Soll dies

-vermieden werden, so m&uuml;ssen die Zellen von Zeit zu

-Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit m&ouml;glichst<span class="pagenum" id="Page148">[148]</span>

-der garantierten Kapazit&auml;t beansprucht werden. Diese

-Vorschrift ist besonders f&uuml;r solche von Wichtigkeit,

-die Anlagen in Schulen etc. zu beaufsichtigen haben.</p>

-

-<p><span class="gesp">Sulfatieren</span>, <span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span>. Bei Batterien macht

-sich st&auml;rkere <span class="gesp">Sulfatierung</span> in einer oder mehreren

-Zellen in der Weise bemerkbar, da&szlig; bei der gew&ouml;hnlichen

-anf&auml;nglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom

-zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden,

-mi&szlig;t man die Spannung der Elemente einzeln

-mittels eines Voltmeters f&uuml;r geringe Spannungen

-(Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande

-ist die Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr

-klein. Bei der Ladung kann in der kranken Zelle Gasentwicklung

-erfolgen, ohne da&szlig; ein chemischer Umsatz

-an den Platten erfolgt.</p>

-

-<p>Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht

-die ganze Oberfl&auml;che, oder ist es nur in sehr d&uuml;nner

-zusammenh&auml;ngender Schicht vorhanden, so gelingt es

-meistens, die Zelle unter Anwendung einer h&ouml;heren

-Spannung (3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium

-benutzt man am besten die Thermos&auml;ule; bei gr&ouml;&szlig;eren

-Batterien kann man den Ladestrom den Schaltzellen

-entnehmen.) W&auml;hrend der Ladung schalte man ab

-und zu (etwa nach je 10 Minuten) eine Ruhepause

-(5-10 Minuten) ein (<a href="#Page114">S. 114</a>). Nach der ersten Ladung

-hat das Element noch nicht seine volle Kapazit&auml;t. Man

-behandelt daher die Zelle in der fr&uuml;her angegebenen

-Weise.</p>

-

-<p>Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem

-<span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span> der Platten verbunden. Findet man, da&szlig;

-eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so schiebt

-man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasst&auml;be,

-so da&szlig; eine weitere Verringerung des Plattenabstandes

-nicht erfolgen kann, oder man dr&uuml;ckt die Platte durch<span class="pagenum" id="Page149">[149]</span>

-breite flache H&ouml;lzer, deren Dicke gleich dem Plattenabstand

-ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte

-durch eine neue zu ersetzen. Die K&ouml;lner Akkumulatoren-Werke

-schreiben vor, da&szlig; in Zellen, die dauernd zu

-arbeiten haben, Platten aus der letzten Schaltzelle

-kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,

-w&auml;hrend die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt

-werden.</p>

-

-<p>Damit man beginnende Kr&uuml;mmung oder andere

-Fehler entdeckt, mu&szlig; man von Zeit zu Zeit eine Revision

-s&auml;mtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich hierbei,

-besonders wenn es sich um gro&szlig;e Zellen oder um

-Elemente in Holzk&auml;sten handelt, einer <span class="gesp">Ableuchtlampe</span>,

-d. h. einer elektrischen Lampe mit Schutzkorb,

-Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem St&ouml;psel f&uuml;r

-<span class="nowrap">Wandkontakt<a id="FNanchor112"></a><a href="#Footnote112" class="fnanchor">[112]</a>.</span></p>

-

-<p><span class="gesp">Automobilzellen</span> sind von Zeit zu Zeit, unter

-normalen Verh&auml;ltnissen alle drei Monate, zu <span class="gesp">reinigen</span>.

-Die Plattens&auml;tze werden zu dem Zwecke, nachdem die

-Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig

-aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges

-Heben und Senken in destilliertem Wasser

-abgesp&uuml;lt; die Kasten werden entleert und gereinigt,

-dann werden die Plattens&auml;tze wieder eingeschoben und

-S&auml;ure vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder

-Reinigung mu&szlig; eine gr&uuml;ndliche Aufladung mit etwa

-dem halben normalen Ladestrom erfolgen.</p>

-

-<p>Im &Uuml;brigen sei bemerkt, da&szlig; die Firmen genaue

-Vorschriften &uuml;ber die Behandlung der von ihnen gelieferten

-Batterien geben und da&szlig; sie gegen eine j&auml;hrliche<span class="pagenum" id="Page150">[150]</span>

-Pr&auml;mie die &Uuml;berwachung und Instandhaltung der

-Batterien &uuml;bernehmen (<span class="gesp">Akkumulatorenversicherung</span>).</p>

-

-<p id="Ref13"><span class="gesp">Die Lebensdauer</span> des <span class="gesp">Akkumulators</span> h&auml;ngt

-in hohem Ma&szlig;e von der Art der Behandlung ab. &Uuml;ber

-diese k&ouml;nnen allgemein g&uuml;ltige Angaben kaum gemacht

-werden. D&uuml;nne Platten, wie sie f&uuml;r Traktionszwecke

-benutzt werden, die mit relativ hoher Stromdichte beansprucht

-werden, m&uuml;ssen nach 100 bis 200 Entladungen

-ausgewechselt werden. Plant&eacute;-Platten haben eine andere

-Widerstandsf&auml;higkeit als Faure-Platten. Auch spielt die

-Art der Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark

-beschleunigte Formierung scheint die Lebensdauer ung&uuml;nstig

-zu beeinflussen.</p>

-

-<p>Werden bei der Formation dem Elektrolyten

-Chemikalien zugesetzt, die Blei chemisch angreifen, so

-kann es leicht vorkommen, da&szlig; in den Platten geringe

-Mengen dieser Substanzen zur&uuml;ckbleiben und in die

-Akkumulatorens&auml;ure gelangen. Das Blei des Tr&auml;gers

-wird im Laufe der Zeit &#8222;angefressen&#8223;, so da&szlig; die

-mechanische Festigkeit immer kleiner wird.</p>

-

-<p>Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch

-die Zeit gegeben, bis zu welcher das Blei der Rippen

-und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd aufgebraucht

-wird (s. <a href="#Ref24">Lokalaktion</a>, <a href="#Page110">S. 110</a>); die mechanische

-Festigkeit der Platten wird geringer und ihr Widerstand

-gr&ouml;&szlig;er. Daraus ergibt sich, da&szlig; die Menge des

-festen Bleies in hohem Grade ma&szlig;gebend ist f&uuml;r die

-Lebensdauer der positiven Platten.</p>

-

-<p>Bei &auml;lteren negativen Platten geht der Bleischwamm

-langsam in festes, dichtes Blei &uuml;ber, er schrumpft unter<span class="pagenum" id="Page151">[151]</span>

-betr&auml;chtlicher Volum&auml;nderung zusammen; es bilden sich

-Risse, und der Zusammenhang zwischen der Unterlage

-und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese

-Erscheinung <span class="gesp">Schrumpfen</span>, <span class="gesp">Sintern</span>, <span class="gesp">Verbleiung</span>.

-Sie ist nat&uuml;rlich mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden,

-da die S&auml;ure nicht mehr in das Innere eindringen

-kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter

-Substanzen (z. B. Koks, Bimsstein) in fein verteiltem

-Zustande zu dem Breie, den man in die Gitter schmiert,

-soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt werden

-(s. <a href="#Page136">S. 136</a>).</p>

-

-<p>Durch zu starke Beanspruchung der negativen

-Platten wird das Schrumpfen beschleunigt. Daher d&uuml;rfte

-ein weiteres Mittel, dem Verbleien vorzubeugen, darin

-bestehen, die Kapazit&auml;t der Bleischwammplatten von

-vornherein gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen als die der positiven

-Elektroden.</p>

-

-<p>Vor allem mu&szlig; sich jeder, der Akkumulatoren benutzen

-will, mit den Vorg&auml;ngen im Akkumulator und

-mit seinen Eigent&uuml;mlichkeiten genau bekannt machen

-und sich von vornherein daran gew&ouml;hnen, mit der

-n&ouml;tigen Vorsicht zu Werke zu gehen.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote107"><a href="#FNanchor107"><span class="label">[107]</span></a>

-Siehe Zentralblatt f&uuml;r Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder

-E. T. Z. 1907, S. 611.</p>

-

-<p id="Footnote108"><a href="#FNanchor108"><span class="label">[108]</span></a>

-Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszusp&uuml;len.</p>

-

-<p id="Footnote109"><a href="#FNanchor109"><span class="label">[109]</span></a> Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen,

-s. <a href="#Page139">S. 139</a>.</p>

-

-<p id="Footnote110"><a href="#FNanchor110"><span class="label">[110]</span></a>

-Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen m&uuml;ssen zu gleicher

-Zeit und gleichm&auml;&szlig;ig zur Gasentwicklung gelangen.</p>

-

-<p id="Footnote111"><a href="#FNanchor111"><span class="label">[111]</span></a>

-Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so k&ouml;nnen zur&uuml;ckgebliebene

-Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, da&szlig; man

-sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen

-geht dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der nat&uuml;rlich

-den maximalen Ladestrom nicht &uuml;berschreiten darf. Bei anderen

-Zellen wendet man die &Uuml;berbr&uuml;ckungsmethode an (s. <a href="#Page142">S. 142</a>).</p>

-

-<p id="Footnote112"><a href="#FNanchor112"><span class="label">[112]</span></a>

-Zum <span class="gesp">Reinigen der Akkumulatoren</span> kann man einen

-Apparat benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht

-aus einer Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch

-mit passendem Bleimundst&uuml;ck angeschlossen ist Man zieht zuerst

-die S&auml;ure ab, saugt dann den Schlamm ab und f&uuml;llt wieder ein.

-Das Herausnehmen der Platten ist also &uuml;berfl&uuml;ssig.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page152">[152]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Achtes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Der alkalische Akkumulator.</span></h2>

-

-<p>An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil

-getadelt, da&szlig; sie ein im Vergleich zu ihrer Leistung

-gro&szlig;es Gewicht haben. Dieses ist in erster Linie bedingt

-durch das hohe spezifische Gewicht und das gro&szlig;e

-elektrochemische &Auml;quivalent des Bleies. Auch der

-Umstand, da&szlig; Blei ein weiches Metall ist, w&auml;re hier

-zu erw&auml;hnen. Der Tr&auml;ger der aktiven Masse mu&szlig;

-n&auml;mlich aus Blei bestehen, die Platten m&uuml;ssen, damit

-sie gen&uuml;gend fest sind, eine ziemlich gro&szlig;e Dicke haben.

-Endlich ist der Bleiakkumulator auch deshalb ein

-schwerer Akkumulator, weil der Elektrolyt in verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig

-gro&szlig;er Menge vorhanden sein mu&szlig;. Denn

-die S&auml;ure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so

-da&szlig; man gezwungen ist, pro Amperstunde eine gewisse

-S&auml;uremenge zu verwenden. Wird die S&auml;ure knapp bemessen,

-so sinkt ihre Dichte w&auml;hrend der Entladung

-stark; dies hat zur Folge, da&szlig; der innere Widerstand

-gr&ouml;&szlig;er und die elektromotorische Kraft kleiner wird.

-Nimmt man wenig, aber ziemlich stark konzentrierte

-S&auml;ure, so wird die Sulfatierung beg&uuml;nstigt und die

-Lebensdauer verringert. Das Gewicht der S&auml;ure betr&auml;gt

-bei station&auml;ren Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes.

-Was das Gewicht der Platten anbelangt, so<span class="pagenum" id="Page153">[153]</span>

-kann man durch Verringerung der Dicke das Verh&auml;ltnis

-zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern.

-Eine derartige Steigerung der Leistung pro Kilogramm

-Zellengewicht wird aber nur auf Kosten der Lebensdauer

-erkauft. Nach E. <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a

-id="FNanchor113"></a><a href="#Footnote113" class="fnanchor">[113]</a></span> haben Zellen der K&ouml;lner

-Akkumulatorenwerke f&uuml;r Traktionszwecke (Automobile),

-die ca. 30 Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere

-Lebensdauer nur ca. 100 Entladungen.</p>

-

-<p>Es gibt nun zwei M&ouml;glichkeiten, einen leichteren

-Akkumulator zu konstruieren, n&auml;mlich erstens Metalle

-zu verwenden, deren spezifisches Gewicht und elektrochemisches

-&Auml;quivalent kleiner ist als bei <span class="nowrap">Blei<a

-id="FNanchor114"></a><a href="#Footnote114" class="fnanchor">[114]</a>,</span>

-zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten

-so zu w&auml;hlen, da&szlig; der Elektrolyt bei Stromzufuhr und

-Stromentnahme seine Konzentration nicht &auml;ndert.</p>

-

-<p>Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen

-Erfindern schon seit mehr als 20 Jahren Versuche angestellt

-worden.</p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure hat folgende wertvolle Eigenschaften:

-1. sie leitet den elektrischen Strom sehr gut (nat&uuml;rlich im Vergleich

-zu anderen Elektrolyten), 2. sie ver&auml;ndert sich an der Luft nicht,

-3. sie bleibt in dem Gef&auml;&szlig;e, in dem sie sich befindet, sie kriecht

-nicht, wie es viele andere L&ouml;sungen tun, an den W&auml;nden langsam

-empor. Will man an der Verwendung der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure

-f&uuml;r einen Sammler festhalten, so hat man unter den Metallen keine

-gro&szlig;e Wahl, da sich die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten

-l&ouml;sen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Beachtung verdient hier vor allem das <span class="gesp">Kupferoxyd-Zink</span>-Element

-(Lalande, Edison, Wedekind),

-das als Vorl&auml;ufer des Edison-Akkumulators bezeichnet

-werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge.

-Das Kupferoxyd verliert w&auml;hrend der Entladung<span class="pagenum" id="Page154">[154]</span>

-seinen Sauerstoff, das Zink geht als Zinkhydroxyd in

-L&ouml;sung. Das entstandene por&ouml;se und schwammige

-Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt

-wird, Sauerstoff auf.</p>

-

-<p>Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande

-dieses Kapitels, n&auml;mlich zu dem <span class="gesp">Edison-Akkumulator</span>.

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Darrieus</span><a id="FNanchor115"></a><a

-href="#Footnote115" class="fnanchor">[115]</a></span> besch&auml;ftigte sich vor etwa

-18 Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators,

-bei dem an Stelle des schweren Bleies andere Metalle

-und als Elektrolyt Kali- oder Natronlauge benutzt

-werden sollten. Unter den Metallen, die er aufz&auml;hlt,

-befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre

-1899 wurde dem Schweden <span class="gesp">Jungner</span> ein Patent erteilt,

-das sich auf einen alkalischen Akkumulator mit Silber-

-und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche erstreckten

-sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es

-sind etwas mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die

-Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf eine neue Erfindung

-Edisons lenkte, n&auml;mlich auf ein Element, das

-nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu

-sein schien, dem biederen Bleiakkumulator den Todessto&szlig;

-zu versetzen. Die ersten Zellen, die D-Zellen,

-kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon

-nach kurzer Zeit vom Markte zur&uuml;ckgezogen. Sp&auml;ter

-wurde die Fabrikation der H-Zellen in gro&szlig;em Ma&szlig;stabe

-aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company).

-Diese wird im Folgenden ausf&uuml;hrlich

-besprochen werden.</p>

-

-<p>Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator

-herzustellen, der nicht nur pro Wattstunde ein

-geringeres Gewicht als der Bleiakkumulator haben sollte,

-sondern auch gegen schlechte Behandlung unempfindlich<span class="pagenum" id="Page155">[155]</span>

-sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses

-Ziel zu erreichen, werden wir sp&auml;ter sehen.</p>

-

-<p id="Ref26"><span class="gesp">Vorg&auml;nge in der Edison-Zelle.</span> Die wirksame

-Masse der positiven Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd,

-Ni(OH)<sub>2</sub>, dem etwa 20% eines flockigen Graphits zugesetzt

-werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur

-eine Verbesserung der Leitf&auml;higkeit der aktiven Masse,

-sondern er verhindert auch ein Aufschwemmen der

-Masse bei der Ladung; in erster Linie aber soll seine

-Bedeutung darin liegen, da&szlig; er trotz der starken Pressung

-der Masse (s. <a href="#Ref25">unten</a>) eine gewisse Porosit&auml;t gew&auml;hrleistet.

-Als negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd

-verwendet, dem ca. 10% Quecksilberoxyd beigemischt

-werden. Letzteres dient dazu, die Leitf&auml;higkeit der

-Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die Zelle

-gegen starke Stromst&ouml;&szlig;e unempfindlich zu machen.

-Welche Vorg&auml;nge sich in der Zelle bei Stromdurchgang

-abspielen, steht noch nicht mit Sicherheit fest. Nach

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a id="FNanchor116"></a><a

-href="#Footnote116" class="fnanchor">[116]</a></span> wird das Eisenhydroxyd durch Wasserstoff zu

-Eisen reduziert, w&auml;hrend Nickelhydroxyd durch OH

-(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine h&ouml;here

-Oxydationsstufe gebracht wird. Die Vorg&auml;nge, die sich

-bei der Ladung und Entladung abspielen, kann man

-durch die Gleichung darstellen:</p>

-

-<p class="equation">Fe(OH)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>2</sub> &#8644; Fe&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>3</sub>.</p>

-

-<p>Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung

-zwei OH von der negativen zur positiven Elektrode

-wanderten, und umgekehrt bei der Entladung. Elbs

-fand auch, da&szlig; die elektromotorische Kraft von der

-Konzentration der Lauge abh&auml;ngig ist. Nach der

-obigen Reaktionsgleichung ist die Kalilauge (21%) an<span class="pagenum" id="Page156">[156]</span>

-dem chemischen Umsatze nicht beteiligt. <span class="nowrap"><span

-class="gesp">F&ouml;rster</span><a id="FNanchor117"></a><a href="#Footnote117" class="fnanchor">[117]</a></span>

-wies aber nach, da&szlig; die Kalilauge nach der Entladung

-weniger Wasser enth&auml;lt als am Ende der Ladung. Es

-scheint demnach, als ob die vorige Gleichung die Vorg&auml;nge

-nicht genau wiederg&auml;be. (M&ouml;glich w&auml;re es allerdings,

-da&szlig; Wasserstoff und Sauerstoff von dem Elektrodenmaterial

-absorbiert werden.)</p>

-

-<p>J. <span class="gesp">Zedner</span> hat unter Leitung von Prof.

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a id="FNanchor118"></a><a href="#Footnote118" class="fnanchor">[118]</a></span>

-Untersuchungen &uuml;ber den <span class="gesp">Eisen-Nickel-Akkumulator</span>

-angestellt. Er fand, da&szlig; die positive Elektrode

-im geladenen Zustande Ni(OH)<sub>3</sub>, im entladenen

-Zustande Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O enth&auml;lt. W&auml;hrend der Entladung

-wird also dem Elektrolyten Wasser entzogen.

-Dem entsprechend m&uuml;&szlig;te die elektromot. Kraft von der

-Konzentration der Lauge abh&auml;ngig sein, was auch in

-der Tat der Fall ist. Die Entladung erfolgt in zwei

-Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in Hydroxydul

-umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung

-des Sauerstoffs mit Wasserstoff, der w&auml;hrend

-des Ladens von der wirksamen Masse und zwar zumeist

-von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen

-wurde.</p>

-

-<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Roloff</span><a id="FNanchor119"></a><a

-href="#Footnote119" class="fnanchor">[119]</a></span> ist der Ansicht, da&szlig; au&szlig;er der von Elbs

-angegebenen Reaktion noch eine andere stattfindet, wie

-der stufenweise erfolgende Abfall des Potentials der

-Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)<sub>2</sub>, das auf den

-entladenen Platten ist, hat keine gr&uuml;ne Farbe. Er

-fand, da&szlig; Ni(OH)<sub>2</sub> schwarz wird, wenn es Wasser

-addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O schwarz.</p>

-

-<p>Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom<span class="pagenum" id="Page157">[157]</span>

-Eisen, das oxydiert wird, 2 Atome Nickel, die an dem Umsatze

-beteiligt sind; dem entsprechend ist bei Edison

-die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so gro&szlig;e wie

-diejenige der Eisenelektroden.</p>

-

-<p>Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt

-ist, so kann der Abstand zwischen den Elektroden sehr

-klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem Grunde

-von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte

-Kapazit&auml;t zu erreichen, eine gro&szlig;e sein mu&szlig;.

-Die Nickel- und Eisenmasse n&auml;mlich leiten den Strom

-sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre Porosit&auml;t

-wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation

-ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz

-ist aber, obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt

-ist, nur dort m&ouml;glich, wo die aktive Masse mit der

-Lauge in Ber&uuml;hrung ist. Die Umwandlungen erfolgen

-daher nur in einer au&szlig;erordentlich d&uuml;nnen Oberfl&auml;chenschicht.

-Man mu&szlig; also eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig gro&szlig;e

-Anzahl von Platten benutzen, um eine gew&uuml;nschte

-Kapazit&auml;t zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt,

-die man durch das nahe Zusammenr&uuml;cken der Platten

-erzielt, wird, wie man leicht einsieht, dadurch wieder

-z. T. illusorisch, da&szlig; man die Anzahl der Platten

-vergr&ouml;&szlig;ern mu&szlig;.</p>

-

-<p><span class="gesp">Konstruktion der Edison-Zelle.</span> Die positive

-aktive Masse gewinnt Edison dadurch, da&szlig; er aus

-einer Nickelnitratl&ouml;sung durch Magnesiumhydroxyd das

-gr&uuml;ne Nickelhydroxydul, Ni(OH)<sub>2</sub> f&auml;llt; dieses wird

-durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni<sub>2</sub>(OH)<sub>6</sub> oxydiert. Die

-negative Masse wird aus Eisenoxyd hergestellt, &uuml;ber

-dieses wird bei etwa 250&deg; lange Zeit trockener Wasserstoff

-geleitet, das Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> wird in Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> umgewandelt.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig26">

-<p class="caption">Fig. 26.</p>

-<img src="images/illo26.jpg" alt="Gitter aus vernickeltem Stahlblech" width="400" height="341" />

-</div>

-

-<p id="Ref25">Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden

-stimmt, wenigstens bei der H-Type, &uuml;berein.<span class="pagenum" id="Page158">[158]</span>

-Das aktive Material, dem Graphit bezw. Quecksilberoxyd

-(s. <a href="#Ref26">oben</a>) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen

-(77 mm&nbsp;&times; 13 mm) aufgenommen, die aus d&uuml;nnem, vernickeltem

-Eisenblech hergestellt <span class="nowrap">werden<a id="FNanchor120"></a><a

-href="#Footnote120" class="fnanchor">[120]</a>.</span> Dieses ist

-perforiert, damit der Elektrolyt Zutritt hat; auf 1 cm<sup>2</sup>

-kommen fast 300 L&ouml;cher. Eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl dieser

-Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech

-eingesetzt (s. <a href="#Fig26">Fig. 26</a>). Die Platte wird dann sehr

-stark gepre&szlig;t, so da&szlig;

-die Taschen fest und

-mit gutem Kontakte in

-dem Rahmen sitzen. In

-einer zweiten Presse

-werden die Taschenw&auml;nde

-in der Querrichtung

-gewellt. Die

-Platten haben oben einen

-mit einer runden &Ouml;ffnung

-versehenen Ansatz.

-Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen

-geschoben; zwischen je 2 Platten wird eine Eisenscheibe

-gelegt, um den richtigen Abstand zu erhalten

-und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch

-Schrauben an den Enden der Bolzen gegeneinander

-gedr&uuml;ckt. Der Bolzen tr&auml;gt einen vertikalen Eisenstab,

-den Polbolzen (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>). Wie schon bemerkt, enth&auml;lt

-die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,

-die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen,

-Nickel; Nickel, Eisen, Nickel usw. Zur Isolierung der

-Platten verschiedenen Potentials gegeneinander dienen

-Hartgummist&auml;be.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page159">[159]</span></p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig27">

-<p class="caption">Fig. 27.</p>

-<img src="images/illo27.jpg" alt="Kanne mit Polbolzen" width="200" height="351" />

-</div>

-

-<p>Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne

-aus vernickeltem Eisenblech, das, um seine Festigkeit

-zu erh&ouml;hen, gewellt ist (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>); er ist

-gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen

-isoliert und gegen die

-Seitenw&auml;nde durch d&uuml;nne Hartgummiformst&uuml;cke.

-Die Zelle wird durch einen

-Deckel verschlossen, durch den die beiden

-Polbolzen hindurchgehen, die durch &uuml;bergeschobene

-Hartgummib&uuml;chsen und Weichgummiringe

-gegen den Deckel isoliert sind.

-Der Deckel ist mit einer F&uuml;ll&ouml;ffnung und

-einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung

-in gro&szlig;er Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist

-so eingerichtet, da&szlig; die mitgerissenen

-Teilchen des Elektrolyten

-zur&uuml;ckgehalten werden.</p>

-

-<p>Der Elektrolyt soll stets ca.

-12 mm &uuml;ber Oberkante der Platten

-stehen. Den richtigen Stand der

-Kalilauge konstatiert man mit

-Hilfe eines Glasrohres mit kleiner

-Ausflu&szlig;&ouml;ffnung, das man wie eine

-Pipette benutzt. Sinkt der Stand

-der Fl&uuml;ssigkeit unter das vorgeschriebene

-Ma&szlig;, so ist destilliertes

-Wasser nachzuf&uuml;llen.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig28">

-<p class="caption">Fig. 28.</p>

-<img src="images/illo28.jpg" alt="Nickelelektrode" width="200" height="408" />

-</div>

-

-<p>Vor einiger Zeit hat Edison

-die Nickelelektrode wieder anders

-gestaltet. Die Taschen haben eine

-runde Form erhalten (s. <a href="#Fig28">Fig. 28</a>).

-Sie sind aus spiralig gewundenem,

-fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit Hilfe

-von Stahlringen au&szlig;erordentlich verst&auml;rkt. Das Nickelhydroxyd<span class="pagenum" id="Page160">[160]</span>

-wird nicht mehr mit Graphit sondern mit

-Nickelflocken vermischt, auch soll etwas Wismutoxyd

-beigemengt werden. Der Kaliuml&ouml;sung wird eine geringe

-Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung

-soll bei der neuen Type (Type A) <span class="nowrap">geringer<a

-id="FNanchor121"></a><a href="#Footnote121" class="fnanchor">[121]</a></span> und die

-Leistung bei gleichem Gewichte etwa 25% <span class="nowrap">h&ouml;her<a

-id="FNanchor122"></a><a href="#Footnote122" class="fnanchor">[122]</a></span>

-sein als bei der H-Type.</p>

-

-<p>Die <span class="gesp">Edison-Zelle im Betriebe</span>. Die elektromotorische

-Kraft der geladenen Zelle betr&auml;gt etwa

-1,5 Volt. Wird sie mit der normalen Stromdichte, d. h.

-derjenigen, die der 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>-st&uuml;ndigen <span class="gesp">Entladung</span> entspricht,

-beansprucht, so betr&auml;gt, wie man aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a>

-ersieht, die anf&auml;ngliche Klemmenspannung etwas weniger

-als 1,4 Volt, gegen Ende der Entladung etwa 1,15 Volt.

-Im Mittel bel&auml;uft sich die Nutzspannung auf 1,23 Volt.

-Sie ist noch geringer, wenn mit st&auml;rkerem Strome entladen

-wird.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig29">

-<p class="caption">Fig. 29.</p>

-<img src="images/illo29.png" alt="Klemmenspannung" width="600" height="400" />

-</div>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page161">[161]</span></p>

-

-<p>Die Stromst&auml;rke bei der normalen <span class="gesp">Ladung</span>, die

-auch rund 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunde dauert, ist gr&ouml;&szlig;er als die Entladestromst&auml;rke;

-z. B. wird die Type H<sub>27</sub> mit 45 Amp.

-entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung

-verl&auml;uft, ist aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a> zu ersehen. Nach

-etwa 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub> Stunden hat also die Spannung den Wert

-1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter laden.

-Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast

-(daher der niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration

-des Elektrolyten nur sehr wenig schwankt, so ist

-es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht m&ouml;glich,

-anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist.

-Am besten l&auml;dt man dann mit vorgeschriebener Stromst&auml;rke

-und h&ouml;rt nach 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden auf; allerdings vergeudet

-man, wenn die Batterie nicht ersch&ouml;pft war,

-unter Umst&auml;nden viel Energie. &mdash;</p>

-

-<p>Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem

-Stande des Elektrolyten &uuml;berzeugen und ev. nachf&uuml;llen.

-Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder zweiten oder

-dritten Ladung n&ouml;tig. Die Konzentration der Lauge

-nimmt langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils

-kleine Partikelchen des Elektrolyten mitgerissen

-werden; nach ca. 300 Entladungen soll der Elektrolyt

-erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen

-sammeln sich auf dem Deckel und &#8222;bilden im Laufe der

-Zeit einen wei&szlig;lichen, kristallinischen Niederschlag,

-der durch gelegentliches Reinigen mit einem Tuch oder

-Pinsel entfernt wird&#8223; (<span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 43).</p>

-

-<p><span class="gesp">Wirkungsgrad</span> und <span class="gesp">Nutzeffekt</span>, die wie beim

-Bleiakkumulator von der Stromst&auml;rke und der zwischen

-Ladung und Entladung liegenden Zeit abh&auml;ngig sind,

-haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>stdg.

-Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben.

-Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> ist viel weniger von der Entladezeit<span class="pagenum" id="Page162">[162]</span>

-abh&auml;ngig als beim Bleiakkumulator. Sie nimmt &uuml;brigens

-im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abh&auml;ngig von

-der Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit

-stark schwankendem Stromverbrauch, wie er beim

-Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die Kapazit&auml;t um

-etwa 15% gesunken.</p>

-

-<p><span class="gesp">Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.</span>

-Die Endspannung bei dem Edison-Akkumulator

-sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator

-ist sie 1,8 Volt. F&uuml;r eine 110 Volt-Anlage sind

-also 110:1,15 = 96 Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur

-110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren erforderlich. Weiterhin

-folgt, da&szlig; die Anzahl der mit dem Zellenschalter zu

-verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen

-bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren.

-Was die &Uuml;berwachnung und Wartung

-anbelangt, so sind diese, soweit es sich um station&auml;re

-Anlagen handelt, f&uuml;r Bleiakkumulatoren einfacher als

-f&uuml;r <span class="nowrap">Edison-Zellen<a id="FNanchor123"></a><a

-href="#Footnote123" class="fnanchor">[123]</a>,</span> besonders wenn erstere in Glasgef&auml;&szlig;e

-eingebaut sind. Andererseits hat aber die Edison-Zelle

-manche Vorz&uuml;ge vor ihrem &auml;lteren Rivalen voraus;

-vor allem ist sie gegen &Uuml;beranstrengung, sei es da&szlig;

-diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu

-0,5 Volt Spannung, oder in Entnahme anormal starken

-Stromes besteht, fast ganz unempfindlich; ferner kann

-die Zelle im entladenen Zustande lange stehen, ohne

-da&szlig; sie Schaden leidet, und daher ist das oft h&ouml;chst

-l&auml;stige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen

-mu&szlig;, wenn die Batterie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt wird,

-&uuml;berfl&uuml;ssig; endlich sind zu erw&auml;hnen die gro&szlig;e mechanische

-Festigkeit, verbunden mit der Widerstandsf&auml;higkeit

-gegen St&ouml;&szlig;e, und der feste Halt der wirksamen Masse.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page163">[163]</span></p>

-

-<p>Diese Eigenschaften sind in manchen F&auml;llen so

-wertvoll, da&szlig; man die M&auml;ngel gern mit in den Kauf

-nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der Edison-Akkumulator

-zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier

-spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die

-Raumbeanspruchung eine ma&szlig;gebende Rolle. Wir wollen

-zusehen, welcher von den beiden Akkumulatoren in

-dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals

-erw&auml;hnten Buche von <span class="gesp">Kammerhoff</span> entnehme

-ich, da&szlig; die Type H<sub>27</sub>, d. h. die H-Type mit 27 normalen

-Platten, f&uuml;r jedes Kilogramm Totalgewicht 24 Wattstunden

-<span class="nowrap">leistet<a id="FNanchor124"></a><a href="#Footnote124"

-class="fnanchor">[124]</a>;</span> unter Totalgewicht ist das Gewicht

-der kompletten Zelle inkl. Holztr&auml;ger zu verstehen.

-Der Berechnung liegt 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;ndige Entladung zugrunde.

-In einem Vortrage von <span class="gesp">Roloff</span> findet man die Angaben,

-da&szlig; man erh&auml;lt</p>

-

-<table class="notopbotmargin" summary="">

-

-<tr>

-<td class="left padr1">bei</td>

-<td class="left padr1">einem</td>

-<td colspan="2" class="left padr0">station&auml;ren Bleiakku</td>

-<td class="left padl0 padr1">mulator</td>

-<td class="left">pro</td>

-<td class="left">1 kg</td>

-<td class="left">Gew.</td>

-<td class="right padr0">8</td>

-<td>&nbsp;</td>

-<td class="right padr0">W-Std.</td>

-<td class="left padl0">,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td colspan="2" class="left"><span class="nowrap">transportablen<a

-id="FNanchor125"></a><a href="#Footnote125" class="fnanchor">[125]</a></span></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padr0">32</td>

-<td class="left padl0">,5</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padl0">,</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p class="noindent">5st&uuml;ndige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch

-urteilen, so mu&szlig; man bei dem transportablen Bleiakkumulator

-auch 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;nd. Entladung annehmen. Die

-dieser Zeit entsprechende Kapazit&auml;t kann zu 5-6%

-geringer angenommen werden als die bei 5st&uuml;ndiger

-Entladung; auch ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; die mittlere

-Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf keinen Fall

-aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich

-um transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden

-entladen werden sollen, einen Fortschritt hinsichtlich

-einer <span class="nowrap">Gewichtsverringerung<a id="FNanchor126"></a><a href="#Footnote126" class="fnanchor">[126]</a>.</span></p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page164">[164]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Peters</span><a id="FNanchor127"></a><a

-href="#Footnote127" class="fnanchor">[127]</a></span> gelangt zu der Ansicht, da&szlig; der Edison-Akkumulator

-in keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren k&ouml;nne.

-<span class="gesp">Graefenberg</span> findet, da&szlig; der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden

-pro 1 kg Gesamtgewicht leiste.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Die Zahlen &auml;ndern sich aber zugunsten der Edison-Zelle,

-wenn es sich um schnelle Entladungen handelt, indem

-n&auml;mlich die Kapazit&auml;t der Bleizelle in viel h&ouml;herem

-Ma&szlig;e von der Entladedauer abh&auml;ngig ist als diejenige

-der Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein

-wichtiges Wort mit, und diese d&uuml;rfte bei Bleiakkumulatoren,

-die 25-30 Wattstunden pro 1 kg Gewicht leisten,

-keine besonders gro&szlig;e sein; wie es in dieser Hinsicht

-mit den Edison-Zellen bestellt ist, dar&uuml;ber fehlen noch

-unparteiische Angaben.</p>

-

-<p>Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der

-Bleiakkumulator von vornherein einen Vorsprung, weil

-er eine viel h&ouml;here mittlere Spannung hat als die

-Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). <span class="gesp">Kammerhoff</span>

-berechnet, da&szlig; die Type H<sub>27</sub> bedarf</p>

-

-<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">

-

-<tr>

-<td class="left padr1">bei</td>

-<td class="left padr1">3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>

-<td class="left padr1">stdg.</td>

-<td class="left padr1">Entladung</td>

-<td class="left padr1">pro</td>

-<td class="left padr1">1</td>

-<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>

-<td class="left">31,17 l,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr1">1<sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr1">1</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left">35,07 l;</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p class="noindent">angenommen ist, da&szlig; je 6 Zellen in einen Holzkasten

-eingebaut sind. F&uuml;r eine Bleizelle, die f&uuml;r Elektromobilbetrieb

-bestimmt ist, wird angegeben, da&szlig; ohne Holzkasten

-erforderlich sind</p>

-

-<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">

-

-<tr>

-<td class="left padr1">bei</td>

-<td class="right padr0">5</td>

-<td class="left padl0">stdg.</td>

-<td class="left padr1">Entladung</td>

-<td class="left padr1">pro</td>

-<td class="left padr1">1</td>

-<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>

-<td class="left padr1">13,08</td>

-<td class="left">l,</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="right padr0">1</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr1">1</td>

-<td class="center">&#8222;</td>

-<td class="left padr1">25,46</td>

-<td class="left">l.</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p class="noindent">Nach <span class="gesp">Roloff</span> sind f&uuml;r transportable Bleizellen 12 l

-pro Kilowattstunde und f&uuml;r die Edison-Zelle 19 l erforderlich.

-Auch hier fragt es sich, ob die Raumverringerung

-nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft

-ist.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page165">[165]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Die Angaben, die man &uuml;ber die Lebensdauer der f&uuml;r Elektromobilbetrieb

-bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. W&auml;hrend

-<span class="gesp">Joly</span> in dem (a. <a href="#Page160">S. 160</a>) zitierten Aufsatze behauptet, da&szlig; der Bleiakkumulator

-3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur

-2500 Meilen, berechnet <span class="gesp">Kammerhoff</span> (l. c. S. 152), da&szlig; die Lebensdauer

-des Bleiakkumulators im g&uuml;nstigsten Falle 9750 Wagenkilometern

-und diejenige einer um etwa 30% leistungsf&auml;higeren Edison-Batterie

-54000 Wagenkilometern entspreche. Nat&uuml;rlich sind auch die Preise

-f&uuml;r die Batterien in Rechnung zu setzen. &Uuml;bernimmt die Fabrik

-gegen Zahlung einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es

-pro Wagenkilometer, die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der

-Platten), so spielt die Lebensdauer f&uuml;r den Besitzer des Wagens

-keine Rolle, und es treten dann die fr&uuml;her er&ouml;rterten Faktoren um

-so mehr in den Vordergrund.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Ein definitives Urteil &uuml;ber den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators

-kann noch nicht gef&auml;llt werden;

-man mu&szlig; ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; er erst einige Jahre

-alt ist, w&auml;hrend der Bleiakkumulator auf eine etwa

-25j&auml;hrige Vergangenheit zur&uuml;ckblicken kann, w&auml;hrend

-deren an seiner Vervollkommnung Tausende von Theoretikern

-und Praktikern gearbeitet haben. Einstweilen

-kann der Edison-Akkumulator nur in einigen beschr&auml;nkten

-Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich

-konkurrieren.</p>

-

-<p>Der <span class="gesp">Zink-Nickel-Sammler</span> ist einstweilen

-nur von theoretischem Interesse und soll nur der Vollst&auml;ndigkeit

-halber erw&auml;hnt werden. Analog wie die

-Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich

-Masseplatten aus Zink herstellen. Der Masse wird

-Graphit und Pottasche zugesetzt, ersterer verhindert,

-da&szlig; der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm

-zusammensintert, die Pottasche l&ouml;st sich, und es bilden

-sich Hohlr&auml;ume, die beim Quellen der Masse Platz gew&auml;hren.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote113"><a href="#FNanchor113"><span class="label">[113]</span></a> E. T. Z. 1905 S. 301.</p>

-

-<p id="Footnote114"><a href="#FNanchor114"><span class="label">[114]</span></a>

-Letzteres ist f&uuml;r zweiwertiges Blei 103,2, f&uuml;r zweiwertiges

-Nickel nur 29,3.</p>

-

-<p id="Footnote115"><a href="#FNanchor115"><span class="label">[115]</span></a>

-S.: A. <span class="gesp">Kammerhoff</span>. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.</p>

-

-<p id="Footnote116"><a href="#FNanchor116"><span class="label">[116]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>

-

-<p id="Footnote117"><a href="#FNanchor117"><span class="label">[117]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1908, Nr. 21.</p>

-

-<p id="Footnote118"><a href="#FNanchor118"><span class="label">[118]</span></a>

-Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906,

-S. 999.</p>

-

-<p id="Footnote119"><a href="#FNanchor119"><span class="label">[119]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>

-

-<p id="Footnote120"><a href="#FNanchor120"><span class="label">[120]</span></a> Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa

-1 mm Dicke hergestellt.</p>

-

-<p id="Footnote121"><a href="#FNanchor121"><span class="label">[121]</span></a> Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23

-(Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.</p>

-

-<p id="Footnote122"><a href="#FNanchor122"><span class="label">[122]</span></a> Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).</p>

-

-<p id="Footnote123"><a href="#FNanchor123"><span class="label">[123]</span></a>

-Man vergleiche die Vorschriften &uuml;ber Ladung, Entladung usw.</p>

-

-<p id="Footnote124"><a href="#FNanchor124"><span class="label">[124]</span></a>

-F&uuml;r die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht

-angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.</p>

-

-<p id="Footnote125"><a href="#FNanchor125"><span class="label">[125]</span></a> Ohne Holzkasten oder dgl.</p>

-

-<p id="Footnote126"><a href="#FNanchor126"><span class="label">[126]</span></a>

-&Uuml;ber die neueste Type (s. <a href="#Page159">S. 159</a>) liegt noch zu wenig Beobachtungsmaterial

-vor.</p>

-

-<p id="Footnote127"><a href="#FNanchor127"><span class="label">[127]</span></a> E. T. Z. 1908, S. 1232.</p>

-

-<p id="Footnote128"><span class="label">[128]</span> Zentralblatt f&uuml;r Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<p><span class="pagenum" id="Page166">[166]</span></p>

-

-<h2><span class="firstline">Neuntes Kapitel.</span><br />

-<span class="secondline">Die Verwendung der Akkumulatoren.</span></h2>

-

-<p>Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so

-vielseitige, da&szlig; es ganz ausgeschlossen ist, sie in diesem

-kleinen Werkchen auch nur einigerma&szlig;en ersch&ouml;pfend

-zu behandeln.</p>

-

-<p>1. Am wichtigsten ist die <span class="gesp">Verwendung</span> der

-Akkumulatoren <span class="gesp">in elektrischen Anlagen</span>. Wir beschr&auml;nken

-uns hier auf den einfachsten Fall, n&auml;mlich auf

-die <span class="gesp">Zweileiteranlage</span>, bei der die Batterie parallel

-zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zun&auml;chst

-klar, welchen <span class="gesp">Nutzen</span> die Verwendung <span class="gesp">der Akkumulatoren</span>

-gew&auml;hrt. Eine Lampe brennt nur dann

-ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den Zuleitungsdr&auml;hten

-konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb

-ist es aber ganz unm&ouml;glich, in einer Anlage

-mit stark schwankendem Konsum die Klemmenspannung

-der Dynamo konstant zu <span class="nowrap">halten<a id="FNanchor129"></a><a

-href="#Footnote129" class="fnanchor">[129]</a>.</span> Ist nun eine Akkumulatorenbatterie

-parallel zur Dynamo geschaltet, so

-werden durch sie die Schwankungen ausgeglichen, so

-da&szlig; die Lampen ein gleichm&auml;&szlig;iges Licht ausstrahlen.

-Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,

-Kraftmaschinen benutzen, die an und f&uuml;r sich nicht sehr<span class="pagenum" id="Page167">[167]</span>

-regelm&auml;&szlig;ig laufen, z. B. Wasserr&auml;der. Sodann erm&ouml;glichen

-die Akkumulatoren eine &ouml;konomische Ausnutzung

-der Maschinen. Bekanntlich n&auml;mlich arbeiten Dampfmaschinen

-und Dynamos mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade,

-wenn sie voll belastet sind. Ist nun der Konsum

-gering, so kann die Dynamo Strom an die Batterie abgeben;

-wird die Netzbelastung so gro&szlig;, da&szlig; <span class="gesp">eine</span>

-Dynamo zu stark belastet sein w&uuml;rde und <span class="gesp">zwei</span> zu

-schwach, so gibt die Batterie so lange Strom ab, bis

-es sich lohnt, die zweite Dynamo in Betrieb zu setzen.

-In den fr&uuml;hen Morgen- und sp&auml;ten Abendstunden ist

-die Energieabgabe der Zentrale meistens so gering,

-da&szlig; eine Dynamomaschine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig schwach

-belastet sein w&uuml;rde. Man &uuml;bertr&auml;gt dann der Batterie

-die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht

-unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern

-auch eine einfachere und billigere Bedienung erm&ouml;glicht.</p>

-

-<p>Bei kleineren Anlagen k&ouml;nnen die Akkumulatoren

-im Sommer die Speisung der Lampen usw. eventuell

-ganz &uuml;bernehmen.</p>

-

-<p>Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann

-endlich unter Umst&auml;nden von gro&szlig;em Nutzen sein (Reparaturen

-an Maschinen usw.). Durch die Batterie wird

-also die <span class="gesp">Betriebssicherheit</span> bedeutend <span class="gesp">erh&ouml;ht</span>,

-sie bildet die letzte, aber durchaus zuverl&auml;ssige Reserve.</p>

-

-<p>Der Umstand, da&szlig; sich die Spannung des Akkumulators

-sowohl w&auml;hrend der Entladung als auch besonders

-w&auml;hrend der Ladung &auml;ndert, bedingt die

-Anwendung eines besonderen Apparates, des <span class="gesp">Zellenschalters</span>.

-Da w&auml;hrend der Entladung die Klemmenspannung

-der Elemente langsam <span class="nowrap">sinkt<a id="FNanchor130"></a><a

-href="#Footnote130" class="fnanchor">[130]</a>,</span> so mu&szlig; man,<span class="pagenum" id="Page168">[168]</span>

-wenn die Spannung in der Zentrale m&ouml;glichst auf konstanter

-H&ouml;he gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine

-der in der Reserve stehenden Zellen zu den bereits an der

-Stromlieferung beteiligten hinzuschalten. Bei 110 Volt

-z. B. gen&uuml;gen bei Beginn der Entladung etwa 55 Elemente,

-ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken,

-so fehlen ca. 1,8 Volt, so da&szlig; die Zelle Nr. 56

-hinzugeschaltet werden mu&szlig;. Da man bis zu etwa

-1,8 Volt entl&auml;dt, so sind 61 Zellen <span class="nowrap">erforderlich<a

-id="FNanchor131"></a><a href="#Footnote131" class="fnanchor">[131]</a>,</span> von

-denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen. Diese

-werden nat&uuml;rlich nicht so stark beansprucht wie die

-Elemente 1 bis 55. Wird nun geladen, so fangen die

-Schaltzellen fr&uuml;her an zu gasen und m&uuml;ssen abgeschaltet

-werden.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig30">

-<p class="caption">Fig. 30.</p>

-<img src="images/illo30.png" alt="Schaltung" width="600" height="374" />

-</div>

-

-<p id="Ref19">Derjenige Apparat, der es erm&ouml;glicht, nach Bedarf

-Zellen ab- oder hinzuzuschalten, ist der <span class="gesp">Zellenschalter</span>.

-Das Prinzip desselben soll an der Hand der <a href="#Fig30">Fig. 30</a>

-erl&auml;utert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie

-sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Dr&auml;hte mit

-den Kontaktst&uuml;cken <i>c</i><sub>1</sub> bis <i>c</i><sub>6</sub> des Zellenschalters verbunden.

-Diese und ebenso der drehbare Schleifkontakt<span class="pagenum" id="Page169">[169]</span>

-<i>H</i> sind auf einer gut isolierenden Unterlage montiert.

-Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten

-Zelle und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich <i>H</i>

-in der Lage <i>1</i>, so flie&szlig;t der Strom durch die Nutzleitung,

-die Lampen <i>L</i>, nach <i>a</i>, &uuml;ber <i>c</i><sub>2</sub> zum negativen Pole der

-Schaltzelle <i>II</i>. Die mit <i>III</i> bis <i>VI</i> bezeichneten Elemente

-sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt. Dreht

-man <i>H</i> in die Lage <i>2</i>, so sind alle Zellen eingeschaltet.</p>

-

-<p>Soll der Strom w&auml;hrend des Hinzu- oder Abschaltens

-einer Zelle nicht unterbrochen werden, so mu&szlig; der Hebel

-<i>H</i> den folgenden Kontakt schon ber&uuml;hren, bevor er den

-vorhergehenden verl&auml;&szlig;t.</p>

-

-<p>Liegt nun <i>H</i> beispielsweise zugleich auf <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub>,

-so ist die Zelle <i>III</i> kurz geschlossen; denn ihr positiver

-Pol ist durch die nach <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub> gehenden Verbindungsdr&auml;hte,

-durch den Hebel und die beiden erw&auml;hnten

-Kontaktst&uuml;cke mit dem negativen Pole verbunden.

-Durch den Kurzschlu&szlig;

-kann die

-Zelle Schaden leiden.

-Um den &Uuml;belstand

-zu beseitigen, schaltet

-man zwischen die

-Kontaktst&uuml;cke <i>c</i><sub>1</sub>, <i>c</i><sub>2</sub>

-usw. kleinere Kontaktst&uuml;cke

-<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i>

-usw., die sogenannten

-Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der

-<a href="#Fig31">Fig. 31</a> zu ersehen ist, die Zwischen- und die Hauptkontakte

-durch Widerst&auml;nde <i>w</i>. Nat&uuml;rlich darf jetzt

-der Schleifkontakt nicht so breit sein, da&szlig; er zwei

-Hauptkontakte, z. B. <i>c</i><sub>1</sub> und <i>c</i><sub>2</sub>, gleichzeitig ber&uuml;hrt.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig31">

-<p class="caption">Fig. 31.</p>

-<img src="images/illo31.png" alt="Schaltung" width="450" height="260" />

-</div>

-

-<p>Bei der durch unsere <a href="#Fig31">Figur</a> angedeuteten Anordnung

-mu&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand<span class="pagenum" id="Page170">[170]</span>

-vorgesehen werden. Man kommt aber mit einem

-Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt <i>H</i>

-(<a href="#Fig30">Fig. 30</a>) der L&auml;nge nach halbiert und die gegeneinander

-isolierten H&auml;lften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale)

-miteinander verbindet. Die Zwischenkontakte

-<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i> usw. der <a href="#Fig31">Fig. 31</a> k&ouml;nnen bei dieser jetzt meistens

-benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber

-eine ganz ebene Schleiffl&auml;che

-f&uuml;r die Kontaktb&uuml;rste

-zu erzielen, legt

-man zwischen die Kontaktst&uuml;cke

-Scheiben aus

-Glas oder Schiefer.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig32">

-<p class="caption">Fig. 32.</p>

-<img src="images/illo32.jpg" alt="Einfachzellenschalter" width="400" height="325" />

-</div>

-

-<p>Ein solcher Einfachzellenschalter

-ist in <a href="#Fig32">Fig. 32</a>

-abgebildet.</p>

-

-<p><span class="gesp">Schaltung.</span> In

-<a href="#Fig33">Fig. 33</a> ist die Parallelschaltung

-mit Einfachzellenschalter schematisch dargestellt.

-Die Batterie kann nicht gleichzeitig Strom

-aufnehmen und abgeben. W&auml;hrend der Ladung hat die

-Maschine <i>D</i> eine h&ouml;here Spannung als die normale, die

-wir zu 110 Volt annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel

-<i>h</i> gibt man eine solche Lage, da&szlig; die Spannung

-der zwischen ihm und dem Punkte <i>e</i> liegenden Zellen

-110 Volt betr&auml;gt, die Lampen <i>L</i> also mit normaler

-Spannung brennen. Der von der Maschine kommende

-Strom teilt sich an dem Schleifkontakte <i>h</i> des Zellenschalters;

-durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel

-(zwischen <i>h</i> und <i>d</i>) liegen, flie&szlig;t also der ganze

-Maschinenstrom, durch die anderen Elemente die Differenz

-zwischen diesem Strome und dem durch die Lampen

-gehenden. Die zuerst erw&auml;hnten Zellen sind also fr&uuml;her

-geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page171">[171]</span>

-weniger stark beansprucht wurden). Da sie

-aber nicht abgeschaltet werden k&ouml;nnen, so m&uuml;ssen sie

-so lange Strom aufnehmen, bis die &uuml;brigen Zellen vollgeladen

-sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist

-hierdurch ein nicht unbedeutender Arbeitsverlust bedingt,<span class="pagenum" id="Page172">[172]</span>

-zweitens ist das jedesmalige &Uuml;berladen den Elementen

-sch&auml;dlich. Daher ist der Betrieb mit Doppelzellenschalter

-vorzuziehen.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig33">

-<p class="caption">Fig. 33.</p>

-<img src="images/illo33.png" alt="Schaltung" width="349" height="600" />

-</div>

-

-<p>Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung

-nach <a href="#Fig33">Fig. 33</a> eine gro&szlig;e. Sind z. B. bei 110 Volt

-61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als Endspannung

-einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so d&uuml;rfen gegen

-Ende der Ladung nur 110:2,75 = 40 Elemente mit dem

-Netze verbunden sein; es m&uuml;ssen also 21 Zellen abschaltbar

-sein.</p>

-

-<p>Die Schaltung bei Verwendung eines <span class="gesp">Doppelzellenschalters</span>

-ist in <a href="#Fig34">Fig. 34</a> <span class="nowrap">dargestellt<a

-id="FNanchor132"></a><a href="#Footnote132" class="fnanchor">[132]</a>.</span> Der

-Betrieb gestaltet sich folgenderma&szlig;en:</p>

-

-<p>a) Die Batterie und die Dynamo <i>D</i> geben Strom ab

-(Parallelbetrieb). Der Hebel <i>v</i> des Umschalters liegt auf

-dem Kontakte <i>2</i>, hat also die in der Figur angedeutete

-Lage; der Entladehebel <i>c</i><sub>1</sub> des Doppelzellenschalters

-wird so lange gedreht, bis die Spannung der zwischen

-<i>B</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung

-der Maschine. Diese wird gemessen, wenn

-man den Hebel des Voltmeterumschalters auf den mit

-<i>3</i> bezeichneten oder auf den zur Leitung <i>4</i> (oder <i>5</i>)

-zugeh&ouml;rigen Kontakt <span class="nowrap">legt<a id="FNanchor133"></a><a

-href="#Footnote133" class="fnanchor">[133]</a>.</span> Ob die Batterie Strom abgibt

-oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger

-<i>R</i>, der aus einer durch den Strom abgelenkten

-Magnetnadel besteht.</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page173">[173]</span></p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig34">

-<p class="caption">Fig. 34.</p>

-<img src="images/illo34.png" alt="Schaltung" width="329" height="600" />

-<p class="caption"><i>D</i> = Dynamo, <i>E</i> = Automatischer Schwachstromschalter, <i>B</i> = Bleisicherung,

-<i>A</i><sub>1</sub>, <i>A</i><sub>2</sub> = Ampermeter, <i>V</i> = Voltmeter, <i>R</i> = Stromrichtungsanzeiger.</p>

-</div>

-

-<p>b) <span class="gesp">Ladung.</span> <i>v</i> liegt auf <i>1</i>; die Me&szlig;leitung <i>5</i> steht

-also jetzt mit dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die

-Maschine auf die Batterie geschaltet wird, mu&szlig; sie bis<span class="pagenum" id="Page174">[174]</span>

-zu einer Spannung erregt werden, die etwas h&ouml;her ist

-als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die

-Maschinenspannung bei ge&ouml;ffnetem Stromkreise (der

-Schwachstromautomat <i>E</i> ist noch nicht eingeschaltet)

-wird gemessen, wenn man den Hebel des Voltmeterumschalters

-auf den Kontakt der Leitung <i>4</i> legt; die

-Batteriespannung erh&auml;lt man, wenn man <i>c</i> auf das

-Kontaktst&uuml;ck der letzten Zelle dreht und das Voltmeter

-mit der Leitung <i>5</i> verbindet. Der Maschinenstrom flie&szlig;t

-durch die zwischen <i>c</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen und teilt

-sich bei <i>c</i><sub>1</sub>, indem ein Teil durch den Entladehebel nach

-den Lampen <i>L</i>, ein Teil durch die links von <i>c</i><sub>1</sub> liegenden

-Zellen geht. Nat&uuml;rlich mu&szlig; <i>c</i><sub>1</sub> so gedreht werden, da&szlig; die

-Spannung der zuletzt erw&auml;hnten Elemente 110 Volt betr&auml;gt.</p>

-

-<p><span class="gesp">Feststellung der richtigen Type.</span> Es ist

-von Wichtigkeit, da&szlig; man bei einer solchen Anlage die

-richtige Akkumulatorentype w&auml;hlt. Um diese zu erhalten,

-bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn.

-&mdash; sie sei <i>Q</i> &mdash; und die h&ouml;chste vorkommende

-Entladestromst&auml;rke. Der Akkumulator mu&szlig; so bemessen

-werden, da&szlig; er mit dem Strome <i>J</i> beansprucht werden

-darf und seine Kapazit&auml;t auch bei Entladung mit dem

-Strome <i>J</i> mindestens gleich <i>Q</i> <span class="nowrap">ist<a

-id="FNanchor134"></a><a href="#Footnote134" class="fnanchor">[134]</a>.</span> Nat&uuml;rlich w&auml;hlt

-man im Zweifel lieber eine zu gro&szlig;e Type.</p>

-

-<p><span class="gesp">Pufferbatterien.</span> Batterien, die den Zweck

-haben, die St&ouml;&szlig;e, die durch starke und schnell wechselnde

-Belastungsschwankungen auf die Maschinen ausge&uuml;bt

-werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt

-man Pufferbatterien. Ihre Verwendung gew&auml;hrt also

-den Vorteil, da&szlig; die Belastung der Dynamo eine gleichm&auml;&szlig;igere

-und daher ihre Lebensdauer und ihr Wirkungsgrad<span class="pagenum" id="Page175">[175]</span>

-h&ouml;her sind; ferner wird die Betriebssicherheit

-erh&ouml;ht. Von Wichtigkeit ist auch, da&szlig;, wenn eine

-Pufferbatterie projektiert wird, die Maschinenanlage

-nicht dem nur f&uuml;r kurze Zeit vorhandenen maximalen

-Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen

-braucht. Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden

-solche Batterien ausgedehnte Verwendung. Hier &mdash;

-zumal bei kleiner Anzahl der Wagen &mdash; k&ouml;nnen gr&ouml;&szlig;ere

-Belastungs&auml;nderungen durch das Halten und Anfahren

-der Wagen und durch st&auml;rkere Steigungen verursacht

-werden. Die Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung

-der Dynamo, mit der sie parallel geschaltet

-ist, bei st&auml;rkerer Zunahme der Netzstromst&auml;rke <i>J</i> abzufallen

-beginnt (Ankerr&uuml;ckwirkung), Strom in die

-Leitung schicken und Strom aufnehmen, wenn <i>J</i> unter

-den normalen Betrag sinkt. K&ouml;nnte die Batterie ihre

-Aufgabe in vollkommener Weise erf&uuml;llen, so w&uuml;rden

-Dynamo und Dampfmaschine stets gleichm&auml;&szlig;ig belastet

-sein und mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade arbeiten.</p>

-

-<p>Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen

-ausgleichen, so gibt sie im Laufe eines Tages ungef&auml;hr

-so viel Strom ab, wie ihr zugef&uuml;hrt wird; w&auml;hlt man

-die Batterie so gro&szlig;, da&szlig; sie im Notfalle eine oder

-mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelm&auml;&szlig;ig

-bei schwachem Konsume den Strombedarf deckt,

-so wird sie zur <span class="gesp">Kapazit&auml;tsbatterie</span>.</p>

-

-<p>Das Verhalten einer Pufferbatterie w&auml;hrend des

-Betriebes erfordert ein eingehendes Studium, da eine

-ganze Reihe von Momenten zu ber&uuml;cksichtigen ist; hier

-k&ouml;nnen nur einige Andeutungen Platz finden. Da&szlig; die

-Dynamo mit konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen.

-Denn wenn das der Fall w&auml;re, so w&auml;re

-ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann

-k&ouml;nnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom<span class="pagenum" id="Page176">[176]</span>

-abgeben. Die Spannung der Dynamo <span class="gesp">mu&szlig;</span> sich also

-mit der Belastung &auml;ndern. Wenn z. B. der Verbrauchsstrom

-w&auml;chst, so mu&szlig; zun&auml;chst die Klemmenspannung

-der Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn

-die Maschine einen st&auml;rkeren Strom <span class="nowrap">abgibt<a

-id="FNanchor135"></a><a href="#Footnote135" class="fnanchor">[135]</a>.</span></p>

-

-<p>Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt,

-abh&auml;ngig von dem Spannungsabfall bei Stromabgabe und

-von dem Spannungsanstieg bei Stromzufuhr, und zwar

-nicht nur dem dem inneren Widerstande entsprechenden,

-sondern vor allem dem durch die &Auml;nderung der elektromotorischen

-Kraft verursachten. Dieser letztere Teil

-h&auml;ngt von der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab,

-mit der sich die Konzentration der S&auml;ure in den Poren

-der wirksamen Masse &auml;ndert, also von der Plattenkonstruktion

-und von der Porosit&auml;t der aktiven Masse.

-Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand

-der Zellen spielen eine Rolle. Eine Zelle, die fast bis

-zur Gasentwicklung geladen ist, verh&auml;lt sich, wenn man

-zur Entladung &uuml;bergeht, anders wie eine Zelle, die

-nahezu ersch&ouml;pft <span class="nowrap">ist<a id="FNanchor136"></a><a

-href="#Footnote136" class="fnanchor">[136]</a>.</span> Bei gr&ouml;&szlig;erer Stromaufnahme

-steigt die Klemmenspannung eines <span class="gesp">Akkumulators</span> schnell,

-mag das Element fast entladen oder nahezu voll geladen

-sein (man vergleiche die Kurve <a href="#Fig35">Fig. 35</a> mit derjenigen

-in <a href="#Fig7">Fig. 7</a> a. <a href="#Page81">S. 81</a>).</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig35">

-<p class="caption">Fig. 35.</p>

-<img src="images/illo35.png" alt="Klemmenspannung" width="438" height="550"

-title="Ladung nach geringer Stromentnahme." />

-</div>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Am ung&uuml;nstigsten d&uuml;rften die Verh&auml;ltnisse liegen, wenn sich

-an eine Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt,

-sofort eine Periode st&auml;rkeren Stromverbrauchs, verbunden mit

-Stromabgabe seitens der Batterie, anschlie&szlig;t; denn es wird dann in

-ganz kurzer Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung

-stark abfallen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p><span class="pagenum" id="Page177">[177]</span></p>

-

-<p>Soll die Batterie dauernd ihre Kapazit&auml;t behalten,

-so mu&szlig; sie in jeder Woche (nach den Vorschriften der

-Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal mindestens mit ihrer

-halben Kapazit&auml;t beansprucht werden, au&szlig;erdem mu&szlig;

-sie t&auml;glich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden.

-Sieht man von dieser umst&auml;ndlichen Behandlung ab, so

-erfolgt geringe Sulfatierung, die Batterie wird dann

-in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle Kapazit&auml;t

-abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen

-praktischen Anforderungen gerecht werden.</p>

-

-<p>Die Entladung darf mit der der einst&uuml;ndigen Beanspruchung

-entsprechenden Stromst&auml;rke geschehen.<span class="pagenum" id="Page178">[178]</span>

-Die Kapazit&auml;ts-Batterie soll m&ouml;glichst oft zur Arbeitsleistung

-herangezogen werden und t&auml;glich morgens vor

-Beginn des Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen

-der Maschinen zur Stromabgabe benutzt werden.</p>

-

-<p>Um die Pufferwirkung, die an und f&uuml;r sich wegen

-der schnellen &Auml;nderungen der elektromotorischen Kraft

-nicht in befriedigender Weise erfolgt, zu erh&ouml;hen, hat

-man besondere Schaltungen ersonnen. Eine h&auml;ufig angewandte

-Anordnung besteht in der Verwendung der

-<span class="gesp">Piranischen Pufferzusatzmaschine</span>. Diese

-wird durch einen Elektromotor angetrieben und hat

-2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande,

-ist mit den Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden,

-die zweite, von geringem Widerstand, ist einem vom

-Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel geschaltet.

-Die beiden Str&ouml;me wirken im entgegengesetzten

-Sinne magnetisierend. Der normale Netzstrom

-sei J und der augenblickliche J<sup>1</sup>. Ist J = J<sup>1</sup>, so heben

-sich die beiden Erregerstr&ouml;me auf, die Zusatzmaschine

-entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt

-keinen Strom ab. Ist J<sup>1</sup>&gt;J, so hat die Maschine eine

-Spannung, die sich zu derjenigen der Batterie addiert,

-so da&szlig; sie Strom abgibt, etc.</p>

-

-<p>Auch bei <span class="gesp">Drehstrom</span> gelangen Akkumulatorenbatterien

-zum Puffern zuweilen zur <span class="nowrap">Anwendung<a id="FNanchor137"></a><a

-href="#Footnote137" class="fnanchor">[137]</a>.</span> Man

-kann an das Netz einen Motorgenerator, d. h. einen

-Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt,

-oder einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschlie&szlig;en.

-Die Gleichstromseite ist mit einer Batterie parallel geschaltet.

-Wenn nun in der Zentrale die Umdrehungszahl

-der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige

-des Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine<span class="pagenum" id="Page179">[179]</span>

-hat niedrige Spannung und die Batterie gibt Strom ab.

-Der Umformer wird durch Gleichstrom angetrieben und

-wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an

-das Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom

-auf, wenn sich die Umdrehungszahl der Motordynamo

-erh&ouml;ht. Die Anordnung ist besonders dann am Platze,

-wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B.

-bei F&ouml;rdermaschinen in Bergwerken der Fall ist.</p>

-

-<p><span class="gesp">Umwandlung der Spannung.</span> Bei gro&szlig;en

-elektrischen Anlagen benutzt man zuweilen auch Akkumulatorenbatterien,

-um die hohe Netzspannung in

-niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen

-wir z. B. an, da&szlig; man Bahnstrom von 600 Volt einer

-an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde f&uuml;r die Speisung

-von Lampen von 110 Volt zuf&uuml;hren will. Man kann

-dann an dem betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in

-Reihe geschaltet sind, durch den Bahnstrom direkt oder

-durch eine Motordynamo laden, die durch den Bahnstrom

-angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der

-gro&szlig;en Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.</p>

-

-<p><span class="gesp">Akkumulatorenwagen</span> f&uuml;r Bahnbetrieb. In

-den letzten Jahren sind wieder vielfach Versuche mit

-Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese

-sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen,

-wo ein gen&uuml;gendes Bed&uuml;rfnis vorhanden ist, einen

-Zwischenverkehr neben den gro&szlig;en durchgehenden

-Hauptz&uuml;gen zu erm&ouml;glichen (Vorortverkehr, Anschlu&szlig;

-an Stationen, wo Schnellz&uuml;ge halten usw.). Nach dem

-Entwurf des Geheimen Baurats <span class="gesp">Wittfeld</span> sind f&uuml;r die

-preu&szlig;ischen Staatsbahnen <span class="nowrap">Akkumulatoren-Doppelwagen<a

-id="FNanchor138"></a><a href="#Footnote138" class="fnanchor">[138]</a></span>

-ausgef&uuml;hrt worden. Ein solcher besteht aus zwei kurzgekuppelten

-zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder<span class="pagenum" id="Page180">[180]</span>

-in einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie

-enth&auml;lt. Diese besteht aus 168 Zellen mit

-368 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t. Die Wagen k&ouml;nnen ca.

-100 km mit voller Belastung zur&uuml;cklegen. L&ouml;tverbindungen

-sind vermieden, so da&szlig; man die einzelnen Teile

-(Hartgummik&auml;sten) leicht herausnehmen kann (Akk.-Fabrik,

-Akt.-Ges.). Auf pf&auml;lzischen Bahnen sind seit

-l&auml;ngerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so g&uuml;nstige Erfahrungen

-gemacht worden, da&szlig; eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl

-von Wagen in Auftrag gegeben wurde.</p>

-

-<p><span class="gesp">Elektromobile.</span> An die Batterien f&uuml;r Elektromobile

-werden besondere Anforderungen gestellt: M&ouml;glichst

-geringes Gewicht pro Einheit der Leistung, ohne

-da&szlig; die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe

-<a href="#Page164">S. 164</a>), gro&szlig;e Widerstandsf&auml;higkeit gegen mechanische

-Ersch&uuml;tterungen, die w&auml;hrend der Fahrt oft recht

-stark sein k&ouml;nnen, Unempfindlichkeit gegen &Uuml;berlastungen

-(Anfahren etc.), m&ouml;glichst geringe Raumbeanspruchung.

-F&uuml;r jede Tonne Gewicht, das zu bewegen

-ist, ist eine gewisse Zugkraft n&ouml;tig (13-30 kg), die

-man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser h&auml;ngt

-von verschiedenen Umst&auml;nden ab: von der Bereifung

-(Vollgummi, Pneumatik, Eisen), von dem Totalgewichte

-selbst, vor allem von der Beschaffenheit und dem Zustande

-der Stra&szlig;en. Ein Personen-Elektromobil erfordert

-etwa 3 PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl.

-Energie-Verlust im Motor und Kontroller, der durchschnittlich

-etwa 25% betr&auml;gt. Da schon geringe

-Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie

-stellen, so sind in bergischen Gegenden Elektromobile

-nicht am Platze. Sie kommen einstweilen nur f&uuml;r St&auml;dte

-in Frage. (N&auml;heres siehe <span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 116,

-ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. <span class="gesp">Sieg</span> in

-der E. T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)</p>

-

-<p><span class="pagenum" id="Page181">[181]</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p><span class="gesp">Sieg</span> weist nach, da&szlig; der Akkumulator f&uuml;r Elektromobile pro

-1 kg Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten mu&szlig;, wenn er bei

-den &uuml;blichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten

-Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der

-fr&uuml;her beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder

-Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die &uuml;bliche Zellenzahl ist 40-44,

-entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die Akkumulatoren

-werden in Holzk&auml;sten untergebracht. Der Antrieb erfolgt

-am besten durch die Vorderr&auml;der; die Motoren werden entweder unmittelbar

-mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder

-man kann den Motor durch Zahnrad&uuml;bersetzung auf die R&auml;der

-wirken lassen.</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden

-Akkumulatoren Anwendung und zwar f&uuml;r die Beleuchtung,

-die elektrische Huppe, als Z&uuml;nderzellen etc.</p>

-

-<p>Im <span class="gesp">Telegraphenbetrieb</span> sind die Akkumulatoren

-besonders dann den Prim&auml;relementen &uuml;berlegen,

-wenn es sich um den Betrieb langer Kabelleitungen

-handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazit&auml;t

-eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen n&auml;mlich,

-das telegraphiert wird, d. h. bei jedem Stromschlu&szlig;, mu&szlig;

-das Kabel zun&auml;chst durch die Stromquelle geladen

-werden; die Ladung verl&auml;uft aber umso schneller, je

-kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch

-Verwendung von Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit

-vergr&ouml;&szlig;ert. Bei vielen &Auml;mtern

-werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t

-verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder

-aus dem Netz des Elektrizit&auml;tswerkes geladen werden.</p>

-

-<p>Im <span class="gesp">Telephonbetrieb</span> haben sich Akkumulatoren

-als Stromquellen f&uuml;r die Vermittlungs&auml;mter und bei

-dem Vielfachsystem mit <span class="nowrap">Zentralbatteriebetrieb<a

-id="FNanchor139"></a><a href="#Footnote139" class="fnanchor">[139]</a></span> gut

-bew&auml;hrt. Dagegen scheinen ausgedehnte Probeversuche,<span class="pagenum" id="Page182">[182]</span>

-den Akkumulator als Stromquelle f&uuml;r die Mikrophone

-bei den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht

-zu einem befriedigenden Resultate gef&uuml;hrt zu haben,

-indem die wegen des Mangels einer &mdash; kaum durchzuf&uuml;hrenden

-&mdash; gen&uuml;genden &Uuml;berwachung der einzelnen

-Elemente h&auml;ufig vorkommende Sulfatierung der Platten

-und die damit verbundene Schwierigkeit der Ladung

-gro&szlig;e Unterhaltungskosten <span class="nowrap">verursachen<a

-id="FNanchor140"></a><a href="#Footnote140" class="fnanchor">[140]</a>.</span></p>

-

-<div class="blquote">

-

-<p>Am besten d&uuml;rften sich f&uuml;r Telephonbetrieb Akkumulatoren mit

-Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die Selbstentladung

-w&auml;hrend der Ruhepausen geringer ist als bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten

-und daher auch die Gefahr, da&szlig; Sulfatierung erfolgt

-(s. <a href="#Page111">S. 111</a>).</p>

-

-</div><!--blquote-->

-

-<p>Sogenannte <span class="gesp">Kleinakkumulatoren</span> finden zahlreiche

-Verwendungen, von denen noch folgende hervorgehoben

-seien: Beleuchtung von Lampen in Wagen,

-tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung

-von Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.</p>

-

-<p><span class="gesp">Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium</span>

-(Lehrzwecke, therapeutische Zwecke etc.).

-Bei sachgem&auml;&szlig;er Behandlung bilden die Akkumulatoren

-eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester

-Weise gen&uuml;gt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung

-und Kosten sind im Vergleich zu Prim&auml;relementen

-au&szlig;erordentlich gering, man kann l&auml;ngere Zeit

-nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt

-ein Akkumulator fr&uuml;hzeitig, so ist der Grund fast

-immer in Fehlern zu suchen, die bei der Behandlung

-gemacht worden sind; vor allem wird oft gegen die

-Vorschriften ges&uuml;ndigt, da&szlig; eine gewisse Stromst&auml;rke

-bei der Entladung nicht &uuml;berschritten werden darf, da&szlig;

-die Entladung nur bis zu einem gewissen Punkte getrieben<span class="pagenum" id="Page183">[183]</span>

-werden darf und da&szlig; zwischen Entladung und

-Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.</p>

-

-<p>Am besten werden Glaszellen verwendet, damit

-man das Innere besichtigen kann. Werden die Elemente

-bald hier, bald dort verwendet, so stellt man sie

-in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzk&auml;sten,

-deren H&ouml;he etwa <sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub> der H&ouml;he der Zelle betr&auml;gt, oder

-bei denen die Vorder- und Hinterwand zum Teil herausgenommen

-sind, wie es die <a href="#Fig36">Fig. 36</a> zeigt.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig36">

-<p class="caption">Fig. 36.</p>

-<img src="images/illo36.jpg" alt="Zellenkiste" width="350" height="347" />

-</div>

-

-<p>Damit man die Spannung leicht &auml;ndern kann, befestigt

-man an einer Seite des Kastens ein Schaltbrettchen,

-dessen Kontaktst&uuml;cke

-mit den Polen der

-einzelnen Zellen verbunden

-sind. Durch St&ouml;psel,

-die man in die zwischen

-den Kontaktst&uuml;cken befindlichen

-L&ouml;cher schiebt,

-kann man die Schaltungen

-vornehmen, z. B. kann man

-bei 4 Zellen auf 2, 4 und

-8 Volt schalten. Zu beachten

-ist, da&szlig; man nicht

-durch falsche St&ouml;pselung

-Kurzschlu&szlig; herstellt. Bequemer ist die Verwendung

-eines <span class="gesp">Pachytrops</span>, einer Einrichtung, bei der die

-verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer Walze

-oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung

-von Kurzschlu&szlig; ist ausgeschlossen. In <a href="#Fig37">Fig. 37</a> ist eine

-Batterie aus 12 Elementen, wie sie von <span class="gesp">Kohl</span> in

-Chemnitz in den Handel gebracht wird, abgebildet.

-Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden

-Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch

-Dr&auml;hte verbunden, die durch Klemmen festgehalten<span class="pagenum" id="Page184">[184]</span>

-werden, so da&szlig; man jedes einzelne Element zwecks

-Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig37">

-<p class="caption">Fig. 37.</p>

-<img src="images/illo37.jpg" alt="Pachytrop" width="550" height="421" />

-</div>

-

-<p>F&uuml;r kleine Batterien, die nur selten ganz entladen

-werden, sind Faure-Platten (als positive und negative)

-den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten vorzuziehen, da bei ersteren

-die Selbstentladung und daher auch die Gefahr, da&szlig;

-Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren.

-Zu beachten ist auch, da&szlig; die Zellen zuweilen ganz

-entladen werden m&uuml;ssen (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Werden die Akkumulatoren

-oft transportiert, so f&auml;llt leicht aktive Masse

-heraus, durch die ein Kurzschlu&szlig; bewirkt werden kann.

-Es empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand

-reichlich gro&szlig; zu w&auml;hlen.</p>

-

-<p>F&uuml;r viele Untersuchungen, z. B. &uuml;ber die Bewegung

-der Elektrizit&auml;t durch Gase, sind <span class="gesp">Hochspannungsbatterien</span><span class="pagenum" id="Page185">[185]</span>

-die besten Stromquellen, weil sie bei der

-geringen erforderlichen Stromst&auml;rke den Elektroden der

-R&ouml;hre lange Zeit konstante Spannung zuf&uuml;hren. Gr&ouml;&szlig;ere

-Verbreitung hat die Hochspannungsbatterie nach

-<span class="nowrap"><span class="gesp">Feu&szlig;ner</span><a

-id="FNanchor141"></a><a href="#Footnote141" class="fnanchor">[141]</a></span> gefunden. In einem auf Rollen laufenden

-starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente

-mit je einer positiven und einer negativen Elektrode.

-Als Glasgef&auml;&szlig; dienen Pulverflaschen. Damit keine

-S&auml;ure herauskriechen und Nebenschl&uuml;sse herstellen

-kann, werden die Gl&auml;ser mit einer Harzschicht luftdicht

-zugegossen; f&uuml;r die bei der Ladung auftretenden Gase

-wird ein besonderer Austrittsweg (Glasr&ouml;hrchen) vorgesehen.

-Die die einzelnen Gruppen (25 Elemente)

-tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei

-Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen

-gestatten mit einem Handgriff Parallelschaltung der

-Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder Hintereinanderschaltung

-auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazit&auml;t

-betr&auml;gt ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.</p>

-

-<hr class="tb" />

-

-<p>Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben,

-da&szlig; der Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt

-ist. Es seien folgende Versuche und Arbeiten

-erw&auml;hnt: &Auml;nderung der elektromot. Kraft am Anfang

-und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung

-der Kapazit&auml;t, Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von

-der S&auml;uredichte, Ermittelung des Wirkungsgrades und

-des Nutzeffektes, &Auml;nderung der elektromot. Kraft mit

-der S&auml;uredichte und der Temperatur (s. <a href="#Page42">S. 42</a>). Bei

-verschiedenen dieser Arbeiten mu&szlig; eine genaue <span class="gesp">Messung<span class="pagenum" id="Page186">[186]</span>

-der elektrom. Kraft</span> vorgenommen werden.

-Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte

-gewidmet werden. In den meisten F&auml;llen erh&auml;lt man

-die gesuchte Gr&ouml;&szlig;e mit hinreichender Genauigkeit, wenn

-man die Klemmen des nicht belasteten Akkumulators

-mit einem empfindlichen Voltmeter f&uuml;r kleine Spannungen

-verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von

-<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">20</span></span>-<span

-class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">10</span></span> Amp. verbrauchen, so macht sich bei kleinen

-Zellen schon die Konzentrationspolarisation bemerkbar.

-Am einwandfreiesten ist die <span class="gesp">Kompensationsmethode

-nach Poggendorff</span>, bei der die elektromot. Kraft

-bestimmt wird, ohne

-da&szlig; die Zelle Strom

-abgibt. Das Prinzip

-dieser Methode ist

-folgendes: Es sei <i>B</i>

-in <a href="#Fig38">Fig. 38</a> eine Batterie

-von 2 kleinen

-Akkumulatoren,

-<i>W</i> ein Widerstand

-von 4000 Ohm, <i>a c</i> ein Widerstand von 6000 Ohm,

-<i>X</i> ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft

-E<sub>n</sub> man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die

-Gleichgewichtsbedingung erf&uuml;llt ist, d. h. wenn durch

-den Nebenkreis <i>a X G d</i> kein Strom flie&szlig;t, einen

-Strom von <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft

-ist. Mithin bel&auml;uft sich der Spannungsverlust in <i>a c</i>

-auf <span class="horsplit"><span class="top">6000&nbsp;. E</span><span class="bottom">10000</span></span>

-= 0,6&nbsp;. E Volt (angen&auml;hert auf 2,4 Volt).

-Da auf jeden Fall die elektrom. Kraft des Normalelementes

-kleiner ist als 0,6&nbsp;. E, so gibt es zwischen

-<i>a</i> und <i>c</i> einen Punkt <i>d</i>, so da&szlig; der dem Batteriestrom<span class="pagenum" id="Page187">[187]</span>

-entsprechende Spannungsabfall von <i>a</i> bis <i>d</i> gleich E<sub>n</sub>

-ist. Hat man diesen Punkt gefunden, so flie&szlig;t durch das

-Galvanoskop <i>G</i> kein Strom. Der Widerstand zwischen

-<i>a</i> und <i>d</i> betrage W<sub>n</sub> Ohm, dann ist E<sub>n</sub> = W<sub>n</sub>&nbsp;. <span

-class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Volt.</p>

-

-<div class="figcenter" id="Fig38">

-<p class="caption">Fig. 38.</p>

-<img src="images/illo38.png" alt="Schaltung" width="500" height="271" />

-</div>

-

-<p>Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator

-ersetzt, dessen elektrom. Kraft man messen

-will, und man sucht wieder einen Punkt zwischen

-<i>a</i> und <i>c</i> so, da&szlig; <i>G</i> stromlos ist; dieser sei <i>d&#8242;</i>. Der

-Widerstand in <i>a d&#8242;</i> betrage <i>W&#8242;</i> Ohm, damit ist X =

-W&#8242;&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span>.

-Dividiert man diese Gleichung durch die

-vorige, so ergibt sich X = E<sub>n</sub>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">W&#8242;</span><span

-class="bottom">W<sub>n</sub></span></span>.</p>

-

-<p>In Wirklichkeit wird <i>G</i> mit <i>C</i> verbunden und man

-variiert die Potentialdifferenz zwischen <i>a</i> und <i>c</i>. Zu

-diesem Zwecke ersetzt man den Widerstand <i>a c</i> durch

-einen St&ouml;pselrheostaten und &auml;ndert diesen so lange,

-bis durch <i>G</i> kein Strom flie&szlig;t. Selbstverst&auml;ndlich m&uuml;ssen

-jetzt die vorigen Gleichungen etwas umge&auml;ndert werden.</p>

-

-<p>Zwischen den Punkten <i>a</i> und <i>c</i> mu&szlig; ein gro&szlig;er

-Widerstand liegen, damit es ausgeschlossen ist, da&szlig;

-das Normalelement einen st&auml;rkeren Strom abgibt. Solche

-Elemente d&uuml;rfen n&auml;mlich nur mit ganz schwachem Strome

-(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, da&szlig;

-man auch f&uuml;r <i>W</i> einen Widerstand von mehreren tausend

-Ohm w&auml;hlt, erreicht man, da&szlig; der Spannungsabfall in

-<i>a c</i> der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und

-da&szlig;, bevor die elektrom. Kraft E<sub>n</sub> kompensiert ist, nur

-ein ganz schwacher Strom in das Element gelangen kann.</p>

-

-<hr class="footnote" />

-

-<div class="footnote">

-

-<p id="Footnote129"><a href="#FNanchor129"><span class="label">[129]</span></a> Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.</p>

-

-<p id="Footnote130"><a href="#FNanchor130"><span class="label">[130]</span></a>

-Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abh&auml;ngig.

-Diese &Auml;nderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht

-ber&uuml;cksichtigt.</p>

-

-<p id="Footnote131"><a href="#FNanchor131"><span class="label">[131]</span></a>

-In Wirklichkeit ist die Zahl etwas gr&ouml;&szlig;er, da der Spannungsverlust

-in der Leitung gedeckt werden mu&szlig;.</p>

-

-<p id="Footnote132"><a href="#FNanchor132"><span class="label">[132]</span></a>

-In der schematischen <a href="#Fig34">Figur</a> ist angenommen, da&szlig; die beiden

-Zellenschalter getrennte Apparate sind, so da&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle

-zwei Verbindungsleitungen n&ouml;tig sind. In Wirklichkeit werden die

-beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben gemeinsame

-Kontaktst&uuml;cke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man

-nennt einen solchen Apparat <span class="gesp">Doppelzellenschalter</span>.</p>

-

-<p id="Footnote133"><a href="#FNanchor133"><span class="label">[133]</span></a> Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter

-bei der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der

-Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.</p>

-

-<p id="Footnote134"><a href="#FNanchor134"><span class="label">[134]</span></a>

-Das von <span class="gesp">Peukert</span> (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren

-d&uuml;rfte nur in vereinzelten F&auml;llen anwendbar sein.</p>

-

-<p id="Footnote135"><a href="#FNanchor135"><span class="label">[135]</span></a> Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den

-Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich <span class="gesp">Brandt</span> besch&auml;ftigt.

-Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.</p>

-

-<p id="Footnote136"><a href="#FNanchor136"><span class="label">[136]</span></a>

-Nach <span class="gesp">Brandt</span> (l. c.) ist die Pufferwirkung am g&uuml;nstigsten,

-wenn die Zellenspannung 2,07 Volt betr&auml;gt.</p>

-

-<p id="Footnote137"><a href="#FNanchor137"><span class="label">[137]</span></a> E. T. Z. 1906, S. 314.</p>

-

-<p id="Footnote138"><a href="#FNanchor138"><span class="label">[138]</span></a>

-E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.</p>

-

-<p id="Footnote139"><a href="#FNanchor139"><span class="label">[139]</span></a> Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom

-Vermittlungsamte aus &uuml;ber die Anschlu&szlig;leitungen mit Strom versorgt.</p>

-

-<p id="Footnote140"><a href="#FNanchor140"><span class="label">[140]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.</p>

-

-<p id="Footnote141"><a href="#FNanchor141"><span class="label">[141]</span></a> E. T. Z. 1899 S. 632.</p>

-

-</div><!--footnote-->

-

-<hr class="chap" />

-

-<div class="wigand">

-

-<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>

-

-<p class="center fsize250"><b>RITTERS<br />

-GEOGRAPHISCH-<br />

-STATISTISCHES<br />

-LEXIKON</b></p>

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-<p class="center blankbefore fsize125"><b>&uuml;ber die Erdteile, L&auml;nder, Meere, H&auml;fen, Seen,<br />

-:: :: Fl&uuml;sse, Inseln, Gebirge, Staaten, St&auml;dte, :: ::<br />

-Flecken, D&ouml;rfer, B&auml;der, Kan&auml;le, Eisenbahnen,<br />

-:: :: :: Post- und Telegraphen&auml;mter u.s.w. :: :: ::</b></p>

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-der Erde von irgendwelcher Bedeutung f&uuml;r den Weltverkehr</p>

-

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-Zwei Halbleder-B&auml;nde M. 50.&mdash;</b></p>

-

-<div class="figcenter">

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-</div>

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-<p class="wigandtext">Das hinsichtlich seiner Reichhaltigkeit und Genauigkeit

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-und statistischen Notizen, alle Post&auml;mter, Telegraphen&auml;mter,

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-Nachschlagewerk f&uuml;r jeden Geographen, Statistiker, Volkswirtschaftler

-und &mdash; last not least &mdash; f&uuml;r jeden Kaufmann.</p>

-

-<table class="notopbotmargin" summary="Wigand">

-

-<tr>

-<td rowspan="2" class="figcenter padr2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>

-<td class="center"><b>Eine wertvolle, unerl&auml;&szlig;liche Erg&auml;nzung</b></td>

-<td rowspan="2" class="figcenter padl2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="center"><b>zu jedem Konversations-Lexikon</b></td>

-</tr>

-

-</table>

-

-</div><!--wigand-->

-

-<hr class="chap" />

-

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-

-<p class="center fsize125 highline bbd"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>

-

-<p class="center highline fsize90">Vom gleichen Verfasser erschien bei mir:</p>

-

-<p class="center blankbefore"><b><span class="fsize200">&middot;DER ELEKTRISCHE STROM&middot;</span></b><br />

-<span class="fsize125"><b>UND SEINE WICHTIGSTEN ANWENDUNGEN</b></span><br />

-<span class="fsize90">GEMEINVERST&Auml;NDLICHE DARSTELLUNG VON</span><br />

-<b>PROFESSOR DR. W. BERMBACH IN K&Ouml;LN</b><br />

-<span class="gesp">Dritte</span>, umgearbeitete und stark vermehrte <span class="gesp">Auflage</span></p>

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-<p class="center blankbefore fsize90">38 Bogen mit 237 Abbildungen. <span class="padl3">Preis geheftet M.

-7.&mdash;,</span> <span class="padl3">gebunden M. 8.50</span></p>

-

-<p class="noindent fsize80 blankbefore padl1 padr1 padb1"><b>Inhalt:</b> I. Arbeit und Energie. II. Magnetismus. III. Grundbegriffe der

-Elektrizit&auml;tslehre. IV. Das Ohmsche Gesetz, Anwendungen desselben. V. Stromverzweigungen,

-Serien- und Parallelschaltung der Stromabnehmer. VI. Stromarbeit,

-Watt, Stromw&auml;rme (Joulesche W&auml;rme). VII. Wechselwirkungen zwischen

-Str&ouml;men und Magneten, Elektromagnetismus. VIII. Einwirkung zweier Str&ouml;me

-aufeinander, Elektrodynamik. IX. Induktionserscheinungen. X. Wechselstr&ouml;me.

-XI. Dynamomaschinen. XII. Elektromotoren. XIII. Transformatoren und Umformer.

-XIV. Grundbegriffe der Elektrochemie, Theorie der galvanischen Elemente

-und der Elektrolyse. XV. Anwendungen der Elektrochemie. XVI. Elektrizit&auml;t

-in Gasen. XVII. Elektrische Schwingungen und elektromagnetische Wellen,

-Funkentelegraphie. XVIII. Elektromagnetische Telegraphie und Telephonie.

-XIX. Elektrische Kraft&uuml;bertragung und elektrische Beleuchtung. XX. Thermoelektrizit&auml;t.

-XXI. Elektrische Me&szlig;instrumente. Anhang: Das absolute Ma&szlig;system.</p>

-

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-

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-

-<p class="center fsize150 highline bbd"><b>Verlag von R. Oldenbourg, M&uuml;nchen u. Berlin</b></p>

-

-<p class="noindent padl1 padr1 blankbefore fsize80"><span class="lefttext"><b>Die Elektrotechnik.</b></span>

-(Band II der &#8222;Illustrierten Technischen W&ouml;rterb&uuml;cher

-in sechs Sprachen&#8223;: Deutsch, Englisch,

-Franz&ouml;sisch, Russisch, Italienisch, Spanisch.) Bearbeitet von <b>Alfred Schlomann</b>,

-Ingenieur. 2112 Seiten mit etwa 4000 Abbild. und zahlreichen Formeln, etwa

-15 000 Worte in jeder der 6 Sprachen enthaltend. In Lwd. gebd. Preis M. <b>25.&mdash;</b>.</p>

-

-<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Deutscher Kalender f&uuml;r

-Elektrotechniker.</b></span> Begr&uuml;ndet von

-<b>F. Uppenborn</b>. In neuer Bearbeitung herausgegeben von <b>G. Dettmar</b>, Generalsekret&auml;r

-des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Zwei Teile, wovon der

-erste Teil in Brieftaschenform (Leder) gebd. Erscheint allj&auml;hrl. Preis M. <b>5.&mdash;</b>.</p>

-

-<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Lehrgang der Schaltungsschemata elektrischer</b></span><br />

-<span class="lefttext"><b>Starkstromanlagen.</b></span>Unter Mitwirkung seines Assistenten

-Diplom-Ingenieur <b>W. Fels</b> herausgegeben

-von Professor Dr. <b>J. Teichm&uuml;ller</b>, Karlsruhe.</p>

-

-<table class="notopbotmargin fsize80" summary="Buecher">

-

-<tr>

-<td class="right top padl1 padr1">I.</td>

-<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Gleichstromanlagen</b>. 25 lithographische

-Tafeln und 103 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>10.&mdash;</b>.</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td class="right top padl1 padr1">II.</td>

-<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Wechselstromanlagen</b>. 28 lithographische

-Tafeln mit 170 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>12.&mdash;</b>.</td>

-</tr>

-

-</table>

-

-<p class="center btd fsize110">

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-<p class="center highline2 fsize80">Druck: Otto Wigand m. b. H., Leipzig.</p>

-

-<hr class="chap" />

-

-<div class="tnbot" id="TN">

-

-<h2>Anmerkungen zur Transkription</h2>

-

-<p class="noindent">Die Inkonsistenzen im Originalwerk sind beibehalten worden.<br />

-Abh&auml;ngig von der benutzten Hard- und Software sind m&ouml;glicherweise nicht alle Elemente des Textes richtig zu sehen.<br />

-Seite 37, 2), 3) usw.: die Nummer 1) fehlt im Originalwerk.<br />

-Seite 165, Fu&szlig;note [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es

-keine Fu&szlig;notenzeichen; das Zeichen fehlt deshalb auch in diesem Text.</p>

-

-<p class="noindent blankbefore"><b>Durchgef&uuml;hrte &Auml;nderungen und Verbesserungen</b><br />

-Klare Fehler in Rechtschreibung, Interpunktion usw. sind

-stillschweigend korrigiert worden.<br />

-Einige Tabellen sind umgeordnet worden.<br />

-In chemische Formel, Prozente, usw. wurden eventuelle Leerzeichen

-entfernt.</p>

-

-<table class="verbesserungen" summary="Verbesserungen">

-

-<tr class="bb">

-<th>Seite</th>

-<th>Original</th>

-<th>Korrigiert</th>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 5</td>

-<td>van&#8217;t Hoff</td>

-<td>van &#8217;t Hoff</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 12, Gleichung (4)</td>

-<td>HSO&#8242;<sub>4</sub></td>

-<td>HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 32</td>

-<td>2OH&#8242; + 2&#8853; = 2OH</td>

-<td>2OH&#8242; + 20&#8853; = 2OH</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td rowspan="2">Seite 55</td>

-<td>Umkehrung von 10</td>

-<td>Umkehrung von I, 10</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Umkehrung von 9</td>

-<td>Umkehrung von I, 9</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 83</td>

-<td>voraufgegangenen</td>

-<td>vorausgegangenen</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 119</td>

-<td>heransgesp&uuml;lt</td>

-<td>herausgesp&uuml;lt</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 141</td>

-<td>Beaum&eacute;</td>

-<td>Baum&eacute;</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 154</td>

-<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Compagny</td>

-<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company</td>

-</tr>

-

-<tr>

-<td>Seite 186</td>

-<td><i>a x G d</i></td>

-<td><i>a X G d</i></td>

-</tr>

-

-</table>

-

-</div><!--TN-->

-

-

-

-

-

-

-

-

-<pre>

-

-

-

-

-

-End of the Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach

-

-*** END OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***

-

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-1.E.8.

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-

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-additions or deletions to any Project Gutenberg-tm work, and (c) any

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-

-Section 2. Information about the Mission of Project Gutenberg-tm

-

-Project Gutenberg-tm is synonymous with the free distribution of

-electronic works in formats readable by the widest variety of

-computers including obsolete, old, middle-aged and new computers. It

-exists because of the efforts of hundreds of volunteers and donations

-from people in all walks of life.

-

-Volunteers and financial support to provide volunteers with the

-assistance they need are critical to reaching Project Gutenberg-tm's

-goals and ensuring that the Project Gutenberg-tm collection will

-remain freely available for generations to come. In 2001, the Project

-Gutenberg Literary Archive Foundation was created to provide a secure

-and permanent future for Project Gutenberg-tm and future

-generations. To learn more about the Project Gutenberg Literary

-Archive Foundation and how your efforts and donations can help, see

-Sections 3 and 4 and the Foundation information page at

-www.gutenberg.org

-

-

-

-Section 3. Information about the Project Gutenberg Literary Archive Foundation

-

-The Project Gutenberg Literary Archive Foundation is a non profit

-501(c)(3) educational corporation organized under the laws of the

-state of Mississippi and granted tax exempt status by the Internal

-Revenue Service. The Foundation's EIN or federal tax identification

-number is 64-6221541. Contributions to the Project Gutenberg Literary

-Archive Foundation are tax deductible to the full extent permitted by

-U.S. federal laws and your state's laws.

-

-The Foundation's principal office is in Fairbanks, Alaska, with the

-mailing address: PO Box 750175, Fairbanks, AK 99775, but its

-volunteers and employees are scattered throughout numerous

-locations. Its business office is located at 809 North 1500 West, Salt

-Lake City, UT 84116, (801) 596-1887. Email contact links and up to

-date contact information can be found at the Foundation's web site and

-official page at www.gutenberg.org/contact

-

-For additional contact information:

-

-    Dr. Gregory B. Newby

-    Chief Executive and Director

-    gbnewby@pglaf.org

-

-Section 4. Information about Donations to the Project Gutenberg

-Literary Archive Foundation

-

-Project Gutenberg-tm depends upon and cannot survive without wide

-spread public support and donations to carry out its mission of

-increasing the number of public domain and licensed works that can be

-freely distributed in machine readable form accessible by the widest

-array of equipment including outdated equipment. Many small donations

-($1 to $5,000) are particularly important to maintaining tax exempt

-status with the IRS.

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-The Foundation is committed to complying with the laws regulating

-charities and charitable donations in all 50 states of the United

-States. Compliance requirements are not uniform and it takes a

-considerable effort, much paperwork and many fees to meet and keep up

-with these requirements. We do not solicit donations in locations

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-methods and addresses. Donations are accepted in a number of other

-ways including checks, online payments and credit card donations. To

-donate, please visit: www.gutenberg.org/donate

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-Section 5. General Information About Project Gutenberg-tm electronic works.

-

-Professor Michael S. Hart was the originator of the Project

-Gutenberg-tm concept of a library of electronic works that could be

-freely shared with anyone. For forty years, he produced and

-distributed Project Gutenberg-tm eBooks with only a loose network of

-volunteer support.

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-Project Gutenberg-tm eBooks are often created from several printed

-editions, all of which are confirmed as not protected by copyright in

-the U.S. unless a copyright notice is included. Thus, we do not

-necessarily keep eBooks in compliance with any particular paper

-edition.

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-Most people start at our Web site which has the main PG search

-facility: www.gutenberg.org

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-including how to make donations to the Project Gutenberg Literary

-Archive Foundation, how to help produce our new eBooks, and how to

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-

-

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-</html>

+<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
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+      The Project Gutenberg eBook of Die Akkumulatoren, ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung, by W. Bermbach.
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+<div>*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 51638 ***</div>
+
+<div class="tnbox">
+<p class="center">Anmerkungen zur Transkription befinden sich am <a href="#TN">Ende dieses Textes</a>.</p>
+</div><!--tnbox-->
+
+<div class="scr">
+<div class="figcenter">
+<img src="images/coverh.jpg" alt="cover" width="355" height="550" />
+</div>
+</div>
+
+<div class="wigand">
+
+<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center blankbefore"><span class="fsize200"><b>HANDW&Ouml;RTERBUCH</b></span><br />
+<span class="fsize150"><b>DER DEUTSCHEN SPRACHE</b></span><br />
+von <b>Dr. Daniel Sanders</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Neu bearbeitet, erg&auml;nzt u. vermehrt<br />
+von <b>Dr. Ernst W&uuml;lfing</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage<br />
+Geheftet Mark 8.&mdash;, gebunden Mark 10.&mdash;</p>
+
+<div class="figcenter00">
+<img src="images/linea001.png" alt="Ornament" width="75" height="13" />
+</div>
+
+<p class="wigandtext">Der &#8222;Kleine Sanders&#8223;, der bekannte von Sanders selbst besorgte
+Auszug aus seinem gro&szlig;en vierb&auml;ndigen &#8222;W&ouml;rterbuch&#8223;, der seit
+seinem ersten Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen
+erlebt hat und in rund 40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in
+neuer, reich erg&auml;nzter und vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem
+Gewande vor uns. Vor der alten Ausgabe zeichnet sich die neue
+schon rein &auml;u&szlig;erlich durch die vornehme Ausstattung und die gr&ouml;&szlig;ere
+Breite der Spalten aus; vor allem aber ist, wenn auch im ganzen die
+Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten wurde, doch in zahlreichen
+Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch eine bei weitem
+gr&ouml;&szlig;ere &Uuml;bersichtlichkeit zu verschaffen. &mdash; Der Bearbeiter Dr. E. W&uuml;lfing,
+hat das Buch mit besonderer Sorgfalt durchgesehen, es besonders, wo
+alte L&uuml;cken waren, aus dem &#8222;Gro&szlig;en Sanders&#8223; erg&auml;nzt und es anderseits
+durch zahlreiche neue W&ouml;rter vermehrt, die die verflossenen
+40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der Technik aufgebracht haben.
+Auch wurde an manchen Stellen die bessernde Hand angelegt, wo
+das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft n&ouml;tig erschien,
+besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von Sanders
+s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden konnte.
+An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten technischen
+Ausdr&uuml;cke und u. a. auch der Pflanzennamen, &uuml;bertrifft der &#8222;Sanders-W&uuml;lfing&#8223;,
+wie der &#8222;Kleine Sanders&#8223; wohl jetzt genannt werden wird,
+alle vorhandenen kleineren deutschen W&ouml;rterb&uuml;cher. Besonders sei noch
+erw&auml;hnt, da&szlig; W&uuml;lfing an zahllosen Stellen daf&uuml;r gesorgt hat, da&szlig; durch
+Einf&uuml;gung von kurzen Belegen und Anf&uuml;hrungen aus dem Schrifttum,
+sowie von knappen Beispielen die Erl&auml;uterungen, die ohne solche oft nicht
+ganz klar waren, belebt worden sind. Da&szlig; endlich die neue Rechtschreibung
+eingef&uuml;hrt worden ist, braucht nicht besonders betont zu werden.</p>
+
+<p class="center blankbefore fsize80"><b>Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch f&uuml;r jeden Gebildeten</b></p>
+
+</div><!--wigand-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<h1><span class="sstype fsize125">Die Akkumulatoren,</span><br />
+<span class="fsize90">ihre Theorie, Herstellung, Behandlung<br />
+und Verwendung.</span></h1>
+
+<p class="center highline2"><span class="fsize80">Von</span><br />
+<span class="fsize125">Prof. <b>Dr. W. Bermbach.</b></span></p>
+
+<p class="center highline2 blankabove">Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage<br />
+<span class="gesp">Mit</span> 38 <span class="gesp">Abbildungen.</span></p>
+
+<div class="figcenter">
+<img src="images/a002.jpg" alt="Ritter Wigand" width="100" height="151" />
+</div>
+
+<p class="center blankabove"><span class="gesp">Otto Wigand</span><br />
+Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.<br />
+Leipzig 1911.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Vorwort<br />
+<span class="fsize80 nonbold">zur ersten Auflage.</span></h2>
+
+<p>Die Literatur &uuml;ber Akkumulatoren ist zwar eine
+ziemlich reichhaltige, jedoch fehlt es an einem nicht
+zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die Theorie
+wie die Praxis, letztere, soweit sie gr&ouml;&szlig;ere Kreise
+interessiert, gen&uuml;gend ber&uuml;cksichtigt wird. Dieses
+d&uuml;rfte in dem vorliegenden Werkchen geschehen sein.</p>
+
+<p>Wenn irgendwo, so gilt f&uuml;r den Bleiakkumulator
+der Satz: Eine gute Theorie ist die beste Praxis. Denn
+hier gibt uns die Theorie Aufschlu&szlig; &uuml;ber alle im Betriebe
+vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde
+wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausf&uuml;hrlich
+behandelt. Damit sich nun auch solche Leser, denen
+die Grundbegriffe der modernen Elektrochemie nicht
+gel&auml;ufig sind, zurechtfinden k&ouml;nnen, habe ich in dem
+ersten Kapitel die neueren Ansichten &uuml;ber die Elektrolyse
+und die Stromerzeugung in galvanischen Elementen
+gemeinverst&auml;ndlich behandelt.</p>
+
+<p>C&ouml;ln, Mai 1905.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Vorwort<br />
+<span class="fsize80 nonbold">zur zweiten Auflage.</span></h2>
+
+<p>Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die
+beiden letzten Kapitel au&szlig;erdem nicht unwesentlich
+erweitert. &Uuml;ber den <span class="gesp">Edison</span>-Akkumulator liegt jetzt
+gen&uuml;gend Material vor; dementsprechend wurde er in
+der neuen Auflage ausf&uuml;hrlicher behandelt.</p>
+
+<p>Herrn Dr. H. <span class="gesp">Geisler</span> spreche ich f&uuml;r seine
+Unterst&uuml;tzung bei dem Lesen der Korrekturbogen
+meinen verbindlichsten Dank aus.</p>
+
+<p>C&ouml;ln, Juni 1911.</p>
+
+<p class="right padr2"><b>Der Verfasser.</b></p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Inhalt.</h2>
+
+<table class="inhalt" summary="Inhalt">
+
+<tr>
+<td colspan="2" class="right fsize80">Seite</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">1. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen Elemente</td>
+<td class="seite"><a href="#Page1">1</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">2. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie des Bleiakkumulators</td>
+<td class="seite"><a href="#Page34">34</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">3. <span class="gesp">Kapitel</span>. Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand</td>
+<td class="seite"><a href="#Page60">60</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">4. <span class="gesp">Kapitel</span>. Ladung und Entladung</td>
+<td class="seite"><a href="#Page80">80</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">5. <span class="gesp">Kapitel</span>. Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator</td>
+<td class="seite"><a href="#Page105">105</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">6. <span class="gesp">Kapitel</span>. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation</td>
+<td class="seite"><a href="#Page116">116</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">7. <span class="gesp">Kapitel</span>. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften &uuml;ber die
+Behandlung, Lebensdauer</td>
+<td class="seite"><a href="#Page132">132</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">8. <span class="gesp">Kapitel</span>. Der alkalische Akkumulator</td>
+<td class="seite"><a href="#Page152">152</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">9. <span class="gesp">Kapitel</span>. Die Verwendung der Akkumulatoren</td>
+<td class="seite"><a href="#Page166">166</a></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page1">[1]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Erstes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.</span></h2>
+
+<p><span class="gesp">Vorl&auml;ufige Erkl&auml;rung der Vorg&auml;nge im
+Bleiakkumulator</span>. Ein Bleiakkumulator in seiner
+einfachsten Gestalt besteht aus zwei Bleiplatten, die in
+verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure eintauchen. Schickt man durch
+den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom,
+so bildet sich an derjenigen Elektrode, die mit dem
+positiven Pole der Stromquelle verbunden ist, der Anode,
+Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat; an der
+negativen Elektrode, der Kathode, wird <span class="nowrap">Bleioxyd<a
+id="FNanchor1"></a><a href="#Footnote1" class="fnanchor">[1]</a>,</span> das
+sich, bevor die Bleiplatten in die S&auml;ure getaucht wurden,
+an der Luft gebildet hatte, zu metallischem Blei reduziert.</p>
+
+<p>Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt
+&mdash; was bei unserem Laboratoriumsversuch schon nach
+kurzer Zeit der Fall ist &mdash;, so unterbricht man den
+Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns
+Blei und Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure:</p>
+
+<table class="reaction" summary="reaction">
+
+<tr>
+<td class="br">Pb</td>
+<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aqua</td>
+<td>PbO<sub>2</sub></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="br">-</td>
+<td class="br">&nbsp;</td>
+<td>+</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, da&szlig; die betreffende
+Platte der negative Pol des Elementes ist.<span class="pagenum" id="Page2">[2]</span>
+Unsere Kombination ist, wie wir leicht mittels eines
+Galvanoskops nachweisen k&ouml;nnen, ein galvanisches
+Element, &auml;hnlich wie</p>
+
+<table class="reaction" summary="reaction">
+
+<tr>
+<td class="br">Zn</td>
+<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq</td>
+<td>Cu.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="br">-</td>
+<td class="br">&nbsp;</td>
+<td>+</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wie wir sp&auml;ter sehen werden, bildet sich bei der
+Entladung auf beiden Elektroden Bleisulfat. Die beiden
+Platten werden also einander um so &auml;hnlicher, je mehr
+Elektrizit&auml;t unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber
+zwei <span class="gesp">gleiche</span> Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht,
+so erh&auml;lt man kein galvanisches Element. Die
+elektromotorische Kraft unseres primitiven Akkumulators
+mu&szlig; also w&auml;hrend der Stromabgabe mehr oder weniger
+schnell abnehmen.</p>
+
+<p>Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet
+man, da&szlig; nach Beendigung der Entladung die braunrote
+Farbe keineswegs ganz verschwunden ist, da&szlig; also Reste
+von PbO<sub>2</sub> zur&uuml;ckbleiben.</p>
+
+<p>Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird
+Bleisulfat an der negativen Elektrode in metallisches
+Blei und an der positiven Platte in Bleisuperoxyd
+verwandelt.</p>
+
+<p>Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung
+spielen sich im Akkumulator chemische Prozesse ab.
+Bei der Ladung wird ein chemisches System gleichsam
+gewaltsam ver&auml;ndert (&auml;hnlich wie eine Spiralfeder beim
+Zusammendr&uuml;cken), das ver&auml;nderte System hat das Bestreben,
+in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckzukehren.
+Bei der Ladung wird in dem Akkumulator chemische
+Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese aus
+elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also
+keineswegs elektrische Energie als solche aufbewahrt,
+gerade so wenig wie dies bei einem Gewichte der Fall
+ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde. Den<span class="pagenum" id="Page3">[3]</span>
+Charakter eines galvanischen Elementes erh&auml;lt der
+Akkumulator erst dadurch, da&szlig; man ihm elektrische
+Energie zuf&uuml;hrt. Man bezeichnet ihn daher auch als
+<span class="gesp">Sekund&auml;relement</span>.</p>
+
+<p>Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator
+in nichts von einem gew&ouml;hnlichen Prim&auml;relement
+(z. B. einem Daniell-Element). Wir m&uuml;ssen
+daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen
+Elemente n&auml;her eingehen.</p>
+
+<p>An den chemischen Vorg&auml;ngen im Akkumulator ist
+der Elektrolyt in hervorragender Weise beteiligt. Es
+ist daher jedem, der nur etwas tiefer in die Theorie des
+Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein
+m&ouml;glichst klares und vollst&auml;ndiges Bild von den Vorg&auml;ngen,
+die sich bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure abspielen, zu verschaffen. [Hingewiesen
+sei hier auf das Kapitel VIII in <span class="gesp">Le Blancs</span> Lehrbuch
+der Elektrochemie.]</p>
+
+<p>Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit
+es der Raum gestattet, in unserer Schrift Ber&uuml;cksichtigung
+finden sollen, so wollen wir mit einer Besprechung
+einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes beginnen.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">osmotische Druck</span>. Um diesen au&szlig;erordentlich
+wichtigen Begriff klar zu machen, wollen
+wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel
+diene eine Zuckerl&ouml;sung. Ein Standglas mit vorspringendem
+Rande f&uuml;lle man mit einer Zuckerl&ouml;sung und verschlie&szlig;e
+das Glas mittels einer vorher in lauwarmem
+Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu
+achten ist, da&szlig; keine Luftblasen eingeschlossen werden.
+Durch einen Bindfaden ist die Membran unterhalb des
+Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man das Pr&auml;parat
+in ein gr&ouml;&szlig;eres, mit Wasser gef&uuml;lltes Gef&auml;&szlig;, so findet
+man nach etwa 24 Stunden, da&szlig; sich die Membran sehr<span class="pagenum" id="Page4">[4]</span>
+stark gew&ouml;lbt hat, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig; von
+der Zuckerl&ouml;sung auf die Membran ein Druck ausge&uuml;bt
+wurde. Da die W&ouml;lbung nicht erfolgt, wenn wir das
+Standglas mit Wasser f&uuml;llen, so schlie&szlig;en wir weiter,
+da&szlig; der eben erw&auml;hnte Druck von den Zuckermolek&uuml;len
+herr&uuml;hrt. &mdash; Die Schweinsblase hat die <span class="nowrap">Eigenschaft<a
+id="FNanchor2"></a><a href="#Footnote2" class="fnanchor">[2]</a>,</span>
+den Wassermolek&uuml;len den Durchgang zu gestatten, nicht
+aber den Zuckermolek&uuml;len, sie ist <span class="gesp">halbdurchl&auml;ssig</span>
+oder semipermeabel. Denken wir uns nun die Zeit in sehr
+kleine Intervalle geteilt, so k&ouml;nnen wir die Vorg&auml;nge
+in dem Standglase (Zelle) folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren: Die
+Zuckermolek&uuml;le &uuml;ben einen Druck auf die Membran aus;
+diese wird um ein unendlich kleines St&uuml;ck gehoben, in
+den freien Raum dringt Wasser ein. W&auml;hrend des
+folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw.
+Die Membran w&ouml;lbt sich also langsam im Laufe der
+Zeit. Dem osmotischen Drucke der Zuckermolek&uuml;le
+&mdash; so nennt man den auf die Membran ausge&uuml;bten
+Druck &mdash; wirkt die Spannung der Membran entgegen.
+Nehmen wir nun an, da&szlig; die Schweinsblase vollkommen,
+auch bei jedem Drucke halbdurchl&auml;ssig ist, und da&szlig;
+sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag,
+ohne zu platzen, so schlie&szlig;en wir weiter, da&szlig; sich nach
+einer gewissen Zeit ein Gleichgewichtszustand ausbildet,
+der nat&uuml;rlich dann vorhanden ist, wenn der osmotische
+Druck der Zuckermolek&uuml;le gleich ist der Spannung der
+Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten
+Membran nach Eintritt des Gleichgewichtszustandes,
+d. h. wenn eine weitere W&ouml;lbung der Membran
+nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen
+Drucke der L&ouml;sung.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page5">[5]</span></p>
+
+<p>Auch in folgender Weise gelangt man zu einer
+Vorstellung &uuml;ber den osmotischen Druck. Wenn wir
+bei Beginn des Versuches die Membran belasten, etwa
+durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das
+Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei
+einer gewissen Belastung w&ouml;lbt sich die Membran &uuml;berhaupt
+nicht. Betr&auml;gt die betreffende Belastung p kg
+pro 1 cm<sup>2</sup> Oberfl&auml;che, so ist p ein Ma&szlig; f&uuml;r den osmotischen
+Druck.</p>
+
+<p>Nach der kinetischen Theorie der Fl&uuml;ssigkeiten
+kommt der osmotische Druck dadurch zustande, da&szlig;
+Zuckermolek&uuml;le gegen die Membran prallen und St&ouml;&szlig;e
+auf diese aus&uuml;ben.</p>
+
+<p>Auf die f&uuml;r den osmotischen Druck g&uuml;ltigen
+Gesetze, die &uuml;brigens, wie <span class="gesp">van &#8217;t Hoff</span> zeigte, mit
+den Gasgesetzen &uuml;bereinstimmen, soll nicht n&auml;her eingegangen
+werden; es sei nur bemerkt, da&szlig; der osmotische
+Druck mit der Konzentration w&auml;chst.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die elektrolytische Dissoziation.</span> Man
+fand, da&szlig; die L&ouml;sungen von S&auml;uren, Salzen und Basen
+(Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen Druck
+haben. <span class="gesp">Arrhenius</span> erkl&auml;rte diese Erscheinung durch
+die Annahme, da&szlig; sich Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziieren. Eine einfache &Uuml;berlegung zeigt uns aber,
+da&szlig; die Dissoziation in Elektrolyten von der gew&ouml;hnlichen
+Dissoziation verschieden sein mu&szlig;. W&auml;hlen wir als Beispiel
+eine Salmiakl&ouml;sung. Bei hoher Temperatur spaltet
+sich (dampff&ouml;rmiger) Salmiak nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>3</sub>&nbsp;+ HCl.</p>
+
+<p>W&uuml;rde die Dissoziation in der Salmiakl&ouml;sung in
+derselben Weise erfolgen, so m&uuml;&szlig;te die Fl&uuml;ssigkeit
+freies Ammoniak enthalten, das an seinem scharfen,
+stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine<span class="pagenum" id="Page6">[6]</span>
+Salmiakl&ouml;sung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die
+<span class="gesp">Dissoziation in Elektrolyten erfolgt</span> nun in
+der Weise, da&szlig; <span class="gesp">elektrisch geladene Komponenten</span>
+entstehen. Das Kochsalzmolek&uuml;l z. B. spaltet
+sich in ein positiv geladenes Natriumatom und ein
+negativ geladenes Chloratom. Die Komponenten nennt
+man <span class="gesp">Ionen</span>, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter
+dem Einflusse elektrischer Kr&auml;fte bewegen.</p>
+
+<p>Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen
+chemischen Proze&szlig; auffassen, der sich zwischen einem
+Molek&uuml;l der gel&ouml;sten Substanz und einem <span class="nowrap">Neutron<a
+id="FNanchor3"></a><a href="#Footnote3" class="fnanchor">[3]</a></span> abspielt
+und den man f&uuml;r Kochsalz durch die Gleichung
+versinnlichen kann:</p>
+
+<p class="equation">NaCl&nbsp;+ &#8853; - &#8854; = Na-&#8853;&nbsp;+ Cl-&#8854;.</p>
+
+<p class="noindent">Statt dessen schreibt man k&uuml;rzer</p>
+
+<p class="equation">NaCl = Na<sup class="plus">&middot;</sup> + Cl&#8242;.</p>
+
+<p class="noindent">Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische
+Verbindungen an, z. B. ist das Natriumion (Na<sup class="plus">&middot;</sup>) eine
+chemische Verbindung zwischen einem Natriumatom und
+einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium&nbsp;+ Chlor
+etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist
+Natrium&nbsp;+ Elektron, d. h. Natriumion, in seinem chemischen
+und physikalischen Verhalten durchaus verschieden
+von dem metallischen Natrium.</p>
+
+<p>Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch
+aus mehreren Atomen bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe,
+dem Radikale SO<sub>4</sub>. Ist das Element oder die
+Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit mehreren<span class="pagenum" id="Page7">[7]</span>
+Elektronen. Beispiele f&uuml;r die elektrolytische Dissoziation:</p>
+
+<p class="equation">NaOH = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242; (Hydroxylion)<br />
+CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; (Sulfat-Ion).<br />
+NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>4</sub><sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ Cl&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> bedeutet, da&szlig; das Kupferatom mit zwei positiven
+Elektronen verbunden ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in
+Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser
+eine besonders gro&szlig;e <span class="gesp">dissoziierende Kraft</span> innewohnt. Nernst
+wies zuerst darauf hin, da&szlig; zwischen dem Dissoziationsverm&ouml;gen einer
+Fl&uuml;ssigkeit und der Dielektrizit&auml;tskonstante ein gewisser Parallelismus
+besteht.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>In einem Elektrolyten, z. B. in verd&uuml;nnter Salzs&auml;ure,
+befinden sich neben den Molek&uuml;len des Wassers, von
+dessen Dissoziation wir einstweilen absehen, nichtdissoziierte
+Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz, positive Ionen,
+n&auml;mlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, n&auml;mlich
+die Chlorionen. Nur bei sehr starker Verd&uuml;nnung
+sind s&auml;mtliche Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanzen dissoziiert.
+Befinden sich n Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+(dissoziierte Molek&uuml;le&nbsp;+ indissoziierte Molek&uuml;le) in einer
+L&ouml;sung und sind von diesen m Molek&uuml;le dissoziiert, so ist
+<span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">n</span></span>
+der <span class="gesp">Dissoziationsgrad</span>.</p>
+
+<p>In jedem noch so kleinen Tr&ouml;pfchen des Elektrolyten
+befinden sich ebensoviele positive Ionen wie negative,
+so da&szlig; das Tr&ouml;pfchen als Ganzes unelektrisch ist.</p>
+
+<p>Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich
+die Ionen wie die Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz; auf
+eine semipermeable Wand &uuml;ben sie also einen Druck
+aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase
+erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume
+gleichzeitig mehrere Gase oder D&auml;mpfe, so &uuml;bt jedes Gas
+einen gerade so gro&szlig;en Druck aus, wie wenn es allein<span class="pagenum" id="Page8">[8]</span>
+vorhanden w&auml;re. Bei einem Elektrolyten kommen also,
+wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen,
+drei osmotische Drucke in Betracht, n&auml;mlich der osmotische
+Druck der nichtdissoziierten Molek&uuml;le, derjenige
+der positiven Ionen und derjenige der negativen Ionen.</p>
+
+<p>Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in
+der Regel) nicht alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziiert sind, soll mit einigen wenigen Worten eingegangen
+werden. Nach der eben mitgeteilten Auffassung
+ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang
+nach Art eines chemischen Prozesses. F&uuml;r einen solchen
+gilt das <span class="nowrap">Massenwirkungsgesetz<a id="FNanchor4"></a><a
+href="#Footnote4" class="fnanchor">[4]</a>.</span> Wenn wir also beispielsweise
+Salzs&auml;ure in Wasser gie&szlig;en, so bildet sich
+ein Gleichgewichtszustand aus, der dadurch charakterisiert
+ist, da&szlig; die Anzahl der Molek&uuml;le, die in 1 Sekunde
+zerfallen, gerade so gro&szlig; ist wie die Anzahl der
+durch Wiedervereinigungen eines positiven und negativen
+Ions entstehenden neutralen Molek&uuml;le. &mdash; W&uuml;rden sich
+in einer starken L&ouml;sung, etwa in einer 30prozentigen
+Kochsalzl&ouml;sung alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziieren, so w&uuml;rde der Abstand zwischen den einzelnen
+Ionen ein au&szlig;erordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten
+Ladungen der positiven und negativen Ionen
+w&uuml;rden sich so stark anziehen, da&szlig; zahlreiche Wiedervereinigungen
+stattfinden w&uuml;rden. Man sieht ein, da&szlig;
+in jedem Kubikzentimeter der L&ouml;sung nur eine bestimmte
+Anzahl von Ionen existieren kann. Mit zunehmender
+Verd&uuml;nnung mu&szlig; also die Dissoziation fortschreiten.</p>
+
+<p><span class="gesp">Elektrolyse.</span> Nur <span class="gesp">diejenigen Fl&uuml;ssigkeiten
+leiten</span> den elektrischen Strom, <span class="gesp">in denen
+sich freie Ionen befinden</span>. Die Stromleitung in<span class="pagenum" id="Page9">[9]</span>
+einem Elektrolyten besteht nun darin, da&szlig; die von der
+positiven Elektrode abgesto&szlig;enen und von der negativen
+Elektrode angezogenen positiven Ionen nach
+der einen und die negativen nach der entgegengesetzten
+Richtung wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich
+die Ionen durch die Fl&uuml;ssigkeit hindurch bewegen, die
+&uuml;brigens wegen der sehr gro&szlig;en Reibung zwischen den
+Wassermolek&uuml;len und den Ionen eine sehr geringe ist,
+hat f&uuml;r die verschiedenen Ionenarten verschiedene
+Werte.</p>
+
+<p>Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden
+Ionen an diese ihre Ladungen ab, sie werden
+entionisiert oder gehen in den atomistischen (&#8222;gew&ouml;hnlichen&#8223;)
+Zustand &uuml;ber. In manchen F&auml;llen gehen nach
+der Entionisierung sekund&auml;re (rein chemische) Prozesse
+vor sich. Wird z. B. CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; zwischen
+Kupferelektroden elektrolysiert, so verbindet sich das
+SO<sub>4</sub>-Radikal (nach seiner Entionisierung) mit einem Atom
+Kupfer der Elektrode zu <span class="nowrap">CuSO<sub>4</sub><a
+id="FNanchor5"></a><a href="#Footnote5" class="fnanchor">[5]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die dem Elektrolyten zugef&uuml;hrte Energie kann also in zwei Teile
+zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen;
+die entsprechende Arbeit wird in W&auml;rme umgesetzt. Die zweite
+Arbeit, die der Strom leistet, besteht darin, da&szlig; die Ionen ihrer Ladungen
+beraubt werden. &mdash; Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines
+Natriumions kann man als einen chemischen Proze&szlig; auffassen, an dem
+das Natriumion und ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem
+Energie verbraucht wird.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Das <span class="gesp">Faradaysche Gesetz</span> erscheint vom Standpunkte
+der Ionentheorie aus als etwas Selbstverst&auml;ndliches.
+Man sieht n&auml;mlich ohne weiteres ein, da&szlig;</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page10">[10]</span></p>
+
+<p>1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen
+Elektrizit&auml;tsmengen proportional sind und
+da&szlig;</p>
+
+<p>2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten
+ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen &Auml;quivalenten
+proportional sind (an chemisch &auml;quivalente
+Stoffmengen sind gleiche Elektrizit&auml;tsmengen gebunden).
+An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;
+ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um
+1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse irgend eines
+Elektrolyten zu erhalten, mu&szlig; man der Stromquelle
+96540 Coulomb positive Elektrizit&auml;t entnehmen, oder
+bei 1 Ampere Stromst&auml;rke mu&szlig; die Elektrolyse 96540
+Sekunden lang dauern.</p>
+
+<p>Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten
+<span class="gesp">die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure</span>.
+Aus dem Umstande, da&szlig; chemisch reines Wasser
+den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, mu&szlig;
+man folgern, da&szlig; sich in reinem Wasser nur eine geringe
+Anzahl von Ionen befindet. In chemisch reinem Wasser
+k&ouml;nnen sich nat&uuml;rlich nur solche Ionen befinden, die
+durch Dissoziation der Wassermolek&uuml;le selbst entstehen.
+Diese spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen
+Prozentsatze, nach der Gleichung</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction1">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringf&uuml;gigere
+Dissoziation, die zur Bildung von Wasserstoff
+und Sauerstoffionen f&uuml;hrt:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction2">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ O&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(2).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Aus der von <span class="gesp">Kohlrausch</span> und <span class="gesp">Heydweiller</span>
+bestimmten Leitf&auml;higkeit des Wassers kann man den Dissoziationsgrad
+berechnen. Man findet, da&szlig; bei 0 Grad
+1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen,
+wenn wir von der Dissoziation nach Gleichung<span class="pagenum" id="Page11">[11]</span>
+2 absehen) in etwa 14 Millionen Liter Wasser
+enthalten sind, bei 18&deg; schon in 6,25&nbsp;. 10<sup>6</sup> l. Die Leitf&auml;higkeit
+nimmt also mit der Temperatur schnell zu.
+Nach neueren Messungen enth&auml;lt 1 g Wasserstoff 0,352&nbsp;. 10<sup>24</sup>
+Atome. Ein Gramm Wasser enth&auml;lt also trotz der
+sehr geringen Dissoziation viele Millionen Wasserstoffionen.</p>
+
+<p>Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm<sup>3</sup>
+Wasser befindet, wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen
+nennen, entsprechendes gilt f&uuml;r die anderen
+Ionen. Da die Leitf&auml;higkeit des Wassers (wie aller
+Elektrolyte) mit der Temperatur stark w&auml;chst, so m&uuml;ssen
+wir schlie&szlig;en, da&szlig; entweder die Ionenkonzentrationen
+mit der Temperatur gr&ouml;&szlig;er werden, oder da&szlig; die Reibung
+zwischen den Ionen und den Wassermolek&uuml;len kleiner
+wird oder da&szlig; beides zugleich stattfindet. So viele Ionen
+nun bei einer bestimmten Temperatur in einem cm<sup>3</sup>
+existieren <span class="gesp">k&ouml;nnen</span>, so viele existieren auch wirklich.
+Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser ein
+Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise
+entfernt werden, so dissoziiert sich sofort ein neues
+Molek&uuml;l Wasser &mdash; das gest&ouml;rte chemische Gleichgewicht
+wird sofort wieder hergestellt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht.
+Befindet sich in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer
+Glasglocke (Rezipient einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge
+Wasser, so verdampft bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte
+Menge Wasser. Entfernen wir auf irgend eine Weise einen
+Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue Verdampfung; der Gleichgewichtszustand
+wird gest&ouml;rt und bildet sich von neuem. Wie bei
+diesem Vorgange <span class="gesp">eine gewisse Zeit vergeht</span>, ehe sich der
+Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der elektrolytischen
+Dissoziation.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Setzen wir reinem Wasser Schwefels&auml;ure zu &mdash; es
+gen&uuml;gt eine ganz kleine Menge &mdash;, so w&auml;chst das Leitungsverm&ouml;gen<span class="pagenum" id="Page12">[12]</span>
+sehr stark, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig;
+sich eine gro&szlig;e Menge von neuen Ionen gebildet haben.
+Diese entstehen durch die Dissoziation der Schwefels&auml;ure,
+die bei den f&uuml;r uns in Betracht kommenden
+Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und zwar
+verl&auml;uft der Zerfall nach den beiden <span class="nowrap">Reaktionsgleichungen<a
+id="FNanchor6"></a><a href="#Footnote6" class="fnanchor">[6]</a></span></p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction3">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(3).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<div class="numreaction" id="Reaction4">
+
+<div class="links">
+<p>HSO<sub>4</sub>&#8242; = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(4).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt.
+Die Dissoziation nach der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> entspricht dem
+Zerfall des NaHSO<sub>4</sub>, der offenbar nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">NaHSO<sub>4</sub> = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">erfolgt.</p>
+
+<p>Bei geringerer Konzentration der Schwefels&auml;urel&ouml;sung
+spielt die Dissoziation nach <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> nur
+eine ganz untergeordnete Rolle gegen&uuml;ber der Reaktion</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction5">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup
+class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(5).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im
+Sinne der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> mehr in den Vordergrund.</p>
+
+<p>In verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure befindet sich also eine
+gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Ionenarten (H<sup class="plus">&middot;</sup>, OH&#8242;, O&#8242;&#8242;, SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;,
+HSO&#8242;<sub>4</sub>), und daher sind verschiedene Elektrolysen m&ouml;glich.
+An der Kathode werden immer Wasserstoffionen
+entionisiert, an der Anode aber k&ouml;nnen vier verschiedene
+Ionenarten herauselektrolysiert werden.</p>
+
+<p>Welche Ionenart auch au&szlig;er Wasserstoff abgeschieden
+werden mag, an der Stromleitung innerhalb
+des Elektrolyten sind <span class="gesp">alle</span> Ionenarten beteiligt.</p>
+
+<p>Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten
+<span class="gesp">dauernd</span> herauszuelektrolysieren, mu&szlig; man eine
+gewisse Minimalspannung anwenden; f&uuml;r uns kommen<span class="pagenum" id="Page13">[13]</span>
+folgende von <span class="gesp">Le Blanc</span> angegebene <span class="gesp">Zersetzungsspannungen</span>
+in Betracht:</p>
+
+<table summary="Zersetzungsspannungen" id="Ref01">
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center padl1 padr1">und</td>
+<td class="left padr5">O&#8242;&#8242;</td>
+<td class="right">1,08</td>
+<td class="center padl1 padr1">Volt</td>
+<td rowspan="4" class="bt br bb">&nbsp;</td>
+<td rowspan="4" class="left padl0">-</td>
+<td rowspan="4" class="left padl1">+ &Uuml;berspannung</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">OH&#8242;</td>
+<td class="right">1,68</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</td>
+<td class="right">1,95</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>
+<td class="right">2,60</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Die angegebenen Zersetzungsspannungen gen&uuml;gen
+i. A. noch nicht, eine <span class="gesp">sichtbare</span> Gasentwickelung
+herbeizuf&uuml;hren, man mu&szlig; diese vielmehr um einen von
+der Natur der Kathode abh&auml;ngigen Betrag <span class="nowrap">vergr&ouml;&szlig;ern<a
+id="FNanchor7"></a><a href="#Footnote7" class="fnanchor">[7]</a></span>
+(nat&uuml;rlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen
+Apparat, i&nbsp;&times; w, gemeint).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so m&uuml;ssen sich
+Gasbl&auml;schen bilden. Man kann nun annehmen, da&szlig; f&uuml;r die Bildung
+der Bl&auml;schen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische
+Strom liefern mu&szlig;, und da&szlig; diese Arbeit von der Beschaffenheit der
+Oberfl&auml;che, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abh&auml;ngig ist (&Uuml;berspannung).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Am kleinsten ist die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span> f&uuml;r platiniertes
+Platin (Kathode), f&uuml;r blankes Platin ist sie
+nahezu 0,1 Volt. H&ouml;chst wichtig ist f&uuml;r uns die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span>
+f&uuml;r <span class="gesp">Blei</span>, die <span class="gesp">nach Caspari</span> 0,64 <span class="gesp">Volt</span>
+<span class="nowrap">betr&auml;gt<a id="FNanchor8"></a><a
+href="#Footnote8" class="fnanchor">[8]</a>.</span> Bei der Ladung eines Akkumulators ist die
+Bleielektrode Kathode; daher kann, wenn wir von der
+sehr geringf&uuml;gigen Elektrolyse, die den Ionen H<sup class="plus">&middot;</sup> und
+O&#8242;&#8242; entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung
+erst bei 1,68&nbsp;+ 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung
+wird erst bei noch h&ouml;herer Spannung<span class="pagenum" id="Page14">[14]</span>
+vor sich gehen (abgesehen von der &Uuml;berspannung des
+<span class="nowrap">Sauerstoffs<a id="FNanchor9"></a><a href="#Footnote9" class="fnanchor">[9]</a>).</span></p>
+
+<p>Wegen der &Uuml;berspannung ist also eine Ladung des
+Akkumulators erst m&ouml;glich, bezw. kann eine solche
+ohne ganz erhebliche Energieverluste erfolgen.</p>
+
+<p>Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt
+der Strom in einem Wasserzersetzungsapparat nicht
+v&ouml;llig auf Null herab, es mu&szlig; also auch in diesem Falle
+eine Elektrolyse stattfinden. Man erh&auml;lt nicht Gase
+von Atmosph&auml;rendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff
+von geringer Konzentration, gel&ouml;st in den Elektroden
+und im Elektrolyten. Den Strom bezeichnet man
+als <span class="gesp">Reststrom</span> (s. <a href="#Page29">S. 29</a>).</p>
+
+<p>In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff
+finden sich immer Spuren von <span class="gesp">Ozon</span>, das durch einen
+sekund&auml;ren Proze&szlig; aus dem abgeschiedenen Sauerstoff
+entsteht (besonders bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte).</p>
+
+<p id="Ref18">Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration
+der S&auml;ure zu. Ebenso entsteht sekund&auml;r <span class="nowrap"><span class="gesp">Wasserstoffsuperoxyd</span><a
+id="FNanchor10"></a><a href="#Footnote10" class="fnanchor">[10]</a></span>
+(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) in geringer Menge, wahrscheinlich
+an beiden Elektroden. Endlich ist zu erw&auml;hnen,
+da&szlig; sich <span class="gesp">&Uuml;berschwefels&auml;ure</span> bilden kann nach der
+Gleichung</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction6">
+
+<div class="links">
+<p>2HSO<sub>4</sub>&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(6).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear noindent">also prim&auml;r. Die Entstehung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure wird
+durch gro&szlig;e Stromdichte, Vergr&ouml;&szlig;erung des Schwefels&auml;uregehaltes
+und Erniedrigung der Temperatur beg&uuml;nstigt.
+Nach den <a href="#Ref01">Zersetzungsspannungen</a> auf <a href="#Page13">Seite 13</a>
+d&uuml;rfte aber, vorausgesetzt, da&szlig; die &Uuml;berschwefels&auml;ure<span class="pagenum" id="Page15">[15]</span>
+nach <a href="#Reaction6">Gleichung (6)</a>, also prim&auml;r, entsteht, ihre Bildung
+erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen;
+hierzu ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den
+HSO<sub>4</sub>-Ionen gleichzeitig Wasserstoffionen an der Bleielektrode
+entionisiert werden m&uuml;ssen, die &Uuml;berspannung
+von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung w&auml;re
+demnach eine Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure im Akkumulator
+ausgeschlossen. Da &uuml;brigens die &Uuml;berschwefels&auml;ure
+Blei angreift und Bleisuperoxyd in Bleisulfat verwandelt,
+so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem
+Akkumulator sch&auml;dlich.</p>
+
+<p>Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen
+wir uns mit der Beziehung zwischen der <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung
+und der elektromotorischen Kraft</span>
+besch&auml;ftigen. Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure m&ouml;ge zwischen
+indifferenten Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch
+die Produkte der Elektrolyse nicht angegriffen werden,
+zersetzt werden (z. B. zwischen Platinelektroden). Wir
+erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten absehen,
+Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, da&szlig; wir
+1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben
+(und 8 Gramm Sauerstoff); es sind dann im ganzen
+96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen, was
+der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Amp&egrave;re Stromst&auml;rke
+96540 Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene
+Wasserstoff werde verbrannt; wir erhalten dann
+9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im
+Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, da&szlig; wir etwa
+34200 kleine W&auml;rmeeinheiten (Grammkalorien, cal.)
+erhalten. Um diese Energie sind 9 Gramm Wasser von
+gew&ouml;hnlicher Temperatur &auml;rmer als 1 g H&nbsp;+ 8 g O von
+derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schlie&szlig;en
+wir <span class="gesp">vorl&auml;ufig</span>, das eben gewonnene Wasser wieder in
+seine beiden Komponenten zerlegen, so m&uuml;ssen wir die<span class="pagenum" id="Page16">[16]</span>
+eben gewonnene Energie, die wir die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung</span>
+des Prozesses</p>
+
+<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O,</p>
+
+<p class="noindent">bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder
+zuf&uuml;hren. Geschieht also die Zersetzung mittels des
+elektrischen Stromes, so m&uuml;ssen wir, abgesehen von
+der Jouleschen W&auml;rme, in den elektrolytischen Apparat
+eine den 34200 cal. &auml;quivalente Menge elektrischer
+Energie hineinschicken. Die elektrische Energie aber,
+die ein Apparat verbraucht, ist gegeben durch das
+Produkt</p>
+
+<p class="equation">Anzahl Coulomb&nbsp;&times; Spannung zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p>Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Gr&ouml;&szlig;e
+ist, n&auml;mlich 96540, und au&szlig;erdem das Produkt einer
+gegebenen W&auml;rmemenge &auml;quivalent ist (34200 cal.), so
+mu&szlig; die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.</p>
+
+<p>Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die
+Beziehung</p>
+
+<p class="equation">96540&nbsp;. E Wattsek. (Volt-Coulomb) &auml;quival. 34200 cal.</p>
+
+<p class="noindent">1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher</p>
+
+<p class="equation">96540&nbsp;. E.0,239 = 34200 oder<br />
+23070&nbsp;. E = 34200.</p>
+
+<p>E ist also ungef&auml;hr gleich 1,5 Volt. Man sollte
+nun erwarten, da&szlig; eine Zersetzung des Wassers mit
+einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht m&ouml;glich ist.
+Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen,
+da&szlig; man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen
+Kr&auml;ften in der N&auml;he von 1,1 Volt Gasentwickelung
+<span class="nowrap">beobachtet<a id="FNanchor11"></a><a href="#Footnote11" class="fnanchor">[11]</a>.</span>
+Die von uns gezogenen<span class="pagenum" id="Page17">[17]</span>
+Schl&uuml;sse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;
+wir m&uuml;ssen uns daher noch eingehender mit
+der Beziehung zwischen der chemischen und elektrischen
+Energie besch&auml;ftigen.</p>
+
+<p><span class="gesp">Thomsonsche Regel.</span> In den galvanischen
+Elementen, zu denen wir auch den Akkumulator zu
+rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die das
+Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir w&auml;hlen
+als Beispiel das Daniell-Element: Zn in ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq und
+Cu in CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq, weil bei ihm die Vorg&auml;nge leicht
+zu &uuml;bersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so
+geht Zink in L&ouml;sung, und Kupfer schl&auml;gt sich auf der
+positiven Elektrode nieder.</p>
+
+<p><span class="gesp">Beide</span> Vorg&auml;nge kann man durch <span class="gesp">eine</span> Gleichung
+ausdr&uuml;cken</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction7">
+
+<div class="links">
+<p>Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = Cu&nbsp;+ ZnSO<sub>4</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(7).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Der durch die <a href="#Reaction7">Gleichung (7)</a> dargestellte Vorgang
+ist mit W&auml;rmeentwicklung verbunden; dies kann man
+dadurch leicht nachweisen, da&szlig; man auf Zinksp&auml;ne
+Kupfervitrioll&ouml;sung gie&szlig;t. Dann l&ouml;st sich Zink, und
+Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen
+die L&ouml;sung des Zinks und die F&auml;llung des Kupfers
+an <span class="gesp">verschiedenen Stellen</span> vor sich. Das Element
+m&ouml;ge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich
+dann 1 <span class="nowrap">Gramm&auml;quivalent<a id="FNanchor12"></a><a href="#Footnote12"
+class="fnanchor">[12]</a></span> Zink <span class="fsize150">(</span><span class="horsplit"><span class="top">65</span>
+<span class="bottom">2</span></span> Gramm<span class="fsize150">)</span> gel&ouml;st<span class="pagenum" id="Page18">[18]</span>
+und 1 Gramm&auml;quivalent = <span class="horsplit"><span class="top">63,5</span><span class="bottom">2</span></span> g Kupfer hat sich
+niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen Umsatze
+entsprechende W&auml;rme, die man die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung
+des Elementes</span> nennt, werde mit q bezeichnet.
+Man nahm fr&uuml;her an, da&szlig; die elektromotorische
+Kraft eines galvanischen Elementes durch
+die W&auml;rmet&ouml;nung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme
+gelangt man zu der vorhin entwickelten Gleichung</p>
+
+<p class="equation">e = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>,</p>
+
+<p class="noindent">die man die <span class="gesp">Thomsonsche Regel</span> nennt. Diese
+liefert, auf das Daniell-Element angewandt, einen mit
+der Erfahrung gut &uuml;bereinstimmenden Wert, weil,
+wie wir sp&auml;ter sehen werden, seine elektromotorische
+Kraft von der Temperatur unabh&auml;ngig ist. Bei anderen
+Elementen findet man aber einen Unterschied zwischen
+der berechneten und gemessenen elektromotorischen
+Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den
+<span class="nowrap">Konzentrationsketten<a id="FNanchor13"></a><a href="#Footnote13" class="fnanchor">[13]</a>.</span></p>
+
+<p>Thomson ging von der Voraussetzung aus, da&szlig; die
+<span class="gesp">ganze</span> dem chemischen Umsatze entsprechende Energie<span class="pagenum" id="Page19">[19]</span>
+und <span class="gesp">nur diese</span> im Elemente in elektrische Energie
+umgewandelt werde, da&szlig; sich also das Element w&auml;hrend
+der Stromabgabe weder erw&auml;rme noch abk&uuml;hle. (Wenn
+&uuml;brigens hier und im folgenden von der Erw&auml;rmung
+eines Elementes die Rede ist, so soll die betreffende
+W&auml;rme nicht als Joulesche W&auml;rme aufgefa&szlig;t werden.
+Wir nehmen an, da&szlig; diese durch die Wahl sehr gro&szlig;er
+Elektroden, die einen kleinen Abstand haben, verschwindend
+klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung
+trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle
+Untersuchungen von <span class="gesp">Braun</span>, <span class="gesp">Raoult</span> u. a. nachgewiesen
+wurde, nicht zu.</p>
+
+<p>Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der
+mechanischen <span class="nowrap">W&auml;rmetheorie<a
+id="FNanchor14"></a><a href="#Footnote14" class="fnanchor">[14]</a></span> auf die galvanischen Elemente
+gelangte <span class="gesp">Helmholtz</span> zu der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T.</p>
+
+<p>w ist wieder die W&auml;rmet&ouml;nung, entsprechend dem
+chemischen Umsatz bei einer Stromentnahme von
+96540 Coulomb, T ist die absolute <span class="nowrap">Temperatur<a
+id="FNanchor15"></a><a href="#Footnote15" class="fnanchor">[15]</a></span> und c
+der &#8222;<span class="gesp">Temperaturkoeffizient</span>&#8223;. Um diesen neuen Begriff
+zu erkl&auml;ren, w&auml;hlen wir als Beispiel den Akkumulator.
+Die S&auml;ure eines geladenen Akkumulators habe das
+spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr genaue Messungen
+findet man, da&szlig; die elektromotorische Kraft mit der Temperatur
+w&auml;chst und zwar f&uuml;r 1&deg; um 0,0004 Volt. Die
+Zahl 0,0004 ist der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators;
+c gibt also hier an, um wieviel Volt die elektromotorische
+Kraft steigt, wenn die Temperatur der
+Substanzen des Akkumulators um 1&deg; Celsius erh&ouml;ht wird.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page20">[20]</span></p>
+
+<p>Bei dem gew&auml;hlten Beispiele ist c positiv. In dem
+Akkumulator wird also nicht nur die dem chemischen
+Umsatz entsprechende chemische Energie (W&auml;rmet&ouml;nung)
+in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch
+W&auml;rme, die zun&auml;chst den Substanzen des Elementes und
+dann der Au&szlig;enwelt entzogen wird. &mdash; Bei 17&deg; Celsius
+ist die elektromotorische Kraft des Akkumulators bei der
+angenommenen S&auml;uredichte um 290&nbsp;. 0,0004 = 0,116 Volt
+gr&ouml;&szlig;er, als sie nach der Thomsonschen Regel sein m&uuml;&szlig;te.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient
+gleich Null, so da&szlig; die Helmholtzsche Relation
+in die Gleichung E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span> &uuml;bergeht.</p>
+
+<p>Wenn einer Erh&ouml;hung der Temperatur eine Abnahme
+der elektromotorischen Kraft eines Elementes entspricht,
+so ist der Temperaturkoeffizient negativ. In diesem
+Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu gro&szlig;en
+Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft, und das Element
+erw&auml;rmt sich w&auml;hrend der Stromabgabe, indem ein Teil
+der W&auml;rmet&ouml;nung als W&auml;rme zum Vorschein kommt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Helmholtzsche Relation gilt nur f&uuml;r
+umkehrbare</span> oder reversibel arbeitende <span class="gesp">Elemente</span>;
+kann man umgekehrt nachweisen, da&szlig; f&uuml;r ein Element
+die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.</p>
+
+<p>Wir sind hier auf die <span class="gesp">Einteilung der galvanischen
+Elemente in umkehrbare und nichtumkehrbare</span>
+gesto&szlig;en, die kurz besprochen werden
+soll: Zu den umkehrbaren Elementen geh&ouml;rt das uns
+schon bekannte Daniell-Element. Den stromliefernden
+Prozess k&ouml;nnen wir durch die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu</p>
+
+<p class="noindent">darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand
+in den Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des<span class="pagenum" id="Page21">[21]</span>
+Ions in den metallischen &uuml;ber. Hat das Element
+96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von
+96540&nbsp;. 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt da&szlig; die elektromotorische
+Kraft 1,1 Volt betr&auml;gt. Nach der angegebenen
+Stromentnahme schicken wir durch das Element den
+Strom einer Thermos&auml;ule (oder irgend einer anderen Stromquelle),
+dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die
+des Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand
+des Ions in den metallischen und Kupfer aus dem
+metallischen Zustand in den des Ions &uuml;ber; die im
+Elemente sich abspielenden Vorg&auml;nge, k&ouml;nnen durch
+die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn</p>
+
+<p class="noindent">dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon
+&auml;u&szlig;erlich zutage; denn, die letzte Gleichung ist die
+Umkehrung der vorletzten. Wir k&ouml;nnen beide Gleichungen
+vereinigen zu</p>
+
+<p class="equation">CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn &#8644; ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Entladung ist diese Gleichung von links
+nach rechts, f&uuml;r die Ladung von rechts nach links zu
+lesen.</p>
+
+<p>Bei der Ladung m&uuml;ssen wir eine elektromotorische
+Kraft anwenden, die etwas gr&ouml;&szlig;er ist als diejenige
+des Elementes. Ist aber der innere Widerstand der
+Kette sehr klein und der Ladestrom nicht gro&szlig;, so
+unterscheidet sich die f&uuml;r die Ladung erforderliche
+Spannung nur um einen sehr kleinen Betrag von der
+elektromotorischen Kraft des Elementes, und wir k&ouml;nnen
+praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt annehmen.
+Soll w&auml;hrend der Stromzufuhr genau soviel Cu in
+L&ouml;sung gehen, wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen
+hatte, so m&uuml;ssen wir in das Element gerade
+soviel Elektrizit&auml;t hineinschicken, wie wir ihm entnommen
+hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb.<span class="pagenum" id="Page22">[22]</span>
+Wenn dieses geschehen ist, so haben wir das Element
+wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckversetzt,
+und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie von
+96540&nbsp;. 1,1 Watt.</p>
+
+<p>Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In
+Wirklichkeit liegen die Verh&auml;ltnisse etwas anders, weil
+sowohl bei der Ladung als auch bei der Entladung der
+innere, selbst bei gro&szlig;en Elementen nicht unbedeutende
+Widerstand &uuml;berwunden werden <span class="nowrap">mu&szlig;<a
+id="FNanchor16"></a><a href="#Footnote16" class="fnanchor">[16]</a>.</span> Infolgedessen
+ist bei der Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung,
+kleiner als 1,1 Volt, w&auml;hrend die bei der
+Ladung aufzuwendende E.M.K. gr&ouml;&szlig;er als 1,1 Volt ist
+(siehe auch Polarisation durch Konzentrations&auml;nderungen).</p>
+
+<p>Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das
+Voltasche Element</p>
+
+<p class="equation">Zink <span class="padl1 padr1">|</span> verd. Schwefels&auml;ure <span class="padl1 padr1">|</span> Kupfer</p>
+
+<p class="noindent">&uuml;bertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme
+Zink in L&ouml;sung, und Wasserstoff wird frei (an der
+Kupferplatte). Der stromliefernde Proze&szlig; kann demnach
+durch die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Zn&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub></p>
+
+<p class="noindent">dargestellt werden.</p>
+
+<p>Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet;
+es bildet sich vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in
+L&ouml;sung), und es wird auch jetzt Wasserstoff frei:</p>
+
+<p class="equation">Cu&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Man kann also durch Elektrizit&auml;tszufuhr das
+Element nicht wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand
+zur&uuml;ckversetzen. Nach Entnahme und darauf folgender
+Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Gramm&auml;quivalent<span class="pagenum" id="Page23">[23]</span>
+Zink und ein Gramm&auml;quivalent Kupfer in der L&ouml;sung,
+und zwei Gramm&auml;quivalente Wasserstoff sind in Freiheit
+gesetzt, so da&szlig; also ein gewisser chemischer Umsatz zu
+verzeichnen ist, f&uuml;r den eine Kompensation vorhanden
+sein mu&szlig;. Die bei der Ladung dem Element zugef&uuml;hrte
+elektrische Energie mu&szlig; gr&ouml;&szlig;er sein als die bei der
+Entladung gewonnene. Da aber die Strommenge in
+beiden F&auml;llen dieselbe ist (96540 Coulomb), so mu&szlig;
+die Ladespannung gr&ouml;&szlig;er sein als die elektromotorische
+Kraft des Elementes. &#8222;Dies ist nur m&ouml;glich, wenn durch
+den Transport von Elektrizit&auml;t eine elektromotorische
+Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn das Element sich
+polarisiert&#8223;. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das
+Voltasche Element, von dem die Rede war, ist
+ein nichtumkehrbares.</p>
+
+<p>Unsere Betrachtungen &uuml;ber galvanische Elemente
+haben uns zu der Erscheinung der <span class="gesp">Polarisation</span>
+gef&uuml;hrt, die bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr
+wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom
+Standpunkte der Ionentheorie betrachten, wollen wir
+uns Klarheit verschaffen &uuml;ber die <span class="gesp">osmotische
+Theorie der Stromerzeugung</span>. Als Ausgangspunkt
+diene ein Nichtelektrolyt, und zwar w&auml;hlen wir
+eine Zuckerl&ouml;sung. Der feste Zucker, in Wasser gebracht,
+hat die Tendenz, seine Molek&uuml;le in das Wasser
+zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension).
+Der osmotische Druck der bereits in L&ouml;sung
+gegangenen Zuckermolek&uuml;le wirkt der <span class="gesp">L&ouml;sungstension</span>
+entgegen, er sucht Zuckermolek&uuml;le auf die
+Zuckerst&uuml;ckchen zu bef&ouml;rdern. Solange die L&ouml;sung
+nichtges&auml;ttigt ist, &uuml;berwiegt der L&ouml;sungsdruck (die
+L&ouml;sungstension). Dieser ist also gleich dem osmotischen
+Drucke einer ges&auml;ttigten Zuckerl&ouml;sung.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page24">[24]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir haben also &auml;hnliche Verh&auml;ltnisse wie bei der Verdampfung;
+der Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die
+Verdampfung geht solange vor sich, bis sich die beiden Kr&auml;fte das
+Gleichgewicht halten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p id="Ref02">Nach der <span class="gesp">Nernstschen Theorie</span> hat jedes
+Metall, das in Wasser oder in eine L&ouml;sung eingetaucht
+wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu l&ouml;sen;
+man mu&szlig; den Metallen also eine L&ouml;sungstension zuschreiben.
+Von anderen Substanzen unterscheiden sich
+die Metalle aber wesentlich dadurch, da&szlig; sie nicht
+anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt positiver
+Ionen, in L&ouml;sung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet
+daher ihre L&ouml;sungstension als <span class="gesp">elektrolytische</span>.
+Befinden sich in der L&ouml;sung Ionen des
+betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck
+dieser Ionen der L&ouml;sungstension entgegen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig1">
+<p class="caption">Fig. 1.</p>
+<img src="images/illo01.jpg" alt="Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung" width="250" height="378" />
+</div>
+
+<p>Das Zink hat eine au&szlig;erordentlich hohe L&ouml;sungstension,
+sie ist gr&ouml;&szlig;er als der h&ouml;chste erreichbare osmotische
+Druck der Zinkionen in Zinksalzl&ouml;sung. Taucht man
+daher eine Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung
+ein, so treibt das Zink Ionen
+in die L&ouml;sung hinein, wie dies
+in <a href="#Fig1">Fig. 1</a> schematisch angedeutet
+ist. Infolgedessen wird das Metall
+negativ elektrisch und die Fl&uuml;ssigkeit
+in n&auml;chster N&auml;he positiv.</p>
+
+<p>Die in die L&ouml;sung getriebenen
+Zinkionen befinden sich in unmittelbarster
+N&auml;he des Zinkstabes und
+werden von der negativen Elektrizit&auml;t
+der Elektrode angezogen.
+Wie man leicht einsieht, wirkt
+die elektrostatische Anziehung (&#8222;ungleichnamige Elektrizit&auml;ten
+ziehen sich gegenseitig an&#8223;) in demselben<span class="pagenum" id="Page25">[25]</span>
+Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen
+und entgegen der L&ouml;sungstension. Sie erreicht
+wegen des au&szlig;erordentlich kleinen Abstandes der beiden
+Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen Zink in
+L&ouml;sung gegangen sind, einen au&szlig;erordentlich hohen Wert.
+Noch ehe w&auml;gbare Mengen Zink in L&ouml;sung gegangen
+sind, hat sich ein Gleichgewichtszustand ausgebildet.</p>
+
+<p>Die L&ouml;sungstension des Kupfers ist klein; sie ist
+kleiner als der osmotische Druck selbst sehr stark
+verd&uuml;nnter Kupfersulfatl&ouml;sungen. Wenn man also einen
+Kupferstab in Kupfervitrioll&ouml;sung eintaucht, so gehen,
+getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen
+aus der L&ouml;sung auf den Kupferstab; das Kupfer wird
+also positiv und die Fl&uuml;ssigkeit negativ elektrisch.
+Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand
+aus. Das Potential macht an der Grenze Metall &mdash;
+Fl&uuml;ssigkeit einen Sprung.</p>
+
+<p>Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und
+die Kupferelektrode miteinander verbindet, so flie&szlig;t
+positive Elektrizit&auml;t von der Kupfer- und negative von
+der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden
+Elektroden wird gest&ouml;rt, so da&szlig; neues Zink in L&ouml;sung
+gehen und neues Kupfer sich auf der positiven Elektrode
+niederschlagen kann. An der einen Elektrode
+werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,
+an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedr&uuml;ckt.</p>
+
+<p>Wir wollen jetzt annehmen, da&szlig; wir <span class="gesp">verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure zwischen Platinelektroden
+elektrolysieren</span>. An der Kathode wird Wasserstoff
+frei. Platin hat nun die F&auml;higkeit, Gase, besonders
+Wasserstoff, zu absorbieren. Man kann sich hiervon
+leicht durch den Augenschein &uuml;berzeugen: Man schalte
+in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon dieses
+bei Stromschlu&szlig; einen st&auml;rkeren Strom anzeigt, beobachtet<span class="pagenum" id="Page26">[26]</span>
+man doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen.
+Das unmittelbar nach Stromschlu&szlig; entwickelte
+Gas dringt in das Platin ein und zwar zun&auml;chst in eine
+unendlich d&uuml;nne an der Oberfl&auml;che liegende Schicht, es
+wird gel&ouml;st (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach
+Stromschlu&szlig; frei gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs
+von dem Elektrolyten absorbiert.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig2">
+<p class="caption">Fig. 2.</p>
+<img src="images/illo02.png" alt="Schaltung" width="500" height="306" />
+</div>
+
+<p>Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der
+prim&auml;re Strom, kurze Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat
+geflossen ist, eine mit Wasserstoff und eine mit
+Sauerstoff beladene Elektrode in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches
+Element, die sogen. <span class="gesp">Knallgaskette</span>. Unterbrechen wir
+den prim&auml;ren Strom, so flie&szlig;t bei der Schaltung nach
+<span class="nowrap"><a href="#Fig2">Fig. 2</a><a id="FNanchor17"></a><a href="#Footnote17" class="fnanchor">[17]</a></span> ein Strom
+durch das Voltmeter (<span class="gesp">Polarisationsstrom</span>).
+Die elektromotorische Kraft unserer Gaskette
+nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom
+liefernden Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr
+keinen Strom entnimmt, indem die von den Elektroden
+absorbierten Gase in die Fl&uuml;ssigkeit und in die tieferen<span class="pagenum" id="Page27">[27]</span>
+Schichten der Elektroden hineindiffundieren, soda&szlig; die
+Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.</p>
+
+<p>Sobald die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure
+beginnt, wird unser elektrolytischer Apparat in
+eine Knallgaskette umgewandelt. Die abgeschiedenen
+Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand zur&uuml;ckzukehren,
+und es wird eine elektromotorische Gegenkraft
+geweckt. Diese sucht einen Strom ins Leben zu
+rufen, der den Batteriestrom bek&auml;mpft. Das Auftreten
+einer elektromotorischen Gegenkraft in einem elektrolytischen
+Apparate nennt man <span class="nowrap"><span class="gesp">Polarisation</span><a
+id="FNanchor18"></a><a href="#Footnote18" class="fnanchor">[18]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation
+ist von verschiedenen Umst&auml;nden abh&auml;ngig, von der Natur, Gestalt,
+Gr&ouml;&szlig;e der Elektroden, von den Ver&auml;nderungen, die sie w&auml;hrend der
+Elektrolyse erleiden, von den Konzentrations&auml;nderungen des Elektrolyten
+an den Elektroden, von der Stromdichte etc.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Um eine <span class="gesp">Gaselektrode</span> zu erhalten, steckt man
+ein platiniertes Platinblech von unten in ein oben geschlossenes
+Rohr, dessen unterer Teil in den Elektrolyten
+eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden
+Gase (z. B. Wasserstoff) derart gef&uuml;llt, da&szlig; sich das
+Platinblech zum gro&szlig;en Teil im Gase befindet, zum
+kleinen Teile in der Fl&uuml;ssigkeit (<a href="#Fig3">Fig. 3</a>). Das platinierte
+Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist selbst
+elektromotorisch nicht t&auml;tig, dient nur als Zu- und
+Ableiter der Elektrizit&auml;t. &#8222;Verm&ouml;ge seines L&ouml;sungsverm&ouml;gens
+f&uuml;r Gase kommt ihm die F&auml;higkeit zu, den
+&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und umgekehrt
+ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche
+Elektrode, z. B. eine Wasserstoffelektrode, geh&ouml;rt, wie
+<span class="gesp">Le Blanc</span> experimentell gezeigt hat, zu der Klasse
+der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in Kupfersulfatl&ouml;sung).<span class="pagenum" id="Page28">[28]</span>
+Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen
+&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen
+k&ouml;nnen, m&uuml;ssen wir aufwenden, um den
+Vorgang r&uuml;ckg&auml;ngig zu machen.&#8223; (Le
+Blanc, Lehrbuch der Elektrochemie,
+S. 162.)</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig3">
+<p class="caption">Fig. 3.</p>
+<img src="images/illo03.jpg" alt="Gaselektrode" width="175" height="421" />
+</div>
+
+<p>Tauchen zwei Gaselektroden der
+beschriebenen Art, und zwar eine von
+Wasserstoff und eine von Sauerstoff
+besp&uuml;lte, in verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure
+(s. <a href="#Fig3">Fig. 3</a>), so erh&auml;lt man eine Knallgaskette,
+die l&auml;ngere Zeit, falls der entnommene
+Strom eine gewisse St&auml;rke
+nicht &uuml;berschreitet, eine konstante elektromotorische
+Kraft hat. Der Vorgang
+in der Kette ist nach <span class="gesp">Glaser</span> folgender:
+Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen
+in den <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor19"></a><a
+href="#Footnote19" class="fnanchor">[19]</a>.</span> Dort verbinden sie sich
+mit zwei Wasserstoffionen zu Wasser. Das &uuml;bersch&uuml;ssige
+SO<sub>4</sub>-Ion veranla&szlig;t zwei Atome des okkludierten Wasserstoffs
+als Ionen in die L&ouml;sung zu <span class="nowrap">treten<a id="FNanchor20"></a><a
+href="#Footnote20" class="fnanchor">[20]</a>.</span> Der stromliefernde
+Proze&szlig; ist also die Vereinigung von Wasserstoff
+und Sauerstoff zu Wasser.</p>
+
+<p>Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette h&auml;ngt
+von dem Drucke ab, unter dem die Gase stehen. Von
+diesem Drucke h&auml;ngt die Konzentration des Gases (nicht
+der Ionen) in der L&ouml;sung und von dieser die Konzentration
+des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je<span class="pagenum" id="Page29">[29]</span>
+gr&ouml;&szlig;er aber diese letztere Konzentration ist, um so
+gr&ouml;&szlig;er wird die elektrolytische L&ouml;sungstension des
+Gases, um so gr&ouml;&szlig;er auch die elektromotorische Kraft.</p>
+
+<p>Bei Atmosph&auml;rendruck betr&auml;gt die elektromotorische
+Kraft der Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man
+den Druck, so nimmt die elektromotorische Kraft ab;
+ist der Druck der beiden Gase so klein, da&szlig; er nahezu
+Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr
+kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft
+entgegen (d. h. verbinden wir den positiven Pol einer
+fremden Stromquelle mit der Sauerstoffelektrode usw.),
+die die elektromotorische Kraft der Knallgaskette nur
+um einen ganz geringen Betrag &uuml;bertrifft, so wird das
+zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Wasserzersetzung zwischen platinierten
+Platinelektroden ist daher ein reversibler
+Vorgang</span> oder die Knallgaskette geh&ouml;rt
+zu den umkehrbaren Elementen.</p>
+
+<p>F&uuml;r den Fall, da&szlig; die Elektrolyse sichtbare Gasblasen
+liefert, ist die Zersetzungsspannung, d. h. die
+Potentialdifferenz der beiden Elektroden, um die anodische
+und kathodische &Uuml;berspannung gr&ouml;&szlig;er als die
+elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt).
+Le Blanc wies nach, da&szlig; die Mindestspannung bei Platinelektroden
+1,68 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p>Ber&uuml;cksichtigen wir, da&szlig; die elektromotorische Kraft
+der Knallgaskette mit abnehmendem Drucke der beiden
+Gase kleiner wird, so ergibt sich das h&ouml;chst beachtenswerte
+Resultat, da&szlig; die zur Zersetzung des Wassers
+aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage
+bis zu einer gewissen H&ouml;he variieren kann.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit
+einer Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als
+1,1 Volt ist, flie&szlig;t, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer<span class="pagenum" id="Page30">[30]</span>
+erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des
+Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so mu&szlig; eine Elektrolyse
+stattgefunden haben. Man kann dies folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren:
+Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft vorhanden;
+es flie&szlig;t also Strom durch die Zelle, und es werden geringe
+Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden
+von den unmittelbar an der Oberfl&auml;che liegenden (unendlich d&uuml;nnen)
+Schichten der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung.
+Da dann der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in
+die tiefer gelegenen Schichten der Elektrode und in die umgebende
+Fl&uuml;ssigkeit hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. W&uuml;rde
+diese Gasabgabe nicht erfolgen, so w&uuml;rde bald die Gegenspannung
+gleich der elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der
+Strom verschwinden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Au&szlig;er der Gaspolarisation kommen bei galvanischen
+Elementen und bei der Elektrolyse noch <span class="gesp">St&ouml;rungen</span>
+in Betracht, die <span class="gesp">durch Konzentrations&auml;nderungen</span>
+innerhalb des Elektrolyten <span class="gesp">verursacht</span>
+werden.</p>
+
+<p>Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren
+zwar, falls sie gleich gro&szlig;e Ladungen haben, gleichen
+Antrieb in dem Felde zwischen den Elektroden, sie
+haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Gr&ouml;&szlig;e) nicht
+die gleiche ist, verschiedene Widerst&auml;nde zu &uuml;berwinden
+(Hittorf).</p>
+
+<p>Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der
+beiden Ionenarten wird nun der Elektrolyt in der N&auml;he
+der einen Elektrode st&auml;rker, in der N&auml;he der anderen
+Elektrode schw&auml;cher konzentriert.</p>
+
+<p>Elektrolysiert man z. B. Kupfervitrioll&ouml;sung zwischen
+Kupferelektroden, so wird, obschon der gesamte Gehalt
+an CuSO<sub>4</sub> unver&auml;ndert bleibt, der Elektrolyt in der
+N&auml;he der positiven Elektrode reicher und in der N&auml;he
+der Kathode &auml;rmer an CuSO<sub>4</sub>; die Konzentrations&auml;nderungen
+werden bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte nach etwa
+1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man als elektrolytischen<span class="pagenum" id="Page31">[31]</span>
+Apparat eine R&ouml;hre benutzt, deren Achse
+vertikal gerichtet ist, wie es in der <a href="#Fig4">Fig. 4</a> angedeutet
+ist. Indirekt kann man die Konzentrationsunterschiede
+dadurch nachweisen, da&szlig; man
+nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom
+liefernden Stromquelle die Elektroden mit
+einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische
+Kraft der Konzentrationskette, in
+die sich ein elektrolytischer Apparat bei
+(l&auml;ngerem) Stromdurchgang verwandelt, ist
+der elektromotorischen Kraft der Batterie
+ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig4">
+<p class="caption">Fig. 4.</p>
+<img src="images/illo04.png" alt="elektrolytischen Apparat" width="75" height="398" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen
+ergibt, ist die Polarisation bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure keineswegs eine konstante Gr&ouml;&szlig;e.
+Man kann sich hiervon leicht in folgender Weise &uuml;berzeugen:
+Man messe bei verschiedenen Stromst&auml;rken i<sub>1</sub>,
+i<sub>2</sub>, i<sub>3</sub> die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates;
+die gefundenen Werte seien e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub>, e<sub>3</sub>. Unter
+der Annahme, da&szlig; die Polarisation konstant sei, berechne
+man aus je zweien der drei Gleichungen</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p class="equation">i<sub>1</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>1</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,
+i<sub>2</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>2</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,
+i<sub>3</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>3</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p class="equation">(e = elektromotorische Kraft der Polarisation)</p>
+
+<p>den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erh&auml;lt dann
+f&uuml;r w Werte, die sehr verschieden sind.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wir haben fr&uuml;her durch (vorl&auml;ufige) energetische
+Berechnungen das Resultat abgeleitet, da&szlig; die Spannung,
+die f&uuml;r die Zersetzung des Wassers n&ouml;tig ist, etwa
+1,5 Volt betragen m&uuml;&szlig;te; andererseits haben wir gesehen,
+da&szlig; man schon bei elektromotorischen Kr&auml;ften von etwa
+1,1 Volt eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat.
+Es fragt sich, wie man den (scheinbaren) Widerspruch
+beseitigt. Zun&auml;chst ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; bei der
+Elektrolyse des Wassers keineswegs der Proze&szlig;</p>
+
+<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page32">[32]</span></p>
+
+<p class="noindent">r&uuml;ckg&auml;ngig gemacht <span class="nowrap">wird<a id="FNanchor21"></a><a href="#Footnote21"
+class="fnanchor">[21]</a>;</span> das w&auml;re richtig, wenn
+durch den Strom erst eine Zerlegung der Wassermolek&uuml;le
+in ihre beiden Komponenten bewirkt w&uuml;rde. Die T&auml;tigkeit
+des Stromes besteht aber darin, da&szlig; <span class="gesp">vorhandene</span>
+Ionen in den atomistischen Zustand &uuml;bergef&uuml;hrt werden;
+es spielen sich also bei der Elektrolyse die den folgenden
+Gleichungen entsprechenden Vorg&auml;nge ab:</p>
+
+<table class="reaction0" summary="Reaktionen">
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">2H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; = <span class="nowrap">2H<a
+id="FNanchor22"></a><a href="#Footnote22" class="fnanchor">[22]</a></span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">O&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = O bezw.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">2OH&#8242;&nbsp;+ 20&#8853; = 2OH und</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right"><span class="padr1">H&nbsp;+ H = H<sub>2</sub></span></td>
+<td rowspan="2" class="right padr0 bt br bb">&nbsp;</td>
+<td rowspan="2" class="left padl0">-</td>
+<td rowspan="2" class="left"><span class="padl1">Molek&uuml;lbildung</span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right"><span class="padr1">O&nbsp;+ O = O<sub>2</sub></span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">bezw. 2OH = H<sub>2</sub>O&nbsp;+ O.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, da&szlig; die
+diesen Prozessen entsprechende Energie gleich ist der
+W&auml;rmet&ouml;nung des Vorganges, bei dem sich Wasserstoff
+und Sauerstoff miteinander <span class="nowrap">verbinden<a id="FNanchor23"></a><a
+href="#Footnote23" class="fnanchor">[23]</a>.</span> Ferner haben
+wir gesehen, da&szlig; bei gewissen galvanischen Elementen
+nicht nur die der W&auml;rmet&ouml;nung entsprechende Energie
+in elektrische umgewandelt wird, sondern auch noch<span class="pagenum" id="Page33">[33]</span>
+W&auml;rme, die den Substanzen des Elementes bezw. der
+Au&szlig;enwelt entzogen wird: dementsprechend d&uuml;rfen wir
+<span class="gesp">bei der Elektrolyse nicht erwarten, da&szlig; die
+Zersetzungsspannung durch die W&auml;rmet&ouml;nung
+allein bestimmt sei</span>.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Helmholtz&#8217;sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, f&uuml;r
+umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares
+Element, so d&uuml;rfen wir auf dasselbe die Helmholtz&#8217;sche Gleichung
+anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, da&szlig; bei 1,1 <span class="nowrap">Volt<a
+id="FNanchor24"></a><a href="#Footnote24" class="fnanchor">[24]</a></span>
+zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark
+absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei m&auml;&szlig;iger
+Entladung zeigte das Gaselement bei 20&deg; Celsius dieselbe elektromotorische
+Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz&#8217;sche
+Relation an, so ergibt sich die Gleichung:</p>
+
+<p class="equation">1,1 = <span class="horsplit"><span class="top">34200</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+
+c&nbsp;. 293.</p>
+
+<p>Hieraus ergibt sich f&uuml;r den Temperaturkoeffizient c der Wert
+-0,0014. Durch Messungen ergab sich, da&szlig; der Temperaturkoeffizient
+den aus der Helmholtz&#8217;schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die
+Wasserzersetzung resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein
+reversibler Proze&szlig;.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote1"><a href="#FNanchor1"><span class="label">[1]</span></a> Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich
+bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die
+S&auml;ure wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei
+reduziert.</p>
+
+<p id="Footnote2"><a href="#FNanchor2"><span class="label">[2]</span></a> Allerdings nicht vollst&auml;ndig; mit wachsendem Druck wird
+der Unterschied in der Durchl&auml;ssigkeit immer kleiner.</p>
+
+<p id="Footnote3"><a href="#FNanchor3"><span class="label">[3]</span></a>
+Schon <span class="gesp">Helmholtz</span> hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizit&auml;t
+eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizit&auml;tsatome
+sollen im Folgenden als <span class="gesp">Elektronen</span> bezeichnet werden; f&uuml;r diese
+w&auml;hlen wir die Symbolen &#8853; und &#8854;. Die Elektronen sehen wir als
+neue einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit
+einem negativen vereinigen zu einem Neutron &#8853;-&#8854;.</p>
+
+<p id="Footnote4"><a href="#FNanchor4"><span class="label">[4]</span></a>
+Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, <span class="gesp">Guldberg</span>
+und <span class="gesp">Waage</span>, aufgestellt. N&auml;heres siehe Nernst, Theoretische Chemie.</p>
+
+<p id="Footnote5"><a href="#FNanchor5"><span class="label">[5]</span></a> Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolek&uuml;l
+spaltet sich elektrolytisch, so da&szlig; das SO<sub>4</sub>-Ion neu gebildet wird. Der
+Effekt ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode,
+mit Elektrizit&auml;t beladen, also als Ion, in die L&ouml;sung gegangen w&auml;re.
+Nimmt man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein prim&auml;r.</p>
+
+<p id="Footnote6"><a href="#FNanchor6"><span class="label">[6]</span></a> S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.</p>
+
+<p id="Footnote7"><a href="#FNanchor7"><span class="label">[7]</span></a> Caspari, Zeitschr. f&uuml;r physik. Chemie, 1899, 30, 89.</p>
+
+<p id="Footnote8"><a href="#FNanchor8"><span class="label">[8]</span></a>
+Bei h&ouml;herer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm<sup>2</sup>) w&auml;chst
+die &Uuml;berspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst,
+nachdem die Elektrolyse l&auml;ngere Zeit in Gang gehalten worden ist.
+&Auml;hnliches gilt f&uuml;r die anodische &Uuml;berspannung.</p>
+
+<p id="Footnote9"><a href="#FNanchor9"><span class="label">[9]</span></a>
+<span class="gesp">Coehn</span> und <span class="gesp">Osaka</span>, Zeitschr. f&uuml;r anorganische Chemie,
+1903, <b>34</b>, 86.</p>
+
+<p id="Footnote10"><a href="#FNanchor10"><span class="label">[10]</span></a>
+N&auml;heres s. <span class="gesp">H. Danneel</span>, Spezielle Elektrochemie, S. 44,
+und &uuml;ber die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure ebendaselbst S. 67.</p>
+
+<p id="Footnote11"><a href="#FNanchor11"><span class="label">[11]</span></a>
+<span class="gesp">Smale</span> benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die
+abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu absorbieren
+verm&ouml;gen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei
+1,062 Volt (<span class="gesp">Arrhenius</span>, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241).
+<span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Glaser</span>
+(ebenso <span class="gesp">Bose</span>) konnten nachweisen, da&szlig; eine
+sichtbare Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine
+kleine Platinspitze als Kathode und eine gro&szlig;e platinierte Platinplatte
+(eine unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung
+werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. &Uuml;ber
+den Reststrom s. <a href="#Page14">S. 14</a> und <a href="#Page29">29</a>.</p>
+
+<p id="Footnote12"><a href="#FNanchor12"><span class="label">[12]</span></a> Aus der Formel</p>
+
+<table class="dontwrap" summary="Grammäquivalenten">
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">H<sub>2</sub>O</td>
+<td class="center padl1 padr1">schlie&szlig;en</td>
+<td class="center padl0 padr0">wir,</td>
+<td class="center padl1 padr1">da&szlig;</td>
+<td class="right padl0 padr1">1 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">H</td>
+<td class="center padl1 padr1">bindet</td>
+<td class="right padl0 padr0">8 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">O;</td>
+<td class="right padl0 padr0">8 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">O</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center padl0 padr0">Gramm&auml;quiv.</td>
+<td class="left padl1 padr0">O.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">HCl</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr1">1 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">H</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">Cl;</td>
+<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">Cl</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr0">Cl.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">Na(OH)</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr1">23 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">Na</td>
+<td class="center padl1 padr1">ersetzen</td>
+<td class="right padl0 padr0">1 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">H;</td>
+<td class="right padl0 padr0">23 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">Na</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr0">Na.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Aus den Formeln H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> und ZnSO<sub>4</sub> schlie&szlig;en wir, da&szlig; 65 g Zn
+ersetzen 2 g H, oder da&szlig; <span class="horsplit"><span class="top">65</span><span class="bottom">2</span></span>
+g Zn &auml;quivalent sind 1 g H usw.
+Chemisch &auml;quivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche
+Elektrizit&auml;tsmengen (<span class="gesp">Faraday&#8217;sches Gesetz</span>). 1 Gramm&auml;quivalent
+enth&auml;lt im Ionenzustand 96540 Coulomb.</p>
+
+<p id="Footnote13"><a href="#FNanchor13"><span class="label">[13]</span></a>
+Schichtet man z. B. &uuml;ber eine starke Kupferchloridl&ouml;sung
+eine schwache L&ouml;sung desselben Salzes und taucht in beide L&ouml;sungen
+Kupferelektroden ein, so findet man, da&szlig; ein Galvanoskop, dessen
+Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt.
+An der einen Elektrode geht Kupfer in L&ouml;sung, an der anderen
+schl&auml;gt sich Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier
+&uuml;berhaupt nicht aus chemischer Energie.</p>
+
+<p id="Footnote14"><a href="#FNanchor14"><span class="label">[14]</span></a>
+N&auml;heres siehe <span class="gesp">Ostwald</span>, Entwicklung der Elektrochemie,
+Leipzig 1910.</p>
+
+<p id="Footnote15"><a href="#FNanchor15"><span class="label">[15]</span></a>
+Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273&nbsp;+ t = T
+die absolute Temperatur.</p>
+
+<p id="Footnote16"><a href="#FNanchor16"><span class="label">[16]</span></a> Auch aus anderen Gr&uuml;nden ist das Element als Akkumulator
+praktisch nicht brauchbar.</p>
+
+<p id="Footnote17"><a href="#FNanchor17"><span class="label">[17]</span></a> <i>B</i> =
+Batterie, <i>W</i> = Kurbelrheostat, <i>A</i> = Amp&egrave;remeter,
+<i>V</i> = Voltmeter, <i>An</i> = Anode, <i>K</i> = Kathode.</p>
+
+<p id="Footnote18"><a href="#FNanchor18"><span class="label">[18]</span></a>
+Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator h&ouml;chstens
+gegen Ende der Ladung die Rede sein.</p>
+
+<p id="Footnote19"><a href="#FNanchor19"><span class="label">[19]</span></a> Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen
+L&ouml;sungsdruck.</p>
+
+<p id="Footnote20"><a href="#FNanchor20"><span class="label">[20]</span></a> Vor Stromschlu&szlig; verhinderte der osmotische Druck der
+Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der
+Wasserstoffionen. &mdash; Verschwinden aus der S&auml;ure zwei Wasserstoffionen,
+so ist das Gleichgewicht gest&ouml;rt.</p>
+
+<p id="Footnote21"><a href="#FNanchor21"><span class="label">[21]</span></a>
+Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.</p>
+
+<p id="Footnote22"><a href="#FNanchor22"><span class="label">[22]</span></a> Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das
+Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht
+eine W&auml;rmet&ouml;nung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht
+gro&szlig;, bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.</p>
+
+<p id="Footnote23"><a href="#FNanchor23"><span class="label">[23]</span></a>
+Wenn man eine S&auml;ure und eine Base, beide in w&auml;sseriger
+L&ouml;sung, mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen
+zu Wasser. Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen
+mit der entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei.
+Wir d&uuml;rfen daher annehmen, da&szlig;, wenn durch elektrolytische Dissoziation
+des Wassers 1 Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht
+werden. Diese W&auml;rme wird dem Wasser bezw. der Umgebung
+entzogen. Man ist daher eher berechtigt zu sagen: die
+W&auml;rmet&ouml;nung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht, ist
+(34200-13700) cal., als zu behaupten, sie betr&auml;gt 34200 cal.</p>
+
+<p id="Footnote24"><a href="#FNanchor24"><span class="label">[24]</span></a> Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser
+aus den Elementen, beide von <span class="gesp">Atmosph&auml;ren</span>druck, entspricht,
+wird neuerdings zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen
+Chemie. 2. Band, 1. Abteilung. S. 85).</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page34">[34]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Zweites Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Theorie des Bleiakkumulators.</span></h2>
+
+<p>Die <span class="gesp">Geschichte des Akkumulators</span> beginnt
+mit <span class="gesp">Ritters</span> Entdeckung der Polarisationsstr&ouml;me.
+<span class="gesp">Sinsteden</span> erhielt besonders kr&auml;ftige Polarisationsstr&ouml;me,
+als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst
+aber, die Bedeutung des Bleies f&uuml;r die Aufspeicherung
+der elektrischen Energie erkannt zu haben, geb&uuml;hrt
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Plant&eacute;</span><a id="FNanchor25"></a><a href="#Footnote25"
+class="fnanchor">[25]</a>.</span> Seine ersten Versuche fielen in die Mitte
+des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner Erfindung
+hervor (s. auch <a href="#Page116">Kap. 6</a>).</p>
+
+<p><span class="gesp">Chemische Theorie.</span> Zun&auml;chst soll die Stromerzeugung
+im Bleiakkumulator besprochen werden, ohne
+da&szlig; auf die Ionentheorie R&uuml;cksicht genommen wird,
+d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.</p>
+
+<p><span class="gesp">Plant&eacute;</span> war der Ansicht, da&szlig; nur die Elemente
+des Wassers bei der Ladung und Entladung an den
+chemischen Ver&auml;nderungen, die sich an den Elektroden
+abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des
+Bleies sich an der positiven Elektrode bildet, l&auml;&szlig;t
+Plant&eacute; offen. Das Bild, das er sich von den Vorg&auml;ngen
+verschafft hat, d&uuml;rfte etwa folgendes sein: Bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page35">[35]</span>
+wird Bleisuperoxyd (PbO<sub>2</sub>) durch Wasserstoff,
+der durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in
+eine niedrigere Oxydationsstufe verwandelt, und Blei
+wird durch Sauerstoff oxydiert. Das durch den Strom
+zersetzte Molek&uuml;l Wasser wird an der positiven Elektrode
+wieder gebildet. Mithin m&uuml;&szlig;te das spezifische
+Gewicht der S&auml;ure w&auml;hrend der Entladung konstant
+bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, da&szlig; dies nicht
+der Fall ist. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte w&auml;hrend
+der Ladung und Entladung hatte Plant&eacute; zwar auch
+beobachtet, aber merkw&uuml;rdiger Weise nicht bei der
+Aufstellung der Theorie verwertet.</p>
+
+<p>Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von
+Theorien &uuml;ber die chemischen Vorg&auml;nge im Akkumulator
+aufgestellt worden, von denen verschiedene den Grunds&auml;tzen
+der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen.
+Es soll hier nur diejenige Theorie besprochen
+werden, die, wie <span class="gesp">Dolezalek</span> in seinem bekannten
+Werke &uuml;ber <span class="nowrap">Akkumulatoren<a id="FNanchor26"></a><a
+href="#Footnote26" class="fnanchor">[26]</a></span> sagt, bis auf den heutigen
+Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist
+dies die <span class="gesp">Sulfattheorie</span>, als deren Begr&uuml;nder die
+englischen Forscher <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span> (1883) anzusehen
+sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei der
+Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorg&auml;nge
+k&ouml;nnen durch die beiden folgenden Gleichungen
+dargestellt werden:</p>
+
+<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode:</span>
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
+= PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O,</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode:</span> Pb&nbsp;+ SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p class="blankbefore1">Durch Addition erhalten wir die dem <span class="gesp">ganzen</span>
+stromliefernden Proze&szlig; entsprechende Gleichung:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_1">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear"><span class="pagenum" id="Page36">[36]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig5">
+<p class="caption">Fig. 5.</p>
+<img src="images/illo05.png" alt="Ladung" width="400" height="325" />
+</div>
+
+<p>Bei der Ladung (s. <a href="#Fig5">Fig. 5</a>) tritt der Strom an der
+positiven Elektrode in die Fl&uuml;ssigkeit ein. Da der
+Wasserstoff mit dem
+Strom wandert, so
+wird er jetzt an der
+negativen Platte frei
+(bei der Entladung an
+der positiven Elektrode).
+Die Prozesse,
+die sich bei der Ladung
+abspielen, entsprechen
+den folgenden
+Gleichungen:</p>
+
+<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></span></p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>
+= Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</span></p>
+
+<p class="blankbefore1">Addiert man die beiden Gleichungen und zieht
+auf beiden Seiten 1 Molek&uuml;l Schwefels&auml;ure ab, so erh&auml;lt
+man</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_2">
+
+<div class="links">
+<p>2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(2).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Die beiden Gleichungen (<a href="#Gleich1_1">1</a>) und (<a href="#Gleich1_2">2</a>) kann man zu
+einer einzigen zusammenfassen:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_3">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(3).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">W&auml;hrend der Ladung wird also Wasser verbraucht
+und Schwefels&auml;ure gebildet, so da&szlig; unsere Gleichung der
+bekannten Tatsache Rechnung tr&auml;gt, da&szlig; die <span class="gesp">S&auml;uredichte
+bei Stromzufuhr gr&ouml;&szlig;er wird</span>; w&auml;hrend
+der <span class="gesp">Entladung</span> wird nach unserer Gleichung Schwefels&auml;ure
+verbraucht und Wasser gebildet, so da&szlig; die <span class="gesp">Konzentration</span>
+der S&auml;ure <span class="gesp">abnimmt</span>.</p>
+
+<p>Wir wollen zun&auml;chst die in unserer Gleichung vorkommenden
+Substanzen kurz besprechen und vor allem
+zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen pro Amperstunde
+verbraucht oder gebildet werden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page37">[37]</span></p>
+
+<p>Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es
+leitet in der festen Form, wie es auf den Platten der
+Akkumulatoren vorkommt, nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Streintz</span><a
+id="FNanchor27"></a><a href="#Footnote27" class="fnanchor">[27]</a></span> die Elektrizit&auml;t
+halb so gut wie Quecksilber. Der Verbrauch
+pro Amperstunde kann folgenderma&szlig;en berechnet werden.
+Auf 2 Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert
+werden, kommt gem&auml;&szlig; der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p class="noindent">ein Molek&uuml;l PbO<sub>2</sub>, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm
+Wasserstoff kommen also (206,5&nbsp;+ 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd.
+Da durch 96540 Coulomb 1 Gramm Wasserstoff
+abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde
+= 3600 Coulomb an Wasserstoff <span class="horsplit"><span class="top">3600</span><span class="bottom">96540</span></span> = 0,0373 g
+entwickelt. Der Verbrauch an PbO<sub>2</sub> pro Amperstunde
+betr&auml;gt also 119,25&nbsp;. 0,0373 g = 4,46 Gramm.</p>
+
+<p>2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem
+spezifischen Gewichte; sein elektrochemisches &Auml;quivalent
+ist, da es zweiwertig ist, <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span class="bottom">2</span></span> = 103,25, also
+ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das &Auml;quivalentgewicht
+des dreiwertigen Aluminiums). Da die Tr&auml;ger
+der aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze
+beteiligten Stoffe, aus Blei bestehen m&uuml;ssen, so
+ist der Bleiakkumulator ein schwerer Akkumulator.
+Das aktive Blei ist por&ouml;s, schwammig (Bleischwamm).
+Pro Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, m&uuml;ssen
+0,0373&nbsp;&times; <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span
+class="bottom">2</span></span> = 3,85 g Bleischwamm vorhanden sein.</p>
+
+<p>3) Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure von der bei Akkumulatoren
+&uuml;blicher Konzentration ist ein Elektrolyt<span class="pagenum" id="Page38">[38]</span>
+von ausgezeichnetem Leitungsverm&ouml;gen (n&auml;heres siehe
+<a href="#Page60">Kap. 3</a>). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung
+gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die
+Entladung sich beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Molek&uuml;le
+Schwefels&auml;ure verbraucht. Da das Molekulargewicht
+der Schwefels&auml;ure 98 ist, so kommen auf
+1 g Wasserstoff 98 g Schwefels&auml;ure. Verbrauch pro
+Amperstunde also 3,66 g.</p>
+
+<p>4) &Auml;hnlich findet man, da&szlig; pro Amperstunde
+18&nbsp;. 0,0373 = 0,67 Gramm Wasser bei der Entladung frei
+werden.</p>
+
+<p>5) Das Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+nur sehr wenig l&ouml;slich; infolgedessen bleibt es an den
+Elektroden haften. Die L&ouml;slichkeit h&auml;ngt von der S&auml;uredichte
+ab; sie ist bei 1,22 S&auml;uredichte ein Minimum,
+es l&ouml;sen sich in 1 l solcher S&auml;ure nur 12 <span class="nowrap">mgr.<a
+id="FNanchor28"></a><a href="#Footnote28" class="fnanchor">[28]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Beweise f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie
+oder der <a href="#Gleich1_3">Gleichung 3</a>.</span> An der Tatsache,
+da&szlig; sich an der negativen Elektrode bei der Ladung
+Blei (und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von
+jemand gezweifelt; wohl aber wird hier und da bestritten,
+da&szlig; sich an der positiven Platte nur Bleisuperoxyd
+bildet. So z. B. behauptet <span class="nowrap">Darrieus<a id="FNanchor29"></a><a
+href="#Footnote29" class="fnanchor">[29]</a>,</span> da&szlig; geladene
+positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit &Uuml;berschwefels&auml;ure
+durchtr&auml;nkt ist. Die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+ist bei normalen Verh&auml;ltnissen aus verschiedenen
+Gr&uuml;nden unwahrscheinlich; bei Ladung mit
+sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung
+einen hohen Betrag annimmt, ist sie allerdings nicht
+unm&ouml;glich (s. <a href="#Page13">S. 13</a>), indem dann die Dichte der S&auml;ure<span class="pagenum" id="Page39">[39]</span>
+in den Poren der aktiven Masse und in der n&auml;chsten
+Umgebung, wie sp&auml;ter gezeigt wird, stark ansteigt, und
+gro&szlig;er S&auml;uregehalt f&uuml;r die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+g&uuml;nstig ist. Wird aber mit den &uuml;blichen Stromdichten
+geladen, so da&szlig; die Spannung nicht &uuml;ber 2,7
+bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung
+von &Uuml;berschwefels&auml;ure h&ouml;chst unwahrscheinlich.</p>
+
+<p>Der Akkumulator w&auml;re ferner kein umkehrbares
+Element, wenn &Uuml;berschwefels&auml;ure entst&auml;nde, da der betreffende
+Vorgang nicht reversibel ist; wir werden aber
+sehen, da&szlig; die Helmholtz&#8217;sche Gleichung, auf den Akkumulator
+angewendet, zu einem richtigen Werte f&uuml;r die
+elektromotorische Kraft f&uuml;hrt, da&szlig; also der Bleiakkumulator
+zu den umkehrbaren Elementen zu rechnen ist.
+Setzt man endlich dem Akkumulator <span class="nowrap">&Uuml;berschwefels&auml;ure<a
+id="FNanchor30"></a><a href="#Footnote30" class="fnanchor">[30]</a></span>
+zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, w&auml;hrend
+sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Mugdan</span><a id="FNanchor31"></a><a
+href="#Footnote31" class="fnanchor">[31]</a></span> d&uuml;rfte die Darrieus&#8217;sche Theorie
+&uuml;brigens endg&uuml;ltig widerlegt sein.]</p>
+
+<p>Verschiedene Forscher haben durch chemische
+Analyse nachgewiesen, da&szlig; sich Bleisuperoxyd in einer
+unserer Gleichung entsprechenden Weise bildet. Ferner
+spricht f&uuml;r die Bildung von Bleisuperoxyd folgender
+Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte
+in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure mit einem
+amalgamierten Zinkstab, so findet man, da&szlig; das betreffende
+Element eine elektromotorische Kraft von
+2,4 Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch
+eine Bleiplatte, die mit einem &Uuml;berzug von k&uuml;nstlich
+dargestellten PbO<sub>2</sub> versehen ist, so hat diese Kombination<span class="pagenum" id="Page40">[40]</span>
+ebenfalls eine elektromotorische Kraft von
+2,4 Volt.</p>
+
+<p>Da&szlig; sich bei der Entladung Bleisulfat gem&auml;&szlig; unserer
+Gleichung bildet, kann durch Messungen der S&auml;uredichte
+nachgewiesen werden. Die einer bestimmten Strommenge
+entsprechende Abnahme der Konzentration kann n&auml;mlich
+aus der Menge der vorhandenen S&auml;ure und dem anf&auml;nglichen
+spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet
+werden. <span class="gesp">W. Kohlrausch</span> und <span class="gesp">C. Heim</span>, die diesbez&uuml;gliche
+Messungen ausf&uuml;hrten, fanden, da&szlig; die berechnete
+&Auml;nderung der S&auml;uredichte mit der durch Ar&auml;ometermessung
+gefundenen sehr gut <span class="nowrap">&uuml;bereinstimmt<a id="FNanchor32"></a><a
+href="#Footnote32" class="fnanchor">[32]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">E.</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a id="FNanchor33"></a><a
+href="#Footnote33" class="fnanchor">[33]</a>,</span> der die Versuche in dem Laboratorium der K&ouml;lner
+Akkumulatoren-Werke wiederholen lie&szlig;, fand, da&szlig; die nach unserer
+Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefels&auml;ure
+nie beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen
+durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene
+S&auml;ure verursacht.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Den Nachweis, da&szlig; sich bei der Entladung aus
+Blei, Bleisuperoxyd und Schwefels&auml;ure im Sinne unserer
+Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden und <span class="gesp">zwar
+prim&auml;r</span> (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im
+Daniell-Elemente), kann man durch <span class="gesp">thermodynamische
+Berechnungen</span> f&uuml;hren, indem man n&auml;mlich
+die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>) auf den Akkumulator
+anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen
+<a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> entspricht ein bestimmter chemischer
+Umsatz, bei dem eine gewisse W&auml;rmemenge
+frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab).
+Die W&auml;rmet&ouml;nung (&Auml;nderung der gesamten Energie),<span class="pagenum" id="Page41">[41]</span>
+bezogen auf diejenigen Mengen Blei, Bleisuperoxyd und
+Schwefels&auml;ure, die einer Stromentnahme von 96540 Coulomb
+entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von
+q im Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der
+Reaktionen nicht ausf&uuml;hrbar. Man kann aber aus bekannten
+W&auml;rmet&ouml;nungen die dem Umsatze</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p class="noindent">entsprechende Reaktionsw&auml;rme berechnen. Hierbei benutzt
+man den Satz der konstanten W&auml;rmesumme; nach
+diesem ist die W&auml;rmet&ouml;nung unabh&auml;ngig von dem Wege,
+auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen
+Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand
+<span class="nowrap">&uuml;berf&uuml;hrt<a id="FNanchor34"></a><a href="#Footnote34" class="fnanchor">[34]</a>.</span></p>
+
+<p>q ist von der Dichte der Akkumulators&auml;ure abh&auml;ngig.
+Wir wollen zun&auml;chst annehmen, da&szlig; das spezifische
+Gewicht der S&auml;ure 1,044 sei. Nach <span class="gesp">Streintz</span>
+ist bei dieser S&auml;uredichte die W&auml;rmet&ouml;nung q = 42850 cal.,
+nach <span class="gesp">Tscheltzow</span> betr&auml;gt sie 43850. Wir w&auml;hlen
+das arithmetische Mittel aus diesen beiden Werten,
+setzen also</p>
+
+<p class="equation">q = 43350 cal.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page42">[42]</span></p>
+
+<p>Wir m&uuml;ssen noch, ehe wir die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T,</p>
+
+<p class="noindent">anwenden k&ouml;nnen, den <span class="gesp">Temperaturkoeffizienten</span>
+des Akkumulators kennen. Dieser ist zuerst von <span class="gesp">Streintz</span>
+experimentell bestimmt worden. Dieser Forscher fand,
+da&szlig; c von der S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist. Bei einer
+S&auml;uredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses
+betr&auml;gt 0,36 Millivolt pro 1&deg; Temperatur&auml;nderung.
+<span class="gesp">Dolezalek</span> bestimmte auf theoretischem Wege den
+Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem Resultate,
+da&szlig; <span class="gesp">derselbe sowohl positiv wie negativ sein
+kann</span>. Bei einer S&auml;uredichte von 1,044 ist <span class="nowrap">er<a
+id="FNanchor35"></a><a href="#Footnote35" class="fnanchor">[35]</a></span> gleich
+Null, bei h&ouml;heren Konzentrationen ist er positiv, bei
+niedrigeren negativ. Hat die Akkumulators&auml;ure die &uuml;bliche
+Dichte, n&auml;mlich 1,18 bis 1,2 nach beendigter
+Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angen&auml;hert).</p>
+
+<p>Da bei 1,044 S&auml;uredichte (68,6 Gramm H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> pro
+Liter) c = 0, so mu&szlig; bei dieser Konzentration die Thomsonsche
+Regel angewendet werden. Wird also durch
+unsere <a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> der chemische Umsatz richtig
+wiedergegeben, so mu&szlig; die elektromotorische Kraft</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">43350</span><span
+class="bottom">23100</span></span> = 1,88 Volt sein.</p>
+
+<p>Mi&szlig;t man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen
+S&auml;uredichte, so findet man den Wert 1,89 Volt.</p>
+
+<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die W&auml;rmet&ouml;nung
+etwas kleiner als 43350 cal. Die jetzt anzuwendende
+Helmholtzsche Relation liefert aber trotzdem<span class="pagenum" id="Page43">[43]</span>
+einen h&ouml;heren Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft
+als den eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c&nbsp;. T
+einen Wert von mehr als 0,1 Volt (bei 17&deg; Celsius) hat.
+Der berechnete und der gemessene Wert von E stimmen
+auch jetzt vorz&uuml;glich &uuml;berein.</p>
+
+<p>Da eine ganze Reihe von Beweisen f&uuml;r die Richtigkeit
+unserer Behauptung beigebracht sind (s. auch <a href="#Page45">S. 45</a>),
+da&szlig; der Akkumulator ein umkehrbares Element ist, in dem
+sich die chemischen Ver&auml;nderungen nach der <a href="#Gleich1_3">Gleichung
+(3)</a> vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators
+mit der Reaktionsgleichung im Einklang
+steht, so d&uuml;rfte es &uuml;berfl&uuml;ssig sein, auf andere Theorien
+n&auml;her einzugehen.</p>
+
+<p>Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender
+Einwand erhoben. Wenn bei einem umkehrbaren galvanischen
+Elemente der innere Widerstand sehr klein
+ist, so darf die f&uuml;r die Ladung n&ouml;tige Energie nicht
+oder doch nur sehr wenig verschieden sein von der bei
+der Entladung entnommenen Arbeit. Beim Bleiakkumulator
+ist aber das Verh&auml;ltnis zwischen der abgegebenen
+und zugef&uuml;hrten elektrischen Energie nur
+etwa 0,8. Diese Tatsache d&uuml;rfte mit dem Charakter
+der Irreversibilit&auml;t unvereinbar sein.</p>
+
+<p>Ehe wir zeigen, da&szlig; gar kein Widerspruch gegen
+die Sulfattheorie vorliegt, da&szlig; man vielmehr mit Hilfe
+unserer Gleichung die Differenz zwischen Lade- und
+Entladeenergie zwanglos erkl&auml;ren kann, wollen wir uns
+besch&auml;ftigen mit der <span class="gesp">&Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">S&auml;urekonzentration</span><a id="FNanchor36"></a><a
+href="#Footnote36" class="fnanchor">[36]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page44">[44]</span>
+Diese wurde zuerst von <span class="gesp">Streintz</span> nachgewiesen; nach
+seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung</p>
+
+<p class="equation">E = 1,85&nbsp;+ 0,917 (s - 1),</p>
+
+<p class="noindent">wo s das spezifische Gewicht der S&auml;ure nach der
+Ladung ist. Man findet mit Hilfe dieser Gleichung,
+da&szlig;</p>
+
+<table summary="s und E">
+
+<tr>
+<td rowspan="5" class="center padl0 padr0 top">f&uuml;r</td>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,05</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">1,896</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,1</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">1,942</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,2</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,033</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,3</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,125</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,55</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,350</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung
+gefundenen ziemlich gut &uuml;berein.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer
+S&auml;uredichte von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, da&szlig;
+die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;
+bei 1,6 S&auml;uredichte ist sie etwa 4 mal so gro&szlig; wie bei einer
+S&auml;uredichte von 1,16. Auch tritt bei h&ouml;heren S&auml;uredichten leichter
+Sulfatierung ein (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>) und der spezifische Widerstand der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure liegt bei der &uuml;blichen S&auml;uredichte nahe beim
+Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so gro&szlig; wie bei 1,2.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie
+bestand, so w&uuml;rde dieser gehoben durch Untersuchungen
+von <span class="gesp">Dolezalek</span> &uuml;ber die Abh&auml;ngigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte; es ergab
+sich, da&szlig; die durch Anwendung der Thermodynamik
+berechneten Werte vorz&uuml;glich mit den experimentell gefundenen
+&uuml;bereinstimmten. Der den Berechnungen zu
+Grunde liegende Gedanke ist folgender:</p>
+
+<p>Zwei Akkumulatoren, die wir mit <i>A</i> und <i>B</i> bezeichnen<span class="pagenum" id="Page45">[45]</span>
+wollen, seien gegeneinander geschaltet: <i>A</i> enthalte
+konzentriertere, <i>B</i> verd&uuml;nntere L&ouml;sung (s. <a href="#Fig6">Fig. 6</a>).
+Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop einschaltet,
+da&szlig; der Akkumulator <i>A</i> Strom abgibt. <i>A</i> wird also entladen
+und <i>B</i> geladen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig6">
+<p class="caption">Fig. 6.</p>
+<img src="images/illo06.png" alt="Akkumulator" width="500" height="336" />
+</div>
+
+<p>Bei diesen Vorg&auml;ngen wird</p>
+
+<div class="ladungentladung">
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge PbO<sub>2</sub> verbraucht,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge PbO<sub>2</sub> erzeugt,</p>
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge Pb verbraucht,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge Pb erzeugt,</p>
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> bildet sich eine gewisse Menge PbSO<sub>4</sub>,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> verschwindet die gleiche Menge PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+</div><!--ladungentladung-->
+
+<p>Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein
+chemisches System, so folgt, da&szlig; sich die dem chemischen
+Umsatze entsprechenden
+W&auml;rmet&ouml;nungen,
+soweit die
+festen Substanzen in
+Betracht kommen,
+gegenseitig aufheben.
+Ferner &auml;ndert sich in
+beiden Akkumulatoren
+die Konzentration
+der S&auml;ure, und zwar
+wird sie in <i>A</i> geringer
+und in <i>B</i> gr&ouml;&szlig;er. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte
+kann man sich nun auch in der Weise vollzogen
+denken, da&szlig; aus <i>A</i> Schwefels&auml;ure nach <i>B</i> und aus <i>B</i>
+Wasser nach <i>A</i> bef&ouml;rdert wird. Diese Transporte (die
+Wegnahme bezw. der Zusatz von Fl&uuml;ssigkeiten) sind
+mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich
+dies aus folgenden Betrachtungen.</p>
+
+<p>Wenn man in Wasser Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so wird
+W&auml;rme frei, und zwar ist die W&auml;rmeentwickelung<span class="pagenum" id="Page46">[46]</span>
+bei der Mischung von a <span class="nowrap">Grammolek&uuml;l<a
+id="FNanchor37"></a><a href="#Footnote37" class="fnanchor">[37]</a></span> Schwefels&auml;ure
+und b Grammolek&uuml;l Wasser nach Thomson</p>
+
+<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">a&nbsp;. b</span><span class="bottom">1,8 a&nbsp;+ b</span></span>.17860 cal.</p>
+
+<p class="noindent">Nehmen wir an, da&szlig; wir 1 Mol Schwefels&auml;ure nicht
+auf einmal, sondern in kleinen Quantit&auml;ten nach und
+nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1 Gramm; es
+wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche W&auml;rmemenge
+frei, sondern zuerst eine gr&ouml;&szlig;ere als sp&auml;ter. Es
+folgt dies schon aus dem Umstande, da&szlig; keine W&auml;rme
+entwickelt wird, wenn man zu konzentrierter Schwefels&auml;ure
+reine Schwefels&auml;ure gie&szlig;t. Wird umgekehrt einer
+Schwefels&auml;urel&ouml;sung Schwefels&auml;ure entzogen, so wird
+W&auml;rme gebunden, und zwar ist die (negative) W&auml;rmet&ouml;nung
+um so kleiner, je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der
+S&auml;ure ist. Nennen wir also die W&auml;rmeentwickelung,
+die der Beimischung von a Gramm Schwefels&auml;ure zu
+der S&auml;ure des Akkumulators <i>B</i> entspricht, q<sub>1</sub>, und den
+W&auml;rmeverbrauch bei der Wegnahme von a Gramm
+Schwefels&auml;ure aus <i>A</i> q<sub>2</sub>, so ist q<sub>1</sub>&gt;q<sub>2</sub>. F&uuml;r die W&auml;rmeentwickelung
+und den W&auml;rmeverbrauch, mit der die
+Beimischung und Entnahme des Wassers verbunden
+ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die W&auml;rmet&ouml;nung
+des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier
+Posten, von denen zwei positiv und zwei negativ sind.</p>
+
+<p>Wollen wir die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>)
+auf das System, bestehend aus den beiden gegeneinander
+geschalteten Akkumulatoren, anwenden, so haben wir
+f&uuml;r e die Differenz der beiden elektromotorischen Kr&auml;fte<span class="pagenum" id="Page47">[47]</span>
+(&#916;E) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete
+Gr&ouml;&szlig;e ist nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines
+der beiden Akkumulatoren, vielmehr hat c in dem vorliegenden
+Falle folgende Bedeutung. A sowohl wie B
+m&ouml;ge um 1&deg; Celsius erw&auml;rmt werden, dann nimmt &#916;E
+einen etwas anderen Wert an, der neue Wert sei &#916;E&#8242;.
+Es ist dann</p>
+
+<p class="equation">c = &#916;E&#8242; - &#916;E.</p>
+
+<p>Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators
+f&uuml;r die verschiedenen S&auml;uredichten kennt, so
+kann man den Temperaturkoeffizienten des Systems
+und somit auch &#916;E bestimmen. Es sind also alle
+Gr&ouml;&szlig;en zur Berechnung der elektromotorischen Kraft
+(&#916;E) mit Hilfe der Helmholtz&#8217;schen Gleichung bekannt.</p>
+
+<p>Von der Besprechung des anderen Weges, den
+Dolezalek angibt, die &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der S&auml;uredichte zu berechnen, soll abgesehen
+werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen,
+wie gro&szlig; die &Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung
+und Messung ist.</p>
+
+<table class="deltae" summary="&Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung und Messung">
+
+<tr>
+<th rowspan="2">S&auml;uredichte</th>
+<th colspan="4">Elektromotorische Kraft</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<th colspan="2">berechnet</th>
+<th colspan="2">gemessen</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,553</td>
+<td>2,39</td>
+<td>Volt</td>
+<td>2,355</td>
+<td>Volt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,420</td>
+<td>2,25</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,253</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,266</td>
+<td>2,10</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,103</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,154</td>
+<td>2,06</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,008</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,035</td>
+<td>1,85</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>1,887</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des
+Akkumulators bei verschiedenen Konzentrationen der
+S&auml;ure liegt die Annahme zugrunde, da&szlig; der Verbrauch
+an Schwefels&auml;ure und die Bildung von Wasser in
+einer unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise
+erfolgt. Die gute &Uuml;bereinstimmung zwischen den berechneten
+und den gemessenen Werten der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page48">[48]</span>
+Kraft kann daher als ein weiterer &uuml;berzeugender
+Beweis f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie
+angesehen werden.</p>
+
+<p>Wir gehen jetzt auf den fr&uuml;her erw&auml;hnten Einwand
+gegen die Sulfattheorie n&auml;her ein. Nach dieser
+wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden Elektroden
+Bleisulfat zersetzt und Schwefels&auml;ure gebildet,
+und zwar entsteht die S&auml;ure sowohl an der Oberfl&auml;che
+der Platten als auch in den Poren der <span class="gesp">aktiven</span>
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Masse</span><a id="FNanchor38"></a><a href="#Footnote38"
+class="fnanchor">[38]</a>.</span> Die an den Plattenoberfl&auml;chen entstandene
+S&auml;ure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung
+gut erkennen kann, langsam zu Boden. Da
+aber w&auml;hrend der Ladung fortw&auml;hrend Schwefels&auml;ure
+entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr d&uuml;nne
+Schwefels&auml;ureschicht eingeh&uuml;llt. Ferner f&uuml;llt sich
+kurze Zeit nach Beginn der Ladung jede Pore der aktiven
+Masse mit stark konzentrierter S&auml;ure; diese wird
+in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarit&auml;t) und
+kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten au&szlig;erhalb
+der Platten <span class="nowrap">gelangen<a id="FNanchor39"></a><a
+href="#Footnote39" class="fnanchor">[39]</a>.</span> Die Diffusion aber ist
+ein Vorgang, der sich nur langsam vollzieht. Die aktive
+Masse ist also in Ber&uuml;hrung mit S&auml;ure h&ouml;herer
+Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft
+des Akkumulators mit der S&auml;uredichte nicht unerheblich
+ansteigt, so ist die Gegenspannung w&auml;hrend der
+Ladung anormal hoch (s. auch <a href="#Page82">S. 82</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die mittels des Ar&auml;ometers nachweisbare Zunahme der Konzentration
+der S&auml;ure (zwischen den Platten, die wir die &auml;u&szlig;ere
+S&auml;ure nennen wollen) hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page49">[49]</span>
+Kraft zur Folge. Die dieser Zunahme entsprechende
+&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft betr&auml;gt nur einige Hundertstel
+Volt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>W&auml;hrend der Entladung wird an beiden Elektroden
+S&auml;ure verbraucht; die Folge ist, da&szlig; die Konzentration
+der S&auml;ure in den Poren der aktiven Masse und unmittelbar
+an der Oberfl&auml;che stark abnimmt. Die elektromotorische
+Kraft hat daher einen kleineren Wert als
+denjenigen, welcher der <span class="nowrap">Dichte<a id="FNanchor40"></a><a
+href="#Footnote40" class="fnanchor">[40]</a></span> der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure
+entspricht.</p>
+
+<p>Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung
+ist der Hauptgrund f&uuml;r den verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig
+geringen Nutzeffekt (s. <a href="#Page73">S. 73</a>). Da dieser nun mit Hilfe
+der Sulfattheorie erkl&auml;rt ist, so liegt nat&uuml;rlich kein
+Widerspruch vor.</p>
+
+<p>Wenn die Ladespannung deshalb gr&ouml;&szlig;er w&auml;re, weil
+die Vorg&auml;nge bei der Ladung nicht die umgekehrten
+sind wie bei der Entladung, so m&uuml;&szlig;te, wenn man
+pl&ouml;tzlich von der Entladung zur Ladung &uuml;bergeht oder
+umgekehrt, die Spannung sich sprungweise &auml;ndern; der
+Versuch zeigt aber, da&szlig; dieses nicht der Fall ist.</p>
+
+<p>Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erkl&auml;rung
+f&uuml;r den Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung<span class="pagenum" id="Page50">[50]</span>
+den Tatsachen entspricht, mu&szlig; dieser
+Unterschied, wenn man mit sehr geringer Stromdichte
+l&auml;dt und entl&auml;dt, verschwindend klein werden. Ein einfacher
+Versuch zeigt, da&szlig; dieser Schlu&szlig; der Wirklichkeit
+entspricht.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazit&auml;t (bei
+3st&uuml;ndiger Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen.
+Ein Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand
+zeigte</p>
+
+<table summary="Spannungen">
+
+<tr>
+<td colspan="6" class="right">vor Beginn der Ladung</td>
+<td class="right">2,01</td>
+<td class="center padl1 padr1">Volt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">nach</td>
+<td class="center padl1 padr1">einer</td>
+<td class="center padl1 padr1">Ladezeit</td>
+<td class="center padl1 padr1">von</td>
+<td class="right">1</td>
+<td class="center padl1 padr1">Min.</td>
+<td class="right">2,02</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">15</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,03</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">35</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,04</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">45</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,04</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator
+sofort ein Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung
+nur um 1-2 Millivolt. &mdash; Zu beachten ist &uuml;brigens bei dem Versuche,
+da&szlig; der durch das Ampermeter gehende Strom nur zum
+Teil Ladestrom ist, indem der durch das Voltmeter flie&szlig;ende Strom
+mitgemessen wird. Bei meinem Versuche nahm das Voltmeter 0,11
+Amp. auf, so da&szlig; die Ladestromquelle 0,23 Amp. abgeben mu&szlig;te.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der
+Aufstellung der These, da&szlig; <span class="gesp">nur diejenigen Theorien,
+die &uuml;ber den Bleiakkumulator aufgestellt
+sind, einer streng wissenschaftlichen
+Pr&uuml;fung Stand halten, nach denen der
+Akkumulator ein umkehrbares Element im
+Sinne unserer Reaktionsgleichung</span> (<a href="#Page36">Seite 36</a>)
+ist. &mdash; Es sei hier darauf aufmerksam gemacht, da&szlig;
+unsere Gleichung nur besagt, da&szlig; das System PbO<sub>2</sub>&nbsp;+
+Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> bei der Entladung &uuml;bergeht in das System
+2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O und da&szlig; bei der Ladung das letztere
+System in das erstere &uuml;bergef&uuml;hrt wird. Auf die Frage,
+wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns nat&uuml;rlich unsere
+Gleichung keine Auskunft; jedoch m&uuml;ssen alle Vorg&auml;nge<span class="pagenum" id="Page51">[51]</span>
+bei der Ladung stromliefernd (prim&auml;r) erfolgen, &auml;hnlich
+wie es bei dem Daniell-Elemente der Fall <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor41"></a><a href="#Footnote41" class="fnanchor">[41]</a>.</span></p>
+
+<p>Der eben genannten Bedingung gen&uuml;gen die Theorie
+von Le Blanc und diejenige von C. Liebenow, die wir
+ausf&uuml;hrlich besprechen wollen.</p>
+
+<p><span class="gesp">Theorie von Le Blanc.</span> I. <i>Entladung</i>. <span class="gesp">Le
+Blanc</span> nimmt an, da&szlig; Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure in geringem Ma&szlig;e l&ouml;slich ist. Die in
+L&ouml;sung gegangenen PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le bleiben aber nicht
+als solche in der Fl&uuml;ssigkeit, sondern verbinden sich
+mit Wasser unter Bildung von vierwertigen Bleiionen
+und Hydroxylionen:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich2_1">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<div class="blquote">
+
+<p class="allclear">Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig
+ist, so k&ouml;nnen auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz
+PbCl<sub>4</sub>, dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der
+Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbCl<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4Cl&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">in Wasser dissoziieren. Da&szlig; ferner ein chemischer Prozess zu einer
+Ionenbildung f&uuml;hrt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die
+Ionen als chemische Verbindungen ansieht (s. <a href="#Page6">S. 6</a>).</p>
+
+<p>Ferner haben <span class="gesp">Rixon</span> und <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a
+id="FNanchor42"></a><a href="#Footnote42" class="fnanchor">[42]</a></span> nachgewiesen, da&szlig; sich in
+gebrauchter Akkumulators&auml;ure verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig erhebliche Mengen von
+vierwertigem Blei befinden, n&auml;mlich bis 0,17 g Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> im Liter.
+Auch wurde festgestellt, da&szlig; frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in
+Schwefels&auml;ure zum Teil in Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> &uuml;berging:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die mit positiver Elektrizit&auml;t beladenen Bleiionen<span class="pagenum" id="Page52">[52]</span>
+wandern mit dem Strome und geben, an der positiven
+Elektrode angelangt, an diese zwei Ladungen ab:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erkl&auml;rung
+hinzuf&uuml;gen, zwei nur locker gebunden, so da&szlig; sie leichter abgegeben
+werden als die beiden anderen; &auml;hnlich wie Superoxyde leicht ein
+Atom Sauerstoff verlieren.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit
+einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l Bleisulfat. (Die
+Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren der
+aktiven Masse stark an, so da&szlig; diese das Bestreben
+haben, den Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat
+nur in geringem Ma&szlig;e in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+l&ouml;slich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren der
+aktiven Masse und dicht an der Oberfl&auml;che der Bleisuperoxydplatte,
+nachdem sich eine kleine Menge dieses
+Salzes gebildet hat, mit schwefelsaurem Blei ges&auml;ttigt;
+es wird sich also bei Stromentnahme Bleisulfat auf der
+positiven Elektrode niederschlagen.</p>
+
+<p>Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion
+abgegeben hat, flie&szlig;en durch die Leitung, gelangen zur
+negativen Elektrode und gehen mit einem Bleiatom in
+die L&ouml;sung.</p>
+
+<p>Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> (s. <a href="#Ref02">elektrolyt. L&ouml;sungstension</a>).</p>
+
+<p>Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch
+hier das Bleiion mit einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l
+Bleisulfat, das sich niederschl&auml;gt.</p>
+
+<p>Zwischen den beiden Elektroden spielen sich
+folgende Vorg&auml;nge ab. Wie wir gesehen haben, werden
+zwei SO<sub>4</sub>-Ionen verbraucht, so da&szlig; vier Wasserstoffionen
+im &Uuml;berschu&szlig; vorhanden sind; nun sind aber
+auch durch die Bildung des vierwertigen Bleiions
+4 Hydroxylionen entstanden (siehe <a href="#Gleich2_1">Gleichung 1</a> a. <a href="#Page51">S. 51</a>).
+Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an<span class="pagenum" id="Page53">[53]</span>
+letzterer Ionenart ges&auml;ttigt. Die Dissoziation von
+4 Molek&uuml;len <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor43"></a><a
+href="#Footnote43" class="fnanchor">[43]</a></span> mu&szlig; daher zur&uuml;ckgehen; zwischen
+den Elektroden geht also die Reaktion vor sich</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O.</p>
+
+<p>Die verbrauchten Wasserstoff- und SO<sub>4</sub>-Ionen
+werden ersetzt durch Dissoziation von 2 Molek&uuml;len H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen die Vorg&auml;nge &uuml;bersichtlich zusammenstellen:</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> An der positiven Elektrode.</p>
+
+<p id="Ref08">1. PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le gehen in L&ouml;sung und verbinden sich nach der
+Gleichung:</p>
+
+<p id="Ref07">2. PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>
+
+<p id="Ref06">3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die
+positive Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>
+
+<p>Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur
+Bleiplatte (s. <a href="#Ref03">Nr. 6</a>).</p>
+
+<p id="Ref04">4. Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p id="Ref05">5. Bleisulfat schl&auml;gt sich nieder.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> An der negativen Elektrode.</p>
+
+<p id="Ref03">6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an
+ein Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische L&ouml;sungstension
+getrieben, in den Elektrolyten ein:</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<span class="horsplit"><span class="top noline">/ &#8853;</span><span
+class="bottom">\ &#8853;</span></span>.</p>
+
+<p id="Ref10">7. Wie bei <a href="#Ref04">Nr. 4</a>.</p>
+
+<p id="Ref09">8. Wie bei <a href="#Ref05">Nr. 5</a>.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p id="Ref11">9. 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O und</p>
+
+<p id="Ref12">10. 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Addiert man die s&auml;mtlichen Gleichungen und <span class="nowrap">k&uuml;rzt<a
+id="FNanchor44"></a><a href="#Footnote44" class="fnanchor">[44]</a>,</span> so erh&auml;lt
+man die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>II. <i>Ladung</i>. Es wird gezeigt, da&szlig; sich jetzt die
+Vorg&auml;nge in umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem
+Sinne abspielen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page54">[54]</span></p>
+
+<p>Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in geringem
+Ma&szlig;e l&ouml;slich. Ein Teil der Bleisulfatmolek&uuml;le
+spaltet sich elektrolytisch nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbSO<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> Positive Elektrode.</p>
+
+<p>1. Aufl&ouml;sung von Bleisulfat &mdash; Umkehrung von <a href="#Ref05">I, 5</a>.</p>
+
+<p>2. Dissoziation des Bleisulfats &mdash; Umkehrung
+von <a href="#Ref04">I, 4</a>.</p>
+
+<p>3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode
+noch zwei Ladungen auf</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl6">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853; =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> (Umkehrung von <a href="#Ref06">I, 3</a>).</span></p>
+
+<p>4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen
+Bleiionen (die nur in ganz minimaler Menge existieren
+k&ouml;nnen) einen gewissen Grad, so verbinden sie sich
+mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und
+<span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor45"></a><a href="#Footnote45" class="fnanchor">[45]</a>:</span></p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; =
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O (Umkehrung von <a href="#Ref07">I, 2</a>).</p>
+
+<p>5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge
+in der S&auml;ure l&ouml;slich (existenzf&auml;hig); es schl&auml;gt sich
+somit in den Poren und auf der <span class="nowrap">Oberfl&auml;che<a id="FNanchor46"></a><a
+href="#Footnote46" class="fnanchor">[46]</a></span> der aktiven
+Masse nieder (Umkehrung von <a href="#Ref08">I, 1</a>).</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> Negative Elektrode.</p>
+
+<p>6. PbSO<sub>4</sub> geht in L&ouml;sung (Umkehrung von <a href="#Ref09">I, 8</a>).</p>
+
+<p>7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von <a href="#Ref10">I, 7</a>).</p>
+
+<p>8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode
+angezogen, gibt seine beiden Ladungen ab (geht in den
+atomistischen Zustand &uuml;ber) und schl&auml;gt sich nieder
+(Umkehrung von <a href="#Ref03">I, 6</a>).</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page55">[55]</span></p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p>Es sind zwei neue SO<sub>4</sub>-Ionen in die schon von
+vornherein mit diesen Ionen ges&auml;ttigte L&ouml;sung gekommen
+(n&auml;mlich durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le);
+anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht
+wurden, vier Wasserstoffionen &uuml;bersch&uuml;ssig.</p>
+
+<p>Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander
+zu Schwefels&auml;ure</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; =
+2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (Umkehrung von <a href="#Ref12">I, 10</a>).</p>
+
+<p>Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen
+werden nachgeliefert durch Dissoziation von vier Molek&uuml;len
+Wasser</p>
+
+<p class="equation">4H<sub>2</sub>O = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; (Umkehrung von <a href="#Ref11">I, 9</a>).</p>
+
+<p>Da&szlig; auch jetzt Addition aller Gleichungen, K&uuml;rzung
+und Vereinfachung zu unserer Reaktionsgleichung f&uuml;hrt,
+ist selbstverst&auml;ndlich.</p>
+
+<p id="Ref15"><span class="gesp">Theorie von Liebenow.</span> Auch Liebenow nimmt
+an, da&szlig; Bleisulfat in geringem Ma&szlig;e in der Schwefels&auml;ure
+l&ouml;slich sei und sich in Blei- und Sulfationen spalte.
+Ein wesentlicher Unterschied mit der eben entwickelten
+Theorie besteht nun darin, da&szlig; Liebenow die Entstehung
+von Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt.
+Diese bilden sich entweder dadurch, da&szlig; sich ein <span class="nowrap">Teil<a
+id="FNanchor47"></a><a href="#Footnote47" class="fnanchor">[47]</a></span>
+der vorhandenen Bleiionen mit Sauerstoffionen vereinigt
+nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2O&#8242;&#8242; = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>
+
+<p>Letzteres wird im folgenden angenommen. Um
+diese Theorie glaubhaft zu machen, mu&szlig;te die Existenz<span class="pagenum" id="Page56">[56]</span>
+von PbO<sub>2</sub>-Ionen nachgewiesen werden. Diesen Nachweis
+zu erbringen, gelang <span class="gesp">Liebenow</span> und <span class="gesp">Strasser</span>
+<span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a id="FNanchor48"></a><a href="#Footnote48" class="fnanchor">[48]</a>.</span>
+Eine Zelle wurde mit Kalilauge gef&uuml;llt,
+die mit Bleioxyd ges&auml;ttigt war. Die in die Zelle
+tauchenden Elektroden waren mit einer f&uuml;r die Ionen
+durchl&auml;ssigen H&uuml;lle umgeben, so da&szlig; nach Beendigung
+des Versuches die jede Elektrode umgebende Fl&uuml;ssigkeit
+f&uuml;r sich allein analysiert werden konnte. War die
+Fl&uuml;ssigkeit l&auml;ngere Zeit elektrolysiert worden, so fand
+man, da&szlig; der Bleigehalt des die <span class="gesp">positive</span> Elektrode
+umh&uuml;llenden Elektrolyten gr&ouml;&szlig;er geworden war (ungleiche
+Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen
+Ionenarten, s. <a href="#Page30">S. 30</a>).</p>
+
+<p>Daraus folgt, da&szlig; sich das Kaliumplumbit Pb(KO)<sub>2</sub>
+nicht in der Weise dissoziiert, da&szlig; Bleiionen entstehen.
+Denn h&auml;tten sich Bleiionen gebildet, so w&auml;ren diese als
+positive Ionen nach der Kathode hingewandert, und man
+h&auml;tte dort eine Zunahme des Bleigehaltes beobachtet
+haben m&uuml;ssen. Mithin mu&szlig; das Blei einen Bestandteil
+von <span class="gesp">negativen</span> Ionen bilden, es mu&szlig; mit negativen
+Ionen an die Kathode gelangt sein. Man mu&szlig; also annehmen,
+da&szlig; das Kaliumplumbit sich elektrolytisch nach
+der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Pb(KO)<sub>2</sub> = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2K<sup class="plus">&middot;</sup></p>
+
+<p class="noindent">spaltet, d. h. da&szlig; Bleisuperoxydionen existieren.</p>
+
+<p>Wegen der &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; (s. <a href="#Page13">S. 13</a>) werden nun
+bei Stromzufuhr die Ionen des Bleies und des Bleisuperoxyds
+leichter, d. h. bei geringerer Klemmenspannung,
+herauselektrolysiert als die &uuml;brigen Ionen, die
+sich in der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure <span class="nowrap">befinden<a
+id="FNanchor49"></a><a href="#Footnote49" class="fnanchor">[49]</a>.</span> Obschon<span class="pagenum" id="Page57">[57]</span>
+die Konzentration der Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> und der PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242; eine
+nur ganz geringe ist, so kann ihre Abscheidung, falls
+nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in
+einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise
+erfolgen. Denn sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein
+Bleisuperoxydion abgeschieden ist, erfolgt neue Dissoziation
+von zwei Molek&uuml;len Bleisulfat, von denen das
+eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das
+infolge der Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem
+Elektrolyten zugef&uuml;hrt von dem Vorrate, der an den
+Elektroden angeh&auml;uft ist (bei der vorhergegangenen
+Entladung entstanden).</p>
+
+<p>Da sich w&auml;hrend der Elektrolyse (Ladung) die
+negative Elektrode mit einer an Dicke allm&auml;hlich zunehmenden
+Schicht metallischen Bleies und die positive
+Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer
+gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der
+Eintritt in die L&ouml;sung immer mehr erschwert. Je &auml;rmer
+der Elektrolyt an Bleisulfat bezw. an Blei- und Bleisuperoxydionen
+wird, um so mehr mu&szlig; die Zersetzungsspannung
+gesteigert werden (s. Ladung, <a href="#Page80">Kap. 4</a>).</p>
+
+<p>Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le
+werden 2 neue SO<sub>4</sub>-Ionen gebildet; diese verbinden sich
+mit den vier Wasserstoffionen, die durch die Reaktion
+zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind,
+zu 2 Molek&uuml;len Schwefels&auml;ure.</p>
+
+<p>Wir wollen auch jetzt die Vorg&auml;nge bei der <span class="gesp">Ladung</span>
+kurz zusammenstellen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page58">[58]</span></p>
+
+<p>Bleisulfat l&ouml;st sich; 2 Molek&uuml;le spalten sich:</p>
+
+<p class="equation">2PbSO<sub>4</sub> = 2Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Ein Bleiion reagiert mit Wasser:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>
+
+<p>Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine
+beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; =
+<span class="nowrap">Pb<a id="FNanchor50"></a><a href="#Footnote50" class="fnanchor">[50]</a>.</span></p>
+
+<p>Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode
+seine beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = PbO<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Endlich:</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p>Man &uuml;berzeugt sich leicht, da&szlig; man durch Addition
+der f&uuml;nf vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung
+des Akkumulators erh&auml;lt.</p>
+
+<p>Es soll noch kurz gezeigt werden, da&szlig; sich bei
+der <span class="gesp">Entladung</span> alle eben geschilderten Vorg&auml;nge in
+umgekehrtem Sinne abspielen.</p>
+
+<p>Das Blei sendet positive Ionen in die L&ouml;sung und
+wird negativ geladen; an der positiven Elektrode treten
+Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten ein. Da nur
+ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen
+in dem Elektrolyten existieren k&ouml;nnen, so treten
+die Bleiionen mit SO<sub>4</sub>-Ionen zu Bleisulfat zusammen, und
+jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier Wasserstoffionen
+zu einem Bleiion und zwei Molek&uuml;len Wasser:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+<p>Jetzt ist ein SO<sub>4</sub>-Ion im <span class="nowrap">&Uuml;berschu&szlig;<a
+id="FNanchor51"></a><a href="#Footnote51" class="fnanchor">[51]</a></span> vorhanden;
+dieses verbindet sich mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat.
+Die vier verbrauchten Wasserstoffionen und die<span class="pagenum" id="Page59">[59]</span>
+beiden dem Elektrolyten entzogenen SO<sub>4</sub>-Ionen werden
+neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molek&uuml;len
+Schwefels&auml;ure</p>
+
+<p class="equation">2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Auf das Anwachsen der Klemmenspannung w&auml;hrend
+der Ladung und die allm&auml;hliche Abnahme derselben bei
+der Entladung soll im vierten Kapitel n&auml;her eingegangen
+werden.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote25"><a href="#FNanchor25"><span class="label">[25]</span></a> Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:
+Recherches sur l&#8217;&Eacute;lectricit&eacute;.</p>
+
+<p id="Footnote26"><a href="#FNanchor26"><span class="label">[26]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span>,
+Die Theorie des Bleiakkumulators.</p>
+
+<p id="Footnote27"><a href="#FNanchor27"><span class="label">[27]</span></a> Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung
+elektrotechnischer Vortr&auml;ge. S. 3.</p>
+
+<p id="Footnote28"><a href="#FNanchor28"><span class="label">[28]</span></a> Siehe <span class="gesp">Streintz</span>, l. c. S. 4.</p>
+
+<p id="Footnote29"><a href="#FNanchor29"><span class="label">[29]</span></a> N&auml;heres siehe <span class="gesp">P. Schoop</span>,
+Die Sekund&auml;r-Elemente. 1. Teil.</p>
+
+<p id="Footnote30"><a href="#FNanchor30"><span class="label">[30]</span></a> Diese greift &uuml;brigens Blei leicht an und
+w&uuml;rde die baldige
+Zerst&ouml;rung der Platten herbeif&uuml;hren.</p>
+
+<p id="Footnote31"><a href="#FNanchor31"><span class="label">[31]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.</p>
+
+<p id="Footnote32"><a href="#FNanchor32"><span class="label">[32]</span></a> Die Bildung von Schwefels&auml;ure bei der Ladung kann man
+bei Zellen mit Glasw&auml;nden direkt beobachten (Schlieren); bei der
+Entladung steigen Schlieren aufw&auml;rts.</p>
+
+<p id="Footnote33"><a href="#FNanchor33"><span class="label">[33]</span></a> <span class="gesp">E. Sieg</span>, Die Akkumulatoren.
+Leipzig 1901. S. 9.</p>
+
+<p id="Footnote34"><a href="#FNanchor34"><span class="label">[34]</span></a> Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erl&auml;uterung:
+Die unbekannte
+W&auml;rmet&ouml;nung des Prozesses C&nbsp;+ O = CO soll bestimmt
+werden:</p>
+
+<table summary="Beispiel">
+
+<tr>
+<td rowspan="3" class="left padr1 bot">Addiert:</td>
+<td class="left">C&nbsp;+ 2O = CO<sub>2</sub>,</td>
+<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>
+<td class="left padl1 padr1">pos.,</td>
+<td class="left padr1">sie</td>
+<td class="left">betrage</td>
+<td class="right padr1">q<sub>1</sub></td>
+<td>cal.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">CO<sub>2</sub> = CO&nbsp;+ O,</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr1">neg.,</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr1">-q<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left"><span class="bt">C&nbsp;+ 2O&nbsp;+ CO<sub>2</sub> = CO<sub>2</sub>&nbsp;+ CO&nbsp;+ O,</span></td>
+<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>
+<td colspan="3">&nbsp;</td>
+<td class="right padr1"><span class="bt">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></span></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padr1">oder</td>
+<td class="left">C&nbsp;+ O = CO</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="3">&nbsp;</td>
+<td class="right padr1">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd
+aus Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff
+sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher
+Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren
+Prozesse entsprechende W&auml;rmet&ouml;nung ist negativ, weil bei der
+umgekehrten Reaktion</p>
+
+<p class="equation">CO&nbsp;+ O = CO<sub>2</sub></p>
+
+<p>W&auml;rme gewonnen wird.</p>
+
+<p id="Footnote35"><a href="#FNanchor35"><span class="label">[35]</span></a> Die
+&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur
+kann man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren
+(+ mit +, - mit - verbunden) demonstrieren, von denen der eine
+in ein Wasserbad gestellt wird.</p>
+
+<p id="Footnote36"><a href="#FNanchor36"><span class="label">[36]</span></a> Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen
+Umsatze) beteiligt ist, so ist eine &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der S&auml;uredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,
+da&szlig; &#8222;die Schwefels&auml;ure nur als elektrolytischer Leiter
+diene&#8223; und da&szlig; &#8222;die Sulfatbildung ein rein sekund&auml;rer Proze&szlig; sei&#8223;,
+m&uuml;ssen folgern, da&szlig; die elektromotorische Kraft unabh&auml;ngig ist von der
+S&auml;uredichte. &mdash; Diesbez&uuml;gliche Messungen sind an vollgeladenen
+Zellen vorzunehmen, denen man eine geringe Menge Elektrizit&auml;t
+entnommen hat.</p>
+
+<p id="Footnote37"><a href="#FNanchor37"><span class="label">[37]</span></a> Unter
+einem Grammolek&uuml;l (abgek&uuml;rzt &#8222;Mol&#8223;) einer Substanz
+versteht man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht
+anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefels&auml;ure ist 98,
+mithin ist ein Mol H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> gleich 98 g H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p id="Footnote38"><a href="#FNanchor38"><span class="label">[38]</span></a> Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen
+sich der chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.</p>
+
+<p id="Footnote39"><a href="#FNanchor39"><span class="label">[39]</span></a> Die Diffusionsvorg&auml;nge
+sind von M. U. <span class="gesp">Schoop</span> n&auml;her
+untersucht worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vortr&auml;ge,
+Bd. V. Stuttgart 1903. F. Enke.</p>
+
+<p id="Footnote40"><a href="#FNanchor40"><span class="label">[40]</span></a> Die Konzentrations&auml;nderungen an beiden Elektroden sind
+nicht die gleichen. Zun&auml;chst n&auml;mlich bewirkt die ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit
+der beiden Ionenarten eine Konzentrationsverschiebung,
+sie strebt die Konzentration an der positiven Elektrode
+zu erh&ouml;hen und an der negativen zu vermindern. Ferner wird
+durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort die Konzentration
+verringert. Drittens spielt die Porosit&auml;t der aktiven Masse
+eine Rolle. Je gr&ouml;&szlig;er n&auml;mlich die Porosit&auml;t ist, umsomehr S&auml;ure
+steht f&uuml;r den chemischen Umsatz im Innern der Platten zur Verf&uuml;gung,
+umso weniger sinkt die Konzentration. <span class="gesp">Mugdan</span> wies nach,
+da&szlig; die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode die
+gr&ouml;&szlig;ere ist.</p>
+
+<p id="Footnote41"><a href="#FNanchor41"><span class="label">[41]</span></a> Selbst durch einfache
+Umsatzgleichungen werden kompliziertere
+Verh&auml;ltnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil
+sie nur den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverh&auml;ltnisse
+angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz
+vollzieht, n&auml;her eingeht, so findet man, da&szlig; sich auch bei den einfachsten
+Reaktionen verschiedene Vorg&auml;nge abspielen m&uuml;ssen.</p>
+
+<p id="Footnote42"><a href="#FNanchor42"><span class="label">[42]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie, 1903, <b>9</b>, 267.</p>
+
+<p id="Footnote43"><a href="#FNanchor43"><span class="label">[43]</span></a> 4H<sub>2</sub>O =
+4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>
+
+<p id="Footnote44"><a href="#FNanchor44"><span class="label">[44]</span></a> Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung
+nur angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung
+vorhanden sind.</p>
+
+<p id="Footnote45"><a href="#FNanchor45"><span class="label">[45]</span></a> Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in
+der mit PbO<sub>2</sub> ges&auml;ttigten L&ouml;sung (in den Poren) c<sub>1</sub>, diejenige der
+OH-Ionen c<sub>2</sub>, so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten,
+sobald c<sub>1</sub>.c<sub>2</sub> einen gewissen Wert erreicht hat.</p>
+
+<p id="Footnote46"><a href="#FNanchor46"><span class="label">[46]</span></a> Dort spielen
+sich n&auml;mlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes
+f&uuml;hrenden Vorg&auml;nge ab.</p>
+
+<p id="Footnote47"><a href="#FNanchor47"><span class="label">[47]</span></a> Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen,
+da&szlig; von zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen
+eines in ein Bleisuperoxydion &uuml;bergeht.</p>
+
+<p id="Footnote48"><a href="#FNanchor48"><span class="label">[48]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.</p>
+
+<p id="Footnote49"><a href="#FNanchor49"><span class="label">[49]</span></a> Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten,
+das h&auml;ufig als <span class="gesp">Haftintensit&auml;t</span> bezeichnet wird und mit der chemischen
+Affinit&auml;t verglichen werden kann. Diese ist f&uuml;r die verschiedenen
+Ionenarten verschieden gro&szlig;. Diejenigen Ionen, deren
+Haftintensit&auml;t am geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der
+geringsten Spannung abgeschieden. Damit ist die M&ouml;glichkeit gegeben,
+aus einer Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier
+Salze, die positiven Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.</p>
+
+<p id="Footnote50"><a href="#FNanchor50"><span class="label">[50]</span></a> Die beiden
+negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso
+die f&uuml;r die Entionisierung des Bleisuperoxydiones n&ouml;tige positive
+Elektrizit&auml;t.</p>
+
+<p id="Footnote51"><a href="#FNanchor51"><span class="label">[51]</span></a> Den vier
+H<sup class="plus">&middot;</sup> der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page60">[60]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">3. Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.</span></h2>
+
+<p id="Ref16">1. <span class="gesp">Kapazit&auml;t.</span> Unter der Kapazit&auml;t eines Akkumulators
+versteht man diejenige Elektrizit&auml;tsmenge,
+ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden, die der Akkumulator,
+wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann.
+Vor allem mu&szlig; der Akkumulator, wenn man seine
+Kapazit&auml;t bestimmen will, vorschriftsm&auml;&szlig;ig geladen
+werden (s. <a href="#Page80">Kap. 4</a>); ferner ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig;
+bei der Entladung eine gewisse Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten
+werden darf; die Entladung hat man als beendigt
+anzusehen, wenn die anf&auml;ngliche Spannung um
+etwa 10% gesunken ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazit&auml;t;
+nat&uuml;rlich ist dann praktisch die Kapazit&auml;t des Elementes durch diejenige
+der Elektrode mit geringerer Kapazit&auml;t gegeben.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die elektromotorische
+Kraft des vollgeladenen Akkumulators
+2,03 Volt, soda&szlig; man mit der Entladung solange fortfahren
+kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt
+betr&auml;gt (nicht die elektromotorische Kraft, s. <a href="#Page105">S. 105</a>).
+Wird ein Akkumulator mit der konstanten Stromst&auml;rke J
+entladen, und dauert die Entladung in dem angegebenen
+Sinne t Stunden, so betr&auml;gt die Kapazit&auml;t (bei t-st&uuml;ndiger
+Entladung) J&nbsp;&times; t Amperstunden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page61">[61]</span></p>
+
+<p>Da die Elektrizit&auml;t, die ein Akkumulator abgibt,
+aus chemischer Energie entsteht, so h&auml;ngt die Kapazit&auml;t
+von der Menge des Bleischwammes und der Menge
+des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln
+k&ouml;nnen. Der Umsatz kann nat&uuml;rlich nur dort
+erfolgen, wo die wirksame Masse mit Schwefels&auml;ure
+in Ber&uuml;hrung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage
+hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser
+gesagt: Der Elektrolyt) in die Platten eindringen, betr&auml;gt
+nur Bruchteile eines Millimeters; sie ist etwas
+gr&ouml;&szlig;er, wenn sich in der aktiven Masse por&ouml;se Substanzen
+befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazit&auml;t
+eines Akkumulators und damit seine Leistung
+steigern will, darauf angewiesen, die Oberfl&auml;che der
+Platten zu vergr&ouml;&szlig;ern. Es sei hier die Bemerkung
+eingeschoben, da&szlig; man in der Technik zwischen der
+<span class="gesp">projizierten</span> Oberfl&auml;che, wie sie sich durch Multiplikation
+von L&auml;nge und Breite ergibt, und der <span class="gesp">wirksamen</span>,
+d. h. der von dem Elektrolyten benetzten Oberfl&auml;che
+unterscheidet; letztere nennt man auch die
+<span class="gesp">abgewickelte</span> Oberfl&auml;che. Diese beiden sind umsomehr
+von einander verschieden, je por&ouml;ser die aktive
+Masse ist, und je mehr Rippen, Z&auml;hne oder dergleichen
+sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte
+Oberfl&auml;che der positiven Elektrode a dm<sup>2</sup> und
+die Stromst&auml;rke J Amp., so ist <span class="horsplit"><span
+class="top">J</span><span class="bottom">a</span></span> die <span class="gesp">Stromdichte</span>,
+bezogen auf 1 dm<sup>2</sup>.</p>
+
+<p id="Ref22">W&uuml;rde man bei Elementen f&uuml;r gr&ouml;&szlig;ere Leistungen
+nur <span class="gesp">eine</span> positive und eine negative Platte benutzen,
+so w&uuml;rde die Zelle unf&ouml;rmlich gro&szlig;e Dimensionen haben.
+Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer
+mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen
+Platten werden durch Bleileisten miteinander<span class="pagenum" id="Page62">[62]</span>
+verbunden (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Die Verwendung mehrerer positiver
+und negativer Platten gew&auml;hrt noch einen anderen
+Vorteil; enth&auml;lt n&auml;mlich eine Zelle nur zwei Platten
+(<span class="gesp">eine</span> positive und <span class="gesp">eine</span> negative), so sind fast nur
+die beiden sich gegen&uuml;berliegenden Oberfl&auml;chen an der
+Stromlieferung <span class="nowrap">beteiligt<a id="FNanchor52"></a><a
+href="#Footnote52" class="fnanchor">[52]</a>,</span> es werden also bei jeder
+Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfl&auml;che ausgenutzt.
+Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und
+zwei negativen Platten, so sind von 6 Fl&auml;chen nur 2
+an dem chemischen Umsatze im beschr&auml;nktem Ma&szlig;e
+beteiligt, d. h. nur etwa 33<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub>% usw.</p>
+
+<p>Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1
+gr&ouml;&szlig;er als die der positiven, wenn die Zelle mehr als
+zwei Platten enth&auml;lt; die erste, dritte usw. letzte Platte
+ist negativ. Ist also die Kapazit&auml;t pro Quadratdezimeter
+projizierter Oberfl&auml;che bei der negativen Platte die
+gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazit&auml;t
+der negativen etwas gr&ouml;&szlig;er als diejenige der
+positiven. Im Laufe der Zeit vergr&ouml;&szlig;ert sich, wie
+sp&auml;ter gezeigt wird, die Kapazit&auml;t der Positiven im
+Vergleich zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete
+Anordnung wird also verhindert, da&szlig; die
+gesamte Kapazit&auml;t der Positiven von derjenigen der
+Negativen sp&auml;ter stark verschieden ist. Positive Platten
+werden auch aus dem Grunde nicht als Endplatten
+benutzt, weil sie, einseitig beansprucht, sich kr&uuml;mmen.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> eines gegebenen Akkumulators
+<span class="gesp">h&auml;ngt</span> in hohem Ma&szlig;e von der <span class="gesp">Entladestromst&auml;rke</span>
+ab. Bei der Entladung n&auml;mlich wird S&auml;ure f&uuml;r<span class="pagenum" id="Page63">[63]</span>
+die Sulfatbildung verbraucht, so da&szlig; stets neue S&auml;ure
+in die Poren der aktiven Masse eindringen mu&szlig;. Wird
+nun mit gro&szlig;er Stromdichte entladen, so kann die f&uuml;r
+den chemischen Umsatz n&ouml;tige S&auml;ure nicht schnell genug
+in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren),
+so da&szlig; die elektromotorische Kraft, die ja von der
+S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist, stark abnimmt, obschon noch
+gr&ouml;&szlig;ere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd vorhanden
+sind; wenn ferner keine Schwefels&auml;ure mehr in Ber&uuml;hrung
+mit der aktiven Masse ist, so h&ouml;rt der chemische
+Umsatz, d. h. der stromliefernde Proze&szlig;, auf.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meines Erachtens spielen hier auch die Volum&auml;nderungen, mit
+denen der chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus
+1 Gramm Blei oder Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen
+gr&ouml;&szlig;eren Raum ein als das Blei oder Bleisuperoxyd. W&auml;hrend der
+Entladung werden sich daher die vorhandenen Poren verengen und
+mit Bleisulfat ganz ausf&uuml;llen. Wird mit schwachem Strom entladen,
+so verengt sich die Pore in den verschiedenen Querschnitten nahezu
+gleichm&auml;&szlig;ig; bei gro&szlig;er Stromdichte aber wird sie haupts&auml;chlich an
+der dem Elektrolyten zugewendeten Seite enger oder verstopft sich;
+die S&auml;urediffusion wird sehr erschwert und h&ouml;rt bald auf. Bei der
+Ladung verringert sich das Volumen der aktiven Masse, und die Poren
+erweitern sich. Nach dieser Erkl&auml;rung m&uuml;&szlig;te die <span
+class="nowrap">Aufnahmef&auml;higkeit<a id="FNanchor53"></a><a href="#Footnote53" class="fnanchor">[53]</a></span>
+bei der Ladung (Ladungskapazit&auml;t) weniger von der Stromdichte
+abh&auml;ngig sein als die Kapazit&auml;t bei der Entladung. Die Erfahrung
+zeigt, da&szlig; dies in der Tat der Fall ist.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Ferner mu&szlig; man schlie&szlig;en, da&szlig; die <span class="gesp">Kapazit&auml;t
+der Negativen in h&ouml;herem Ma&szlig;e von der Entladezeit</span>
+oder von der Stromdichte bei der Entladung
+<span class="gesp">abh&auml;ngig ist</span> als die Kapazit&auml;t der Positiven.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge
+(z. B. 3,85 Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist
+gr&ouml;&szlig;er als die Differenz des Volumens der &auml;quivalenten Menge Bleisuperoxyd
+(z. B. 4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen
+Bleisulfats.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page64">[64]</span></p>
+
+<p>Durch eingehende Untersuchung gelangt auch <span class="gesp">E. Sieg</span> zu diesem
+Resultate (l. c. S. 83), er findet n&auml;mlich, &#8222;da&szlig; die Bleischwammplatten
+(und zwar Gro&szlig;oberfl&auml;chen- und gepastete Platten) bei genau gleicher
+&#8222;absoluter&#8223; Kapazit&auml;t, d. h. derjenigen Kapazit&auml;t, die von den Platten
+geleistet werden kann, wenn die Entladestromst&auml;rke sehr klein gew&auml;hlt
+wird, gegen Erh&ouml;hung der Beanspruchung empfindlicher sind als Superoxydplatten&#8223;.
+Daraus w&uuml;rde sich dann der Schlu&szlig; ergeben, da&szlig; bei
+Akkumulatoren, die mit gro&szlig;er Stromdichte entladen werden sollen,
+die absolute Kapazit&auml;t der negativen Platten gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen ist
+als diejenige der positiven.</p>
+
+<p><span class="gesp">Dolezalek</span> folgert aus dem Umstande, da&szlig; die Konzentrations&auml;nderungen
+an der Superoxydelektrode erheblich gr&ouml;&szlig;er sind als an
+der Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet
+wird), da&szlig; die Kapazit&auml;t der Superoxydelektrode geringer sein mu&szlig;
+als die einer aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c.
+S. 86). Wenn demnach die Konzentrations&auml;nderungen allein ma&szlig;gebend
+w&auml;ren, so m&uuml;&szlig;te die positive Platte die empfindlichere sein.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Man kann weiter schlie&szlig;en, da&szlig; die Kapazit&auml;t von
+der Porosit&auml;t der aktiven Masse abh&auml;ngig sein wird,
+besonders bei Entladungen mit gro&szlig;er Stromdichte.
+Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische
+Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.</p>
+
+<p>Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet
+werden, die sich bei der Entladung in Bleisulfat umwandeln,
+so ist es selbstverst&auml;ndlich, da&szlig; die Art der
+vorhergegangenen Ladung auf die Kapazit&auml;t einen Einflu&szlig;
+aus&uuml;bt. Je geringer die Stromdichte bei dieser
+Ladung war, um so mehr Bleischwamm ist auf der
+negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO<sub>2</sub> auf
+der positiven.</p>
+
+<p>Bei station&auml;ren Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen)
+geht man in der Regel nicht unter dreist&uuml;ndige
+Entladezeit herab. Nennt man die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger
+Entladung c<sub>3</sub> und die bei zehnst&uuml;ndiger c<sub>10</sub>,
+so gilt meistens mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die Beziehung
+c<sub>3</sub>&nbsp;: c<sub>10</sub> = 26:35 oder ungef&auml;hr = 3:4.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page65">[65]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Schr&ouml;der</span><a id="FNanchor54"></a><a
+href="#Footnote54" class="fnanchor">[54]</a></span> gelangte auf Grund von Untersuchungen an
+Akkumulatoren der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der
+Formel</p>
+
+<p class="equation">K&nbsp;&middot; &#8731;<span class="bt">J<sup>2</sup></span> = m,</p>
+
+<p>wo K die Kapazit&auml;t in Amperstunden, J die Entladestromst&auml;rke und
+m eine f&uuml;r den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante
+ist. F&uuml;r die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von
+J liefert die Formel hinreichend genaue Werte. &mdash; C. <span class="gesp">Liebenow</span>
+fand, da&szlig; f&uuml;r schwache Entladungen</p>
+
+<p class="equation">K = <span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">1&nbsp;+ c&nbsp;. J</span></span></p>
+
+<p class="noindent">(m und c sind Konstante).</p>
+
+<p class="blankbefore">Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Peukert</span><a id="FNanchor55"></a><a
+href="#Footnote55" class="fnanchor">[55]</a></span> ist</p>
+
+<p class="equation">J<sup>n</sup>.t = const.,</p>
+
+<p class="noindent">wo J die Entladestromst&auml;rke, t die Entladedauer, n einen durch das
+Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten
+Typen zwischen 1,35 und 1,72.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die gesamte Elektrizit&auml;tsmenge, die man einem
+Akkumulator entnehmen kann, ist, um es noch einmal
+zu wiederholen, durch das Gewicht des vorhandenen
+bezw. zug&auml;nglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes
+gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10st&uuml;ndiger
+Entladung 100 Amperstunden abgeben, so
+m&uuml;ssen auf der negativen Elektrode <span class="gesp">mindestens</span>
+385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens
+446 Gramm Bleisuperoxyd angeh&auml;uft sein (siehe
+<a href="#Page37">S. 37</a>). In Wirklichkeit m&uuml;ssen aber gr&ouml;&szlig;ere Mengen
+der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei
+10st&uuml;ndiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles
+PbO<sub>2</sub> umgewandelt wird.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine vollst&auml;ndige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials
+ist sogar theoretisch nicht m&ouml;glich, weil PbSO<sub>4</sub> ein sehr
+schlechter Leiter ist. Nach Roloff werden bei 3st&uuml;ndiger Entladung<span class="pagenum" id="Page66">[66]</span>
+bei den Positiven 45%, bei den Negativen 25% der anf&auml;nglich vorhandenen
+aktiven Masse ausgenutzt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Nat&uuml;rlich mu&szlig;ten dem Akkumulator, wenn er 100
+Amperstunden abgeben soll, bei der vorhergegangenen
+Ladung mindestens 100 Amperstunden zugef&uuml;hrt worden
+sein. Es ist allerdings denkbar, da&szlig; ein Akkumulator
+<span class="gesp">ein Mal</span> mehr Elektrizit&auml;t abgibt, als man bei der
+Ladung in ihn hineingeschickt hat, indem n&auml;mlich Blei
+und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten Entladung nicht
+in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.</p>
+
+<p>Da die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der Entladezeit
+im engsten Zusammenhange mit den Diffusionsvorg&auml;ngen
+steht, so kann man voraussagen, da&szlig; die
+&Auml;nderungen f&uuml;r die verschiedenen Systeme nicht die
+gleichen sind; bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) wird
+diese Abh&auml;ngigkeit nicht so gro&szlig; sein, wie bei pastierten
+Platten.</p>
+
+<p>Au&szlig;er von der Entladestromst&auml;rke h&auml;ngt die Kapazit&auml;t
+von der Dicke der aktiven Schicht, der S&auml;uredichte
+und von der Temperatur ab. Ist das Bleisuperoxyd
+und ebenso der Bleischwamm als sehr d&uuml;nner
+&Uuml;berzug auf einer gro&szlig;en Oberfl&auml;che verteilt, so kann
+die f&uuml;r die Bleisulfatbildung n&ouml;tige S&auml;ure leichter in
+das Innere eindringen, als wenn die wirksame Masse
+eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfl&auml;che bildet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Der Forderung m&ouml;glichst d&uuml;nne Platten zu Verwenden, stehen
+folgende Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert
+sich, die Platten m&uuml;ssen eine gewisse mechanische Festigkeit
+haben, bei sehr d&uuml;nnen Platten ist nicht gen&uuml;gend Raum f&uuml;r
+die Aufnahme der Paste vorhanden, der Widerstand der Platten
+wird gr&ouml;&szlig;er.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="gesp">Die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der
+S&auml;uredichte</span> hat zuerst <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a
+id="FNanchor56"></a><a href="#Footnote56" class="fnanchor">[56]</a></span> n&auml;her
+untersucht.<span class="pagenum" id="Page67">[67]</span>
+Er fand, da&szlig; die Kapazit&auml;t, wenn man die S&auml;uredichte
+vergr&ouml;&szlig;ert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt;
+das Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von
+1,1. Nach <span class="gesp">Earle</span> ist die Kapazit&auml;t am gr&ouml;&szlig;ten, wenn
+die S&auml;uredichte etwa gleich 1,25 ist. Da bei dieser
+Dichte verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure (genauer bei 1,22) das
+Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so darf man die
+Kapazit&auml;t als eine Funktion des Leitungsverm&ouml;gens
+des Elektrolyten ansehen, ein Schlu&szlig;, der mit unseren
+fr&uuml;heren &Uuml;berlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien
+dringen eben um so tiefer in das Innere der aktiven
+Masse ein, die Umwandlung in Bleisulfat ist um
+so vollst&auml;ndiger, je besser die S&auml;ure leitet.</p>
+
+<p><span class="gesp">Der Einflu&szlig; der Temperatur auf die Kapazit&auml;t</span>
+ist ein nicht unerheblicher. Durch Messungen
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor57"></a><a
+href="#Footnote57" class="fnanchor">[57]</a></span> ergab sich, da&szlig; die Kapazit&auml;t pro
+1&deg; Temperaturerh&ouml;hung innerhalb der Grenzen 14&deg; und
+45&deg; um 2,6% des der Temperatur 19&deg; entsprechenden
+Betrages stieg. Die Zunahme der Kapazit&auml;t mit der
+Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der Konzentrations&auml;nderungen
+(infolge gr&ouml;&szlig;erer Beweglichkeit
+der S&auml;ure), sowie durch die Zunahme des Leitungsverm&ouml;gens
+des <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor58"></a><a href="#Footnote58"
+class="fnanchor">[58]</a></span> erkl&auml;rt werden. In der
+Praxis kann man von der Kapazit&auml;tssteigerung durch
+Erw&auml;rmung der S&auml;ure schon aus dem Grunde keinen
+Gebrauch machen, weil sie eine vorzeitige Abnutzung
+der Platten zur Folge hat.</p>
+
+<p>Zu bemerken ist noch, da&szlig; bei einem Akkumulator,
+der mit Ruhepausen entladen wird, die Kapazit&auml;t eine
+andere ist, als bei einem Elemente, das mit gleicher
+Stromst&auml;rke ohne Unterbrechung beansprucht wird;<span class="pagenum" id="Page68">[68]</span>
+sind die Ruhepausen nicht so gro&szlig;, da&szlig; die Selbstentladung
+w&auml;hrend derselben merkliche Verluste verursacht
+(siehe <a href="#Page106">S. 106</a>), so ist die Kapazit&auml;t im ersteren
+Falle die gr&ouml;&szlig;ere.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">B. Albrecht</span> fand, da&szlig; bei Akkumulatoren mit positiven
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) eine merkliche Zunahme der Kapazit&auml;t
+infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist dieser
+Umstand der Selbstentladung w&auml;hrend der Ruhepausen zuzuschreiben.
+Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme der Kapazit&auml;t
+infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die
+prozentuale Zunahme um so bedeutender, je gr&ouml;&szlig;er die Entladestromst&auml;rke
+ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit
+Platten <span class="gesp">einer</span> Firma ausgef&uuml;hrt. (N&auml;heres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Kapazit&auml;t eines Akkumulators &auml;ndert sich im
+Laufe der Zeit. In der Regel nimmt sie zuerst zu,
+erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei ist zu
+beachten, da&szlig; verschiedene Fabriken die Platten in
+nicht fertig formiertem Zustande liefern, so da&szlig; in der
+ersten Zeit die Formation fortschreitet und die Aufnahmef&auml;higkeit
+steigt. Auch bei Platten, die soweit als m&ouml;glich
+in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazit&auml;t
+wachsen; es gilt dies besonders von positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+(s. Plant&eacute;-Formation). Andererseits kann
+die Kapazit&auml;t im Gebrauche geringer werden, weil aktive
+Masse aus dem Gitter herausf&auml;llt oder abbr&ouml;ckelt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wenn man zwischen Kohlenelektroden verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure
+elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden
+zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen
+gleichsam abgerieben oder losgesprengt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>&Uuml;ber die Kapazit&auml;tsabnahme infolge der Verbleiung
+siehe <a href="#Page132">Kap. 7</a>. Auch die Sulfatation hat einen R&uuml;ckgang
+der Kapazit&auml;t zur Folge (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>).</p>
+
+<p>Die Beschaffenheit der Elektroden &uuml;bt, wie
+P. <span class="nowrap">Schoop<a id="FNanchor59"></a><a href="#Footnote59"
+class="fnanchor">[59]</a></span> sagt, einen schwer kontrollierbaren Einflu&szlig;<span class="pagenum" id="Page69">[69]</span>
+auf die Kapazit&auml;t aus. Ist eine Batterie l&auml;ngere
+Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazit&auml;t geringer.
+Durch mehrmaliges Laden und Entladen mu&szlig;
+man dann die Platten auffrischen.</p>
+
+<p>Eine <span class="gesp">Kapazit&auml;tsprobe</span> wird bei der Abnahme
+einer gelieferten Batterie ausgef&uuml;hrt; auch empfiehlt
+es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man &uuml;ber den
+Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn
+sie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt worden ist. Die Pr&uuml;fung
+geschieht folgenderma&szlig;en: Die Batterie wird mit normaler
+Stromst&auml;rke (etwa der der f&uuml;nfst&uuml;ndigen Ladung
+entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung
+soll die Entladung beginnen. Man reguliert die Stromst&auml;rke
+so, da&szlig; sie den f&uuml;r die betreffende Entladezeit
+(z. B. f&uuml;nf Stunden) vorgeschriebenen Wert hat und h&auml;lt
+sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen
+(z. B. f&uuml;r den Betrieb von Motoren, oder f&uuml;r
+elektrolytische Zwecke), so schaltet man die Batterie
+auf einen regulierbaren Metall- oder Wasserwiderstand
+(der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem
+wegen der Schaumbildung, des Siedens der Fl&uuml;ssigkeit
+usw.). Am einfachsten bestimmt man die abgegebene
+Elektrizit&auml;tsmenge mittels eines Coulomb- oder
+Amperstundenz&auml;hlers; benutzt man hierf&uuml;r ein Amperemeter,
+so mu&szlig; man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten
+die Stromst&auml;rke ablesen. Durch ein mit den
+Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die
+Spannung gemessen. Der Versuch ist nat&uuml;rlich abzubrechen,
+wenn die untere Spannungsgrenze erreicht ist,
+d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10% der
+anf&auml;nglichen gesunken ist. &mdash; Aus fr&uuml;heren Betrachtungen
+ergibt sich &uuml;brigens, da&szlig; man durch eine einmalige
+Entladung ein zuverl&auml;ssiges Resultat nicht erhalten
+kann.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page70">[70]</span></p>
+
+<p>Hat man gefunden, da&szlig; die Kapazit&auml;t eines Akkumulators
+zur&uuml;ckgegangen ist, so ist es von Wichtigkeit
+zu wissen, ob die Ursache an der positiven oder an der
+negativen Elektrode liegt. Um dies zu pr&uuml;fen, bedient
+man sich der <span class="gesp">Fuchsschen Methode</span>; das Verdienst,
+diese in die Akkumulatorentechnik eingef&uuml;hrt
+zu haben, geb&uuml;hrt C. <span class="nowrap"><span class="gesp">Liebenow</span><a
+id="FNanchor60"></a><a href="#Footnote60" class="fnanchor">[60]</a>.</span> Man bedient sich
+bei dieser Methode einer sogen. <span class="gesp">Hilfselektrode</span>, am
+einfachsten eines amalgamierten Zinkst&auml;bchens oder am
+besten eines Kadmiumblechs; die <span class="nowrap">Me&szlig;elektrode<a
+id="FNanchor61"></a><a href="#Footnote61" class="fnanchor">[61]</a></span> taucht
+man so in die S&auml;ure ein, da&szlig; sie von m&ouml;glichst wenig
+Stromf&auml;den getroffen wird. Sie bildet in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit
+dem Bleischwamm ein galvanisches Element. Die
+elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> betragen bei der
+gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte bei Beginn der Entladung</p>
+
+<table summary="elektromotorische Kr&auml;fte">
+
+<tr>
+<td class="center padr1">f&uuml;r</td>
+<td class="left">Zink</td>
+<td class="padl2">&nbsp;</td>
+<td class="center padl1 padr1">und</td>
+<td class="left">Bleisuperoxyd</td>
+<td class="right padl1 padr1">2,41</td>
+<td class="center padr0">Volt</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td>&nbsp;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Bleischwamm</td>
+<td class="right padl1 padr1">0,40</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="left">Kadmium</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Bleisuperoxyd</td>
+<td class="right padl1 padr1">2,17</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Blei</td>
+<td class="right padl1 padr1">0,16</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>e<sub>1</sub>&nbsp;- e<sub>2</sub> ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt,
+mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die elektromotorische Kraft des
+Akkumulators. Entnimmt man der Zelle Strom, so
+&auml;ndern sich e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> etwas, und es ist jetzt ihre
+Differenz gleich der Klemmenspannung, wenn der<span class="pagenum" id="Page71">[71]</span>
+innere Widerstand des Elementes so klein ist, da&szlig; man
+das Produkt i&nbsp;&middot; w vernachl&auml;ssigen kann.</p>
+
+<p>Man macht w&auml;hrend der Entladung eine gr&ouml;&szlig;ere
+Reihe von Messungen und tr&auml;gt die Werte von e<sub>1</sub> und
+e<sub>2</sub> sowie diejenigen f&uuml;r die Klemmenspannung auf Millimeterpapier
+nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit
+zu Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man
+erh&auml;lt so drei Kurven, die den Verlauf der Klemmenspannung
+und der elektromotorischen Kr&auml;fte der beiden
+Kombinationen</p>
+
+<table summary="Kombinationen">
+
+<tr>
+<td class="center padr1 br">Hilfselektrode</td>
+<td class="center padl1 padr1 br">verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure</td>
+<td class="center padl1">Bleisuperoxyd</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padr1 br">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1 br">&#8222;</td>
+<td class="center padl1">Bleischwamm</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">anzeigen. Die elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>
+m&uuml;ssen sich bei fortschreitender Entladung einander
+allm&auml;hlich n&auml;hern, da die positive und die negative
+Platte einander &auml;hnlich werden. Bei gleicher Kapazit&auml;t
+der beiden Platten m&uuml;ssen offenbar die Kurven zur
+selben Zeit, n&auml;mlich wenn die Klemmenspannung anf&auml;ngt
+abzufallen, stark umbiegen, die eine nach unten, die
+andere nach oben.</p>
+
+<p>Nach <span class="gesp">Sieg</span> sind die positiven Platten entladen,
+sobald sie gegen Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die
+negativen, sobald sie gegen Kadmium &uuml;ber 0,2 Volt
+haben.</p>
+
+<p><span class="gesp">Liebenow</span> gelangt auf Grund seiner Beobachtungen
+zu der Regel, da&szlig; die Fuchssche Methode
+dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine
+wesentliche Verschiedenheit der Kapazit&auml;t beider
+Plattensorten anzeigt. Wenden sich dagegen die
+beiden Kurven (e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>) beim Herabgehen der
+Klemmenspannung gleichzeitig, so k&ouml;nnen positive und
+negative Platten die gleiche Kapazit&auml;t haben, es kann
+aber auch die der einen kleiner sein als die der
+anderen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page72">[72]</span></p>
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Wirkungsgrad</span><a
+id="FNanchor62"></a><a href="#Footnote62" class="fnanchor">[62]</a>.</span> Nennt man die einem Elemente
+w&auml;hrend der Ladung zugef&uuml;hrte Elektrizit&auml;tsmenge,
+ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden (oder in Coulomb),
+Q<sub>1</sub> und die w&auml;hrend der Entladung von der
+Zelle abgegebene Elektrizit&auml;tsmenge Q<sub>2</sub>, so ist</p>
+
+<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">Q<sub>2</sub></span><span
+class="bottom">Q<sub>1</sub></span></span> der Wirkungsgrad.</p>
+
+<p>Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100,
+so erh&auml;lt man den Wirkungsgrad in Prozenten der
+hineingeladenen Elektrizit&auml;tsmenge.</p>
+
+<p>Da Q<sub>1</sub> und Q<sub>2</sub> von der Stromdichte, also auch von
+der Dauer der Ladung und Entladung, abh&auml;ngig sind,
+so empfiehlt es sich, mit derselben Stromdichte zu entladen,
+mit der geladen wurde (s. <a href="#Page60">Kapazit&auml;t</a>).</p>
+
+<p>Der Wirkungsgrad betr&auml;gt aus verschiedenen
+Gr&uuml;nden weniger als 100% (in der Praxis nimmt
+man 85-90% an). Stromverluste, die man bei Laboratoriumsversuchen
+auf 3-4% herunterdr&uuml;cken
+kann, werden zum Teil durch eine schwache w&auml;hrend
+der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung verursacht.
+Je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der Ladung ist, um so
+gr&ouml;&szlig;er ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um
+so gr&ouml;&szlig;er wird also auch der Bruchteil des Stromes,
+der f&uuml;r die Gasbildung nutzlos verwertet wird. Besonders
+w&auml;hrend der &#8222;&Uuml;berladung&#8223; (Ladung nach Beginn
+des &#8222;Kochens&#8223;) werden gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsmengen
+f&uuml;r die Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff
+verbraucht, die bei der Entladung nicht wiedergewonnen
+werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man
+daher von einer &Uuml;berladung absehen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page73">[73]</span></p>
+
+<p>Kleine Verluste k&ouml;nnen auch dadurch verursacht
+werden, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung Teilchen der aktiven
+Masse durch die Gase abgekratzt oder losgesprengt
+werden.</p>
+
+<p>L&auml;&szlig;t man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt
+stehen, so erfolgt Selbstentladung, die eine
+Verringerung von Q<sub>2</sub> zur Folge hat. Je l&auml;nger also
+die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist,
+um so geringer wird der Wirkungsgrad.</p>
+
+<p id="Ref17"><span class="nowrap"><span class="gesp">Nutzeffekt</span><a id="FNanchor63"></a><a
+href="#Footnote63" class="fnanchor">[63]</a>.</span> Man versteht darunter den Quotienten,
+den man erh&auml;lt, wenn man die vom Akkumulator
+w&auml;hrend der Entladung abgegebene Energie
+(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator
+bei der vorhergegangenen Ladung zugef&uuml;hrte Energie (in
+Wattstunden) dividiert. Beispiel: Eine Zelle wurde mit
+50 Amper 4 Stunden lang geladen; die mittlere Ladespannung
+war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugef&uuml;hrte
+Energie w<sub>1</sub> betrug</p>
+
+<p class="equation">w<sub>1</sub> = 2,3&nbsp;. 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.</p>
+
+<p>Die Zelle wurde etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nach der Ladung
+mit 50 Amp. entladen; nach ungef&auml;hr 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden
+war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die mittlere
+Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund
+1,9 Volt betrug, so belief sich die vom Akkumulator
+abgegebene Leistung w<sub>2</sub> auf</p>
+
+<p class="equation">w<sub>2</sub> = 50&nbsp;. 3,75&nbsp;. 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.</p>
+
+<p>Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich</p>
+
+<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">w<sub>2</sub></span><span
+class="bottom">w<sub>1</sub></span></span> = <span class="horsplit"><span
+class="top">356,25</span><span class="bottom">460</span></span> = 0,77 oder 77%.</p>
+
+<p>Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer
+Stromdichte l&auml;dt und entl&auml;dt, einen Nutzeffekt von 90%<span class="pagenum" id="Page74">[74]</span>
+und noch mehr erzielen. Mit zunehmender Entladestromst&auml;rke
+nimmt der Quotient ab. In der Praxis
+rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%.
+[Auf die Rolle, die die zwischen Ladung und Entladung
+liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam gemacht
+worden.]</p>
+
+<p>Man k&ouml;nnte der Ansicht sein, da&szlig; der Nutzeffekt
+deshalb mit wachsender Entladestromst&auml;rke sinkt, weil
+bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte der innere Widerstand des Akkumulators
+zunimmt. Da&szlig; sich dieser mit der Stromst&auml;rke
+und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme
+von Elektrizit&auml;t etwas &auml;ndert, soll sp&auml;ter nachgewiesen
+werden. Einstweilen begn&uuml;gen wir uns mit der Bemerkung,
+da&szlig; der innere Widerstand auch kleiner
+Zellen in den verschiedenen Stadien der Ladung und
+Entladung und daher auch der Spannungsverlust im
+Elemente (i&nbsp;&middot; w) so klein ist, da&szlig; durch ihn der Nutzeffekt
+nur in geringem Ma&szlig;e beeinflu&szlig;t wird. Die
+Gr&uuml;nde, weshalb der Nutzeffekt weit unter 100% liegt,
+sind schon fr&uuml;her dargelegt worden; diese sind die
+Konzentrations&auml;nderungen und die Abh&auml;ngigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da&szlig; durch die Konzentrations&auml;nderungen, die sich sowohl bei
+der Ladung wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht
+werden, kann man sich auch folgenderma&szlig;en klar machen.
+Wenn man zwei Schwefels&auml;urel&ouml;sungen verschiedener Konzentration
+mischt, so wird W&auml;rme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander
+vermischten S&auml;uren getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied
+hergestellt werden, so mu&szlig; Arbeit aufgewendet werden. Da nun im
+Akkumulator durch den Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt
+und aufrecht erhalten wird, so mu&szlig; hierf&uuml;r elektrische Energie
+verbraucht werden. <span class="gesp">Dolezalek</span> leitet eine Formel f&uuml;r die betreffenden
+Energieverluste ab, aus der sich ergibt, da&szlig; der Nutzeffekt abh&auml;ngig
+ist von dem mechanischen Bau (Porosit&auml;t) der Platten, von
+der Leitf&auml;higkeit der Plattens&auml;ure, von der Stromst&auml;rke und von der
+Zeit. Beachtenswert ist, da&szlig; diese Energieverluste, ebenso wie die der<span class="pagenum" id="Page75">[75]</span>
+Jouleschen W&auml;rme entsprechenden der Leitf&auml;higkeit der S&auml;ure umgekehrt
+proportional sind. Da nun S&auml;ure vom spezifischen Gewicht 1,22
+(ca. 30% Schwefels&auml;ure) das Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so
+ist der Nutzeffekt bei dieser S&auml;uredichte am gr&ouml;&szlig;ten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen,
+wenn man die Lade- und Entladekurve aufgenommen
+hat. W&auml;hlt man n&auml;mlich f&uuml;r die beiden Kurven dieselben
+Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen
+als Ordinaten), so schlie&szlig;en dieselben eine Fl&auml;che
+ein, die ein Ma&szlig; f&uuml;r die Energieverluste ist. Um dies
+zu beweisen, denken wir uns die Zeit in Abschnitte t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>
+... zerlegt, die so klein sind, da&szlig; man von der &Auml;nderung
+der Spannung w&auml;hrend eines jeden Intervalls absehen
+kann. Nennen wir die zugeh&ouml;rigen Spannungen
+bei der Ladung E<sub>1</sub>, E<sub>2</sub> ..., bei der Entladung e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub> ...,
+und bezeichnen wir die (konstante) Stromst&auml;rke, die
+bei der Ladung und Entladung die gleiche sein mu&szlig;,
+mit J, so ist die</p>
+
+<table class="dontwrap" summary="Ladungs- und Entladungsarbeit">
+
+<tr>
+<td class="left">Ladearbeit</td>
+<td class="center padl1 padr1">w&auml;hrend</td>
+<td class="center">der</td>
+<td class="center padl1 padr1">Zeit</td>
+<td class="center">t<sub>1</sub></td>
+<td class="center padl1 padr1">gleich</td>
+<td class="left">E<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">E<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">Entladearbeit</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>1</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">e<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">e<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Der Energieverlust in der Zeit t<sub>1</sub> ist mithin (E<sub>1</sub> -
+e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub> oder proportional (E<sub>1</sub> -
+e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>. Durch dieses Produkt
+wird aber das der Zeit t<sub>1</sub> entsprechende St&uuml;ck
+der zwischen den beiden Kurven liegenden Fl&auml;che dargestellt
+usw.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">innere Widerstand</span> eines Akkumulators,
+der bei Pufferbatterien (s. <a href="#Page166">Kap. 9</a>) eine wichtige Rolle
+spielt, kann in drei Summanden zerlegt werden, n&auml;mlich
+in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen
+Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w<sub>p</sub>),
+denjenigen in der negativen Elektrode (w<sub>n</sub>) und den
+<span class="pagenum" id="Page76">[76]</span>Widerstand in der S&auml;ure zwischen den Elektroden (w<sub>s</sub>).
+Zu w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub> ist auch derjenige Widerstand zu rechnen,
+den die Elektrizit&auml;t in der in den Poren befindlichen
+S&auml;ure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst
+gleichen Umst&auml;nden bei <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platten einen anderen
+Wert haben als bei <span class="gesp">Faure</span>-Platten, &auml;ndern sich im
+Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr Bleisulfat
+n&auml;mlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen
+verteilt ist, um so gr&ouml;&szlig;er werden w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub>;
+ferner steigt bezw. sinkt die Konzentration der S&auml;ure
+in den Poren; endlich hat die Erzeugung von Joulescher
+W&auml;rme eine Temperaturerh&ouml;hung zur Folge. Auch mit
+dem Alter der Platten &auml;ndern sich die beiden Widerst&auml;nde
+(s. <a href="#Ref13">Lebensdauer</a>).</p>
+
+<p>w<sub>s</sub> ist ebenfalls variabel, da die Dichte der S&auml;ure
+zwischen den Platten (der &#8222;&auml;u&szlig;eren&#8223; S&auml;ure) w&auml;hrend
+der Ladung zunimmt und bei der Entladung sinkt;
+dies gilt besonders von denjenigen Schichten der S&auml;ure,
+die an die Oberfl&auml;chen der Platten grenzen; auch k&ouml;nnen
+Gase, die sich gegen Ende der Entladung entwickeln,
+eine Vergr&ouml;&szlig;erung von w<sub>s</sub> verursachen.</p>
+
+<p>Die Leitf&auml;higkeit einer Schwefels&auml;urel&ouml;sung &auml;ndert
+sich mit dem spezifischen Gewichte. Setzt man einer
+bestimmten Menge Wasser Schwefels&auml;ure in kleineren
+Quantit&auml;ten nach und nach zu, so findet man, da&szlig; das
+Leitungsverm&ouml;gen zuerst schnell, dann langsam w&auml;chst,
+sp&auml;ter aber wieder abnimmt; bei einer S&auml;uredichte
+von 1,224 ist das Leitungsverm&ouml;gen ein Maximum. Die
+betreffende L&ouml;sung enth&auml;lt etwa 30,5 Gewichtsprozente
+Schwefels&auml;ure; der spezifische Widerstand (Widerstand
+pro cm<sup>3</sup>) betr&auml;gt etwa 1,35 <span class="nowrap">Ohm<a
+id="FNanchor64"></a><a href="#Footnote64" class="fnanchor">[64]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page77">[77]</span></p>
+
+<p>Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen
+Zustande kann wie derjenige eines jeden anderen elektrolytischen
+Apparates bestimmt werden. Bei der einfachen
+Br&uuml;ckenschaltung mit den von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span> angegebenen
+Modifikationen (Wechselstr&ouml;me, Telephon) erh&auml;lt
+man besonders bei gr&ouml;&szlig;eren Zellen (bei solchen ist der
+Widerstand kaum ein Tausendstel Ohm gro&szlig;) wegen
+der &Uuml;bergangswiderst&auml;nde an den Klemmen keine genauen
+Resultate. Diese werden bei der Br&uuml;ckenschaltung
+von <span class="gesp">Matthiesen</span> und <span class="gesp">Hockin</span> eliminiert.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Angen&auml;hert (der Gr&ouml;&szlig;enordnung nach) kann man den inneren
+Widerstand folgenderma&szlig;en bestimmen. Man l&auml;dt das Element,
+dessen Widerstand man ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten
+Akkumulatoren unter Einschaltung eines Kurbelrheostats.
+Die Klemmen der Ladebatterie seien k<sub>1</sub> und k<sub>2</sub>, die daran befestigten
+Dr&auml;hte d<sub>1</sub> und d<sub>2</sub>. Legt man d<sub>1</sub> <span
+class="gesp">und</span> d<sub>2</sub> an k<sub>1</sub> (oder an k<sub>2</sub>), so gibt
+das zu untersuchende Element Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn
+der Ladung nur wenig verschieden von dem Ladestrom. Bei
+einiger &Uuml;bung kann man innerhalb eines Zeitraumes von einigen
+Sekunden laden, umschalten (also entladen) und die n&ouml;tigen Ablesungen
+an einem mit den Klemmen des Elementes verbundenen Voltmeter
+vornehmen. W&auml;hrend der Ladung ist</p>
+
+<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w<br />
+(e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)</p>
+
+<p class="noindent">und w&auml;hrend der Entladung ist</p>
+
+<p class="equation">e&#8242; = E - i&nbsp;&middot; w.</p>
+
+<p>Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angen&auml;hert)
+gleich 2wi.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators
+konstant w&auml;re, so k&ouml;nnte man w leicht w&auml;hrend
+der Ladung und Entladung bestimmen; denn dann w&auml;re</p>
+
+<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">e - E</span><span class="bottom">i</span></span>.</p>
+
+<p>Es w&uuml;rde gen&uuml;gen, &#8222;den Stromkreis f&uuml;r kurze
+Zeit zu &ouml;ffnen&#8223; und die Spannung, die das mit den<span class="pagenum" id="Page78">[78]</span>
+Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter anzeigt (E),
+abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden
+Kapitel hervorgeht, gehen die &Auml;nderungen der elektromotorischen
+Kraft schnell vor sich, so da&szlig; die Unterbrechungsmethode
+sehr unzuverl&auml;ssig ist. Will man
+den Widerstand einer Zelle w&auml;hrend des Stromdurchganges
+genau bestimmen, so kann man die Methode
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Uppenborn</span><a
+id="FNanchor65"></a><a href="#Footnote65" class="fnanchor">[65]</a></span>
+oder die von <span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Haagn</span>
+angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich von
+der gew&ouml;hnlichen Br&uuml;ckenmethode dadurch, da&szlig; zwei
+Widerst&auml;nde durch Kondensatoren ersetzt sind, au&szlig;erdem
+wird noch ein Hilfskondensator eingeschaltet,
+der verhindert, da&szlig; die Zelle Strom in die Br&uuml;ckenanordnung
+<span class="nowrap">sendet<a id="FNanchor66"></a><a href="#Footnote66"
+class="fnanchor">[66]</a>.</span> (Eine ausf&uuml;hrliche Beschreibung
+der verschiedenen Me&szlig;methoden findet man in dem
+bekannten Werke von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span>, Leitfaden
+der Physik.)</p>
+
+<p>Nach Messungen von <span class="gesp">Haagn</span> stieg der Widerstand
+einer kleinen Zelle w&auml;hrend der etwa f&uuml;nfst&uuml;ndigen Entladung
+von 0,018 bis 0,045 Ohm, w&auml;hrend der Ladung
+fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von
+<span class="gesp">H&auml;berlein</span> verh&auml;lt sich der Widerstand bei Beginn zu
+demjenigen am Ende der Ladung wie 17:24. <span class="gesp">Roloff</span>
+gibt f&uuml;r die Type 3&nbsp;&times; J<sub>1</sub> der Akkumulatoren-Fabrik
+Akt.-Ges. an, da&szlig; der Widerstand bei Beginn der Entladung
+0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da die Konzentration der S&auml;ure in den Poren der wirksamen
+Masse von der Stromdichte abh&auml;ngig ist, so folgt erstens, da&szlig; bei
+schneller Entladung (gro&szlig;er Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)
+Widerstand gr&ouml;&szlig;er ist als bei langsamer Entladung und zweitens, da&szlig;
+der Spannungsabfall im Elemente (w&nbsp;&middot; J) nicht linear mit der Stromdichte
+w&auml;chst, sondern in einem etwas st&auml;rkeren Verh&auml;ltnisse.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="pagenum" id="Page79">[79]</span></p>
+
+<p>Wenn man Zellen von verschiedener Kapazit&auml;t, die
+aus Platten von derselben Konstruktion zusammengesetzt
+sind und S&auml;ure von derselben Dichte enthalten, mit
+gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das Produkt
+w&nbsp;&middot; J als konstant ansehen; denn in dem Ma&szlig;e, in
+dem w bei den gro&szlig;en Zellen abnimmt, w&auml;chst J.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote52"><a href="#FNanchor52"><span class="label">[52]</span></a>
+Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure zersetzt, so steigen an den Au&szlig;enseiten der Elektroden
+nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators
+wird dementsprechend an der Au&szlig;enseite der positiven und negativen
+Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.</p>
+
+<p id="Footnote53"><a href="#FNanchor53"><span class="label">[53]</span></a>
+ Diese m&uuml;&szlig;te eigentlich als &#8222;Kapazit&auml;t&#8223; schlechthin bezeichnet
+werden.</p>
+
+<p id="Footnote54"><a href="#FNanchor54"><span class="label">[54]</span></a> E. T. Z. 1904, S. 587.</p>
+
+<p id="Footnote55"><a href="#FNanchor55"><span class="label">[55]</span></a> E. T. Z. 1897, S. 287.</p>
+
+<p id="Footnote56"><a href="#FNanchor56"><span class="label">[56]</span></a> E. T. Z. 1889, S. 88.</p>
+
+<p id="Footnote57"><a href="#FNanchor57"><span class="label">[57]</span></a> E. T. Z. 1901, S. 811.</p>
+
+<p id="Footnote58"><a href="#FNanchor58"><span class="label">[58]</span></a>
+Wenn man einen Elektrolyten erw&auml;rmt, so w&auml;chst das
+Leitungsverm&ouml;gen ziemlich stark.</p>
+
+<p id="Footnote59"><a href="#FNanchor59"><span class="label">[59]</span></a>
+<span class="gesp">P. Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>
+
+<p id="Footnote60"><a href="#FNanchor60"><span class="label">[60]</span></a>
+Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.</p>
+
+<p id="Footnote61"><a href="#FNanchor61"><span class="label">[61]</span></a>
+Liebenow empfiehlt als Me&szlig;elektrode eine kleine Zelle aus
+Ton (por&ouml;s), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte
+L&ouml;sung von Kadmiumsulfat in Akkumulatorens&auml;ure befindet. Ein
+durch einen Glasstab isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam.
+Man stellt die Zelle auf die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende
+mu&szlig; dann von der S&auml;ure benetzt werden. Die Anordnung entspricht
+einem Voltaschen Elemente, bei dem eine Elektrode in einer mit verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure angef&uuml;llten Tonzelle steht.</p>
+
+<p id="Footnote62"><a href="#FNanchor62"><span class="label">[62]</span></a>
+Was hier &#8222;Wirkungsgrad&#8223; genannt wird, wird von anderen
+Autoren als &#8222;G&uuml;teverh&auml;ltnis&#8223; bezeichnet, w&auml;hrend das Verh&auml;ltnis
+der entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten
+Energie vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.</p>
+
+<p id="Footnote63"><a href="#FNanchor63"><span class="label">[63]</span></a>
+Man vergleiche die <a href="#Footnote62">Fu&szlig;note</a> auf der vorigen Seite.</p>
+
+<p id="Footnote64"><a href="#FNanchor64"><span class="label">[64]</span></a>
+Man bezieht das Leitverm&ouml;gen (und den spezifischen Widerstand)
+der Elektrolyte auf eine S&auml;ule von 1 cm L&auml;nge und 1 qcm
+Querschnitt, also kurz auf 1 ccm.</p>
+
+<p id="Footnote65"><a href="#FNanchor65"><span class="label">[65]</span></a>
+N&auml;heres siehe <span class="gesp">Uppenborn</span>, Kalender f&uuml;r Elektrotechniker.</p>
+
+<p id="Footnote66"><a href="#FNanchor66"><span class="label">[66]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page80">[80]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Viertes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Ladung und Entladung.</span></h2>
+
+<p>Wir wollen zun&auml;chst das <span class="gesp">Verhalten</span> des Bleiakkumulators
+w&auml;hrend der Ladung und Entladung betrachten.</p>
+
+<p>1. <span class="gesp">Ladung</span>. In den ersten Minuten nach Beginn
+der Ladung, f&uuml;r die das in <a href="#Fig2">Fig. 2</a> (s. <a href="#Page26">S. 26</a>) gegebene
+Schaltungsschema gilt, steigt die Klemmenspannung des
+Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18 <span class="nowrap">Volt<a
+id="FNanchor67"></a><a href="#Footnote67" class="fnanchor">[67]</a>.</span>
+Oft beobachtet man, da&szlig; die Spannung im Anfange der
+Ladung zuerst steigt und dann wieder etwas abf&auml;llt, da&szlig;
+also das erste St&uuml;ck der Spannungskurve einen kleinen
+H&ouml;cker aufweist. W&auml;hrend des gr&ouml;&szlig;ten Teiles der
+Ladung w&auml;chst die Spannung nur ganz langsam bis zu
+2,2 Volt; gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller
+Anstieg der Kurve.</p>
+
+<p>Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an
+den Anoden schon etwas fr&uuml;her; sie ist zuerst schwach,
+dann lebhaft; der Akkumulator &#8222;kocht&#8223;. Die Klemmenspannung
+h&auml;ngt besonders w&auml;hrend der Gasbildung in
+hohem Ma&szlig;e von der Ladestromst&auml;rke ab (s. <a href="#Fig7">Fig. 7</a>);
+hat der Strom noch den der vierst&uuml;ndigen Ladung entsprechenden<span class="pagenum" id="Page81">[81]</span>
+Wert, so steigt die Spannung bis zu etwa
+2,7 Volt und ev. noch h&ouml;her.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig7">
+<p class="caption">Fig. 7.</p>
+<img src="images/illo07.png" alt="Klemmspannung" width="500" height="501"
+title="Anfang d. Ladung. Stromdichte ca. 0,6 Amp." />
+</div>
+
+<div class="figcenter" id="Fig8">
+<p class="caption">Fig. 8.</p>
+<img src="images/illo08.png" alt="Klemmspannung" width="600" height="389"
+title="Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,4 Amp.
+Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />
+</div>
+
+<p>In den <a href="#Fig7">Fig. 7</a> und <a href="#Fig8">8</a> ist der Verlauf der Klemmenspannung
+bei Beginn und gegen Ende der Ladung<span class="pagenum" id="Page82">[82]</span>
+graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5 Platten,
+2 positiven und 3 negativen (10 cm&nbsp;&times; 14 cm); die
+ersteren waren Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten. Die Stromdichte
+betrug zuerst etwa 0,6, sp&auml;ter etwa 0,4 Amp. pro
+Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.</p>
+
+<p>Die Stromdichte war verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig klein. Nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor68"></a><a
+href="#Footnote68" class="fnanchor">[68]</a></span> ist bei dreist&uuml;ndiger Entladung die Stromdichte
+bei positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten 1,3-1 Amp. pro
+1 dm<sup>2</sup>.</p>
+
+<p>Vereinzelte Gasblasen sieht man w&auml;hrend der ganzen
+Ladung emporsteigen. Die Gase, die sich entwickeln,
+sind die Elemente des Wassers, und zwar entweicht der
+Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den
+negativen Platten. Die st&auml;rkere Gasentwicklung ist ein
+Zeichen, da&szlig; der chemische Umsatz an den dem Strome
+zug&auml;nglichen Teilen der aktiven Masse nahezu vollendet
+ist. Hat man den Akkumulator mit der h&ouml;chsten zul&auml;ssigen
+Stromst&auml;rke geladen, so setzt man, sobald lebhafte
+Gasbildung erfolgt, den Strom auf die H&auml;lfte bis
+ein Drittel seiner bisherigen St&auml;rke herab.</p>
+
+<p>Die Klemmenspannung e w&auml;hrend der Ladung kann
+in zwei Summanden zerlegt werden; der eine Teil dient
+dazu, die Gegenspannung (die momentane elektromotorische
+Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere,
+den Ohmschen Widerstand w der Zelle zu &uuml;berwinden:</p>
+
+<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w.</p>
+
+<p>Man beobachtet oft, wie schon erw&auml;hnt wurde, da&szlig;
+kurze Zeit nach Beginn der Ladung die Potentialdifferenz
+der Klemmen etwas sinkt und dann wieder ansteigt.
+Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine &Auml;nderung<span class="pagenum" id="Page83">[83]</span>
+des Widerstandes zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, den der Strom in
+den Platten findet. W&auml;hrend der der Ladung vorausgegangenen
+Ruhepause bedecken sich die Elektroden
+wahrscheinlich mit einer sehr d&uuml;nnen Schicht von
+schlechtleitendem Bleisulfat (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Dieses
+wird, wenn die Ladung beginnt, in kurzer Zeit gel&ouml;st.
+Im &uuml;brigen wird durch die &Auml;nderung des inneren
+Widerstandes w&auml;hrend der Ladung die Klemmenspannung
+nur wenig beeinflu&szlig;t. Das anf&auml;ngliche schnelle und das
+sp&auml;tere langsame Wachsen der Klemmenspannung ist auf
+die &Auml;nderung der Konzentration der S&auml;ure in den Poren
+der wirksamen Masse und der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure zur&uuml;ckzuf&uuml;hren.
+Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den
+Poren S&auml;ure frei, die Konzentration (und damit die
+elektromotorische Kraft) steigt so lange, bis in jedem
+Zeitteilchen gerade soviel S&auml;ure durch Diffusion nach
+au&szlig;en gelangt, wie in den Poren durch den chemischen
+Umsatz erzeugt wird. Je gr&ouml;&szlig;er die Ladestromst&auml;rke
+ist, um so gr&ouml;&szlig;er wird der Unterschied der Konzentration
+der beiden S&auml;uren, um so gr&ouml;&szlig;er wird die Klemmenspannung.
+Die Differenz der beiden Konzentrationen
+k&ouml;nnen wir, wenn mit konstanter (nicht zu gro&szlig;er)
+Stromdichte geladen wird, als konstant ansehen; w&auml;chst
+also die Dichte der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure, so nimmt auch diejenige
+der S&auml;ure in den Poren zu.</p>
+
+<p>Gegen Ende der Ladung werden von den Platten
+Gase absorbiert, man spricht daher von einer &#8222;Gaspolarisation&#8223;.
+Da die Okklusionsf&auml;higkeit des Bleies
+nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die
+Gaspolarisation &uuml;berhaupt eine Rolle spielt. &Uuml;brigens
+kann man, wie wir gesehen haben, den starken Anstieg
+der Spannung gegen Ende der Ladung darauf zur&uuml;ckf&uuml;hren,
+da&szlig; der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und
+daher die Konzentration der Blei- und <span class="nowrap">Bleisuperoxydionen<a
+id="FNanchor69"></a><a href="#Footnote69" class="fnanchor">[69]</a></span><span class="pagenum" id="Page84">[84]</span>
+eine sehr geringe wird (siehe <a href="#Ref15">Theorie von
+<span class="gesp">Liebenow</span></a>).</p>
+
+<p>Verschiedene Firmen schreiben vor, da&szlig; die von
+ihnen gelieferten Akkumulatoren ab und zu nach Beginn
+der lebhaften Gasentwicklung noch l&auml;ngere Zeit, etwa
+2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der
+Zweck der <span class="gesp">&Uuml;berladung</span>, die im allgemeinen sch&auml;dlich
+ist, weil durch die entweichenden Gase Teilchen der
+aktiven Masse abgerissen werden, die ferner eine nicht
+unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge
+hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, da&szlig;
+einzelne Zellen einer Batterie aus irgend einem Grunde
+gegen die anderen &#8222;zur&uuml;ckbleiben&#8223;. Bei diesen Zellen
+erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat in Blei bezw.
+Bleisuperoxyd langsamer als bei den &uuml;brigen Elementen,
+die sich in normalem Zustande befinden. W&auml;hrend der
+&Uuml;berladung geht nun die chemische Umwandlung in den
+kranken Zellen noch weiter vor sich, so da&szlig; ihnen Gelegenheit
+gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden
+durch die w&auml;hrend der &Uuml;berladung entweichenden Gasblasen
+Str&ouml;mungen in der S&auml;ure hervorgerufen (die S&auml;ure
+wird aufgew&uuml;hlt), die eine Vermischung der unteren,
+dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur
+Folge haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen
+dadurch zustande, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung konzentrierte
+Schwefels&auml;ure zu Boden sinkt. (Die Konzentrationsunterschiede
+kann man leicht nachweisen, indem man
+mittels eines Hebers S&auml;ure aus den oberen und den
+unteren Schichten entnimmt und mittels des Ar&auml;ometers
+die Dichte mi&szlig;t.)</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page85">[85]</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Die Stromdichte darf bei der Ladung
+einen gewissen oberen Grenzwert nicht
+&uuml;berschreiten</span>, weil sonst 1. die Umwandlung nur
+oder fast ausschlie&szlig;lich an der Oberfl&auml;che der Platten
+vor sich geht (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>), 2. die Ladespannung einen
+zu hohen Wert hat (s. <a href="#Ref17">Nutzeffekt</a>) und 3. infolge der
+schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden Volum&auml;nderungen
+sich der Zusammenhang zwischen der aktiven
+Masse lockern kann (s. auch <a href="#Page14">S. 14</a>, <a href="#Ref18">&Uuml;berschwefels&auml;ure</a>).</p>
+
+<p>Die gr&ouml;&szlig;te zul&auml;ssige Stromdichte h&auml;ngt von der
+wirksamen Oberfl&auml;che, von der Dicke der aktiven Schicht
+und von der Porosit&auml;t der Platten ab. Gew&ouml;hnlich betr&auml;gt
+<span class="gesp">der maximale Ladestrom</span> (wie er von den
+Fabriken angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte
+Teil der Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung angibt.
+Ist z. B. die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung
+120 Amperstunden, so ist die maximale Ladestromst&auml;rke
+gleich 40 Amp.</p>
+
+<p>Kennt man die <span class="gesp">maximale Ladestromst&auml;rke</span>
+nicht, so bestimme man die projizierte Oberfl&auml;che der
+Positiven; ist die L&auml;nge einer Platte a cm, die Breite
+b cm, so ist die Oberfl&auml;che einer Platte 2 a b cm<sup>2</sup>; pro
+Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Eine untere Grenze f&uuml;r die Ladestromst&auml;rke gibt
+es nicht</span>; im Gegenteil, je kleiner die Stromst&auml;rke, um so g&uuml;nstiger
+die &Ouml;konomie, um so gr&uuml;ndlicher erfolgt der chemische Umsatz.
+Besonders wenn Zellen zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder
+einige Zeit in entladenem Zustande gestanden haben, ist ihnen eine
+Ladung mit schwachem Strome von Nutzen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>&Uuml;ber die <span class="gesp">Ladung</span> von Akkumulatoren bei <span class="gesp">konstanter
+Spannung</span> hat <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor70"></a><a
+href="#Footnote70" class="fnanchor">[70]</a></span> eingehende Versuche
+ausgef&uuml;hrt.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page86">[86]</span></p>
+
+<p>Einer Reihe von Ladungen mit (angen&auml;hert) konstanter
+Stromst&auml;rke, wie sie f&uuml;r drei- bis vierst&uuml;ndige
+Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von normalen Ladungen,
+folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4 Volt,
+sp&auml;ter von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anf&auml;ngliche
+Stromst&auml;rke eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig sehr gro&szlig;e, sie
+sinkt aber schnell. Die Zellen nehmen in jedem Augenblicke
+diejenige Elektrizit&auml;tsmenge auf, die ihrem
+momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn
+der Ladung ist die Aufnahmef&auml;higkeit der Zelle eine
+sehr gro&szlig;e. Es ergab sich, da&szlig; &#8222;der Nutzeffekt beim
+Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt
+und einer Ladezeit von etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nicht sehr
+wesentlich ung&uuml;nstiger ausf&auml;llt, als man ihn bei 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>-
+bis 4st&uuml;ndigen Ladungen und 3st&uuml;ndigen Entladungen
+mit konstantem Strome erzielt&#8223;. Ferner fand <span class="gesp">Heim</span>,
+da&szlig; durch eine 1<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei konstanter
+Spannung von 2,4 Volt die Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt
+dagegen fast so weit geladen werden, wie durch 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige
+Ladungen mit konstanter Stromst&auml;rke. Durch
+<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die H&auml;lfte,
+durch <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndiges Laden mit 2,5 Volt zwei Drittel
+der beim Laden mit konstanter Stromst&auml;rke erzielten
+Kapazit&auml;t. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war
+fast so g&uuml;nstig wie bei der Ladung mit konstanter
+Stromst&auml;rke.</p>
+
+<p>Von der Ladung mit konstanter Spannung wird
+man aber nur in Ausnahmef&auml;llen Gebrauch machen,
+wohl nur dann, wenn die Zeit, die f&uuml;r die Ladung zur
+Verf&uuml;gung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung
+die schnellere Abnutzung der Platten und
+vielfach auch der hohe Betrag der anf&auml;nglichen Stromst&auml;rke
+im Wege steht. War doch die Stromst&auml;rke bei
+Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal gr&ouml;&szlig;er als<span class="pagenum" id="Page87">[87]</span>
+der h&ouml;chste zul&auml;ssige <span class="nowrap">Ladestrom<a
+id="FNanchor71"></a><a href="#Footnote71" class="fnanchor">[71]</a></span> und zwar bei einer
+Type &#8222;f&uuml;r starke Entladung&#8223;.</p>
+
+<p>2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen
+<span class="gesp">Stromquellen</span> besch&auml;ftigen, die <span class="gesp">f&uuml;r die Ladung</span>
+von Akkumulatoren in Betracht kommen.</p>
+
+<p>Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn
+vorhanden ist ein a) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Gleichstromnetz</span>.
+Da die positive Leitung an den positiven
+Pol der Batterie anzuschlie&szlig;en ist, so mu&szlig; man in
+zweifelhaften F&auml;llen zun&auml;chst die Polarit&auml;t der Leitungen
+bestimmen. Am einfachsten benutzt man die elektrochemische
+Methode: Man kann z. B. einen Wasserzersetzungsapparat
+mit den Dr&auml;hten des Netzes verbinden,
+wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand
+der Strom abzuschw&auml;chen ist; diejenige Elektrode, an
+der die Gasentwickelung am st&uuml;rmischsten erfolgt, ist
+mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt
+man f&uuml;r die Bestimmung der Polarit&auml;t <span class="nowrap">Polreagenzpapier<a
+id="FNanchor72"></a><a href="#Footnote72" class="fnanchor">[72]</a>.</span>
+Dieses wird vor dem Gebrauche mit Wasser
+angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage (die
+Tischplatte) gelegt. Die Enden der Dr&auml;hte, deren
+Polarit&auml;t man bestimmen will, dr&uuml;ckt man gegen das
+Papier; dieses f&auml;rbt sich, wenn es mit der L&ouml;sung eines
+Alkalisalzes (+ Phenolphtale&iuml;n) impr&auml;gniert ist, an
+derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte
+ber&uuml;hrt wird, rot.</p>
+
+<p>Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet
+oder gruppenweise (z. B. die H&auml;lfte) hintereinander
+und die Gruppen parallel schaltet, h&auml;ngt von
+der zur Verf&uuml;gung stehenden Netzspannung ab. Betr&auml;gt<span class="pagenum" id="Page88">[88]</span>
+z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als
+Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man
+<span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">2,7</span></span>
+= 41 Zellen in Hintereinanderschaltung laden. Soll eine
+gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Zellen geladen werden, handelt es
+sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden je 40 Zellen
+in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,
+zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die
+beiden positiven Pole durch einen Draht miteinander
+und ebenso die beiden negativen; an die beiden Verbindungsdr&auml;hte
+wird die Netzleitung angeschlossen
+(siehe auch <a href="#Page97">S. 97</a>).</p>
+
+<p>In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter
+und einen ver&auml;nderlichen Widerstand ein. Je
+gr&ouml;&szlig;er die Spannung des Netzes und je kleiner die
+Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so gr&ouml;&szlig;er mu&szlig;
+der Rheostat sein.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromst&auml;rke
+15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn
+der Ladung rund 2 Volt betr&auml;gt, so m&uuml;ssen in dem Vorschaltwiderstand
+110 - 40 = 70 Volt erdrosselt werden. Der Spannungsabfall
+in einem Widerstande von w Ohm betr&auml;gt aber, wenn ein Strom von
+i Amper durch den Widerstand flie&szlig;t, w&nbsp;&middot; i Volt. Mithin mu&szlig; der
+Vorschaltwiderstand <span class="horsplit"><span class="top">70</span><span
+class="bottom">15</span></span> = 4,7 Ohm haben. Ist er etwas kleiner, so
+schadet das weiter nichts, da die Gegenspannung jeder Zelle in ganz
+kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. &mdash;</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Will man mit konstanter Stromst&auml;rke laden, so
+mu&szlig; man von Zeit zu Zeit einen Teil des Vorschaltwiderstandes
+<span class="nowrap">abschalten<a id="FNanchor73"></a><a href="#Footnote73" class="fnanchor">[73]</a>.</span></p>
+
+<p>Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen
+und die Netzspannung hoch ist, so kann man statt
+eines Kurbelrheostates Gl&uuml;hlampen als Vorschaltwiderstand<span class="pagenum" id="Page89">[89]</span>
+benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen
+f&uuml;r 110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also
+bei normalem Stromdurchgang einen Widerstand von
+etwa 220 Ohm (der Widerstand des Kohlefadens nimmt
+mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher
+Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand
+von <span class="horsplit"><span class="top">220</span><span class="bottom">n</span></span> Ohm; je gr&ouml;&szlig;er man also n macht, um
+so st&auml;rker wird der Ladestrom. Das Schaltungsschema
+ist in <a href="#Fig9">Fig. 9</a> dargestellt: <i>L</i><sub>1</sub> und <i>L</i><sub>2</sub> sind die Dr&auml;hte der
+Starkstromleitung, <i>L.W.</i> ist der Lampenwiderstand,
+<i>B</i> die Batterie.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig9">
+<p class="caption">Fig. 9.</p>
+<img src="images/illo09.png" alt="Schaltung" width="500" height="350" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von
+Zellen, so ist die Stromentnahme aus einem Netze h&ouml;herer Spannung
+nicht &ouml;konomisch, da der gr&ouml;&szlig;te Teil der entnommenen Energie in
+dem Vorschaltwiderstand nutzlos in W&auml;rme umgesetzt wird.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>b) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Wechselstromnetz.</span>
+Wechselstrom kann man f&uuml;r die Ladung einer Batterie
+nicht verwenden. Es mu&szlig; also entweder eine Umformung
+in Gleichstrom erfolgen, oder es mu&szlig; die eine<span class="pagenum" id="Page90">[90]</span>
+H&auml;lfte einer jeden Stromwelle unterdr&uuml;ckt bezw. stark
+geschw&auml;cht werden.</p>
+
+<p>Die Umformung erfolgt entweder in einem <span class="gesp">Motorgenerator</span>
+(Motordynamo) oder in einem <span class="gesp">Einanker-Umformer</span>
+(auch rotierender Umformer genannt). Ersterer
+besteht aus einem Wechselstrommotor und einer
+von diesem angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer
+ist eine Dynamomaschine, deren Anker auf der einen
+Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit einem
+Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung
+eines Motorgenerators gew&auml;hrt den Vorteil, da&szlig; man
+die Spannung der Gleichstrommaschine in einfacher
+Weise regulieren kann, w&auml;hrend eine &Auml;nderung der
+Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer
+zwar m&ouml;glich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist n&auml;mlich
+das Verh&auml;ltnis zwischen der eingeleiteten Wechselspannung
+und der von den B&uuml;rsten abgenommenen Gleichstromspannung
+ein <span class="nowrap">festes<a id="FNanchor74"></a><a href="#Footnote74"
+class="fnanchor">[74]</a>,</span> und zwar geben theoretisch
+bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugef&uuml;hrte
+(effektive) Spannung 141 Volt (100:<span class="nowrap">&#8730;<span
+class="bt"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub></span>)</span> Gleichstromspannung
+und bei Drehstrom-Gleichstromumformern
+entsprechen 100 Volt Spannung zwischen zwei Schleifringen
+(Phasenstromspannung) 163 Volt (100:<span class="nowrap"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>&#8730;<span
+class="bt"><sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub></span>)</span> an
+den B&uuml;rsten.</p>
+
+<p>Als &#8222;<span class="gesp">Gleichrichter</span>&#8223; kann auch die <span class="gesp">Quecksilberdampflampe</span>
+von <span class="gesp">Cooper Hewitt</span> benutzt
+werden, die u. a. von der Firma Her&auml;us in Hanau auf
+den Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen
+Elektroden (z. B. zwischen Eisen und
+einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen her,<span class="pagenum" id="Page91">[91]</span>
+so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom
+Eisen zur Kohle) &uuml;ber als im anderen <span class="nowrap">Sinne<a
+id="FNanchor75"></a><a href="#Footnote75" class="fnanchor">[75]</a>.</span> Bei
+der Quecksilberdampflampe sind die Elektroden Eisen
+und Quecksilber. In der Physikal.-Techn. Reichsanstalt
+wurden eingehende Versuche und zwar durchaus zufriedenstellende
+mit diesem Gleichrichter angestellt, die
+sich auf Einphasen- und Drehstrom <span class="nowrap">bezogen<a
+id="FNanchor76"></a><a href="#Footnote76" class="fnanchor">[76]</a>.</span> Es ergab
+sich, da&szlig; der Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und
+bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug. Betr&auml;gt also die Netzspannung
+150 Volt, so betr&auml;gt der Energieverlust bei
+10,5 Amp. Stromst&auml;rke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters
+besteht auch darin, da&szlig; er ohne
+Beaufsichtigung (w&auml;hrend der Nacht) im Betrieb bleiben
+kann.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">elektrolytischen Umformer</span>, welche
+die Umwandlung von Wechselstrom in pulsierenden
+Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.
+Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder
+Platin-)elektrode und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure (oder
+einer L&ouml;sung der Sulfate der Alkalien oder des Alauns)
+einen elektrolytischen Apparat, so flie&szlig;t bei Verwendung
+von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen
+Betrag nicht &uuml;bersteigt, nur dann Strom durch
+die Zelle, wenn Aluminium die negative Elektrode ist
+(unipolare Elektrode). Man nimmt an, da&szlig; sich bei
+der umgekehrten Richtung das SO<sub>4</sub> mit Aluminium zu
+einer sehr d&uuml;nnen unl&ouml;slichen Schicht von basischem
+Aluminiumsulfat verbindet, das den elektrischen Strom
+nicht <span class="nowrap">leitet<a id="FNanchor77"></a><a href="#Footnote77"
+class="fnanchor">[77]</a>.</span> Nachdem also eine geringe Elektrizit&auml;tsmenge<span class="pagenum" id="Page92">[92]</span>
+durch den Apparat geflossen ist, wird die
+Zelle zu einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend
+gro&szlig;e Anzahl der Zellen hintereinander und
+verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,
+so wird von jeder Stromwelle die H&auml;lfte unterdr&uuml;ckt
+und man erh&auml;lt pulsierenden <span class="nowrap">Gleichstrom<a
+id="FNanchor78"></a><a href="#Footnote78" class="fnanchor">[78]</a>.</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig10">
+<p class="caption">Fig. 10.</p>
+<img src="images/illo10.png" alt="Schaltung" width="450" height="502" />
+</div>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page93">[93]</span></p>
+
+<p>Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes
+ausgenutzt werden, so wendet man die in
+<a href="#Fig10">Fig. 10</a> angegebene Schaltung an. Ist die Klemme
+<i>K</i><sub>1</sub> der Wechselstrommaschine die positive, so geht
+der Strom durch die Zelle <i>2</i>, durch die zu ladende
+Batterie <i>B</i>, durch die Zelle <i>3</i> zur Maschine zur&uuml;ck;
+ist <i>K</i><sub>2</sub> positiv, so geht der Strom durch die Zellen
+<i>4</i> und <i>1</i>. F&uuml;r 110 Volt Wechselstrom gen&uuml;gen
+4 Zellen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig11">
+<p class="caption">Fig. 11.</p>
+<img src="images/illo11.png" alt="Schaltung" width="400" height="469" />
+</div>
+
+<p>c) <span class="gesp">Laden mittels einer Gleichstrommaschine.</span>
+Am besten eignet sich die Nebenschlu&szlig;maschine.
+Eine solche (mit 2 Polen) ist in <a href="#Fig11">Fig. 11</a><span class="pagenum" id="Page94">[94]</span>
+schematisch dargestellt. Der im Anker <i>A</i> erzeugte
+Strom teilt sich hinter der positiven B&uuml;rste; ein kleiner
+Teil (<i>i</i>) flie&szlig;t durch die zahlreichen Windungen des
+linken Elektromagnetschenkels, durch den Regulierwiderstand
+<i>R</i>, die Windungen auf der rechten Seite
+und endlich durch die B&uuml;rste <i>B</i><sub>2</sub> zum Anker zur&uuml;ck.
+Der Hauptstrom <i>J</i> flie&szlig;t durch die Akkumulatorenbatterie,
+deren positiver Pol mit der positiven B&uuml;rste
+verbunden sein mu&szlig;.</p>
+
+<p>Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung
+den Widerstand in <i>R</i> (durch Drehen der
+Kurbel), so w&auml;chst <i>i</i>, der Erregerstrom, und es wird, falls
+die Feldmagnete nicht schon vorher ges&auml;ttigt waren, das
+magnetische Feld verst&auml;rkt, so da&szlig; die elektromotorische
+Kraft der Maschine steigt. Umgekehrt kann
+man durch Vergr&ouml;&szlig;erung von <i>R</i> die elektromotorische
+Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates
+die Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator.
+Die Spannungsregulierung kann in ziemlich
+weiten Grenzen vorgenommen werden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen annehmen, da&szlig; die Tourenzahl der Maschine, wie
+es meistens zutrifft, nicht ver&auml;ndert werden kann. Man kann dann
+nur durch Verst&auml;rkung des Erregerstromes die Spannung steigern,
+nat&uuml;rlich nur so lange, bis die Elektromagnete ges&auml;ttigt sind. Im
+allgemeinen wird nun die Maschine so gebaut, da&szlig; ihre Feldmagnete
+bei der normalen Spannung (z. B. 110 Volt) nahezu ges&auml;ttigt sind.
+Soll eine Nebenschlu&szlig;maschine also zeitweise eine wesentlich
+h&ouml;here Spannung, als man sie gew&ouml;hnlich von ihr verlangt, liefern,
+so mu&szlig; der Magnetismus der Feldmagnete bei der normalen Spannung
+noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d. h. das
+Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollst&auml;ndig ausgenutzt, die
+Maschine ist also verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig teuer.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Gr&uuml;nde, weshalb sich die Nebenschlu&szlig;maschine
+f&uuml;r die Ladung von Akkumulatoren besonders eignet,
+sind folgende. Da die Klemmenspannung eines Akkumulators<span class="pagenum" id="Page95">[95]</span>
+w&auml;hrend der Ladung um 30-40% <span class="nowrap">steigt<a
+id="FNanchor79"></a><a href="#Footnote79" class="fnanchor">[79]</a>,</span>
+so mu&szlig;, wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand
+den Strom zuerst abschw&auml;chen will, die elektromotorische
+Kraft der Lademaschine allm&auml;hlich erh&ouml;ht
+werden, was, wie schon gezeigt, bei der Nebenschlu&szlig;maschine,
+ohne da&szlig; man die Tourenzahl &auml;ndert, leicht
+geschehen kann. Nehmen wir ferner an, da&szlig; die elektromotorische
+Kraft der Maschine aus irgend einem
+Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens, pl&ouml;tzlich
+so stark sinkt, da&szlig; sie kleiner wird als die Spannung
+der Batterie, die geladen wird; es schickt dann die
+Batterie Strom in die <span class="nowrap">Maschine<a id="FNanchor80"></a><a
+href="#Footnote80" class="fnanchor">[80]</a>.</span> Man erkennt nun
+leicht, wenn man die <a href="#Fig11">Fig. 11</a> betrachtet, da&szlig; der durch
+die Elektromagnetwickelung flie&szlig;ende Akkumulatorenstrom
+dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine
+selbst vor Eintritt der St&ouml;rung in den Nebenschlu&szlig;
+geschickte Strom. Die Feldmagnete &auml;ndern also ihre
+Polarit&auml;t nicht, sie werden nicht <span class="nowrap"><span
+class="gesp">umpolarisiert</span><a id="FNanchor81"></a><a href="#Footnote81" class="fnanchor">[81]</a>,</span>
+und es beh&auml;lt daher auch die im Anker induzierte elektromotorische
+Kraft ihre Richtung bei; sie ist mithin
+stets der elektromotorischen Kraft der Batterie entgegengesetzt
+gerichtet. H&ouml;rt die St&ouml;rung auf, so w&auml;chst
+die induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine
+schickt wieder Strom in die Batterie.</p>
+
+<p>Wie sich die Ladung gestaltet, h&auml;ngt von verschiedenen
+Faktoren ab. Es soll nur ein bestimmter, in
+der Praxis h&auml;ufig vorkommender Fall besprochen werden.<span class="pagenum" id="Page96">[96]</span>
+Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die Anzahl
+der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlu&szlig;maschine
+m&ouml;ge bis zu 150 Volt erh&ouml;ht werden k&ouml;nnen.
+Die Steigerung der Spannung um 40 Volt wird nun
+nicht allein durch Vergr&ouml;&szlig;erung der Feldst&auml;rke des
+Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der
+Ankerr&uuml;ckwirkung bewirkt. Da aber die Ankerreaktion
+von der Ankerstromst&auml;rke abh&auml;ngig ist, so ist man
+gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserh&ouml;hung
+zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern.
+&mdash; Bevor man die Dynamo auf die Batterie
+schaltet, mi&szlig;t man die Klemmenspannung der Batterie,
+diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo
+(mittels des Nebenschlu&szlig;regulators) so, da&szlig; ihre
+Spannung um einige Volt h&ouml;her ist als E und verbindet
+(durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit
+der Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters
+wird die elektromotorische Kraft der Maschine derartig
+reguliert, da&szlig; der gew&uuml;nschte Ladestrom zustande
+kommt. Im Verlaufe der Ladung mu&szlig; von Zeit zu
+Zeit eine Nachregulierung erfolgen.</p>
+
+<p>Bei den angenommenen Verh&auml;ltnissen kann die ganze
+Batterie so lange geladen werden, bis die Spannung
+pro Zelle <span class="horsplit"><span class="top">150</span><span class="bottom">60</span></span>
+= 2,5 Volt betr&auml;gt. Will man bis zu
+2,7 Volt laden, so m&uuml;ssen einige Zellen abgeschaltet
+werden (s. <a href="#Ref19">Zellenschalter</a>).</p>
+
+<p>Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die f&uuml;r
+den normalen Betrieb n&ouml;tige Spannung (z. B. 110 Volt)
+liefern kann, so wird in vielen F&auml;llen eine <span class="gesp">Zusatzdynamo</span>
+verwendet, die mit der Hauptmaschine in
+Reihe geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert.
+Meistens wird die Zusatzdynamo durch einen Elektromotor
+angetrieben, dem Strom aus dem Netze zugef&uuml;hrt wird.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page97">[97]</span></p>
+
+<p>Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und
+die Hauptmaschine nur die f&uuml;r die Speisung der
+Lampen und Motoren n&ouml;tige Spannung liefert, so kann
+man die Batterie <span class="gesp">in zwei H&auml;lften laden</span> (s. <a href="#Page88">S. 88</a>).
+Hierbei mu&szlig; eventuell ein Teil der Maschinenspannung
+in einem Vorschaltwiderstand get&ouml;tet werden, dessen
+Gr&ouml;&szlig;e man allm&auml;hlich verringert. Sobald die Ladung
+der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen
+wieder hintereinander geschaltet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Ladung in zwei H&auml;lften ist mit gr&ouml;&szlig;eren Energieverlusten
+verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung
+aus 62 Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt,
+so m&uuml;ssen durchschnittlich (110 - 31&nbsp;. 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt
+werden, so da&szlig; 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im
+Vorschaltwiderstand in W&auml;rme umgesetzt werden. Die Ladung mit
+Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.</p>
+
+<p>Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine.
+Rechnen wir den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der
+Zusatzmaschine zu 85%, so ist der Wirkungsgrad des Aggregates
+gleich 0,85&nbsp;. 0,85 = 0,7225. Der Energieverlust betr&auml;gt also bei
+unseren Annahmen 27<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>% der dem Aggregate zugef&uuml;hrten Energie.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Eine <span class="gesp">Schaltung</span>, die fast die ganze Netzspannung
+auszunutzen gestattet, hat <span class="gesp">Micka</span> angegeben. Angenommen,
+es sollen bei 110 Volt Netzspannung 63 Zellen
+geladen werden. Aus diesen werden drei gleich gro&szlig;e
+Gruppen gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen
+wollen. Die Zellen jeder Gruppe werden in Reihe und
+die beiden Gruppen II und III parallel geschaltet.
+Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet,
+so da&szlig; die f&uuml;r 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden
+sein mu&szlig;. Gruppe I erh&auml;lt also den vollen
+Ladestrom J, w&auml;hrend II und ebenso III mit dem Strome
+<span class="horsplit"><span class="top">J</span><span class="bottom">2</span></span>
+geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten<span class="pagenum" id="Page98">[98]</span>
+Gruppe fr&uuml;her geladen als die anderen. Nach Abschaltung
+von I werden II und III hintereinander
+geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines
+Widerstandes n&ouml;tig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten
+laden, indem man z. B. zuerst unter Vorschaltung
+eines Widerstandes Gruppe I und II in
+Serie l&auml;dt, dann I und III und zuletzt II und III.
+(Siehe E. T. Z. 1908, S. 943).</p>
+
+<p>d) <span class="gesp">Ladung mittels der Thermos&auml;ule.</span> Die
+Verwendung der Thermos&auml;ule f&uuml;r die Ladung von
+Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich
+um eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das
+Verfahren ist h&ouml;chst einfach, billig und m&uuml;helos: ein
+Vorschaltwiderstand ist &uuml;berfl&uuml;ssig; die Einschaltung
+eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer Beaufsichtigung
+bedarf die Ladung nicht, man kann die
+Ladung auch w&auml;hrend der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch
+betr&auml;gt pro Stunde <sup>1</sup>&#8260;<sub>5</sub> bis <sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Kubikmeter
+(f&uuml;r etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte
+geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine
+gr&uuml;ndliche.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die <span class="gesp">G&uuml;lcher</span>sche Thermos&auml;ule besteht aus 66 hintereinander
+geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend
+etwas h&ouml;her als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck
+auf einer etwas geringeren H&ouml;he halten. Es ist jedoch nicht n&ouml;tig,
+einen Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,
+einzuschalten. Nach dem Anz&uuml;nden der Gasfl&auml;mmchen, das nicht
+sofort nach &Ouml;ffnung des Gashahnes, sondern erst etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub> Minute
+sp&auml;ter geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,
+dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von
+ca. 3,7 Volt (am Abend). Der innere Widerstand der S&auml;ule betr&auml;gt
+rund 0,7 Ohm. Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten
+nach dem Anz&uuml;nden der Gasflammen mit den Polen der Thermos&auml;ule
+(+ mit +, - mit -), weil sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang
+Strom abgibt. Wenn man sich vergewissern will, ob der Akkumulator
+auch wirklich Strom aufnimmt, so schaltet man ein Ampermeter<span class="pagenum" id="Page99">[99]</span>
+<span class="nowrap">ein<a id="FNanchor82"></a><a href="#Footnote82"
+class="fnanchor">[82]</a>.</span> Bei Beginn der Ladung gibt die Thermos&auml;ule einen
+Strom von rund 2 Amper ab, sp&auml;ter geht die Stromst&auml;rke etwas
+zur&uuml;ck.</p>
+
+<p>Sind mehrere Zellen zu laden, so mu&szlig; man diese parallel
+schalten, da die Spannung der Thermos&auml;ule schon f&uuml;r die Ladung
+von zwei in Reihe geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser
+Stelle die Bemerkung eingeschoben, da&szlig; man <span class="gesp">bei der Parallelschaltung</span>
+der Zellen <span class="gesp">keine Gewi&szlig;heit</span> hat, <span class="gesp">da&szlig; alle Zellen
+Strom</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">aufnehmen</span><a id="FNanchor83"></a><a
+href="#Footnote83" class="fnanchor">[83]</a>.</span>
+Ist bei einer Zelle Sulfatierung erfolgt
+(s. <a href="#Page112">S. 112</a>), ihr Widerstand also sehr gro&szlig;, oder ist ein Kontakt mangelhaft,
+oder ein Verbindungsdraht durchgebrochen o. dgl., so nimmt die
+Zelle keinen oder doch nur einen ganz schwachen Strom auf. Um
+sich zu vergewissern, ob in alle Elemente Strom flie&szlig;t, verbinde man
+f&uuml;r einen Augenblick jede Zelle einzeln mit der Thermos&auml;ule (Einschaltung
+eines Ampermeters). Gegen Ende der Ladung sieht man
+zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase entwickeln.</p>
+
+<p>Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator
+ab, dann <span class="gesp">bl&auml;st man die Gasfl&auml;mmchen aus</span> und dreht
+den Gashahn zu. Wenn man das Ausblasen unterl&auml;&szlig;t, erfolgt meistens
+eine Explosion, die der Thermos&auml;ule schaden kann.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man,
+bevor er gef&uuml;llt ist, die Ladung unterbricht, ihm Strom
+entnimmt und sp&auml;ter die Ladung fortsetzt (s. jedoch
+<a href="#Page132">Kap. 7</a>). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h.
+ihm Strom zuf&uuml;hren, ohne da&szlig; er vorher ersch&ouml;pft war.</p>
+
+<p>e) Wenn keine der vorher erw&auml;hnten Stromquellen
+f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren zur Verf&uuml;gung steht,
+so mu&szlig; man seine Zuflucht zu <span class="gesp">galvanischen Elementen</span>
+nehmen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische
+Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand
+ziemlich gro&szlig; ist. Man mu&szlig; mindestens drei Elemente hintereinander<span class="pagenum" id="Page100">[100]</span>
+schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: <span class="nowrap">Zink<a
+id="FNanchor84"></a><a href="#Footnote84" class="fnanchor">[84]</a></span> in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure (ca. 10%), Kohle in Salpeters&auml;ure. Das Element
+hat eine elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere
+Widerstand betr&auml;gt bei den Elementen mittlerer Gr&ouml;&szlig;e 0,1 bis 0,2 Ohm.
+Zwei Elemente gen&uuml;gen also f&uuml;r einen Akkumulator bezw. mehrere
+parallel geschaltete Zellen; die Stromst&auml;rke betr&auml;gt anf&auml;nglich
+5-7 Amp. Da die Salpeters&auml;ure gesundheitssch&auml;dliche D&auml;mpfe
+abgibt, so stellt man die Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert
+den Raum gut, in dem die Ladung erfolgt.</p>
+
+<p>Die Reichspost&auml;mter benutzen f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren
+vielfach Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes
+soll aber Abstand genommen werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Endlich sei noch erw&auml;hnt, da&szlig; manchmal die
+<span class="gesp">Ladung einer kleinen Batterie aus einer
+gro&szlig;en</span> empfehlenswert ist. Wenn bei der gro&szlig;en
+Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man
+den Strom den beiden letzten mit dem Zellenschalter
+verbundenen Elementen. Durch Einschaltung eines kleinen
+Widerstandes schw&auml;cht man den Strom ab.</p>
+
+<p>3. <span class="gesp">Die Entladung.</span> Schaltet man nach beendigter
+Ladung die Ladestromquelle ab, so beobachtet man an
+einem mit den Klemmen verbundenen Voltmeter, da&szlig;
+die elektromotorische Kraft des Akkumulators zuerst
+schnell und dann langsam zur&uuml;ckgeht. Erst nach Verlauf
+von 40-50 Minuten (wenn kein nennenswerter
+Strom entnommen wird) bleibt die Spannung konstant
+und hat dann den der S&auml;uredichte entsprechenden Wert
+von 2-2,1 Volt (siehe <a href="#Page44">S. 44</a>). F&uuml;r die Abnahme der
+Spannung lassen sich verschiedene Gr&uuml;nde angeben:
+(Verschwinden der Gaspolarisation?), Abnahme der hohen
+S&auml;urekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,<span class="pagenum" id="Page101">[101]</span>
+dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den
+Elektrolyten, das eine Zunahme der Konzentration der
+Blei- und Bleisuperoxydionen zur Folge hat; ferner ist zu
+ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; ein Teil der Ladespannung, wenn
+Gasentwicklung erfolgt, als &Uuml;berspannung anzusehen
+ist, die, sobald man den Ladestrom abschaltet, wegf&auml;llt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig12">
+<p class="caption">Fig. 12.</p>
+<img src="images/illo12.png" alt="Entladekurve" width="600" height="192"
+title="Anfang der Entladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />
+</div>
+
+<p>Manchmal beobachtet man, da&szlig; nach Abschaltung
+der Ladestromquelle noch eine ziemlich starke, kurze
+Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt. <span class="gesp">Dolezalek</span>
+erkl&auml;rt diese Erscheinung <span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a
+id="FNanchor85"></a><a href="#Footnote85" class="fnanchor">[85]</a>:</span> &#8222;Hat man
+durch lange &Uuml;berladung alles auf der Elektrode befindliche
+Sulfat zersetzt, so bildet sich das Sulfat durch
+freiwillige Entladung (s. <a href="#Page106">S. 106</a>) zur&uuml;ck, was sich durch
+eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei
+&Ouml;ffnung des Ladestromes zu erkennen gibt&#8223;. Es ist
+aber auch m&ouml;glich, da&szlig; das sogen. Nachkochen durch
+metallische Verunreinigungen hervorgerufen wird (s.
+Selbstentladung).</p>
+
+<p>Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die
+<span class="pagenum" id="Page102">[102]</span>Klemmenspannung
+zun&auml;chst sofort um den Betrag i&nbsp;&middot; <span
+class="nowrap">w<sub>i</sub><a id="FNanchor86"></a><a href="#Footnote86" class="fnanchor">[86]</a>,</span>
+hierzu kommt in den ersten Minuten ein ziemlich starker
+Spannungsabfall, der durch den Schwefels&auml;ureverbrauch
+in den Poren der aktiven Masse und in unmittelbarster
+N&auml;he der Elektrodenoberfl&auml;che zu erkl&auml;ren ist (s. <a href="#Page48">S. 48</a>).
+Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein
+Teil in <a href="#Fig12">Fig. 12</a> abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die
+Spannung nach dem ersten Abfall l&auml;ngere Zeit nahezu
+konstant: das Hineindiffundieren der S&auml;ure in die Poren
+h&auml;lt gleichen Schritt mit dem S&auml;ureverbrauch f&uuml;r die
+Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration
+der &auml;u&szlig;eren (C<sub>a</sub>) und der inneren S&auml;ure (C<sub>i</sub>) wollen
+wir &#948; nennen. Nun nimmt im Laufe der Entladung C<sub>a</sub>
+ab; soll also &#948; konstant bleiben, so mu&szlig; auch C<sub>i</sub> abnehmen.
+Die Spannung mu&szlig; demnach, der Abnahme der
+Konzentration der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure (wie sie mittels eines
+eingetauchten Ar&auml;ometers gemessen wird) entsprechend,
+langsam sinken. Je mehr Elektrizit&auml;t man dem Akkumulator
+entnimmt, um so mehr wird, wie schon gezeigt
+wurde, der S&auml;ure das Eindringen in die aktive Masse
+erschwert. Daher ist gegen Ende der Entladung ein
+schnellerer Spannungsabfall zu erwarten (s. <a href="#Fig13">Fig. 13</a>).</p>
+
+<p>Man h&ouml;rt mit <span class="gesp">der Entladung auf, wenn die
+Klemmenspannung bei Stromentnahme</span> 1,83
+<span class="gesp">bis</span> 1,8 <span class="gesp">Volt betr&auml;gt</span>, weil eine zu weit getriebene
+Entladung dem Akkumulator sch&auml;dlich ist und durch sie
+die folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein
+Akkumulator, wenn er bis zu dem angegebenen Punkte
+entladen ist, keine beachtenswerte Elektrizit&auml;tsmenge
+mehr ab. (S. auch &#8222;Erholung&#8223; <a href="#Page105">S. 105</a> und &#8222;Behandlung&#8223;
+<a href="#Page132">Kap. 7</a>.)</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Bei Zentralen kommt noch hinzu, da&szlig;, wenn man mit der Entladespannung
+noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten
+der Spannung in der Zentrale umst&auml;ndlich w&auml;re und die Zahl
+der Zellen vergr&ouml;&szlig;ert werden m&uuml;&szlig;te. Diese n&auml;mlich
+ist abh&auml;ngig<span class="pagenum" id="Page103">[103]</span>
+von der Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt
+Netzspannung sind <span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">1,8</span></span> Zellen erforderlich.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<div class="figcenter" id="Fig13">
+<p class="caption">Fig. <span class="nowrap">13<a id="FNanchor87"></a><a href="#Footnote87" class="fnanchor">[87]</a>.</span></p>
+<img src="images/illo13.png" alt="Spannungsabfall" width="500" height="419"
+title="Ende der Entladung (4 Stunden)" />
+</div>
+
+<p>Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung
+eine <span class="gesp">gewisse Stromdichte nicht &uuml;berschritten
+werden</span> &mdash; wenigstens f&uuml;r l&auml;ngere Zeit
+nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme
+(infolge der pl&ouml;tzlichen und starken Volum&auml;nderungen)
+kr&uuml;mmen (&#8222;werfen&#8223;) und die aktive Masse
+abbr&ouml;ckeln kann. Durch eine st&auml;rkere Kr&uuml;mmung der
+Platten kann ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt
+werden, der, falls er nicht bald beseitigt wird, zu einem
+vollst&auml;ndigen Ruine des Akkumulators f&uuml;hrt. Die
+<span class="gesp">maximale Stromst&auml;rke</span> wird von den Fabriken<span class="pagenum" id="Page104">[104]</span>
+f&uuml;r die einzelnen Typen angegeben und ist meistens
+gleich der maximalen Ladestromst&auml;rke (s. auch <a href="#Page132">Kap. 7</a>).</p>
+
+<p>Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte
+entl&auml;dt, wird fast alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt.
+Wie durch <span class="gesp">Ayrton</span>, <span class="gesp">Lamb</span> und <span class="gesp">Smith</span>
+nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15st&uuml;ndiger
+Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung
+vorr&auml;tigen Bleisuperoxydes zur&uuml;ck. Entsprechendes wird
+f&uuml;r den Bleischwamm gelten (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>). Es erkl&auml;rt
+sich so die Tatsache, da&szlig; positive &#8222;entladene&#8223; Platten
+noch eine braunrote Farbe haben.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote67"><a href="#FNanchor67"><span class="label">[67]</span></a> Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist
+von der S&auml;uredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber
+von der Stromdichte abh&auml;ngig.</p>
+
+<p id="Footnote68"><a href="#FNanchor68"><span class="label">[68]</span></a>
+Die Akkumulatoren f&uuml;r station&auml;re elektrische Anlagen. 4. Aufl.
+1906.</p>
+
+<p id="Footnote69"><a href="#FNanchor69"><span class="label">[69]</span></a>
+In der Formel f&uuml;r die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im
+Nenner vor.</p>
+
+<p id="Footnote70"><a href="#FNanchor70"><span class="label">[70]</span></a> E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.</p>
+
+<p id="Footnote71"><a href="#FNanchor71"><span class="label">[71]</span></a> Der einst&uuml;ndigen Entladung entsprechend.</p>
+
+<p id="Footnote72"><a href="#FNanchor72"><span class="label">[72]</span></a>
+&Uuml;ber die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe L&uuml;pke-Bose,
+Grundz&uuml;ge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.</p>
+
+<p id="Footnote73"><a href="#FNanchor73"><span class="label">[73]</span></a>
+Schaltungsschema siehe <a href="#Fig2">Figur 2</a> a. <a href="#Page26">S. 26</a>.</p>
+
+<p id="Footnote74"><a href="#FNanchor74"><span class="label">[74]</span></a>
+Man mu&szlig; also, wenn man die Gleichstromspannung variieren
+will, die Spannung des Wechselstromes &auml;ndern; es kann dies durch
+Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit
+abschaltbaren Spulen geschehen.</p>
+
+<p id="Footnote75"><a href="#FNanchor75"><span class="label">[75]</span></a> Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.</p>
+
+<p id="Footnote76"><a href="#FNanchor76"><span class="label">[76]</span></a> E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik
+I, 2 S. 362.</p>
+
+<p id="Footnote77"><a href="#FNanchor77"><span class="label">[77]</span></a>
+Nach einer anderen Erkl&auml;rung bildet sich, wenn das Aluminium
+Anode ist, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.</p>
+
+<p id="Footnote78"><a href="#FNanchor78"><span class="label">[78]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.</p>
+
+<p id="Footnote79"><a href="#FNanchor79"><span class="label">[79]</span></a> Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.</p>
+
+<p id="Footnote80"><a href="#FNanchor80"><span class="label">[80]</span></a> Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats
+(Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, da&szlig; die Batterie
+Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, da&szlig; der
+Automat nicht funktioniert.</p>
+
+<p id="Footnote81"><a href="#FNanchor81"><span class="label">[81]</span></a>
+Bei der Hauptstrommaschine w&uuml;rden die Feldmagnete umpolarisiert
+werden.</p>
+
+<p id="Footnote82"><a href="#FNanchor82"><span class="label">[82]</span></a> Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt
+ein mit seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der
+Thermos&auml;ule an.</p>
+
+<p id="Footnote83"><a href="#FNanchor83"><span class="label">[83]</span></a> Wenn ein Ar&auml;ometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der
+Ladung ist das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.</p>
+
+<p id="Footnote84"><a href="#FNanchor84"><span class="label">[84]</span></a>
+Das Zink mu&szlig; amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch
+zu gro&szlig; ist. Der theoretische Zinkverbrauch betr&auml;gt pro Amperstunde
+nur 1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode
+entwickelt, um so mehr wird die theoretische Zinkmenge
+&uuml;berschritten.</p>
+
+<p id="Footnote85"><a href="#FNanchor85"><span class="label">[85]</span></a> l. c. S. 63.</p>
+
+<p id="Footnote86"><a href="#FNanchor86"><span class="label">[86]</span></a>
+Dieser ist, wenn <span class="gesp">nur</span> ein Voltmeter von gr&ouml;&szlig;erem Widerstand
+mit den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem
+der dreist&uuml;ndigen Entladung entsprechenden Strome betr&auml;gt w<sub>i</sub>&nbsp;&middot; i
+einige Hundertstel Volt.</p>
+
+<p id="Footnote87"><a href="#FNanchor87"><span class="label">[87]</span></a> Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa
+0,6 Amp. (bezogen auf die Positiven) entladen. &mdash; Die Gestalt der
+Entladungskurve h&auml;ngt von der Stromst&auml;rke ab. Je gr&ouml;&szlig;er die
+Stromdichte ist, um so st&auml;rker ist der Spannungssturz in den ersten
+Minuten und gegen Ende der Ladung.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page105">[105]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">F&uuml;nftes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator.</span></h2>
+
+<p id="Ref23">1. <span class="gesp">Erholung.</span> Wir haben gesehen, da&szlig; die
+Klemmenspannung eines Akkumulators bei der Entladung
+sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der Platten
+und dicht an der Oberfl&auml;che an S&auml;ure verarmt. F&uuml;r
+die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung spricht auch diejenige
+Erscheinung, die man als <span class="gesp">Erholung</span> bezeichnet. Sie
+besteht darin, da&szlig; nach Verringerung der Belastung,
+besonders nach &Ouml;ffnung des Stromkreises, infolge des
+Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung
+zuerst schnell, dann langsam bis zu dem der augenblicklichen
+Dichte der <span class="gesp">ganzen</span> S&auml;ure entsprechenden
+Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung
+nicht kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht
+&uuml;ber den Zustand des Akkumulators t&auml;uschen. Aus dem
+Umstande, da&szlig; die elektromotorische Kraft rund 2 Volt
+betr&auml;gt, darf man nicht schlie&szlig;en, da&szlig; noch eine gro&szlig;e
+Elektrizit&auml;tsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus
+den folgenden Messungen hervor.</p>
+
+<p>Eine Zelle, die bei vierst&uuml;ndiger Entladung eine
+Kapazit&auml;t von etwa 16 Amperstunden hat, wurde mit
+4 Amp. entladen; die anf&auml;ngliche elektromotorische
+Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das Voltmeter
+eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung<span class="pagenum" id="Page106">[106]</span>
+wurde unterbrochen. Als sie nach 15st&uuml;ndiger
+Ruhe fortgesetzt wurde, ergab sich eine elektromotorische
+Kraft von 2,03 Volt; 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Stunden sp&auml;ter
+belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach
+5st&uuml;ndiger Pause zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei
+Entnahme von 4 Amp. fiel die Spannung in 5 Minuten
+auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt sich
+wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich
+ein Urteil &uuml;ber die Frage bilden will, wann man mit
+der Stromentnahme aufh&ouml;ren mu&szlig;.</p>
+
+<p id="Ref21">2. <span class="gesp">Selbstentladung.</span> L&auml;&szlig;t man einen geladenen
+Akkumulator unbenutzt stehen, so nimmt seine Kapazit&auml;t
+von Tag zu Tag ab, und die S&auml;uredichte sinkt allm&auml;hlich.
+Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in
+der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der
+Nutzkapazit&auml;t bezeichnet man als Selbstentladung.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Hierzu geh&ouml;rt also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte
+Entladung, die besonders bei Batterien f&uuml;r hohe Spannungen
+eine Rolle spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven
+Klemme der Batterie flie&szlig;t ein schwacher Strom durch die S&auml;ure &uuml;ber
+die feuchte Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie.
+Au&szlig;erdem k&ouml;nnen Str&ouml;me von dem positiven Pole einer Zelle &uuml;ber
+die Glaswand nach dem negativen Pole <span class="gesp">derselben</span> Zelle &uuml;bergehen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat, die erfolgt, ohne da&szlig; der Akkumulator Strom
+abgibt, kann durch verschiedene Erscheinungen verursacht
+werden.</p>
+
+<p>a) Die S&auml;ure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt
+dieser an die Bleischwammelektrode, so wird Blei
+oxydiert. Da die Absorption und <span class="nowrap">Diffusion<a
+id="FNanchor88"></a><a href="#Footnote88" class="fnanchor">[88]</a></span> des Sauerstoffs
+nur sehr langsam erfolgen, so ist die betreffende
+Kapazit&auml;tsabnahme nur gering.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page107">[107]</span></p>
+
+<p>b) Bei der Ladung s&auml;ttigt sich die S&auml;ure in der
+N&auml;he der Elektroden und in den Poren der aktiven
+Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff, auch werden
+von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase
+aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung
+diffundiert der Wasserstoff langsam in die S&auml;ure hinein
+und gelangt nach der positiven Elektrode, wo er reduzierend
+wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach
+der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die
+diesen Vorg&auml;ngen entsprechenden Verluste spielen keine
+gro&szlig;e Rolle.</p>
+
+<p>c) Gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsverluste k&ouml;nnen durch die
+Anwesenheit von fremden Metallen in der Schwefels&auml;ure
+verursacht werden. Jedoch sind keineswegs alle
+Metalle zu den sch&auml;dlichen zu rechnen, sondern nur
+diejenigen, die mit Blei in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein
+galvanisches Element bilden, bei dem Blei der negative
+Pol ist. Wir werden hierauf unten noch n&auml;her eingehen.
+Einstweilen nehmen wir an, da&szlig; ein sch&auml;dliches
+Metall, etwa Platin, in der Akkumulators&auml;ure enthalten
+sei. Durch Blei wird das Platin ausgef&auml;llt, es schl&auml;gt
+sich also Platin auf der Bleischwammelektrode nieder
+(wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe niederschl&auml;gt,
+den man in die L&ouml;sung eines Kupfersalzes eintaucht).
+Es sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden
+sich ein Zinkstab und eine Kupferplatte in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure, und neigt man die Metalle so, da&szlig; sie
+sich innerhalb der S&auml;ure ber&uuml;hren, so beobachtet man
+an der Ber&uuml;hrungsstelle lebhafte Gasentwickelung
+(Wasserstoff). Die Anordnung bildet ein innerhalb der
+S&auml;ure kurz geschlossenes Voltasches Element; der Strom
+geht vom Kupfer durch die Ber&uuml;hrungsstelle zum Zink,
+durch die S&auml;ure zum Kupfer zur&uuml;ck. In unserem
+Akkumulator befinden sich nun au&szlig;erordentlich viele,<span class="pagenum" id="Page108">[108]</span>
+sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes Platinteilchen
+bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die
+Vorg&auml;nge sind &auml;hnliche wie diejenigen, die sich in dem
+Voltaschen Elemente abspielen (s. <a href="#Page22">S. 22</a>) und k&ouml;nnen
+durch die Gleichung dargestellt werden</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes sch&auml;dliches
+Metall in dem Elektrolyten befindet.</p>
+
+<p>Die eben erw&auml;hnten sehr kleinen Elemente nennt man
+<span class="gesp">Lokalelemente</span> und die entsprechenden chemischen
+Vorg&auml;nge <span class="gesp">Lokalaktion</span>. Da infolge der Lokalaktion
+Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so mu&szlig; die Kapazit&auml;t
+der negativen Platte abnehmen.</p>
+
+<p>Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem
+der sch&auml;dlichen Metalle erfolgt, um so st&auml;rker werden
+die Lokalstr&ouml;me, um so schneller erfolgt die Selbstentladung.
+Wenn man daher die Metalle nach dem Grade
+ihrer Sch&auml;dlichkeit in eine Reihe ordnen will, so mu&szlig;
+man die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; mit ber&uuml;cksichtigen (s. <a href="#Page13">S. 13</a>).
+Betr&auml;gt diese bei einem Metalle mehr als die elektromotorische
+Kraft der Kombination Blei | verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure | Wasserstoffelektrode, so kann eine
+Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall
+in der S&auml;ure bezw. auf der Bleischwammelektrode
+befindet, nicht erfolgen und demnach auch keine Umwandlung
+von Blei in Bleisulfat. Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a
+
+id="FNanchor89"></a><a href="#Footnote89" class="fnanchor">[89]</a></span>
+sind folgende Metalle dem Akkumulator gef&auml;hrlich:
+Platin, Gold, Eisen, Silber, Nickel, Kupfer, und zwar
+Platin am meisten, Kupfer am <span class="nowrap">wenigsten<a id="FNanchor90"></a><a
+href="#Footnote90" class="fnanchor">[90]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page109">[109]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da&szlig; <span class="gesp">Platin</span> dem Akkumulator sch&auml;dlich ist, zeigt ein einfacher
+Versuch: Ber&uuml;hrt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech
+innerhalb der S&auml;ure eine negative Platte, so beobachtet man
+lebhafte Gasentwickelung. &mdash; Spuren von Platin k&ouml;nnen in die Schwefels&auml;ure
+gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird.
+Es gen&uuml;gen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar
+zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in
+sehr geringer Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Sch&auml;dlichkeit
+abnehmen, wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam
+legieren.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="gesp">Kupfer</span> kann besonders bei offenen Zellen, die
+im Laboratorium benutzt werden, in die S&auml;ure gelangen,
+wenn Messingklemmschrauben oder Kupferdr&auml;hte an die
+Pole befestigt werden. Durch <span class="gesp">S&auml;ured&auml;mpfe</span> oder
+durch S&auml;urepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden
+Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht
+auch durch &#8222;kriechende&#8223; S&auml;ure, wird das Kupfer angegriffen,
+es bildet sich ein Kupfersalz, von dem sich
+Teilchen losl&ouml;sen usw. &mdash; Stehen Akkumulatoren in der
+N&auml;he einer Dynamomaschine, bei der Kupferb&uuml;rsten benutzt
+werden, so k&ouml;nnen kleine Kupferpartikelchen in
+die S&auml;ure fliegen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine bis jetzt noch nicht aufgekl&auml;rte Beobachtung hat <span
+class="nowrap"><span class="gesp">Kugel</span><a id="FNanchor91"></a><a href="#Footnote91" class="fnanchor">[91]</a></span>
+gemacht. Er fand, da&szlig;, wenn mehrere Metalle, die f&uuml;r sich allein
+nur in geringem Grade sch&auml;dlich sind, gleichzeitig in der S&auml;ure zugegen
+sind, eine st&auml;rkere Selbstentladung erfolgt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Durch Untersuchungen von <span class="gesp">Kayser</span> und <span class="gesp">Ost</span> soll
+nachgewiesen sein, da&szlig; Kupfer, wenn es allein in
+der S&auml;ure vorkommt, eine Entladung nicht hervorruft;
+jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein
+zweites geeignetes Metall in der S&auml;ure war (s. <span class="gesp">Hoppe</span>,
+Die Akkumulatoren f&uuml;r Elektrizit&auml;t). &mdash; Verfasser wei&szlig;
+aus Erfahrung, da&szlig; Zellen, in die Kupferstaub geraten
+war, vollst&auml;ndig verdorben wurden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page110">[110]</span></p>
+
+<p>Wenn durch metallische Verunreinigungen eine
+Selbstentladung verursacht wird, so gasen die Negativen
+nach Unterbrechung des Ladestromes noch l&auml;ngere Zeit
+nach und die Dichtigkeit der Akkumulators&auml;ure nimmt
+ab, dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft
+langsam.</p>
+
+<p>d) Ferner ist die Anwesenheit <span class="gesp">sch&auml;dlicher Metalle
+in den Platten</span> selbst zu erw&auml;hnen. Hier
+gelten dieselben Betrachtungen wie eben. Nat&uuml;rlich
+kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung
+verursachen, wenn das betreffende Metall
+mit der S&auml;ure in Ber&uuml;hrung kommt.</p>
+
+<p id="Ref24">e) <span class="gesp">Lokalaktion an der positiven Platte.</span>
+Dort findet eine Ber&uuml;hrung zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen
+statt, die mit hinzutretender Schwefels&auml;ure
+Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht
+in der Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven
+Masse und Blei des Tr&auml;gers in Bleisulfat, bewirkt also
+eine Abnahme der augenblicklichen Kapazit&auml;t der positiven
+Platten (und eine Zunahme der sp&auml;teren, s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Auch an der negativen Elektrode sollen nach <span class="gesp">Darrieus</span> Lokalaktionen
+stattfinden (?), da Hartblei (s. <a href="#Page118">S. 118</a>) und Bleischwamm in
+verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein galvanisches Element von 0,520 Volt
+(nach <span class="gesp">Sieg</span> von 0,225 Volt) bilden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung
+durch Verunreinigungen der S&auml;ure herbeigef&uuml;hrt werden,
+die leicht oxydierbar sind und in zwei verschiedenen
+Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen, das Ferro-
+und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven
+Elektrode Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche
+Verbindungen nach der negativen Elektrode hin,
+geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch Diffusion
+wieder nach der positiven Platte usw.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page111">[111]</span></p>
+
+<p>Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung
+erfolgt, w&auml;chst mit der Konzentration der S&auml;ure, weil
+die elektromotorischen Kr&auml;fte der verschiedenen in Betracht
+kommenden Elemente mit der S&auml;uredichte ansteigen.
+Dies gilt besonders von der Kombination Blei
+| verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure | Wasserstoff. Je gr&ouml;&szlig;er die
+elektromotorische Kraft dieser Kette ist, je mehr sie
+also die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; &uuml;bertrifft, um so leichter erfolgt
+Wasserstoffentwicklung. Ist die S&auml;ure stark konzentriert,
+so kann sich auch chemisch reines Blei unter
+lebhafter Wasserstoffentwicklung aufl&ouml;sen (es gehen
+Bleiionen in die L&ouml;sung und Wasserstoffionen aus der
+L&ouml;sung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben und
+als Blasen <span class="nowrap">entweichen<a id="FNanchor92"></a><a href="#Footnote92" class="fnanchor">[92]</a>).</span></p>
+
+<p>&Uuml;ber die Gr&ouml;&szlig;e der Stromverluste infolge der
+<span class="nowrap">Selbstentladung<a id="FNanchor93"></a><a
+href="#Footnote93" class="fnanchor">[93]</a></span> k&ouml;nnen genaue Angaben nicht gemacht
+werden; sie h&auml;ngt eben von Zuf&auml;lligkeiten ab, vor allem
+von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion
+der Platten. F&uuml;r positive Platten wird sie
+im allgemeinen eine andere sein als f&uuml;r negative. Ferner
+d&uuml;rfte die Selbstentladung um so gr&ouml;&szlig;er sein, je weiter
+die sogen. Oberfl&auml;chenentwicklung getrieben ist, lehrt
+doch die Erfahrung, da&szlig; f&uuml;r Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten der
+Verlust durch freiwillige Entladung in einer bestimmten
+Zeit bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als f&uuml;r sogen.
+<span class="nowrap">Masseplatten<a id="FNanchor94"></a><a href="#Footnote94"
+class="fnanchor">[94]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page112">[112]</span>
+In den ersten Tagen nach der Ladung ist der prozentuale
+Verlust gr&ouml;&szlig;er als sp&auml;ter.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefels&auml;ure
+Verbunden ist, so kann man sich mit Hilfe des Ar&auml;ometers ein angen&auml;hertes
+Bild von dem Zustande der Zelle verschaffen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Auf die Schl&uuml;sse, die sich aus der Selbstentladung
+f&uuml;r die Praxis ergeben, wird sp&auml;ter n&auml;her eingegangen
+(s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Hier sei nur darauf aufmerksam gemacht,
+da&szlig; man bei der Wahl des Systems in manchen F&auml;llen
+auf die Selbstentladung R&uuml;cksicht nehmen mu&szlig;. Je
+gr&ouml;&szlig;er die Selbstentladung ist, um so gr&ouml;&szlig;er ist die
+Gefahr, da&szlig; der Akkumulator Schaden leidet, wie sich
+aus dem folgenden Abschnitte ergibt.</p>
+
+<p id="Ref14"><span class="gesp">Sulfatierung.</span> L&auml;&szlig;t man einen Akkumulator
+in entladenem Zustande l&auml;ngere Zeit stehen, so beobachtet
+man, da&szlig; sich auf der Oberfl&auml;che der Platten
+wei&szlig;e Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Gr&ouml;&szlig;e
+zunehmen; schlie&szlig;lich (nach mehreren Wochen) ist die
+ganze Oberfl&auml;che mit einer wei&szlig;en Schicht bedeckt.
+Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die Masse,
+die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat
+(daher der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese
+Sulfatschicht unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung
+entstehenden Bleisulfat dadurch, da&szlig; sie aus
+gr&ouml;&szlig;eren Krystallen besteht, w&auml;hrend letzteres einen
+mit Schwefels&auml;ure &uuml;berall durchtr&auml;nkten &Uuml;berzug bildet.
+Wir m&uuml;ssen also schlie&szlig;en, da&szlig; die Sulfatierung auf
+eine <span class="gesp">physikalische</span> Ver&auml;nderung des schwefelsauren
+Bleies zur&uuml;ckzuf&uuml;hren ist. <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a
+id="FNanchor95"></a><a href="#Footnote95" class="fnanchor">[95]</a></span> gibt folgende Erkl&auml;rung:
+Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure nimmt mit der Temperatur schnell zu.
+Nun unterliegt die Temperatur des Raumes, in dem sich<span class="pagenum" id="Page113">[113]</span>
+der Akkumulator befindet und daher auch die Temperatur
+der S&auml;ure forw&auml;hrenden Schwankungen. Steigt die
+Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden
+vorr&auml;tiges Bleisulfat in L&ouml;sung, sinkt die Temperatur
+(abends, in der Nacht), so scheidet sich ein Teil
+des gel&ouml;sten Sulfates in kristallinischem Zustande ab.
+Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat
+in L&ouml;sung. Da sich aber das strukturlose, bei der
+vorhergegangenen Entladung entstandene Salz leichter
+l&ouml;st, so nehmen die schon vorhandenen Kristallnadeln
+nur wenig an Gr&ouml;&szlig;e ab. Bei der n&auml;chsten Abk&uuml;hlung
+geht wieder Bleisulfat aus der L&ouml;sung heraus und setzt
+sich an die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen
+also die Kristalle im Laufe der Zeit auf Kosten des
+bei der Entladung entstandenen Sulfates, bis schlie&szlig;lich
+die ganze Oberfl&auml;che mit einer zusammenh&auml;ngenden,
+f&uuml;r Fl&uuml;ssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von
+kristallinischem Bleisulfat bedeckt ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>F&uuml;r die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung d&uuml;rfte der folgende vom
+Verfasser angestellte Versuch sprechen: In verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,
+in der sich fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte
+eingetaucht. Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte
+zum Teil mit einer ziemlich dicken, wei&szlig;en Kruste bedeckt. Besonders
+stark hatte sich das Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt,
+die sich in der N&auml;he der Oberfl&auml;che der S&auml;ure befanden.
+Dort nimmt die S&auml;ure am leichtesten die Temperatur der Umgebung
+an (das Glasgef&auml;&szlig; war luftdicht abgeschlossen).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Schlie&szlig;t man eine Zelle, in der st&auml;rkere Sulfatierung
+erfolgt ist, an ein Voltmeter an, so findet man, da&szlig; ihre
+elektromotorische Kraft nahezu Null ist. Die folgende
+Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden,
+weil der innere Widerstand der Zelle ein ungew&ouml;hnlich
+gro&szlig;er ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes
+ist darauf zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, da&szlig; die Sulfatschichten
+dem Strome das Eindringen in den Elektrolyten<span class="pagenum" id="Page114">[114]</span>
+<span class="nowrap">erschweren<a id="FNanchor96"></a><a
+href="#Footnote96" class="fnanchor">[96]</a>.</span> Nimmt die Zelle Strom auf, so
+sinkt der innere Widerstand einige Zeit nach Beginn
+der Ladung langsam.</p>
+
+<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; bei einem Akkumulator
+mit sulfatierten Platten die Ladung mit Ruhepausen
+von Vorteil ist; man l&auml;dt also kurze Zeit, schaltet die
+Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung
+fort usw. Ferner soll sich die sch&auml;dliche Sulfatschicht
+auf den Positiven leichter entfernen lassen als auf den
+Negativen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meines Erachtens ist die Erkl&auml;rung f&uuml;r diese Erfahrungstatsachen
+folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat l&ouml;st sich nur sehr
+langsam in der S&auml;ure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte
+geladen wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert
+als sich l&ouml;st, so da&szlig; die S&auml;ure bald an Bleisulfat verarmt.
+W&auml;hrend der Ruhepause s&auml;ttigt sich die S&auml;ure mit Bleisulfat usw.
+2. Die Dichte der S&auml;ure unmittelbar an der Oberfl&auml;che der positiven
+Elektrode nimmt bei der Ladung st&auml;rker zu als an der negativen
+Platte, da an ersterer nach der Sulfattheorie Wasser verbraucht und
+Schwefels&auml;ure gebildet wird. Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates w&auml;chst
+mit der S&auml;uredichte <span class="nowrap">schnell<a
+id="FNanchor97"></a><a href="#Footnote97" class="fnanchor">[97]</a>.</span> Man darf daher wohl den Schlu&szlig;
+ziehen, da&szlig; das kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter
+und schneller in L&ouml;sung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Neigung zur Sulfatierung w&auml;chst mit der
+S&auml;uredichte, weil die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates &mdash;
+f&uuml;r das hier in Betracht kommende Intervall &mdash; mit dem
+Schwefels&auml;uregehalt steigt (s. <a href="#Footnote97">Fu&szlig;note</a>) und damit die
+Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.</p>
+
+<p>Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob
+bei einer Zelle, die ein Glied einer Akkumulatorenbatterie
+ist, Sulfatisierung ausgeschlossen sei, wenn die<span class="pagenum" id="Page115">[115]</span>
+Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird.
+Dies ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir n&auml;mlich
+an, da&szlig; bei einer Zelle, die wir mit Z bezeichnen
+wollen, eine leitende Verbindung zwischen einer positiven
+und einer negativen Platte entstanden sei, etwa
+durch herabgefallene aktive Masse. Es flie&szlig;t dann fortw&auml;hrend
+Strom von der positiven Elektrode durch den
+Kurzschlu&szlig; nach der negativen Platte, so da&szlig; die Zelle
+viel fr&uuml;her entladen ist als die anderen Elemente. Erfolgt
+die n&auml;chste Ladung, so flie&szlig;t der Ladestrom in Z
+zum Teil durch die S&auml;ure, zum gr&ouml;&szlig;ten Teil durch den
+metallischen Leiter in der Zelle, und dieser letztere
+Teil kommt f&uuml;r die Elektrolyse nicht in Betracht. Sind
+also die &uuml;brigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit
+zur&uuml;ck. Nach der Ladung entl&auml;dt sich die betreffende
+Zelle ziemlich schnell. Sie befindet sich also fast immer im
+entladenen Zustande, wodurch die Sulfatierung beg&uuml;nstigt
+wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat vorhanden
+ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.</p>
+
+<p>Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazit&auml;t
+eines Elementes aus irgend einem Grunde kleiner
+ist als diejenige anderer, mit denen es in Serie geschaltet
+ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem
+neuen zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird
+dann bei jeder Entladung der Batterie zu stark beansprucht;
+die Ladung wird erschwert, die zwischen
+Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr gr&ouml;&szlig;er
+als bei den &uuml;brigen Zellen.</p>
+
+<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; die Sulfatierung schneller
+erfolgt, wenn die Entladung zu weit getrieben wird. Sie
+ist oft mit einer Kr&uuml;mmung der Platten verbunden, durch
+die ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt werden kann.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote88"><a href="#FNanchor88"><span class="label">[88]</span></a>
+Die Absorption erfolgt an der Oberfl&auml;che der S&auml;ure, durch
+Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.</p>
+
+<p id="Footnote89"><a href="#FNanchor89"><span class="label">[89]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span> l. c. S. 75.</p>
+
+<p id="Footnote90"><a href="#FNanchor90"><span class="label">[90]</span></a> Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode
+und ein Kupferblech (beide in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure) mit einem
+empfindlichen Voltmeter, so findet man, da&szlig; die Spannung schnell
+auf einige Millivolt f&auml;llt.</p>
+
+<p id="Footnote91"><a href="#FNanchor91"><span class="label">[91]</span></a> Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.</p>
+
+<p id="Footnote92"><a href="#FNanchor92"><span class="label">[92]</span></a>
+Die S&auml;ure mu&szlig;, wenn dieses geschehen soll, eine so gro&szlig;e
+Dichte haben, da&szlig; die elektromotorische Kraft der vorhin erw&auml;hnten
+Kette gleich der &Uuml;berspannung f&uuml;r Blei ist, n&auml;mlich 0,64 Volt.</p>
+
+<p id="Footnote93"><a href="#FNanchor93"><span class="label">[93]</span></a>
+Nach <span class="gesp">Bein</span> (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908,
+S. 184) soll die Selbstentladung in Schwefels&auml;ure von 1,8 Dichte nach
+2 Tagen bis zu 14% betragen. Unter normalen Verh&auml;ltnissen d&uuml;rfte
+jedoch der Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch
+<span class="gesp">Dolezalek</span> gibt kleinere Zahlen an.</p>
+
+<p id="Footnote94"><a href="#FNanchor94"><span class="label">[94]</span></a>
+Man vergl. die Untersuchungen von <span class="gesp">Albrecht</span>, E. T. Z. 1907,
+Seite 539.</p>
+
+<p id="Footnote95"><a href="#FNanchor95"><span class="label">[95]</span></a>
+<span class="gesp">Elbs</span>, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.</p>
+
+<p id="Footnote96"><a href="#FNanchor96"><span class="label">[96]</span></a>
+Da&szlig; der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an
+S&auml;ure verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.</p>
+
+<p id="Footnote97"><a href="#FNanchor97"><span class="label">[97]</span></a>
+Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial mu&szlig; man schlie&szlig;en,
+da&szlig; die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates mit der S&auml;uredichte zuerst abnimmt,
+bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page116">[116]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Sechstes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.</span></h2>
+
+<p>I. <span class="gesp">Plattenkonstruktionen</span>. <span class="gesp">Plant&eacute;</span>, den wir
+bereits als den Erfinder des Bleiakkumulators kennen
+lernten (s. <a href="#Page34">S. 34</a>), benutzte f&uuml;r seine Untersuchungen
+glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei aufeinandergelegt
+und durch Kautschukb&auml;nder voneinander getrennt;
+das Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei
+solchen glatten Platten eine auch nur einigerma&szlig;en
+befriedigende Kapazit&auml;t zu erhalten, war sehr umst&auml;ndlich
+(s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<p>Um die Kapazit&auml;t zu erh&ouml;hen und die Formationszeit
+zu verringern, trug <span class="nowrap"><span class="gesp">Faure</span><a
+id="FNanchor98"></a><a href="#Footnote98" class="fnanchor">[98]</a>,</span> dessen Deutsches
+Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist, auf glatte
+Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleigl&auml;tte, Mennige)
+und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure hergestellten dicken Brei
+auf. Die Schicht wurde durch einen &Uuml;berzug aus
+por&ouml;ser Masse (Filz oder dergl.) festgehalten.</p>
+
+<p>Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung
+des Faureschen Verfahrens erzielte <span class="gesp">Volckmar</span> &mdash;
+Patent vom 9. Dez. 1881 &mdash; dadurch, da&szlig; er als Tr&auml;ger
+der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich<span class="pagenum" id="Page117">[117]</span>
+zahlreiche rechteckige oder sonstwie geformte L&ouml;cher
+befanden. Die Rippen verj&uuml;ngten sich nach au&szlig;en.
+Die F&uuml;llmasse, die sogenannte Paste, wurde als Brei in
+die L&ouml;cher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder
+Bleimehl, das mit verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure anger&uuml;hrt
+wurde. Volckmar ist also der Erfinder der sogenannten
+<span class="gesp">Gitterplatten</span>, die man auch wohl <span class="gesp">gepastete</span> oder
+<span class="gesp">pastierte</span> Platten oder Masseplatten nennt.</p>
+
+<p><span class="gesp">De Kabath</span> suchte bei m&ouml;glichst kleinem Gewichte
+der Platten, ohne Bleisalze zu verwenden, eine m&ouml;glichst
+gro&szlig;e Oberfl&auml;che zu erzielen. Er stellte wellenf&ouml;rmige
+Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in Bleischeiden
+geschoben wurden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig14">
+<p class="caption">Fig. 14.</p>
+<img src="images/illo14.jpg" alt="Doppelgitter" width="400" height="274" />
+</div>
+
+<p>In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen
+erfunden; nomen eorum est legio. Die meisten
+waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich im Betriebe
+nicht bew&auml;hren, vor allem weil dem Umstande nicht
+gen&uuml;gend Rechnung getragen war, da&szlig; die kleinen
+Kuchen oder Pastillen beim Laden und Entladen ihr
+Volumen &auml;ndern, so da&szlig; der Zusammenhang zwischen
+der aktiven Masse und den Gitterst&auml;ben mangelhaft
+wurde oder die Pastillen rissen und herausfielen. Um
+diese &Uuml;belst&auml;nde zu beseitigen, konstruierte <span class="gesp">Correns</span>
+(1888) eine Platte, die man als
+<span class="gesp">Doppelgitter</span> bezeichnen kann.
+Wie man sieht, haben die Stege
+<i>a b</i> dreieckigen Querschnitt, und
+es liegen je zwei, etwas gegeneinander
+versetzt, &uuml;bereinander (siehe
+<a href="#Fig14">Fig. 14</a>). Die Pastillen sind in der
+Mitte infolgedessen etwas eingeschn&uuml;rt. Die zwischen
+je zwei Querbalken <i>c d</i> liegenden Felder stehen im Zusammenhang.
+Das <span class="gesp">Corrensgitter</span> wird von den
+Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerken vorm. W. A.<span class="pagenum" id="Page118">[118]</span>
+<span class="gesp">Boese</span> in Berlin hergestellt. Auf die Entwicklung
+der Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten werden wir noch zur&uuml;ckkommen.
+Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen;
+es sollen aber nur die bekanntesten deutschen
+Fabrikate ber&uuml;cksichtigt werden. Man kann die
+Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten
+einteilen. 1. Mit R&uuml;cksicht auf die Verwendung,
+die der Akkumulator finden soll, kann man
+unterscheiden zwischen Platten f&uuml;r station&auml;re und transportable
+Elemente. Bei ersteren kommt es auf das
+Gewicht weniger an, verlangt wird eine gro&szlig;e Lebensdauer.
+Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei dicken
+Platten gr&ouml;&szlig;er als bei d&uuml;nnen. Auch die Beanspruchung
+im Betriebe wird bei der Konstruktion bezw. bei der
+Wahl der Platten eine Rolle spielen; f&uuml;r Pufferbetrieb
+wird man eine andere Platte w&auml;hlen als f&uuml;r Telephonbetrieb.</p>
+
+<p>2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden
+zwischen Platten aus reinem Blei oder einer
+Legierung von Blei und Antimon, die man Hartblei
+nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):
+zwischen Gro&szlig;oberfl&auml;chen- oder Plant&eacute;-Platten und Masse-
+oder Faure-Platten. Mit R&uuml;cksicht auf den Tr&auml;ger der
+wirksamen <span class="nowrap">Masse<a id="FNanchor99"></a><a
+href="#Footnote99" class="fnanchor">[99]</a></span> kann man einteilen in <span class="gesp">Kernplatten</span>,
+d. h. Platten, die in der Mittelebene einen
+zusammenh&auml;ngenden Kern haben, auf dem sich die
+Rippen oder dergl. erheben, in <span class="gesp">Einfachgitterplatten</span>
+und <span class="gesp">Doppelgitter</span>.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten.</span> Die gro&szlig;e Oberfl&auml;che
+erzielt man dadurch, da&szlig; man die Platte mit<span class="pagenum" id="Page119">[119]</span>
+zahlreichen Rippen, Z&auml;hnen, Leisten u. dergl. versieht.
+Die von der S&auml;ure benetzte, daher der Stromwirkung
+zug&auml;ngliche Oberfl&auml;che nennt man die <span class="gesp">abgewickelte</span>
+Oberfl&auml;che.</p>
+
+<p>Hat eine Platte von 1 dm L&auml;nge und 1 dm Breite,
+deren <span class="gesp">projizierte</span> Oberfl&auml;che also 1 dm<sup>2</sup> betr&auml;gt, eine
+abgewickelte Oberfl&auml;che von 4 dm<sup>2</sup>, so sagt man, da&szlig;
+die <span class="gesp">Oberfl&auml;chenentwickelung</span> eine vierfache sei.
+Die Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte wurde besonders von den Gebr&uuml;dern
+<span class="gesp">Tudor</span> (<span class="gesp">Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft</span>,
+<span class="gesp">Hagen</span> i. W.) ausgebildet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Anf&auml;nglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten
+mit relativ hohen, d&uuml;nnen Rippen versehen waren, bis sie die volle
+Kapazit&auml;t erreicht hatten, nach Plant&eacute; formiert (s. <a href="#Page127">S. 127</a>). Dieses
+Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die
+Platten sp&auml;ter zuerst eine Zeitlang nach Plant&eacute; formiert; dann wurden
+die Zwischenr&auml;ume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige
+und Schwefels&auml;ure ausgef&uuml;llt. Schlie&szlig;lich wurden die hergerichteten
+Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in Bleisuperoxyd
+umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente vorl&auml;ufig
+als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte
+inbezug auf H&ouml;he des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen
+Elektrizit&auml;tsmenge (Kapazit&auml;tsbeanspruchung) wird <span class="gesp">jede
+k&uuml;nstlich auf eine positive Bleiplatte aufgetragene
+Masse fr&uuml;her oder sp&auml;ter weich</span> und f&auml;llt auf den Boden.
+Bei den <span class="gesp">Tudor</span>-Platten war nach 1 bis 2 Jahren die aufgetragene
+Masse herausgesp&uuml;lt. In dieser Zeit aber hatte sich die Bleisuperoxydschicht
+um so viel weiter aus dem Bleikern entwickelt, da&szlig; die
+Dicke derselben einschlie&szlig;lich der Reste der aufgetragenen Masse,
+die fest mit der Schicht verwachsen waren, nunmehr gen&uuml;gte, der
+Platte die von ihr verlangte Kapazit&auml;t zu geben; die Platte war dann
+eine reine <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platte.</p>
+
+<p>Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte
+arbeiten sollte, so mu&szlig;te nat&uuml;rlich, damit die Leistung
+pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials m&ouml;glichst gro&szlig; wurde,
+die Zahl der auf der Fl&auml;cheneinheit des Kerns stehenden Rippen
+m&ouml;glichst gesteigert und die H&ouml;he der Rippen m&ouml;glichst gro&szlig; gew&auml;hlt
+werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte<span class="pagenum" id="Page120">[120]</span>
+sich nun, da&szlig; dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr
+schnell genug von der S&auml;ure durchdrungen wurde. Infolgedessen
+blieb von einer gewissen Steigerung der Oberfl&auml;chenentwickelung ab
+die gew&uuml;nschte Mehrleistung aus. Um diesen &Uuml;belstand zu beheben,
+suchte man das Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden.
+Die Platte wird jetzt unter Benutzung eines neuen Verfahrens in
+der Fabrik so weit formiert, da&szlig; sie von vornherein die gew&uuml;nschte
+Kapazit&auml;t hat. Da keine Masse eingetragen wird, so kann die Oberfl&auml;chenentwickelung
+wesentlich vergr&ouml;&szlig;ert werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<div class="figcenter" id="Fig15">
+<p class="caption">Fig. 15.</p>
+<img src="images/illo15.jpg" alt="Positive Platte" width="450" height="263" />
+</div>
+
+<p><a href="#Fig15">Fig. 15</a> zeigt den Querschnitt und die bildliche
+Darstellung der f&uuml;r Beleuchtungsbatterien zur Verwendung
+kommenden
+positiven Platten der
+<span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft</span>.
+Die
+Platte wird ohne Kern
+hergestellt. <i>a b</i> sind
+die L&auml;ngsrippen; sie
+werden durch Stege
+<i>c d</i> zusammengehalten. Die Oberfl&auml;chenentwickelung
+ist eine achtfache. Die Rippen sind vollst&auml;ndig frei,
+so da&szlig; die S&auml;ure gut zirkulieren kann.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine zu weit getriebene Oberfl&auml;chenentwickelung hat, wenn
+man den Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit
+relativ hoher Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, n&auml;mlich, da&szlig;
+der Spannungsabfall in der S&auml;ure w&auml;chst. Es geht dies aus folgendem
+Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher
+Oberfl&auml;chenentwickelung denken wir uns ein St&uuml;ck von 1 dm L&auml;nge
+und 1 dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die
+negative Platte sei gerade so gro&szlig;; der Abstand der Oberfl&auml;chen der
+beiden Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen;
+der spezifische Widerstand der S&auml;ure sei &#961; Ohm (bezogen auf 1 cm<sup>3</sup>).
+Der Widerstand, den der Strom in der S&auml;ure zu &uuml;berwinden hat, ist
+gleich <span class="horsplit"><span class="top"><span class="nowrap">&#961;<a
+id="FNanchor100"></a><a href="#Footnote100" class="fnanchor">[100]</a></span></span><span class="bottom">100</span></span>
+Ohm. Die einer <span class="gesp">glatten</span> Oberfl&auml;che von 1 dm<sup>2</sup>
+entsprechende<span class="pagenum" id="Page121">[121]</span>
+Stromst&auml;rke sei i, dann w&auml;re also, wenn der Akkumulator
+der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in
+Rechnung zu setzende Stromst&auml;rke 8i und der durch den Widerstand
+in der S&auml;ure bedingte Spannungsabfall E<sub>1</sub> = 8i&nbsp;.
+<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span> Volt. Bei einem
+zweiten Akkumulator sei die Oberfl&auml;chenentwickelung der positiven
+Platte eine einfache (glatte Oberfl&auml;che ohne Rippen). Soll dieser
+zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so mu&szlig; seine
+positive Platte 8 mal gr&ouml;&szlig;er sein; bei sonst gleichen Umst&auml;nden
+(gleiche S&auml;uredichte, gleiche Gr&ouml;&szlig;e der negativen Platte wie eben)
+w&auml;re dann der Widerstand in der S&auml;ure
+<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">4</span></span>&nbsp;.
+<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span>
+(nicht <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">8&times;100</span></span>, da
+der mittlere S&auml;urequerschnitt 4 dm<sup>2</sup> ist) und der Spannungsverlust
+in der S&auml;ure E<sub>2</sub> = 8i&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span
+class="bottom">4</span></span>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span
+class="bottom">100</span></span> = <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span
+class="bottom">4</span></span>E<sub>1</sub>. Wir gelangen also zu dem
+Resultate, da&szlig; eine <span class="gesp">der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechende
+Beanspruchung einen gr&ouml;&szlig;eren Spannungsabfall
+zur Folge</span> hat. Dies ist besonders bei Pufferbatterien zu
+ber&uuml;cksichtigen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die genannte Firma verwendet f&uuml;r Pufferbatterien
+eine mit der in <a href="#Fig15">Fig. 15</a> abgebildeten inbezug auf die
+Konstruktion &uuml;bereinstimmende Platte, die aber nur
+eine 6fache Oberfl&auml;chenentwickelung hat.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten</span> sollen sich, wie von
+Fachleuten oft behauptet wird, <span class="gesp">nicht als negative</span>
+Platten eignen, da der Bleischwamm keinen festen Halt
+habe, w&auml;hrend das Bleisuperoxyd fest mit dem Bleikern
+verw&auml;chst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten auch als negative Elektroden
+auszubilden.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gitterplatten</span> oder pastierte Platten werden
+als positive und negative Elektroden benutzt. Die
+Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse (F&uuml;llmasse)
+festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen
+zuzuf&uuml;hren. Sie m&uuml;ssen gen&uuml;gende mechanische Festigkeit
+haben. Die Stromverteilung mu&szlig; eine m&ouml;glichst
+gleichm&auml;&szlig;ige sein, weil sonst eine ungleichm&auml;&szlig;ige, den<span class="pagenum" id="Page122">[122]</span>
+chemischen Umsatz begleitende Volum&auml;nderung erfolgt
+und eine Deformation der Platte (Kr&uuml;mmung), sowie
+schlechter Kontakt zwischen Tr&auml;ger und aktiver Masse
+eintreten kann. Je k&uuml;rzer die Entladedauer, um so
+enger sollte da&szlig; Gitter sein.</p>
+
+<p>Die <span class="nowrap">Paste<a id="FNanchor101"></a><a
+href="#Footnote101" class="fnanchor">[101]</a></span> wird hergestellt aus Mennige (Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>,
+rot) oder Bleigl&auml;tte (Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder
+aus einer Mischung der beiden Oxyde. F&uuml;r die Anode
+wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, f&uuml;r
+die Kathode Bleigl&auml;tte bevorzugt. Auch Bleimehl kann
+verwendet werden.</p>
+
+<p>Als Bindemittel verwendet man verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,
+Glyzerinschwefels&auml;ure, d. h. eine Mischung aus
+Schwefels&auml;ure und Glyzerin, oder Magnesiumsulfatl&ouml;sung
+und noch andere Fl&uuml;ssigkeiten. Die Schwefels&auml;ure soll
+frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpeters&auml;ure
+und salpetriger S&auml;ure. Wie die S&auml;ure auf diese Verunreinigungen
+hin untersucht wird, werden wir sp&auml;ter sehen.
+Die Paste wird nach sorgf&auml;ltiger Reinigung der Tr&auml;ger
+(Gitter) mittels eines eichenen Spatels eingetragen
+(Schmieren); die pastierten Platten werden in einem
+m&auml;&szlig;ig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich
+die Schwefels&auml;ure w&auml;hrend des Trocknens mit Bleigl&auml;tte
+allm&auml;hlich zu Bleisulfat und die Paste erh&auml;rtet infolge
+Verdunstung des Wassers, die Masse wird <span class="nowrap">por&ouml;s<a
+id="FNanchor102"></a><a href="#Footnote102" class="fnanchor">[102]</a>.</span> Die
+Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefels&auml;ure,<span class="pagenum" id="Page123">[123]</span>
+wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und
+Abscheidung von Bleisuperoxyd nach der Gleichung:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> =
+2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig16">
+<p class="caption">Fig. 16.</p>
+<img src="images/illo16.jpg" alt="Negative Platte" width="600" height="258" />
+</div>
+
+<p>Der Bleischwamm der negativen Platten hat die
+Neigung, im Laufe der Jahre zusammenzusintern, eine
+Erscheinung, die man als <span class="gesp">Schrumpfen</span> oder <span class="gesp">Verbleiung</span>
+bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere
+Struktur, und die Folge ist, da&szlig; die Kapazit&auml;t der
+negativen Platten allm&auml;hlich zur&uuml;ckgeht. Um diesem
+&Uuml;belstande zu steuern, mischt man der Masse gewisse
+Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen
+verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver
+usw. Wird soviel von diesem indifferenten
+Material beigemischt, da&szlig; das Sintern dauernd unm&ouml;glich
+ist, so macht sich ein anderer &Uuml;belstand bemerkbar;
+es tritt n&auml;mlich ein so starkes Quellen ein, da&szlig; die
+Masse aus dem gew&ouml;hnlichen, alten Gitter herausw&auml;chst
+und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann
+nun dadurch verh&uuml;tet werden, da&szlig; man die Gitterplatte
+auf beiden Seiten mit einer perforierten Scheibe aus
+Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die <span class="gesp">Akkumul.-Fabrik,
+Akt.-Gesellsch.</span> h&uuml;llt ihre aus einem weitmaschigen<span class="pagenum" id="Page124">[124]</span>
+Gitter bestehende negative Platte in ein mit
+zahlreichen kleinen L&ouml;chern versehenes Bleiblech ein
+(s. <a href="#Fig16">Fig. 16</a>). Das Gitter besteht aus zwei H&auml;lften;
+jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen.
+Die Massepastillen werden besonders hergestellt und
+in die eine Gitterh&auml;lfte eingelegt. Dann wird die
+andere Plattenh&auml;lfte aufgelegt, und die beiden H&auml;lften
+werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen
+also gleichsam in kleinen K&auml;stchen mit perforierter
+Grund- und Deckfl&auml;che liegen, so wird die Platte als
+<span class="gesp">Kastenplatte</span> bezeichnet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig17">
+<p class="caption">Fig. 17.</p>
+<img src="images/illo17.jpg" alt="Gitter" width="550" height="378" />
+</div>
+
+<p><span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk verwendet als
+Anoden und Kathoden Gitterplatten. Dies hat, wie
+die Firma sagt, den
+Vorzug, da&szlig; die Kapazit&auml;t
+beider Plattenarten
+g&auml;nzlich unabh&auml;ngig
+von der Sorgfalt
+bei der Formation
+wird und stets die
+gleiche bleiben mu&szlig;,
+da alle Platten derselben
+Art und Gr&ouml;&szlig;e
+stets die gleiche Menge
+wirksamer Bleisalze
+enthalten. Die viereckigen
+Gitter&ouml;ffnungen
+werden bei den
+f&uuml;r station&auml;re Batterien
+bestimmten Platten
+um so enger gemacht,
+je k&uuml;rzer die
+Entladedauer oder je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der
+Entladung sein soll. F&uuml;r starke Beanspruchung wird<span class="pagenum" id="Page125">[125]</span>
+das in <a href="#Fig17">Fig. 17</a> abgebildete Gitter benutzt. Es gleicht
+in seinem Aussehen den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten; es wird
+aus reinstem Weichblei hergestellt, w&auml;hrend die Gitter
+mit gro&szlig;en &Ouml;ffnungen (Elektromobile), um gen&uuml;gende
+mechanische Festigkeit zu erzielen, aus Hartblei (Blei
+und Antimon) gegossen
+werden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig18">
+<p class="caption">Fig. 18.</p>
+<img src="images/illo18.jpg" alt="Gitter" width="366" height="550" />
+</div>
+
+<p>In neuerer Zeit
+hat die Firma die
+negativen Platten
+wesentlich ge&auml;ndert,
+und zwar beziehen
+sich die &Auml;nderungen
+sowohl auf das Gitter
+wie auf die Zusammensetzung
+der Masse.
+Die Beschaffenheit
+des neuen Gitters ist
+aus den <a href="#Fig18">Figuren 18</a>
+und <a href="#Fig19">19</a> zu ersehen;
+die letztere zeigt
+einen Ausschnitt in
+gr&ouml;&szlig;erem Ma&szlig;stabe.
+Es sind, wie man
+sieht, au&szlig;er den nach
+au&szlig;en spitz zulaufenden
+L&auml;ngsrippen flache, die mechanische Festigkeit
+erh&ouml;hende B&auml;nder vorhanden. Durch die Mitte der
+Platte (s. <a href="#Fig18">Fig. 18</a>) l&auml;uft eine starke Leiste, so da&szlig; die
+ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig19">
+<p class="caption">Fig. 19.</p>
+<img src="images/illo19.jpg" alt="Gitter" width="550" height="353" />
+</div>
+
+<p>F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwenden die
+<span class="gesp">Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerke
+Akt.-Ges. vormals W. A. Boese &amp; Co.</span> sogenannte
+<span class="gesp">Masseplatten</span>. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen<span class="pagenum" id="Page126">[126]</span>
+mit einer geringen Anzahl gro&szlig;er Felder (siehe
+<a href="#Fig20">Fig. 20</a>); das Tr&auml;gergewicht ist also auf ein Minimum
+reduziert. Die die Felder ausf&uuml;llende Masse ist zementartig
+erh&auml;rtet; in jedem Felde befinden sich mehrere
+kleinere und ein gr&ouml;&szlig;eres Loch, um den Zutritt der
+S&auml;ure zu den einzelnen Teilen und die Zirkulation
+zwischen den Platten zu erm&ouml;glichen.
+Besonders bei Entladungen mit l&auml;ngeren
+Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb,
+erzielt man g&uuml;nstige Leistungen, zumal
+die Selbstentladung bei solchen Platten
+eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig geringe <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor103"></a><a href="#Footnote103" class="fnanchor">[103]</a>.</span> F&uuml;r
+Akkumulatoren mit k&uuml;rzerer Lade- und
+Entladezeit sind solche Masseplatten
+nicht geeignet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig20">
+<p class="caption">Fig. 20.</p>
+<img src="images/illo20.jpg" alt="Masseplatte" width="250" height="322" />
+</div>
+
+<p id="Ref20"><span class="gesp">Formation</span>. Das Verfahren, durch welches auf
+den Platten eine gen&uuml;gend dicke Schicht von Bleischwamm<span class="pagenum" id="Page127">[127]</span>
+bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird, nennt
+man Formation oder Formierung.</p>
+
+<p>Da bei der Formation Schwefels&auml;ure nicht verbraucht
+wird, es sei denn, da&szlig; man zuerst Blei oder die
+Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so kann man
+saure, alkalische und neutrale L&ouml;sungen verwenden.
+Entweder wird die ganze Formation in <span class="gesp">einer</span> L&ouml;sung
+ausgef&uuml;hrt, oder man behandelt die Platten nacheinander
+in zwei verschiedenen L&ouml;sungen, z. B. zuerst in
+alkalischer und dann in saurer L&ouml;sung. Ferner k&ouml;nnen
+Anode und Kathode <span class="gesp">gleichzeitig</span> in demselben Bade
+formiert werden, oder es findet eine <span class="gesp">getrennte Formation</span>
+statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und
+Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.</p>
+
+<p>a) <span class="gesp">Reine Plant&eacute;-Formation</span>. Wenn man als
+Elektroden reine Bleiplatten benutzt und die Zelle l&auml;dt,
+so erfolgt schon nach kurzer Zeit Gasentwicklung. Sobald
+sich n&auml;mlich die positive Platte mit einer sehr
+d&uuml;nnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, h&ouml;rt
+die Einwirkung des Stromes auf, da das metallisch
+leitende Superoxyd den darunter liegenden Bleikern
+vor dem weiteren Angriff des Stromes sch&uuml;tzt. Um
+nun die Kapazit&auml;t der Elektroden zu vergr&ouml;&szlig;ern, lockerte
+<span class="gesp">Plant&eacute;</span> die Platten an der Oberfl&auml;che auf, so da&szlig; auch
+unmittelbar unter der Oberfl&auml;che liegende Schichten der
+Stromwirkung zug&auml;nglich wurden. Das angewandte
+Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde
+kurze Zeit geladen, dann nach einer Ruhepause entladen,
+hierauf wieder geladen u. s. f. Bei den verschiedenen
+Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden Kapazit&auml;t
+allm&auml;hlich gr&ouml;&szlig;er wurde, schickte er den Strom bald
+in der einen, bald in der anderen Richtung durch die
+Zelle, da nur diejenige Elektrode angegriffen und aufgelockert
+wird, die bei der Ladung Anode ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page128">[128]</span></p>
+
+<p>Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten
+sp&auml;ter <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span>. Die Superoxydteilchen
+bilden mit Bleiteilchen und S&auml;ure kleine, kurzgeschlossene
+Elemente (siehe <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Diese
+entladen sich w&auml;hrend der Ruhepause; hierbei werden
+Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Bei
+der n&auml;chsten Ladung kann daher eine gr&ouml;&szlig;ere Menge
+Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm,
+wenn die Stromrichtung ge&auml;ndert wird) verwandelt
+werden.</p>
+
+<p>Die reine Plant&eacute;-Formation ist umst&auml;ndlich und
+dauert Wochen, ja Monate lang; sie ist wegen des
+gro&szlig;en Stromverbrauchs auch teuer.</p>
+
+<p>b) <span class="gesp">Beschleunigte Formation der positiven
+Plant&eacute;-Platten</span>. Schon <span class="gesp">Plant&eacute;</span> fand, da&szlig;
+die Formation schneller vor sich geht, wenn man die
+Platten zuerst in m&auml;&szlig;ig konzentrierte Salpeters&auml;ure
+eintaucht und dann formiert; durch die Salpeters&auml;ure
+wird die Platte rein chemisch aufgelockert. Die so
+erhaltene Superoxydschicht f&auml;llt aber leicht ab, sie ist
+nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die
+bei der rein elektrochemischen Formierung entstandene.
+Auch ist die Gefahr vorhanden, da&szlig; Spuren von Salpeters&auml;ure
+trotz sorgf&auml;ltigen Absp&uuml;lens der Platte zur&uuml;ckbleiben.
+Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe
+immer weiter, so da&szlig; das Bleigitter oder der Bleikern
+nach verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig kurzer Zeit zerst&ouml;rt wird.</p>
+
+<p>Sp&auml;ter sind zahlreiche Vorschl&auml;ge gemacht worden,
+um beschleunigte Formation besonders bei den positiven
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten zu erzielen. Sie bestehen
+fast alle darin, da&szlig; auf rein chemischem Wege Bleiverbindungen
+gebildet werden, die auf elektrochemischem
+Wege in Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die
+l&ouml;send wirkende Substanz dem Elektrolyten zugesetzt, so<span class="pagenum" id="Page129">[129]</span>
+spielen sich beide Vorg&auml;nge gleichzeitig ab. <span class="gesp">Epstein</span>
+behandelt die Bleiplatten in hei&szlig;er verd&uuml;nnter Salpeters&auml;ure
+elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann
+zwischen zwei Bleibleche geh&auml;ngt, die leitend miteinander
+verbunden sind; der elektrolysierende Strom tritt
+an der zu formierenden Platte ein.</p>
+
+<p>Nach P. <span class="gesp">Schoop</span> (l. c. I S. 106) erreicht man am
+sichersten eine tiefgehende Auflockerung des Bleies
+bei Verwendung einer L&ouml;sung von Natriumbisulfat und
+Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei Bleiplatten
+aufgeh&auml;ngt, die Au&szlig;enplatten werden miteinander
+verbunden usw. (s. <a href="#Ref22">oben</a>). Auf der Mittelplatte
+(Anode) bildet sich eine braune Substanz, die aber kein
+Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte entfernt,
+wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert
+wird. Dies geschieht elektrochemisch in stark verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure. Die Platten werden sorgf&auml;ltig
+mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles <span class="nowrap">Chlor<a
+id="FNanchor104"></a><a href="#Footnote104" class="fnanchor">[104]</a></span>
+(Salzs&auml;ure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt.
+Es bildet sich ein gleichm&auml;&szlig;iger und festhaftender &Uuml;berzug
+von Bleioxyd; dieses wird durch elektrochemische
+Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in Superoxyd
+umgewandelt.</p>
+
+<p>c) <span class="gesp">Formation der pastierten Platten</span>.
+&#945;) Negative Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus basischem,
+sowie aus neutralem Bleisulfat und aus nicht
+zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobk&ouml;rnig ist
+und nur zum Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses
+nur langsam in L&ouml;sung. Infolgedessen wird, wenn man
+nicht mit sehr geringer Stromdichte arbeitet, der Elektrolyt
+an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.
+Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der N&auml;he<span class="pagenum" id="Page130">[130]</span>
+der Platte ab, so steigt die Spannung an der Kathode
+und erreicht bald die f&uuml;r die Wasserstoffabscheidung
+n&ouml;tige H&ouml;he. Um die unn&uuml;tze und auch sch&auml;dliche
+Wasserstoffentwickelung zu verh&uuml;ten, mu&szlig; man daf&uuml;r
+sorgen, da&szlig; die Konzentration der Wasserstoffionen eine
+m&ouml;glichst kleine oder diejenige der Bleiionen eine m&ouml;glichst
+gro&szlig;e ist. Da neutrale Salze bei der elektrolytischen
+Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so
+sind neutrale L&ouml;sungen f&uuml;r die Formation der negativen
+Platten vorzuziehen; besonders eignen sich Magnesium-
+und Aluminiumsulfat (von <span class="gesp">Fitz-Gerald</span> zuerst ausgef&uuml;hrt,
+von P. <span class="gesp">Schoop</span> wieder aufgenommen). Hierbei
+bildet sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium-
+bezw. Aluminiumhydroxyd, das aber durch S&auml;ure,
+die bei der Formation (aus der Paste) frei wird, neutralisiert
+wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an
+Bleiionen &mdash; das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung
+zur&uuml;ckzudr&auml;ngen &mdash; kann man dadurch erreichen,
+da&szlig; man die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates steigert,
+z. B. durch Erw&auml;rmung des <span class="nowrap">Elektrolyten<a
+id="FNanchor105"></a><a href="#Footnote105" class="fnanchor">[105]</a>,</span> oder eine Substanz
+zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein l&ouml;sliches
+Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat
+man in der Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst
+sehr geringe zur&uuml;ckbleibende Mengen des Zusatzes dem
+Akkumulator sehr sch&auml;dlich sind.</p>
+
+<p>Erfolgt die Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+zwischen zwei mit einander verbundenen Bleiblechen
+(Anoden), so dauert sie mehrere Tage.</p>
+
+<p>&#946;) Positive Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus
+Bleisulfat, Bleisuperoxyd (s. <a href="#Page123">S. 123</a>) und Bleigl&auml;tte bezw.
+Mennige. Die Abscheidung der Bleisuperoxydionen,<span class="pagenum" id="Page131">[131]</span>
+deren Existenz wir annehmen wollen (s. <a href="#Page55">S. 55</a>), mu&szlig;
+durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gef&ouml;rdert
+werden (die Sauerstoffentwickelung also verringert
+werden). Nun ist die Konzentration dieser Ionen
+umgekehrt proportional der vierten Potenz der Wasserstoffionen;
+mithin mu&szlig; letztere Konzentration auf einer
+m&ouml;glichst geringen H&ouml;he gehalten werden. In neutraler
+L&ouml;sung erfolgt also die Formation schneller als in
+<span class="nowrap">saurer<a id="FNanchor106"></a><a href="#Footnote106"
+class="fnanchor">[106]</a>.</span> Man verwendet Aluminium- und Magnesiumsulfat.
+W&auml;hrend der Formation bildet sich Schwefels&auml;ure,
+durch deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen;
+die S&auml;ure mu&szlig; neutralisiert werden; man erreicht
+dies durch aufgeschwemmtes Magnesium- oder Aluminiumhydroxyd.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote98"><a href="#FNanchor98"><span class="label">[98]</span></a>
+&Uuml;ber die verschiedenen Patentanspr&uuml;che und die historische
+Entwickelung des Akkumulators siehe <span class="gesp">Hoppe</span>, Akkumulatoren f&uuml;r
+Elektrizit&auml;t, 5. Auflage, ferner P. <span class="gesp">Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>
+
+<p id="Footnote99"><a href="#FNanchor99"><span class="label">[99]</span></a>
+Bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene
+Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene
+Masse gemeint.</p>
+
+<p id="Footnote100"><a href="#FNanchor100"><span class="label">[100]</span></a>
+In Wirklichkeit ist er etwas gr&ouml;&szlig;er, da ein Teil des Stromes
+in die S&auml;ure innerhalb der Rippen eindringt.</p>
+
+<p id="Footnote101"><a href="#FNanchor101"><span class="label">[101]</span></a>
+N&auml;heres &uuml;ber die Fabrikation findet man in: F. <span class="gesp">Gr&uuml;nwald</span>,
+Die Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.</p>
+
+<p id="Footnote102"><a href="#FNanchor102"><span class="label">[102]</span></a>
+M. U. <span class="gesp">Schoop</span> berechnet in der fr&uuml;her erw&auml;hnten Schrift
+die Porosit&auml;t einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte
+(Gitterplatte) zu angen&auml;hert 43%, d. h. betr&auml;gt der f&uuml;r die F&uuml;llmasse
+zur Verf&uuml;gung stehende Raum 100 cm<sup>3</sup>, so sind 43 cm<sup>3</sup> mit S&auml;ure
+angef&uuml;llt. F&uuml;r die Bleischwammplatte ergab sich eine noch gr&ouml;&szlig;ere
+Porosit&auml;t.</p>
+
+<p id="Footnote103"><a href="#FNanchor103"><span class="label">[103]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.</p>
+
+<p id="Footnote104"><a href="#FNanchor104"><span class="label">[104]</span></a>
+F&uuml;r Chlor gilt &auml;hnliches wie f&uuml;r Salpeters&auml;ure (s. <a href="#Page128">S. 128</a>).</p>
+
+<p id="Footnote105"><a href="#FNanchor105"><span class="label">[105]</span></a>
+Nicht zu empfehlen, da bei Erw&auml;rmung die wirksame Masse
+zu locker wird.</p>
+
+<p id="Footnote106"><a href="#FNanchor106"><span class="label">[106]</span></a>
+Eine saure L&ouml;sung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen
+befinden; je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der H<sup class="plus">&middot;</sup>, um so gr&ouml;&szlig;er
+ist die Acidit&auml;t.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page132">[132]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Siebentes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,
+Vorschriften &uuml;ber die Behandlung, Lebensdauer.</span></h2>
+
+<p><span class="gesp">Aufstellung.</span> Der <span class="gesp">Raum</span>, in dem die Akkumulatorenbatterie
+untergebracht wird, soll k&uuml;hl, trocken
+und vor allem gut ventilierbar sein, damit die S&auml;ure
+nicht zu stark verdunstet, die Au&szlig;enw&auml;nde der Zellen
+trocken gehalten werden k&ouml;nnen (Isolation) und die bei
+der Ladung sich bildenden Gase schnell entweichen.
+W&auml;hrend der Ladung d&uuml;rfen brennende oder gl&uuml;hende
+K&ouml;rper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet
+werden, da die M&ouml;glichkeit nicht ausgeschlossen ist,
+da&szlig; sich bei schlechter Ventilation eventuell vorhandenes
+Knallgas entz&uuml;ndet. Zur Beleuchtung d&uuml;rfen nur elektrische
+Lampen verwendet werden, die im luftleeren
+Raume brennen.</p>
+
+<p>Der Fu&szlig;boden soll fest und solide sein, nat&uuml;rlich
+mu&szlig; er auch s&auml;urefest sein. Allen Anforderungen d&uuml;rfte
+ein Asphaltboden auf Untergrund aus Zementbeton
+<span class="nowrap">gen&uuml;gen<a id="FNanchor107"></a><a href="#Footnote107" class="fnanchor">[107]</a>.</span></p>
+
+<p>Die Elemente m&uuml;ssen so aufgestellt werden, da&szlig;
+man zu jeder Zelle freien Zutritt hat zwecks einer Besichtigung,<span class="pagenum" id="Page133">[133]</span>
+Messung der S&auml;uredichte oder sonstiger
+vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt
+gewordener Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen
+nicht mehr als zwei Reihen neben- und &uuml;bereinander
+auf demselben Gestelle stehen; gr&ouml;&szlig;ere Zellen m&uuml;ssen
+auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach
+den Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker
+m&uuml;ssen die Zellen von Batterien f&uuml;r hohe
+Spannungen so angeordnet sein, da&szlig; bei der Bedienung
+eine zuf&auml;llige gleichzeitige Ber&uuml;hrung von 2 Punkten,
+zwischen denen eine Potentialdifferenz von mehr als
+250 Volt herrscht, nicht stattfinden kann. Bei Batterien
+in Anlagen mit mehr als 250 Volt Gebrauchsspannung
+zwischen 2 Leitern oder mehr als 2&nbsp;&times; 250 Volt in Dreileiteranlagen
+sind nach den Vorschriften des V. D. E.
+Lattenlaufb&ouml;den erforderlich. (Isolation gegen Erde.)</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Gestelle</span> werden aus sorgf&auml;ltig geteerten
+oder mit Paraffin&ouml;l durchtr&auml;nkten Balken hergestellt.
+Der Gebrauch von N&auml;geln, Schrauben, Bandagen aus
+Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die S&auml;ure angegriffen
+werden; die Verbindung der einzelnen Teile
+des Gestelles mu&szlig; daher durch Holzpfl&ouml;cke geschehen.</p>
+
+<p>Gro&szlig;e Sorgfalt ist auf die <span class="gesp">Isolation</span> zu verwenden,
+da die Au&szlig;enseiten der Elemente auch bei
+guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die einzelnen
+Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell
+und dieses gegen die Erde durch nichthygroskopische
+Unterlagen zu isolieren. Bei gr&ouml;&szlig;erer Batteriespannung
+kann man &Ouml;lisolatoren verwenden, deren oberer Teil
+gr&ouml;&szlig;er ist als der untere, so da&szlig; etwa herabflie&szlig;ende
+S&auml;ure &uuml;ber den oberen (&uuml;berh&auml;ngenden) Teil hinwegtropft,
+der untere Teil des Isolators also trocken bleibt.</p>
+
+<p>Die im Akkumulatorenraume verlegten Dr&auml;hte
+m&uuml;ssen mit s&auml;urefester Farbe angestrichen werden. &mdash;</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page134">[134]</span></p>
+
+<p>Als <span class="gesp">Zellen</span> benutzt man Gef&auml;&szlig;e aus Glas, Zelluloid,
+Hartgummi und Holz. Glas isoliert gut, ist billig
+und erm&ouml;glicht eine genaue Besichtigung des Inneren
+des Elementes. F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwendet
+man Hartgummi oder Zelluloid und versieht
+die Zellen mit einem Deckel; noch vorhandene Fugen
+werden mit einem s&auml;urefesten und elastischen Kitt
+verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien
+f&uuml;r mehr als 16 Volt Spannung als Material f&uuml;r Gef&auml;&szlig;e
+nicht verwendet werden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Zelluloid ist zwar leicht entz&uuml;ndbar, da aber die W&auml;nde von
+innen durch die S&auml;ure gek&uuml;hlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen,
+da&szlig; das Zelluloid bis zur Entz&uuml;ndungstemperatur erhitzt
+wird. Es hat die Vorz&uuml;ge, da&szlig; es gegen St&ouml;&szlig;e unempfindlich ist,
+leicht verarbeitet werden kann und durchsichtig ist; ferner k&ouml;nnen
+Gef&auml;&szlig;e aus diesem Stoffe repariert
+werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>F&uuml;r gro&szlig;e Elemente
+benutzt man Holzkasten,
+die mit Bleiblech im Innern
+verkleidet werden.
+Nat&uuml;rlich d&uuml;rfen die Platten
+diese Verkleidung
+nicht ber&uuml;hren.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig21">
+<p class="caption">Fig. 21.</p>
+<img src="images/illo21.jpg" alt="Aufgehängte Platten" width="400" height="526" />
+</div>
+
+<p><span class="gesp">Einbau</span>. Die Platten
+werden bei station&auml;ren
+Elementen meistens mittels
+zweier Fahnen oder
+Nasen auf dem oberen
+Rande des Gef&auml;&szlig;es aufgeh&auml;ngt
+(s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>), damit
+sie sich frei ausdehnen
+k&ouml;nnen. Die Oberfl&auml;chen der einzelnen Platten m&uuml;ssen
+genau parallel laufen, und der Abstand zwischen zwei
+benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe<span class="pagenum" id="Page135">[135]</span>
+sein. H&auml;ngt n&auml;mlich eine Platte schief, so werden die
+Stellen, die den kleinsten Abstand haben, am st&auml;rksten
+beansprucht, so da&szlig; Kr&uuml;mmungen eintreten k&ouml;nnen; diese
+k&ouml;nnen wiederum Abbr&ouml;ckeln der aktiven Masse und
+Kurzschlu&szlig; herbeif&uuml;hren. Hat ferner eine positive Platte
+von den beiden benachbarten Elektroden ungleichen
+Abstand, so werden ihre beiden Seiten nicht gleichm&auml;&szlig;ig
+ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden positiven
+Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.
+Parallelit&auml;t und gleiche Abst&auml;nde erreicht man am einfachsten
+dadurch, da&szlig; man zwischen je zwei Platten
+eine gen&uuml;gende Anzahl von Glasst&auml;ben schiebt, die alle
+denselben Durchmesser haben, und durch elastische Bleistreifen
+oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen
+die Platten aus&uuml;ben l&auml;&szlig;t (s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>).</p>
+
+<p>Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden
+des Gef&auml;&szlig;es mu&szlig; sich ein gr&ouml;&szlig;erer Zwischenraum befinden,
+in dem sich herabfallende
+aktive Masse
+sammeln kann (Vermeidung
+eines inneren Kurzschlusses).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig22">
+<p class="caption">Fig. 22.</p>
+<img src="images/illo22.png" alt="Anordnung der Platten" width="350" height="230" />
+</div>
+
+<p>In <a href="#Fig22">Fig. 22</a> ist schematisch
+dargestellt (f&uuml;r 2
+Elemente), wie die Platten
+angeordnet und mit einander
+verbunden werden. Warum die erste und letzte
+Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde fr&uuml;her dargelegt
+(s. <a href="#Page62">S. 62</a>). Man sieht, da&szlig; die positiven Fahnen der
+ersten Zelle mit den negativen Fahnen der zweiten durch
+eine Bleileiste verbunden sind. &mdash; Bei kleinen Elementen,
+die nur aus einer positiven und zwei negativen Platten
+bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch
+durch einen Steg.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page136">[136]</span></p>
+
+<p>Der Abstand der Platten richtet sich nach deren
+Gr&ouml;&szlig;e; einerseits darf er nicht zu gro&szlig; sein, damit der
+innere Widerstand der Zelle nicht unn&ouml;tig gro&szlig; wird,
+anderseits darf er nicht so klein sein, da&szlig; eine Besichtigung
+der Platten erschwert oder unm&ouml;glich wird; auch
+kann sich bei geringen
+Abst&auml;nden leicht Kurzschlu&szlig;
+bilden. Bei kleinen
+Platten (bis etwa 3 qdm
+einseitiger Oberfl&auml;che) betr&auml;gt
+der Abstand in der
+Regel 8 bis 10 mm, bei
+mittelgro&szlig;en (bis 6 qdm)
+10 bis 12 mm und bei
+gro&szlig;en 12 bis 15 mm.
+Bei kleinen transportablen
+Akkumulatoren sollte der
+Abstand der Platten reichlich
+gro&szlig; gew&auml;hlt werden,
+damit Kurzschlu&szlig; durch
+herausfallende Masse m&ouml;glichst
+vermieden und eine
+genaue Besichtigung des
+Innern der Zelle leicht
+ausf&uuml;hrbar ist.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig23">
+<p class="caption">Fig. 23.</p>
+<img src="images/illo23.jpg" alt="Hartgummiplatte" width="308" height="550" />
+</div>
+
+<p>Seit einigen Jahren
+ist man dazu &uuml;bergegangen
+zwischen die einzelnen Platten <span class="gesp">Holzbrettchen</span>
+oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits gesehen, da&szlig;
+man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente
+Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern.
+Die aktive Masse quillt dann leicht aus dem
+Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschlu&szlig; bewirken.
+Um diesem &Uuml;belstande zu steuern, bedeckt die Firma<span class="pagenum" id="Page137">[137]</span>
+<span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk die negative Elektrode
+mit einer gelochten Hartgummiplatte, die durch die
+Glasr&ouml;hren gegen das Gitter gepre&szlig;t wird. Die Perforierung
+ist eine so feine, da&szlig; jedes Durchtreten von
+Partikeln, die sich losl&ouml;sen, durch die &Ouml;ffnungen ausgeschlossen
+ist und die S&auml;ure dennoch leicht zirkulieren
+kann. Werden Holzkasten f&uuml;r die Zellen verwendet,
+bei denen Glasr&ouml;hren keinen Zweck haben, da man ohnehin
+nicht das Zelleninnere besichtigen kann, so werden
+Hartgummiplatten verwendet, die auf der einen Seite
+mit Rippen versehen sind (s. <a href="#Fig23">Fig. 23</a>); diese vertreten
+die Stelle der Glasr&ouml;hren.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig24">
+<p class="caption">Fig. 24.</p>
+<img src="images/illo24.jpg" alt="Holzbrett" width="225" height="307" />
+</div>
+
+<p>Nach den Montagevorschriften der <span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft</span> werden
+zwischen die einzelnen Platten
+Holzbrettchen geschoben, die etwas
+gr&ouml;&szlig;er sind als die Platten. Die
+Brettchen werden in die Schlitze
+von Holzst&auml;ben geschoben (siehe
+<a href="#Fig24">Fig. 24</a>). Diese sind etwas d&uuml;nner
+als die Plattenzwischenr&auml;ume und
+sitzen anfangs etwas lose. Da
+die St&auml;be in der S&auml;ure quellen, so
+sitzen sie bald fest. Auf diese
+Weise wird erreicht, da&szlig; zwischen
+Platten und Brettchen ein enger
+Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer
+gen&uuml;gend gro&szlig;en Menge von S&auml;ure in Ber&uuml;hrung
+ist. Die Brettchen erfahren eine besondere Vorbehandlung
+in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?)
+aus dem Holz Stoffe in L&ouml;sung treten, die ein Sulfatieren
+der Platten fast unm&ouml;glich machen, so da&szlig; die Kapazit&auml;t
+lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen soll, da
+die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden,<span class="pagenum" id="Page138">[138]</span>
+f&uuml;r lange Jahre vorhalten. Au&szlig;erdem dienen die
+Brettchen auch als Mittel zur Verhinderung von Kurzschlu&szlig;.</p>
+
+<p>Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu
+bedecken, weil dann S&auml;urepartikelchen, die beim &#8222;Kochen&#8223;
+durch die Gase mitgerissen werden, zur&uuml;ckgehalten
+werden und verhindert wird, da&szlig; von der Decke abbr&ouml;ckelnder
+Kalk oder dgl. in die S&auml;ure f&auml;llt.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Elemente der <span class="gesp">Automobilbatterien</span>
+werden Hartgummikasten verwendet. Die Platten werden
+auch mit Zwischenlagen aus perforiertem Hartgummiblech
+oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen
+Elemente werden so miteinander verbunden, da&szlig; schadhafte
+Zellen leicht ausgewechselt werden k&ouml;nnen; man
+benutzt biegsame Verbindungen aus Bleistreifen oder
+verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch Schrauben
+befestigt werden.</p>
+
+<p><span class="gesp">S&auml;ure</span>. An die <span class="gesp">Reinheit</span> der Schwefels&auml;ure und
+des zum Nachf&uuml;llen zu benutzenden Wassers sind, wie
+sich aus fr&uuml;heren Betrachtungen (s. <a href="#Page107">S. 107</a> und <a href="#Page110">S. 110</a>)
+ergeben d&uuml;rfte, die <span class="gesp">h&ouml;chsten Anforderungen zu
+stellen</span>. Sie m&uuml;ssen vor allem frei sein von metallischen
+Verunreinigungen. Fremde Metalle (s. <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>)
+bewirken das sogen. Nachgasen. Man pr&uuml;ft
+die S&auml;ure auf die Anwesenheit sch&auml;dlicher Metalle dadurch,
+da&szlig; man mittels eines sauberen Holzspans ein
+St&uuml;ckchen Zink in eine Probe bringt, die sich in einem
+Reagenzglas befindet. Sind sch&auml;dliche Metalle in der
+S&auml;ure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch
+Wasserstoff abgeschieden, man sieht best&auml;ndig
+feine Gasbl&auml;schen emporsteigen. Der Versuch, der
+etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde dauern sollte, wird 3mal wiederholt;
+bleibt <span class="gesp">einmal</span> die stetige Bl&auml;schenbildung aus, so ist
+die S&auml;ure frei von sch&auml;dlichen Metallen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page139">[139]</span></p>
+
+<p>Der Elektrolyt mu&szlig; ferner frei sein von Chlor,
+Salpeters&auml;ure und salpetriger S&auml;ure, Arsenverbindungen
+und Essigs&auml;ure. Auch ganz minimale Mengen dieser
+Substanzen sind dem Akkumulator sehr sch&auml;dlich; sie
+wirken n&auml;mlich zerst&ouml;rend auf den Bleikern, indem
+sie Blei l&ouml;sen. Die Bleiverbindung wird durch den
+Strom zersetzt und die Verunreinigung wird wieder frei
+usw. (s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Untersuchung auf Salpeters&auml;ure</span>: Man l&ouml;st etwas Brucin
+in konzentrierter Schwefels&auml;ure und setzt der Schwefels&auml;ureprobe
+einige Tropfen der L&ouml;sung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten
+Menge Salpeters&auml;ure erfolgt Rotf&auml;rbung.</p>
+
+<p>Stickstoffverbindungen k&ouml;nnen auch in der Weise nachgewiesen
+werden, da&szlig; man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefels&auml;ure
+eintropfen l&auml;&szlig;t und der hei&szlig;en L&ouml;sung etwas Indigol&ouml;sung zusetzt.
+Wird die Fl&uuml;ssigkeit entf&auml;rbt, so ist die S&auml;ure nicht brauchbar.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die Untersuchung auf Chlor</span> ist mit besonderer Sorgfalt
+auszuf&uuml;hren. 5 cm<sup>3</sup> (ca. 9 Gramm) S&auml;ure werden mit 50 cm<sup>3</sup>
+destilliertem Wasser <span class="nowrap">gemischt<a id="FNanchor108"></a><a
+href="#Footnote108" class="fnanchor">[108]</a>;</span> nach 5-6 Stunden setzt man etwas
+Salpeters&auml;ure und 20prozentige Silbernitratl&ouml;sung (H&ouml;llensteinl&ouml;sung)
+zu. Nach einst&uuml;ndigem Stehen darf die Fl&uuml;ssigkeit keine wei&szlig;e
+F&auml;rbung, h&ouml;chstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet
+sich bei Gegenwart von Chlorverbindungen unl&ouml;sliches, wei&szlig;es Chlorsilber.)</p>
+
+<p><span class="gesp">Arsenverbindungen</span> werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff
+in braunes, unl&ouml;sliches Schwefelarsen umgewandelt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Zum F&uuml;llen der Elemente benutzt man verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure vom spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17;
+sind die Positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten, so kann die
+S&auml;ure etwas st&auml;rker sein. Die Dichte der S&auml;ure wird
+bei den ersten Ladungen etwas gr&ouml;&szlig;er, da die Paste
+noch weiter formiert wird und hierbei Schwefels&auml;ure frei
+wird. &mdash; Da bei der Vermischung von Schwefels&auml;ure
+und Wasser eine starke W&auml;rmeentwickelung erfolgt und
+explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man<span class="pagenum" id="Page140">[140]</span>
+Wasser in Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so mu&szlig; man die
+Schwefels&auml;ure in d&uuml;nnem Strahle unter Umr&uuml;hren dem
+Wasser zusetzen. Mittels des Ar&auml;ometers konstatiert
+man, ob die Mischung das gew&uuml;nschte spezifische Gewicht
+hat. Erst nach dem Erkalten darf die S&auml;ure in
+die Akkumulatorengef&auml;&szlig;e gegossen werden. Mu&szlig; man
+einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen
+aus Glas oder Porzellan.</p>
+
+<p>Da die Untersuchung der Schwefels&auml;ure und die
+Herstellung der Mischung umst&auml;ndlich ist, so empfiehlt
+es sich, die S&auml;ure durch die Akkumulatorenfabrik oder
+durch Handlungen zu beziehen, die von der Akkumulatorenfabrik
+empfohlen werden.</p>
+
+<p>Die S&auml;ure soll die oberen Kanten der Platten
+mindestens 1 cm &uuml;berragen; vor allem darf es nicht
+vorkommen, da&szlig; der obere Teil der Platten aus der
+S&auml;ure herausragt. Im Laufe der Zeit &auml;ndert sich die
+Menge und die Dichte der S&auml;ure, da Wasser verdampft,
+kleine S&auml;ureteilchen von den bei der Ladung sich
+bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die
+Kapazit&auml;t der Platten zu- bezw. abnehmen kann; w&auml;chst
+diese im Laufe der Zeit, so wird bei der Entladung
+mehr S&auml;ure verbraucht und die Schwankungen der
+S&auml;uredichte werden gr&ouml;&szlig;er. Meistens gen&uuml;gt es, durch
+Zusatz von destilliertem <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor109"></a><a
+href="#Footnote109" class="fnanchor">[109]</a></span> die S&auml;ure auf die
+richtige H&ouml;he zu bringen; von Zeit zu Zeit jedoch mu&szlig;
+man die S&auml;uredichte der einzelnen Zellen sowohl im
+vollst&auml;ndig geladenen wie im vollst&auml;ndig entladenen
+Zustande messen und eventuell Akkumulatorens&auml;ure
+hinzuf&uuml;gen (nie konzentrierte S&auml;ure, da diese die Platten
+angreift). Man setzt am besten die S&auml;ure vor Beginn<span class="pagenum" id="Page141">[141]</span>
+der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung
+bewirken. Im entladenen Zustande betr&auml;gt
+die S&auml;uredichte meist 1,15, im geladenen Zustande kann
+sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige S&auml;uredichte
+schadet &uuml;brigens dem Akkumulator nicht, wohl aber
+eine zu hohe (Beg&uuml;nstigung der Sulfatierung, Verringerung
+der Lebensdauer). S&auml;ure, die beim Nachf&uuml;llen
+versch&uuml;ttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die
+Isolatoren trocken bleiben.</p>
+
+<p>Die S&auml;uredichte mi&szlig;t man mittels eines <span class="gesp">Ar&auml;ometers</span>,
+dessen K&ouml;rper so flach ist, da&szlig; man es in
+den engen Zwischenraum zwischen den Platten einf&uuml;hren
+kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen,
+so benutzt man ein <span class="gesp">Ar&auml;ometer</span> mit <span class="gesp">Saugheber</span>
+und Gummiball. Bei genauen Untersuchungen
+ist zu beachten, da&szlig; die S&auml;ure in der N&auml;he des Gef&auml;&szlig;bodens
+etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von
+Luft kann man eine Vermischung herbeif&uuml;hren.</p>
+
+<p>In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht,
+das Mischungsverh&auml;ltnis und der Widerstand von
+1 cm<sup>3</sup> verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure angegeben.</p>
+
+<table summary="Schwefelsäure">
+
+<tr class="bt2">
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Spezifisches<br />Gewicht<br />bei 15&deg;</th>
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Gewichts-<br />prozente<br />H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></th>
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Grade<br />Baum&eacute;</th>
+<th colspan="4" class="center padl1 padr1">Widerstand eines<br />Kubikcent.<br />(angen&auml;hert)</th>
+</tr>
+
+<tr class="bt2">
+<td class="right padl1 padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">10</td>
+<td class="right padr0">14,</td>
+<td class="left padl0 br">35</td>
+<td class="right padr0">13,</td>
+<td class="left padl0 padr1 br">0</td>
+<td class="right padl1 padr0">2,</td>
+<td class="left padl0">2</td>
+<td class="center padl1 padr1">Ohm</td>
+<td rowspan="8" class="left bot">(Minimum)</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">12</td>
+<td class="right padr0">17,</td>
+<td class="left padl0 br">01</td>
+<td class="right padr0">15,</td>
+<td class="left padl0 br">4</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">8</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">14</td>
+<td class="right padr0">19,</td>
+<td class="left padl0 br">61</td>
+<td class="right padr0">17,</td>
+<td class="left padl0 br">7</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">6</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">16</td>
+<td class="right padr0">22,</td>
+<td class="left padl0 br">20</td>
+<td class="right padr0">19,</td>
+<td class="left padl0 br">8</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">5</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">18</td>
+<td class="right padr0">24,</td>
+<td class="left padl0 br">76</td>
+<td class="right padr0">22,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">45</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">20</td>
+<td class="right padr0">27,</td>
+<td class="left padl0 br">32</td>
+<td class="right padr0">24,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">4</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">22</td>
+<td class="right padr0">29,</td>
+<td class="left padl0 br">84</td>
+<td class="right padr0">26,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">38</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">224</td>
+<td class="right padr0">30,</td>
+<td class="left padl0 br">50</td>
+<td class="right padr0">26,</td>
+<td class="left padl0 br">6</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">36</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Zuweilen verwendet man f&uuml;r die F&uuml;llung transportabler
+Akkumulatoren <span class="gesp">gelatin&ouml;se Schwefels&auml;ure</span>,<span class="pagenum" id="Page142">[142]</span>
+die aus Schwefels&auml;ure, Wasserglas und Asbest
+hergestellt wird. Die <span class="gesp">Trockenf&uuml;llung</span> leidet an den
+Nachteilen, da&szlig; der innere Widerstand des Elementes
+stark erh&ouml;ht und die Kapazit&auml;t wesentlich verringert
+wird. Die F&uuml;llung mu&szlig; mit einer Schicht fl&uuml;ssiger S&auml;ure
+von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes
+Wasser oder stark verd&uuml;nnte S&auml;ure zuzusetzen.</p>
+
+<p>F&uuml;r Automobilbatterien verwendet man, da man die
+S&auml;uremenge, um das Gewicht zu verringern, m&ouml;glichst
+klein macht, S&auml;ure von etwas h&ouml;herer Konzentration als
+bei Zellen f&uuml;r station&auml;re Anlagen; im geladenen Zustande
+darf die S&auml;uredichte den Wert 1,25 erreichen.</p>
+
+<p>Mu&szlig; eine Zelle <span class="gesp">geleert werden</span>, so zieht man
+die S&auml;ure mittels eines Hebers ab; die Platten werden
+in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die betreffende
+Zelle mu&szlig;, nachdem sie neu montiert ist, stark &uuml;berladen
+werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie w&auml;hrend
+der Ladung der Batterie mit den anderen Zellen in
+Reihe, man verbindet sie also mit den beiden benachbarten
+Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der
+beiden Verbindungen beseitigt und der positive Pol des
+einen Nachbars mit dem negativen Pole des anderen
+verbunden (<span class="gesp">&Uuml;berbr&uuml;ckung</span>). Unsere Zelle ist also
+w&auml;hrend der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei
+der folgenden Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die Vorschriften f&uuml;r die Ladung und
+Entladung</span> weichen in einzelnen Punkten bei den
+verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon
+durch den Umstand erkl&auml;rt werden kann, da&szlig; die Fabrikate
+verschieden sind. Die folgenden Vorschriften
+d&uuml;rften aber allgemein g&uuml;ltig sein.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">erste Ladung</span> (nach der Montage) soll, wenn
+eben m&ouml;glich, ohne Unterbrechung so lange fortgesetzt
+werden, bis bei allen Zellen an beiden Elektroden reichlich<span class="pagenum" id="Page143">[143]</span>
+Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine gro&szlig;e
+(24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei
+den negativen Platten, an der Luft (w&auml;hrend des Transportes,
+der Montage) ver&auml;ndert wird, so da&szlig; eine nachtr&auml;gliche
+Formierung erfolgen mu&szlig;. Am l&auml;ngsten dauert
+nat&uuml;rlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten
+unformiert versandt wurden.</p>
+
+<p>Die sp&auml;teren Ladungen sollen, wenn m&ouml;glich sofort,
+sp&auml;testens aber 24 Stunden nach Beendigung der Entladung
+erfolgen (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Falls die <span class="gesp">Batterie
+stark ersch&ouml;pft</span> ist, was bei Betriebsst&ouml;rungen,
+z. B. bei einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann,
+so mu&szlig; <span class="gesp">sofort</span> gr&uuml;ndlich aufgeladen werden. Zu beachten
+ist, da&szlig; man den positiven Pol der Batterie
+mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden mu&szlig;
+(ev. Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom
+(gew&ouml;hnlich gleich der maximalen Entladestromst&auml;rke)
+darf nicht &uuml;berschritten werden. Man l&auml;dt so
+lange, bis bei s&auml;mtlichen Elementen der Batterie an
+beiden Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt.
+Der W&auml;rter hat die Pflicht, bei jeder Ladung nachzusehen,
+ob alle Zellen <span class="nowrap">gasen<a id="FNanchor110"></a><a href="#Footnote110" class="fnanchor">[110]</a>.</span></p>
+
+<p>Finden t&auml;glich mehrere Teilladungen statt, so darf
+nur <span class="gesp">eine</span> bis zur vollen Gasentwicklung durchgef&uuml;hrt
+werden, die anderen dagegen sind sofort abzubrechen,
+wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.</p>
+
+<p>Will man (im Laboratorium) gro&szlig;e und kleine
+Zellen gleichzeitig laden, so schaltet man zwei oder
+mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet aus diesen
+gleichsam einen gr&ouml;&szlig;eren Akkumulator, oder man w&auml;hlt
+den Strom so, da&szlig; er der kleinsten Type angepa&szlig;t ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page144">[144]</span></p>
+
+<p>Es ist darauf zu achten, da&szlig; die mit dem Zellenschalter
+verbundenen Elemente nicht zu lange &uuml;berladen
+werden.</p>
+
+<p>Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur
+wenig benutzt wird (Laboratorium), mu&szlig; von Zeit
+zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen werden (siehe
+<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Automobilbatterien sollen nach jeder
+Fahrt geladen werden.</p>
+
+<p>Die Ladestromst&auml;rke darf, wie wir bereits sahen,
+eine gewisse Gr&ouml;&szlig;e nicht &uuml;berschreiten; sie ist, wenn
+an beiden Platten Gasentwicklung erfolgt, auf etwa
+die H&auml;lfte des urspr&uuml;nglichen Wertes herabzusetzen.
+Hierf&uuml;r kann man verschiedene Gr&uuml;nde angeben. Wird
+die Gasentwicklung zu st&uuml;rmisch, so werden viele
+kleine Partikelchen der wirksamen Masse losgesprengt.
+Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromst&auml;rke
+nicht vermindert wird, einen hohen Wert,
+und es kann sich &Uuml;berschwefels&auml;ure bilden (s. <a href="#Page14">S. 14</a>).
+Auch wird bei starker Gasentwicklung zu viel S&auml;ure
+verspritzt.</p>
+
+<p>Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie
+parallel. Die Ladung der Batterie mu&szlig;, ehe der Parallelbetrieb
+beginnt, beendet sein, ein <span class="gesp">Nachladen</span> bei ausgeschaltetem
+Ladeschalter ist unter allen Umst&auml;nden
+<span class="gesp">zu vermeiden</span>, weil es zu einer Sch&auml;digung der
+mittleren Schaltzellen f&uuml;hrt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen.
+Es handle sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der
+Zentrale 115 Volt betr&auml;gt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich;
+von diesen seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die
+Ladung sei soweit fortgeschritten, da&szlig; die Spannung jeder Zelle
+2,2 Volt betr&auml;gt. Dann werde zum Parallelbetrieb &uuml;bergegangen.
+Die Ladung kann nur durch den Entladeschalter geschehen (s. <a href="#Page173">S. 173</a>).
+Es k&ouml;nnen dann nur 115:2,2 = 52 Zellen Strom bekommen, die 12
+letzten Zellen werden also nicht mit geladen. Mu&szlig; die Batterie sp&auml;ter<span class="pagenum" id="Page145">[145]</span>
+Strom abgeben, so sind anf&auml;nglich 115:2 = 58 Zellen an der Stromlieferung
+beteiligt. Die Zellen 53 bis 58 werden also &uuml;beranstrengt, da
+sie bei der Nachladung keinen Strom erhielten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt f&uuml;r
+ihre Batterien vor, da&szlig; unter normalen Verh&auml;ltnissen
+etwa alle 3 Monate eine <span class="gesp">Ladung mit Ruhepausen</span>
+erfolgen soll (s. <a href="#Page114">S. 114</a>). Durch diese sucht man offenbar
+einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die
+Ladung geschieht in der Weise, da&szlig; die Maschine abgeschaltet
+wird, sobald an beiden Elektroden die Gasentwicklung
+beginnt; die Batterie ist vom Netze zu
+trennen. In diesem Ruhezustande soll sie mindestens
+1 Stunde stehen bleiben. Dann wird wieder geladen
+bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.
+Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander
+folgen, bis <span class="gesp">sofort</span> nach dem Einschalten der Maschine
+Gasentwicklung beginnt. Bei den Nachladungen soll
+die Stromst&auml;rke nat&uuml;rlich kleiner als die normale sein.
+Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die
+Batterie zu stark beansprucht und wenn sie wiederholt
+ungen&uuml;gend geladen worden ist.</p>
+
+<p>Zellen, die voraussichtlich l&auml;ngere Zeit nicht benutzt
+werden, sind gr&uuml;ndlich aufzuladen (<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>);
+besonders schnell geht die Selbstentladung bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+vor sich.</p>
+
+<p>Der W&auml;rter hat die Pflicht, alle <span class="gesp">Zellen bei</span> jeder
+<span class="gesp">Ladung</span> zu beobachten; besondere Aufmerksamkeit
+soll er den Schaltzellen zuwenden. Es kommt zuweilen
+vor, da&szlig; eine <span class="gesp">Zelle</span> gegen die anderen
+<span class="nowrap"><span class="gesp">zur&uuml;ckbleibt</span><a
+id="FNanchor111"></a><a href="#Footnote111" class="fnanchor">[111]</a>;</span>
+es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die
+Nachbarn schon lange &#8222;kochen&#8223;, die S&auml;uredichte steigt<span class="pagenum" id="Page146">[146]</span>
+nicht oder doch nur sehr langsam an. Eine solche
+Zelle ist auf <span class="gesp">Kurzschlu&szlig;</span> zu untersuchen. Ein solcher
+kann verursacht werden dadurch, da&szlig; sich eine Platte
+kr&uuml;mmt oder dadurch, da&szlig; ein Fremdk&ouml;rper in die
+Zelle hineinf&auml;llt oder da&szlig; aktive Masse aus dem Gitter
+herausf&auml;llt. Er hat zur Folge, da&szlig; der Ladestrom sich
+verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die
+S&auml;ure flie&szlig;t, d. h. eine elektrochemische Wirkung aus&uuml;bt.
+Nach der Ladung entl&auml;dt sich die Zelle in sich
+selbst; denn der den Kurzschlu&szlig; bewirkende K&ouml;rper
+bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden
+Polen. Bei einer solchen Zelle tritt bald Sulfatierung
+ein, die mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden ist.</p>
+
+<p>Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man
+mittels eines kleinen Kompasses feststellen. Diesen
+legt man nacheinander zwischen zwei benachbarte
+Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschlu&szlig;
+hat, so wird die Nadel durch das magnetische Feld
+des Stromes abgelenkt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Vorschriften f&uuml;r die Entladung</span> sind
+gr&ouml;&szlig;tenteils schon in den Betrachtungen des <a href="#Page80">Kapitels 4</a>
+enthalten. Es sei daran erinnert, da&szlig; eine gewisse
+Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten werden darf. Dies ist
+besonders beim Experimentieren im Laboratorium etc.
+zu beachten. Ist man im Zweifel, wie stark der Strom
+bei einem Versuche wird, so mu&szlig; man einen Rheostaten
+und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in <a href="#Fig25">Fig. 25</a>
+angedeutet ist. In dieser soll <i>A</i> den Apparat darstellen,
+dem Strom zugef&uuml;hrt wird, <i>Amp.</i> ein Ampermeter, <i>W</i>
+einen ver&auml;nderlichen Widerstand, <i>B</i> die Batterie, <i>Voltm.</i>
+ein Voltmeter.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page147">[147]</span></p>
+
+<p>Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator
+entladen ist, hat gro&szlig;e praktische Bedeutung
+(man vergleiche die Bemerkungen auf <a href="#Page102">S. 102</a> und die
+Darlegungen &uuml;ber die <a href="#Ref23">Erholung</a>). Wei&szlig; man nicht bestimmt,
+ob man einer Zelle noch Strom entnehmen darf,
+so verbindet man die Klemmen mit einem Voltmeter
+und l&auml;&szlig;t das Element den der dreist&uuml;ndigen Entladung
+entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle ersch&ouml;pft,
+so sinkt die Klemmenspannung in kurzer Zeit auf
+1,8 Volt. &mdash; Dauert ein Versuch l&auml;ngere Zeit, so sollte
+stets ein Voltmeter mit den Klemmen des Elementes
+bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. <a href="#Fig25">Fig. 25</a>).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig25">
+<p class="caption">Fig. 25.</p>
+<img src="images/illo25.png" alt="Schaltung" width="550" height="301" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Um zu pr&uuml;fen, wie gro&szlig; noch ungef&auml;hr die Elektrizit&auml;tsmenge
+ist, die man entnehmen darf, kann man das Ar&auml;ometer benutzen.
+Kennt man die S&auml;uredichte der Zelle in geladenem und entladenem
+Zustande, so kann man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte
+einen Schlu&szlig; &uuml;ber den Energieinhalt ziehen. Wei&szlig; man z. B.,
+da&szlig; die S&auml;uredichte des vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige
+der entladenen Zelle 1,16 ist, und findet man, da&szlig; das spezifische
+Gewicht den Wert 1,17 hat, so enth&auml;lt der Akkumulator noch ungef&auml;hr
+<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> seiner Elektrizit&auml;tsmenge.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen
+werden, gehen in ihrer Kapazit&auml;t zur&uuml;ck. Soll dies
+vermieden werden, so m&uuml;ssen die Zellen von Zeit zu
+Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit m&ouml;glichst<span class="pagenum" id="Page148">[148]</span>
+der garantierten Kapazit&auml;t beansprucht werden. Diese
+Vorschrift ist besonders f&uuml;r solche von Wichtigkeit,
+die Anlagen in Schulen etc. zu beaufsichtigen haben.</p>
+
+<p><span class="gesp">Sulfatieren</span>, <span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span>. Bei Batterien macht
+sich st&auml;rkere <span class="gesp">Sulfatierung</span> in einer oder mehreren
+Zellen in der Weise bemerkbar, da&szlig; bei der gew&ouml;hnlichen
+anf&auml;nglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom
+zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden,
+mi&szlig;t man die Spannung der Elemente einzeln
+mittels eines Voltmeters f&uuml;r geringe Spannungen
+(Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande
+ist die Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr
+klein. Bei der Ladung kann in der kranken Zelle Gasentwicklung
+erfolgen, ohne da&szlig; ein chemischer Umsatz
+an den Platten erfolgt.</p>
+
+<p>Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht
+die ganze Oberfl&auml;che, oder ist es nur in sehr d&uuml;nner
+zusammenh&auml;ngender Schicht vorhanden, so gelingt es
+meistens, die Zelle unter Anwendung einer h&ouml;heren
+Spannung (3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium
+benutzt man am besten die Thermos&auml;ule; bei gr&ouml;&szlig;eren
+Batterien kann man den Ladestrom den Schaltzellen
+entnehmen.) W&auml;hrend der Ladung schalte man ab
+und zu (etwa nach je 10 Minuten) eine Ruhepause
+(5-10 Minuten) ein (<a href="#Page114">S. 114</a>). Nach der ersten Ladung
+hat das Element noch nicht seine volle Kapazit&auml;t. Man
+behandelt daher die Zelle in der fr&uuml;her angegebenen
+Weise.</p>
+
+<p>Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem
+<span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span> der Platten verbunden. Findet man, da&szlig;
+eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so schiebt
+man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasst&auml;be,
+so da&szlig; eine weitere Verringerung des Plattenabstandes
+nicht erfolgen kann, oder man dr&uuml;ckt die Platte durch<span class="pagenum" id="Page149">[149]</span>
+breite flache H&ouml;lzer, deren Dicke gleich dem Plattenabstand
+ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte
+durch eine neue zu ersetzen. Die K&ouml;lner Akkumulatoren-Werke
+schreiben vor, da&szlig; in Zellen, die dauernd zu
+arbeiten haben, Platten aus der letzten Schaltzelle
+kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,
+w&auml;hrend die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt
+werden.</p>
+
+<p>Damit man beginnende Kr&uuml;mmung oder andere
+Fehler entdeckt, mu&szlig; man von Zeit zu Zeit eine Revision
+s&auml;mtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich hierbei,
+besonders wenn es sich um gro&szlig;e Zellen oder um
+Elemente in Holzk&auml;sten handelt, einer <span class="gesp">Ableuchtlampe</span>,
+d. h. einer elektrischen Lampe mit Schutzkorb,
+Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem St&ouml;psel f&uuml;r
+<span class="nowrap">Wandkontakt<a id="FNanchor112"></a><a href="#Footnote112" class="fnanchor">[112]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Automobilzellen</span> sind von Zeit zu Zeit, unter
+normalen Verh&auml;ltnissen alle drei Monate, zu <span class="gesp">reinigen</span>.
+Die Plattens&auml;tze werden zu dem Zwecke, nachdem die
+Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig
+aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges
+Heben und Senken in destilliertem Wasser
+abgesp&uuml;lt; die Kasten werden entleert und gereinigt,
+dann werden die Plattens&auml;tze wieder eingeschoben und
+S&auml;ure vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder
+Reinigung mu&szlig; eine gr&uuml;ndliche Aufladung mit etwa
+dem halben normalen Ladestrom erfolgen.</p>
+
+<p>Im &Uuml;brigen sei bemerkt, da&szlig; die Firmen genaue
+Vorschriften &uuml;ber die Behandlung der von ihnen gelieferten
+Batterien geben und da&szlig; sie gegen eine j&auml;hrliche<span class="pagenum" id="Page150">[150]</span>
+Pr&auml;mie die &Uuml;berwachung und Instandhaltung der
+Batterien &uuml;bernehmen (<span class="gesp">Akkumulatorenversicherung</span>).</p>
+
+<p id="Ref13"><span class="gesp">Die Lebensdauer</span> des <span class="gesp">Akkumulators</span> h&auml;ngt
+in hohem Ma&szlig;e von der Art der Behandlung ab. &Uuml;ber
+diese k&ouml;nnen allgemein g&uuml;ltige Angaben kaum gemacht
+werden. D&uuml;nne Platten, wie sie f&uuml;r Traktionszwecke
+benutzt werden, die mit relativ hoher Stromdichte beansprucht
+werden, m&uuml;ssen nach 100 bis 200 Entladungen
+ausgewechselt werden. Plant&eacute;-Platten haben eine andere
+Widerstandsf&auml;higkeit als Faure-Platten. Auch spielt die
+Art der Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark
+beschleunigte Formierung scheint die Lebensdauer ung&uuml;nstig
+zu beeinflussen.</p>
+
+<p>Werden bei der Formation dem Elektrolyten
+Chemikalien zugesetzt, die Blei chemisch angreifen, so
+kann es leicht vorkommen, da&szlig; in den Platten geringe
+Mengen dieser Substanzen zur&uuml;ckbleiben und in die
+Akkumulatorens&auml;ure gelangen. Das Blei des Tr&auml;gers
+wird im Laufe der Zeit &#8222;angefressen&#8223;, so da&szlig; die
+mechanische Festigkeit immer kleiner wird.</p>
+
+<p>Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch
+die Zeit gegeben, bis zu welcher das Blei der Rippen
+und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd aufgebraucht
+wird (s. <a href="#Ref24">Lokalaktion</a>, <a href="#Page110">S. 110</a>); die mechanische
+Festigkeit der Platten wird geringer und ihr Widerstand
+gr&ouml;&szlig;er. Daraus ergibt sich, da&szlig; die Menge des
+festen Bleies in hohem Grade ma&szlig;gebend ist f&uuml;r die
+Lebensdauer der positiven Platten.</p>
+
+<p>Bei &auml;lteren negativen Platten geht der Bleischwamm
+langsam in festes, dichtes Blei &uuml;ber, er schrumpft unter<span class="pagenum" id="Page151">[151]</span>
+betr&auml;chtlicher Volum&auml;nderung zusammen; es bilden sich
+Risse, und der Zusammenhang zwischen der Unterlage
+und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese
+Erscheinung <span class="gesp">Schrumpfen</span>, <span class="gesp">Sintern</span>, <span class="gesp">Verbleiung</span>.
+Sie ist nat&uuml;rlich mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden,
+da die S&auml;ure nicht mehr in das Innere eindringen
+kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter
+Substanzen (z. B. Koks, Bimsstein) in fein verteiltem
+Zustande zu dem Breie, den man in die Gitter schmiert,
+soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt werden
+(s. <a href="#Page136">S. 136</a>).</p>
+
+<p>Durch zu starke Beanspruchung der negativen
+Platten wird das Schrumpfen beschleunigt. Daher d&uuml;rfte
+ein weiteres Mittel, dem Verbleien vorzubeugen, darin
+bestehen, die Kapazit&auml;t der Bleischwammplatten von
+vornherein gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen als die der positiven
+Elektroden.</p>
+
+<p>Vor allem mu&szlig; sich jeder, der Akkumulatoren benutzen
+will, mit den Vorg&auml;ngen im Akkumulator und
+mit seinen Eigent&uuml;mlichkeiten genau bekannt machen
+und sich von vornherein daran gew&ouml;hnen, mit der
+n&ouml;tigen Vorsicht zu Werke zu gehen.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote107"><a href="#FNanchor107"><span class="label">[107]</span></a>
+Siehe Zentralblatt f&uuml;r Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder
+E. T. Z. 1907, S. 611.</p>
+
+<p id="Footnote108"><a href="#FNanchor108"><span class="label">[108]</span></a>
+Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszusp&uuml;len.</p>
+
+<p id="Footnote109"><a href="#FNanchor109"><span class="label">[109]</span></a> Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen,
+s. <a href="#Page139">S. 139</a>.</p>
+
+<p id="Footnote110"><a href="#FNanchor110"><span class="label">[110]</span></a>
+Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen m&uuml;ssen zu gleicher
+Zeit und gleichm&auml;&szlig;ig zur Gasentwicklung gelangen.</p>
+
+<p id="Footnote111"><a href="#FNanchor111"><span class="label">[111]</span></a>
+Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so k&ouml;nnen zur&uuml;ckgebliebene
+Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, da&szlig; man
+sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen
+geht dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der nat&uuml;rlich
+den maximalen Ladestrom nicht &uuml;berschreiten darf. Bei anderen
+Zellen wendet man die &Uuml;berbr&uuml;ckungsmethode an (s. <a href="#Page142">S. 142</a>).</p>
+
+<p id="Footnote112"><a href="#FNanchor112"><span class="label">[112]</span></a>
+Zum <span class="gesp">Reinigen der Akkumulatoren</span> kann man einen
+Apparat benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht
+aus einer Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch
+mit passendem Bleimundst&uuml;ck angeschlossen ist Man zieht zuerst
+die S&auml;ure ab, saugt dann den Schlamm ab und f&uuml;llt wieder ein.
+Das Herausnehmen der Platten ist also &uuml;berfl&uuml;ssig.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page152">[152]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Achtes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Der alkalische Akkumulator.</span></h2>
+
+<p>An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil
+getadelt, da&szlig; sie ein im Vergleich zu ihrer Leistung
+gro&szlig;es Gewicht haben. Dieses ist in erster Linie bedingt
+durch das hohe spezifische Gewicht und das gro&szlig;e
+elektrochemische &Auml;quivalent des Bleies. Auch der
+Umstand, da&szlig; Blei ein weiches Metall ist, w&auml;re hier
+zu erw&auml;hnen. Der Tr&auml;ger der aktiven Masse mu&szlig;
+n&auml;mlich aus Blei bestehen, die Platten m&uuml;ssen, damit
+sie gen&uuml;gend fest sind, eine ziemlich gro&szlig;e Dicke haben.
+Endlich ist der Bleiakkumulator auch deshalb ein
+schwerer Akkumulator, weil der Elektrolyt in verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig
+gro&szlig;er Menge vorhanden sein mu&szlig;. Denn
+die S&auml;ure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so
+da&szlig; man gezwungen ist, pro Amperstunde eine gewisse
+S&auml;uremenge zu verwenden. Wird die S&auml;ure knapp bemessen,
+so sinkt ihre Dichte w&auml;hrend der Entladung
+stark; dies hat zur Folge, da&szlig; der innere Widerstand
+gr&ouml;&szlig;er und die elektromotorische Kraft kleiner wird.
+Nimmt man wenig, aber ziemlich stark konzentrierte
+S&auml;ure, so wird die Sulfatierung beg&uuml;nstigt und die
+Lebensdauer verringert. Das Gewicht der S&auml;ure betr&auml;gt
+bei station&auml;ren Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes.
+Was das Gewicht der Platten anbelangt, so<span class="pagenum" id="Page153">[153]</span>
+kann man durch Verringerung der Dicke das Verh&auml;ltnis
+zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern.
+Eine derartige Steigerung der Leistung pro Kilogramm
+Zellengewicht wird aber nur auf Kosten der Lebensdauer
+erkauft. Nach E. <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a
+id="FNanchor113"></a><a href="#Footnote113" class="fnanchor">[113]</a></span> haben Zellen der K&ouml;lner
+Akkumulatorenwerke f&uuml;r Traktionszwecke (Automobile),
+die ca. 30 Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere
+Lebensdauer nur ca. 100 Entladungen.</p>
+
+<p>Es gibt nun zwei M&ouml;glichkeiten, einen leichteren
+Akkumulator zu konstruieren, n&auml;mlich erstens Metalle
+zu verwenden, deren spezifisches Gewicht und elektrochemisches
+&Auml;quivalent kleiner ist als bei <span class="nowrap">Blei<a
+id="FNanchor114"></a><a href="#Footnote114" class="fnanchor">[114]</a>,</span>
+zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten
+so zu w&auml;hlen, da&szlig; der Elektrolyt bei Stromzufuhr und
+Stromentnahme seine Konzentration nicht &auml;ndert.</p>
+
+<p>Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen
+Erfindern schon seit mehr als 20 Jahren Versuche angestellt
+worden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure hat folgende wertvolle Eigenschaften:
+1. sie leitet den elektrischen Strom sehr gut (nat&uuml;rlich im Vergleich
+zu anderen Elektrolyten), 2. sie ver&auml;ndert sich an der Luft nicht,
+3. sie bleibt in dem Gef&auml;&szlig;e, in dem sie sich befindet, sie kriecht
+nicht, wie es viele andere L&ouml;sungen tun, an den W&auml;nden langsam
+empor. Will man an der Verwendung der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure
+f&uuml;r einen Sammler festhalten, so hat man unter den Metallen keine
+gro&szlig;e Wahl, da sich die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten
+l&ouml;sen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Beachtung verdient hier vor allem das <span class="gesp">Kupferoxyd-Zink</span>-Element
+(Lalande, Edison, Wedekind),
+das als Vorl&auml;ufer des Edison-Akkumulators bezeichnet
+werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge.
+Das Kupferoxyd verliert w&auml;hrend der Entladung<span class="pagenum" id="Page154">[154]</span>
+seinen Sauerstoff, das Zink geht als Zinkhydroxyd in
+L&ouml;sung. Das entstandene por&ouml;se und schwammige
+Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt
+wird, Sauerstoff auf.</p>
+
+<p>Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande
+dieses Kapitels, n&auml;mlich zu dem <span class="gesp">Edison-Akkumulator</span>.
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Darrieus</span><a id="FNanchor115"></a><a
+href="#Footnote115" class="fnanchor">[115]</a></span> besch&auml;ftigte sich vor etwa
+18 Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators,
+bei dem an Stelle des schweren Bleies andere Metalle
+und als Elektrolyt Kali- oder Natronlauge benutzt
+werden sollten. Unter den Metallen, die er aufz&auml;hlt,
+befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre
+1899 wurde dem Schweden <span class="gesp">Jungner</span> ein Patent erteilt,
+das sich auf einen alkalischen Akkumulator mit Silber-
+und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche erstreckten
+sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es
+sind etwas mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die
+Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf eine neue Erfindung
+Edisons lenkte, n&auml;mlich auf ein Element, das
+nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu
+sein schien, dem biederen Bleiakkumulator den Todessto&szlig;
+zu versetzen. Die ersten Zellen, die D-Zellen,
+kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon
+nach kurzer Zeit vom Markte zur&uuml;ckgezogen. Sp&auml;ter
+wurde die Fabrikation der H-Zellen in gro&szlig;em Ma&szlig;stabe
+aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company).
+Diese wird im Folgenden ausf&uuml;hrlich
+besprochen werden.</p>
+
+<p>Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator
+herzustellen, der nicht nur pro Wattstunde ein
+geringeres Gewicht als der Bleiakkumulator haben sollte,
+sondern auch gegen schlechte Behandlung unempfindlich<span class="pagenum" id="Page155">[155]</span>
+sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses
+Ziel zu erreichen, werden wir sp&auml;ter sehen.</p>
+
+<p id="Ref26"><span class="gesp">Vorg&auml;nge in der Edison-Zelle.</span> Die wirksame
+Masse der positiven Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd,
+Ni(OH)<sub>2</sub>, dem etwa 20% eines flockigen Graphits zugesetzt
+werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur
+eine Verbesserung der Leitf&auml;higkeit der aktiven Masse,
+sondern er verhindert auch ein Aufschwemmen der
+Masse bei der Ladung; in erster Linie aber soll seine
+Bedeutung darin liegen, da&szlig; er trotz der starken Pressung
+der Masse (s. <a href="#Ref25">unten</a>) eine gewisse Porosit&auml;t gew&auml;hrleistet.
+Als negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd
+verwendet, dem ca. 10% Quecksilberoxyd beigemischt
+werden. Letzteres dient dazu, die Leitf&auml;higkeit der
+Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die Zelle
+gegen starke Stromst&ouml;&szlig;e unempfindlich zu machen.
+Welche Vorg&auml;nge sich in der Zelle bei Stromdurchgang
+abspielen, steht noch nicht mit Sicherheit fest. Nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a id="FNanchor116"></a><a
+href="#Footnote116" class="fnanchor">[116]</a></span> wird das Eisenhydroxyd durch Wasserstoff zu
+Eisen reduziert, w&auml;hrend Nickelhydroxyd durch OH
+(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine h&ouml;here
+Oxydationsstufe gebracht wird. Die Vorg&auml;nge, die sich
+bei der Ladung und Entladung abspielen, kann man
+durch die Gleichung darstellen:</p>
+
+<p class="equation">Fe(OH)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>2</sub> &#8644; Fe&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>3</sub>.</p>
+
+<p>Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung
+zwei OH von der negativen zur positiven Elektrode
+wanderten, und umgekehrt bei der Entladung. Elbs
+fand auch, da&szlig; die elektromotorische Kraft von der
+Konzentration der Lauge abh&auml;ngig ist. Nach der
+obigen Reaktionsgleichung ist die Kalilauge (21%) an<span class="pagenum" id="Page156">[156]</span>
+dem chemischen Umsatze nicht beteiligt. <span class="nowrap"><span
+class="gesp">F&ouml;rster</span><a id="FNanchor117"></a><a href="#Footnote117" class="fnanchor">[117]</a></span>
+wies aber nach, da&szlig; die Kalilauge nach der Entladung
+weniger Wasser enth&auml;lt als am Ende der Ladung. Es
+scheint demnach, als ob die vorige Gleichung die Vorg&auml;nge
+nicht genau wiederg&auml;be. (M&ouml;glich w&auml;re es allerdings,
+da&szlig; Wasserstoff und Sauerstoff von dem Elektrodenmaterial
+absorbiert werden.)</p>
+
+<p>J. <span class="gesp">Zedner</span> hat unter Leitung von Prof.
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a id="FNanchor118"></a><a href="#Footnote118" class="fnanchor">[118]</a></span>
+Untersuchungen &uuml;ber den <span class="gesp">Eisen-Nickel-Akkumulator</span>
+angestellt. Er fand, da&szlig; die positive Elektrode
+im geladenen Zustande Ni(OH)<sub>3</sub>, im entladenen
+Zustande Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O enth&auml;lt. W&auml;hrend der Entladung
+wird also dem Elektrolyten Wasser entzogen.
+Dem entsprechend m&uuml;&szlig;te die elektromot. Kraft von der
+Konzentration der Lauge abh&auml;ngig sein, was auch in
+der Tat der Fall ist. Die Entladung erfolgt in zwei
+Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in Hydroxydul
+umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung
+des Sauerstoffs mit Wasserstoff, der w&auml;hrend
+des Ladens von der wirksamen Masse und zwar zumeist
+von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen
+wurde.</p>
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Roloff</span><a id="FNanchor119"></a><a
+href="#Footnote119" class="fnanchor">[119]</a></span> ist der Ansicht, da&szlig; au&szlig;er der von Elbs
+angegebenen Reaktion noch eine andere stattfindet, wie
+der stufenweise erfolgende Abfall des Potentials der
+Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)<sub>2</sub>, das auf den
+entladenen Platten ist, hat keine gr&uuml;ne Farbe. Er
+fand, da&szlig; Ni(OH)<sub>2</sub> schwarz wird, wenn es Wasser
+addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O schwarz.</p>
+
+<p>Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom<span class="pagenum" id="Page157">[157]</span>
+Eisen, das oxydiert wird, 2 Atome Nickel, die an dem Umsatze
+beteiligt sind; dem entsprechend ist bei Edison
+die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so gro&szlig;e wie
+diejenige der Eisenelektroden.</p>
+
+<p>Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt
+ist, so kann der Abstand zwischen den Elektroden sehr
+klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem Grunde
+von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte
+Kapazit&auml;t zu erreichen, eine gro&szlig;e sein mu&szlig;.
+Die Nickel- und Eisenmasse n&auml;mlich leiten den Strom
+sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre Porosit&auml;t
+wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation
+ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz
+ist aber, obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt
+ist, nur dort m&ouml;glich, wo die aktive Masse mit der
+Lauge in Ber&uuml;hrung ist. Die Umwandlungen erfolgen
+daher nur in einer au&szlig;erordentlich d&uuml;nnen Oberfl&auml;chenschicht.
+Man mu&szlig; also eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig gro&szlig;e
+Anzahl von Platten benutzen, um eine gew&uuml;nschte
+Kapazit&auml;t zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt,
+die man durch das nahe Zusammenr&uuml;cken der Platten
+erzielt, wird, wie man leicht einsieht, dadurch wieder
+z. T. illusorisch, da&szlig; man die Anzahl der Platten
+vergr&ouml;&szlig;ern mu&szlig;.</p>
+
+<p><span class="gesp">Konstruktion der Edison-Zelle.</span> Die positive
+aktive Masse gewinnt Edison dadurch, da&szlig; er aus
+einer Nickelnitratl&ouml;sung durch Magnesiumhydroxyd das
+gr&uuml;ne Nickelhydroxydul, Ni(OH)<sub>2</sub> f&auml;llt; dieses wird
+durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni<sub>2</sub>(OH)<sub>6</sub> oxydiert. Die
+negative Masse wird aus Eisenoxyd hergestellt, &uuml;ber
+dieses wird bei etwa 250&deg; lange Zeit trockener Wasserstoff
+geleitet, das Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> wird in Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> umgewandelt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig26">
+<p class="caption">Fig. 26.</p>
+<img src="images/illo26.jpg" alt="Gitter aus vernickeltem Stahlblech" width="400" height="341" />
+</div>
+
+<p id="Ref25">Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden
+stimmt, wenigstens bei der H-Type, &uuml;berein.<span class="pagenum" id="Page158">[158]</span>
+Das aktive Material, dem Graphit bezw. Quecksilberoxyd
+(s. <a href="#Ref26">oben</a>) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen
+(77 mm&nbsp;&times; 13 mm) aufgenommen, die aus d&uuml;nnem, vernickeltem
+Eisenblech hergestellt <span class="nowrap">werden<a id="FNanchor120"></a><a
+href="#Footnote120" class="fnanchor">[120]</a>.</span> Dieses ist
+perforiert, damit der Elektrolyt Zutritt hat; auf 1 cm<sup>2</sup>
+kommen fast 300 L&ouml;cher. Eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl dieser
+Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech
+eingesetzt (s. <a href="#Fig26">Fig. 26</a>). Die Platte wird dann sehr
+stark gepre&szlig;t, so da&szlig;
+die Taschen fest und
+mit gutem Kontakte in
+dem Rahmen sitzen. In
+einer zweiten Presse
+werden die Taschenw&auml;nde
+in der Querrichtung
+gewellt. Die
+Platten haben oben einen
+mit einer runden &Ouml;ffnung
+versehenen Ansatz.
+Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen
+geschoben; zwischen je 2 Platten wird eine Eisenscheibe
+gelegt, um den richtigen Abstand zu erhalten
+und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch
+Schrauben an den Enden der Bolzen gegeneinander
+gedr&uuml;ckt. Der Bolzen tr&auml;gt einen vertikalen Eisenstab,
+den Polbolzen (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>). Wie schon bemerkt, enth&auml;lt
+die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,
+die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen,
+Nickel; Nickel, Eisen, Nickel usw. Zur Isolierung der
+Platten verschiedenen Potentials gegeneinander dienen
+Hartgummist&auml;be.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page159">[159]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig27">
+<p class="caption">Fig. 27.</p>
+<img src="images/illo27.jpg" alt="Kanne mit Polbolzen" width="200" height="351" />
+</div>
+
+<p>Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne
+aus vernickeltem Eisenblech, das, um seine Festigkeit
+zu erh&ouml;hen, gewellt ist (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>); er ist
+gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen
+isoliert und gegen die
+Seitenw&auml;nde durch d&uuml;nne Hartgummiformst&uuml;cke.
+Die Zelle wird durch einen
+Deckel verschlossen, durch den die beiden
+Polbolzen hindurchgehen, die durch &uuml;bergeschobene
+Hartgummib&uuml;chsen und Weichgummiringe
+gegen den Deckel isoliert sind.
+Der Deckel ist mit einer F&uuml;ll&ouml;ffnung und
+einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung
+in gro&szlig;er Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist
+so eingerichtet, da&szlig; die mitgerissenen
+Teilchen des Elektrolyten
+zur&uuml;ckgehalten werden.</p>
+
+<p>Der Elektrolyt soll stets ca.
+12 mm &uuml;ber Oberkante der Platten
+stehen. Den richtigen Stand der
+Kalilauge konstatiert man mit
+Hilfe eines Glasrohres mit kleiner
+Ausflu&szlig;&ouml;ffnung, das man wie eine
+Pipette benutzt. Sinkt der Stand
+der Fl&uuml;ssigkeit unter das vorgeschriebene
+Ma&szlig;, so ist destilliertes
+Wasser nachzuf&uuml;llen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig28">
+<p class="caption">Fig. 28.</p>
+<img src="images/illo28.jpg" alt="Nickelelektrode" width="200" height="408" />
+</div>
+
+<p>Vor einiger Zeit hat Edison
+die Nickelelektrode wieder anders
+gestaltet. Die Taschen haben eine
+runde Form erhalten (s. <a href="#Fig28">Fig. 28</a>).
+Sie sind aus spiralig gewundenem,
+fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit Hilfe
+von Stahlringen au&szlig;erordentlich verst&auml;rkt. Das Nickelhydroxyd<span class="pagenum" id="Page160">[160]</span>
+wird nicht mehr mit Graphit sondern mit
+Nickelflocken vermischt, auch soll etwas Wismutoxyd
+beigemengt werden. Der Kaliuml&ouml;sung wird eine geringe
+Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung
+soll bei der neuen Type (Type A) <span class="nowrap">geringer<a
+id="FNanchor121"></a><a href="#Footnote121" class="fnanchor">[121]</a></span> und die
+Leistung bei gleichem Gewichte etwa 25% <span class="nowrap">h&ouml;her<a
+id="FNanchor122"></a><a href="#Footnote122" class="fnanchor">[122]</a></span>
+sein als bei der H-Type.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Edison-Zelle im Betriebe</span>. Die elektromotorische
+Kraft der geladenen Zelle betr&auml;gt etwa
+1,5 Volt. Wird sie mit der normalen Stromdichte, d. h.
+derjenigen, die der 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>-st&uuml;ndigen <span class="gesp">Entladung</span> entspricht,
+beansprucht, so betr&auml;gt, wie man aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a>
+ersieht, die anf&auml;ngliche Klemmenspannung etwas weniger
+als 1,4 Volt, gegen Ende der Entladung etwa 1,15 Volt.
+Im Mittel bel&auml;uft sich die Nutzspannung auf 1,23 Volt.
+Sie ist noch geringer, wenn mit st&auml;rkerem Strome entladen
+wird.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig29">
+<p class="caption">Fig. 29.</p>
+<img src="images/illo29.png" alt="Klemmenspannung" width="600" height="400" />
+</div>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page161">[161]</span></p>
+
+<p>Die Stromst&auml;rke bei der normalen <span class="gesp">Ladung</span>, die
+auch rund 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunde dauert, ist gr&ouml;&szlig;er als die Entladestromst&auml;rke;
+z. B. wird die Type H<sub>27</sub> mit 45 Amp.
+entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung
+verl&auml;uft, ist aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a> zu ersehen. Nach
+etwa 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub> Stunden hat also die Spannung den Wert
+1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter laden.
+Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast
+(daher der niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration
+des Elektrolyten nur sehr wenig schwankt, so ist
+es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht m&ouml;glich,
+anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist.
+Am besten l&auml;dt man dann mit vorgeschriebener Stromst&auml;rke
+und h&ouml;rt nach 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden auf; allerdings vergeudet
+man, wenn die Batterie nicht ersch&ouml;pft war,
+unter Umst&auml;nden viel Energie. &mdash;</p>
+
+<p>Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem
+Stande des Elektrolyten &uuml;berzeugen und ev. nachf&uuml;llen.
+Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder zweiten oder
+dritten Ladung n&ouml;tig. Die Konzentration der Lauge
+nimmt langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils
+kleine Partikelchen des Elektrolyten mitgerissen
+werden; nach ca. 300 Entladungen soll der Elektrolyt
+erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen
+sammeln sich auf dem Deckel und &#8222;bilden im Laufe der
+Zeit einen wei&szlig;lichen, kristallinischen Niederschlag,
+der durch gelegentliches Reinigen mit einem Tuch oder
+Pinsel entfernt wird&#8223; (<span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 43).</p>
+
+<p><span class="gesp">Wirkungsgrad</span> und <span class="gesp">Nutzeffekt</span>, die wie beim
+Bleiakkumulator von der Stromst&auml;rke und der zwischen
+Ladung und Entladung liegenden Zeit abh&auml;ngig sind,
+haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>stdg.
+Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben.
+Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> ist viel weniger von der Entladezeit<span class="pagenum" id="Page162">[162]</span>
+abh&auml;ngig als beim Bleiakkumulator. Sie nimmt &uuml;brigens
+im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abh&auml;ngig von
+der Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit
+stark schwankendem Stromverbrauch, wie er beim
+Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die Kapazit&auml;t um
+etwa 15% gesunken.</p>
+
+<p><span class="gesp">Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.</span>
+Die Endspannung bei dem Edison-Akkumulator
+sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator
+ist sie 1,8 Volt. F&uuml;r eine 110 Volt-Anlage sind
+also 110:1,15 = 96 Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur
+110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren erforderlich. Weiterhin
+folgt, da&szlig; die Anzahl der mit dem Zellenschalter zu
+verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen
+bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren.
+Was die &Uuml;berwachnung und Wartung
+anbelangt, so sind diese, soweit es sich um station&auml;re
+Anlagen handelt, f&uuml;r Bleiakkumulatoren einfacher als
+f&uuml;r <span class="nowrap">Edison-Zellen<a id="FNanchor123"></a><a
+href="#Footnote123" class="fnanchor">[123]</a>,</span> besonders wenn erstere in Glasgef&auml;&szlig;e
+eingebaut sind. Andererseits hat aber die Edison-Zelle
+manche Vorz&uuml;ge vor ihrem &auml;lteren Rivalen voraus;
+vor allem ist sie gegen &Uuml;beranstrengung, sei es da&szlig;
+diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu
+0,5 Volt Spannung, oder in Entnahme anormal starken
+Stromes besteht, fast ganz unempfindlich; ferner kann
+die Zelle im entladenen Zustande lange stehen, ohne
+da&szlig; sie Schaden leidet, und daher ist das oft h&ouml;chst
+l&auml;stige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen
+mu&szlig;, wenn die Batterie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt wird,
+&uuml;berfl&uuml;ssig; endlich sind zu erw&auml;hnen die gro&szlig;e mechanische
+Festigkeit, verbunden mit der Widerstandsf&auml;higkeit
+gegen St&ouml;&szlig;e, und der feste Halt der wirksamen Masse.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page163">[163]</span></p>
+
+<p>Diese Eigenschaften sind in manchen F&auml;llen so
+wertvoll, da&szlig; man die M&auml;ngel gern mit in den Kauf
+nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der Edison-Akkumulator
+zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier
+spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die
+Raumbeanspruchung eine ma&szlig;gebende Rolle. Wir wollen
+zusehen, welcher von den beiden Akkumulatoren in
+dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals
+erw&auml;hnten Buche von <span class="gesp">Kammerhoff</span> entnehme
+ich, da&szlig; die Type H<sub>27</sub>, d. h. die H-Type mit 27 normalen
+Platten, f&uuml;r jedes Kilogramm Totalgewicht 24 Wattstunden
+<span class="nowrap">leistet<a id="FNanchor124"></a><a href="#Footnote124"
+class="fnanchor">[124]</a>;</span> unter Totalgewicht ist das Gewicht
+der kompletten Zelle inkl. Holztr&auml;ger zu verstehen.
+Der Berechnung liegt 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;ndige Entladung zugrunde.
+In einem Vortrage von <span class="gesp">Roloff</span> findet man die Angaben,
+da&szlig; man erh&auml;lt</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="left padr1">einem</td>
+<td colspan="2" class="left padr0">station&auml;ren Bleiakku</td>
+<td class="left padl0 padr1">mulator</td>
+<td class="left">pro</td>
+<td class="left">1 kg</td>
+<td class="left">Gew.</td>
+<td class="right padr0">8</td>
+<td>&nbsp;</td>
+<td class="right padr0">W-Std.</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="left"><span class="nowrap">transportablen<a
+id="FNanchor125"></a><a href="#Footnote125" class="fnanchor">[125]</a></span></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr0">32</td>
+<td class="left padl0">,5</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">5st&uuml;ndige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch
+urteilen, so mu&szlig; man bei dem transportablen Bleiakkumulator
+auch 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;nd. Entladung annehmen. Die
+dieser Zeit entsprechende Kapazit&auml;t kann zu 5-6%
+geringer angenommen werden als die bei 5st&uuml;ndiger
+Entladung; auch ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; die mittlere
+Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf keinen Fall
+aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich
+um transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden
+entladen werden sollen, einen Fortschritt hinsichtlich
+einer <span class="nowrap">Gewichtsverringerung<a id="FNanchor126"></a><a href="#Footnote126" class="fnanchor">[126]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page164">[164]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Peters</span><a id="FNanchor127"></a><a
+href="#Footnote127" class="fnanchor">[127]</a></span> gelangt zu der Ansicht, da&szlig; der Edison-Akkumulator
+in keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren k&ouml;nne.
+<span class="gesp">Graefenberg</span> findet, da&szlig; der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden
+pro 1 kg Gesamtgewicht leiste.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Zahlen &auml;ndern sich aber zugunsten der Edison-Zelle,
+wenn es sich um schnelle Entladungen handelt, indem
+n&auml;mlich die Kapazit&auml;t der Bleizelle in viel h&ouml;herem
+Ma&szlig;e von der Entladedauer abh&auml;ngig ist als diejenige
+der Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein
+wichtiges Wort mit, und diese d&uuml;rfte bei Bleiakkumulatoren,
+die 25-30 Wattstunden pro 1 kg Gewicht leisten,
+keine besonders gro&szlig;e sein; wie es in dieser Hinsicht
+mit den Edison-Zellen bestellt ist, dar&uuml;ber fehlen noch
+unparteiische Angaben.</p>
+
+<p>Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der
+Bleiakkumulator von vornherein einen Vorsprung, weil
+er eine viel h&ouml;here mittlere Spannung hat als die
+Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). <span class="gesp">Kammerhoff</span>
+berechnet, da&szlig; die Type H<sub>27</sub> bedarf</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="left padr1">3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>
+<td class="left padr1">stdg.</td>
+<td class="left padr1">Entladung</td>
+<td class="left padr1">pro</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>
+<td class="left">31,17 l,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1<sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">35,07 l;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">angenommen ist, da&szlig; je 6 Zellen in einen Holzkasten
+eingebaut sind. F&uuml;r eine Bleizelle, die f&uuml;r Elektromobilbetrieb
+bestimmt ist, wird angegeben, da&szlig; ohne Holzkasten
+erforderlich sind</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="right padr0">5</td>
+<td class="left padl0">stdg.</td>
+<td class="left padr1">Entladung</td>
+<td class="left padr1">pro</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>
+<td class="left padr1">13,08</td>
+<td class="left">l,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr0">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">25,46</td>
+<td class="left">l.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">Nach <span class="gesp">Roloff</span> sind f&uuml;r transportable Bleizellen 12 l
+pro Kilowattstunde und f&uuml;r die Edison-Zelle 19 l erforderlich.
+Auch hier fragt es sich, ob die Raumverringerung
+nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft
+ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page165">[165]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Angaben, die man &uuml;ber die Lebensdauer der f&uuml;r Elektromobilbetrieb
+bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. W&auml;hrend
+<span class="gesp">Joly</span> in dem (a. <a href="#Page160">S. 160</a>) zitierten Aufsatze behauptet, da&szlig; der Bleiakkumulator
+3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur
+2500 Meilen, berechnet <span class="gesp">Kammerhoff</span> (l. c. S. 152), da&szlig; die Lebensdauer
+des Bleiakkumulators im g&uuml;nstigsten Falle 9750 Wagenkilometern
+und diejenige einer um etwa 30% leistungsf&auml;higeren Edison-Batterie
+54000 Wagenkilometern entspreche. Nat&uuml;rlich sind auch die Preise
+f&uuml;r die Batterien in Rechnung zu setzen. &Uuml;bernimmt die Fabrik
+gegen Zahlung einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es
+pro Wagenkilometer, die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der
+Platten), so spielt die Lebensdauer f&uuml;r den Besitzer des Wagens
+keine Rolle, und es treten dann die fr&uuml;her er&ouml;rterten Faktoren um
+so mehr in den Vordergrund.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Ein definitives Urteil &uuml;ber den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators
+kann noch nicht gef&auml;llt werden;
+man mu&szlig; ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; er erst einige Jahre
+alt ist, w&auml;hrend der Bleiakkumulator auf eine etwa
+25j&auml;hrige Vergangenheit zur&uuml;ckblicken kann, w&auml;hrend
+deren an seiner Vervollkommnung Tausende von Theoretikern
+und Praktikern gearbeitet haben. Einstweilen
+kann der Edison-Akkumulator nur in einigen beschr&auml;nkten
+Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich
+konkurrieren.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">Zink-Nickel-Sammler</span> ist einstweilen
+nur von theoretischem Interesse und soll nur der Vollst&auml;ndigkeit
+halber erw&auml;hnt werden. Analog wie die
+Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich
+Masseplatten aus Zink herstellen. Der Masse wird
+Graphit und Pottasche zugesetzt, ersterer verhindert,
+da&szlig; der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm
+zusammensintert, die Pottasche l&ouml;st sich, und es bilden
+sich Hohlr&auml;ume, die beim Quellen der Masse Platz gew&auml;hren.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote113"><a href="#FNanchor113"><span class="label">[113]</span></a> E. T. Z. 1905 S. 301.</p>
+
+<p id="Footnote114"><a href="#FNanchor114"><span class="label">[114]</span></a>
+Letzteres ist f&uuml;r zweiwertiges Blei 103,2, f&uuml;r zweiwertiges
+Nickel nur 29,3.</p>
+
+<p id="Footnote115"><a href="#FNanchor115"><span class="label">[115]</span></a>
+S.: A. <span class="gesp">Kammerhoff</span>. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.</p>
+
+<p id="Footnote116"><a href="#FNanchor116"><span class="label">[116]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>
+
+<p id="Footnote117"><a href="#FNanchor117"><span class="label">[117]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1908, Nr. 21.</p>
+
+<p id="Footnote118"><a href="#FNanchor118"><span class="label">[118]</span></a>
+Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906,
+S. 999.</p>
+
+<p id="Footnote119"><a href="#FNanchor119"><span class="label">[119]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>
+
+<p id="Footnote120"><a href="#FNanchor120"><span class="label">[120]</span></a> Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa
+1 mm Dicke hergestellt.</p>
+
+<p id="Footnote121"><a href="#FNanchor121"><span class="label">[121]</span></a> Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23
+(Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.</p>
+
+<p id="Footnote122"><a href="#FNanchor122"><span class="label">[122]</span></a> Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).</p>
+
+<p id="Footnote123"><a href="#FNanchor123"><span class="label">[123]</span></a>
+Man vergleiche die Vorschriften &uuml;ber Ladung, Entladung usw.</p>
+
+<p id="Footnote124"><a href="#FNanchor124"><span class="label">[124]</span></a>
+F&uuml;r die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht
+angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.</p>
+
+<p id="Footnote125"><a href="#FNanchor125"><span class="label">[125]</span></a> Ohne Holzkasten oder dgl.</p>
+
+<p id="Footnote126"><a href="#FNanchor126"><span class="label">[126]</span></a>
+&Uuml;ber die neueste Type (s. <a href="#Page159">S. 159</a>) liegt noch zu wenig Beobachtungsmaterial
+vor.</p>
+
+<p id="Footnote127"><a href="#FNanchor127"><span class="label">[127]</span></a> E. T. Z. 1908, S. 1232.</p>
+
+<p id="Footnote128"><span class="label">[128]</span> Zentralblatt f&uuml;r Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page166">[166]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Neuntes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Verwendung der Akkumulatoren.</span></h2>
+
+<p>Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so
+vielseitige, da&szlig; es ganz ausgeschlossen ist, sie in diesem
+kleinen Werkchen auch nur einigerma&szlig;en ersch&ouml;pfend
+zu behandeln.</p>
+
+<p>1. Am wichtigsten ist die <span class="gesp">Verwendung</span> der
+Akkumulatoren <span class="gesp">in elektrischen Anlagen</span>. Wir beschr&auml;nken
+uns hier auf den einfachsten Fall, n&auml;mlich auf
+die <span class="gesp">Zweileiteranlage</span>, bei der die Batterie parallel
+zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zun&auml;chst
+klar, welchen <span class="gesp">Nutzen</span> die Verwendung <span class="gesp">der Akkumulatoren</span>
+gew&auml;hrt. Eine Lampe brennt nur dann
+ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den Zuleitungsdr&auml;hten
+konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb
+ist es aber ganz unm&ouml;glich, in einer Anlage
+mit stark schwankendem Konsum die Klemmenspannung
+der Dynamo konstant zu <span class="nowrap">halten<a id="FNanchor129"></a><a
+href="#Footnote129" class="fnanchor">[129]</a>.</span> Ist nun eine Akkumulatorenbatterie
+parallel zur Dynamo geschaltet, so
+werden durch sie die Schwankungen ausgeglichen, so
+da&szlig; die Lampen ein gleichm&auml;&szlig;iges Licht ausstrahlen.
+Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,
+Kraftmaschinen benutzen, die an und f&uuml;r sich nicht sehr<span class="pagenum" id="Page167">[167]</span>
+regelm&auml;&szlig;ig laufen, z. B. Wasserr&auml;der. Sodann erm&ouml;glichen
+die Akkumulatoren eine &ouml;konomische Ausnutzung
+der Maschinen. Bekanntlich n&auml;mlich arbeiten Dampfmaschinen
+und Dynamos mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade,
+wenn sie voll belastet sind. Ist nun der Konsum
+gering, so kann die Dynamo Strom an die Batterie abgeben;
+wird die Netzbelastung so gro&szlig;, da&szlig; <span class="gesp">eine</span>
+Dynamo zu stark belastet sein w&uuml;rde und <span class="gesp">zwei</span> zu
+schwach, so gibt die Batterie so lange Strom ab, bis
+es sich lohnt, die zweite Dynamo in Betrieb zu setzen.
+In den fr&uuml;hen Morgen- und sp&auml;ten Abendstunden ist
+die Energieabgabe der Zentrale meistens so gering,
+da&szlig; eine Dynamomaschine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig schwach
+belastet sein w&uuml;rde. Man &uuml;bertr&auml;gt dann der Batterie
+die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht
+unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern
+auch eine einfachere und billigere Bedienung erm&ouml;glicht.</p>
+
+<p>Bei kleineren Anlagen k&ouml;nnen die Akkumulatoren
+im Sommer die Speisung der Lampen usw. eventuell
+ganz &uuml;bernehmen.</p>
+
+<p>Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann
+endlich unter Umst&auml;nden von gro&szlig;em Nutzen sein (Reparaturen
+an Maschinen usw.). Durch die Batterie wird
+also die <span class="gesp">Betriebssicherheit</span> bedeutend <span class="gesp">erh&ouml;ht</span>,
+sie bildet die letzte, aber durchaus zuverl&auml;ssige Reserve.</p>
+
+<p>Der Umstand, da&szlig; sich die Spannung des Akkumulators
+sowohl w&auml;hrend der Entladung als auch besonders
+w&auml;hrend der Ladung &auml;ndert, bedingt die
+Anwendung eines besonderen Apparates, des <span class="gesp">Zellenschalters</span>.
+Da w&auml;hrend der Entladung die Klemmenspannung
+der Elemente langsam <span class="nowrap">sinkt<a id="FNanchor130"></a><a
+href="#Footnote130" class="fnanchor">[130]</a>,</span> so mu&szlig; man,<span class="pagenum" id="Page168">[168]</span>
+wenn die Spannung in der Zentrale m&ouml;glichst auf konstanter
+H&ouml;he gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine
+der in der Reserve stehenden Zellen zu den bereits an der
+Stromlieferung beteiligten hinzuschalten. Bei 110 Volt
+z. B. gen&uuml;gen bei Beginn der Entladung etwa 55 Elemente,
+ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken,
+so fehlen ca. 1,8 Volt, so da&szlig; die Zelle Nr. 56
+hinzugeschaltet werden mu&szlig;. Da man bis zu etwa
+1,8 Volt entl&auml;dt, so sind 61 Zellen <span class="nowrap">erforderlich<a
+id="FNanchor131"></a><a href="#Footnote131" class="fnanchor">[131]</a>,</span> von
+denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen. Diese
+werden nat&uuml;rlich nicht so stark beansprucht wie die
+Elemente 1 bis 55. Wird nun geladen, so fangen die
+Schaltzellen fr&uuml;her an zu gasen und m&uuml;ssen abgeschaltet
+werden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig30">
+<p class="caption">Fig. 30.</p>
+<img src="images/illo30.png" alt="Schaltung" width="600" height="374" />
+</div>
+
+<p id="Ref19">Derjenige Apparat, der es erm&ouml;glicht, nach Bedarf
+Zellen ab- oder hinzuzuschalten, ist der <span class="gesp">Zellenschalter</span>.
+Das Prinzip desselben soll an der Hand der <a href="#Fig30">Fig. 30</a>
+erl&auml;utert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie
+sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Dr&auml;hte mit
+den Kontaktst&uuml;cken <i>c</i><sub>1</sub> bis <i>c</i><sub>6</sub> des Zellenschalters verbunden.
+Diese und ebenso der drehbare Schleifkontakt<span class="pagenum" id="Page169">[169]</span>
+<i>H</i> sind auf einer gut isolierenden Unterlage montiert.
+Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten
+Zelle und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich <i>H</i>
+in der Lage <i>1</i>, so flie&szlig;t der Strom durch die Nutzleitung,
+die Lampen <i>L</i>, nach <i>a</i>, &uuml;ber <i>c</i><sub>2</sub> zum negativen Pole der
+Schaltzelle <i>II</i>. Die mit <i>III</i> bis <i>VI</i> bezeichneten Elemente
+sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt. Dreht
+man <i>H</i> in die Lage <i>2</i>, so sind alle Zellen eingeschaltet.</p>
+
+<p>Soll der Strom w&auml;hrend des Hinzu- oder Abschaltens
+einer Zelle nicht unterbrochen werden, so mu&szlig; der Hebel
+<i>H</i> den folgenden Kontakt schon ber&uuml;hren, bevor er den
+vorhergehenden verl&auml;&szlig;t.</p>
+
+<p>Liegt nun <i>H</i> beispielsweise zugleich auf <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub>,
+so ist die Zelle <i>III</i> kurz geschlossen; denn ihr positiver
+Pol ist durch die nach <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub> gehenden Verbindungsdr&auml;hte,
+durch den Hebel und die beiden erw&auml;hnten
+Kontaktst&uuml;cke mit dem negativen Pole verbunden.
+Durch den Kurzschlu&szlig;
+kann die
+Zelle Schaden leiden.
+Um den &Uuml;belstand
+zu beseitigen, schaltet
+man zwischen die
+Kontaktst&uuml;cke <i>c</i><sub>1</sub>, <i>c</i><sub>2</sub>
+usw. kleinere Kontaktst&uuml;cke
+<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i>
+usw., die sogenannten
+Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der
+<a href="#Fig31">Fig. 31</a> zu ersehen ist, die Zwischen- und die Hauptkontakte
+durch Widerst&auml;nde <i>w</i>. Nat&uuml;rlich darf jetzt
+der Schleifkontakt nicht so breit sein, da&szlig; er zwei
+Hauptkontakte, z. B. <i>c</i><sub>1</sub> und <i>c</i><sub>2</sub>, gleichzeitig ber&uuml;hrt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig31">
+<p class="caption">Fig. 31.</p>
+<img src="images/illo31.png" alt="Schaltung" width="450" height="260" />
+</div>
+
+<p>Bei der durch unsere <a href="#Fig31">Figur</a> angedeuteten Anordnung
+mu&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand<span class="pagenum" id="Page170">[170]</span>
+vorgesehen werden. Man kommt aber mit einem
+Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt <i>H</i>
+(<a href="#Fig30">Fig. 30</a>) der L&auml;nge nach halbiert und die gegeneinander
+isolierten H&auml;lften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale)
+miteinander verbindet. Die Zwischenkontakte
+<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i> usw. der <a href="#Fig31">Fig. 31</a> k&ouml;nnen bei dieser jetzt meistens
+benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber
+eine ganz ebene Schleiffl&auml;che
+f&uuml;r die Kontaktb&uuml;rste
+zu erzielen, legt
+man zwischen die Kontaktst&uuml;cke
+Scheiben aus
+Glas oder Schiefer.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig32">
+<p class="caption">Fig. 32.</p>
+<img src="images/illo32.jpg" alt="Einfachzellenschalter" width="400" height="325" />
+</div>
+
+<p>Ein solcher Einfachzellenschalter
+ist in <a href="#Fig32">Fig. 32</a>
+abgebildet.</p>
+
+<p><span class="gesp">Schaltung.</span> In
+<a href="#Fig33">Fig. 33</a> ist die Parallelschaltung
+mit Einfachzellenschalter schematisch dargestellt.
+Die Batterie kann nicht gleichzeitig Strom
+aufnehmen und abgeben. W&auml;hrend der Ladung hat die
+Maschine <i>D</i> eine h&ouml;here Spannung als die normale, die
+wir zu 110 Volt annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel
+<i>h</i> gibt man eine solche Lage, da&szlig; die Spannung
+der zwischen ihm und dem Punkte <i>e</i> liegenden Zellen
+110 Volt betr&auml;gt, die Lampen <i>L</i> also mit normaler
+Spannung brennen. Der von der Maschine kommende
+Strom teilt sich an dem Schleifkontakte <i>h</i> des Zellenschalters;
+durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel
+(zwischen <i>h</i> und <i>d</i>) liegen, flie&szlig;t also der ganze
+Maschinenstrom, durch die anderen Elemente die Differenz
+zwischen diesem Strome und dem durch die Lampen
+gehenden. Die zuerst erw&auml;hnten Zellen sind also fr&uuml;her
+geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page171">[171]</span>
+weniger stark beansprucht wurden). Da sie
+aber nicht abgeschaltet werden k&ouml;nnen, so m&uuml;ssen sie
+so lange Strom aufnehmen, bis die &uuml;brigen Zellen vollgeladen
+sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist
+hierdurch ein nicht unbedeutender Arbeitsverlust bedingt,<span class="pagenum" id="Page172">[172]</span>
+zweitens ist das jedesmalige &Uuml;berladen den Elementen
+sch&auml;dlich. Daher ist der Betrieb mit Doppelzellenschalter
+vorzuziehen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig33">
+<p class="caption">Fig. 33.</p>
+<img src="images/illo33.png" alt="Schaltung" width="349" height="600" />
+</div>
+
+<p>Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung
+nach <a href="#Fig33">Fig. 33</a> eine gro&szlig;e. Sind z. B. bei 110 Volt
+61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als Endspannung
+einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so d&uuml;rfen gegen
+Ende der Ladung nur 110:2,75 = 40 Elemente mit dem
+Netze verbunden sein; es m&uuml;ssen also 21 Zellen abschaltbar
+sein.</p>
+
+<p>Die Schaltung bei Verwendung eines <span class="gesp">Doppelzellenschalters</span>
+ist in <a href="#Fig34">Fig. 34</a> <span class="nowrap">dargestellt<a
+id="FNanchor132"></a><a href="#Footnote132" class="fnanchor">[132]</a>.</span> Der
+Betrieb gestaltet sich folgenderma&szlig;en:</p>
+
+<p>a) Die Batterie und die Dynamo <i>D</i> geben Strom ab
+(Parallelbetrieb). Der Hebel <i>v</i> des Umschalters liegt auf
+dem Kontakte <i>2</i>, hat also die in der Figur angedeutete
+Lage; der Entladehebel <i>c</i><sub>1</sub> des Doppelzellenschalters
+wird so lange gedreht, bis die Spannung der zwischen
+<i>B</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung
+der Maschine. Diese wird gemessen, wenn
+man den Hebel des Voltmeterumschalters auf den mit
+<i>3</i> bezeichneten oder auf den zur Leitung <i>4</i> (oder <i>5</i>)
+zugeh&ouml;rigen Kontakt <span class="nowrap">legt<a id="FNanchor133"></a><a
+href="#Footnote133" class="fnanchor">[133]</a>.</span> Ob die Batterie Strom abgibt
+oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger
+<i>R</i>, der aus einer durch den Strom abgelenkten
+Magnetnadel besteht.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page173">[173]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig34">
+<p class="caption">Fig. 34.</p>
+<img src="images/illo34.png" alt="Schaltung" width="329" height="600" />
+<p class="caption"><i>D</i> = Dynamo, <i>E</i> = Automatischer Schwachstromschalter, <i>B</i> = Bleisicherung,
+<i>A</i><sub>1</sub>, <i>A</i><sub>2</sub> = Ampermeter, <i>V</i> = Voltmeter, <i>R</i> = Stromrichtungsanzeiger.</p>
+</div>
+
+<p>b) <span class="gesp">Ladung.</span> <i>v</i> liegt auf <i>1</i>; die Me&szlig;leitung <i>5</i> steht
+also jetzt mit dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die
+Maschine auf die Batterie geschaltet wird, mu&szlig; sie bis<span class="pagenum" id="Page174">[174]</span>
+zu einer Spannung erregt werden, die etwas h&ouml;her ist
+als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die
+Maschinenspannung bei ge&ouml;ffnetem Stromkreise (der
+Schwachstromautomat <i>E</i> ist noch nicht eingeschaltet)
+wird gemessen, wenn man den Hebel des Voltmeterumschalters
+auf den Kontakt der Leitung <i>4</i> legt; die
+Batteriespannung erh&auml;lt man, wenn man <i>c</i> auf das
+Kontaktst&uuml;ck der letzten Zelle dreht und das Voltmeter
+mit der Leitung <i>5</i> verbindet. Der Maschinenstrom flie&szlig;t
+durch die zwischen <i>c</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen und teilt
+sich bei <i>c</i><sub>1</sub>, indem ein Teil durch den Entladehebel nach
+den Lampen <i>L</i>, ein Teil durch die links von <i>c</i><sub>1</sub> liegenden
+Zellen geht. Nat&uuml;rlich mu&szlig; <i>c</i><sub>1</sub> so gedreht werden, da&szlig; die
+Spannung der zuletzt erw&auml;hnten Elemente 110 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p><span class="gesp">Feststellung der richtigen Type.</span> Es ist
+von Wichtigkeit, da&szlig; man bei einer solchen Anlage die
+richtige Akkumulatorentype w&auml;hlt. Um diese zu erhalten,
+bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn.
+&mdash; sie sei <i>Q</i> &mdash; und die h&ouml;chste vorkommende
+Entladestromst&auml;rke. Der Akkumulator mu&szlig; so bemessen
+werden, da&szlig; er mit dem Strome <i>J</i> beansprucht werden
+darf und seine Kapazit&auml;t auch bei Entladung mit dem
+Strome <i>J</i> mindestens gleich <i>Q</i> <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor134"></a><a href="#Footnote134" class="fnanchor">[134]</a>.</span> Nat&uuml;rlich w&auml;hlt
+man im Zweifel lieber eine zu gro&szlig;e Type.</p>
+
+<p><span class="gesp">Pufferbatterien.</span> Batterien, die den Zweck
+haben, die St&ouml;&szlig;e, die durch starke und schnell wechselnde
+Belastungsschwankungen auf die Maschinen ausge&uuml;bt
+werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt
+man Pufferbatterien. Ihre Verwendung gew&auml;hrt also
+den Vorteil, da&szlig; die Belastung der Dynamo eine gleichm&auml;&szlig;igere
+und daher ihre Lebensdauer und ihr Wirkungsgrad<span class="pagenum" id="Page175">[175]</span>
+h&ouml;her sind; ferner wird die Betriebssicherheit
+erh&ouml;ht. Von Wichtigkeit ist auch, da&szlig;, wenn eine
+Pufferbatterie projektiert wird, die Maschinenanlage
+nicht dem nur f&uuml;r kurze Zeit vorhandenen maximalen
+Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen
+braucht. Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden
+solche Batterien ausgedehnte Verwendung. Hier &mdash;
+zumal bei kleiner Anzahl der Wagen &mdash; k&ouml;nnen gr&ouml;&szlig;ere
+Belastungs&auml;nderungen durch das Halten und Anfahren
+der Wagen und durch st&auml;rkere Steigungen verursacht
+werden. Die Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung
+der Dynamo, mit der sie parallel geschaltet
+ist, bei st&auml;rkerer Zunahme der Netzstromst&auml;rke <i>J</i> abzufallen
+beginnt (Ankerr&uuml;ckwirkung), Strom in die
+Leitung schicken und Strom aufnehmen, wenn <i>J</i> unter
+den normalen Betrag sinkt. K&ouml;nnte die Batterie ihre
+Aufgabe in vollkommener Weise erf&uuml;llen, so w&uuml;rden
+Dynamo und Dampfmaschine stets gleichm&auml;&szlig;ig belastet
+sein und mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade arbeiten.</p>
+
+<p>Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen
+ausgleichen, so gibt sie im Laufe eines Tages ungef&auml;hr
+so viel Strom ab, wie ihr zugef&uuml;hrt wird; w&auml;hlt man
+die Batterie so gro&szlig;, da&szlig; sie im Notfalle eine oder
+mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelm&auml;&szlig;ig
+bei schwachem Konsume den Strombedarf deckt,
+so wird sie zur <span class="gesp">Kapazit&auml;tsbatterie</span>.</p>
+
+<p>Das Verhalten einer Pufferbatterie w&auml;hrend des
+Betriebes erfordert ein eingehendes Studium, da eine
+ganze Reihe von Momenten zu ber&uuml;cksichtigen ist; hier
+k&ouml;nnen nur einige Andeutungen Platz finden. Da&szlig; die
+Dynamo mit konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen.
+Denn wenn das der Fall w&auml;re, so w&auml;re
+ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann
+k&ouml;nnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom<span class="pagenum" id="Page176">[176]</span>
+abgeben. Die Spannung der Dynamo <span class="gesp">mu&szlig;</span> sich also
+mit der Belastung &auml;ndern. Wenn z. B. der Verbrauchsstrom
+w&auml;chst, so mu&szlig; zun&auml;chst die Klemmenspannung
+der Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn
+die Maschine einen st&auml;rkeren Strom <span class="nowrap">abgibt<a
+id="FNanchor135"></a><a href="#Footnote135" class="fnanchor">[135]</a>.</span></p>
+
+<p>Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt,
+abh&auml;ngig von dem Spannungsabfall bei Stromabgabe und
+von dem Spannungsanstieg bei Stromzufuhr, und zwar
+nicht nur dem dem inneren Widerstande entsprechenden,
+sondern vor allem dem durch die &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft verursachten. Dieser letztere Teil
+h&auml;ngt von der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab,
+mit der sich die Konzentration der S&auml;ure in den Poren
+der wirksamen Masse &auml;ndert, also von der Plattenkonstruktion
+und von der Porosit&auml;t der aktiven Masse.
+Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand
+der Zellen spielen eine Rolle. Eine Zelle, die fast bis
+zur Gasentwicklung geladen ist, verh&auml;lt sich, wenn man
+zur Entladung &uuml;bergeht, anders wie eine Zelle, die
+nahezu ersch&ouml;pft <span class="nowrap">ist<a id="FNanchor136"></a><a
+href="#Footnote136" class="fnanchor">[136]</a>.</span> Bei gr&ouml;&szlig;erer Stromaufnahme
+steigt die Klemmenspannung eines <span class="gesp">Akkumulators</span> schnell,
+mag das Element fast entladen oder nahezu voll geladen
+sein (man vergleiche die Kurve <a href="#Fig35">Fig. 35</a> mit derjenigen
+in <a href="#Fig7">Fig. 7</a> a. <a href="#Page81">S. 81</a>).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig35">
+<p class="caption">Fig. 35.</p>
+<img src="images/illo35.png" alt="Klemmenspannung" width="438" height="550"
+title="Ladung nach geringer Stromentnahme." />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Am ung&uuml;nstigsten d&uuml;rften die Verh&auml;ltnisse liegen, wenn sich
+an eine Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt,
+sofort eine Periode st&auml;rkeren Stromverbrauchs, verbunden mit
+Stromabgabe seitens der Batterie, anschlie&szlig;t; denn es wird dann in
+ganz kurzer Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung
+stark abfallen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="pagenum" id="Page177">[177]</span></p>
+
+<p>Soll die Batterie dauernd ihre Kapazit&auml;t behalten,
+so mu&szlig; sie in jeder Woche (nach den Vorschriften der
+Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal mindestens mit ihrer
+halben Kapazit&auml;t beansprucht werden, au&szlig;erdem mu&szlig;
+sie t&auml;glich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden.
+Sieht man von dieser umst&auml;ndlichen Behandlung ab, so
+erfolgt geringe Sulfatierung, die Batterie wird dann
+in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle Kapazit&auml;t
+abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen
+praktischen Anforderungen gerecht werden.</p>
+
+<p>Die Entladung darf mit der der einst&uuml;ndigen Beanspruchung
+entsprechenden Stromst&auml;rke geschehen.<span class="pagenum" id="Page178">[178]</span>
+Die Kapazit&auml;ts-Batterie soll m&ouml;glichst oft zur Arbeitsleistung
+herangezogen werden und t&auml;glich morgens vor
+Beginn des Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen
+der Maschinen zur Stromabgabe benutzt werden.</p>
+
+<p>Um die Pufferwirkung, die an und f&uuml;r sich wegen
+der schnellen &Auml;nderungen der elektromotorischen Kraft
+nicht in befriedigender Weise erfolgt, zu erh&ouml;hen, hat
+man besondere Schaltungen ersonnen. Eine h&auml;ufig angewandte
+Anordnung besteht in der Verwendung der
+<span class="gesp">Piranischen Pufferzusatzmaschine</span>. Diese
+wird durch einen Elektromotor angetrieben und hat
+2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande,
+ist mit den Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden,
+die zweite, von geringem Widerstand, ist einem vom
+Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel geschaltet.
+Die beiden Str&ouml;me wirken im entgegengesetzten
+Sinne magnetisierend. Der normale Netzstrom
+sei J und der augenblickliche J<sup>1</sup>. Ist J = J<sup>1</sup>, so heben
+sich die beiden Erregerstr&ouml;me auf, die Zusatzmaschine
+entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt
+keinen Strom ab. Ist J<sup>1</sup>&gt;J, so hat die Maschine eine
+Spannung, die sich zu derjenigen der Batterie addiert,
+so da&szlig; sie Strom abgibt, etc.</p>
+
+<p>Auch bei <span class="gesp">Drehstrom</span> gelangen Akkumulatorenbatterien
+zum Puffern zuweilen zur <span class="nowrap">Anwendung<a id="FNanchor137"></a><a
+href="#Footnote137" class="fnanchor">[137]</a>.</span> Man
+kann an das Netz einen Motorgenerator, d. h. einen
+Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt,
+oder einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschlie&szlig;en.
+Die Gleichstromseite ist mit einer Batterie parallel geschaltet.
+Wenn nun in der Zentrale die Umdrehungszahl
+der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige
+des Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine<span class="pagenum" id="Page179">[179]</span>
+hat niedrige Spannung und die Batterie gibt Strom ab.
+Der Umformer wird durch Gleichstrom angetrieben und
+wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an
+das Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom
+auf, wenn sich die Umdrehungszahl der Motordynamo
+erh&ouml;ht. Die Anordnung ist besonders dann am Platze,
+wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B.
+bei F&ouml;rdermaschinen in Bergwerken der Fall ist.</p>
+
+<p><span class="gesp">Umwandlung der Spannung.</span> Bei gro&szlig;en
+elektrischen Anlagen benutzt man zuweilen auch Akkumulatorenbatterien,
+um die hohe Netzspannung in
+niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen
+wir z. B. an, da&szlig; man Bahnstrom von 600 Volt einer
+an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde f&uuml;r die Speisung
+von Lampen von 110 Volt zuf&uuml;hren will. Man kann
+dann an dem betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in
+Reihe geschaltet sind, durch den Bahnstrom direkt oder
+durch eine Motordynamo laden, die durch den Bahnstrom
+angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der
+gro&szlig;en Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.</p>
+
+<p><span class="gesp">Akkumulatorenwagen</span> f&uuml;r Bahnbetrieb. In
+den letzten Jahren sind wieder vielfach Versuche mit
+Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese
+sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen,
+wo ein gen&uuml;gendes Bed&uuml;rfnis vorhanden ist, einen
+Zwischenverkehr neben den gro&szlig;en durchgehenden
+Hauptz&uuml;gen zu erm&ouml;glichen (Vorortverkehr, Anschlu&szlig;
+an Stationen, wo Schnellz&uuml;ge halten usw.). Nach dem
+Entwurf des Geheimen Baurats <span class="gesp">Wittfeld</span> sind f&uuml;r die
+preu&szlig;ischen Staatsbahnen <span class="nowrap">Akkumulatoren-Doppelwagen<a
+id="FNanchor138"></a><a href="#Footnote138" class="fnanchor">[138]</a></span>
+ausgef&uuml;hrt worden. Ein solcher besteht aus zwei kurzgekuppelten
+zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder<span class="pagenum" id="Page180">[180]</span>
+in einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie
+enth&auml;lt. Diese besteht aus 168 Zellen mit
+368 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t. Die Wagen k&ouml;nnen ca.
+100 km mit voller Belastung zur&uuml;cklegen. L&ouml;tverbindungen
+sind vermieden, so da&szlig; man die einzelnen Teile
+(Hartgummik&auml;sten) leicht herausnehmen kann (Akk.-Fabrik,
+Akt.-Ges.). Auf pf&auml;lzischen Bahnen sind seit
+l&auml;ngerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so g&uuml;nstige Erfahrungen
+gemacht worden, da&szlig; eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl
+von Wagen in Auftrag gegeben wurde.</p>
+
+<p><span class="gesp">Elektromobile.</span> An die Batterien f&uuml;r Elektromobile
+werden besondere Anforderungen gestellt: M&ouml;glichst
+geringes Gewicht pro Einheit der Leistung, ohne
+da&szlig; die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe
+<a href="#Page164">S. 164</a>), gro&szlig;e Widerstandsf&auml;higkeit gegen mechanische
+Ersch&uuml;tterungen, die w&auml;hrend der Fahrt oft recht
+stark sein k&ouml;nnen, Unempfindlichkeit gegen &Uuml;berlastungen
+(Anfahren etc.), m&ouml;glichst geringe Raumbeanspruchung.
+F&uuml;r jede Tonne Gewicht, das zu bewegen
+ist, ist eine gewisse Zugkraft n&ouml;tig (13-30 kg), die
+man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser h&auml;ngt
+von verschiedenen Umst&auml;nden ab: von der Bereifung
+(Vollgummi, Pneumatik, Eisen), von dem Totalgewichte
+selbst, vor allem von der Beschaffenheit und dem Zustande
+der Stra&szlig;en. Ein Personen-Elektromobil erfordert
+etwa 3 PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl.
+Energie-Verlust im Motor und Kontroller, der durchschnittlich
+etwa 25% betr&auml;gt. Da schon geringe
+Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie
+stellen, so sind in bergischen Gegenden Elektromobile
+nicht am Platze. Sie kommen einstweilen nur f&uuml;r St&auml;dte
+in Frage. (N&auml;heres siehe <span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 116,
+ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. <span class="gesp">Sieg</span> in
+der E. T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page181">[181]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Sieg</span> weist nach, da&szlig; der Akkumulator f&uuml;r Elektromobile pro
+1 kg Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten mu&szlig;, wenn er bei
+den &uuml;blichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten
+Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der
+fr&uuml;her beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder
+Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die &uuml;bliche Zellenzahl ist 40-44,
+entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die Akkumulatoren
+werden in Holzk&auml;sten untergebracht. Der Antrieb erfolgt
+am besten durch die Vorderr&auml;der; die Motoren werden entweder unmittelbar
+mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder
+man kann den Motor durch Zahnrad&uuml;bersetzung auf die R&auml;der
+wirken lassen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden
+Akkumulatoren Anwendung und zwar f&uuml;r die Beleuchtung,
+die elektrische Huppe, als Z&uuml;nderzellen etc.</p>
+
+<p>Im <span class="gesp">Telegraphenbetrieb</span> sind die Akkumulatoren
+besonders dann den Prim&auml;relementen &uuml;berlegen,
+wenn es sich um den Betrieb langer Kabelleitungen
+handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazit&auml;t
+eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen n&auml;mlich,
+das telegraphiert wird, d. h. bei jedem Stromschlu&szlig;, mu&szlig;
+das Kabel zun&auml;chst durch die Stromquelle geladen
+werden; die Ladung verl&auml;uft aber umso schneller, je
+kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch
+Verwendung von Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit
+vergr&ouml;&szlig;ert. Bei vielen &Auml;mtern
+werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t
+verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder
+aus dem Netz des Elektrizit&auml;tswerkes geladen werden.</p>
+
+<p>Im <span class="gesp">Telephonbetrieb</span> haben sich Akkumulatoren
+als Stromquellen f&uuml;r die Vermittlungs&auml;mter und bei
+dem Vielfachsystem mit <span class="nowrap">Zentralbatteriebetrieb<a
+id="FNanchor139"></a><a href="#Footnote139" class="fnanchor">[139]</a></span> gut
+bew&auml;hrt. Dagegen scheinen ausgedehnte Probeversuche,<span class="pagenum" id="Page182">[182]</span>
+den Akkumulator als Stromquelle f&uuml;r die Mikrophone
+bei den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht
+zu einem befriedigenden Resultate gef&uuml;hrt zu haben,
+indem die wegen des Mangels einer &mdash; kaum durchzuf&uuml;hrenden
+&mdash; gen&uuml;genden &Uuml;berwachung der einzelnen
+Elemente h&auml;ufig vorkommende Sulfatierung der Platten
+und die damit verbundene Schwierigkeit der Ladung
+gro&szlig;e Unterhaltungskosten <span class="nowrap">verursachen<a
+id="FNanchor140"></a><a href="#Footnote140" class="fnanchor">[140]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Am besten d&uuml;rften sich f&uuml;r Telephonbetrieb Akkumulatoren mit
+Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die Selbstentladung
+w&auml;hrend der Ruhepausen geringer ist als bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+und daher auch die Gefahr, da&szlig; Sulfatierung erfolgt
+(s. <a href="#Page111">S. 111</a>).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Sogenannte <span class="gesp">Kleinakkumulatoren</span> finden zahlreiche
+Verwendungen, von denen noch folgende hervorgehoben
+seien: Beleuchtung von Lampen in Wagen,
+tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung
+von Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.</p>
+
+<p><span class="gesp">Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium</span>
+(Lehrzwecke, therapeutische Zwecke etc.).
+Bei sachgem&auml;&szlig;er Behandlung bilden die Akkumulatoren
+eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester
+Weise gen&uuml;gt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung
+und Kosten sind im Vergleich zu Prim&auml;relementen
+au&szlig;erordentlich gering, man kann l&auml;ngere Zeit
+nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt
+ein Akkumulator fr&uuml;hzeitig, so ist der Grund fast
+immer in Fehlern zu suchen, die bei der Behandlung
+gemacht worden sind; vor allem wird oft gegen die
+Vorschriften ges&uuml;ndigt, da&szlig; eine gewisse Stromst&auml;rke
+bei der Entladung nicht &uuml;berschritten werden darf, da&szlig;
+die Entladung nur bis zu einem gewissen Punkte getrieben<span class="pagenum" id="Page183">[183]</span>
+werden darf und da&szlig; zwischen Entladung und
+Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.</p>
+
+<p>Am besten werden Glaszellen verwendet, damit
+man das Innere besichtigen kann. Werden die Elemente
+bald hier, bald dort verwendet, so stellt man sie
+in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzk&auml;sten,
+deren H&ouml;he etwa <sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub> der H&ouml;he der Zelle betr&auml;gt, oder
+bei denen die Vorder- und Hinterwand zum Teil herausgenommen
+sind, wie es die <a href="#Fig36">Fig. 36</a> zeigt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig36">
+<p class="caption">Fig. 36.</p>
+<img src="images/illo36.jpg" alt="Zellenkiste" width="350" height="347" />
+</div>
+
+<p>Damit man die Spannung leicht &auml;ndern kann, befestigt
+man an einer Seite des Kastens ein Schaltbrettchen,
+dessen Kontaktst&uuml;cke
+mit den Polen der
+einzelnen Zellen verbunden
+sind. Durch St&ouml;psel,
+die man in die zwischen
+den Kontaktst&uuml;cken befindlichen
+L&ouml;cher schiebt,
+kann man die Schaltungen
+vornehmen, z. B. kann man
+bei 4 Zellen auf 2, 4 und
+8 Volt schalten. Zu beachten
+ist, da&szlig; man nicht
+durch falsche St&ouml;pselung
+Kurzschlu&szlig; herstellt. Bequemer ist die Verwendung
+eines <span class="gesp">Pachytrops</span>, einer Einrichtung, bei der die
+verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer Walze
+oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung
+von Kurzschlu&szlig; ist ausgeschlossen. In <a href="#Fig37">Fig. 37</a> ist eine
+Batterie aus 12 Elementen, wie sie von <span class="gesp">Kohl</span> in
+Chemnitz in den Handel gebracht wird, abgebildet.
+Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden
+Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch
+Dr&auml;hte verbunden, die durch Klemmen festgehalten<span class="pagenum" id="Page184">[184]</span>
+werden, so da&szlig; man jedes einzelne Element zwecks
+Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig37">
+<p class="caption">Fig. 37.</p>
+<img src="images/illo37.jpg" alt="Pachytrop" width="550" height="421" />
+</div>
+
+<p>F&uuml;r kleine Batterien, die nur selten ganz entladen
+werden, sind Faure-Platten (als positive und negative)
+den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten vorzuziehen, da bei ersteren
+die Selbstentladung und daher auch die Gefahr, da&szlig;
+Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren.
+Zu beachten ist auch, da&szlig; die Zellen zuweilen ganz
+entladen werden m&uuml;ssen (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Werden die Akkumulatoren
+oft transportiert, so f&auml;llt leicht aktive Masse
+heraus, durch die ein Kurzschlu&szlig; bewirkt werden kann.
+Es empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand
+reichlich gro&szlig; zu w&auml;hlen.</p>
+
+<p>F&uuml;r viele Untersuchungen, z. B. &uuml;ber die Bewegung
+der Elektrizit&auml;t durch Gase, sind <span class="gesp">Hochspannungsbatterien</span><span class="pagenum" id="Page185">[185]</span>
+die besten Stromquellen, weil sie bei der
+geringen erforderlichen Stromst&auml;rke den Elektroden der
+R&ouml;hre lange Zeit konstante Spannung zuf&uuml;hren. Gr&ouml;&szlig;ere
+Verbreitung hat die Hochspannungsbatterie nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Feu&szlig;ner</span><a
+id="FNanchor141"></a><a href="#Footnote141" class="fnanchor">[141]</a></span> gefunden. In einem auf Rollen laufenden
+starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente
+mit je einer positiven und einer negativen Elektrode.
+Als Glasgef&auml;&szlig; dienen Pulverflaschen. Damit keine
+S&auml;ure herauskriechen und Nebenschl&uuml;sse herstellen
+kann, werden die Gl&auml;ser mit einer Harzschicht luftdicht
+zugegossen; f&uuml;r die bei der Ladung auftretenden Gase
+wird ein besonderer Austrittsweg (Glasr&ouml;hrchen) vorgesehen.
+Die die einzelnen Gruppen (25 Elemente)
+tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei
+Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen
+gestatten mit einem Handgriff Parallelschaltung der
+Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder Hintereinanderschaltung
+auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazit&auml;t
+betr&auml;gt ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.</p>
+
+<hr class="tb" />
+
+<p>Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben,
+da&szlig; der Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt
+ist. Es seien folgende Versuche und Arbeiten
+erw&auml;hnt: &Auml;nderung der elektromot. Kraft am Anfang
+und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung
+der Kapazit&auml;t, Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von
+der S&auml;uredichte, Ermittelung des Wirkungsgrades und
+des Nutzeffektes, &Auml;nderung der elektromot. Kraft mit
+der S&auml;uredichte und der Temperatur (s. <a href="#Page42">S. 42</a>). Bei
+verschiedenen dieser Arbeiten mu&szlig; eine genaue <span class="gesp">Messung<span class="pagenum" id="Page186">[186]</span>
+der elektrom. Kraft</span> vorgenommen werden.
+Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte
+gewidmet werden. In den meisten F&auml;llen erh&auml;lt man
+die gesuchte Gr&ouml;&szlig;e mit hinreichender Genauigkeit, wenn
+man die Klemmen des nicht belasteten Akkumulators
+mit einem empfindlichen Voltmeter f&uuml;r kleine Spannungen
+verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von
+<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">20</span></span>-<span
+class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">10</span></span> Amp. verbrauchen, so macht sich bei kleinen
+Zellen schon die Konzentrationspolarisation bemerkbar.
+Am einwandfreiesten ist die <span class="gesp">Kompensationsmethode
+nach Poggendorff</span>, bei der die elektromot. Kraft
+bestimmt wird, ohne
+da&szlig; die Zelle Strom
+abgibt. Das Prinzip
+dieser Methode ist
+folgendes: Es sei <i>B</i>
+in <a href="#Fig38">Fig. 38</a> eine Batterie
+von 2 kleinen
+Akkumulatoren,
+<i>W</i> ein Widerstand
+von 4000 Ohm, <i>a c</i> ein Widerstand von 6000 Ohm,
+<i>X</i> ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft
+E<sub>n</sub> man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die
+Gleichgewichtsbedingung erf&uuml;llt ist, d. h. wenn durch
+den Nebenkreis <i>a X G d</i> kein Strom flie&szlig;t, einen
+Strom von <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft
+ist. Mithin bel&auml;uft sich der Spannungsverlust in <i>a c</i>
+auf <span class="horsplit"><span class="top">6000&nbsp;. E</span><span class="bottom">10000</span></span>
+= 0,6&nbsp;. E Volt (angen&auml;hert auf 2,4 Volt).
+Da auf jeden Fall die elektrom. Kraft des Normalelementes
+kleiner ist als 0,6&nbsp;. E, so gibt es zwischen
+<i>a</i> und <i>c</i> einen Punkt <i>d</i>, so da&szlig; der dem Batteriestrom<span class="pagenum" id="Page187">[187]</span>
+entsprechende Spannungsabfall von <i>a</i> bis <i>d</i> gleich E<sub>n</sub>
+ist. Hat man diesen Punkt gefunden, so flie&szlig;t durch das
+Galvanoskop <i>G</i> kein Strom. Der Widerstand zwischen
+<i>a</i> und <i>d</i> betrage W<sub>n</sub> Ohm, dann ist E<sub>n</sub> = W<sub>n</sub>&nbsp;. <span
+class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Volt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig38">
+<p class="caption">Fig. 38.</p>
+<img src="images/illo38.png" alt="Schaltung" width="500" height="271" />
+</div>
+
+<p>Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator
+ersetzt, dessen elektrom. Kraft man messen
+will, und man sucht wieder einen Punkt zwischen
+<i>a</i> und <i>c</i> so, da&szlig; <i>G</i> stromlos ist; dieser sei <i>d&#8242;</i>. Der
+Widerstand in <i>a d&#8242;</i> betrage <i>W&#8242;</i> Ohm, damit ist X =
+W&#8242;&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span>.
+Dividiert man diese Gleichung durch die
+vorige, so ergibt sich X = E<sub>n</sub>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">W&#8242;</span><span
+class="bottom">W<sub>n</sub></span></span>.</p>
+
+<p>In Wirklichkeit wird <i>G</i> mit <i>C</i> verbunden und man
+variiert die Potentialdifferenz zwischen <i>a</i> und <i>c</i>. Zu
+diesem Zwecke ersetzt man den Widerstand <i>a c</i> durch
+einen St&ouml;pselrheostaten und &auml;ndert diesen so lange,
+bis durch <i>G</i> kein Strom flie&szlig;t. Selbstverst&auml;ndlich m&uuml;ssen
+jetzt die vorigen Gleichungen etwas umge&auml;ndert werden.</p>
+
+<p>Zwischen den Punkten <i>a</i> und <i>c</i> mu&szlig; ein gro&szlig;er
+Widerstand liegen, damit es ausgeschlossen ist, da&szlig;
+das Normalelement einen st&auml;rkeren Strom abgibt. Solche
+Elemente d&uuml;rfen n&auml;mlich nur mit ganz schwachem Strome
+(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, da&szlig;
+man auch f&uuml;r <i>W</i> einen Widerstand von mehreren tausend
+Ohm w&auml;hlt, erreicht man, da&szlig; der Spannungsabfall in
+<i>a c</i> der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und
+da&szlig;, bevor die elektrom. Kraft E<sub>n</sub> kompensiert ist, nur
+ein ganz schwacher Strom in das Element gelangen kann.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote129"><a href="#FNanchor129"><span class="label">[129]</span></a> Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.</p>
+
+<p id="Footnote130"><a href="#FNanchor130"><span class="label">[130]</span></a>
+Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abh&auml;ngig.
+Diese &Auml;nderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht
+ber&uuml;cksichtigt.</p>
+
+<p id="Footnote131"><a href="#FNanchor131"><span class="label">[131]</span></a>
+In Wirklichkeit ist die Zahl etwas gr&ouml;&szlig;er, da der Spannungsverlust
+in der Leitung gedeckt werden mu&szlig;.</p>
+
+<p id="Footnote132"><a href="#FNanchor132"><span class="label">[132]</span></a>
+In der schematischen <a href="#Fig34">Figur</a> ist angenommen, da&szlig; die beiden
+Zellenschalter getrennte Apparate sind, so da&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle
+zwei Verbindungsleitungen n&ouml;tig sind. In Wirklichkeit werden die
+beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben gemeinsame
+Kontaktst&uuml;cke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man
+nennt einen solchen Apparat <span class="gesp">Doppelzellenschalter</span>.</p>
+
+<p id="Footnote133"><a href="#FNanchor133"><span class="label">[133]</span></a> Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter
+bei der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der
+Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.</p>
+
+<p id="Footnote134"><a href="#FNanchor134"><span class="label">[134]</span></a>
+Das von <span class="gesp">Peukert</span> (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren
+d&uuml;rfte nur in vereinzelten F&auml;llen anwendbar sein.</p>
+
+<p id="Footnote135"><a href="#FNanchor135"><span class="label">[135]</span></a> Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den
+Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich <span class="gesp">Brandt</span> besch&auml;ftigt.
+Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.</p>
+
+<p id="Footnote136"><a href="#FNanchor136"><span class="label">[136]</span></a>
+Nach <span class="gesp">Brandt</span> (l. c.) ist die Pufferwirkung am g&uuml;nstigsten,
+wenn die Zellenspannung 2,07 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p id="Footnote137"><a href="#FNanchor137"><span class="label">[137]</span></a> E. T. Z. 1906, S. 314.</p>
+
+<p id="Footnote138"><a href="#FNanchor138"><span class="label">[138]</span></a>
+E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.</p>
+
+<p id="Footnote139"><a href="#FNanchor139"><span class="label">[139]</span></a> Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom
+Vermittlungsamte aus &uuml;ber die Anschlu&szlig;leitungen mit Strom versorgt.</p>
+
+<p id="Footnote140"><a href="#FNanchor140"><span class="label">[140]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.</p>
+
+<p id="Footnote141"><a href="#FNanchor141"><span class="label">[141]</span></a> E. T. Z. 1899 S. 632.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="wigand">
+
+<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center fsize250"><b>RITTERS<br />
+GEOGRAPHISCH-<br />
+STATISTISCHES<br />
+LEXIKON</b></p>
+
+<p class="center blankbefore fsize125"><b>&uuml;ber die Erdteile, L&auml;nder, Meere, H&auml;fen, Seen,<br />
+:: :: Fl&uuml;sse, Inseln, Gebirge, Staaten, St&auml;dte, :: ::<br />
+Flecken, D&ouml;rfer, B&auml;der, Kan&auml;le, Eisenbahnen,<br />
+:: :: :: Post- und Telegraphen&auml;mter u.s.w. :: :: ::</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Ein Nachschlagewerk &uuml;ber jeden geographischen Namen<br />
+der Erde von irgendwelcher Bedeutung f&uuml;r den Weltverkehr</p>
+
+<p class="center blankbefore"><b>Neunte, revidierte Auflage 1910<br />
+Zwei Halbleder-B&auml;nde M. 50.&mdash;</b></p>
+
+<div class="figcenter">
+<img src="images/linea189.png" alt="ornament" width="60" height="22" />
+</div>
+
+<p class="wigandtext">Das hinsichtlich seiner Reichhaltigkeit und Genauigkeit
+nicht zu &uuml;bertreffende Werk enth&auml;lt in etwa 400 000
+Artikeln auf 2700 Seiten alle wichtigen geographischen
+und statistischen Notizen, alle Post&auml;mter, Telegraphen&auml;mter,
+Land- und Seeverbindungswege, Gerichtsbeh&ouml;rden, Import,
+Export, Handelsstatistiken u.s.w. Es ist ein unentbehrliches
+Nachschlagewerk f&uuml;r jeden Geographen, Statistiker, Volkswirtschaftler
+und &mdash; last not least &mdash; f&uuml;r jeden Kaufmann.</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Wigand">
+
+<tr>
+<td rowspan="2" class="figcenter padr2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>
+<td class="center"><b>Eine wertvolle, unerl&auml;&szlig;liche Erg&auml;nzung</b></td>
+<td rowspan="2" class="figcenter padl2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center"><b>zu jedem Konversations-Lexikon</b></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+</div><!--wigand-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="adbox">
+
+<p class="center fsize125 highline bbd"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center highline fsize90">Vom gleichen Verfasser erschien bei mir:</p>
+
+<p class="center blankbefore"><b><span class="fsize200">&middot;DER ELEKTRISCHE STROM&middot;</span></b><br />
+<span class="fsize125"><b>UND SEINE WICHTIGSTEN ANWENDUNGEN</b></span><br />
+<span class="fsize90">GEMEINVERST&Auml;NDLICHE DARSTELLUNG VON</span><br />
+<b>PROFESSOR DR. W. BERMBACH IN K&Ouml;LN</b><br />
+<span class="gesp">Dritte</span>, umgearbeitete und stark vermehrte <span class="gesp">Auflage</span></p>
+
+<p class="center blankbefore fsize90">38 Bogen mit 237 Abbildungen. <span class="padl3">Preis geheftet M.
+7.&mdash;,</span> <span class="padl3">gebunden M. 8.50</span></p>
+
+<p class="noindent fsize80 blankbefore padl1 padr1 padb1"><b>Inhalt:</b> I. Arbeit und Energie. II. Magnetismus. III. Grundbegriffe der
+Elektrizit&auml;tslehre. IV. Das Ohmsche Gesetz, Anwendungen desselben. V. Stromverzweigungen,
+Serien- und Parallelschaltung der Stromabnehmer. VI. Stromarbeit,
+Watt, Stromw&auml;rme (Joulesche W&auml;rme). VII. Wechselwirkungen zwischen
+Str&ouml;men und Magneten, Elektromagnetismus. VIII. Einwirkung zweier Str&ouml;me
+aufeinander, Elektrodynamik. IX. Induktionserscheinungen. X. Wechselstr&ouml;me.
+XI. Dynamomaschinen. XII. Elektromotoren. XIII. Transformatoren und Umformer.
+XIV. Grundbegriffe der Elektrochemie, Theorie der galvanischen Elemente
+und der Elektrolyse. XV. Anwendungen der Elektrochemie. XVI. Elektrizit&auml;t
+in Gasen. XVII. Elektrische Schwingungen und elektromagnetische Wellen,
+Funkentelegraphie. XVIII. Elektromagnetische Telegraphie und Telephonie.
+XIX. Elektrische Kraft&uuml;bertragung und elektrische Beleuchtung. XX. Thermoelektrizit&auml;t.
+XXI. Elektrische Me&szlig;instrumente. Anhang: Das absolute Ma&szlig;system.</p>
+
+</div><!--adbox-->
+
+<div class="adbox">
+
+<p class="center fsize150 highline bbd"><b>Verlag von R. Oldenbourg, M&uuml;nchen u. Berlin</b></p>
+
+<p class="noindent padl1 padr1 blankbefore fsize80"><span class="lefttext"><b>Die Elektrotechnik.</b></span>
+(Band II der &#8222;Illustrierten Technischen W&ouml;rterb&uuml;cher
+in sechs Sprachen&#8223;: Deutsch, Englisch,
+Franz&ouml;sisch, Russisch, Italienisch, Spanisch.) Bearbeitet von <b>Alfred Schlomann</b>,
+Ingenieur. 2112 Seiten mit etwa 4000 Abbild. und zahlreichen Formeln, etwa
+15 000 Worte in jeder der 6 Sprachen enthaltend. In Lwd. gebd. Preis M. <b>25.&mdash;</b>.</p>
+
+<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Deutscher Kalender f&uuml;r
+Elektrotechniker.</b></span> Begr&uuml;ndet von
+<b>F. Uppenborn</b>. In neuer Bearbeitung herausgegeben von <b>G. Dettmar</b>, Generalsekret&auml;r
+des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Zwei Teile, wovon der
+erste Teil in Brieftaschenform (Leder) gebd. Erscheint allj&auml;hrl. Preis M. <b>5.&mdash;</b>.</p>
+
+<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Lehrgang der Schaltungsschemata elektrischer</b></span><br />
+<span class="lefttext"><b>Starkstromanlagen.</b></span>Unter Mitwirkung seines Assistenten
+Diplom-Ingenieur <b>W. Fels</b> herausgegeben
+von Professor Dr. <b>J. Teichm&uuml;ller</b>, Karlsruhe.</p>
+
+<table class="notopbotmargin fsize80" summary="Buecher">
+
+<tr>
+<td class="right top padl1 padr1">I.</td>
+<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Gleichstromanlagen</b>. 25 lithographische
+Tafeln und 103 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>10.&mdash;</b>.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right top padl1 padr1">II.</td>
+<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Wechselstromanlagen</b>. 28 lithographische
+Tafeln mit 170 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>12.&mdash;</b>.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="center btd fsize110">
+<b>Ausf&uuml;hrliche Prospekte &uuml;ber obige sowie andere neue elektro-<br />
+:: :: :: technische Werke stehen kostenlos zur Verf&uuml;gung. :: :: ::</b></p>
+
+</div><!--adbox-->
+
+<p class="center highline2 fsize80">Druck: Otto Wigand m. b. H., Leipzig.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="tnbot" id="TN">
+
+<h2>Anmerkungen zur Transkription</h2>
+
+<p class="noindent">Die Inkonsistenzen im Originalwerk sind beibehalten worden.<br />
+Abh&auml;ngig von der benutzten Hard- und Software sind m&ouml;glicherweise nicht alle Elemente des Textes richtig zu sehen.<br />
+Seite 37, 2), 3) usw.: die Nummer 1) fehlt im Originalwerk.<br />
+Seite 165, Fu&szlig;note [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es
+keine Fu&szlig;notenzeichen; das Zeichen fehlt deshalb auch in diesem Text.</p>
+
+<p class="noindent blankbefore"><b>Durchgef&uuml;hrte &Auml;nderungen und Verbesserungen</b><br />
+Klare Fehler in Rechtschreibung, Interpunktion usw. sind
+stillschweigend korrigiert worden.<br />
+Einige Tabellen sind umgeordnet worden.<br />
+In chemische Formel, Prozente, usw. wurden eventuelle Leerzeichen
+entfernt.</p>
+
+<table class="verbesserungen" summary="Verbesserungen">
+
+<tr class="bb">
+<th>Seite</th>
+<th>Original</th>
+<th>Korrigiert</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 5</td>
+<td>van&#8217;t Hoff</td>
+<td>van &#8217;t Hoff</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 12, Gleichung (4)</td>
+<td>HSO&#8242;<sub>4</sub></td>
+<td>HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 32</td>
+<td>2OH&#8242; + 2&#8853; = 2OH</td>
+<td>2OH&#8242; + 20&#8853; = 2OH</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td rowspan="2">Seite 55</td>
+<td>Umkehrung von 10</td>
+<td>Umkehrung von I, 10</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Umkehrung von 9</td>
+<td>Umkehrung von I, 9</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 83</td>
+<td>voraufgegangenen</td>
+<td>vorausgegangenen</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 119</td>
+<td>heransgesp&uuml;lt</td>
+<td>herausgesp&uuml;lt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 141</td>
+<td>Beaum&eacute;</td>
+<td>Baum&eacute;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 154</td>
+<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Compagny</td>
+<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 186</td>
+<td><i>a x G d</i></td>
+<td><i>a X G d</i></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+</div><!--TN-->
+
+<div>*** END OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK 51638 ***</div>
+</body>
+</html>
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+The Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach
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+This eBook is for the use of anyone anywhere in the United States and most
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+whatsoever.  You may copy it, give it away or re-use it under the terms of
+the Project Gutenberg License included with this eBook or online at
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+
+Title: Die Akkumulatoren
+       ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung.
+
+Author: Willibald Bermbach
+
+Release Date: April 2, 2016 [EBook #51638]
+
+Language: German
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+Character set encoding: UTF-8
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+*** START OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***
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+Produced by Peter Becker, Harry Lamé and the Online
+Distributed Proofreading Team at http://www.pgdp.net
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+  Anmerkungen zur Transkription
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+  Fußnoten befinden sich am Ende des Kapitels.
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+  Abhängig von der benutzten Hard- und Software sind möglicherweise
+  nicht alle Elemente des Textes richtig zu sehen.
+
+  Weitere Anmerkungen befinden sich am Ende dieser Text.
+
+
+
+
+  Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig
+
+
+  HANDWÖRTERBUCH
+  DER DEUTSCHEN SPRACHE
+
+  von =Dr. Daniel Sanders=
+
+  Neu bearbeitet, ergänzt u. vermehrt
+
+  von =Dr. Ernst Wülfing=
+
+  Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage
+  Geheftet Mark 8.--, gebunden Mark 10.--
+
+[Illustration]
+
+Der „Kleine Sanders‟, der bekannte von Sanders selbst besorgte Auszug
+aus seinem großen vierbändigen „Wörterbuch‟, der seit seinem ersten
+Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen erlebt hat und in rund
+40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in neuer, reich ergänzter und
+vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem Gewande vor uns. Vor der alten
+Ausgabe zeichnet sich die neue schon rein äußerlich durch die vornehme
+Ausstattung und die größere Breite der Spalten aus; vor allem aber ist,
+wenn auch im ganzen die Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten
+wurde, doch in zahlreichen Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch
+eine bei weitem größere Übersichtlichkeit zu verschaffen. -- Der
+Bearbeiter Dr. E. Wülfing, hat das Buch mit besonderer Sorgfalt
+durchgesehen, es besonders, wo alte Lücken waren, aus dem „Großen
+Sanders‟ ergänzt und es anderseits durch zahlreiche neue Wörter
+vermehrt, die die verflossenen 40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der
+Technik aufgebracht haben. Auch wurde an manchen Stellen die bessernde
+Hand angelegt, wo das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft
+nötig erschien, besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von
+Sanders s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden
+konnte. An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten
+technischen Ausdrücke und u. a. auch der Pflanzennamen, übertrifft der
+„Sanders-Wülfing‟, wie der „Kleine Sanders‟ wohl jetzt genannt werden
+wird, alle vorhandenen kleineren deutschen Wörterbücher. Besonders sei
+noch erwähnt, daß Wülfing an zahllosen Stellen dafür gesorgt hat, daß
+durch Einfügung von kurzen Belegen und Anführungen aus dem Schrifttum,
+sowie von knappen Beispielen die Erläuterungen, die ohne solche oft
+nicht ganz klar waren, belebt worden sind. Daß endlich die neue
+Rechtschreibung eingeführt worden ist, braucht nicht besonders betont zu
+werden.
+
+=Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch für jeden Gebildeten=
+
+
+
+
+  Die Akkumulatoren,
+  ihre Theorie, Herstellung, Behandlung
+  und Verwendung.
+
+
+  Von
+
+  Prof. =Dr. W. Bermbach=.
+
+  Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage
+
+  ~Mit~ 38 ~Abbildungen.~
+
+  [Illustration]
+
+  ~Otto Wigand~
+  Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.
+  Leipzig 1911.
+
+
+
+
+Vorwort
+
+zur ersten Auflage.
+
+
+Die Literatur über Akkumulatoren ist zwar eine ziemlich reichhaltige,
+jedoch fehlt es an einem nicht zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die
+Theorie wie die Praxis, letztere, soweit sie größere Kreise
+interessiert, genügend berücksichtigt wird. Dieses dürfte in dem
+vorliegenden Werkchen geschehen sein.
+
+Wenn irgendwo, so gilt für den Bleiakkumulator der Satz: Eine gute
+Theorie ist die beste Praxis. Denn hier gibt uns die Theorie Aufschluß
+über alle im Betriebe vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde
+wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausführlich behandelt. Damit sich
+nun auch solche Leser, denen die Grundbegriffe der modernen
+Elektrochemie nicht geläufig sind, zurechtfinden können, habe ich in dem
+ersten Kapitel die neueren Ansichten über die Elektrolyse und die
+Stromerzeugung in galvanischen Elementen gemeinverständlich behandelt.
+
+  Cöln, Mai 1905.
+
+
+
+
+Vorwort
+
+zur zweiten Auflage.
+
+
+Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die beiden letzten Kapitel
+außerdem nicht unwesentlich erweitert. Über den ~Edison~-Akkumulator
+liegt jetzt genügend Material vor; dementsprechend wurde er in der neuen
+Auflage ausführlicher behandelt.
+
+Herrn Dr. H. ~Geisler~ spreche ich für seine Unterstützung bei dem Lesen
+der Korrekturbogen meinen verbindlichsten Dank aus.
+
+  Cöln, Juni 1911.
+
+  =Der Verfasser.=
+
+
+
+
+Inhalt.
+
+
+                                                                   Seite
+
+  1. ~Kapitel~. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen
+     Elemente                                                          1
+
+  2. ~Kapitel~. Theorie des Bleiakkumulators                          34
+
+  3. ~Kapitel~. Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer
+     Widerstand                                                       60
+
+  4. ~Kapitel~. Ladung und Entladung                                  80
+
+  5. ~Kapitel~. Vorgänge im ruhenden Akkumulator                     105
+
+  6. ~Kapitel~. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten,
+     Formation                                                       116
+
+  7. ~Kapitel~. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,
+     Vorschriften über die Behandlung, Lebensdauer                   132
+
+  8. ~Kapitel~. Der alkalische Akkumulator                           152
+
+  9. ~Kapitel~. Die Verwendung der Akkumulatoren                     166
+
+
+
+
+Erstes Kapitel.
+
+Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.
+
+
+~Vorläufige Erklärung der Vorgänge im Bleiakkumulator~. Ein
+Bleiakkumulator in seiner einfachsten Gestalt besteht aus zwei
+Bleiplatten, die in verdünnte Schwefelsäure eintauchen. Schickt man
+durch den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom, so bildet
+sich an derjenigen Elektrode, die mit dem positiven Pole der Stromquelle
+verbunden ist, der Anode, Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat;
+an der negativen Elektrode, der Kathode, wird Bleioxyd[1], das sich,
+bevor die Bleiplatten in die Säure getaucht wurden, an der Luft gebildet
+hatte, zu metallischem Blei reduziert.
+
+Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt -- was bei unserem
+Laboratoriumsversuch schon nach kurzer Zeit der Fall ist --, so
+unterbricht man den Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns
+Blei und Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure:
+
+  Pb | H₂SO₄ + aqua | PbO₂
+   - |             |   +
+
+Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, daß die betreffende Platte der
+negative Pol des Elementes ist. Unsere Kombination ist, wie wir leicht
+mittels eines Galvanoskops nachweisen können, ein galvanisches Element,
+ähnlich wie
+
+  Zn | H₂SO₄ + aq | Cu.
+   - |           |  +
+
+Wie wir später sehen werden, bildet sich bei der Entladung auf beiden
+Elektroden Bleisulfat. Die beiden Platten werden also einander um so
+ähnlicher, je mehr Elektrizität unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber
+zwei ~gleiche~ Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht, so erhält
+man kein galvanisches Element. Die elektromotorische Kraft unseres
+primitiven Akkumulators muß also während der Stromabgabe mehr oder
+weniger schnell abnehmen.
+
+Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet man, daß nach
+Beendigung der Entladung die braunrote Farbe keineswegs ganz
+verschwunden ist, daß also Reste von PbO₂ zurückbleiben.
+
+Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird Bleisulfat an der
+negativen Elektrode in metallisches Blei und an der positiven Platte in
+Bleisuperoxyd verwandelt.
+
+Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung spielen sich im Akkumulator
+chemische Prozesse ab. Bei der Ladung wird ein chemisches System
+gleichsam gewaltsam verändert (ähnlich wie eine Spiralfeder beim
+Zusammendrücken), das veränderte System hat das Bestreben, in seinen
+ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Bei der Ladung wird in dem
+Akkumulator chemische Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese
+aus elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also keineswegs
+elektrische Energie als solche aufbewahrt, gerade so wenig wie dies bei
+einem Gewichte der Fall ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde.
+Den Charakter eines galvanischen Elementes erhält der Akkumulator erst
+dadurch, daß man ihm elektrische Energie zuführt. Man bezeichnet ihn
+daher auch als ~Sekundärelement~.
+
+Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator in nichts von
+einem gewöhnlichen Primärelement (z. B. einem Daniell-Element). Wir
+müssen daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen Elemente
+näher eingehen.
+
+An den chemischen Vorgängen im Akkumulator ist der Elektrolyt in
+hervorragender Weise beteiligt. Es ist daher jedem, der nur etwas tiefer
+in die Theorie des Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein
+möglichst klares und vollständiges Bild von den Vorgängen, die sich bei
+der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure abspielen, zu verschaffen.
+[Hingewiesen sei hier auf das Kapitel VIII in ~Le Blancs~ Lehrbuch der
+Elektrochemie.]
+
+Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit es der Raum gestattet,
+in unserer Schrift Berücksichtigung finden sollen, so wollen wir mit
+einer Besprechung einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes
+beginnen.
+
+Der ~osmotische Druck~. Um diesen außerordentlich wichtigen Begriff klar
+zu machen, wollen wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel
+diene eine Zuckerlösung. Ein Standglas mit vorspringendem Rande fülle
+man mit einer Zuckerlösung und verschließe das Glas mittels einer vorher
+in lauwarmem Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu achten
+ist, daß keine Luftblasen eingeschlossen werden. Durch einen Bindfaden
+ist die Membran unterhalb des Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man
+das Präparat in ein größeres, mit Wasser gefülltes Gefäß, so findet man
+nach etwa 24 Stunden, daß sich die Membran sehr stark gewölbt hat, und
+wir schließen daraus, daß von der Zuckerlösung auf die Membran ein Druck
+ausgeübt wurde. Da die Wölbung nicht erfolgt, wenn wir das Standglas mit
+Wasser füllen, so schließen wir weiter, daß der eben erwähnte Druck von
+den Zuckermolekülen herrührt. -- Die Schweinsblase hat die
+Eigenschaft[2], den Wassermolekülen den Durchgang zu gestatten, nicht
+aber den Zuckermolekülen, sie ist ~halbdurchlässig~ oder semipermeabel.
+Denken wir uns nun die Zeit in sehr kleine Intervalle geteilt, so können
+wir die Vorgänge in dem Standglase (Zelle) folgendermaßen erklären: Die
+Zuckermoleküle üben einen Druck auf die Membran aus; diese wird um ein
+unendlich kleines Stück gehoben, in den freien Raum dringt Wasser ein.
+Während des folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw. Die
+Membran wölbt sich also langsam im Laufe der Zeit. Dem osmotischen
+Drucke der Zuckermoleküle -- so nennt man den auf die Membran ausgeübten
+Druck -- wirkt die Spannung der Membran entgegen. Nehmen wir nun an, daß
+die Schweinsblase vollkommen, auch bei jedem Drucke halbdurchlässig ist,
+und daß sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag, ohne zu
+platzen, so schließen wir weiter, daß sich nach einer gewissen Zeit ein
+Gleichgewichtszustand ausbildet, der natürlich dann vorhanden ist, wenn
+der osmotische Druck der Zuckermoleküle gleich ist der Spannung der
+Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten Membran nach
+Eintritt des Gleichgewichtszustandes, d. h. wenn eine weitere Wölbung
+der Membran nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen Drucke der
+Lösung.
+
+Auch in folgender Weise gelangt man zu einer Vorstellung über den
+osmotischen Druck. Wenn wir bei Beginn des Versuches die Membran
+belasten, etwa durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das
+Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei einer gewissen
+Belastung wölbt sich die Membran überhaupt nicht. Beträgt die
+betreffende Belastung p kg pro 1 cm² Oberfläche, so ist p ein Maß für
+den osmotischen Druck.
+
+Nach der kinetischen Theorie der Flüssigkeiten kommt der osmotische
+Druck dadurch zustande, daß Zuckermoleküle gegen die Membran prallen und
+Stöße auf diese ausüben.
+
+Auf die für den osmotischen Druck gültigen Gesetze, die übrigens, wie
+~van ’t Hoff~ zeigte, mit den Gasgesetzen übereinstimmen, soll nicht
+näher eingegangen werden; es sei nur bemerkt, daß der osmotische Druck
+mit der Konzentration wächst.
+
+~Die elektrolytische Dissoziation.~ Man fand, daß die Lösungen von
+Säuren, Salzen und Basen (Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen
+Druck haben. ~Arrhenius~ erklärte diese Erscheinung durch die Annahme,
+daß sich Moleküle der gelösten Substanz dissoziieren. Eine einfache
+Überlegung zeigt uns aber, daß die Dissoziation in Elektrolyten von der
+gewöhnlichen Dissoziation verschieden sein muß. Wählen wir als Beispiel
+eine Salmiaklösung. Bei hoher Temperatur spaltet sich (dampfförmiger)
+Salmiak nach der Gleichung
+
+  NH₄Cl = NH₃ + HCl.
+
+Würde die Dissoziation in der Salmiaklösung in derselben Weise erfolgen,
+so müßte die Flüssigkeit freies Ammoniak enthalten, das an seinem
+scharfen, stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine
+Salmiaklösung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die ~Dissoziation in
+Elektrolyten erfolgt~ nun in der Weise, daß ~elektrisch geladene
+Komponenten~ entstehen. Das Kochsalzmolekül z. B. spaltet sich in ein
+positiv geladenes Natriumatom und ein negativ geladenes Chloratom. Die
+Komponenten nennt man ~Ionen~, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter
+dem Einflusse elektrischer Kräfte bewegen.
+
+Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen chemischen Prozeß
+auffassen, der sich zwischen einem Molekül der gelösten Substanz und
+einem Neutron[3] abspielt und den man für Kochsalz durch die Gleichung
+versinnlichen kann:
+
+  NaCl + ⊕-⊖ = Na-⊕ + Cl-⊖.
+
+Statt dessen schreibt man kürzer
+
+  NaCl = Na· + Cl′.
+
+Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische Verbindungen an,
+z. B. ist das Natriumion (Na·) eine chemische Verbindung zwischen einem
+Natriumatom und einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium + Chlor
+etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist Natrium + Elektron, d.
+h. Natriumion, in seinem chemischen und physikalischen Verhalten
+durchaus verschieden von dem metallischen Natrium.
+
+Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch aus mehreren Atomen
+bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe, dem Radikale SO₄. Ist das
+Element oder die Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit
+mehreren Elektronen. Beispiele für die elektrolytische Dissoziation:
+
+  NaOH = Na· + OH′ (Hydroxylion)
+
+  CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ (Sulfat-Ion).
+
+  NH₄Cl = NH₄· + Cl′
+
+Cu·· bedeutet, daß das Kupferatom mit zwei positiven Elektronen
+verbunden ist.
+
+  Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in
+  Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser
+  eine besonders große ~dissoziierende Kraft~ innewohnt. Nernst wies
+  zuerst darauf hin, daß zwischen dem Dissoziationsvermögen einer
+  Flüssigkeit und der Dielektrizitätskonstante ein gewisser
+  Parallelismus besteht.
+
+In einem Elektrolyten, z. B. in verdünnter Salzsäure, befinden sich
+neben den Molekülen des Wassers, von dessen Dissoziation wir einstweilen
+absehen, nichtdissoziierte Moleküle der gelösten Substanz, positive
+Ionen, nämlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, nämlich die
+Chlorionen. Nur bei sehr starker Verdünnung sind sämtliche Moleküle der
+gelösten Substanzen dissoziiert. Befinden sich n Moleküle der gelösten
+Substanz (dissoziierte Moleküle + indissoziierte Moleküle) in einer
+Lösung und sind von diesen m Moleküle dissoziiert, so ist m/n der
+~Dissoziationsgrad~.
+
+In jedem noch so kleinen Tröpfchen des Elektrolyten befinden sich
+ebensoviele positive Ionen wie negative, so daß das Tröpfchen als Ganzes
+unelektrisch ist.
+
+Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich die Ionen wie die
+Moleküle der gelösten Substanz; auf eine semipermeable Wand üben sie
+also einen Druck aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase
+erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume gleichzeitig
+mehrere Gase oder Dämpfe, so übt jedes Gas einen gerade so großen Druck
+aus, wie wenn es allein vorhanden wäre. Bei einem Elektrolyten kommen
+also, wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen, drei osmotische
+Drucke in Betracht, nämlich der osmotische Druck der nichtdissoziierten
+Moleküle, derjenige der positiven Ionen und derjenige der negativen
+Ionen.
+
+Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in der Regel) nicht alle
+Moleküle der gelösten Substanz dissoziiert sind, soll mit einigen
+wenigen Worten eingegangen werden. Nach der eben mitgeteilten
+Auffassung ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang nach
+Art eines chemischen Prozesses. Für einen solchen gilt das
+Massenwirkungsgesetz[4]. Wenn wir also beispielsweise Salzsäure in
+Wasser gießen, so bildet sich ein Gleichgewichtszustand aus, der
+dadurch charakterisiert ist, daß die Anzahl der Moleküle, die in
+1 Sekunde zerfallen, gerade so groß ist wie die Anzahl der durch
+Wiedervereinigungen eines positiven und negativen Ions entstehenden
+neutralen Moleküle. -- Würden sich in einer starken Lösung, etwa in
+einer 30prozentigen Kochsalzlösung alle Moleküle der gelösten Substanz
+dissoziieren, so würde der Abstand zwischen den einzelnen Ionen ein
+außerordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten Ladungen der
+positiven und negativen Ionen würden sich so stark anziehen, daß
+zahlreiche Wiedervereinigungen stattfinden würden. Man sieht ein, daß in
+jedem Kubikzentimeter der Lösung nur eine bestimmte Anzahl von Ionen
+existieren kann. Mit zunehmender Verdünnung muß also die Dissoziation
+fortschreiten.
+
+~Elektrolyse.~ Nur ~diejenigen Flüssigkeiten leiten~ den elektrischen
+Strom, ~in denen sich freie Ionen befinden~. Die Stromleitung in einem
+Elektrolyten besteht nun darin, daß die von der positiven Elektrode
+abgestoßenen und von der negativen Elektrode angezogenen positiven Ionen
+nach der einen und die negativen nach der entgegengesetzten Richtung
+wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Ionen durch die
+Flüssigkeit hindurch bewegen, die übrigens wegen der sehr großen Reibung
+zwischen den Wassermolekülen und den Ionen eine sehr geringe ist, hat
+für die verschiedenen Ionenarten verschiedene Werte.
+
+Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden Ionen an
+diese ihre Ladungen ab, sie werden entionisiert oder gehen in den
+atomistischen („gewöhnlichen‟) Zustand über. In manchen Fällen gehen
+nach der Entionisierung sekundäre (rein chemische) Prozesse vor sich.
+Wird z. B. CuSO₄ = Cu·· + SO₄′′ zwischen Kupferelektroden
+elektrolysiert, so verbindet sich das SO₄-Radikal (nach seiner
+Entionisierung) mit einem Atom Kupfer der Elektrode zu CuSO₄[5].
+
+  Die dem Elektrolyten zugeführte Energie kann also in zwei Teile
+  zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen; die
+  entsprechende Arbeit wird in Wärme umgesetzt. Die zweite Arbeit, die
+  der Strom leistet, besteht darin, daß die Ionen ihrer Ladungen beraubt
+  werden. -- Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines Natriumions kann
+  man als einen chemischen Prozeß auffassen, an dem das Natriumion und
+  ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem Energie verbraucht
+  wird.
+
+Das ~Faradaysche Gesetz~ erscheint vom Standpunkte der Ionentheorie aus
+als etwas Selbstverständliches. Man sieht nämlich ohne weiteres ein,
+daß
+
+1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen
+Elektrizitätsmengen proportional sind und daß
+
+2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten
+ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen Äquivalenten proportional sind
+(an chemisch äquivalente Stoffmengen sind gleiche Elektrizitätsmengen
+gebunden). An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;
+ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um 1 Gramm Wasserstoff durch
+Elektrolyse irgend eines Elektrolyten zu erhalten, muß man der
+Stromquelle 96540 Coulomb positive Elektrizität entnehmen, oder bei 1
+Ampere Stromstärke muß die Elektrolyse 96540 Sekunden lang dauern.
+
+Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten ~die Elektrolyse der
+verdünnten Schwefelsäure~. Aus dem Umstande, daß chemisch reines Wasser
+den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, muß man folgern, daß
+sich in reinem Wasser nur eine geringe Anzahl von Ionen befindet. In
+chemisch reinem Wasser können sich natürlich nur solche Ionen befinden,
+die durch Dissoziation der Wassermoleküle selbst entstehen. Diese
+spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen Prozentsatze, nach
+der Gleichung
+
+  H₂O = H· + OH′ (1).
+
+Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringfügigere Dissoziation, die
+zur Bildung von Wasserstoff und Sauerstoffionen führt:
+
+  H₂O = H· + H· + O′′ (2).
+
+Aus der von ~Kohlrausch~ und ~Heydweiller~ bestimmten Leitfähigkeit des
+Wassers kann man den Dissoziationsgrad berechnen. Man findet, daß bei 0
+Grad 1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen, wenn
+wir von der Dissoziation nach Gleichung 2 absehen) in etwa 14 Millionen
+Liter Wasser enthalten sind, bei 18° schon in 6,25 . 10⁶ l. Die
+Leitfähigkeit nimmt also mit der Temperatur schnell zu. Nach neueren
+Messungen enthält 1 g Wasserstoff 0,352 . 10²⁴ Atome. Ein Gramm Wasser
+enthält also trotz der sehr geringen Dissoziation viele Millionen
+Wasserstoffionen.
+
+Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm³ Wasser befindet,
+wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen nennen, entsprechendes
+gilt für die anderen Ionen. Da die Leitfähigkeit des Wassers (wie aller
+Elektrolyte) mit der Temperatur stark wächst, so müssen wir schließen,
+daß entweder die Ionenkonzentrationen mit der Temperatur größer werden,
+oder daß die Reibung zwischen den Ionen und den Wassermolekülen kleiner
+wird oder daß beides zugleich stattfindet. So viele Ionen nun bei einer
+bestimmten Temperatur in einem cm³ existieren ~können~, so viele
+existieren auch wirklich. Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser
+ein Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise entfernt
+werden, so dissoziiert sich sofort ein neues Molekül Wasser -- das
+gestörte chemische Gleichgewicht wird sofort wieder hergestellt.
+
+  Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht. Befindet sich
+  in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer Glasglocke (Rezipient
+  einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge Wasser, so verdampft bei
+  einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge Wasser. Entfernen wir
+  auf irgend eine Weise einen Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue
+  Verdampfung; der Gleichgewichtszustand wird gestört und bildet sich
+  von neuem. Wie bei diesem Vorgange ~eine gewisse Zeit vergeht~, ehe
+  sich der Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der
+  elektrolytischen Dissoziation.
+
+Setzen wir reinem Wasser Schwefelsäure zu -- es genügt eine ganz kleine
+Menge --, so wächst das Leitungsvermögen sehr stark, und wir schließen
+daraus, daß sich eine große Menge von neuen Ionen gebildet haben. Diese
+entstehen durch die Dissoziation der Schwefelsäure, die bei den für uns
+in Betracht kommenden Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und
+zwar verläuft der Zerfall nach den beiden Reaktionsgleichungen[6]
+
+  H₂SO₄ = H· + HSO₄′ (3).
+
+  HSO₄′ = H· + SO₄′′ (4).
+
+Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt. Die Dissoziation
+nach der Gleichung (3) entspricht dem Zerfall des NaHSO₄, der offenbar
+nach der Gleichung
+
+  NaHSO₄ = Na· + HSO₄′
+
+erfolgt.
+
+Bei geringerer Konzentration der Schwefelsäurelösung spielt die
+Dissoziation nach Gleichung (3) nur eine ganz untergeordnete Rolle
+gegenüber der Reaktion
+
+  H₂SO₄ = H· + H· + SO₄′′ (5).
+
+Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im Sinne der
+Gleichung (3) mehr in den Vordergrund.
+
+In verdünnter Schwefelsäure befindet sich also eine größere Anzahl von
+Ionenarten (H·, OH′, O′′, SO₄′′, HSO′₄), und daher sind verschiedene
+Elektrolysen möglich. An der Kathode werden immer Wasserstoffionen
+entionisiert, an der Anode aber können vier verschiedene Ionenarten
+herauselektrolysiert werden.
+
+Welche Ionenart auch außer Wasserstoff abgeschieden werden mag, an der
+Stromleitung innerhalb des Elektrolyten sind ~alle~ Ionenarten
+beteiligt.
+
+Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten ~dauernd~
+herauszuelektrolysieren, muß man eine gewisse Minimalspannung
+anwenden; für uns kommen folgende von ~Le Blanc~ angegebene
+~Zersetzungsspannungen~ in Betracht:
+
+  H· und  O′′     1,08  Volt }
+  H·  „   OH′     1,68   „   } + Überspannung
+  H·  „   SO₄′′   1,95   „   }
+  H·  „   HSO₄′   2,60   „   }
+
+Die angegebenen Zersetzungsspannungen genügen i. A. noch nicht, eine
+~sichtbare~ Gasentwickelung herbeizuführen, man muß diese vielmehr um
+einen von der Natur der Kathode abhängigen Betrag vergrößern[7]
+(natürlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen
+Apparat, i × w, gemeint).
+
+  Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so müssen sich
+  Gasbläschen bilden. Man kann nun annehmen, daß für die Bildung der
+  Bläschen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische
+  Strom liefern muß, und daß diese Arbeit von der Beschaffenheit der
+  Oberfläche, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abhängig ist
+  (Überspannung).
+
+Am kleinsten ist die ~Überspannung~ für platiniertes Platin (Kathode),
+für blankes Platin ist sie nahezu 0,1 Volt. Höchst wichtig ist für uns
+die ~Überspannung~ für ~Blei~, die ~nach Caspari~ 0,64 ~Volt~
+beträgt[8]. Bei der Ladung eines Akkumulators ist die Bleielektrode
+Kathode; daher kann, wenn wir von der sehr geringfügigen Elektrolyse,
+die den Ionen H· und O′′ entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung
+erst bei 1,68 + 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung wird
+erst bei noch höherer Spannung vor sich gehen (abgesehen von der
+Überspannung des Sauerstoffs[9]).
+
+Wegen der Überspannung ist also eine Ladung des Akkumulators erst
+möglich, bezw. kann eine solche ohne ganz erhebliche Energieverluste
+erfolgen.
+
+Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt der Strom in einem
+Wasserzersetzungsapparat nicht völlig auf Null herab, es muß also auch
+in diesem Falle eine Elektrolyse stattfinden. Man erhält nicht Gase von
+Atmosphärendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff von geringer
+Konzentration, gelöst in den Elektroden und im Elektrolyten. Den Strom
+bezeichnet man als ~Reststrom~ (s. S. 29).
+
+In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff finden sich immer Spuren
+von ~Ozon~, das durch einen sekundären Prozeß aus dem abgeschiedenen
+Sauerstoff entsteht (besonders bei größerer Stromdichte).
+
+Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration der Säure zu. Ebenso
+entsteht sekundär ~Wasserstoffsuperoxyd~[10] (H₂O₂) in geringer Menge,
+wahrscheinlich an beiden Elektroden. Endlich ist zu erwähnen, daß sich
+~Überschwefelsäure~ bilden kann nach der Gleichung
+
+  2HSO₄′ + 2⊕ = H₂S₂O₈ (6).
+
+also primär. Die Entstehung von Überschwefelsäure bei der Elektrolyse
+der verdünnten Schwefelsäure wird durch große Stromdichte, Vergrößerung
+des Schwefelsäuregehaltes und Erniedrigung der Temperatur begünstigt.
+Nach den Zersetzungsspannungen auf Seite 13 dürfte aber, vorausgesetzt,
+daß die Überschwefelsäure nach Gleichung (6), also primär, entsteht,
+ihre Bildung erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen; hierzu
+ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den HSO₄-Ionen gleichzeitig
+Wasserstoffionen an der Bleielektrode entionisiert werden müssen, die
+Überspannung von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung wäre demnach
+eine Bildung von Überschwefelsäure im Akkumulator ausgeschlossen. Da
+übrigens die Überschwefelsäure Blei angreift und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat verwandelt, so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem
+Akkumulator schädlich.
+
+Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen wir uns mit der Beziehung
+zwischen der ~Wärmetönung und der elektromotorischen Kraft~
+beschäftigen. Verdünnte Schwefelsäure möge zwischen indifferenten
+Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch die Produkte der
+Elektrolyse nicht angegriffen werden, zersetzt werden (z. B. zwischen
+Platinelektroden). Wir erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten
+absehen, Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, daß wir 1 Gramm
+Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben (und 8 Gramm Sauerstoff);
+es sind dann im ganzen 96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen,
+was der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Ampère Stromstärke 96540
+Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene Wasserstoff werde verbrannt;
+wir erhalten dann 9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im
+Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, daß wir etwa 34200 kleine
+Wärmeeinheiten (Grammkalorien, cal.) erhalten. Um diese Energie sind 9
+Gramm Wasser von gewöhnlicher Temperatur ärmer als 1 g H + 8 g O von
+derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schließen wir ~vorläufig~, das
+eben gewonnene Wasser wieder in seine beiden Komponenten zerlegen, so
+müssen wir die eben gewonnene Energie, die wir die ~Wärmetönung~ des
+Prozesses
+
+  2H + O = H₂O,
+
+bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder zuführen. Geschieht
+also die Zersetzung mittels des elektrischen Stromes, so müssen wir,
+abgesehen von der Jouleschen Wärme, in den elektrolytischen Apparat eine
+den 34200 cal. äquivalente Menge elektrischer Energie hineinschicken.
+Die elektrische Energie aber, die ein Apparat verbraucht, ist gegeben
+durch das Produkt
+
+  Anzahl Coulomb × Spannung zwischen den Elektroden.
+
+Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Größe ist, nämlich 96540, und
+außerdem das Produkt einer gegebenen Wärmemenge äquivalent ist (34200
+cal.), so muß die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.
+
+Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die Beziehung
+
+  96540 . E Wattsek. (Volt-Coulomb) äquival. 34200 cal.
+
+1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher
+
+  96540 . E . 0,239 = 34200 oder
+          23070 . E = 34200.
+
+E ist also ungefähr gleich 1,5 Volt. Man sollte nun erwarten, daß eine
+Zersetzung des Wassers mit einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht
+möglich ist. Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen, daß
+man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen Kräften in
+der Nähe von 1,1 Volt Gasentwickelung beobachtet[11]. Die von uns
+gezogenen Schlüsse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;
+wir müssen uns daher noch eingehender mit der Beziehung zwischen der
+chemischen und elektrischen Energie beschäftigen.
+
+~Thomsonsche Regel.~ In den galvanischen Elementen, zu denen wir auch
+den Akkumulator zu rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die
+das Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir wählen als Beispiel das
+Daniell-Element: Zn in ZnSO₄ + aq und Cu in CuSO₄ + aq, weil bei ihm die
+Vorgänge leicht zu übersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so geht
+Zink in Lösung, und Kupfer schlägt sich auf der positiven Elektrode
+nieder.
+
+~Beide~ Vorgänge kann man durch ~eine~ Gleichung ausdrücken
+
+  Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄ (7).
+
+Der durch die Gleichung (7) dargestellte Vorgang ist mit
+Wärmeentwicklung verbunden; dies kann man dadurch leicht nachweisen, daß
+man auf Zinkspäne Kupfervitriollösung gießt. Dann löst sich Zink, und
+Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen die Lösung des
+Zinks und die Fällung des Kupfers an ~verschiedenen Stellen~ vor sich.
+Das Element möge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich dann 1
+Grammäquivalent[12] Zink (65/2 Gramm) gelöst und 1 Grammäquivalent =
+63,5/2 g Kupfer hat sich niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen
+Umsatze entsprechende Wärme, die man die ~Wärmetönung des Elementes~
+nennt, werde mit q bezeichnet. Man nahm früher an, daß die
+elektromotorische Kraft eines galvanischen Elementes durch die
+Wärmetönung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme gelangt man zu der
+vorhin entwickelten Gleichung
+
+        q
+  e = -----,
+      23070
+
+die man die ~Thomsonsche Regel~ nennt. Diese liefert, auf das
+Daniell-Element angewandt, einen mit der Erfahrung gut übereinstimmenden
+Wert, weil, wie wir später sehen werden, seine elektromotorische Kraft
+von der Temperatur unabhängig ist. Bei anderen Elementen findet man aber
+einen Unterschied zwischen der berechneten und gemessenen
+elektromotorischen Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den
+Konzentrationsketten[13].
+
+Thomson ging von der Voraussetzung aus, daß die ~ganze~ dem chemischen
+Umsatze entsprechende Energie und ~nur diese~ im Elemente in
+elektrische Energie umgewandelt werde, daß sich also das Element während
+der Stromabgabe weder erwärme noch abkühle. (Wenn übrigens hier und im
+folgenden von der Erwärmung eines Elementes die Rede ist, so soll die
+betreffende Wärme nicht als Joulesche Wärme aufgefaßt werden. Wir nehmen
+an, daß diese durch die Wahl sehr großer Elektroden, die einen kleinen
+Abstand haben, verschwindend klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung
+trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle Untersuchungen von
+~Braun~, ~Raoult~ u. a. nachgewiesen wurde, nicht zu.
+
+Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der mechanischen
+Wärmetheorie[14] auf die galvanischen Elemente gelangte ~Helmholtz~ zu
+der Gleichung
+
+        q
+  E = ----- + c . T.
+      23070
+
+w ist wieder die Wärmetönung, entsprechend dem chemischen Umsatz bei
+einer Stromentnahme von 96540 Coulomb, T ist die absolute Temperatur[15]
+und c der „~Temperaturkoeffizient~‟. Um diesen neuen Begriff zu
+erklären, wählen wir als Beispiel den Akkumulator. Die Säure eines
+geladenen Akkumulators habe das spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr
+genaue Messungen findet man, daß die elektromotorische Kraft mit der
+Temperatur wächst und zwar für 1° um 0,0004 Volt. Die Zahl 0,0004 ist
+der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators; c gibt also hier an, um
+wieviel Volt die elektromotorische Kraft steigt, wenn die Temperatur der
+Substanzen des Akkumulators um 1° Celsius erhöht wird.
+
+Bei dem gewählten Beispiele ist c positiv. In dem Akkumulator wird also
+nicht nur die dem chemischen Umsatz entsprechende chemische Energie
+(Wärmetönung) in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch
+Wärme, die zunächst den Substanzen des Elementes und dann der Außenwelt
+entzogen wird. -- Bei 17° Celsius ist die elektromotorische Kraft des
+Akkumulators bei der angenommenen Säuredichte um 290 . 0,0004 = 0,116
+Volt größer, als sie nach der Thomsonschen Regel sein müßte.
+
+Für die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient gleich Null, so
+daß die Helmholtzsche Relation in die Gleichung E = q/23070 übergeht.
+
+Wenn einer Erhöhung der Temperatur eine Abnahme der elektromotorischen
+Kraft eines Elementes entspricht, so ist der Temperaturkoeffizient
+negativ. In diesem Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu großen
+Wert für die elektromotorische Kraft, und das Element erwärmt sich
+während der Stromabgabe, indem ein Teil der Wärmetönung als Wärme zum
+Vorschein kommt.
+
+Die ~Helmholtzsche Relation gilt nur für umkehrbare~ oder reversibel
+arbeitende ~Elemente~; kann man umgekehrt nachweisen, daß für ein
+Element die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.
+
+Wir sind hier auf die ~Einteilung der galvanischen Elemente in
+umkehrbare und nichtumkehrbare~ gestoßen, die kurz besprochen werden
+soll: Zu den umkehrbaren Elementen gehört das uns schon bekannte
+Daniell-Element. Den stromliefernden Prozess können wir durch die
+Gleichung
+
+  Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu
+
+darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand in den
+Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des Ions in den metallischen
+über. Hat das Element 96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von
+96540 . 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt daß die elektromotorische
+Kraft 1,1 Volt beträgt. Nach der angegebenen Stromentnahme schicken wir
+durch das Element den Strom einer Thermosäule (oder irgend einer anderen
+Stromquelle), dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die des
+Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand des Ions in den
+metallischen und Kupfer aus dem metallischen Zustand in den des Ions
+über; die im Elemente sich abspielenden Vorgänge, können durch die
+Gleichung
+
+  ZnSO₄ + Cu = CuSO₄ + Zn
+
+dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon äußerlich zutage;
+denn, die letzte Gleichung ist die Umkehrung der vorletzten. Wir können
+beide Gleichungen vereinigen zu
+
+  CuSO₄ + Zn ⇄ ZnSO₄ + Cu.
+
+Für die Entladung ist diese Gleichung von links nach rechts, für die
+Ladung von rechts nach links zu lesen.
+
+Bei der Ladung müssen wir eine elektromotorische Kraft anwenden, die
+etwas größer ist als diejenige des Elementes. Ist aber der innere
+Widerstand der Kette sehr klein und der Ladestrom nicht groß, so
+unterscheidet sich die für die Ladung erforderliche Spannung nur um
+einen sehr kleinen Betrag von der elektromotorischen Kraft des
+Elementes, und wir können praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt
+annehmen. Soll während der Stromzufuhr genau soviel Cu in Lösung gehen,
+wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen hatte, so müssen wir in
+das Element gerade soviel Elektrizität hineinschicken, wie wir ihm
+entnommen hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb. Wenn dieses
+geschehen ist, so haben wir das Element wieder in seinen ursprünglichen
+Zustand zurückversetzt, und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie
+von 96540 . 1,1 Watt.
+
+Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In Wirklichkeit liegen
+die Verhältnisse etwas anders, weil sowohl bei der Ladung als auch bei
+der Entladung der innere, selbst bei großen Elementen nicht unbedeutende
+Widerstand überwunden werden muß[16]. Infolgedessen ist bei der
+Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung, kleiner als 1,1
+Volt, während die bei der Ladung aufzuwendende E.M.K. größer als 1,1
+Volt ist (siehe auch Polarisation durch Konzentrationsänderungen).
+
+Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das Voltasche Element
+
+  Zink | verd. Schwefelsäure | Kupfer
+
+übertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme Zink in Lösung, und
+Wasserstoff wird frei (an der Kupferplatte). Der stromliefernde Prozeß
+kann demnach durch die Gleichung
+
+  Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂
+
+dargestellt werden.
+
+Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet; es bildet sich
+vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in Lösung), und es wird auch jetzt
+Wasserstoff frei:
+
+  Cu + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂.
+
+Man kann also durch Elektrizitätszufuhr das Element nicht wieder in
+seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzen. Nach Entnahme und darauf
+folgender Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Grammäquivalent Zink und
+ein Grammäquivalent Kupfer in der Lösung, und zwei Grammäquivalente
+Wasserstoff sind in Freiheit gesetzt, so daß also ein gewisser
+chemischer Umsatz zu verzeichnen ist, für den eine Kompensation
+vorhanden sein muß. Die bei der Ladung dem Element zugeführte
+elektrische Energie muß größer sein als die bei der Entladung gewonnene.
+Da aber die Strommenge in beiden Fällen dieselbe ist (96540 Coulomb), so
+muß die Ladespannung größer sein als die elektromotorische Kraft des
+Elementes. „Dies ist nur möglich, wenn durch den Transport von
+Elektrizität eine elektromotorische Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn
+das Element sich polarisiert‟. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das
+Voltasche Element, von dem die Rede war, ist ein nichtumkehrbares.
+
+Unsere Betrachtungen über galvanische Elemente haben uns zu der
+Erscheinung der ~Polarisation~ geführt, die bei der Elektrolyse der
+verdünnten Schwefelsäure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr
+wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom Standpunkte der
+Ionentheorie betrachten, wollen wir uns Klarheit verschaffen über die
+~osmotische Theorie der Stromerzeugung~. Als Ausgangspunkt diene ein
+Nichtelektrolyt, und zwar wählen wir eine Zuckerlösung. Der feste
+Zucker, in Wasser gebracht, hat die Tendenz, seine Moleküle in das
+Wasser zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension). Der
+osmotische Druck der bereits in Lösung gegangenen Zuckermoleküle wirkt
+der ~Lösungstension~ entgegen, er sucht Zuckermoleküle auf die
+Zuckerstückchen zu befördern. Solange die Lösung nichtgesättigt ist,
+überwiegt der Lösungsdruck (die Lösungstension). Dieser ist also gleich
+dem osmotischen Drucke einer gesättigten Zuckerlösung.
+
+  Wir haben also ähnliche Verhältnisse wie bei der Verdampfung; der
+  Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die Verdampfung
+  geht solange vor sich, bis sich die beiden Kräfte das Gleichgewicht
+  halten.
+
+Nach der ~Nernstschen Theorie~ hat jedes Metall, das in Wasser oder in
+eine Lösung eingetaucht wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu
+lösen; man muß den Metallen also eine Lösungstension zuschreiben. Von
+anderen Substanzen unterscheiden sich die Metalle aber wesentlich
+dadurch, daß sie nicht anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt
+positiver Ionen, in Lösung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet daher
+ihre Lösungstension als ~elektrolytische~. Befinden sich in der Lösung
+Ionen des betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck dieser
+Ionen der Lösungstension entgegen.
+
+[Illustration: Fig. 1.]
+
+Das Zink hat eine außerordentlich hohe Lösungstension, sie ist größer
+als der höchste erreichbare osmotische Druck der Zinkionen in
+Zinksalzlösung. Taucht man daher eine Zinkstange in Zinksulfatlösung
+ein, so treibt das Zink Ionen in die Lösung hinein, wie dies in Fig. 1
+schematisch angedeutet ist. Infolgedessen wird das Metall negativ
+elektrisch und die Flüssigkeit in nächster Nähe positiv.
+
+Die in die Lösung getriebenen Zinkionen befinden sich in unmittelbarster
+Nähe des Zinkstabes und werden von der negativen Elektrizität der
+Elektrode angezogen. Wie man leicht einsieht, wirkt die elektrostatische
+Anziehung („ungleichnamige Elektrizitäten ziehen sich gegenseitig an‟)
+in demselben Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen
+und entgegen der Lösungstension. Sie erreicht wegen des außerordentlich
+kleinen Abstandes der beiden Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen
+Zink in Lösung gegangen sind, einen außerordentlich hohen Wert. Noch ehe
+wägbare Mengen Zink in Lösung gegangen sind, hat sich ein
+Gleichgewichtszustand ausgebildet.
+
+Die Lösungstension des Kupfers ist klein; sie ist kleiner als der
+osmotische Druck selbst sehr stark verdünnter Kupfersulfatlösungen. Wenn
+man also einen Kupferstab in Kupfervitriollösung eintaucht, so gehen,
+getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen aus der Lösung auf
+den Kupferstab; das Kupfer wird also positiv und die Flüssigkeit negativ
+elektrisch. Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand aus.
+Das Potential macht an der Grenze Metall -- Flüssigkeit einen Sprung.
+
+Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und die Kupferelektrode
+miteinander verbindet, so fließt positive Elektrizität von der Kupfer-
+und negative von der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden
+Elektroden wird gestört, so daß neues Zink in Lösung gehen und neues
+Kupfer sich auf der positiven Elektrode niederschlagen kann. An der
+einen Elektrode werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,
+an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedrückt.
+
+Wir wollen jetzt annehmen, daß wir ~verdünnte Schwefelsäure zwischen
+Platinelektroden elektrolysieren~. An der Kathode wird Wasserstoff frei.
+Platin hat nun die Fähigkeit, Gase, besonders Wasserstoff, zu
+absorbieren. Man kann sich hiervon leicht durch den Augenschein
+überzeugen: Man schalte in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon
+dieses bei Stromschluß einen stärkeren Strom anzeigt, beobachtet man
+doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen. Das unmittelbar nach
+Stromschluß entwickelte Gas dringt in das Platin ein und zwar zunächst
+in eine unendlich dünne an der Oberfläche liegende Schicht, es wird
+gelöst (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach Stromschluß frei
+gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs von dem Elektrolyten
+absorbiert.
+
+[Illustration: Fig. 2.]
+
+Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der primäre Strom, kurze
+Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat geflossen ist, eine mit
+Wasserstoff und eine mit Sauerstoff beladene Elektrode in verdünnter
+Schwefelsäure vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches
+Element, die sogen. ~Knallgaskette~. Unterbrechen wir den primären
+Strom, so fließt bei der Schaltung nach Fig. 2[17] ein Strom durch das
+Voltmeter (~Polarisationsstrom~). Die elektromotorische Kraft unserer
+Gaskette nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden
+Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr keinen Strom entnimmt, indem
+die von den Elektroden absorbierten Gase in die Flüssigkeit und in die
+tieferen Schichten der Elektroden hineindiffundieren, sodaß die
+Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.
+
+Sobald die Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure beginnt, wird unser
+elektrolytischer Apparat in eine Knallgaskette umgewandelt. Die
+abgeschiedenen Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand
+zurückzukehren, und es wird eine elektromotorische Gegenkraft geweckt.
+Diese sucht einen Strom ins Leben zu rufen, der den Batteriestrom
+bekämpft. Das Auftreten einer elektromotorischen Gegenkraft in einem
+elektrolytischen Apparate nennt man ~Polarisation~[18].
+
+  Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation ist von
+  verschiedenen Umständen abhängig, von der Natur, Gestalt, Größe der
+  Elektroden, von den Veränderungen, die sie während der Elektrolyse
+  erleiden, von den Konzentrationsänderungen des Elektrolyten an den
+  Elektroden, von der Stromdichte etc.
+
+Um eine ~Gaselektrode~ zu erhalten, steckt man ein platiniertes
+Platinblech von unten in ein oben geschlossenes Rohr, dessen unterer
+Teil in den Elektrolyten eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden
+Gase (z. B. Wasserstoff) derart gefüllt, daß sich das Platinblech zum
+großen Teil im Gase befindet, zum kleinen Teile in der Flüssigkeit (Fig.
+3). Das platinierte Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist
+selbst elektromotorisch nicht tätig, dient nur als Zu- und Ableiter der
+Elektrizität. „Vermöge seines Lösungsvermögens für Gase kommt ihm die
+Fähigkeit zu, den Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und
+umgekehrt ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche Elektrode, z. B. eine
+Wasserstoffelektrode, gehört, wie ~Le Blanc~ experimentell gezeigt hat,
+zu der Klasse der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in
+Kupfersulfatlösung). Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen
+Übergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen können, müssen wir
+aufwenden, um den Vorgang rückgängig zu machen.‟ (Le Blanc, Lehrbuch der
+Elektrochemie, S. 162.)
+
+[Illustration: Fig. 3.]
+
+Tauchen zwei Gaselektroden der beschriebenen Art, und zwar eine von
+Wasserstoff und eine von Sauerstoff bespülte, in verdünnte Schwefelsäure
+(s. Fig. 3), so erhält man eine Knallgaskette, die längere Zeit, falls
+der entnommene Strom eine gewisse Stärke nicht überschreitet, eine
+konstante elektromotorische Kraft hat. Der Vorgang in der Kette ist nach
+~Glaser~ folgender: Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen in
+den Elektrolyten[19]. Dort verbinden sie sich mit zwei Wasserstoffionen
+zu Wasser. Das überschüssige SO₄-Ion veranlaßt zwei Atome des
+okkludierten Wasserstoffs als Ionen in die Lösung zu treten[20]. Der
+stromliefernde Prozeß ist also die Vereinigung von Wasserstoff und
+Sauerstoff zu Wasser.
+
+Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette hängt von dem Drucke ab,
+unter dem die Gase stehen. Von diesem Drucke hängt die Konzentration des
+Gases (nicht der Ionen) in der Lösung und von dieser die Konzentration
+des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je größer aber diese
+letztere Konzentration ist, um so größer wird die elektrolytische
+Lösungstension des Gases, um so größer auch die elektromotorische Kraft.
+
+Bei Atmosphärendruck beträgt die elektromotorische Kraft der
+Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man den Druck, so nimmt die
+elektromotorische Kraft ab; ist der Druck der beiden Gase so klein, daß
+er nahezu Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr
+kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft entgegen (d. h.
+verbinden wir den positiven Pol einer fremden Stromquelle mit der
+Sauerstoffelektrode usw.), die die elektromotorische Kraft der
+Knallgaskette nur um einen ganz geringen Betrag übertrifft, so wird das
+zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.
+
+Die ~Wasserzersetzung zwischen platinierten Platinelektroden ist daher
+ein reversibler Vorgang~ oder die Knallgaskette gehört zu den
+umkehrbaren Elementen.
+
+Für den Fall, daß die Elektrolyse sichtbare Gasblasen liefert, ist die
+Zersetzungsspannung, d. h. die Potentialdifferenz der beiden Elektroden,
+um die anodische und kathodische Überspannung größer als die
+elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt). Le Blanc wies
+nach, daß die Mindestspannung bei Platinelektroden 1,68 Volt beträgt.
+
+Berücksichtigen wir, daß die elektromotorische Kraft der Knallgaskette
+mit abnehmendem Drucke der beiden Gase kleiner wird, so ergibt sich das
+höchst beachtenswerte Resultat, daß die zur Zersetzung des Wassers
+aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage bis zu einer
+gewissen Höhe variieren kann.
+
+  Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit einer
+  Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als 1,1
+  Volt ist, fließt, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer
+  erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des
+  Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so muß eine
+  Elektrolyse stattgefunden haben. Man kann dies folgendermaßen
+  erklären: Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft
+  vorhanden; es fließt also Strom durch die Zelle, und es werden geringe
+  Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden von den
+  unmittelbar an der Oberfläche liegenden (unendlich dünnen) Schichten
+  der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung. Da dann
+  der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in die tiefer gelegenen
+  Schichten der Elektrode und in die umgebende Flüssigkeit
+  hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. Würde diese Gasabgabe
+  nicht erfolgen, so würde bald die Gegenspannung gleich der
+  elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der Strom
+  verschwinden.
+
+Außer der Gaspolarisation kommen bei galvanischen Elementen und
+bei der Elektrolyse noch ~Störungen~ in Betracht, die ~durch
+Konzentrationsänderungen~ innerhalb des Elektrolyten ~verursacht~
+werden.
+
+Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren zwar, falls sie gleich
+große Ladungen haben, gleichen Antrieb in dem Felde zwischen den
+Elektroden, sie haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Größe) nicht
+die gleiche ist, verschiedene Widerstände zu überwinden (Hittorf).
+
+Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten wird
+nun der Elektrolyt in der Nähe der einen Elektrode stärker, in der Nähe
+der anderen Elektrode schwächer konzentriert.
+
+Elektrolysiert man z. B. Kupfervitriollösung zwischen Kupferelektroden,
+so wird, obschon der gesamte Gehalt an CuSO₄ unverändert bleibt, der
+Elektrolyt in der Nähe der positiven Elektrode reicher und in der Nähe
+der Kathode ärmer an CuSO₄; die Konzentrationsänderungen werden bei
+größerer Stromdichte nach etwa 1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man
+als elektrolytischen Apparat eine Röhre benutzt, deren Achse vertikal
+gerichtet ist, wie es in der Fig. 4 angedeutet ist. Indirekt kann man
+die Konzentrationsunterschiede dadurch nachweisen, daß man nach
+Abschaltung der den Zersetzungsstrom liefernden Stromquelle die
+Elektroden mit einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische Kraft
+der Konzentrationskette, in die sich ein elektrolytischer Apparat bei
+(längerem) Stromdurchgang verwandelt, ist der elektromotorischen Kraft
+der Batterie ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.
+
+[Illustration: Fig. 4.]
+
+  Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen ergibt, ist die
+  Polarisation bei der Elektrolyse der verdünnten Schwefelsäure
+  keineswegs eine konstante Größe. Man kann sich hiervon leicht in
+  folgender Weise überzeugen: Man messe bei verschiedenen Stromstärken
+  i₁, i₂, i₃ die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates; die
+  gefundenen Werte seien e₁, e₂, e₃. Unter der Annahme, daß die
+  Polarisation konstant sei, berechne man aus je zweien der drei
+  Gleichungen
+
+       e₁ - e       e₂ - e       e₃ - e
+  i₁ = ------, i₂ = ------, i₃ = ------
+         w            w           w
+
+  (e = elektromotorische Kraft der Polarisation)
+
+  den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erhält dann für w
+  Werte, die sehr verschieden sind.
+
+Wir haben früher durch (vorläufige) energetische Berechnungen das
+Resultat abgeleitet, daß die Spannung, die für die Zersetzung des
+Wassers nötig ist, etwa 1,5 Volt betragen müßte; andererseits haben wir
+gesehen, daß man schon bei elektromotorischen Kräften von etwa 1,1 Volt
+eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat. Es fragt sich, wie man den
+(scheinbaren) Widerspruch beseitigt. Zunächst ist zu berücksichtigen,
+daß bei der Elektrolyse des Wassers keineswegs der Prozeß
+
+  2H + O = H₂O
+
+rückgängig gemacht wird[21]; das wäre richtig, wenn durch den Strom erst
+eine Zerlegung der Wassermoleküle in ihre beiden Komponenten bewirkt
+würde. Die Tätigkeit des Stromes besteht aber darin, daß ~vorhandene~
+Ionen in den atomistischen Zustand übergeführt werden; es spielen sich
+also bei der Elektrolyse die den folgenden Gleichungen entsprechenden
+Vorgänge ab:
+
+  2H· + 2⊖ = 2H[22]
+  O′′ + 2⊕ = O bezw.
+  2OH′ + 20⊕ = 2OH und
+  H + H = H₂ } Molekülbildung
+  O + O = O₂ }
+  bezw. 2OH = H₂O + O.
+
+Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, daß die diesen Prozessen
+entsprechende Energie gleich ist der Wärmetönung des Vorganges, bei dem
+sich Wasserstoff und Sauerstoff miteinander verbinden[23]. Ferner haben
+wir gesehen, daß bei gewissen galvanischen Elementen nicht nur die der
+Wärmetönung entsprechende Energie in elektrische umgewandelt wird,
+sondern auch noch Wärme, die den Substanzen des Elementes bezw. der
+Außenwelt entzogen wird: dementsprechend dürfen wir ~bei der Elektrolyse
+nicht erwarten, daß die Zersetzungsspannung durch die Wärmetönung allein
+bestimmt sei~.
+
+  Die Helmholtz’sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, für
+  umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares
+  Element, so dürfen wir auf dasselbe die Helmholtz’sche Gleichung
+  anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, daß bei 1,1 Volt[24]
+  zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark
+  absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei mäßiger
+  Entladung zeigte das Gaselement bei 20° Celsius dieselbe
+  elektromotorische Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz’sche
+  Relation an, so ergibt sich die Gleichung:
+
+        34200
+  1,1 = ----- + c . 293.
+        23070
+
+  Hieraus ergibt sich für den Temperaturkoeffizient c der Wert -0,0014.
+  Durch Messungen ergab sich, daß der Temperaturkoeffizient den aus der
+  Helmholtz’schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die Wasserzersetzung
+  resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein reversibler Prozeß.
+
+  [1] Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich
+  bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die Säure
+  wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei reduziert.
+
+  [2] Allerdings nicht vollständig; mit wachsendem Druck wird der
+  Unterschied in der Durchlässigkeit immer kleiner.
+
+  [3] Schon ~Helmholtz~ hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizität
+  eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizitätsatome
+  sollen im Folgenden als ~Elektronen~ bezeichnet werden; für diese
+  wählen wir die Symbolen ⊕ und ⊖. Die Elektronen sehen wir als neue
+  einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit einem
+  negativen vereinigen zu einem Neutron ⊕-⊖.
+
+  [4] Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, ~Guldberg~ und
+  ~Waage~, aufgestellt. Näheres siehe Nernst, Theoretische Chemie.
+
+  [5] Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolekül spaltet
+  sich elektrolytisch, so daß das SO₄-Ion neu gebildet wird. Der Effekt
+  ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode, mit
+  Elektrizität beladen, also als Ion, in die Lösung gegangen wäre. Nimmt
+  man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein primär.
+
+  [6] S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.
+
+  [7] Caspari, Zeitschr. für physik. Chemie, 1899, 30, 89.
+
+  [8] Bei höherer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm²) wächst die
+  Überspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst, nachdem die
+  Elektrolyse längere Zeit in Gang gehalten worden ist. Ähnliches gilt
+  für die anodische Überspannung.
+
+  [9] ~Coehn~ und ~Osaka~, Zeitschr. für anorganische Chemie, 1903,
+  =34=, 86.
+
+  [10] Näheres s. ~H. Danneel~, Spezielle Elektrochemie, S. 44, und über
+  die Bildung von Überschwefelsäure ebendaselbst S. 67.
+
+  [11] ~Smale~ benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die
+  abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu
+  absorbieren vermögen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei 1,062
+  Volt (~Arrhenius~, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241). ~Nernst~
+  und ~Glaser~ (ebenso ~Bose~) konnten nachweisen, daß eine sichtbare
+  Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine kleine
+  Platinspitze als Kathode und eine große platinierte Platinplatte (eine
+  unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung
+  werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. Über den
+  Reststrom s. S. 14 und 29.
+
+  [12] Aus der Formel
+
+  H₂O   schließen wir, daß  1 g H bindet    8   g O;
+                                            8   g O  = 1 Grammäquiv. O.
+  HCl       „      „    „   1 g H   „      35,5 g Cl;
+                                           35,5 g Cl = 1     „       Cl.
+  Na(OH)    „      „    „  23 g Na ersetzen 1   g H;
+                                           23   g Na = 1     „       Na.
+
+  Aus den Formeln H₂SO₄ und ZnSO₄ schließen wir, daß 65 g Zn ersetzen 2
+  g H, oder daß 65/2 g Zn äquivalent sind 1 g H usw. Chemisch
+  äquivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche
+  Elektrizitätsmengen (~Faraday’sches Gesetz~). 1 Grammäquivalent
+  enthält im Ionenzustand 96540 Coulomb.
+
+  [13] Schichtet man z. B. über eine starke Kupferchloridlösung eine
+  schwache Lösung desselben Salzes und taucht in beide Lösungen
+  Kupferelektroden ein, so findet man, daß ein Galvanoskop, dessen
+  Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt. An der
+  einen Elektrode geht Kupfer in Lösung, an der anderen schlägt sich
+  Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier überhaupt nicht
+  aus chemischer Energie.
+
+  [14] Näheres siehe ~Ostwald~, Entwicklung der Elektrochemie, Leipzig
+  1910.
+
+  [15] Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273 + t = T die
+  absolute Temperatur.
+
+  [16] Auch aus anderen Gründen ist das Element als Akkumulator
+  praktisch nicht brauchbar.
+
+  [17] _B_ = Batterie, _W_ = Kurbelrheostat, _A_ = Ampèremeter, _V_ =
+  Voltmeter, _An_ = Anode, _K_ = Kathode.
+
+  [18] Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator höchstens
+  gegen Ende der Ladung die Rede sein.
+
+  [19] Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen
+  Lösungsdruck.
+
+  [20] Vor Stromschluß verhinderte der osmotische Druck der
+  Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der
+  Wasserstoffionen. -- Verschwinden aus der Säure zwei Wasserstoffionen,
+  so ist das Gleichgewicht gestört.
+
+  [21] Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.
+
+  [22] Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das
+  Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht eine
+  Wärmetönung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht groß,
+  bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.
+
+  [23] Wenn man eine Säure und eine Base, beide in wässeriger Lösung,
+  mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen zu Wasser.
+  Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen mit der
+  entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei. Wir dürfen daher
+  annehmen, daß, wenn durch elektrolytische Dissoziation des Wassers 1
+  Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht werden. Diese Wärme wird
+  dem Wasser bezw. der Umgebung entzogen. Man ist daher eher berechtigt
+  zu sagen: die Wärmetönung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht,
+  ist (34200-13700) cal., als zu behaupten, sie beträgt 34200 cal.
+
+  [24] Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser aus den
+  Elementen, beide von ~Atmosphären~druck, entspricht, wird neuerdings
+  zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen Chemie. 2.
+  Band, 1. Abteilung. S. 85).
+
+
+
+
+Zweites Kapitel.
+
+Die Theorie des Bleiakkumulators.
+
+
+Die ~Geschichte des Akkumulators~ beginnt mit ~Ritters~ Entdeckung der
+Polarisationsströme. ~Sinsteden~ erhielt besonders kräftige
+Polarisationsströme, als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst
+aber, die Bedeutung des Bleies für die Aufspeicherung der elektrischen
+Energie erkannt zu haben, gebührt ~Planté~[25]. Seine ersten Versuche
+fielen in die Mitte des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner
+Erfindung hervor (s. auch Kap. 6).
+
+~Chemische Theorie.~ Zunächst soll die Stromerzeugung im Bleiakkumulator
+besprochen werden, ohne daß auf die Ionentheorie Rücksicht genommen
+wird, d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.
+
+~Planté~ war der Ansicht, daß nur die Elemente des Wassers bei der
+Ladung und Entladung an den chemischen Veränderungen, die sich an den
+Elektroden abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des Bleies
+sich an der positiven Elektrode bildet, läßt Planté offen. Das Bild, das
+er sich von den Vorgängen verschafft hat, dürfte etwa folgendes sein:
+Bei der Entladung wird Bleisuperoxyd (PbO₂) durch Wasserstoff, der
+durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in eine niedrigere
+Oxydationsstufe verwandelt, und Blei wird durch Sauerstoff oxydiert. Das
+durch den Strom zersetzte Molekül Wasser wird an der positiven Elektrode
+wieder gebildet. Mithin müßte das spezifische Gewicht der Säure während
+der Entladung konstant bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, daß dies
+nicht der Fall ist. Die Änderungen der Säuredichte während der Ladung
+und Entladung hatte Planté zwar auch beobachtet, aber merkwürdiger Weise
+nicht bei der Aufstellung der Theorie verwertet.
+
+Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von Theorien über die chemischen
+Vorgänge im Akkumulator aufgestellt worden, von denen verschiedene den
+Grundsätzen der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen. Es
+soll hier nur diejenige Theorie besprochen werden, die, wie ~Dolezalek~
+in seinem bekannten Werke über Akkumulatoren[26] sagt, bis auf den
+heutigen Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist dies die
+~Sulfattheorie~, als deren Begründer die englischen Forscher ~Gladstone~
+und ~Tribe~ (1883) anzusehen sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei
+der Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorgänge können durch
+die beiden folgenden Gleichungen dargestellt werden:
+
+  +Elektrode: PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O,
+  -Elektrode: Pb + SO₄ = PbSO₄.
+
+Durch Addition erhalten wir die dem ~ganzen~ stromliefernden Prozeß
+entsprechende Gleichung:
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O (1).
+
+[Illustration: Fig. 5.]
+
+Bei der Ladung (s. Fig. 5) tritt der Strom an der positiven Elektrode in
+die Flüssigkeit ein. Da der Wasserstoff mit dem Strom wandert, so wird
+er jetzt an der negativen Platte frei (bei der Entladung an der
+positiven Elektrode). Die Prozesse, die sich bei der Ladung abspielen,
+entsprechen den folgenden Gleichungen:
+
+  +Elektrode: PbSO₄ + SO₄ + 2H₂O = PbO₂ + 2H₂SO₄
+  -Elektrode: PbSO₄ + H₂ = Pb + H₂SO₄.
+
+Addiert man die beiden Gleichungen und zieht auf beiden Seiten 1 Molekül
+Schwefelsäure ab, so erhält man
+
+  2PbSO₄ + 2H₂O = PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ (2).
+
+Die beiden Gleichungen (1) und (2) kann man zu einer einzigen
+zusammenfassen:
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ ⇄ 2PbSO₄ + 2H₂O  (3).
+
+Während der Ladung wird also Wasser verbraucht und Schwefelsäure
+gebildet, so daß unsere Gleichung der bekannten Tatsache Rechnung trägt,
+daß die ~Säuredichte bei Stromzufuhr größer wird~; während der
+~Entladung~ wird nach unserer Gleichung Schwefelsäure verbraucht und
+Wasser gebildet, so daß die ~Konzentration~ der Säure ~abnimmt~.
+
+Wir wollen zunächst die in unserer Gleichung vorkommenden Substanzen
+kurz besprechen und vor allem zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen
+pro Amperstunde verbraucht oder gebildet werden.
+
+Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es leitet in der festen
+Form, wie es auf den Platten der Akkumulatoren vorkommt, nach
+~Streintz~[27] die Elektrizität halb so gut wie Quecksilber. Der
+Verbrauch pro Amperstunde kann folgendermaßen berechnet werden. Auf 2
+Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert werden, kommt gemäß der
+Gleichung
+
+  PbO₂ + H₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2H₂O
+
+ein Molekül PbO₂, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm Wasserstoff kommen
+also (206,5 + 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd. Da durch 96540 Coulomb 1
+Gramm Wasserstoff abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde =
+3600 Coulomb an Wasserstoff 3600/96540 = 0,0373 g entwickelt. Der
+Verbrauch an PbO₂ pro Amperstunde beträgt also 119,25 . 0,0373 g = 4,46
+Gramm.
+
+2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem spezifischen Gewichte; sein
+elektrochemisches Äquivalent ist, da es zweiwertig ist, 206,5/2 =
+103,25, also ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das
+Äquivalentgewicht des dreiwertigen Aluminiums). Da die Träger der
+aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze beteiligten Stoffe,
+aus Blei bestehen müssen, so ist der Bleiakkumulator ein schwerer
+Akkumulator. Das aktive Blei ist porös, schwammig (Bleischwamm). Pro
+Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, müssen 0,0373 × 206,5/2 = 3,85
+g Bleischwamm vorhanden sein.
+
+3) Verdünnte Schwefelsäure von der bei Akkumulatoren üblicher
+Konzentration ist ein Elektrolyt von ausgezeichnetem Leitungsvermögen
+(näheres siehe Kap. 3). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung
+gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die Entladung sich
+beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Moleküle Schwefelsäure verbraucht. Da
+das Molekulargewicht der Schwefelsäure 98 ist, so kommen auf 1 g
+Wasserstoff 98 g Schwefelsäure. Verbrauch pro Amperstunde also 3,66 g.
+
+4) Ähnlich findet man, daß pro Amperstunde 18 . 0,0373 = 0,67 Gramm
+Wasser bei der Entladung frei werden.
+
+5) Das Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure nur sehr wenig
+löslich; infolgedessen bleibt es an den Elektroden haften. Die
+Löslichkeit hängt von der Säuredichte ab; sie ist bei 1,22 Säuredichte
+ein Minimum, es lösen sich in 1 l solcher Säure nur 12 mgr.[28].
+
+~Beweise für die Richtigkeit der Sulfattheorie oder der Gleichung 3.~ An
+der Tatsache, daß sich an der negativen Elektrode bei der Ladung Blei
+(und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von jemand gezweifelt; wohl
+aber wird hier und da bestritten, daß sich an der positiven Platte nur
+Bleisuperoxyd bildet. So z. B. behauptet Darrieus[29], daß geladene
+positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit Überschwefelsäure
+durchtränkt ist. Die Bildung von Überschwefelsäure ist bei normalen
+Verhältnissen aus verschiedenen Gründen unwahrscheinlich; bei Ladung mit
+sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung einen hohen Betrag
+annimmt, ist sie allerdings nicht unmöglich (s. S. 13), indem dann die
+Dichte der Säure in den Poren der aktiven Masse und in der nächsten
+Umgebung, wie später gezeigt wird, stark ansteigt, und großer
+Säuregehalt für die Bildung von Überschwefelsäure günstig ist. Wird aber
+mit den üblichen Stromdichten geladen, so daß die Spannung nicht über
+2,7 bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung von
+Überschwefelsäure höchst unwahrscheinlich.
+
+Der Akkumulator wäre ferner kein umkehrbares Element, wenn
+Überschwefelsäure entstände, da der betreffende Vorgang nicht reversibel
+ist; wir werden aber sehen, daß die Helmholtz’sche Gleichung, auf den
+Akkumulator angewendet, zu einem richtigen Werte für die
+elektromotorische Kraft führt, daß also der Bleiakkumulator zu den
+umkehrbaren Elementen zu rechnen ist. Setzt man endlich dem Akkumulator
+Überschwefelsäure[30] zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, während
+sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche von ~Mugdan~[31]
+dürfte die Darrieus’sche Theorie übrigens endgültig widerlegt sein.]
+
+Verschiedene Forscher haben durch chemische Analyse nachgewiesen, daß
+sich Bleisuperoxyd in einer unserer Gleichung entsprechenden Weise
+bildet. Ferner spricht für die Bildung von Bleisuperoxyd folgender
+Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte in
+verdünnter Schwefelsäure mit einem amalgamierten Zinkstab, so findet
+man, daß das betreffende Element eine elektromotorische Kraft von 2,4
+Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch eine Bleiplatte, die
+mit einem Überzug von künstlich dargestellten PbO₂ versehen ist, so hat
+diese Kombination ebenfalls eine elektromotorische Kraft von 2,4 Volt.
+
+Daß sich bei der Entladung Bleisulfat gemäß unserer Gleichung bildet,
+kann durch Messungen der Säuredichte nachgewiesen werden. Die einer
+bestimmten Strommenge entsprechende Abnahme der Konzentration kann
+nämlich aus der Menge der vorhandenen Säure und dem anfänglichen
+spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet werden. ~W. Kohlrausch~
+und ~C. Heim~, die diesbezügliche Messungen ausführten, fanden, daß die
+berechnete Änderung der Säuredichte mit der durch Aräometermessung
+gefundenen sehr gut übereinstimmt[32].
+
+  ~E. Sieg~[33], der die Versuche in dem Laboratorium der Kölner
+  Akkumulatoren-Werke wiederholen ließ, fand, daß die nach unserer
+  Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefelsäure nie
+  beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen
+  durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene Säure
+  verursacht.
+
+Den Nachweis, daß sich bei der Entladung aus Blei, Bleisuperoxyd und
+Schwefelsäure im Sinne unserer Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden
+und ~zwar primär~ (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im
+Daniell-Elemente), kann man durch ~thermodynamische Berechnungen~
+führen, indem man nämlich die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf den
+Akkumulator anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen Gleichung
+(3) entspricht ein bestimmter chemischer Umsatz, bei dem eine gewisse
+Wärmemenge frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab). Die
+Wärmetönung (Änderung der gesamten Energie), bezogen auf diejenigen
+Mengen Blei, Bleisuperoxyd und Schwefelsäure, die einer Stromentnahme
+von 96540 Coulomb entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von q im
+Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der Reaktionen nicht
+ausführbar. Man kann aber aus bekannten Wärmetönungen die dem Umsatze
+
+  Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O
+
+entsprechende Reaktionswärme berechnen. Hierbei benutzt man den Satz der
+konstanten Wärmesumme; nach diesem ist die Wärmetönung unabhängig von
+dem Wege, auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen
+Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand überführt[34].
+
+q ist von der Dichte der Akkumulatorsäure abhängig. Wir wollen zunächst
+annehmen, daß das spezifische Gewicht der Säure 1,044 sei. Nach
+~Streintz~ ist bei dieser Säuredichte die Wärmetönung q = 42850 cal.,
+nach ~Tscheltzow~ beträgt sie 43850. Wir wählen das arithmetische Mittel
+aus diesen beiden Werten, setzen also
+
+  q = 43350 cal.
+
+Wir müssen noch, ehe wir die Gleichung
+
+        q
+  E = ----- + c . T,
+      23070
+
+anwenden können, den ~Temperaturkoeffizienten~ des Akkumulators kennen.
+Dieser ist zuerst von ~Streintz~ experimentell bestimmt worden. Dieser
+Forscher fand, daß c von der Säuredichte abhängig ist. Bei einer
+Säuredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses beträgt 0,36
+Millivolt pro 1° Temperaturänderung. ~Dolezalek~ bestimmte auf
+theoretischem Wege den Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem
+Resultate, daß ~derselbe sowohl positiv wie negativ sein kann~. Bei
+einer Säuredichte von 1,044 ist er[35] gleich Null, bei höheren
+Konzentrationen ist er positiv, bei niedrigeren negativ. Hat die
+Akkumulatorsäure die übliche Dichte, nämlich 1,18 bis 1,2 nach
+beendigter Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angenähert).
+
+Da bei 1,044 Säuredichte (68,6 Gramm H₂SO₄ pro Liter) c = 0, so muß bei
+dieser Konzentration die Thomsonsche Regel angewendet werden. Wird also
+durch unsere Gleichung (3) der chemische Umsatz richtig wiedergegeben,
+so muß die elektromotorische Kraft
+
+      43350
+  E = ----- = 1,88 Volt sein.
+      23100
+
+Mißt man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen Säuredichte, so
+findet man den Wert 1,89 Volt.
+
+Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die Wärmetönung etwas kleiner als
+43350 cal. Die jetzt anzuwendende Helmholtzsche Relation liefert aber
+trotzdem einen höheren Wert für die elektromotorische Kraft als den
+eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c . T einen Wert von mehr
+als 0,1 Volt (bei 17° Celsius) hat. Der berechnete und der gemessene
+Wert von E stimmen auch jetzt vorzüglich überein.
+
+Da eine ganze Reihe von Beweisen für die Richtigkeit unserer Behauptung
+beigebracht sind (s. auch S. 45), daß der Akkumulator ein umkehrbares
+Element ist, in dem sich die chemischen Veränderungen nach der Gleichung
+(3) vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators mit der
+Reaktionsgleichung im Einklang steht, so dürfte es überflüssig sein, auf
+andere Theorien näher einzugehen.
+
+Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender Einwand erhoben. Wenn
+bei einem umkehrbaren galvanischen Elemente der innere Widerstand sehr
+klein ist, so darf die für die Ladung nötige Energie nicht oder doch nur
+sehr wenig verschieden sein von der bei der Entladung entnommenen
+Arbeit. Beim Bleiakkumulator ist aber das Verhältnis zwischen der
+abgegebenen und zugeführten elektrischen Energie nur etwa 0,8. Diese
+Tatsache dürfte mit dem Charakter der Irreversibilität unvereinbar sein.
+
+Ehe wir zeigen, daß gar kein Widerspruch gegen die Sulfattheorie
+vorliegt, daß man vielmehr mit Hilfe unserer Gleichung die Differenz
+zwischen Lade- und Entladeenergie zwanglos erklären kann, wollen wir uns
+beschäftigen mit der ~Änderung der elektromotorischen Kraft mit der
+Säurekonzentration~[36]. Diese wurde zuerst von ~Streintz~
+nachgewiesen; nach seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung
+
+  E = 1,85 + 0,917 (s - 1),
+
+wo s das spezifische Gewicht der Säure nach der Ladung ist. Man findet
+mit Hilfe dieser Gleichung, daß
+
+  für s = 1,05   E = 1,896
+      s = 1,1    E = 1,942
+      s = 1,2    E = 2,033
+      s = 1,3    E = 2,125
+      s = 1,55   E = 2,350
+
+Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung gefundenen ziemlich
+gut überein.
+
+  Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer Säuredichte
+  von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, daß die
+  Löslichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;
+  bei 1,6 Säuredichte ist sie etwa 4 mal so groß wie bei einer
+  Säuredichte von 1,16. Auch tritt bei höheren Säuredichten leichter
+  Sulfatierung ein (s. Kap. 5) und der spezifische Widerstand der
+  verdünnten Schwefelsäure liegt bei der üblichen Säuredichte nahe beim
+  Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so groß wie bei 1,2.
+
+Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie bestand, so
+würde dieser gehoben durch Untersuchungen von ~Dolezalek~ über die
+Abhängigkeit der elektromotorischen Kraft von der Säuredichte; es ergab
+sich, daß die durch Anwendung der Thermodynamik berechneten Werte
+vorzüglich mit den experimentell gefundenen übereinstimmten. Der den
+Berechnungen zu Grunde liegende Gedanke ist folgender:
+
+Zwei Akkumulatoren, die wir mit _A_ und _B_ bezeichnen wollen, seien
+gegeneinander geschaltet: _A_ enthalte konzentriertere, _B_ verdünntere
+Lösung (s. Fig. 6). Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop
+einschaltet, daß der Akkumulator _A_ Strom abgibt. _A_ wird also
+entladen und _B_ geladen.
+
+[Illustration: Fig. 6.]
+
+Bei diesen Vorgängen wird
+
+  in _A_ eine gewisse Menge PbO₂ verbraucht,
+                                  in _B_ die gleiche Menge PbO₂ erzeugt,
+
+  in _A_ eine gewisse Menge Pb verbraucht,
+                                    in _B_ die gleiche Menge Pb erzeugt,
+
+  in _A_ bildet sich eine gewisse Menge PbSO₄,
+                            in _B_ verschwindet die gleiche Menge PbSO₄.
+
+Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein chemisches System, so
+folgt, daß sich die dem chemischen Umsatze entsprechenden Wärmetönungen,
+soweit die festen Substanzen in Betracht kommen, gegenseitig aufheben.
+Ferner ändert sich in beiden Akkumulatoren die Konzentration der Säure,
+und zwar wird sie in _A_ geringer und in _B_ größer. Die Änderungen der
+Säuredichte kann man sich nun auch in der Weise vollzogen denken, daß
+aus _A_ Schwefelsäure nach _B_ und aus _B_ Wasser nach _A_ befördert
+wird. Diese Transporte (die Wegnahme bezw. der Zusatz von Flüssigkeiten)
+sind mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich dies aus
+folgenden Betrachtungen.
+
+Wenn man in Wasser Schwefelsäure gießt, so wird Wärme frei, und zwar ist
+die Wärmeentwickelung bei der Mischung von a Grammolekül[37]
+Schwefelsäure und b Grammolekül Wasser nach Thomson
+
+        a . b
+  w = --------- . 17860 cal.
+      1,8 a + b
+
+Nehmen wir an, daß wir 1 Mol Schwefelsäure nicht auf einmal, sondern in
+kleinen Quantitäten nach und nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1
+Gramm; es wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche Wärmemenge
+frei, sondern zuerst eine größere als später. Es folgt dies schon aus
+dem Umstande, daß keine Wärme entwickelt wird, wenn man zu
+konzentrierter Schwefelsäure reine Schwefelsäure gießt. Wird umgekehrt
+einer Schwefelsäurelösung Schwefelsäure entzogen, so wird Wärme
+gebunden, und zwar ist die (negative) Wärmetönung um so kleiner, je
+größer die Konzentration der Säure ist. Nennen wir also die
+Wärmeentwickelung, die der Beimischung von a Gramm Schwefelsäure zu der
+Säure des Akkumulators _B_ entspricht, q₁, und den Wärmeverbrauch bei
+der Wegnahme von a Gramm Schwefelsäure aus _A_ q₂, so ist q₁>q₂. Für die
+Wärmeentwickelung und den Wärmeverbrauch, mit der die Beimischung und
+Entnahme des Wassers verbunden ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die
+Wärmetönung des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier Posten,
+von denen zwei positiv und zwei negativ sind.
+
+Wollen wir die Helmholtz’sche Relation (s. S. 19) auf das System,
+bestehend aus den beiden gegeneinander geschalteten Akkumulatoren,
+anwenden, so haben wir für e die Differenz der beiden elektromotorischen
+Kräfte (ΔE) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete Größe ist
+nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines der beiden Akkumulatoren,
+vielmehr hat c in dem vorliegenden Falle folgende Bedeutung. A sowohl
+wie B möge um 1° Celsius erwärmt werden, dann nimmt ΔE einen etwas
+anderen Wert an, der neue Wert sei ΔE′. Es ist dann
+
+  c = ΔE′ - ΔE.
+
+Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators für die
+verschiedenen Säuredichten kennt, so kann man den
+Temperaturkoeffizienten des Systems und somit auch ΔE bestimmen. Es sind
+also alle Größen zur Berechnung der elektromotorischen Kraft (ΔE) mit
+Hilfe der Helmholtz’schen Gleichung bekannt.
+
+Von der Besprechung des anderen Weges, den Dolezalek angibt, die
+Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Säuredichte zu berechnen,
+soll abgesehen werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen, wie
+groß die Übereinstimmung zwischen Rechnung und Messung ist.
+
+                 Elektromotorische Kraft
+  Säuredichte    berechnet     gemessen
+  1,553          2,39 Volt    2,355 Volt
+  1,420          2,25   „     2,253   „
+  1,266          2,10   „     2,103   „
+  1,154          2,06   „     2,008   „
+  1,035          1,85   „     1,887   „
+
+Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des Akkumulators bei
+verschiedenen Konzentrationen der Säure liegt die Annahme zugrunde, daß
+der Verbrauch an Schwefelsäure und die Bildung von Wasser in einer
+unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise erfolgt. Die gute
+Übereinstimmung zwischen den berechneten und den gemessenen Werten der
+elektromotorischen Kraft kann daher als ein weiterer überzeugender
+Beweis für die Richtigkeit der Sulfattheorie angesehen werden.
+
+Wir gehen jetzt auf den früher erwähnten Einwand gegen die Sulfattheorie
+näher ein. Nach dieser wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden
+Elektroden Bleisulfat zersetzt und Schwefelsäure gebildet, und zwar
+entsteht die Säure sowohl an der Oberfläche der Platten als auch in den
+Poren der ~aktiven Masse~[38]. Die an den Plattenoberflächen entstandene
+Säure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung gut erkennen
+kann, langsam zu Boden. Da aber während der Ladung fortwährend
+Schwefelsäure entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr dünne
+Schwefelsäureschicht eingehüllt. Ferner füllt sich kurze Zeit nach
+Beginn der Ladung jede Pore der aktiven Masse mit stark konzentrierter
+Säure; diese wird in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarität)
+und kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten außerhalb der Platten
+gelangen[39]. Die Diffusion aber ist ein Vorgang, der sich nur langsam
+vollzieht. Die aktive Masse ist also in Berührung mit Säure höherer
+Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft des Akkumulators mit
+der Säuredichte nicht unerheblich ansteigt, so ist die Gegenspannung
+während der Ladung anormal hoch (s. auch S. 82).
+
+  Die mittels des Aräometers nachweisbare Zunahme der Konzentration der
+  Säure (zwischen den Platten, die wir die äußere Säure nennen wollen)
+  hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen Kraft zur Folge.
+  Die dieser Zunahme entsprechende Änderung der elektromotorischen Kraft
+  beträgt nur einige Hundertstel Volt.
+
+Während der Entladung wird an beiden Elektroden Säure verbraucht; die
+Folge ist, daß die Konzentration der Säure in den Poren der aktiven
+Masse und unmittelbar an der Oberfläche stark abnimmt. Die
+elektromotorische Kraft hat daher einen kleineren Wert als denjenigen,
+welcher der Dichte[40] der äußeren Säure entspricht.
+
+Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung ist der Hauptgrund
+für den verhältnismäßig geringen Nutzeffekt (s. S. 73). Da dieser nun
+mit Hilfe der Sulfattheorie erklärt ist, so liegt natürlich kein
+Widerspruch vor.
+
+Wenn die Ladespannung deshalb größer wäre, weil die Vorgänge bei der
+Ladung nicht die umgekehrten sind wie bei der Entladung, so müßte, wenn
+man plötzlich von der Entladung zur Ladung übergeht oder umgekehrt, die
+Spannung sich sprungweise ändern; der Versuch zeigt aber, daß dieses
+nicht der Fall ist.
+
+Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erklärung für den
+Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung den Tatsachen
+entspricht, muß dieser Unterschied, wenn man mit sehr geringer
+Stromdichte lädt und entlädt, verschwindend klein werden. Ein einfacher
+Versuch zeigt, daß dieser Schluß der Wirklichkeit entspricht.
+
+  Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazität (bei 3stündiger
+  Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen. Ein
+  Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand zeigte
+
+            vor Beginn der Ladung 2,01 Volt
+  nach einer Ladezeit von  1 Min. 2,02  „
+   „     „       „     „  15  „   2,03  „
+   „     „       „     „  35  „   2,04  „
+   „     „       „     „  45  „   2,04  „
+
+  Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator sofort ein
+  Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung nur um 1-2
+  Millivolt. -- Zu beachten ist übrigens bei dem Versuche, daß der durch
+  das Ampermeter gehende Strom nur zum Teil Ladestrom ist, indem der
+  durch das Voltmeter fließende Strom mitgemessen wird. Bei meinem
+  Versuche nahm das Voltmeter 0,11 Amp. auf, so daß die Ladestromquelle
+  0,23 Amp. abgeben mußte.
+
+Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der Aufstellung der These,
+daß ~nur diejenigen Theorien, die über den Bleiakkumulator aufgestellt
+sind, einer streng wissenschaftlichen Prüfung Stand halten, nach denen
+der Akkumulator ein umkehrbares Element im Sinne unserer
+Reaktionsgleichung~ (Seite 36) ist. -- Es sei hier darauf aufmerksam
+gemacht, daß unsere Gleichung nur besagt, daß das System PbO₂ + Pb +
+2H₂SO₄ bei der Entladung übergeht in das System 2PbSO₄ + 2H₂O und daß
+bei der Ladung das letztere System in das erstere übergeführt wird. Auf
+die Frage, wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns natürlich unsere
+Gleichung keine Auskunft; jedoch müssen alle Vorgänge bei der Ladung
+stromliefernd (primär) erfolgen, ähnlich wie es bei dem Daniell-Elemente
+der Fall ist[41].
+
+Der eben genannten Bedingung genügen die Theorie von Le Blanc und
+diejenige von C. Liebenow, die wir ausführlich besprechen wollen.
+
+~Theorie von Le Blanc.~ I. _Entladung_. ~Le Blanc~ nimmt an, daß
+Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich ist.
+Die in Lösung gegangenen PbO₂-Moleküle bleiben aber nicht als solche in
+der Flüssigkeit, sondern verbinden sich mit Wasser unter Bildung von
+vierwertigen Bleiionen und Hydroxylionen:
+
+  PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′ (1).
+
+  Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig ist,
+  so können auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz PbCl₄,
+  dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der Gleichung
+
+  PbCl₄ = Pb···· + 4Cl′
+
+  in Wasser dissoziieren. Daß ferner ein chemischer Prozess zu einer
+  Ionenbildung führt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die Ionen
+  als chemische Verbindungen ansieht (s. S. 6).
+
+  Ferner haben ~Rixon~ und ~Elbs~[42] nachgewiesen, daß sich in
+  gebrauchter Akkumulatorsäure verhältnismäßig erhebliche Mengen von
+  vierwertigem Blei befinden, nämlich bis 0,17 g Pb(SO₄)₂ im Liter. Auch
+  wurde festgestellt, daß frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in
+  Schwefelsäure zum Teil in Pb(SO₄)₂ überging:
+
+  PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇄ Pb(SO₄)₂ + 2H₂O.
+
+Die mit positiver Elektrizität beladenen Bleiionen wandern mit dem
+Strome und geben, an der positiven Elektrode angelangt, an diese zwei
+Ladungen ab:
+
+  Pb···· = Pb·· + 2⊕.
+
+  Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erklärung hinzufügen,
+  zwei nur locker gebunden, so daß sie leichter abgegeben werden als die
+  beiden anderen; ähnlich wie Superoxyde leicht ein Atom Sauerstoff
+  verlieren.
+
+Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit einem SO₄-Ion zu einem
+Molekül Bleisulfat. (Die Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren
+der aktiven Masse stark an, so daß diese das Bestreben haben, den
+Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat nur in geringem Maße in
+verdünnter Schwefelsäure löslich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren
+der aktiven Masse und dicht an der Oberfläche der Bleisuperoxydplatte,
+nachdem sich eine kleine Menge dieses Salzes gebildet hat, mit
+schwefelsaurem Blei gesättigt; es wird sich also bei Stromentnahme
+Bleisulfat auf der positiven Elektrode niederschlagen.
+
+Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion abgegeben hat, fließen
+durch die Leitung, gelangen zur negativen Elektrode und gehen mit einem
+Bleiatom in die Lösung.
+
+  Pb + 2⊕ = Pb·· (s. elektrolyt. Lösungstension).
+
+Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch hier das Bleiion mit
+einem SO₄-Ion zu einem Molekül Bleisulfat, das sich niederschlägt.
+
+Zwischen den beiden Elektroden spielen sich folgende Vorgänge ab. Wie
+wir gesehen haben, werden zwei SO₄-Ionen verbraucht, so daß vier
+Wasserstoffionen im Überschuß vorhanden sind; nun sind aber auch durch
+die Bildung des vierwertigen Bleiions 4 Hydroxylionen entstanden (siehe
+Gleichung 1 a. S. 51). Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an
+letzterer Ionenart gesättigt. Die Dissoziation von 4 Molekülen
+Wasser[43] muß daher zurückgehen; zwischen den Elektroden geht also die
+Reaktion vor sich
+
+  4H· + 4OH′ = 4H₂O.
+
+Die verbrauchten Wasserstoff- und SO₄-Ionen werden ersetzt durch
+Dissoziation von 2 Molekülen H₂SO₄.
+
+  Wir wollen die Vorgänge übersichtlich zusammenstellen:
+
+  a) An der positiven Elektrode.
+
+  1. PbO₂-Moleküle gehen in Lösung und verbinden sich nach der
+  Gleichung:
+
+  2. PbO₂ + 2H₂O = Pb···· + 4OH′.
+
+  3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die positive
+  Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:
+
+  Pb···· = Pb·· + 2⊕.
+
+  Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur Bleiplatte
+  (s. Nr. 6).
+
+  4. Pb·· + SO₄′′ = PbSO₄.
+
+  5. Bleisulfat schlägt sich nieder.
+
+  b) An der negativen Elektrode.
+
+  6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an ein
+  Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische Lösungstension getrieben,
+  in den Elektrolyten ein:
+
+               / ⊕
+  Pb + 2⊕ = Pb
+               \ ⊕.
+
+  7. Wie bei Nr. 4.
+
+  8. Wie bei Nr. 5.
+
+  c) Zwischen den Elektroden.
+
+  9. 4H· + 4OH′ = 4H₂O und
+
+  10. 2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.
+
+  Addiert man die sämtlichen Gleichungen und kürzt[44], so erhält man
+  die Gleichung
+
+  PbO₂ + Pb + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O.
+
+II. _Ladung_. Es wird gezeigt, daß sich jetzt die Vorgänge in
+umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem Sinne abspielen.
+
+Bleisulfat ist in verdünnter Schwefelsäure in geringem Maße löslich. Ein
+Teil der Bleisulfatmoleküle spaltet sich elektrolytisch nach der
+Gleichung
+
+  PbSO₄ = Pb·· + SO₄′′.
+
+  a) Positive Elektrode.
+
+  1. Auflösung von Bleisulfat -- Umkehrung von I, 5.
+
+  2. Dissoziation des Bleisulfats -- Umkehrung von I, 4.
+
+  3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode noch zwei Ladungen auf
+
+  Pb·· + 2⊕ = Pb···· (Umkehrung von I, 3).
+
+  4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen Bleiionen (die nur in
+  ganz minimaler Menge existieren können) einen gewissen Grad, so
+  verbinden sie sich mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und
+  Wasser[45]:
+
+  Pb···· + 4OH′ = PbO₂ + 2H₂O (Umkehrung von I, 2).
+
+  5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge in der Säure löslich
+  (existenzfähig); es schlägt sich somit in den Poren und auf der
+  Oberfläche[46] der aktiven Masse nieder (Umkehrung von I, 1).
+
+  b) Negative Elektrode.
+
+  6. PbSO₄ geht in Lösung (Umkehrung von I, 8).
+
+  7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von I, 7).
+
+  8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode angezogen, gibt seine
+  beiden Ladungen ab (geht in den atomistischen Zustand über) und
+  schlägt sich nieder (Umkehrung von I, 6).
+
+  c) Zwischen den Elektroden.
+
+Es sind zwei neue SO₄-Ionen in die schon von vornherein mit diesen Ionen
+gesättigte Lösung gekommen (nämlich durch Dissoziation der beiden
+Bleisulfatmoleküle); anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht
+wurden, vier Wasserstoffionen überschüssig.
+
+Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander zu Schwefelsäure
+
+  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄ (Umkehrung von I, 10).
+
+Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen werden nachgeliefert
+durch Dissoziation von vier Molekülen Wasser
+
+  4H₂O = 4H· + 4OH′ (Umkehrung von I, 9).
+
+Daß auch jetzt Addition aller Gleichungen, Kürzung und Vereinfachung zu
+unserer Reaktionsgleichung führt, ist selbstverständlich.
+
+~Theorie von Liebenow.~ Auch Liebenow nimmt an, daß Bleisulfat in
+geringem Maße in der Schwefelsäure löslich sei und sich in Blei- und
+Sulfationen spalte. Ein wesentlicher Unterschied mit der eben
+entwickelten Theorie besteht nun darin, daß Liebenow die Entstehung von
+Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt. Diese bilden sich
+entweder dadurch, daß sich ein Teil[47] der vorhandenen Bleiionen mit
+Sauerstoffionen vereinigt nach der Gleichung
+
+  Pb·· + 2O′′ = PbO₂′′
+
+oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):
+
+  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.
+
+Letzteres wird im folgenden angenommen. Um diese Theorie glaubhaft zu
+machen, mußte die Existenz von PbO₂-Ionen nachgewiesen werden. Diesen
+Nachweis zu erbringen, gelang ~Liebenow~ und ~Strasser~
+folgendermaßen[48]. Eine Zelle wurde mit Kalilauge gefüllt, die mit
+Bleioxyd gesättigt war. Die in die Zelle tauchenden Elektroden waren mit
+einer für die Ionen durchlässigen Hülle umgeben, so daß nach Beendigung
+des Versuches die jede Elektrode umgebende Flüssigkeit für sich allein
+analysiert werden konnte. War die Flüssigkeit längere Zeit
+elektrolysiert worden, so fand man, daß der Bleigehalt des die
+~positive~ Elektrode umhüllenden Elektrolyten größer geworden war
+(ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen Ionenarten, s. S.
+30).
+
+Daraus folgt, daß sich das Kaliumplumbit Pb(KO)₂ nicht in der Weise
+dissoziiert, daß Bleiionen entstehen. Denn hätten sich Bleiionen
+gebildet, so wären diese als positive Ionen nach der Kathode
+hingewandert, und man hätte dort eine Zunahme des Bleigehaltes
+beobachtet haben müssen. Mithin muß das Blei einen Bestandteil von
+~negativen~ Ionen bilden, es muß mit negativen Ionen an die Kathode
+gelangt sein. Man muß also annehmen, daß das Kaliumplumbit sich
+elektrolytisch nach der Gleichung
+
+  Pb(KO)₂ = PbO₂′′ + 2K·
+
+spaltet, d. h. daß Bleisuperoxydionen existieren.
+
+Wegen der „Überspannung‟ (s. S. 13) werden nun bei Stromzufuhr die Ionen
+des Bleies und des Bleisuperoxyds leichter, d. h. bei geringerer
+Klemmenspannung, herauselektrolysiert als die übrigen Ionen, die sich in
+der verdünnten Schwefelsäure befinden[49]. Obschon die Konzentration
+der Pb·· und der PbO₂′′ eine nur ganz geringe ist, so kann ihre
+Abscheidung, falls nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in
+einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise erfolgen. Denn
+sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein Bleisuperoxydion abgeschieden
+ist, erfolgt neue Dissoziation von zwei Molekülen Bleisulfat, von denen
+das eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das infolge der
+Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem Elektrolyten zugeführt von
+dem Vorrate, der an den Elektroden angehäuft ist (bei der
+vorhergegangenen Entladung entstanden).
+
+Da sich während der Elektrolyse (Ladung) die negative Elektrode mit
+einer an Dicke allmählich zunehmenden Schicht metallischen Bleies und
+die positive Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer
+gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der Eintritt in die
+Lösung immer mehr erschwert. Je ärmer der Elektrolyt an Bleisulfat bezw.
+an Blei- und Bleisuperoxydionen wird, um so mehr muß die
+Zersetzungsspannung gesteigert werden (s. Ladung, Kap. 4).
+
+Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmoleküle werden 2 neue SO₄-Ionen
+gebildet; diese verbinden sich mit den vier Wasserstoffionen, die durch
+die Reaktion zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind, zu 2
+Molekülen Schwefelsäure.
+
+Wir wollen auch jetzt die Vorgänge bei der ~Ladung~ kurz
+zusammenstellen.
+
+Bleisulfat löst sich; 2 Moleküle spalten sich:
+
+  2PbSO₄ = 2Pb·· + 2SO₄′′.
+
+Ein Bleiion reagiert mit Wasser:
+
+  Pb·· + 2H₂O = PbO₂′′ + 4H·.
+
+Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine beiden Ladungen ab und
+schlägt sich nieder:
+
+  Pb·· + 2⊖ = Pb[50].
+
+Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode seine beiden
+Ladungen ab und schlägt sich nieder:
+
+  PbO₂′′ + 2⊕ = PbO₂.
+
+Endlich:
+
+  4H· + 2SO₄′′ = 2H₂SO₄.
+
+Man überzeugt sich leicht, daß man durch Addition der fünf
+vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung des Akkumulators
+erhält.
+
+Es soll noch kurz gezeigt werden, daß sich bei der ~Entladung~ alle eben
+geschilderten Vorgänge in umgekehrtem Sinne abspielen.
+
+Das Blei sendet positive Ionen in die Lösung und wird negativ geladen;
+an der positiven Elektrode treten Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten
+ein. Da nur ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen in dem
+Elektrolyten existieren können, so treten die Bleiionen mit SO₄-Ionen zu
+Bleisulfat zusammen, und jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier
+Wasserstoffionen zu einem Bleiion und zwei Molekülen Wasser:
+
+  PbO₂′′ + 4H· = Pb·· + 2H₂O.
+
+Jetzt ist ein SO₄-Ion im Überschuß[51] vorhanden; dieses verbindet sich
+mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat. Die vier verbrauchten
+Wasserstoffionen und die beiden dem Elektrolyten entzogenen SO₄-Ionen
+werden neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molekülen Schwefelsäure
+
+  2H₂SO₄ = 4H· + 2SO₄′′.
+
+Auf das Anwachsen der Klemmenspannung während der Ladung und die
+allmähliche Abnahme derselben bei der Entladung soll im vierten Kapitel
+näher eingegangen werden.
+
+  [25] Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:
+  Recherches sur l’Électricité.
+
+  [26] ~Dolezalek~, Die Theorie des Bleiakkumulators.
+
+  [27] Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung
+  elektrotechnischer Vorträge. S. 3.
+
+  [28] Siehe ~Streintz~, l. c. S. 4.
+
+  [29] Näheres siehe ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente. 1. Teil.
+
+  [30] Diese greift übrigens Blei leicht an und würde die baldige
+  Zerstörung der Platten herbeiführen.
+
+  [31] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.
+
+  [32] Die Bildung von Schwefelsäure bei der Ladung kann man bei Zellen
+  mit Glaswänden direkt beobachten (Schlieren); bei der Entladung
+  steigen Schlieren aufwärts.
+
+  [33] ~E. Sieg~, Die Akkumulatoren. Leipzig 1901. S. 9.
+
+  [34] Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erläuterung: Die
+  unbekannte Wärmetönung des Prozesses C + O = CO soll bestimmt werden:
+
+           C + 2O = CO₂, Wärmetönung  pos., sie betrage   q₁ cal.
+           CO₂ = CO + O,      „       neg.,  „     „     -q₂  „
+           ---------------------------               -------
+  Addiert: C + 2O + CO₂ = CO₂ + CO + O, Wärmetönung  q₁ - q₂
+  oder     C + O = CO                        „       q₁ - q₂
+
+  Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd aus
+  Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff
+  sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher
+  Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren
+  Prozesse entsprechende Wärmetönung ist negativ, weil bei der
+  umgekehrten Reaktion
+
+  CO + O = CO₂
+
+  Wärme gewonnen wird.
+
+  [35] Die Änderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur kann
+  man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren (+ mit +, - mit -
+  verbunden) demonstrieren, von denen der eine in ein Wasserbad gestellt
+  wird.
+
+  [36] Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen
+  Umsatze) beteiligt ist, so ist eine Änderung der elektromotorischen
+  Kraft mit der Säuredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,
+  daß „die Schwefelsäure nur als elektrolytischer Leiter diene‟ und daß
+  „die Sulfatbildung ein rein sekundärer Prozeß sei‟, müssen folgern,
+  daß die elektromotorische Kraft unabhängig ist von der Säuredichte. --
+  Diesbezügliche Messungen sind an vollgeladenen Zellen vorzunehmen,
+  denen man eine geringe Menge Elektrizität entnommen hat.
+
+  [37] Unter einem Grammolekül (abgekürzt „Mol‟) einer Substanz versteht
+  man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht
+  anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefelsäure ist 98, mithin ist ein
+  Mol H₂SO₄ gleich 98 g H₂SO₄.
+
+  [38] Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen sich der
+  chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.
+
+  [39] Die Diffusionsvorgänge sind von M. U. ~Schoop~ näher untersucht
+  worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vorträge, Bd. V. Stuttgart
+  1903. F. Enke.
+
+  [40] Die Konzentrationsänderungen an beiden Elektroden sind nicht die
+  gleichen. Zunächst nämlich bewirkt die ungleiche
+  Wanderungsgeschwindigkeit der beiden Ionenarten eine
+  Konzentrationsverschiebung, sie strebt die Konzentration an der
+  positiven Elektrode zu erhöhen und an der negativen zu vermindern.
+  Ferner wird durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort
+  die Konzentration verringert. Drittens spielt die Porosität der
+  aktiven Masse eine Rolle. Je größer nämlich die Porosität ist,
+  umsomehr Säure steht für den chemischen Umsatz im Innern der Platten
+  zur Verfügung, umso weniger sinkt die Konzentration. ~Mugdan~ wies
+  nach, daß die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode
+  die größere ist.
+
+  [41] Selbst durch einfache Umsatzgleichungen werden kompliziertere
+  Verhältnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil sie nur
+  den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverhältnisse
+  angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz vollzieht, näher
+  eingeht, so findet man, daß sich auch bei den einfachsten Reaktionen
+  verschiedene Vorgänge abspielen müssen.
+
+  [42] Zeitschr. für Elektrochemie, 1903, =9=, 267.
+
+  [43] 4H₂O = 4H· + 4OH′.
+
+  [44] Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung nur
+  angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung
+  vorhanden sind.
+
+  [45] Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in der mit
+  PbO₂ gesättigten Lösung (in den Poren) c₁, diejenige der OH-Ionen c₂,
+  so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten, sobald c₁ . c₂
+  einen gewissen Wert erreicht hat.
+
+  [46] Dort spielen sich nämlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes
+  führenden Vorgänge ab.
+
+  [47] Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen, daß von
+  zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen eines
+  in ein Bleisuperoxydion übergeht.
+
+  [48] Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.
+
+  [49] Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten, das
+  häufig als ~Haftintensität~ bezeichnet wird und mit der chemischen
+  Affinität verglichen werden kann. Diese ist für die verschiedenen
+  Ionenarten verschieden groß. Diejenigen Ionen, deren Haftintensität am
+  geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der geringsten
+  Spannung abgeschieden. Damit ist die Möglichkeit gegeben, aus einer
+  Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier Salze, die positiven
+  Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.
+
+  [50] Die beiden negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso die
+  für die Entionisierung des Bleisuperoxydiones nötige positive
+  Elektrizität.
+
+  [51] Den vier H· der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO₄′′.
+
+
+
+
+3. Kapitel.
+
+Kapazität, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.
+
+
+1. ~Kapazität.~ Unter der Kapazität eines Akkumulators versteht man
+diejenige Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden, die der
+Akkumulator, wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann. Vor
+allem muß der Akkumulator, wenn man seine Kapazität bestimmen will,
+vorschriftsmäßig geladen werden (s. Kap. 4); ferner ist zu
+berücksichtigen, daß bei der Entladung eine gewisse Stromstärke nicht
+überschritten werden darf; die Entladung hat man als beendigt anzusehen,
+wenn die anfängliche Spannung um etwa 10% gesunken ist.
+
+  Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazität;
+  natürlich ist dann praktisch die Kapazität des Elementes durch
+  diejenige der Elektrode mit geringerer Kapazität gegeben.
+
+Bei der gewöhnlichen Säuredichte ist die elektromotorische Kraft des
+vollgeladenen Akkumulators 2,03 Volt, sodaß man mit der Entladung
+solange fortfahren kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt beträgt
+(nicht die elektromotorische Kraft, s. S. 105). Wird ein Akkumulator mit
+der konstanten Stromstärke J entladen, und dauert die Entladung in dem
+angegebenen Sinne t Stunden, so beträgt die Kapazität (bei t-stündiger
+Entladung) J × t Amperstunden.
+
+Da die Elektrizität, die ein Akkumulator abgibt, aus chemischer Energie
+entsteht, so hängt die Kapazität von der Menge des Bleischwammes und der
+Menge des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln können.
+Der Umsatz kann natürlich nur dort erfolgen, wo die wirksame Masse mit
+Schwefelsäure in Berührung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage
+hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser gesagt: Der
+Elektrolyt) in die Platten eindringen, beträgt nur Bruchteile eines
+Millimeters; sie ist etwas größer, wenn sich in der aktiven Masse poröse
+Substanzen befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazität eines
+Akkumulators und damit seine Leistung steigern will, darauf angewiesen,
+die Oberfläche der Platten zu vergrößern. Es sei hier die Bemerkung
+eingeschoben, daß man in der Technik zwischen der ~projizierten~
+Oberfläche, wie sie sich durch Multiplikation von Länge und Breite
+ergibt, und der ~wirksamen~, d. h. der von dem Elektrolyten benetzten
+Oberfläche unterscheidet; letztere nennt man auch die ~abgewickelte~
+Oberfläche. Diese beiden sind umsomehr von einander verschieden, je
+poröser die aktive Masse ist, und je mehr Rippen, Zähne oder dergleichen
+sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte Oberfläche der
+positiven Elektrode a dm² und die Stromstärke J Amp., so ist J/a die
+~Stromdichte~, bezogen auf 1 dm².
+
+Würde man bei Elementen für größere Leistungen nur ~eine~ positive und
+eine negative Platte benutzen, so würde die Zelle unförmlich große
+Dimensionen haben. Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer
+mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen
+Platten werden durch Bleileisten miteinander verbunden (s. Kap. 7). Die
+Verwendung mehrerer positiver und negativer Platten gewährt noch einen
+anderen Vorteil; enthält nämlich eine Zelle nur zwei Platten (~eine~
+positive und ~eine~ negative), so sind fast nur die beiden sich
+gegenüberliegenden Oberflächen an der Stromlieferung beteiligt[52], es
+werden also bei jeder Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfläche
+ausgenutzt. Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und zwei
+negativen Platten, so sind von 6 Flächen nur 2 an dem chemischen Umsatze
+im beschränktem Maße beteiligt, d. h. nur etwa 33⅓% usw.
+
+Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1 größer als die der
+positiven, wenn die Zelle mehr als zwei Platten enthält; die erste,
+dritte usw. letzte Platte ist negativ. Ist also die Kapazität pro
+Quadratdezimeter projizierter Oberfläche bei der negativen Platte die
+gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazität der negativen
+etwas größer als diejenige der positiven. Im Laufe der Zeit vergrößert
+sich, wie später gezeigt wird, die Kapazität der Positiven im Vergleich
+zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete Anordnung wird also
+verhindert, daß die gesamte Kapazität der Positiven von derjenigen der
+Negativen später stark verschieden ist. Positive Platten werden auch aus
+dem Grunde nicht als Endplatten benutzt, weil sie, einseitig
+beansprucht, sich krümmen.
+
+Die ~Kapazität~ eines gegebenen Akkumulators ~hängt~ in hohem Maße von
+der ~Entladestromstärke~ ab. Bei der Entladung nämlich wird Säure für
+die Sulfatbildung verbraucht, so daß stets neue Säure in die Poren der
+aktiven Masse eindringen muß. Wird nun mit großer Stromdichte entladen,
+so kann die für den chemischen Umsatz nötige Säure nicht schnell genug
+in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren), so daß die
+elektromotorische Kraft, die ja von der Säuredichte abhängig ist, stark
+abnimmt, obschon noch größere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd
+vorhanden sind; wenn ferner keine Schwefelsäure mehr in Berührung mit
+der aktiven Masse ist, so hört der chemische Umsatz, d. h. der
+stromliefernde Prozeß, auf.
+
+  Meines Erachtens spielen hier auch die Volumänderungen, mit denen der
+  chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus 1 Gramm Blei oder
+  Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen größeren Raum ein als
+  das Blei oder Bleisuperoxyd. Während der Entladung werden sich daher
+  die vorhandenen Poren verengen und mit Bleisulfat ganz ausfüllen. Wird
+  mit schwachem Strom entladen, so verengt sich die Pore in den
+  verschiedenen Querschnitten nahezu gleichmäßig; bei großer Stromdichte
+  aber wird sie hauptsächlich an der dem Elektrolyten zugewendeten Seite
+  enger oder verstopft sich; die Säurediffusion wird sehr erschwert und
+  hört bald auf. Bei der Ladung verringert sich das Volumen der aktiven
+  Masse, und die Poren erweitern sich. Nach dieser Erklärung müßte die
+  Aufnahmefähigkeit[53] bei der Ladung (Ladungskapazität) weniger von
+  der Stromdichte abhängig sein als die Kapazität bei der Entladung. Die
+  Erfahrung zeigt, daß dies in der Tat der Fall ist.
+
+Ferner muß man schließen, daß die ~Kapazität der Negativen in höherem
+Maße von der Entladezeit~ oder von der Stromdichte bei der Entladung
+~abhängig ist~ als die Kapazität der Positiven.
+
+  Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge (z. B. 3,85
+  Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist größer als die
+  Differenz des Volumens der äquivalenten Menge Bleisuperoxyd (z. B.
+  4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen Bleisulfats.
+
+  Durch eingehende Untersuchung gelangt auch ~E. Sieg~ zu diesem
+  Resultate (l. c. S. 83), er findet nämlich, „daß die
+  Bleischwammplatten (und zwar Großoberflächen- und gepastete Platten)
+  bei genau gleicher „absoluter‟ Kapazität, d. h. derjenigen Kapazität,
+  die von den Platten geleistet werden kann, wenn die Entladestromstärke
+  sehr klein gewählt wird, gegen Erhöhung der Beanspruchung
+  empfindlicher sind als Superoxydplatten‟. Daraus würde sich dann der
+  Schluß ergeben, daß bei Akkumulatoren, die mit großer Stromdichte
+  entladen werden sollen, die absolute Kapazität der negativen Platten
+  größer zu wählen ist als diejenige der positiven.
+
+  ~Dolezalek~ folgert aus dem Umstande, daß die Konzentrationsänderungen
+  an der Superoxydelektrode erheblich größer sind als an der
+  Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet wird), daß
+  die Kapazität der Superoxydelektrode geringer sein muß als die einer
+  aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c. S. 86). Wenn
+  demnach die Konzentrationsänderungen allein maßgebend wären, so müßte
+  die positive Platte die empfindlichere sein.
+
+Man kann weiter schließen, daß die Kapazität von der Porosität der
+aktiven Masse abhängig sein wird, besonders bei Entladungen mit großer
+Stromdichte. Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische
+Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.
+
+Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet werden, die sich bei
+der Entladung in Bleisulfat umwandeln, so ist es selbstverständlich, daß
+die Art der vorhergegangenen Ladung auf die Kapazität einen Einfluß
+ausübt. Je geringer die Stromdichte bei dieser Ladung war, um so mehr
+Bleischwamm ist auf der negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO₂
+auf der positiven.
+
+Bei stationären Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen) geht man in der
+Regel nicht unter dreistündige Entladezeit herab. Nennt man die
+Kapazität bei dreistündiger Entladung c₃ und die bei zehnstündiger c₁₀,
+so gilt meistens mit großer Annäherung die Beziehung c₃ : c₁₀ = 26 : 35
+oder ungefähr = 3 : 4.
+
+  ~Schröder~[54] gelangte auf Grund von Untersuchungen an Akkumulatoren
+  der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der Formel
+
+  K · ∛J² = m,
+
+  wo K die Kapazität in Amperstunden, J die Entladestromstärke und m
+  eine für den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante ist.
+  Für die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von J liefert
+  die Formel hinreichend genaue Werte. -- C. ~Liebenow~ fand, daß für
+  schwache Entladungen
+
+          m
+  K = ---------
+      1 + c . J
+
+(m und c sind Konstante).
+
+Nach ~Peukert~[55] ist
+
+  Jⁿ . t = const.,
+
+  wo J die Entladestromstärke, t die Entladedauer, n einen durch das
+  Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten
+  Typen zwischen 1,35 und 1,72.
+
+Die gesamte Elektrizitätsmenge, die man einem Akkumulator entnehmen
+kann, ist, um es noch einmal zu wiederholen, durch das Gewicht des
+vorhandenen bezw. zugänglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes
+gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10stündiger Entladung
+100 Amperstunden abgeben, so müssen auf der negativen Elektrode
+~mindestens~ 385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens 446
+Gramm Bleisuperoxyd angehäuft sein (siehe S. 37). In Wirklichkeit müssen
+aber größere Mengen der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei
+10stündiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles PbO₂ umgewandelt
+wird.
+
+  Eine vollständige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials ist
+  sogar theoretisch nicht möglich, weil PbSO₄ ein sehr schlechter Leiter
+  ist. Nach Roloff werden bei 3stündiger Entladung bei den Positiven
+  45%, bei den Negativen 25% der anfänglich vorhandenen aktiven Masse
+  ausgenutzt.
+
+Natürlich mußten dem Akkumulator, wenn er 100 Amperstunden abgeben soll,
+bei der vorhergegangenen Ladung mindestens 100 Amperstunden zugeführt
+worden sein. Es ist allerdings denkbar, daß ein Akkumulator ~ein Mal~
+mehr Elektrizität abgibt, als man bei der Ladung in ihn hineingeschickt
+hat, indem nämlich Blei und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten
+Entladung nicht in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.
+
+Da die Abhängigkeit der Kapazität von der Entladezeit im engsten
+Zusammenhange mit den Diffusionsvorgängen steht, so kann man
+voraussagen, daß die Änderungen für die verschiedenen Systeme nicht die
+gleichen sind; bei Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) wird diese
+Abhängigkeit nicht so groß sein, wie bei pastierten Platten.
+
+Außer von der Entladestromstärke hängt die Kapazität von der Dicke der
+aktiven Schicht, der Säuredichte und von der Temperatur ab. Ist das
+Bleisuperoxyd und ebenso der Bleischwamm als sehr dünner Überzug auf
+einer großen Oberfläche verteilt, so kann die für die Bleisulfatbildung
+nötige Säure leichter in das Innere eindringen, als wenn die wirksame
+Masse eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfläche bildet.
+
+  Der Forderung möglichst dünne Platten zu Verwenden, stehen folgende
+  Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert sich, die
+  Platten müssen eine gewisse mechanische Festigkeit haben, bei sehr
+  dünnen Platten ist nicht genügend Raum für die Aufnahme der Paste
+  vorhanden, der Widerstand der Platten wird größer.
+
+~Die Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte~ hat zuerst
+~Heim~[56] näher untersucht. Er fand, daß die Kapazität, wenn man die
+Säuredichte vergrößert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt; das
+Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von 1,1. Nach ~Earle~ ist
+die Kapazität am größten, wenn die Säuredichte etwa gleich 1,25 ist. Da
+bei dieser Dichte verdünnte Schwefelsäure (genauer bei 1,22) das Maximum
+der Leitfähigkeit besitzt, so darf man die Kapazität als eine Funktion
+des Leitungsvermögens des Elektrolyten ansehen, ein Schluß, der mit
+unseren früheren Überlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien dringen
+eben um so tiefer in das Innere der aktiven Masse ein, die Umwandlung in
+Bleisulfat ist um so vollständiger, je besser die Säure leitet.
+
+~Der Einfluß der Temperatur auf die Kapazität~ ist ein nicht
+unerheblicher. Durch Messungen von ~Heim~[57] ergab sich, daß die
+Kapazität pro 1° Temperaturerhöhung innerhalb der Grenzen 14° und 45° um
+2,6% des der Temperatur 19° entsprechenden Betrages stieg. Die Zunahme
+der Kapazität mit der Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der
+Konzentrationsänderungen (infolge größerer Beweglichkeit der Säure),
+sowie durch die Zunahme des Leitungsvermögens des Elektrolyten[58]
+erklärt werden. In der Praxis kann man von der Kapazitätssteigerung
+durch Erwärmung der Säure schon aus dem Grunde keinen Gebrauch machen,
+weil sie eine vorzeitige Abnutzung der Platten zur Folge hat.
+
+Zu bemerken ist noch, daß bei einem Akkumulator, der mit Ruhepausen
+entladen wird, die Kapazität eine andere ist, als bei einem Elemente,
+das mit gleicher Stromstärke ohne Unterbrechung beansprucht wird; sind
+die Ruhepausen nicht so groß, daß die Selbstentladung während derselben
+merkliche Verluste verursacht (siehe S. 106), so ist die Kapazität im
+ersteren Falle die größere.
+
+  ~B. Albrecht~ fand, daß bei Akkumulatoren mit positiven
+  Großoberflächenplatten (s. Kap. 6) eine merkliche Zunahme der
+  Kapazität infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist
+  dieser Umstand der Selbstentladung während der Ruhepausen
+  zuzuschreiben. Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme
+  der Kapazität infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die
+  prozentuale Zunahme um so bedeutender, je größer die
+  Entladestromstärke ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit
+  Platten ~einer~ Firma ausgeführt. (Näheres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)
+
+Die Kapazität eines Akkumulators ändert sich im Laufe der Zeit. In der
+Regel nimmt sie zuerst zu, erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei
+ist zu beachten, daß verschiedene Fabriken die Platten in nicht fertig
+formiertem Zustande liefern, so daß in der ersten Zeit die Formation
+fortschreitet und die Aufnahmefähigkeit steigt. Auch bei Platten, die
+soweit als möglich in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazität
+wachsen; es gilt dies besonders von positiven Großoberflächenplatten (s.
+Planté-Formation). Andererseits kann die Kapazität im Gebrauche geringer
+werden, weil aktive Masse aus dem Gitter herausfällt oder abbröckelt.
+
+  Wenn man zwischen Kohlenelektroden verdünnte Schwefelsäure
+  elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden
+  zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen
+  gleichsam abgerieben oder losgesprengt.
+
+Über die Kapazitätsabnahme infolge der Verbleiung siehe Kap. 7. Auch die
+Sulfatation hat einen Rückgang der Kapazität zur Folge (s. Kap. 5).
+
+Die Beschaffenheit der Elektroden übt, wie P. Schoop[59] sagt, einen
+schwer kontrollierbaren Einfluß auf die Kapazität aus. Ist eine
+Batterie längere Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazität
+geringer. Durch mehrmaliges Laden und Entladen muß man dann die Platten
+auffrischen.
+
+Eine ~Kapazitätsprobe~ wird bei der Abnahme einer gelieferten Batterie
+ausgeführt; auch empfiehlt es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man
+über den Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn sie längere
+Zeit nicht benutzt worden ist. Die Prüfung geschieht folgendermaßen: Die
+Batterie wird mit normaler Stromstärke (etwa der der fünfstündigen
+Ladung entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung soll die
+Entladung beginnen. Man reguliert die Stromstärke so, daß sie den für
+die betreffende Entladezeit (z. B. fünf Stunden) vorgeschriebenen Wert
+hat und hält sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen
+(z. B. für den Betrieb von Motoren, oder für elektrolytische Zwecke), so
+schaltet man die Batterie auf einen regulierbaren Metall- oder
+Wasserwiderstand (der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem wegen
+der Schaumbildung, des Siedens der Flüssigkeit usw.). Am einfachsten
+bestimmt man die abgegebene Elektrizitätsmenge mittels eines Coulomb-
+oder Amperstundenzählers; benutzt man hierfür ein Amperemeter, so muß
+man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten die Stromstärke ablesen. Durch
+ein mit den Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die Spannung
+gemessen. Der Versuch ist natürlich abzubrechen, wenn die untere
+Spannungsgrenze erreicht ist, d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10%
+der anfänglichen gesunken ist. -- Aus früheren Betrachtungen ergibt sich
+übrigens, daß man durch eine einmalige Entladung ein zuverlässiges
+Resultat nicht erhalten kann.
+
+Hat man gefunden, daß die Kapazität eines Akkumulators zurückgegangen
+ist, so ist es von Wichtigkeit zu wissen, ob die Ursache an der
+positiven oder an der negativen Elektrode liegt. Um dies zu prüfen,
+bedient man sich der ~Fuchsschen Methode~; das Verdienst, diese in die
+Akkumulatorentechnik eingeführt zu haben, gebührt ~C. Liebenow~[60]. Man
+bedient sich bei dieser Methode einer sogen. ~Hilfselektrode~, am
+einfachsten eines amalgamierten Zinkstäbchens oder am besten eines
+Kadmiumblechs; die Meßelektrode[61] taucht man so in die Säure ein, daß
+sie von möglichst wenig Stromfäden getroffen wird. Sie bildet in
+verdünnter Schwefelsäure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit dem
+Bleischwamm ein galvanisches Element. Die elektromotorischen Kräfte e₁
+und e₂ betragen bei der gewöhnlichen Säuredichte bei Beginn der
+Entladung
+
+  für Zink    und Bleisuperoxyd 2,41 Volt,
+  „    „       „  Bleischwamm   0,40   „ ,
+  „   Kadmium  „  Bleisuperoxyd 2,17   „ ,
+  „    „       „  Blei          0,16   „ .
+
+e₁ - e₂ ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt, mit großer Annäherung
+die elektromotorische Kraft des Akkumulators. Entnimmt man der Zelle
+Strom, so ändern sich e₁ und e₂ etwas, und es ist jetzt ihre Differenz
+gleich der Klemmenspannung, wenn der innere Widerstand des Elementes so
+klein ist, daß man das Produkt i · w vernachlässigen kann.
+
+Man macht während der Entladung eine größere Reihe von Messungen und
+trägt die Werte von e₁ und e₂ sowie diejenigen für die Klemmenspannung
+auf Millimeterpapier nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit zu
+Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man erhält so drei Kurven,
+die den Verlauf der Klemmenspannung und der elektromotorischen Kräfte
+der beiden Kombinationen
+
+  Hilfselektrode | verdünnte Schwefelsäure | Bleisuperoxyd
+      „          |      „          „       | Bleischwamm
+
+anzeigen. Die elektromotorischen Kräfte e₁ und e₂ müssen sich bei
+fortschreitender Entladung einander allmählich nähern, da die positive
+und die negative Platte einander ähnlich werden. Bei gleicher Kapazität
+der beiden Platten müssen offenbar die Kurven zur selben Zeit, nämlich
+wenn die Klemmenspannung anfängt abzufallen, stark umbiegen, die eine
+nach unten, die andere nach oben.
+
+Nach ~Sieg~ sind die positiven Platten entladen, sobald sie gegen
+Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die negativen, sobald sie gegen Kadmium
+über 0,2 Volt haben.
+
+~Liebenow~ gelangt auf Grund seiner Beobachtungen zu der Regel, daß die
+Fuchssche Methode dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine
+wesentliche Verschiedenheit der Kapazität beider Plattensorten anzeigt.
+Wenden sich dagegen die beiden Kurven (e₁ und e₂) beim Herabgehen der
+Klemmenspannung gleichzeitig, so können positive und negative Platten
+die gleiche Kapazität haben, es kann aber auch die der einen kleiner
+sein als die der anderen.
+
+~Wirkungsgrad~[62]. Nennt man die einem Elemente während der Ladung
+zugeführte Elektrizitätsmenge, ausgedrückt in Amperstunden (oder in
+Coulomb), Q₁ und die während der Entladung von der Zelle abgegebene
+Elektrizitätsmenge Q₂, so ist
+
+  Q₂
+  -- der Wirkungsgrad.
+  Q₁
+
+Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100, so erhält man den
+Wirkungsgrad in Prozenten der hineingeladenen Elektrizitätsmenge.
+
+Da Q₁ und Q₂ von der Stromdichte, also auch von der Dauer der Ladung und
+Entladung, abhängig sind, so empfiehlt es sich, mit derselben
+Stromdichte zu entladen, mit der geladen wurde (s. Kapazität).
+
+Der Wirkungsgrad beträgt aus verschiedenen Gründen weniger als 100% (in
+der Praxis nimmt man 85-90% an). Stromverluste, die man bei
+Laboratoriumsversuchen auf 3-4% herunterdrücken kann, werden zum Teil
+durch eine schwache während der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung
+verursacht. Je größer die Stromdichte bei der Ladung ist, um so größer
+ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um so größer wird also auch
+der Bruchteil des Stromes, der für die Gasbildung nutzlos verwertet
+wird. Besonders während der „Überladung‟ (Ladung nach Beginn des
+„Kochens‟) werden größere Elektrizitätsmengen für die Abscheidung von
+Wasserstoff und Sauerstoff verbraucht, die bei der Entladung nicht
+wiedergewonnen werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man daher
+von einer Überladung absehen.
+
+Kleine Verluste können auch dadurch verursacht werden, daß während der
+Ladung Teilchen der aktiven Masse durch die Gase abgekratzt oder
+losgesprengt werden.
+
+Läßt man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt stehen, so erfolgt
+Selbstentladung, die eine Verringerung von Q₂ zur Folge hat. Je länger
+also die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist, um so geringer
+wird der Wirkungsgrad.
+
+~Nutzeffekt~[63]. Man versteht darunter den Quotienten, den man erhält,
+wenn man die vom Akkumulator während der Entladung abgegebene Energie
+(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator bei der
+vorhergegangenen Ladung zugeführte Energie (in Wattstunden) dividiert.
+Beispiel: Eine Zelle wurde mit 50 Amper 4 Stunden lang geladen; die
+mittlere Ladespannung war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugeführte
+Energie w₁ betrug
+
+  w₁ = 2,3 . 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.
+
+Die Zelle wurde etwa ½ Stunde nach der Ladung mit 50 Amp. entladen; nach
+ungefähr 3¾ Stunden war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die
+mittlere Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund 1,9 Volt
+betrug, so belief sich die vom Akkumulator abgegebene Leistung w₂ auf
+
+  w₂ = 50 . 3,75 . 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.
+
+Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich
+
+  w₂   356,25
+  -- = ------ = 0,77 oder 77%.
+  w₁     460
+
+Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer Stromdichte lädt und
+entlädt, einen Nutzeffekt von 90% und noch mehr erzielen. Mit
+zunehmender Entladestromstärke nimmt der Quotient ab. In der Praxis
+rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%. [Auf die Rolle, die die
+zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam
+gemacht worden.]
+
+Man könnte der Ansicht sein, daß der Nutzeffekt deshalb mit wachsender
+Entladestromstärke sinkt, weil bei größerer Stromdichte der innere
+Widerstand des Akkumulators zunimmt. Daß sich dieser mit der Stromstärke
+und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme von Elektrizität etwas
+ändert, soll später nachgewiesen werden. Einstweilen begnügen wir uns
+mit der Bemerkung, daß der innere Widerstand auch kleiner Zellen in den
+verschiedenen Stadien der Ladung und Entladung und daher auch der
+Spannungsverlust im Elemente (i · w) so klein ist, daß durch ihn der
+Nutzeffekt nur in geringem Maße beeinflußt wird. Die Gründe, weshalb der
+Nutzeffekt weit unter 100% liegt, sind schon früher dargelegt worden;
+diese sind die Konzentrationsänderungen und die Abhängigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der Säuredichte.
+
+  Daß durch die Konzentrationsänderungen, die sich sowohl bei der Ladung
+  wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht werden,
+  kann man sich auch folgendermaßen klar machen. Wenn man zwei
+  Schwefelsäurelösungen verschiedener Konzentration mischt, so wird
+  Wärme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander vermischten Säuren
+  getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied hergestellt werden,
+  so muß Arbeit aufgewendet werden. Da nun im Akkumulator durch den
+  Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt und aufrecht erhalten
+  wird, so muß hierfür elektrische Energie verbraucht werden.
+  ~Dolezalek~ leitet eine Formel für die betreffenden Energieverluste
+  ab, aus der sich ergibt, daß der Nutzeffekt abhängig ist von dem
+  mechanischen Bau (Porosität) der Platten, von der Leitfähigkeit der
+  Plattensäure, von der Stromstärke und von der Zeit. Beachtenswert ist,
+  daß diese Energieverluste, ebenso wie die der Jouleschen Wärme
+  entsprechenden der Leitfähigkeit der Säure umgekehrt proportional
+  sind. Da nun Säure vom spezifischen Gewicht 1,22 (ca. 30%
+  Schwefelsäure) das Maximum der Leitfähigkeit besitzt, so ist der
+  Nutzeffekt bei dieser Säuredichte am größten.
+
+Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen, wenn man die Lade- und
+Entladekurve aufgenommen hat. Wählt man nämlich für die beiden Kurven
+dieselben Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen als
+Ordinaten), so schließen dieselben eine Fläche ein, die ein Maß für die
+Energieverluste ist. Um dies zu beweisen, denken wir uns die Zeit in
+Abschnitte t₁, t₂ ... zerlegt, die so klein sind, daß man von der
+Änderung der Spannung während eines jeden Intervalls absehen kann.
+Nennen wir die zugehörigen Spannungen bei der Ladung E₁, E₂ ..., bei der
+Entladung e₁, e₂ ..., und bezeichnen wir die (konstante) Stromstärke,
+die bei der Ladung und Entladung die gleiche sein muß, mit J, so ist die
+
+     Ladearbeit während der Zeit t₁ gleich E₁ · J · t₁,
+         „         „     „   „   t₂   „    E₂ · J · t₂ ...
+  Entladearbeit    „     „   „   t₁   „    e₁ · J · t₁,
+         „         „     „   „   t₂   „    e₂ · J · t₂ ...
+
+Der Energieverlust in der Zeit t₁ ist mithin (E₁ - e₁) · J · t₁ oder
+proportional (E₁ - e₁) · t₁. Durch dieses Produkt wird aber das der Zeit
+t₁ entsprechende Stück der zwischen den beiden Kurven liegenden Fläche
+dargestellt usw.
+
+Der ~innere Widerstand~ eines Akkumulators, der bei Pufferbatterien (s.
+Kap. 9) eine wichtige Rolle spielt, kann in drei Summanden zerlegt
+werden, nämlich in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen
+Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w_{p}), denjenigen
+in der negativen Elektrode (w_{n}) und den Widerstand in der Säure
+zwischen den Elektroden (w_{s}). Zu w_{p} und w_{n} ist auch derjenige
+Widerstand zu rechnen, den die Elektrizität in der in den Poren
+befindlichen Säure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst
+gleichen Umständen bei ~Planté~-Platten einen anderen Wert haben als bei
+~Faure~-Platten, ändern sich im Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr
+Bleisulfat nämlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen
+verteilt ist, um so größer werden w_{p} und w_{n}; ferner steigt bezw.
+sinkt die Konzentration der Säure in den Poren; endlich hat die
+Erzeugung von Joulescher Wärme eine Temperaturerhöhung zur Folge. Auch
+mit dem Alter der Platten ändern sich die beiden Widerstände (s.
+Lebensdauer).
+
+w_{s} ist ebenfalls variabel, da die Dichte der Säure zwischen den
+Platten (der „äußeren‟ Säure) während der Ladung zunimmt und bei der
+Entladung sinkt; dies gilt besonders von denjenigen Schichten der Säure,
+die an die Oberflächen der Platten grenzen; auch können Gase, die sich
+gegen Ende der Entladung entwickeln, eine Vergrößerung von w_{s}
+verursachen.
+
+Die Leitfähigkeit einer Schwefelsäurelösung ändert sich mit dem
+spezifischen Gewichte. Setzt man einer bestimmten Menge Wasser
+Schwefelsäure in kleineren Quantitäten nach und nach zu, so findet man,
+daß das Leitungsvermögen zuerst schnell, dann langsam wächst, später
+aber wieder abnimmt; bei einer Säuredichte von 1,224 ist das
+Leitungsvermögen ein Maximum. Die betreffende Lösung enthält etwa 30,5
+Gewichtsprozente Schwefelsäure; der spezifische Widerstand (Widerstand
+pro cm³) beträgt etwa 1,35 Ohm[64].
+
+Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen Zustande kann wie
+derjenige eines jeden anderen elektrolytischen Apparates bestimmt
+werden. Bei der einfachen Brückenschaltung mit den von F. ~Kohlrausch~
+angegebenen Modifikationen (Wechselströme, Telephon) erhält man
+besonders bei größeren Zellen (bei solchen ist der Widerstand kaum ein
+Tausendstel Ohm groß) wegen der Übergangswiderstände an den Klemmen
+keine genauen Resultate. Diese werden bei der Brückenschaltung von
+~Matthiesen~ und ~Hockin~ eliminiert.
+
+  Angenähert (der Größenordnung nach) kann man den inneren Widerstand
+  folgendermaßen bestimmen. Man lädt das Element, dessen Widerstand man
+  ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten Akkumulatoren
+  unter Einschaltung eines Kurbelrheostats. Die Klemmen der Ladebatterie
+  seien k₁ und k₂, die daran befestigten Drähte d₁ und d₂. Legt man d₁
+  ~und~ d₂ an k₁ (oder an k₂), so gibt das zu untersuchende Element
+  Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn der Ladung nur wenig verschieden
+  von dem Ladestrom. Bei einiger Übung kann man innerhalb eines
+  Zeitraumes von einigen Sekunden laden, umschalten (also entladen) und
+  die nötigen Ablesungen an einem mit den Klemmen des Elementes
+  verbundenen Voltmeter vornehmen. Während der Ladung ist
+
+  e = E + i · w
+
+  (e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)
+
+  und während der Entladung ist
+
+  e′ = E - i · w.
+
+  Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angenähert)
+  gleich 2wi.
+
+Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators konstant wäre, so
+könnte man w leicht während der Ladung und Entladung bestimmen; denn
+dann wäre
+
+      e - E
+  w = -----.
+        i
+
+Es würde genügen, „den Stromkreis für kurze Zeit zu öffnen‟ und die
+Spannung, die das mit den Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter
+anzeigt (E), abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden Kapitel
+hervorgeht, gehen die Änderungen der elektromotorischen Kraft schnell
+vor sich, so daß die Unterbrechungsmethode sehr unzuverlässig ist. Will
+man den Widerstand einer Zelle während des Stromdurchganges genau
+bestimmen, so kann man die Methode von ~Uppenborn~[65] oder die von
+~Nernst~ und ~Haagn~ angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich
+von der gewöhnlichen Brückenmethode dadurch, daß zwei Widerstände durch
+Kondensatoren ersetzt sind, außerdem wird noch ein Hilfskondensator
+eingeschaltet, der verhindert, daß die Zelle Strom in die
+Brückenanordnung sendet[66]. (Eine ausführliche Beschreibung der
+verschiedenen Meßmethoden findet man in dem bekannten Werke von F.
+~Kohlrausch~, Leitfaden der Physik.)
+
+Nach Messungen von ~Haagn~ stieg der Widerstand einer kleinen Zelle
+während der etwa fünfstündigen Entladung von 0,018 bis 0,045 Ohm,
+während der Ladung fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von
+~Häberlein~ verhält sich der Widerstand bei Beginn zu demjenigen am Ende
+der Ladung wie 17 : 24. ~Roloff~ gibt für die Type 3 × J₁ der
+Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. an, daß der Widerstand bei Beginn der
+Entladung 0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.
+
+  Da die Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse von
+  der Stromdichte abhängig ist, so folgt erstens, daß bei schneller
+  Entladung (großer Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)
+  Widerstand größer ist als bei langsamer Entladung und zweitens, daß
+  der Spannungsabfall im Elemente (w · J) nicht linear mit der
+  Stromdichte wächst, sondern in einem etwas stärkeren Verhältnisse.
+
+Wenn man Zellen von verschiedener Kapazität, die aus Platten von
+derselben Konstruktion zusammengesetzt sind und Säure von derselben
+Dichte enthalten, mit gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das
+Produkt w · J als konstant ansehen; denn in dem Maße, in dem w bei den
+großen Zellen abnimmt, wächst J.
+
+  [52] Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verdünnte
+  Schwefelsäure zersetzt, so steigen an den Außenseiten der Elektroden
+  nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators wird
+  dementsprechend an der Außenseite der positiven und negativen
+  Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.
+
+  [53] Diese müßte eigentlich als „Kapazität‟ schlechthin bezeichnet
+  werden.
+
+  [54] E. T. Z. 1904, S. 587.
+
+  [55] E. T. Z. 1897, S. 287.
+
+  [56] E. T. Z. 1889, S. 88.
+
+  [57] E. T. Z. 1901, S. 811.
+
+  [58] Wenn man einen Elektrolyten erwärmt, so wächst das
+  Leitungsvermögen ziemlich stark.
+
+  [59] ~P. Schoop~, Die Sekundär-Elemente.
+
+  [60] Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.
+
+  [61] Liebenow empfiehlt als Meßelektrode eine kleine Zelle aus Ton
+  (porös), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte Lösung von
+  Kadmiumsulfat in Akkumulatorensäure befindet. Ein durch einen Glasstab
+  isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam. Man stellt die Zelle auf
+  die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende muß dann von der Säure
+  benetzt werden. Die Anordnung entspricht einem Voltaschen Elemente,
+  bei dem eine Elektrode in einer mit verdünnter Schwefelsäure
+  angefüllten Tonzelle steht.
+
+  [62] Was hier „Wirkungsgrad‟ genannt wird, wird von anderen Autoren
+  als „Güteverhältnis‟ bezeichnet, während das Verhältnis der
+  entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten Energie
+  vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.
+
+  [63] Man vergleiche die Fußnote auf der vorigen Seite.
+
+  [64] Man bezieht das Leitvermögen (und den spezifischen Widerstand)
+  der Elektrolyte auf eine Säule von 1 cm Länge und 1 qcm Querschnitt,
+  also kurz auf 1 ccm.
+
+  [65] Näheres siehe ~Uppenborn~, Kalender für Elektrotechniker.
+
+  [66] Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.
+
+
+
+
+Viertes Kapitel.
+
+Ladung und Entladung.
+
+
+Wir wollen zunächst das ~Verhalten~ des Bleiakkumulators während der
+Ladung und Entladung betrachten.
+
+1. ~Ladung~. In den ersten Minuten nach Beginn der Ladung, für die das
+in Fig. 2 (s. S. 26) gegebene Schaltungsschema gilt, steigt die
+Klemmenspannung des Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18
+Volt[67]. Oft beobachtet man, daß die Spannung im Anfange der Ladung
+zuerst steigt und dann wieder etwas abfällt, daß also das erste Stück
+der Spannungskurve einen kleinen Höcker aufweist. Während des größten
+Teiles der Ladung wächst die Spannung nur ganz langsam bis zu 2,2 Volt;
+gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller Anstieg der Kurve.
+
+Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an den Anoden schon etwas
+früher; sie ist zuerst schwach, dann lebhaft; der Akkumulator „kocht‟.
+Die Klemmenspannung hängt besonders während der Gasbildung in hohem Maße
+von der Ladestromstärke ab (s. Fig. 7); hat der Strom noch den der
+vierstündigen Ladung entsprechenden Wert, so steigt die Spannung bis zu
+etwa 2,7 Volt und ev. noch höher.
+
+[Illustration: Fig. 7.]
+
+[Illustration: Fig. 8.]
+
+In den Fig. 7 und 8 ist der Verlauf der Klemmenspannung bei Beginn und
+gegen Ende der Ladung graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5
+Platten, 2 positiven und 3 negativen (10 cm × 14 cm); die ersteren waren
+Großoberflächenplatten. Die Stromdichte betrug zuerst etwa 0,6, später
+etwa 0,4 Amp. pro Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.
+
+Die Stromdichte war verhältnismäßig klein. Nach ~Heim~[68] ist
+bei dreistündiger Entladung die Stromdichte bei positiven
+Großoberflächenplatten 1,3-1 Amp. pro 1 dm².
+
+Vereinzelte Gasblasen sieht man während der ganzen Ladung emporsteigen.
+Die Gase, die sich entwickeln, sind die Elemente des Wassers, und zwar
+entweicht der Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den
+negativen Platten. Die stärkere Gasentwicklung ist ein Zeichen, daß der
+chemische Umsatz an den dem Strome zugänglichen Teilen der aktiven Masse
+nahezu vollendet ist. Hat man den Akkumulator mit der höchsten
+zulässigen Stromstärke geladen, so setzt man, sobald lebhafte Gasbildung
+erfolgt, den Strom auf die Hälfte bis ein Drittel seiner bisherigen
+Stärke herab.
+
+Die Klemmenspannung e während der Ladung kann in zwei Summanden zerlegt
+werden; der eine Teil dient dazu, die Gegenspannung (die momentane
+elektromotorische Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere, den
+Ohmschen Widerstand w der Zelle zu überwinden:
+
+  e = E + i · w.
+
+Man beobachtet oft, wie schon erwähnt wurde, daß kurze Zeit nach Beginn
+der Ladung die Potentialdifferenz der Klemmen etwas sinkt und dann
+wieder ansteigt. Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine Änderung
+des Widerstandes zurückzuführen, den der Strom in den Platten findet.
+Während der der Ladung vorausgegangenen Ruhepause bedecken sich die
+Elektroden wahrscheinlich mit einer sehr dünnen Schicht von
+schlechtleitendem Bleisulfat (s. Sulfatierung). Dieses wird, wenn die
+Ladung beginnt, in kurzer Zeit gelöst. Im übrigen wird durch die
+Änderung des inneren Widerstandes während der Ladung die Klemmenspannung
+nur wenig beeinflußt. Das anfängliche schnelle und das spätere langsame
+Wachsen der Klemmenspannung ist auf die Änderung der Konzentration der
+Säure in den Poren der wirksamen Masse und der äußeren Säure
+zurückzuführen. Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den Poren Säure
+frei, die Konzentration (und damit die elektromotorische Kraft) steigt
+so lange, bis in jedem Zeitteilchen gerade soviel Säure durch Diffusion
+nach außen gelangt, wie in den Poren durch den chemischen Umsatz erzeugt
+wird. Je größer die Ladestromstärke ist, um so größer wird der
+Unterschied der Konzentration der beiden Säuren, um so größer wird die
+Klemmenspannung. Die Differenz der beiden Konzentrationen können wir,
+wenn mit konstanter (nicht zu großer) Stromdichte geladen wird, als
+konstant ansehen; wächst also die Dichte der äußeren Säure, so nimmt
+auch diejenige der Säure in den Poren zu.
+
+Gegen Ende der Ladung werden von den Platten Gase absorbiert, man
+spricht daher von einer „Gaspolarisation‟. Da die Okklusionsfähigkeit
+des Bleies nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die
+Gaspolarisation überhaupt eine Rolle spielt. Übrigens kann man, wie wir
+gesehen haben, den starken Anstieg der Spannung gegen Ende der Ladung
+darauf zurückführen, daß der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und daher
+die Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen[69] eine sehr
+geringe wird (siehe Theorie von ~Liebenow~).
+
+Verschiedene Firmen schreiben vor, daß die von ihnen gelieferten
+Akkumulatoren ab und zu nach Beginn der lebhaften Gasentwicklung noch
+längere Zeit, etwa 2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der
+Zweck der ~Überladung~, die im allgemeinen schädlich ist, weil durch die
+entweichenden Gase Teilchen der aktiven Masse abgerissen werden, die
+ferner eine nicht unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge
+hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, daß einzelne Zellen
+einer Batterie aus irgend einem Grunde gegen die anderen
+„zurückbleiben‟. Bei diesen Zellen erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat
+in Blei bezw. Bleisuperoxyd langsamer als bei den übrigen Elementen, die
+sich in normalem Zustande befinden. Während der Überladung geht nun die
+chemische Umwandlung in den kranken Zellen noch weiter vor sich, so daß
+ihnen Gelegenheit gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden durch die
+während der Überladung entweichenden Gasblasen Strömungen in der Säure
+hervorgerufen (die Säure wird aufgewühlt), die eine Vermischung der
+unteren, dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur Folge
+haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen dadurch zustande, daß
+während der Ladung konzentrierte Schwefelsäure zu Boden sinkt. (Die
+Konzentrationsunterschiede kann man leicht nachweisen, indem man mittels
+eines Hebers Säure aus den oberen und den unteren Schichten entnimmt und
+mittels des Aräometers die Dichte mißt.)
+
+~Die Stromdichte darf bei der Ladung einen gewissen oberen Grenzwert
+nicht überschreiten~, weil sonst 1. die Umwandlung nur oder fast
+ausschließlich an der Oberfläche der Platten vor sich geht (s.
+Kapazität), 2. die Ladespannung einen zu hohen Wert hat (s. Nutzeffekt)
+und 3. infolge der schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden
+Volumänderungen sich der Zusammenhang zwischen der aktiven Masse lockern
+kann (s. auch S. 14, Überschwefelsäure).
+
+Die größte zulässige Stromdichte hängt von der wirksamen Oberfläche, von
+der Dicke der aktiven Schicht und von der Porosität der Platten ab.
+Gewöhnlich beträgt ~der maximale Ladestrom~ (wie er von den Fabriken
+angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte Teil der Kapazität bei
+dreistündiger Entladung angibt. Ist z. B. die Kapazität bei
+dreistündiger Entladung 120 Amperstunden, so ist die maximale
+Ladestromstärke gleich 40 Amp.
+
+Kennt man die ~maximale Ladestromstärke~ nicht, so bestimme man die
+projizierte Oberfläche der Positiven; ist die Länge einer Platte a cm,
+die Breite b cm, so ist die Oberfläche einer Platte 2 a b cm²; pro
+Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.
+
+  ~Eine untere Grenze für die Ladestromstärke gibt es nicht~; im
+  Gegenteil, je kleiner die Stromstärke, um so günstiger die Ökonomie,
+  um so gründlicher erfolgt der chemische Umsatz. Besonders wenn Zellen
+  zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder einige Zeit in entladenem
+  Zustande gestanden haben, ist ihnen eine Ladung mit schwachem Strome
+  von Nutzen.
+
+Über die ~Ladung~ von Akkumulatoren bei ~konstanter Spannung~ hat
+~Heim~[70] eingehende Versuche ausgeführt.
+
+Einer Reihe von Ladungen mit (angenähert) konstanter Stromstärke, wie
+sie für drei- bis vierstündige Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von
+normalen Ladungen, folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4
+Volt, später von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anfängliche
+Stromstärke eine verhältnismäßig sehr große, sie sinkt aber schnell. Die
+Zellen nehmen in jedem Augenblicke diejenige Elektrizitätsmenge auf, die
+ihrem momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn der Ladung ist
+die Aufnahmefähigkeit der Zelle eine sehr große. Es ergab sich, daß „der
+Nutzeffekt beim Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt und
+einer Ladezeit von etwa ½ Stunde nicht sehr wesentlich ungünstiger
+ausfällt, als man ihn bei 3½- bis 4stündigen Ladungen und 3stündigen
+Entladungen mit konstantem Strome erzielt‟. Ferner fand ~Heim~, daß
+durch eine 1½stündige Ladung bei konstanter Spannung von 2,4 Volt die
+Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt dagegen fast so weit geladen werden, wie
+durch 3½stündige Ladungen mit konstanter Stromstärke. Durch ½stündige
+Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die Hälfte, durch ½stündiges Laden mit
+2,5 Volt zwei Drittel der beim Laden mit konstanter Stromstärke
+erzielten Kapazität. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war fast so
+günstig wie bei der Ladung mit konstanter Stromstärke.
+
+Von der Ladung mit konstanter Spannung wird man aber nur in
+Ausnahmefällen Gebrauch machen, wohl nur dann, wenn die Zeit, die für
+die Ladung zur Verfügung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung
+die schnellere Abnutzung der Platten und vielfach auch der hohe Betrag
+der anfänglichen Stromstärke im Wege steht. War doch die Stromstärke bei
+Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal größer als der höchste zulässige
+Ladestrom[71] und zwar bei einer Type „für starke Entladung‟.
+
+2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen ~Stromquellen~
+beschäftigen, die ~für die Ladung~ von Akkumulatoren in Betracht kommen.
+
+Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn vorhanden ist ein a)
+~Anschluß an ein Gleichstromnetz~. Da die positive Leitung an den
+positiven Pol der Batterie anzuschließen ist, so muß man in
+zweifelhaften Fällen zunächst die Polarität der Leitungen bestimmen. Am
+einfachsten benutzt man die elektrochemische Methode: Man kann z. B.
+einen Wasserzersetzungsapparat mit den Drähten des Netzes verbinden,
+wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand der Strom abzuschwächen
+ist; diejenige Elektrode, an der die Gasentwickelung am stürmischsten
+erfolgt, ist mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt man
+für die Bestimmung der Polarität Polreagenzpapier[72]. Dieses wird vor
+dem Gebrauche mit Wasser angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage
+(die Tischplatte) gelegt. Die Enden der Drähte, deren Polarität man
+bestimmen will, drückt man gegen das Papier; dieses färbt sich, wenn es
+mit der Lösung eines Alkalisalzes (+ Phenolphtaleïn) imprägniert ist, an
+derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte berührt wird,
+rot.
+
+Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet oder
+gruppenweise (z. B. die Hälfte) hintereinander und die Gruppen parallel
+schaltet, hängt von der zur Verfügung stehenden Netzspannung ab.
+Beträgt z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als
+Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man 110/2,7 = 41 Zellen in
+Hintereinanderschaltung laden. Soll eine größere Anzahl von Zellen
+geladen werden, handelt es sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden
+je 40 Zellen in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,
+zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die beiden positiven
+Pole durch einen Draht miteinander und ebenso die beiden negativen; an
+die beiden Verbindungsdrähte wird die Netzleitung angeschlossen (siehe
+auch S. 97).
+
+In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter und einen
+veränderlichen Widerstand ein. Je größer die Spannung des Netzes und je
+kleiner die Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so größer muß der
+Rheostat sein.
+
+  Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromstärke
+  15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn der Ladung rund 2
+  Volt beträgt, so müssen in dem Vorschaltwiderstand 110 - 40 = 70 Volt
+  erdrosselt werden. Der Spannungsabfall in einem Widerstande von w Ohm
+  beträgt aber, wenn ein Strom von i Amper durch den Widerstand fließt,
+  w · i Volt. Mithin muß der Vorschaltwiderstand 70/15 = 4,7 Ohm haben.
+  Ist er etwas kleiner, so schadet das weiter nichts, da die
+  Gegenspannung jeder Zelle in ganz kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. --
+
+Will man mit konstanter Stromstärke laden, so muß man von Zeit zu Zeit
+einen Teil des Vorschaltwiderstandes abschalten[73].
+
+Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen und die Netzspannung hoch
+ist, so kann man statt eines Kurbelrheostates Glühlampen als
+Vorschaltwiderstand benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen für
+110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also bei normalem
+Stromdurchgang einen Widerstand von etwa 220 Ohm (der Widerstand des
+Kohlefadens nimmt mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher
+Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand von 220/n Ohm; je
+größer man also n macht, um so stärker wird der Ladestrom. Das
+Schaltungsschema ist in Fig. 9 dargestellt: _L_₁ und _L_₂ sind die
+Drähte der Starkstromleitung, _L.W._ ist der Lampenwiderstand, _B_ die
+Batterie.
+
+[Illustration: Fig. 9.]
+
+  Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von Zellen, so ist
+  die Stromentnahme aus einem Netze höherer Spannung nicht ökonomisch,
+  da der größte Teil der entnommenen Energie in dem Vorschaltwiderstand
+  nutzlos in Wärme umgesetzt wird.
+
+b) ~Anschluß an ein Wechselstromnetz.~ Wechselstrom kann man für die
+Ladung einer Batterie nicht verwenden. Es muß also entweder eine
+Umformung in Gleichstrom erfolgen, oder es muß die eine Hälfte einer
+jeden Stromwelle unterdrückt bezw. stark geschwächt werden.
+
+Die Umformung erfolgt entweder in einem ~Motorgenerator~ (Motordynamo)
+oder in einem ~Einanker-Umformer~ (auch rotierender Umformer genannt).
+Ersterer besteht aus einem Wechselstrommotor und einer von diesem
+angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer ist eine Dynamomaschine,
+deren Anker auf der einen Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit
+einem Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung eines
+Motorgenerators gewährt den Vorteil, daß man die Spannung der
+Gleichstrommaschine in einfacher Weise regulieren kann, während eine
+Änderung der Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer zwar
+möglich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist nämlich das Verhältnis
+zwischen der eingeleiteten Wechselspannung und der von den Bürsten
+abgenommenen Gleichstromspannung ein festes[74], und zwar geben
+theoretisch bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugeführte
+(effektive) Spannung 141 Volt (100:√½) Gleichstromspannung und bei
+Drehstrom-Gleichstromumformern entsprechen 100 Volt Spannung zwischen
+zwei Schleifringen (Phasenstromspannung) 163 Volt (100:½√⅔) an den
+Bürsten.
+
+Als „~Gleichrichter~‟ kann auch die ~Quecksilberdampflampe~ von ~Cooper
+Hewitt~ benutzt werden, die u. a. von der Firma Heräus in Hanau auf den
+Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen Elektroden (z.
+B. zwischen Eisen und einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen
+her, so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom Eisen zur
+Kohle) über als im anderen Sinne[75]. Bei der Quecksilberdampflampe sind
+die Elektroden Eisen und Quecksilber. In der Physikal.-Techn.
+Reichsanstalt wurden eingehende Versuche und zwar durchaus
+zufriedenstellende mit diesem Gleichrichter angestellt, die sich auf
+Einphasen- und Drehstrom bezogen[76]. Es ergab sich, daß der
+Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug.
+Beträgt also die Netzspannung 150 Volt, so beträgt der Energieverlust
+bei 10,5 Amp. Stromstärke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters
+besteht auch darin, daß er ohne Beaufsichtigung (während der Nacht) im
+Betrieb bleiben kann.
+
+Die ~elektrolytischen Umformer~, welche die Umwandlung von Wechselstrom
+in pulsierenden Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.
+Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder Platin-)elektrode
+und verdünnter Schwefelsäure (oder einer Lösung der Sulfate der Alkalien
+oder des Alauns) einen elektrolytischen Apparat, so fließt bei
+Verwendung von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen Betrag
+nicht übersteigt, nur dann Strom durch die Zelle, wenn Aluminium die
+negative Elektrode ist (unipolare Elektrode). Man nimmt an, daß sich bei
+der umgekehrten Richtung das SO₄ mit Aluminium zu einer sehr dünnen
+unlöslichen Schicht von basischem Aluminiumsulfat verbindet, das den
+elektrischen Strom nicht leitet[77]. Nachdem also eine geringe
+Elektrizitätsmenge durch den Apparat geflossen ist, wird die Zelle zu
+einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend große Anzahl der Zellen
+hintereinander und verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,
+so wird von jeder Stromwelle die Hälfte unterdrückt und man erhält
+pulsierenden Gleichstrom[78].
+
+[Illustration: Fig. 10.]
+
+Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes ausgenutzt werden, so
+wendet man die in Fig. 10 angegebene Schaltung an. Ist die Klemme _K_₁
+der Wechselstrommaschine die positive, so geht der Strom durch die Zelle
+_2_, durch die zu ladende Batterie _B_, durch die Zelle _3_ zur Maschine
+zurück; ist _K_₂ positiv, so geht der Strom durch die Zellen _4_ und
+_1_. Für 110 Volt Wechselstrom genügen 4 Zellen.
+
+[Illustration: Fig. 11.]
+
+c) ~Laden mittels einer Gleichstrommaschine.~ Am besten eignet sich die
+Nebenschlußmaschine. Eine solche (mit 2 Polen) ist in Fig. 11
+schematisch dargestellt. Der im Anker _A_ erzeugte Strom teilt sich
+hinter der positiven Bürste; ein kleiner Teil (_i_) fließt durch die
+zahlreichen Windungen des linken Elektromagnetschenkels, durch den
+Regulierwiderstand _R_, die Windungen auf der rechten Seite und endlich
+durch die Bürste _B_₂ zum Anker zurück. Der Hauptstrom _J_ fließt durch
+die Akkumulatorenbatterie, deren positiver Pol mit der positiven Bürste
+verbunden sein muß.
+
+Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung den Widerstand in
+_R_ (durch Drehen der Kurbel), so wächst _i_, der Erregerstrom, und es
+wird, falls die Feldmagnete nicht schon vorher gesättigt waren, das
+magnetische Feld verstärkt, so daß die elektromotorische Kraft der
+Maschine steigt. Umgekehrt kann man durch Vergrößerung von _R_ die
+elektromotorische Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates die
+Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator. Die
+Spannungsregulierung kann in ziemlich weiten Grenzen vorgenommen werden.
+
+  Wir wollen annehmen, daß die Tourenzahl der Maschine, wie es meistens
+  zutrifft, nicht verändert werden kann. Man kann dann nur durch
+  Verstärkung des Erregerstromes die Spannung steigern, natürlich nur so
+  lange, bis die Elektromagnete gesättigt sind. Im allgemeinen wird nun
+  die Maschine so gebaut, daß ihre Feldmagnete bei der normalen Spannung
+  (z. B. 110 Volt) nahezu gesättigt sind. Soll eine Nebenschlußmaschine
+  also zeitweise eine wesentlich höhere Spannung, als man sie gewöhnlich
+  von ihr verlangt, liefern, so muß der Magnetismus der Feldmagnete bei
+  der normalen Spannung noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d.
+  h. das Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollständig ausgenutzt,
+  die Maschine ist also verhältnismäßig teuer.
+
+Die Gründe, weshalb sich die Nebenschlußmaschine für die Ladung von
+Akkumulatoren besonders eignet, sind folgende. Da die Klemmenspannung
+eines Akkumulators während der Ladung um 30-40% steigt[79], so muß,
+wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand den Strom zuerst
+abschwächen will, die elektromotorische Kraft der Lademaschine
+allmählich erhöht werden, was, wie schon gezeigt, bei der
+Nebenschlußmaschine, ohne daß man die Tourenzahl ändert, leicht
+geschehen kann. Nehmen wir ferner an, daß die elektromotorische Kraft
+der Maschine aus irgend einem Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens,
+plötzlich so stark sinkt, daß sie kleiner wird als die Spannung der
+Batterie, die geladen wird; es schickt dann die Batterie Strom in die
+Maschine[80]. Man erkennt nun leicht, wenn man die Fig. 11 betrachtet,
+daß der durch die Elektromagnetwickelung fließende Akkumulatorenstrom
+dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine selbst vor Eintritt der
+Störung in den Nebenschluß geschickte Strom. Die Feldmagnete ändern also
+ihre Polarität nicht, sie werden nicht ~umpolarisiert~[81], und es
+behält daher auch die im Anker induzierte elektromotorische Kraft ihre
+Richtung bei; sie ist mithin stets der elektromotorischen Kraft der
+Batterie entgegengesetzt gerichtet. Hört die Störung auf, so wächst die
+induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine schickt wieder
+Strom in die Batterie.
+
+Wie sich die Ladung gestaltet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Es
+soll nur ein bestimmter, in der Praxis häufig vorkommender Fall
+besprochen werden. Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die
+Anzahl der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlußmaschine möge bis
+zu 150 Volt erhöht werden können. Die Steigerung der Spannung um 40 Volt
+wird nun nicht allein durch Vergrößerung der Feldstärke des
+Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der Ankerrückwirkung
+bewirkt. Da aber die Ankerreaktion von der Ankerstromstärke abhängig
+ist, so ist man gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserhöhung
+zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern. -- Bevor man die Dynamo
+auf die Batterie schaltet, mißt man die Klemmenspannung der Batterie,
+diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo (mittels des
+Nebenschlußregulators) so, daß ihre Spannung um einige Volt höher ist
+als E und verbindet (durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit der
+Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters wird die elektromotorische
+Kraft der Maschine derartig reguliert, daß der gewünschte Ladestrom
+zustande kommt. Im Verlaufe der Ladung muß von Zeit zu Zeit eine
+Nachregulierung erfolgen.
+
+Bei den angenommenen Verhältnissen kann die ganze Batterie so lange
+geladen werden, bis die Spannung pro Zelle 150/60 = 2,5 Volt beträgt.
+Will man bis zu 2,7 Volt laden, so müssen einige Zellen abgeschaltet
+werden (s. Zellenschalter).
+
+Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die für den normalen Betrieb
+nötige Spannung (z. B. 110 Volt) liefern kann, so wird in vielen Fällen
+eine ~Zusatzdynamo~ verwendet, die mit der Hauptmaschine in Reihe
+geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert. Meistens wird die
+Zusatzdynamo durch einen Elektromotor angetrieben, dem Strom aus dem
+Netze zugeführt wird.
+
+Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und die Hauptmaschine nur
+die für die Speisung der Lampen und Motoren nötige Spannung liefert, so
+kann man die Batterie ~in zwei Hälften laden~ (s. S. 88). Hierbei muß
+eventuell ein Teil der Maschinenspannung in einem Vorschaltwiderstand
+getötet werden, dessen Größe man allmählich verringert. Sobald die
+Ladung der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen wieder
+hintereinander geschaltet.
+
+  Die Ladung in zwei Hälften ist mit größeren Energieverlusten
+  verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung aus 62
+  Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt, so müssen
+  durchschnittlich (110 - 31 . 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt werden,
+  so daß 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im
+  Vorschaltwiderstand in Wärme umgesetzt werden. Die Ladung mit
+  Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.
+
+  Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine. Rechnen wir
+  den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der Zusatzmaschine zu 85%,
+  so ist der Wirkungsgrad des Aggregates gleich 0,85 . 0,85 = 0,7225.
+  Der Energieverlust beträgt also bei unseren Annahmen 27¾% der dem
+  Aggregate zugeführten Energie.
+
+Eine ~Schaltung~, die fast die ganze Netzspannung auszunutzen gestattet,
+hat ~Micka~ angegeben. Angenommen, es sollen bei 110 Volt Netzspannung
+63 Zellen geladen werden. Aus diesen werden drei gleich große Gruppen
+gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen wollen. Die Zellen jeder
+Gruppe werden in Reihe und die beiden Gruppen II und III parallel
+geschaltet. Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet, so daß
+die für 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden sein muß. Gruppe I
+erhält also den vollen Ladestrom J, während II und ebenso III mit dem
+Strome J/2 geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten Gruppe
+früher geladen als die anderen. Nach Abschaltung von I werden II und III
+hintereinander geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines
+Widerstandes nötig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten laden, indem
+man z. B. zuerst unter Vorschaltung eines Widerstandes Gruppe I und II
+in Serie lädt, dann I und III und zuletzt II und III. (Siehe E. T. Z.
+1908, S. 943).
+
+d) ~Ladung mittels der Thermosäule.~ Die Verwendung der Thermosäule für
+die Ladung von Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich um
+eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das Verfahren ist höchst
+einfach, billig und mühelos: ein Vorschaltwiderstand ist überflüssig;
+die Einschaltung eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer
+Beaufsichtigung bedarf die Ladung nicht, man kann die Ladung auch
+während der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch beträgt pro Stunde ⅕ bis
+⅙ Kubikmeter (für etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte
+geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine gründliche.
+
+  Die ~Gülcher~sche Thermosäule besteht aus 66 hintereinander
+  geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend etwas
+  höher als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck auf einer
+  etwas geringeren Höhe halten. Es ist jedoch nicht nötig, einen
+  Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,
+  einzuschalten. Nach dem Anzünden der Gasflämmchen, das nicht sofort
+  nach Öffnung des Gashahnes, sondern erst etwa ¼ Minute später
+  geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,
+  dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von ca. 3,7
+  Volt (am Abend). Der innere Widerstand der Säule beträgt rund 0,7 Ohm.
+  Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten nach dem Anzünden
+  der Gasflammen mit den Polen der Thermosäule (+ mit +, - mit -), weil
+  sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang Strom abgibt. Wenn man sich
+  vergewissern will, ob der Akkumulator auch wirklich Strom aufnimmt, so
+  schaltet man ein Ampermeter ein[82]. Bei Beginn der Ladung gibt die
+  Thermosäule einen Strom von rund 2 Amper ab, später geht die
+  Stromstärke etwas zurück.
+
+  Sind mehrere Zellen zu laden, so muß man diese parallel schalten, da
+  die Spannung der Thermosäule schon für die Ladung von zwei in Reihe
+  geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser Stelle die
+  Bemerkung eingeschoben, daß man ~bei der Parallelschaltung~ der Zellen
+  ~keine Gewißheit~ hat, ~daß alle Zellen Strom aufnehmen~[83]. Ist bei
+  einer Zelle Sulfatierung erfolgt (s. S. 112), ihr Widerstand also sehr
+  groß, oder ist ein Kontakt mangelhaft, oder ein Verbindungsdraht
+  durchgebrochen o. dgl., so nimmt die Zelle keinen oder doch nur einen
+  ganz schwachen Strom auf. Um sich zu vergewissern, ob in alle Elemente
+  Strom fließt, verbinde man für einen Augenblick jede Zelle einzeln mit
+  der Thermosäule (Einschaltung eines Ampermeters). Gegen Ende der
+  Ladung sieht man zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase
+  entwickeln.
+
+  Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator ab,
+  dann ~bläst man die Gasflämmchen aus~ und dreht den Gashahn zu. Wenn
+  man das Ausblasen unterläßt, erfolgt meistens eine Explosion, die der
+  Thermosäule schaden kann.
+
+Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man, bevor er gefüllt ist, die
+Ladung unterbricht, ihm Strom entnimmt und später die Ladung fortsetzt
+(s. jedoch Kap. 7). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h. ihm
+Strom zuführen, ohne daß er vorher erschöpft war.
+
+e) Wenn keine der vorher erwähnten Stromquellen für die Ladung der
+Akkumulatoren zur Verfügung steht, so muß man seine Zuflucht zu
+~galvanischen Elementen~ nehmen.
+
+  Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische
+  Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand
+  ziemlich groß ist. Man muß mindestens drei Elemente hintereinander
+  schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: Zink[84] in verdünnter
+  Schwefelsäure (ca. 10%), Kohle in Salpetersäure. Das Element hat eine
+  elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere Widerstand
+  beträgt bei den Elementen mittlerer Größe 0,1 bis 0,2 Ohm. Zwei
+  Elemente genügen also für einen Akkumulator bezw. mehrere parallel
+  geschaltete Zellen; die Stromstärke beträgt anfänglich 5-7 Amp. Da die
+  Salpetersäure gesundheitsschädliche Dämpfe abgibt, so stellt man die
+  Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert den Raum gut, in dem die
+  Ladung erfolgt.
+
+  Die Reichspostämter benutzen für die Ladung der Akkumulatoren vielfach
+  Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes soll aber
+  Abstand genommen werden.
+
+Endlich sei noch erwähnt, daß manchmal die ~Ladung einer kleinen
+Batterie aus einer großen~ empfehlenswert ist. Wenn bei der großen
+Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man den Strom den
+beiden letzten mit dem Zellenschalter verbundenen Elementen. Durch
+Einschaltung eines kleinen Widerstandes schwächt man den Strom ab.
+
+3. ~Die Entladung.~ Schaltet man nach beendigter Ladung die
+Ladestromquelle ab, so beobachtet man an einem mit den Klemmen
+verbundenen Voltmeter, daß die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+zuerst schnell und dann langsam zurückgeht. Erst nach Verlauf von 40-50
+Minuten (wenn kein nennenswerter Strom entnommen wird) bleibt die
+Spannung konstant und hat dann den der Säuredichte entsprechenden Wert
+von 2-2,1 Volt (siehe S. 44). Für die Abnahme der Spannung lassen sich
+verschiedene Gründe angeben: (Verschwinden der Gaspolarisation?),
+Abnahme der hohen Säurekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,
+dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den Elektrolyten, das
+eine Zunahme der Konzentration der Blei- und Bleisuperoxydionen zur
+Folge hat; ferner ist zu berücksichtigen, daß ein Teil der Ladespannung,
+wenn Gasentwicklung erfolgt, als Überspannung anzusehen ist, die, sobald
+man den Ladestrom abschaltet, wegfällt.
+
+[Illustration: Fig. 12.]
+
+Manchmal beobachtet man, daß nach Abschaltung der Ladestromquelle noch
+eine ziemlich starke, kurze Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt.
+~Dolezalek~ erklärt diese Erscheinung folgendermaßen[85]: „Hat man durch
+lange Überladung alles auf der Elektrode befindliche Sulfat zersetzt, so
+bildet sich das Sulfat durch freiwillige Entladung (s. S. 106) zurück,
+was sich durch eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei
+Öffnung des Ladestromes zu erkennen gibt‟. Es ist aber auch möglich, daß
+das sogen. Nachkochen durch metallische Verunreinigungen hervorgerufen
+wird (s. Selbstentladung).
+
+Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die Klemmenspannung zunächst
+sofort um den Betrag i · w_{i}[86], hierzu kommt in den ersten
+Minuten ein ziemlich starker Spannungsabfall, der durch den
+Schwefelsäureverbrauch in den Poren der aktiven Masse und in
+unmittelbarster Nähe der Elektrodenoberfläche zu erklären ist (s. S.
+48). Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein Teil in Fig. 12
+abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die Spannung nach dem ersten Abfall
+längere Zeit nahezu konstant: das Hineindiffundieren der Säure in die
+Poren hält gleichen Schritt mit dem Säureverbrauch für die
+Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration der
+äußeren (C_{a}) und der inneren Säure (C_{i}) wollen wir δ nennen. Nun
+nimmt im Laufe der Entladung C_{a} ab; soll also δ konstant bleiben, so
+muß auch C_{i} abnehmen. Die Spannung muß demnach, der Abnahme der
+Konzentration der äußeren Säure (wie sie mittels eines eingetauchten
+Aräometers gemessen wird) entsprechend, langsam sinken. Je mehr
+Elektrizität man dem Akkumulator entnimmt, um so mehr wird, wie schon
+gezeigt wurde, der Säure das Eindringen in die aktive Masse erschwert.
+Daher ist gegen Ende der Entladung ein schnellerer Spannungsabfall zu
+erwarten (s. Fig. 13).
+
+Man hört mit ~der Entladung auf, wenn die Klemmenspannung bei
+Stromentnahme~ 1,83 ~bis~ 1,8 ~Volt beträgt~, weil eine zu weit
+getriebene Entladung dem Akkumulator schädlich ist und durch sie die
+folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein Akkumulator, wenn er bis
+zu dem angegebenen Punkte entladen ist, keine beachtenswerte
+Elektrizitätsmenge mehr ab. (S. auch „Erholung‟ S. 105 und „Behandlung‟
+Kap. 7.)
+
+  Bei Zentralen kommt noch hinzu, daß, wenn man mit der Entladespannung
+  noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten der
+  Spannung in der Zentrale umständlich wäre und die Zahl der Zellen
+  vergrößert werden müßte. Diese nämlich ist abhängig von der
+  Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt Netzspannung
+  sind 110/1,8 Zellen erforderlich.
+
+[Illustration: Fig. 13[87].]
+
+Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung eine ~gewisse
+Stromdichte nicht überschritten werden~ -- wenigstens für längere Zeit
+nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme (infolge der
+plötzlichen und starken Volumänderungen) krümmen („werfen‟) und die
+aktive Masse abbröckeln kann. Durch eine stärkere Krümmung der Platten
+kann ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden, der, falls er nicht
+bald beseitigt wird, zu einem vollständigen Ruine des Akkumulators
+führt. Die ~maximale Stromstärke~ wird von den Fabriken für die
+einzelnen Typen angegeben und ist meistens gleich der maximalen
+Ladestromstärke (s. auch Kap. 7).
+
+Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte entlädt, wird fast
+alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Wie durch ~Ayrton~,
+~Lamb~ und ~Smith~ nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15stündiger
+Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung vorrätigen
+Bleisuperoxydes zurück. Entsprechendes wird für den Bleischwamm gelten
+(s. Kapazität). Es erklärt sich so die Tatsache, daß positive
+„entladene‟ Platten noch eine braunrote Farbe haben.
+
+  [67] Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist von der
+  Säuredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber von der
+  Stromdichte abhängig.
+
+  [68] Die Akkumulatoren für stationäre elektrische Anlagen. 4. Aufl.
+  1906.
+
+  [69] In der Formel für die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+  kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im Nenner vor.
+
+  [70] E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.
+
+  [71] Der einstündigen Entladung entsprechend.
+
+  [72] Über die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe Lüpke-Bose,
+  Grundzüge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.
+
+  [73] Schaltungsschema siehe Figur 2 a. S. 26.
+
+  [74] Man muß also, wenn man die Gleichstromspannung variieren will,
+  die Spannung des Wechselstromes ändern; es kann dies durch
+  Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit
+  abschaltbaren Spulen geschehen.
+
+  [75] Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.
+
+  [76] E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik I, 2
+  S. 362.
+
+  [77] Nach einer anderen Erklärung bildet sich, wenn das Aluminium
+  Anode ist, Al₂O₃.
+
+  [78] Näheres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.
+
+  [79] Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.
+
+  [80] Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats
+  (Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, daß die Batterie
+  Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, daß der Automat
+  nicht funktioniert.
+
+  [81] Bei der Hauptstrommaschine würden die Feldmagnete umpolarisiert
+  werden.
+
+  [82] Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt ein mit
+  seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der Thermosäule an.
+
+  [83] Wenn ein Aräometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der Ladung ist
+  das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.
+
+  [84] Das Zink muß amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch zu
+  groß ist. Der theoretische Zinkverbrauch beträgt pro Amperstunde nur
+  1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode entwickelt,
+  um so mehr wird die theoretische Zinkmenge überschritten.
+
+  [85] l. c. S. 63.
+
+  [86] Dieser ist, wenn ~nur~ ein Voltmeter von größerem Widerstand mit
+  den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem der
+  dreistündigen Entladung entsprechenden Strome beträgt w_{i} · i einige
+  Hundertstel Volt.
+
+  [87] Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa 0,6 Amp.
+  (bezogen auf die Positiven) entladen. -- Die Gestalt der
+  Entladungskurve hängt von der Stromstärke ab. Je größer die
+  Stromdichte ist, um so stärker ist der Spannungssturz in den ersten
+  Minuten und gegen Ende der Ladung.
+
+
+
+
+Fünftes Kapitel.
+
+Die Vorgänge im ruhenden Akkumulator.
+
+
+1. ~Erholung.~ Wir haben gesehen, daß die Klemmenspannung eines
+Akkumulators bei der Entladung sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der
+Platten und dicht an der Oberfläche an Säure verarmt. Für die
+Richtigkeit dieser Erklärung spricht auch diejenige Erscheinung, die man
+als ~Erholung~ bezeichnet. Sie besteht darin, daß nach Verringerung der
+Belastung, besonders nach Öffnung des Stromkreises, infolge des
+Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung zuerst schnell,
+dann langsam bis zu dem der augenblicklichen Dichte der ~ganzen~ Säure
+entsprechenden Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung nicht
+kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht über den Zustand des
+Akkumulators täuschen. Aus dem Umstande, daß die elektromotorische Kraft
+rund 2 Volt beträgt, darf man nicht schließen, daß noch eine große
+Elektrizitätsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus den folgenden
+Messungen hervor.
+
+Eine Zelle, die bei vierstündiger Entladung eine Kapazität von etwa 16
+Amperstunden hat, wurde mit 4 Amp. entladen; die anfängliche
+elektromotorische Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das
+Voltmeter eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung wurde
+unterbrochen. Als sie nach 15stündiger Ruhe fortgesetzt wurde, ergab
+sich eine elektromotorische Kraft von 2,03 Volt; 3⅙ Stunden später
+belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach 5stündiger Pause
+zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei Entnahme von 4 Amp. fiel die
+Spannung in 5 Minuten auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt
+sich wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich ein Urteil über
+die Frage bilden will, wann man mit der Stromentnahme aufhören muß.
+
+2. ~Selbstentladung.~ Läßt man einen geladenen Akkumulator unbenutzt
+stehen, so nimmt seine Kapazität von Tag zu Tag ab, und die Säuredichte
+sinkt allmählich. Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in
+der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der Nutzkapazität
+bezeichnet man als Selbstentladung.
+
+  Hierzu gehört also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte
+  Entladung, die besonders bei Batterien für hohe Spannungen eine Rolle
+  spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven Klemme der
+  Batterie fließt ein schwacher Strom durch die Säure über die feuchte
+  Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie. Außerdem können
+  Ströme von dem positiven Pole einer Zelle über die Glaswand nach dem
+  negativen Pole ~derselben~ Zelle übergehen.
+
+Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat, die erfolgt,
+ohne daß der Akkumulator Strom abgibt, kann durch verschiedene
+Erscheinungen verursacht werden.
+
+a) Die Säure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt dieser an die
+Bleischwammelektrode, so wird Blei oxydiert. Da die Absorption und
+Diffusion[88] des Sauerstoffs nur sehr langsam erfolgen, so ist die
+betreffende Kapazitätsabnahme nur gering.
+
+b) Bei der Ladung sättigt sich die Säure in der Nähe der Elektroden und
+in den Poren der aktiven Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff,
+auch werden von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase
+aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung diffundiert der
+Wasserstoff langsam in die Säure hinein und gelangt nach der positiven
+Elektrode, wo er reduzierend wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach
+der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die diesen Vorgängen
+entsprechenden Verluste spielen keine große Rolle.
+
+c) Größere Elektrizitätsverluste können durch die Anwesenheit von
+fremden Metallen in der Schwefelsäure verursacht werden. Jedoch sind
+keineswegs alle Metalle zu den schädlichen zu rechnen, sondern nur
+diejenigen, die mit Blei in verdünnter Schwefelsäure ein galvanisches
+Element bilden, bei dem Blei der negative Pol ist. Wir werden hierauf
+unten noch näher eingehen. Einstweilen nehmen wir an, daß ein
+schädliches Metall, etwa Platin, in der Akkumulatorsäure enthalten sei.
+Durch Blei wird das Platin ausgefällt, es schlägt sich also Platin auf
+der Bleischwammelektrode nieder (wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe
+niederschlägt, den man in die Lösung eines Kupfersalzes eintaucht). Es
+sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden sich ein Zinkstab und
+eine Kupferplatte in verdünnter Schwefelsäure, und neigt man die Metalle
+so, daß sie sich innerhalb der Säure berühren, so beobachtet man an der
+Berührungsstelle lebhafte Gasentwickelung (Wasserstoff). Die Anordnung
+bildet ein innerhalb der Säure kurz geschlossenes Voltasches Element;
+der Strom geht vom Kupfer durch die Berührungsstelle zum Zink, durch die
+Säure zum Kupfer zurück. In unserem Akkumulator befinden sich nun
+außerordentlich viele, sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes
+Platinteilchen bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die Vorgänge
+sind ähnliche wie diejenigen, die sich in dem Voltaschen Elemente
+abspielen (s. S. 22) und können durch die Gleichung dargestellt werden
+
+  Pb + H₂SO₄ = PbSO₄ + H₂.
+
+Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes schädliches Metall in dem
+Elektrolyten befindet.
+
+Die eben erwähnten sehr kleinen Elemente nennt man ~Lokalelemente~ und
+die entsprechenden chemischen Vorgänge ~Lokalaktion~. Da infolge der
+Lokalaktion Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so muß die Kapazität
+der negativen Platte abnehmen.
+
+Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem der schädlichen Metalle
+erfolgt, um so stärker werden die Lokalströme, um so schneller erfolgt
+die Selbstentladung. Wenn man daher die Metalle nach dem Grade ihrer
+Schädlichkeit in eine Reihe ordnen will, so muß man die „Überspannung‟
+mit berücksichtigen (s. S. 13). Beträgt diese bei einem Metalle
+mehr als die elektromotorische Kraft der Kombination Blei |
+verdünnte Schwefelsäure | Wasserstoffelektrode, so kann eine
+Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall in der Säure
+bezw. auf der Bleischwammelektrode befindet, nicht erfolgen und demnach
+auch keine Umwandlung von Blei in Bleisulfat. Nach ~Dolezalek~[89] sind
+folgende Metalle dem Akkumulator gefährlich: Platin, Gold, Eisen,
+Silber, Nickel, Kupfer, und zwar Platin am meisten, Kupfer am
+wenigsten[90].
+
+  Daß ~Platin~ dem Akkumulator schädlich ist, zeigt ein einfacher
+  Versuch: Berührt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech
+  innerhalb der Säure eine negative Platte, so beobachtet man lebhafte
+  Gasentwickelung. -- Spuren von Platin können in die Schwefelsäure
+  gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird. Es
+  genügen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar
+  zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in sehr geringer
+  Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Schädlichkeit abnehmen,
+  wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam legieren.
+
+~Kupfer~ kann besonders bei offenen Zellen, die im Laboratorium benutzt
+werden, in die Säure gelangen, wenn Messingklemmschrauben oder
+Kupferdrähte an die Pole befestigt werden. Durch ~Säuredämpfe~
+oder durch Säurepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden
+Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht auch durch „kriechende‟ Säure,
+wird das Kupfer angegriffen, es bildet sich ein Kupfersalz, von dem
+sich Teilchen loslösen usw. -- Stehen Akkumulatoren in der Nähe einer
+Dynamomaschine, bei der Kupferbürsten benutzt werden, so können kleine
+Kupferpartikelchen in die Säure fliegen.
+
+  Eine bis jetzt noch nicht aufgeklärte Beobachtung hat ~Kugel~[91]
+  gemacht. Er fand, daß, wenn mehrere Metalle, die für sich allein nur
+  in geringem Grade schädlich sind, gleichzeitig in der Säure zugegen
+  sind, eine stärkere Selbstentladung erfolgt.
+
+Durch Untersuchungen von ~Kayser~ und ~Ost~ soll nachgewiesen sein, daß
+Kupfer, wenn es allein in der Säure vorkommt, eine Entladung nicht
+hervorruft; jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein
+zweites geeignetes Metall in der Säure war (s. ~Hoppe~, Die
+Akkumulatoren für Elektrizität). -- Verfasser weiß aus Erfahrung, daß
+Zellen, in die Kupferstaub geraten war, vollständig verdorben wurden.
+
+Wenn durch metallische Verunreinigungen eine Selbstentladung verursacht
+wird, so gasen die Negativen nach Unterbrechung des Ladestromes noch
+längere Zeit nach und die Dichtigkeit der Akkumulatorsäure nimmt ab,
+dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft langsam.
+
+d) Ferner ist die Anwesenheit ~schädlicher Metalle in den Platten~
+selbst zu erwähnen. Hier gelten dieselben Betrachtungen wie eben.
+Natürlich kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung
+verursachen, wenn das betreffende Metall mit der Säure in Berührung
+kommt.
+
+e) ~Lokalaktion an der positiven Platte.~ Dort findet eine Berührung
+zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen statt, die mit hinzutretender
+Schwefelsäure Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht in der
+Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven Masse und Blei des Trägers in
+Bleisulfat, bewirkt also eine Abnahme der augenblicklichen Kapazität der
+positiven Platten (und eine Zunahme der späteren, s. Formation).
+
+  Auch an der negativen Elektrode sollen nach ~Darrieus~ Lokalaktionen
+  stattfinden (?), da Hartblei (s. S. 118) und Bleischwamm in verdünnter
+  Schwefelsäure ein galvanisches Element von 0,520 Volt (nach ~Sieg~ von
+  0,225 Volt) bilden.
+
+f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung durch
+Verunreinigungen der Säure herbeigeführt werden, die leicht oxydierbar
+sind und in zwei verschiedenen Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen,
+das Ferro- und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven Elektrode
+Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche Verbindungen nach der
+negativen Elektrode hin, geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch
+Diffusion wieder nach der positiven Platte usw.
+
+Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung erfolgt, wächst mit der
+Konzentration der Säure, weil die elektromotorischen Kräfte der
+verschiedenen in Betracht kommenden Elemente mit der Säuredichte
+ansteigen. Dies gilt besonders von der Kombination Blei | verdünnte
+Schwefelsäure | Wasserstoff. Je größer die elektromotorische Kraft
+dieser Kette ist, je mehr sie also die „Überspannung‟ übertrifft, um so
+leichter erfolgt Wasserstoffentwicklung. Ist die Säure stark
+konzentriert, so kann sich auch chemisch reines Blei unter lebhafter
+Wasserstoffentwicklung auflösen (es gehen Bleiionen in die Lösung und
+Wasserstoffionen aus der Lösung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben
+und als Blasen entweichen[92]).
+
+Über die Größe der Stromverluste infolge der Selbstentladung[93] können
+genaue Angaben nicht gemacht werden; sie hängt eben von Zufälligkeiten
+ab, vor allem von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion
+der Platten. Für positive Platten wird sie im allgemeinen eine andere
+sein als für negative. Ferner dürfte die Selbstentladung um so größer
+sein, je weiter die sogen. Oberflächenentwicklung getrieben ist, lehrt
+doch die Erfahrung, daß für Großoberflächenplatten der Verlust durch
+freiwillige Entladung in einer bestimmten Zeit bedeutend größer ist als
+für sogen. Masseplatten[94]. In den ersten Tagen nach der Ladung ist
+der prozentuale Verlust größer als später.
+
+  Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefelsäure Verbunden
+  ist, so kann man sich mit Hilfe des Aräometers ein angenähertes Bild
+  von dem Zustande der Zelle verschaffen.
+
+Auf die Schlüsse, die sich aus der Selbstentladung für die Praxis
+ergeben, wird später näher eingegangen (s. Kap. 7). Hier sei nur darauf
+aufmerksam gemacht, daß man bei der Wahl des Systems in manchen Fällen
+auf die Selbstentladung Rücksicht nehmen muß. Je größer die
+Selbstentladung ist, um so größer ist die Gefahr, daß der Akkumulator
+Schaden leidet, wie sich aus dem folgenden Abschnitte ergibt.
+
+~Sulfatierung.~ Läßt man einen Akkumulator in entladenem Zustande
+längere Zeit stehen, so beobachtet man, daß sich auf der Oberfläche der
+Platten weiße Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Größe zunehmen;
+schließlich (nach mehreren Wochen) ist die ganze Oberfläche mit einer
+weißen Schicht bedeckt. Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die
+Masse, die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat (daher
+der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese Sulfatschicht
+unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung entstehenden Bleisulfat
+dadurch, daß sie aus größeren Krystallen besteht, während letzteres
+einen mit Schwefelsäure überall durchtränkten Überzug bildet. Wir müssen
+also schließen, daß die Sulfatierung auf eine ~physikalische~
+Veränderung des schwefelsauren Bleies zurückzuführen ist. ~Elbs~[95]
+gibt folgende Erklärung: Die Löslichkeit des Bleisulfates in verdünnter
+Schwefelsäure nimmt mit der Temperatur schnell zu. Nun unterliegt die
+Temperatur des Raumes, in dem sich der Akkumulator befindet und daher
+auch die Temperatur der Säure forwährenden Schwankungen. Steigt die
+Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden vorrätiges
+Bleisulfat in Lösung, sinkt die Temperatur (abends, in der Nacht), so
+scheidet sich ein Teil des gelösten Sulfates in kristallinischem
+Zustande ab. Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat in
+Lösung. Da sich aber das strukturlose, bei der vorhergegangenen
+Entladung entstandene Salz leichter löst, so nehmen die schon
+vorhandenen Kristallnadeln nur wenig an Größe ab. Bei der nächsten
+Abkühlung geht wieder Bleisulfat aus der Lösung heraus und setzt sich an
+die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen also die Kristalle im
+Laufe der Zeit auf Kosten des bei der Entladung entstandenen Sulfates,
+bis schließlich die ganze Oberfläche mit einer zusammenhängenden, für
+Flüssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von kristallinischem
+Bleisulfat bedeckt ist.
+
+  Für die Richtigkeit dieser Erklärung dürfte der folgende vom Verfasser
+  angestellte Versuch sprechen: In verdünnte Schwefelsäure, in der sich
+  fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte eingetaucht.
+  Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte zum Teil mit einer
+  ziemlich dicken, weißen Kruste bedeckt. Besonders stark hatte sich das
+  Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt, die sich in der Nähe
+  der Oberfläche der Säure befanden. Dort nimmt die Säure am leichtesten
+  die Temperatur der Umgebung an (das Glasgefäß war luftdicht
+  abgeschlossen).
+
+Schließt man eine Zelle, in der stärkere Sulfatierung erfolgt ist, an
+ein Voltmeter an, so findet man, daß ihre elektromotorische Kraft nahezu
+Null ist. Die folgende Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten
+verbunden, weil der innere Widerstand der Zelle ein ungewöhnlich großer
+ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes ist darauf
+zurückzuführen, daß die Sulfatschichten dem Strome das Eindringen in den
+Elektrolyten erschweren[96]. Nimmt die Zelle Strom auf, so sinkt der
+innere Widerstand einige Zeit nach Beginn der Ladung langsam.
+
+Die Erfahrung lehrt, daß bei einem Akkumulator mit sulfatierten Platten
+die Ladung mit Ruhepausen von Vorteil ist; man lädt also kurze Zeit,
+schaltet die Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung fort
+usw. Ferner soll sich die schädliche Sulfatschicht auf den Positiven
+leichter entfernen lassen als auf den Negativen.
+
+  Meines Erachtens ist die Erklärung für diese Erfahrungstatsachen
+  folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat löst sich nur sehr langsam
+  in der Säure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte geladen
+  wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert als sich
+  löst, so daß die Säure bald an Bleisulfat verarmt. Während der
+  Ruhepause sättigt sich die Säure mit Bleisulfat usw. 2. Die Dichte der
+  Säure unmittelbar an der Oberfläche der positiven Elektrode nimmt bei
+  der Ladung stärker zu als an der negativen Platte, da an ersterer nach
+  der Sulfattheorie Wasser verbraucht und Schwefelsäure gebildet wird.
+  Die Löslichkeit des Bleisulfates wächst mit der Säuredichte
+  schnell[97]. Man darf daher wohl den Schluß ziehen, daß das
+  kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter und
+  schneller in Lösung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.
+
+Die Neigung zur Sulfatierung wächst mit der Säuredichte, weil die
+Löslichkeit des Bleisulfates -- für das hier in Betracht kommende
+Intervall -- mit dem Schwefelsäuregehalt steigt (s. Fußnote) und damit
+die Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.
+
+Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob bei einer Zelle, die
+ein Glied einer Akkumulatorenbatterie ist, Sulfatisierung ausgeschlossen
+sei, wenn die Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird. Dies
+ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir nämlich an, daß bei einer
+Zelle, die wir mit Z bezeichnen wollen, eine leitende Verbindung
+zwischen einer positiven und einer negativen Platte entstanden sei, etwa
+durch herabgefallene aktive Masse. Es fließt dann fortwährend Strom von
+der positiven Elektrode durch den Kurzschluß nach der negativen Platte,
+so daß die Zelle viel früher entladen ist als die anderen Elemente.
+Erfolgt die nächste Ladung, so fließt der Ladestrom in Z zum Teil durch
+die Säure, zum größten Teil durch den metallischen Leiter in der Zelle,
+und dieser letztere Teil kommt für die Elektrolyse nicht in Betracht.
+Sind also die übrigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit zurück.
+Nach der Ladung entlädt sich die betreffende Zelle ziemlich schnell. Sie
+befindet sich also fast immer im entladenen Zustande, wodurch die
+Sulfatierung begünstigt wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat
+vorhanden ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.
+
+Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazität eines Elementes
+aus irgend einem Grunde kleiner ist als diejenige anderer, mit denen es
+in Serie geschaltet ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem neuen
+zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird dann bei jeder Entladung
+der Batterie zu stark beansprucht; die Ladung wird erschwert, die
+zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr größer als bei
+den übrigen Zellen.
+
+Die Erfahrung lehrt, daß die Sulfatierung schneller erfolgt, wenn die
+Entladung zu weit getrieben wird. Sie ist oft mit einer Krümmung der
+Platten verbunden, durch die ein innerer Kurzschluß herbeigeführt werden
+kann.
+
+  [88] Die Absorption erfolgt an der Oberfläche der Säure, durch
+  Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.
+
+  [89] ~Dolezalek~ l. c. S. 75.
+
+  [90] Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode und ein
+  Kupferblech (beide in verdünnter Schwefelsäure) mit einem
+  empfindlichen Voltmeter, so findet man, daß die Spannung schnell auf
+  einige Millivolt fällt.
+
+  [91] Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.
+
+  [92] Die Säure muß, wenn dieses geschehen soll, eine so große Dichte
+  haben, daß die elektromotorische Kraft der vorhin erwähnten Kette
+  gleich der Überspannung für Blei ist, nämlich 0,64 Volt.
+
+  [93] Nach ~Bein~ (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908, S. 184)
+  soll die Selbstentladung in Schwefelsäure von 1,8 Dichte nach 2 Tagen
+  bis zu 14% betragen. Unter normalen Verhältnissen dürfte jedoch der
+  Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch ~Dolezalek~
+  gibt kleinere Zahlen an.
+
+  [94] Man vergl. die Untersuchungen von ~Albrecht~, E. T. Z. 1907,
+  Seite 539.
+
+  [95] ~Elbs~, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.
+
+  [96] Daß der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an Säure
+  verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.
+
+  [97] Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial muß man schließen, daß
+  die Löslichkeit des Bleisulfates mit der Säuredichte zuerst abnimmt,
+  bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.
+
+
+
+
+Sechstes Kapitel.
+
+Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.
+
+
+I. ~Plattenkonstruktionen~. ~Planté~, den wir bereits als den Erfinder
+des Bleiakkumulators kennen lernten (s. S. 34), benutzte für seine
+Untersuchungen glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei
+aufeinandergelegt und durch Kautschukbänder voneinander getrennt; das
+Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei solchen glatten Platten
+eine auch nur einigermaßen befriedigende Kapazität zu erhalten, war sehr
+umständlich (s. Formation).
+
+Um die Kapazität zu erhöhen und die Formationszeit zu verringern, trug
+~Faure~[98], dessen Deutsches Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist,
+auf glatte Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleiglätte, Mennige) und
+verdünnter Schwefelsäure hergestellten dicken Brei auf. Die Schicht
+wurde durch einen Überzug aus poröser Masse (Filz oder dergl.)
+festgehalten.
+
+Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung des Faureschen Verfahrens
+erzielte ~Volckmar~ -- Patent vom 9. Dez. 1881 -- dadurch, daß er als
+Träger der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich zahlreiche
+rechteckige oder sonstwie geformte Löcher befanden. Die Rippen
+verjüngten sich nach außen. Die Füllmasse, die sogenannte Paste, wurde
+als Brei in die Löcher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder
+Bleimehl, das mit verdünnter Schwefelsäure angerührt wurde. Volckmar ist
+also der Erfinder der sogenannten ~Gitterplatten~, die man auch wohl
+~gepastete~ oder ~pastierte~ Platten oder Masseplatten nennt.
+
+~De Kabath~ suchte bei möglichst kleinem Gewichte der Platten, ohne
+Bleisalze zu verwenden, eine möglichst große Oberfläche zu erzielen. Er
+stellte wellenförmige Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in
+Bleischeiden geschoben wurden.
+
+[Illustration: Fig. 14.]
+
+In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen erfunden; nomen
+eorum est legio. Die meisten waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich
+im Betriebe nicht bewähren, vor allem weil dem Umstande nicht genügend
+Rechnung getragen war, daß die kleinen Kuchen oder Pastillen beim Laden
+und Entladen ihr Volumen ändern, so daß der Zusammenhang zwischen der
+aktiven Masse und den Gitterstäben mangelhaft wurde oder die Pastillen
+rissen und herausfielen. Um diese Übelstände zu beseitigen, konstruierte
+~Correns~ (1888) eine Platte, die man als ~Doppelgitter~ bezeichnen
+kann. Wie man sieht, haben die Stege _a b_ dreieckigen Querschnitt, und
+es liegen je zwei, etwas gegeneinander versetzt, übereinander (siehe
+Fig. 14). Die Pastillen sind in der Mitte infolgedessen etwas
+eingeschnürt. Die zwischen je zwei Querbalken _c d_ liegenden Felder
+stehen im Zusammenhang. Das ~Corrensgitter~ wird von den Akkumulatoren-
+und Elektrizitätswerken vorm. W. A. ~Boese~ in Berlin hergestellt. Auf
+die Entwicklung der Großoberflächenplatten werden wir noch zurückkommen.
+Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen; es sollen aber nur
+die bekanntesten deutschen Fabrikate berücksichtigt werden. Man kann die
+Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten einteilen. 1.
+Mit Rücksicht auf die Verwendung, die der Akkumulator finden soll, kann
+man unterscheiden zwischen Platten für stationäre und transportable
+Elemente. Bei ersteren kommt es auf das Gewicht weniger an, verlangt
+wird eine große Lebensdauer. Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei
+dicken Platten größer als bei dünnen. Auch die Beanspruchung im Betriebe
+wird bei der Konstruktion bezw. bei der Wahl der Platten eine Rolle
+spielen; für Pufferbetrieb wird man eine andere Platte wählen als für
+Telephonbetrieb.
+
+2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden zwischen
+Platten aus reinem Blei oder einer Legierung von Blei und Antimon, die
+man Hartblei nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):
+zwischen Großoberflächen- oder Planté-Platten und Masse- oder
+Faure-Platten. Mit Rücksicht auf den Träger der wirksamen Masse[99] kann
+man einteilen in ~Kernplatten~, d. h. Platten, die in der Mittelebene
+einen zusammenhängenden Kern haben, auf dem sich die Rippen oder dergl.
+erheben, in ~Einfachgitterplatten~ und ~Doppelgitter~.
+
+~Großoberflächenplatten.~ Die große Oberfläche erzielt man dadurch, daß
+man die Platte mit zahlreichen Rippen, Zähnen, Leisten u. dergl.
+versieht. Die von der Säure benetzte, daher der Stromwirkung zugängliche
+Oberfläche nennt man die ~abgewickelte~ Oberfläche.
+
+Hat eine Platte von 1 dm Länge und 1 dm Breite, deren ~projizierte~
+Oberfläche also 1 dm² beträgt, eine abgewickelte Oberfläche von 4 dm²,
+so sagt man, daß die ~Oberflächenentwickelung~ eine vierfache sei. Die
+Großoberflächenplatte wurde besonders von den Gebrüdern ~Tudor~
+(~Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft~, ~Hagen~ i. W.) ausgebildet.
+
+  Anfänglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten mit
+  relativ hohen, dünnen Rippen versehen waren, bis sie die volle
+  Kapazität erreicht hatten, nach Planté formiert (s. S. 127). Dieses
+  Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die
+  Platten später zuerst eine Zeitlang nach Planté formiert; dann wurden
+  die Zwischenräume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige und
+  Schwefelsäure ausgefüllt. Schließlich wurden die hergerichteten
+  Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in
+  Bleisuperoxyd umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente
+  vorläufig als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte
+  inbezug auf Höhe des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen
+  Elektrizitätsmenge (Kapazitätsbeanspruchung) wird ~jede künstlich auf
+  eine positive Bleiplatte aufgetragene Masse früher oder später weich~
+  und fällt auf den Boden. Bei den ~Tudor~-Platten war nach 1 bis 2
+  Jahren die aufgetragene Masse herausgespült. In dieser Zeit aber hatte
+  sich die Bleisuperoxydschicht um so viel weiter aus dem Bleikern
+  entwickelt, daß die Dicke derselben einschließlich der Reste der
+  aufgetragenen Masse, die fest mit der Schicht verwachsen waren,
+  nunmehr genügte, der Platte die von ihr verlangte Kapazität zu geben;
+  die Platte war dann eine reine ~Planté~-Platte.
+
+  Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine
+  Großoberflächenplatte arbeiten sollte, so mußte natürlich, damit die
+  Leistung pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials möglichst groß
+  wurde, die Zahl der auf der Flächeneinheit des Kerns stehenden Rippen
+  möglichst gesteigert und die Höhe der Rippen möglichst groß gewählt
+  werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte sich
+  nun, daß dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr schnell
+  genug von der Säure durchdrungen wurde. Infolgedessen blieb von einer
+  gewissen Steigerung der Oberflächenentwickelung ab die gewünschte
+  Mehrleistung aus. Um diesen Übelstand zu beheben, suchte man das
+  Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden. Die Platte wird jetzt
+  unter Benutzung eines neuen Verfahrens in der Fabrik so weit formiert,
+  daß sie von vornherein die gewünschte Kapazität hat. Da keine Masse
+  eingetragen wird, so kann die Oberflächenentwickelung wesentlich
+  vergrößert werden.
+
+[Illustration: Fig. 15.]
+
+Fig. 15 zeigt den Querschnitt und die bildliche Darstellung der für
+Beleuchtungsbatterien zur Verwendung kommenden positiven Platten der
+~Akkumulatoren-Fabrik Aktien-Gesellschaft~. Die Platte wird ohne Kern
+hergestellt. _a b_ sind die Längsrippen; sie werden durch Stege _c d_
+zusammengehalten. Die Oberflächenentwickelung ist eine achtfache. Die
+Rippen sind vollständig frei, so daß die Säure gut zirkulieren kann.
+
+  Eine zu weit getriebene Oberflächenentwickelung hat, wenn man den
+  Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit relativ hoher
+  Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, nämlich, daß der
+  Spannungsabfall in der Säure wächst. Es geht dies aus folgendem
+  Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher
+  Oberflächenentwickelung denken wir uns ein Stück von 1 dm Länge und 1
+  dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die negative
+  Platte sei gerade so groß; der Abstand der Oberflächen der beiden
+  Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen; der
+  spezifische Widerstand der Säure sei ρ Ohm (bezogen auf 1 cm³). Der
+  Widerstand, den der Strom in der Säure zu überwinden hat, ist gleich
+  ρ[100]/100 Ohm. Die einer ~glatten~ Oberfläche von 1 dm²
+  entsprechende Stromstärke sei i, dann wäre also, wenn der Akkumulator
+  der Oberflächenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in
+  Rechnung zu setzende Stromstärke 8i und der durch den Widerstand in
+  der Säure bedingte Spannungsabfall E₁ = 8i.ρ/100 Volt. Bei einem
+  zweiten Akkumulator sei die Oberflächenentwickelung der positiven
+  Platte eine einfache (glatte Oberfläche ohne Rippen). Soll dieser
+  zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so muß seine
+  positive Platte 8 mal größer sein; bei sonst gleichen Umständen
+  (gleiche Säuredichte, gleiche Größe der negativen Platte wie eben)
+  wäre dann der Widerstand in der Säure ¼.ρ/100 (nicht ρ/(8×100), da der
+  mittlere Säurequerschnitt 4 dm² ist) und der Spannungsverlust in der
+  Säure E₂ = 8i.¼.ρ/100 = ¼E₁. Wir gelangen also zu dem Resultate, daß
+  eine ~der Oberflächenentwickelung entsprechende Beanspruchung einen
+  größeren Spannungsabfall zur Folge~ hat. Dies ist besonders bei
+  Pufferbatterien zu berücksichtigen.
+
+Die genannte Firma verwendet für Pufferbatterien eine mit der in Fig. 15
+abgebildeten inbezug auf die Konstruktion übereinstimmende Platte, die
+aber nur eine 6fache Oberflächenentwickelung hat.
+
+~Großoberflächenplatten~ sollen sich, wie von Fachleuten oft
+behauptet wird, ~nicht als negative~ Platten eignen, da der Bleischwamm
+keinen festen Halt habe, während das Bleisuperoxyd fest mit dem
+Bleikern verwächst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die
+Großoberflächenplatten auch als negative Elektroden auszubilden.
+
+~Gitterplatten~ oder pastierte Platten werden als positive und negative
+Elektroden benutzt. Die Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse
+(Füllmasse) festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen zuzuführen.
+Sie müssen genügende mechanische Festigkeit haben. Die Stromverteilung
+muß eine möglichst gleichmäßige sein, weil sonst eine ungleichmäßige,
+den chemischen Umsatz begleitende Volumänderung erfolgt und eine
+Deformation der Platte (Krümmung), sowie schlechter Kontakt zwischen
+Träger und aktiver Masse eintreten kann. Je kürzer die Entladedauer, um
+so enger sollte daß Gitter sein.
+
+Die Paste[101] wird hergestellt aus Mennige (Pb₃O₄, rot) oder Bleiglätte
+(Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder aus einer Mischung der beiden Oxyde.
+Für die Anode wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, für die
+Kathode Bleiglätte bevorzugt. Auch Bleimehl kann verwendet werden.
+
+Als Bindemittel verwendet man verdünnte Schwefelsäure,
+Glyzerinschwefelsäure, d. h. eine Mischung aus Schwefelsäure und
+Glyzerin, oder Magnesiumsulfatlösung und noch andere Flüssigkeiten. Die
+Schwefelsäure soll frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpetersäure
+und salpetriger Säure. Wie die Säure auf diese Verunreinigungen hin
+untersucht wird, werden wir später sehen. Die Paste wird nach
+sorgfältiger Reinigung der Träger (Gitter) mittels eines eichenen
+Spatels eingetragen (Schmieren); die pastierten Platten werden in einem
+mäßig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich die Schwefelsäure
+während des Trocknens mit Bleiglätte allmählich zu Bleisulfat und die
+Paste erhärtet infolge Verdunstung des Wassers, die Masse wird
+porös[102]. Die Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefelsäure,
+wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und Abscheidung von
+Bleisuperoxyd nach der Gleichung:
+
+  Pb₃O₄ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O + PbO₂.
+
+[Illustration: Fig. 16.]
+
+Der Bleischwamm der negativen Platten hat die Neigung, im Laufe der
+Jahre zusammenzusintern, eine Erscheinung, die man als ~Schrumpfen~ oder
+~Verbleiung~ bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere Struktur, und
+die Folge ist, daß die Kapazität der negativen Platten allmählich
+zurückgeht. Um diesem Übelstande zu steuern, mischt man der Masse
+gewisse Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen
+verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver usw. Wird soviel von diesem
+indifferenten Material beigemischt, daß das Sintern dauernd unmöglich
+ist, so macht sich ein anderer Übelstand bemerkbar; es tritt nämlich ein
+so starkes Quellen ein, daß die Masse aus dem gewöhnlichen, alten Gitter
+herauswächst und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann nun
+dadurch verhütet werden, daß man die Gitterplatte auf beiden Seiten mit
+einer perforierten Scheibe aus Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die
+~Akkumul.-Fabrik, Akt.-Gesellsch.~ hüllt ihre aus einem weitmaschigen
+Gitter bestehende negative Platte in ein mit zahlreichen kleinen Löchern
+versehenes Bleiblech ein (s. Fig. 16). Das Gitter besteht aus zwei
+Hälften; jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen. Die
+Massepastillen werden besonders hergestellt und in die eine Gitterhälfte
+eingelegt. Dann wird die andere Plattenhälfte aufgelegt, und die beiden
+Hälften werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen also
+gleichsam in kleinen Kästchen mit perforierter Grund- und Deckfläche
+liegen, so wird die Platte als ~Kastenplatte~ bezeichnet.
+
+[Illustration: Fig. 17.]
+
+~Gottfried Hagen~ in Cöln-Kalk verwendet als Anoden und Kathoden
+Gitterplatten. Dies hat, wie die Firma sagt, den Vorzug, daß die
+Kapazität beider Plattenarten gänzlich unabhängig von der Sorgfalt bei
+der Formation wird und stets die gleiche bleiben muß, da alle Platten
+derselben Art und Größe stets die gleiche Menge wirksamer Bleisalze
+enthalten. Die viereckigen Gitteröffnungen werden bei den für stationäre
+Batterien bestimmten Platten um so enger gemacht, je kürzer die
+Entladedauer oder je größer die Stromdichte bei der Entladung sein soll.
+Für starke Beanspruchung wird das in Fig. 17 abgebildete Gitter
+benutzt. Es gleicht in seinem Aussehen den Großoberflächenplatten; es
+wird aus reinstem Weichblei hergestellt, während die Gitter mit großen
+Öffnungen (Elektromobile), um genügende mechanische Festigkeit zu
+erzielen, aus Hartblei (Blei und Antimon) gegossen werden.
+
+[Illustration: Fig. 18.]
+
+In neuerer Zeit hat die Firma die negativen Platten wesentlich geändert,
+und zwar beziehen sich die Änderungen sowohl auf das Gitter wie auf die
+Zusammensetzung der Masse. Die Beschaffenheit des neuen Gitters ist aus
+den Figuren 18 und 19 zu ersehen; die letztere zeigt einen Ausschnitt in
+größerem Maßstabe. Es sind, wie man sieht, außer den nach außen spitz
+zulaufenden Längsrippen flache, die mechanische Festigkeit erhöhende
+Bänder vorhanden. Durch die Mitte der Platte (s. Fig. 18) läuft eine
+starke Leiste, so daß die ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.
+
+[Illustration: Fig. 19.]
+
+Für transportable Akkumulatoren verwenden die ~Akkumulatoren- und
+Elektrizitätswerke Akt.-Ges. vormals W. A. Boese & Co.~ sogenannte
+~Masseplatten~. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen mit einer
+geringen Anzahl großer Felder (siehe Fig. 20); das Trägergewicht ist
+also auf ein Minimum reduziert. Die die Felder ausfüllende Masse ist
+zementartig erhärtet; in jedem Felde befinden sich mehrere kleinere und
+ein größeres Loch, um den Zutritt der Säure zu den einzelnen Teilen und
+die Zirkulation zwischen den Platten zu ermöglichen. Besonders bei
+Entladungen mit längeren Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb, erzielt
+man günstige Leistungen, zumal die Selbstentladung bei solchen Platten
+eine verhältnismäßig geringe ist[103]. Für Akkumulatoren mit kürzerer
+Lade- und Entladezeit sind solche Masseplatten nicht geeignet.
+
+[Illustration: Fig. 20.]
+
+~Formation~. Das Verfahren, durch welches auf den Platten eine genügend
+dicke Schicht von Bleischwamm bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird,
+nennt man Formation oder Formierung.
+
+Da bei der Formation Schwefelsäure nicht verbraucht wird, es sei denn,
+daß man zuerst Blei oder die Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so
+kann man saure, alkalische und neutrale Lösungen verwenden. Entweder
+wird die ganze Formation in ~einer~ Lösung ausgeführt, oder man
+behandelt die Platten nacheinander in zwei verschiedenen Lösungen, z. B.
+zuerst in alkalischer und dann in saurer Lösung. Ferner können Anode und
+Kathode ~gleichzeitig~ in demselben Bade formiert werden, oder es findet
+eine ~getrennte Formation~ statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und
+Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.
+
+a) ~Reine Planté-Formation~. Wenn man als Elektroden reine Bleiplatten
+benutzt und die Zelle lädt, so erfolgt schon nach kurzer Zeit
+Gasentwicklung. Sobald sich nämlich die positive Platte mit einer sehr
+dünnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, hört die Einwirkung des
+Stromes auf, da das metallisch leitende Superoxyd den darunter liegenden
+Bleikern vor dem weiteren Angriff des Stromes schützt. Um nun die
+Kapazität der Elektroden zu vergrößern, lockerte ~Planté~ die Platten an
+der Oberfläche auf, so daß auch unmittelbar unter der Oberfläche
+liegende Schichten der Stromwirkung zugänglich wurden. Das angewandte
+Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde kurze Zeit
+geladen, dann nach einer Ruhepause entladen, hierauf wieder geladen u.
+s. f. Bei den verschiedenen Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden
+Kapazität allmählich größer wurde, schickte er den Strom bald in der
+einen, bald in der anderen Richtung durch die Zelle, da nur diejenige
+Elektrode angegriffen und aufgelockert wird, die bei der Ladung Anode
+ist.
+
+Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten später ~Gladstone~ und
+~Tribe~. Die Superoxydteilchen bilden mit Bleiteilchen und Säure kleine,
+kurzgeschlossene Elemente (siehe Selbstentladung). Diese entladen sich
+während der Ruhepause; hierbei werden Blei und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat umgewandelt. Bei der nächsten Ladung kann daher eine größere
+Menge Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm, wenn die
+Stromrichtung geändert wird) verwandelt werden.
+
+Die reine Planté-Formation ist umständlich und dauert Wochen, ja Monate
+lang; sie ist wegen des großen Stromverbrauchs auch teuer.
+
+b) ~Beschleunigte Formation der positiven Planté-Platten~. Schon
+~Planté~ fand, daß die Formation schneller vor sich geht, wenn man die
+Platten zuerst in mäßig konzentrierte Salpetersäure eintaucht und dann
+formiert; durch die Salpetersäure wird die Platte rein chemisch
+aufgelockert. Die so erhaltene Superoxydschicht fällt aber leicht ab,
+sie ist nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die bei der rein
+elektrochemischen Formierung entstandene. Auch ist die Gefahr vorhanden,
+daß Spuren von Salpetersäure trotz sorgfältigen Abspülens der Platte
+zurückbleiben. Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe immer
+weiter, so daß das Bleigitter oder der Bleikern nach verhältnismäßig
+kurzer Zeit zerstört wird.
+
+Später sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um beschleunigte
+Formation besonders bei den positiven Großoberflächenplatten zu
+erzielen. Sie bestehen fast alle darin, daß auf rein chemischem Wege
+Bleiverbindungen gebildet werden, die auf elektrochemischem Wege in
+Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die lösend wirkende Substanz dem
+Elektrolyten zugesetzt, so spielen sich beide Vorgänge gleichzeitig ab.
+~Epstein~ behandelt die Bleiplatten in heißer verdünnter Salpetersäure
+elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann zwischen zwei
+Bleibleche gehängt, die leitend miteinander verbunden sind; der
+elektrolysierende Strom tritt an der zu formierenden Platte ein.
+
+Nach P. ~Schoop~ (l. c. I S. 106) erreicht man am sichersten eine
+tiefgehende Auflockerung des Bleies bei Verwendung einer Lösung von
+Natriumbisulfat und Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei
+Bleiplatten aufgehängt, die Außenplatten werden miteinander verbunden
+usw. (s. oben). Auf der Mittelplatte (Anode) bildet sich eine braune
+Substanz, die aber kein Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte
+entfernt, wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert wird. Dies
+geschieht elektrochemisch in stark verdünnter Schwefelsäure. Die Platten
+werden sorgfältig mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles
+Chlor[104] (Salzsäure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt. Es
+bildet sich ein gleichmäßiger und festhaftender Überzug von Bleioxyd;
+dieses wird durch elektrochemische Formation in verdünnter Schwefelsäure
+in Superoxyd umgewandelt.
+
+c) ~Formation der pastierten Platten~. α) Negative Platten. Die
+Füllmasse besteht aus basischem, sowie aus neutralem Bleisulfat und aus
+nicht zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobkörnig ist und nur zum
+Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses nur langsam in Lösung.
+Infolgedessen wird, wenn man nicht mit sehr geringer Stromdichte
+arbeitet, der Elektrolyt an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.
+Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der Nähe der Platte ab, so
+steigt die Spannung an der Kathode und erreicht bald die für die
+Wasserstoffabscheidung nötige Höhe. Um die unnütze und auch schädliche
+Wasserstoffentwickelung zu verhüten, muß man dafür sorgen, daß die
+Konzentration der Wasserstoffionen eine möglichst kleine oder diejenige
+der Bleiionen eine möglichst große ist. Da neutrale Salze bei der
+elektrolytischen Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so sind
+neutrale Lösungen für die Formation der negativen Platten vorzuziehen;
+besonders eignen sich Magnesium- und Aluminiumsulfat (von ~Fitz-Gerald~
+zuerst ausgeführt, von P. ~Schoop~ wieder aufgenommen). Hierbei bildet
+sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium- bezw.
+Aluminiumhydroxyd, das aber durch Säure, die bei der Formation (aus der
+Paste) frei wird, neutralisiert wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an
+Bleiionen -- das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung
+zurückzudrängen -- kann man dadurch erreichen, daß man die Löslichkeit
+des Bleisulfates steigert, z. B. durch Erwärmung des Elektrolyten[105],
+oder eine Substanz zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein
+lösliches Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat man in der
+Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst sehr geringe zurückbleibende
+Mengen des Zusatzes dem Akkumulator sehr schädlich sind.
+
+Erfolgt die Formation in verdünnter Schwefelsäure zwischen zwei mit
+einander verbundenen Bleiblechen (Anoden), so dauert sie mehrere Tage.
+
+β) Positive Platten. Die Füllmasse besteht aus Bleisulfat, Bleisuperoxyd
+(s. S. 123) und Bleiglätte bezw. Mennige. Die Abscheidung der
+Bleisuperoxydionen, deren Existenz wir annehmen wollen (s. S. 55), muß
+durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gefördert werden (die
+Sauerstoffentwickelung also verringert werden). Nun ist die
+Konzentration dieser Ionen umgekehrt proportional der vierten Potenz der
+Wasserstoffionen; mithin muß letztere Konzentration auf einer möglichst
+geringen Höhe gehalten werden. In neutraler Lösung erfolgt also die
+Formation schneller als in saurer[106]. Man verwendet Aluminium- und
+Magnesiumsulfat. Während der Formation bildet sich Schwefelsäure, durch
+deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen; die Säure muß
+neutralisiert werden; man erreicht dies durch aufgeschwemmtes Magnesium-
+oder Aluminiumhydroxyd.
+
+  [98] Über die verschiedenen Patentansprüche und die historische
+  Entwickelung des Akkumulators siehe ~Hoppe~, Akkumulatoren für
+  Elektrizität, 5. Auflage, ferner P. ~Schoop~, Die Sekundär-Elemente.
+
+  [99] Bei Großoberflächenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene
+  Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene Masse gemeint.
+
+  [100] In Wirklichkeit ist er etwas größer, da ein Teil des Stromes in
+  die Säure innerhalb der Rippen eindringt.
+
+  [101] Näheres über die Fabrikation findet man in: F. ~Grünwald~, Die
+  Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.
+
+  [102] M. U. ~Schoop~ berechnet in der früher erwähnten Schrift die
+  Porosität einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte
+  (Gitterplatte) zu angenähert 43%, d. h. beträgt der für die Füllmasse
+  zur Verfügung stehende Raum 100 cm³, so sind 43 cm³ mit Säure
+  angefüllt. Für die Bleischwammplatte ergab sich eine noch größere
+  Porosität.
+
+  [103] Näheres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.
+
+  [104] Für Chlor gilt ähnliches wie für Salpetersäure (s. S. 128).
+
+  [105] Nicht zu empfehlen, da bei Erwärmung die wirksame Masse zu
+  locker wird.
+
+  [106] Eine saure Lösung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen
+  befinden; je größer die Konzentration der H·, um so größer ist die
+  Acidität.
+
+
+
+
+Siebentes Kapitel.
+
+Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften über die
+Behandlung, Lebensdauer.
+
+
+~Aufstellung.~ Der ~Raum~, in dem die Akkumulatorenbatterie
+untergebracht wird, soll kühl, trocken und vor allem gut ventilierbar
+sein, damit die Säure nicht zu stark verdunstet, die Außenwände der
+Zellen trocken gehalten werden können (Isolation) und die bei der Ladung
+sich bildenden Gase schnell entweichen. Während der Ladung dürfen
+brennende oder glühende Körper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet
+werden, da die Möglichkeit nicht ausgeschlossen ist, daß sich bei
+schlechter Ventilation eventuell vorhandenes Knallgas entzündet. Zur
+Beleuchtung dürfen nur elektrische Lampen verwendet werden, die im
+luftleeren Raume brennen.
+
+Der Fußboden soll fest und solide sein, natürlich muß er auch säurefest
+sein. Allen Anforderungen dürfte ein Asphaltboden auf Untergrund aus
+Zementbeton genügen[107].
+
+Die Elemente müssen so aufgestellt werden, daß man zu jeder Zelle freien
+Zutritt hat zwecks einer Besichtigung, Messung der Säuredichte oder
+sonstiger vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt gewordener
+Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen nicht mehr als zwei Reihen
+neben- und übereinander auf demselben Gestelle stehen; größere Zellen
+müssen auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach den
+Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker müssen die Zellen
+von Batterien für hohe Spannungen so angeordnet sein, daß bei der
+Bedienung eine zufällige gleichzeitige Berührung von 2 Punkten, zwischen
+denen eine Potentialdifferenz von mehr als 250 Volt herrscht, nicht
+stattfinden kann. Bei Batterien in Anlagen mit mehr als 250 Volt
+Gebrauchsspannung zwischen 2 Leitern oder mehr als 2 × 250 Volt in
+Dreileiteranlagen sind nach den Vorschriften des V. D. E.
+Lattenlaufböden erforderlich. (Isolation gegen Erde.)
+
+Die ~Gestelle~ werden aus sorgfältig geteerten oder mit Paraffinöl
+durchtränkten Balken hergestellt. Der Gebrauch von Nägeln, Schrauben,
+Bandagen aus Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die Säure
+angegriffen werden; die Verbindung der einzelnen Teile des Gestelles muß
+daher durch Holzpflöcke geschehen.
+
+Große Sorgfalt ist auf die ~Isolation~ zu verwenden, da die Außenseiten
+der Elemente auch bei guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die
+einzelnen Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell und dieses
+gegen die Erde durch nichthygroskopische Unterlagen zu isolieren. Bei
+größerer Batteriespannung kann man Ölisolatoren verwenden, deren oberer
+Teil größer ist als der untere, so daß etwa herabfließende Säure über
+den oberen (überhängenden) Teil hinwegtropft, der untere Teil des
+Isolators also trocken bleibt.
+
+Die im Akkumulatorenraume verlegten Drähte müssen mit säurefester Farbe
+angestrichen werden. --
+
+Als ~Zellen~ benutzt man Gefäße aus Glas, Zelluloid, Hartgummi und Holz.
+Glas isoliert gut, ist billig und ermöglicht eine genaue Besichtigung
+des Inneren des Elementes. Für transportable Akkumulatoren verwendet man
+Hartgummi oder Zelluloid und versieht die Zellen mit einem Deckel; noch
+vorhandene Fugen werden mit einem säurefesten und elastischen Kitt
+verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien für mehr als 16
+Volt Spannung als Material für Gefäße nicht verwendet werden.
+
+  Zelluloid ist zwar leicht entzündbar, da aber die Wände von innen
+  durch die Säure gekühlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen, daß
+  das Zelluloid bis zur Entzündungstemperatur erhitzt wird. Es hat die
+  Vorzüge, daß es gegen Stöße unempfindlich ist, leicht verarbeitet
+  werden kann und durchsichtig ist; ferner können Gefäße aus diesem
+  Stoffe repariert werden.
+
+Für große Elemente benutzt man Holzkasten, die mit Bleiblech im Innern
+verkleidet werden. Natürlich dürfen die Platten diese Verkleidung nicht
+berühren.
+
+[Illustration: Fig. 21.]
+
+~Einbau~. Die Platten werden bei stationären Elementen meistens mittels
+zweier Fahnen oder Nasen auf dem oberen Rande des Gefäßes aufgehängt (s.
+Fig. 21), damit sie sich frei ausdehnen können. Die Oberflächen der
+einzelnen Platten müssen genau parallel laufen, und der Abstand zwischen
+zwei benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe sein. Hängt
+nämlich eine Platte schief, so werden die Stellen, die den kleinsten
+Abstand haben, am stärksten beansprucht, so daß Krümmungen eintreten
+können; diese können wiederum Abbröckeln der aktiven Masse und
+Kurzschluß herbeiführen. Hat ferner eine positive Platte von den beiden
+benachbarten Elektroden ungleichen Abstand, so werden ihre beiden Seiten
+nicht gleichmäßig ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden
+positiven Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.
+Parallelität und gleiche Abstände erreicht man am einfachsten dadurch,
+daß man zwischen je zwei Platten eine genügende Anzahl von Glasstäben
+schiebt, die alle denselben Durchmesser haben, und durch elastische
+Bleistreifen oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen die Platten
+ausüben läßt (s. Fig. 21).
+
+Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden des Gefäßes muß sich ein
+größerer Zwischenraum befinden, in dem sich herabfallende aktive Masse
+sammeln kann (Vermeidung eines inneren Kurzschlusses).
+
+[Illustration: Fig. 22.]
+
+In Fig. 22 ist schematisch dargestellt (für 2 Elemente), wie die Platten
+angeordnet und mit einander verbunden werden. Warum die erste und letzte
+Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde früher dargelegt (s. S.
+62). Man sieht, daß die positiven Fahnen der ersten Zelle mit den
+negativen Fahnen der zweiten durch eine Bleileiste verbunden sind. --
+Bei kleinen Elementen, die nur aus einer positiven und zwei negativen
+Platten bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch durch
+einen Steg.
+
+Der Abstand der Platten richtet sich nach deren Größe; einerseits darf
+er nicht zu groß sein, damit der innere Widerstand der Zelle nicht
+unnötig groß wird, anderseits darf er nicht so klein sein, daß eine
+Besichtigung der Platten erschwert oder unmöglich wird; auch kann sich
+bei geringen Abständen leicht Kurzschluß bilden. Bei kleinen Platten
+(bis etwa 3 qdm einseitiger Oberfläche) beträgt der Abstand in der Regel
+8 bis 10 mm, bei mittelgroßen (bis 6 qdm) 10 bis 12 mm und bei großen 12
+bis 15 mm. Bei kleinen transportablen Akkumulatoren sollte der Abstand
+der Platten reichlich groß gewählt werden, damit Kurzschluß durch
+herausfallende Masse möglichst vermieden und eine genaue Besichtigung
+des Innern der Zelle leicht ausführbar ist.
+
+[Illustration: Fig. 23.]
+
+Seit einigen Jahren ist man dazu übergegangen zwischen die einzelnen
+Platten ~Holzbrettchen~ oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits
+gesehen, daß man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente
+Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern. Die aktive Masse
+quillt dann leicht aus dem Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschluß
+bewirken. Um diesem Übelstande zu steuern, bedeckt die Firma ~Gottfried
+Hagen~ in Cöln-Kalk die negative Elektrode mit einer gelochten
+Hartgummiplatte, die durch die Glasröhren gegen das Gitter gepreßt wird.
+Die Perforierung ist eine so feine, daß jedes Durchtreten von Partikeln,
+die sich loslösen, durch die Öffnungen ausgeschlossen ist und die Säure
+dennoch leicht zirkulieren kann. Werden Holzkasten für die Zellen
+verwendet, bei denen Glasröhren keinen Zweck haben, da man ohnehin nicht
+das Zelleninnere besichtigen kann, so werden Hartgummiplatten verwendet,
+die auf der einen Seite mit Rippen versehen sind (s. Fig. 23); diese
+vertreten die Stelle der Glasröhren.
+
+[Illustration: Fig. 24.]
+
+Nach den Montagevorschriften der ~Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft~ werden zwischen die einzelnen Platten Holzbrettchen
+geschoben, die etwas größer sind als die Platten. Die Brettchen werden
+in die Schlitze von Holzstäben geschoben (siehe Fig. 24). Diese sind
+etwas dünner als die Plattenzwischenräume und sitzen anfangs etwas lose.
+Da die Stäbe in der Säure quellen, so sitzen sie bald fest. Auf diese
+Weise wird erreicht, daß zwischen Platten und Brettchen ein enger
+Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer genügend großen Menge
+von Säure in Berührung ist. Die Brettchen erfahren eine besondere
+Vorbehandlung in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?) aus dem Holz
+Stoffe in Lösung treten, die ein Sulfatieren der Platten fast unmöglich
+machen, so daß die Kapazität lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen
+soll, da die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden, für
+lange Jahre vorhalten. Außerdem dienen die Brettchen auch als Mittel zur
+Verhinderung von Kurzschluß.
+
+Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu bedecken, weil dann
+Säurepartikelchen, die beim „Kochen‟ durch die Gase mitgerissen werden,
+zurückgehalten werden und verhindert wird, daß von der Decke
+abbröckelnder Kalk oder dgl. in die Säure fällt.
+
+Für die Elemente der ~Automobilbatterien~ werden Hartgummikasten
+verwendet. Die Platten werden auch mit Zwischenlagen aus perforiertem
+Hartgummiblech oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen Elemente
+werden so miteinander verbunden, daß schadhafte Zellen leicht
+ausgewechselt werden können; man benutzt biegsame Verbindungen aus
+Bleistreifen oder verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch
+Schrauben befestigt werden.
+
+~Säure~. An die ~Reinheit~ der Schwefelsäure und des zum Nachfüllen zu
+benutzenden Wassers sind, wie sich aus früheren Betrachtungen (s. S. 107
+und S. 110) ergeben dürfte, die ~höchsten Anforderungen zu stellen~. Sie
+müssen vor allem frei sein von metallischen Verunreinigungen. Fremde
+Metalle (s. Selbstentladung) bewirken das sogen. Nachgasen. Man prüft
+die Säure auf die Anwesenheit schädlicher Metalle dadurch, daß man
+mittels eines sauberen Holzspans ein Stückchen Zink in eine Probe
+bringt, die sich in einem Reagenzglas befindet. Sind schädliche Metalle
+in der Säure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch
+Wasserstoff abgeschieden, man sieht beständig feine Gasbläschen
+emporsteigen. Der Versuch, der etwa ½ Stunde dauern sollte, wird 3mal
+wiederholt; bleibt ~einmal~ die stetige Bläschenbildung aus, so ist die
+Säure frei von schädlichen Metallen.
+
+Der Elektrolyt muß ferner frei sein von Chlor, Salpetersäure und
+salpetriger Säure, Arsenverbindungen und Essigsäure. Auch ganz minimale
+Mengen dieser Substanzen sind dem Akkumulator sehr schädlich; sie wirken
+nämlich zerstörend auf den Bleikern, indem sie Blei lösen. Die
+Bleiverbindung wird durch den Strom zersetzt und die Verunreinigung wird
+wieder frei usw. (s. Formation).
+
+  ~Untersuchung auf Salpetersäure~: Man löst etwas Brucin in
+  konzentrierter Schwefelsäure und setzt der Schwefelsäureprobe einige
+  Tropfen der Lösung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten Menge
+  Salpetersäure erfolgt Rotfärbung.
+
+  Stickstoffverbindungen können auch in der Weise nachgewiesen werden,
+  daß man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefelsäure
+  eintropfen läßt und der heißen Lösung etwas Indigolösung zusetzt. Wird
+  die Flüssigkeit entfärbt, so ist die Säure nicht brauchbar.
+
+  ~Die Untersuchung auf Chlor~ ist mit besonderer Sorgfalt auszuführen.
+  5 cm³ (ca. 9 Gramm) Säure werden mit 50 cm³ destilliertem Wasser
+  gemischt[108]; nach 5-6 Stunden setzt man etwas Salpetersäure und
+  20prozentige Silbernitratlösung (Höllensteinlösung) zu. Nach
+  einstündigem Stehen darf die Flüssigkeit keine weiße Färbung,
+  höchstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet sich bei
+  Gegenwart von Chlorverbindungen unlösliches, weißes Chlorsilber.)
+
+  ~Arsenverbindungen~ werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff in
+  braunes, unlösliches Schwefelarsen umgewandelt.
+
+Zum Füllen der Elemente benutzt man verdünnte Schwefelsäure vom
+spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17; sind die Positiven
+Großoberflächenplatten, so kann die Säure etwas stärker sein. Die Dichte
+der Säure wird bei den ersten Ladungen etwas größer, da die Paste noch
+weiter formiert wird und hierbei Schwefelsäure frei wird. -- Da bei der
+Vermischung von Schwefelsäure und Wasser eine starke Wärmeentwickelung
+erfolgt und explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man Wasser
+in Schwefelsäure gießt, so muß man die Schwefelsäure in dünnem Strahle
+unter Umrühren dem Wasser zusetzen. Mittels des Aräometers konstatiert
+man, ob die Mischung das gewünschte spezifische Gewicht hat. Erst nach
+dem Erkalten darf die Säure in die Akkumulatorengefäße gegossen werden.
+Muß man einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen aus Glas
+oder Porzellan.
+
+Da die Untersuchung der Schwefelsäure und die Herstellung der Mischung
+umständlich ist, so empfiehlt es sich, die Säure durch die
+Akkumulatorenfabrik oder durch Handlungen zu beziehen, die von der
+Akkumulatorenfabrik empfohlen werden.
+
+Die Säure soll die oberen Kanten der Platten mindestens 1 cm überragen;
+vor allem darf es nicht vorkommen, daß der obere Teil der Platten aus
+der Säure herausragt. Im Laufe der Zeit ändert sich die Menge und die
+Dichte der Säure, da Wasser verdampft, kleine Säureteilchen von den bei
+der Ladung sich bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die Kapazität
+der Platten zu- bezw. abnehmen kann; wächst diese im Laufe der Zeit, so
+wird bei der Entladung mehr Säure verbraucht und die Schwankungen der
+Säuredichte werden größer. Meistens genügt es, durch Zusatz von
+destilliertem Wasser[109] die Säure auf die richtige Höhe zu bringen;
+von Zeit zu Zeit jedoch muß man die Säuredichte der einzelnen Zellen
+sowohl im vollständig geladenen wie im vollständig entladenen Zustande
+messen und eventuell Akkumulatorensäure hinzufügen (nie konzentrierte
+Säure, da diese die Platten angreift). Man setzt am besten die Säure vor
+Beginn der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung bewirken. Im
+entladenen Zustande beträgt die Säuredichte meist 1,15, im geladenen
+Zustande kann sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige Säuredichte
+schadet übrigens dem Akkumulator nicht, wohl aber eine zu hohe
+(Begünstigung der Sulfatierung, Verringerung der Lebensdauer). Säure,
+die beim Nachfüllen verschüttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die
+Isolatoren trocken bleiben.
+
+Die Säuredichte mißt man mittels eines ~Aräometers~, dessen Körper so
+flach ist, daß man es in den engen Zwischenraum zwischen den Platten
+einführen kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen, so benutzt
+man ein ~Aräometer~ mit ~Saugheber~ und Gummiball. Bei genauen
+Untersuchungen ist zu beachten, daß die Säure in der Nähe des
+Gefäßbodens etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von Luft kann man
+eine Vermischung herbeiführen.
+
+In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht, das
+Mischungsverhältnis und der Widerstand von 1 cm³ verdünnter
+Schwefelsäure angegeben.
+
+
+  Spezifisches | Gewichts- | Grade | Widerstand eines
+  Gewicht bei  | prozente  | Baumé |    Kubikcent.
+      15°      |   H₂SO₄   |       |   (angenähert)
+  =============+===========+=======+==================
+      1,10     |   14,35   |  13,0 | 2,2 Ohm
+      1,12     |   17,01   |  15,4 | 1,8  „
+      1,14     |   19,61   |  17,7 | 1,6  „
+      1,16     |   22,20   |  19,8 | 1,5  „
+      1,18     |   24,76   |  22,0 | 1,45 „
+      1,20     |   27,32   |  24,0 | 1,4  „
+      1,22     |   29,84   |  26,0 | 1,38 „
+      1,224    |   30,50   |  26,6 | 1,36 „  (Minimum)
+
+Zuweilen verwendet man für die Füllung transportabler Akkumulatoren
+~gelatinöse Schwefelsäure~, die aus Schwefelsäure, Wasserglas und
+Asbest hergestellt wird. Die ~Trockenfüllung~ leidet an den Nachteilen,
+daß der innere Widerstand des Elementes stark erhöht und die Kapazität
+wesentlich verringert wird. Die Füllung muß mit einer Schicht flüssiger
+Säure von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes Wasser
+oder stark verdünnte Säure zuzusetzen.
+
+Für Automobilbatterien verwendet man, da man die Säuremenge, um das
+Gewicht zu verringern, möglichst klein macht, Säure von etwas höherer
+Konzentration als bei Zellen für stationäre Anlagen; im geladenen
+Zustande darf die Säuredichte den Wert 1,25 erreichen.
+
+Muß eine Zelle ~geleert werden~, so zieht man die Säure mittels eines
+Hebers ab; die Platten werden in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die
+betreffende Zelle muß, nachdem sie neu montiert ist, stark überladen
+werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie während der Ladung der Batterie
+mit den anderen Zellen in Reihe, man verbindet sie also mit den beiden
+benachbarten Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der beiden
+Verbindungen beseitigt und der positive Pol des einen Nachbars mit dem
+negativen Pole des anderen verbunden (~Überbrückung~). Unsere Zelle ist
+also während der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei der folgenden
+Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.
+
+~Die Vorschriften für die Ladung und Entladung~ weichen in einzelnen
+Punkten bei den verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon durch
+den Umstand erklärt werden kann, daß die Fabrikate verschieden sind. Die
+folgenden Vorschriften dürften aber allgemein gültig sein.
+
+Die ~erste Ladung~ (nach der Montage) soll, wenn eben möglich, ohne
+Unterbrechung so lange fortgesetzt werden, bis bei allen Zellen an
+beiden Elektroden reichlich Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine
+große (24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei den negativen
+Platten, an der Luft (während des Transportes, der Montage) verändert
+wird, so daß eine nachträgliche Formierung erfolgen muß. Am längsten
+dauert natürlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten unformiert
+versandt wurden.
+
+Die späteren Ladungen sollen, wenn möglich sofort, spätestens aber 24
+Stunden nach Beendigung der Entladung erfolgen (s. Sulfatierung). Falls
+die ~Batterie stark erschöpft~ ist, was bei Betriebsstörungen, z. B. bei
+einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann, so muß ~sofort~ gründlich
+aufgeladen werden. Zu beachten ist, daß man den positiven Pol der
+Batterie mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden muß (ev.
+Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom (gewöhnlich gleich
+der maximalen Entladestromstärke) darf nicht überschritten werden. Man
+lädt so lange, bis bei sämtlichen Elementen der Batterie an beiden
+Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt. Der Wärter hat die Pflicht,
+bei jeder Ladung nachzusehen, ob alle Zellen gasen[110].
+
+Finden täglich mehrere Teilladungen statt, so darf nur ~eine~ bis zur
+vollen Gasentwicklung durchgeführt werden, die anderen dagegen sind
+sofort abzubrechen, wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.
+
+Will man (im Laboratorium) große und kleine Zellen gleichzeitig laden,
+so schaltet man zwei oder mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet
+aus diesen gleichsam einen größeren Akkumulator, oder man wählt den
+Strom so, daß er der kleinsten Type angepaßt ist.
+
+Es ist darauf zu achten, daß die mit dem Zellenschalter verbundenen
+Elemente nicht zu lange überladen werden.
+
+Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur wenig benutzt wird
+(Laboratorium), muß von Zeit zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen
+werden (siehe Selbstentladung). Automobilbatterien sollen nach jeder
+Fahrt geladen werden.
+
+Die Ladestromstärke darf, wie wir bereits sahen, eine gewisse Größe
+nicht überschreiten; sie ist, wenn an beiden Platten Gasentwicklung
+erfolgt, auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Wertes herabzusetzen.
+Hierfür kann man verschiedene Gründe angeben. Wird die Gasentwicklung zu
+stürmisch, so werden viele kleine Partikelchen der wirksamen Masse
+losgesprengt. Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromstärke
+nicht vermindert wird, einen hohen Wert, und es kann sich
+Überschwefelsäure bilden (s. S. 14). Auch wird bei starker
+Gasentwicklung zu viel Säure verspritzt.
+
+Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie parallel. Die Ladung
+der Batterie muß, ehe der Parallelbetrieb beginnt, beendet sein, ein
+~Nachladen~ bei ausgeschaltetem Ladeschalter ist unter allen Umständen
+~zu vermeiden~, weil es zu einer Schädigung der mittleren Schaltzellen
+führt.
+
+  Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen. Es handle
+  sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der Zentrale 115
+  Volt beträgt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich; von diesen
+  seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die Ladung sei soweit
+  fortgeschritten, daß die Spannung jeder Zelle 2,2 Volt beträgt. Dann
+  werde zum Parallelbetrieb übergegangen. Die Ladung kann nur durch den
+  Entladeschalter geschehen (s. S. 173). Es können dann nur 115:2,2 = 52
+  Zellen Strom bekommen, die 12 letzten Zellen werden also nicht mit
+  geladen. Muß die Batterie später Strom abgeben, so sind anfänglich
+  115 : 2 = 58 Zellen an der Stromlieferung beteiligt. Die Zellen 53 bis
+  58 werden also überanstrengt, da sie bei der Nachladung keinen Strom
+  erhielten.
+
+Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt für ihre Batterien vor, daß
+unter normalen Verhältnissen etwa alle 3 Monate eine ~Ladung mit
+Ruhepausen~ erfolgen soll (s. S. 114). Durch diese sucht man offenbar
+einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die Ladung geschieht in der
+Weise, daß die Maschine abgeschaltet wird, sobald an beiden Elektroden
+die Gasentwicklung beginnt; die Batterie ist vom Netze zu trennen. In
+diesem Ruhezustande soll sie mindestens 1 Stunde stehen bleiben. Dann
+wird wieder geladen bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.
+Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander folgen, bis ~sofort~
+nach dem Einschalten der Maschine Gasentwicklung beginnt. Bei den
+Nachladungen soll die Stromstärke natürlich kleiner als die normale
+sein. Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die Batterie zu
+stark beansprucht und wenn sie wiederholt ungenügend geladen worden ist.
+
+Zellen, die voraussichtlich längere Zeit nicht benutzt werden, sind
+gründlich aufzuladen (Selbstentladung); besonders schnell geht die
+Selbstentladung bei Großoberflächenplatten vor sich.
+
+Der Wärter hat die Pflicht, alle ~Zellen bei~ jeder ~Ladung~ zu
+beobachten; besondere Aufmerksamkeit soll er den Schaltzellen zuwenden.
+Es kommt zuweilen vor, daß eine ~Zelle~ gegen die anderen
+~zurückbleibt~[111]; es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die Nachbarn
+schon lange „kochen‟, die Säuredichte steigt nicht oder doch nur sehr
+langsam an. Eine solche Zelle ist auf ~Kurzschluß~ zu untersuchen. Ein
+solcher kann verursacht werden dadurch, daß sich eine Platte krümmt oder
+dadurch, daß ein Fremdkörper in die Zelle hineinfällt oder daß aktive
+Masse aus dem Gitter herausfällt. Er hat zur Folge, daß der Ladestrom
+sich verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die Säure fließt,
+d. h. eine elektrochemische Wirkung ausübt. Nach der Ladung entlädt sich
+die Zelle in sich selbst; denn der den Kurzschluß bewirkende Körper
+bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden Polen. Bei einer
+solchen Zelle tritt bald Sulfatierung ein, die mit einer
+Kapazitätsabnahme verbunden ist.
+
+Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man mittels eines kleinen
+Kompasses feststellen. Diesen legt man nacheinander zwischen zwei
+benachbarte Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschluß hat, so
+wird die Nadel durch das magnetische Feld des Stromes abgelenkt.
+
+Die ~Vorschriften für die Entladung~ sind größtenteils schon in den
+Betrachtungen des Kapitels 4 enthalten. Es sei daran erinnert, daß eine
+gewisse Stromstärke nicht überschritten werden darf. Dies ist besonders
+beim Experimentieren im Laboratorium etc. zu beachten. Ist man im
+Zweifel, wie stark der Strom bei einem Versuche wird, so muß man einen
+Rheostaten und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in Fig. 25
+angedeutet ist. In dieser soll _A_ den Apparat darstellen, dem Strom
+zugeführt wird, _Amp._ ein Ampermeter, _W_ einen veränderlichen
+Widerstand, _B_ die Batterie, _Voltm._ ein Voltmeter.
+
+Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator entladen ist, hat große
+praktische Bedeutung (man vergleiche die Bemerkungen auf S. 102 und die
+Darlegungen über die Erholung). Weiß man nicht bestimmt, ob man einer
+Zelle noch Strom entnehmen darf, so verbindet man die Klemmen mit einem
+Voltmeter und läßt das Element den der dreistündigen Entladung
+entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle erschöpft, so sinkt die
+Klemmenspannung in kurzer Zeit auf 1,8 Volt. -- Dauert ein Versuch
+längere Zeit, so sollte stets ein Voltmeter mit den Klemmen des
+Elementes bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. Fig. 25).
+
+[Illustration: Fig. 25.]
+
+  Um zu prüfen, wie groß noch ungefähr die Elektrizitätsmenge ist, die
+  man entnehmen darf, kann man das Aräometer benutzen. Kennt man die
+  Säuredichte der Zelle in geladenem und entladenem Zustande, so kann
+  man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte einen Schluß über
+  den Energieinhalt ziehen. Weiß man z. B., daß die Säuredichte des
+  vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige der entladenen Zelle 1,16
+  ist, und findet man, daß das spezifische Gewicht den Wert 1,17 hat, so
+  enthält der Akkumulator noch ungefähr ¾ seiner Elektrizitätsmenge.
+
+Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen werden, gehen in ihrer
+Kapazität zurück. Soll dies vermieden werden, so müssen die Zellen von
+Zeit zu Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit möglichst der
+garantierten Kapazität beansprucht werden. Diese Vorschrift ist
+besonders für solche von Wichtigkeit, die Anlagen in Schulen etc. zu
+beaufsichtigen haben.
+
+~Sulfatieren~, ~Krümmen~. Bei Batterien macht sich stärkere
+~Sulfatierung~ in einer oder mehreren Zellen in der Weise bemerkbar, daß
+bei der gewöhnlichen anfänglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom
+zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden, mißt man die
+Spannung der Elemente einzeln mittels eines Voltmeters für geringe
+Spannungen (Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande ist die
+Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr klein. Bei der Ladung kann
+in der kranken Zelle Gasentwicklung erfolgen, ohne daß ein chemischer
+Umsatz an den Platten erfolgt.
+
+Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht die ganze Oberfläche,
+oder ist es nur in sehr dünner zusammenhängender Schicht vorhanden, so
+gelingt es meistens, die Zelle unter Anwendung einer höheren Spannung
+(3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium benutzt man am besten die
+Thermosäule; bei größeren Batterien kann man den Ladestrom den
+Schaltzellen entnehmen.) Während der Ladung schalte man ab und zu (etwa
+nach je 10 Minuten) eine Ruhepause (5-10 Minuten) ein (S. 114). Nach der
+ersten Ladung hat das Element noch nicht seine volle Kapazität. Man
+behandelt daher die Zelle in der früher angegebenen Weise.
+
+Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem ~Krümmen~ der Platten
+verbunden. Findet man, daß eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so
+schiebt man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasstäbe, so daß
+eine weitere Verringerung des Plattenabstandes nicht erfolgen kann, oder
+man drückt die Platte durch breite flache Hölzer, deren Dicke gleich
+dem Plattenabstand ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte
+durch eine neue zu ersetzen. Die Kölner Akkumulatoren-Werke schreiben
+vor, daß in Zellen, die dauernd zu arbeiten haben, Platten aus der
+letzten Schaltzelle kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,
+während die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt werden.
+
+Damit man beginnende Krümmung oder andere Fehler entdeckt, muß man von
+Zeit zu Zeit eine Revision sämtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich
+hierbei, besonders wenn es sich um große Zellen oder um Elemente in
+Holzkästen handelt, einer ~Ableuchtlampe~, d. h. einer elektrischen
+Lampe mit Schutzkorb, Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem
+Stöpsel für Wandkontakt[112].
+
+~Automobilzellen~ sind von Zeit zu Zeit, unter normalen Verhältnissen
+alle drei Monate, zu ~reinigen~. Die Plattensätze werden zu dem Zwecke,
+nachdem die Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig
+aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges Heben und Senken in
+destilliertem Wasser abgespült; die Kasten werden entleert und
+gereinigt, dann werden die Plattensätze wieder eingeschoben und Säure
+vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder Reinigung muß eine
+gründliche Aufladung mit etwa dem halben normalen Ladestrom erfolgen.
+
+Im Übrigen sei bemerkt, daß die Firmen genaue Vorschriften über die
+Behandlung der von ihnen gelieferten Batterien geben und daß sie gegen
+eine jährliche Prämie die Überwachung und Instandhaltung der Batterien
+übernehmen (~Akkumulatorenversicherung~).
+
+~Die Lebensdauer~ des ~Akkumulators~ hängt in hohem Maße von der Art der
+Behandlung ab. Über diese können allgemein gültige Angaben kaum gemacht
+werden. Dünne Platten, wie sie für Traktionszwecke benutzt werden, die
+mit relativ hoher Stromdichte beansprucht werden, müssen nach 100 bis
+200 Entladungen ausgewechselt werden. Planté-Platten haben eine andere
+Widerstandsfähigkeit als Faure-Platten. Auch spielt die Art der
+Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark beschleunigte Formierung
+scheint die Lebensdauer ungünstig zu beeinflussen.
+
+Werden bei der Formation dem Elektrolyten Chemikalien zugesetzt, die
+Blei chemisch angreifen, so kann es leicht vorkommen, daß in den Platten
+geringe Mengen dieser Substanzen zurückbleiben und in die
+Akkumulatorensäure gelangen. Das Blei des Trägers wird im Laufe der Zeit
+„angefressen‟, so daß die mechanische Festigkeit immer kleiner wird.
+
+Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch die Zeit gegeben, bis zu
+welcher das Blei der Rippen und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd
+aufgebraucht wird (s. Lokalaktion, S. 110); die mechanische Festigkeit
+der Platten wird geringer und ihr Widerstand größer. Daraus ergibt sich,
+daß die Menge des festen Bleies in hohem Grade maßgebend ist für die
+Lebensdauer der positiven Platten.
+
+Bei älteren negativen Platten geht der Bleischwamm langsam in festes,
+dichtes Blei über, er schrumpft unter beträchtlicher Volumänderung
+zusammen; es bilden sich Risse, und der Zusammenhang zwischen der
+Unterlage und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese
+Erscheinung ~Schrumpfen~, ~Sintern~, ~Verbleiung~. Sie ist natürlich mit
+einer Kapazitätsabnahme verbunden, da die Säure nicht mehr in das Innere
+eindringen kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter Substanzen (z. B.
+Koks, Bimsstein) in fein verteiltem Zustande zu dem Breie, den man in
+die Gitter schmiert, soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt
+werden (s. S. 136).
+
+Durch zu starke Beanspruchung der negativen Platten wird das Schrumpfen
+beschleunigt. Daher dürfte ein weiteres Mittel, dem Verbleien
+vorzubeugen, darin bestehen, die Kapazität der Bleischwammplatten von
+vornherein größer zu wählen als die der positiven Elektroden.
+
+Vor allem muß sich jeder, der Akkumulatoren benutzen will, mit den
+Vorgängen im Akkumulator und mit seinen Eigentümlichkeiten genau bekannt
+machen und sich von vornherein daran gewöhnen, mit der nötigen Vorsicht
+zu Werke zu gehen.
+
+  [107] Siehe Zentralblatt für Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder E.
+  T. Z. 1907, S. 611.
+
+  [108] Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszuspülen.
+
+  [109] Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen, s. S. 139.
+
+  [110] Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen müssen zu gleicher
+  Zeit und gleichmäßig zur Gasentwicklung gelangen.
+
+  [111] Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so können
+  zurückgebliebene Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, daß man
+  sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen geht
+  dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der natürlich den
+  maximalen Ladestrom nicht überschreiten darf. Bei anderen Zellen
+  wendet man die Überbrückungsmethode an (s. S. 142).
+
+  [112] Zum ~Reinigen der Akkumulatoren~ kann man einen Apparat
+  benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht aus einer
+  Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch mit passendem
+  Bleimundstück angeschlossen ist Man zieht zuerst die Säure ab, saugt
+  dann den Schlamm ab und füllt wieder ein. Das Herausnehmen der Platten
+  ist also überflüssig.
+
+
+
+
+Achtes Kapitel.
+
+Der alkalische Akkumulator.
+
+
+An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil getadelt, daß sie ein im
+Vergleich zu ihrer Leistung großes Gewicht haben. Dieses ist in erster
+Linie bedingt durch das hohe spezifische Gewicht und das große
+elektrochemische Äquivalent des Bleies. Auch der Umstand, daß Blei ein
+weiches Metall ist, wäre hier zu erwähnen. Der Träger der aktiven Masse
+muß nämlich aus Blei bestehen, die Platten müssen, damit sie genügend
+fest sind, eine ziemlich große Dicke haben. Endlich ist der
+Bleiakkumulator auch deshalb ein schwerer Akkumulator, weil der
+Elektrolyt in verhältnismäßig großer Menge vorhanden sein muß. Denn die
+Säure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so daß man gezwungen ist,
+pro Amperstunde eine gewisse Säuremenge zu verwenden. Wird die Säure
+knapp bemessen, so sinkt ihre Dichte während der Entladung stark; dies
+hat zur Folge, daß der innere Widerstand größer und die
+elektromotorische Kraft kleiner wird. Nimmt man wenig, aber ziemlich
+stark konzentrierte Säure, so wird die Sulfatierung begünstigt und die
+Lebensdauer verringert. Das Gewicht der Säure beträgt bei stationären
+Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes. Was das Gewicht der Platten
+anbelangt, so kann man durch Verringerung der Dicke das Verhältnis
+zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern. Eine derartige
+Steigerung der Leistung pro Kilogramm Zellengewicht wird aber nur auf
+Kosten der Lebensdauer erkauft. Nach E. ~Sieg~[113] haben Zellen der
+Kölner Akkumulatorenwerke für Traktionszwecke (Automobile), die ca. 30
+Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere Lebensdauer nur ca. 100
+Entladungen.
+
+Es gibt nun zwei Möglichkeiten, einen leichteren Akkumulator zu
+konstruieren, nämlich erstens Metalle zu verwenden, deren spezifisches
+Gewicht und elektrochemisches Äquivalent kleiner ist als bei Blei[114],
+zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten so zu wählen, daß
+der Elektrolyt bei Stromzufuhr und Stromentnahme seine Konzentration
+nicht ändert.
+
+Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen Erfindern schon seit
+mehr als 20 Jahren Versuche angestellt worden.
+
+  Verdünnte Schwefelsäure hat folgende wertvolle Eigenschaften: 1. sie
+  leitet den elektrischen Strom sehr gut (natürlich im Vergleich zu
+  anderen Elektrolyten), 2. sie verändert sich an der Luft nicht, 3. sie
+  bleibt in dem Gefäße, in dem sie sich befindet, sie kriecht nicht, wie
+  es viele andere Lösungen tun, an den Wänden langsam empor. Will man an
+  der Verwendung der verdünnten Schwefelsäure für einen Sammler
+  festhalten, so hat man unter den Metallen keine große Wahl, da sich
+  die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten lösen.
+
+Beachtung verdient hier vor allem das ~Kupferoxyd-Zink~-Element
+(Lalande, Edison, Wedekind), das als Vorläufer des Edison-Akkumulators
+bezeichnet werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge. Das
+Kupferoxyd verliert während der Entladung seinen Sauerstoff, das Zink
+geht als Zinkhydroxyd in Lösung. Das entstandene poröse und schwammige
+Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt wird, Sauerstoff
+auf.
+
+Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande dieses Kapitels, nämlich zu
+dem ~Edison-Akkumulator~. ~Darrieus~[115] beschäftigte sich vor etwa 18
+Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators, bei dem an Stelle
+des schweren Bleies andere Metalle und als Elektrolyt Kali- oder
+Natronlauge benutzt werden sollten. Unter den Metallen, die er aufzählt,
+befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre 1899 wurde dem
+Schweden ~Jungner~ ein Patent erteilt, das sich auf einen alkalischen
+Akkumulator mit Silber- und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche
+erstreckten sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es sind etwas
+mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die Aufmerksamkeit der ganzen Welt
+auf eine neue Erfindung Edisons lenkte, nämlich auf ein Element, das
+nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu sein schien, dem
+biederen Bleiakkumulator den Todesstoß zu versetzen. Die ersten Zellen,
+die D-Zellen, kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon nach
+kurzer Zeit vom Markte zurückgezogen. Später wurde die Fabrikation der
+H-Zellen in großem Maßstabe aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche
+Edison-Akkumulatoren-Company). Diese wird im Folgenden ausführlich
+besprochen werden.
+
+Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator herzustellen,
+der nicht nur pro Wattstunde ein geringeres Gewicht als der
+Bleiakkumulator haben sollte, sondern auch gegen schlechte Behandlung
+unempfindlich sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses
+Ziel zu erreichen, werden wir später sehen.
+
+~Vorgänge in der Edison-Zelle.~ Die wirksame Masse der positiven
+Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd, Ni(OH)₂, dem etwa 20% eines
+flockigen Graphits zugesetzt werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur
+eine Verbesserung der Leitfähigkeit der aktiven Masse, sondern er
+verhindert auch ein Aufschwemmen der Masse bei der Ladung; in erster
+Linie aber soll seine Bedeutung darin liegen, daß er trotz der starken
+Pressung der Masse (s. unten) eine gewisse Porosität gewährleistet. Als
+negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd verwendet, dem ca. 10%
+Quecksilberoxyd beigemischt werden. Letzteres dient dazu, die
+Leitfähigkeit der Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die
+Zelle gegen starke Stromstöße unempfindlich zu machen. Welche Vorgänge
+sich in der Zelle bei Stromdurchgang abspielen, steht noch nicht mit
+Sicherheit fest. Nach ~Elbs~[116] wird das Eisenhydroxyd durch
+Wasserstoff zu Eisen reduziert, während Nickelhydroxyd durch OH
+(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine höhere Oxydationsstufe gebracht
+wird. Die Vorgänge, die sich bei der Ladung und Entladung abspielen,
+kann man durch die Gleichung darstellen:
+
+Fe(OH)₂ + 2Ni(OH)₂ ⇄ Fe + 2Ni(OH)₃.
+
+Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung zwei OH von der
+negativen zur positiven Elektrode wanderten, und umgekehrt bei der
+Entladung. Elbs fand auch, daß die elektromotorische Kraft von der
+Konzentration der Lauge abhängig ist. Nach der obigen Reaktionsgleichung
+ist die Kalilauge (21%) an dem chemischen Umsatze nicht beteiligt.
+~Förster~[117] wies aber nach, daß die Kalilauge nach der Entladung
+weniger Wasser enthält als am Ende der Ladung. Es scheint demnach, als
+ob die vorige Gleichung die Vorgänge nicht genau wiedergäbe. (Möglich
+wäre es allerdings, daß Wasserstoff und Sauerstoff von dem
+Elektrodenmaterial absorbiert werden.)
+
+J. ~Zedner~ hat unter Leitung von Prof. ~Dolezalek~[118] Untersuchungen
+über den ~Eisen-Nickel-Akkumulator~ angestellt. Er fand, daß die
+positive Elektrode im geladenen Zustande Ni(OH)₃, im entladenen Zustande
+Ni(OH)₂.2H₂O enthält. Während der Entladung wird also dem Elektrolyten
+Wasser entzogen. Dem entsprechend müßte die elektromot. Kraft von der
+Konzentration der Lauge abhängig sein, was auch in der Tat der Fall ist.
+Die Entladung erfolgt in zwei Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in
+Hydroxydul umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung des
+Sauerstoffs mit Wasserstoff, der während des Ladens von der wirksamen
+Masse und zwar zumeist von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen
+wurde.
+
+~Roloff~[119] ist der Ansicht, daß außer der von Elbs angegebenen
+Reaktion noch eine andere stattfindet, wie der stufenweise erfolgende
+Abfall des Potentials der Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)₂, das auf
+den entladenen Platten ist, hat keine grüne Farbe. Er fand, daß Ni(OH)₂
+schwarz wird, wenn es Wasser addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)₂.2H₂O
+schwarz.
+
+Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom Eisen, das oxydiert wird,
+2 Atome Nickel, die an dem Umsatze beteiligt sind; dem entsprechend ist
+bei Edison die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so große wie
+diejenige der Eisenelektroden.
+
+Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt ist, so kann der Abstand
+zwischen den Elektroden sehr klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem
+Grunde von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte
+Kapazität zu erreichen, eine große sein muß. Die Nickel- und Eisenmasse
+nämlich leiten den Strom sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre
+Porosität wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation
+ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz ist aber,
+obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt ist, nur dort möglich, wo
+die aktive Masse mit der Lauge in Berührung ist. Die Umwandlungen
+erfolgen daher nur in einer außerordentlich dünnen Oberflächenschicht.
+Man muß also eine verhältnismäßig große Anzahl von Platten benutzen, um
+eine gewünschte Kapazität zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt, die
+man durch das nahe Zusammenrücken der Platten erzielt, wird, wie man
+leicht einsieht, dadurch wieder z. T. illusorisch, daß man die Anzahl
+der Platten vergrößern muß.
+
+~Konstruktion der Edison-Zelle.~ Die positive aktive Masse gewinnt
+Edison dadurch, daß er aus einer Nickelnitratlösung durch
+Magnesiumhydroxyd das grüne Nickelhydroxydul, Ni(OH)₂ fällt; dieses wird
+durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni₂(OH)₆ oxydiert. Die negative Masse wird
+aus Eisenoxyd hergestellt, über dieses wird bei etwa 250° lange Zeit
+trockener Wasserstoff geleitet, das Fe₂O₃ wird in Fe₃O₄ umgewandelt.
+
+[Illustration: Fig. 26.]
+
+Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden stimmt,
+wenigstens bei der H-Type, überein. Das aktive Material, dem Graphit
+bezw. Quecksilberoxyd (s. oben) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen
+(77 mm × 13 mm) aufgenommen, die aus dünnem, vernickeltem Eisenblech
+hergestellt werden[120]. Dieses ist perforiert, damit der Elektrolyt
+Zutritt hat; auf 1 cm² kommen fast 300 Löcher. Eine größere Anzahl
+dieser Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech eingesetzt
+(s. Fig. 26). Die Platte wird dann sehr stark gepreßt, so daß die
+Taschen fest und mit gutem Kontakte in dem Rahmen sitzen. In einer
+zweiten Presse werden die Taschenwände in der Querrichtung gewellt. Die
+Platten haben oben einen mit einer runden Öffnung versehenen Ansatz.
+Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen geschoben; zwischen je 2
+Platten wird eine Eisenscheibe gelegt, um den richtigen Abstand zu
+erhalten und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch Schrauben an
+den Enden der Bolzen gegeneinander gedrückt. Der Bolzen trägt einen
+vertikalen Eisenstab, den Polbolzen (s. Fig. 27). Wie schon bemerkt,
+enthält die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,
+die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen, Nickel; Nickel, Eisen, Nickel
+usw. Zur Isolierung der Platten verschiedenen Potentials gegeneinander
+dienen Hartgummistäbe.
+
+[Illustration: Fig. 27.]
+
+Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne aus vernickeltem
+Eisenblech, das, um seine Festigkeit zu erhöhen, gewellt ist (s. Fig.
+27); er ist gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen isoliert
+und gegen die Seitenwände durch dünne Hartgummiformstücke. Die Zelle
+wird durch einen Deckel verschlossen, durch den die beiden Polbolzen
+hindurchgehen, die durch übergeschobene Hartgummibüchsen und
+Weichgummiringe gegen den Deckel isoliert sind. Der Deckel ist mit einer
+Füllöffnung und einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung in
+großer Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist so eingerichtet, daß
+die mitgerissenen Teilchen des Elektrolyten zurückgehalten werden.
+
+Der Elektrolyt soll stets ca. 12 mm über Oberkante der Platten stehen.
+Den richtigen Stand der Kalilauge konstatiert man mit Hilfe eines
+Glasrohres mit kleiner Ausflußöffnung, das man wie eine Pipette benutzt.
+Sinkt der Stand der Flüssigkeit unter das vorgeschriebene Maß, so ist
+destilliertes Wasser nachzufüllen.
+
+[Illustration: Fig. 28.]
+
+Vor einiger Zeit hat Edison die Nickelelektrode wieder anders gestaltet.
+Die Taschen haben eine runde Form erhalten (s. Fig. 28). Sie sind aus
+spiralig gewundenem, fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit
+Hilfe von Stahlringen außerordentlich verstärkt. Das Nickelhydroxyd
+wird nicht mehr mit Graphit sondern mit Nickelflocken vermischt, auch
+soll etwas Wismutoxyd beigemengt werden. Der Kaliumlösung wird eine
+geringe Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung soll bei der
+neuen Type (Type A) geringer[121] und die Leistung bei gleichem Gewichte
+etwa 25% höher[122] sein als bei der H-Type.
+
+Die ~Edison-Zelle im Betriebe~. Die elektromotorische Kraft der
+geladenen Zelle beträgt etwa 1,5 Volt. Wird sie mit der normalen
+Stromdichte, d. h. derjenigen, die der 3¾-stündigen ~Entladung~
+entspricht, beansprucht, so beträgt, wie man aus der Fig. 29 ersieht,
+die anfängliche Klemmenspannung etwas weniger als 1,4 Volt, gegen Ende
+der Entladung etwa 1,15 Volt. Im Mittel beläuft sich die Nutzspannung
+auf 1,23 Volt. Sie ist noch geringer, wenn mit stärkerem Strome entladen
+wird.
+
+[Illustration: Fig. 29.]
+
+Die Stromstärke bei der normalen ~Ladung~, die auch rund 3¾ Stunde
+dauert, ist größer als die Entladestromstärke; z. B. wird die Type H₂₇
+mit 45 Amp. entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung
+verläuft, ist aus der Fig. 29 zu ersehen. Nach etwa 3⅓ Stunden hat also
+die Spannung den Wert 1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter
+laden. Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast (daher der
+niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration des Elektrolyten nur sehr
+wenig schwankt, so ist es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht
+möglich, anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist. Am besten lädt
+man dann mit vorgeschriebener Stromstärke und hört nach 3¾ Stunden auf;
+allerdings vergeudet man, wenn die Batterie nicht erschöpft war, unter
+Umständen viel Energie. --
+
+Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem Stande des Elektrolyten
+überzeugen und ev. nachfüllen. Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder
+zweiten oder dritten Ladung nötig. Die Konzentration der Lauge nimmt
+langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils kleine Partikelchen des
+Elektrolyten mitgerissen werden; nach ca. 300 Entladungen soll der
+Elektrolyt erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen sammeln sich
+auf dem Deckel und „bilden im Laufe der Zeit einen weißlichen,
+kristallinischen Niederschlag, der durch gelegentliches Reinigen mit
+einem Tuch oder Pinsel entfernt wird‟ (~Kammerhoff~ l. c. S. 43).
+
+~Wirkungsgrad~ und ~Nutzeffekt~, die wie beim Bleiakkumulator von der
+Stromstärke und der zwischen Ladung und Entladung liegenden Zeit
+abhängig sind, haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3¾stdg.
+Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben. Die ~Kapazität~ ist viel
+weniger von der Entladezeit abhängig als beim Bleiakkumulator. Sie
+nimmt übrigens im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abhängig von der
+Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit stark schwankendem
+Stromverbrauch, wie er beim Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die
+Kapazität um etwa 15% gesunken.
+
+~Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.~ Die Endspannung
+bei dem Edison-Akkumulator sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator ist
+sie 1,8 Volt. Für eine 110 Volt-Anlage sind also 110:1,15 = 96
+Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur 110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren
+erforderlich. Weiterhin folgt, daß die Anzahl der mit dem Zellenschalter
+zu verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen bedeutend
+größer ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren. Was die Überwachnung
+und Wartung anbelangt, so sind diese, soweit es sich um stationäre
+Anlagen handelt, für Bleiakkumulatoren einfacher als für
+Edison-Zellen[123], besonders wenn erstere in Glasgefäße eingebaut sind.
+Andererseits hat aber die Edison-Zelle manche Vorzüge vor ihrem älteren
+Rivalen voraus; vor allem ist sie gegen Überanstrengung, sei es daß
+diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu 0,5 Volt Spannung,
+oder in Entnahme anormal starken Stromes besteht, fast ganz
+unempfindlich; ferner kann die Zelle im entladenen Zustande lange
+stehen, ohne daß sie Schaden leidet, und daher ist das oft höchst
+lästige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen muß, wenn die
+Batterie längere Zeit nicht benutzt wird, überflüssig; endlich sind zu
+erwähnen die große mechanische Festigkeit, verbunden mit der
+Widerstandsfähigkeit gegen Stöße, und der feste Halt der wirksamen
+Masse.
+
+Diese Eigenschaften sind in manchen Fällen so wertvoll, daß man die
+Mängel gern mit in den Kauf nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der
+Edison-Akkumulator zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier
+spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die Raumbeanspruchung
+eine maßgebende Rolle. Wir wollen zusehen, welcher von den beiden
+Akkumulatoren in dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals
+erwähnten Buche von ~Kammerhoff~ entnehme ich, daß die Type H₂₇, d. h.
+die H-Type mit 27 normalen Platten, für jedes Kilogramm Totalgewicht 24
+Wattstunden leistet[124]; unter Totalgewicht ist das Gewicht der
+kompletten Zelle inkl. Holzträger zu verstehen. Der Berechnung liegt
+3¾stündige Entladung zugrunde. In einem Vortrage von ~Roloff~ findet man
+die Angaben, daß man erhält
+
+  bei einem stationären         Bleiakkumulator pro 1 kg Gew.  8 W-Std.,
+   „    „   transportablen[125]        „         „    „    „  32,5  „  ,
+
+5stündige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch urteilen, so
+muß man bei dem transportablen Bleiakkumulator auch 3¾stünd. Entladung
+annehmen. Die dieser Zeit entsprechende Kapazität kann zu 5-6% geringer
+angenommen werden als die bei 5stündiger Entladung; auch ist zu
+berücksichtigen, daß die mittlere Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf
+keinen Fall aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich um
+transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden entladen werden sollen,
+einen Fortschritt hinsichtlich einer Gewichtsverringerung[126].
+
+  ~Peters~[127] gelangt zu der Ansicht, daß der Edison-Akkumulator in
+  keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren könne.
+  ~Graefenberg~ findet, daß der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden pro
+  1 kg Gesamtgewicht leiste.
+
+Die Zahlen ändern sich aber zugunsten der Edison-Zelle, wenn es sich um
+schnelle Entladungen handelt, indem nämlich die Kapazität der Bleizelle
+in viel höherem Maße von der Entladedauer abhängig ist als diejenige der
+Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein wichtiges Wort mit, und
+diese dürfte bei Bleiakkumulatoren, die 25-30 Wattstunden pro 1 kg
+Gewicht leisten, keine besonders große sein; wie es in dieser Hinsicht
+mit den Edison-Zellen bestellt ist, darüber fehlen noch unparteiische
+Angaben.
+
+Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der Bleiakkumulator von
+vornherein einen Vorsprung, weil er eine viel höhere mittlere Spannung
+hat als die Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). ~Kammerhoff~
+berechnet, daß die Type H₂₇ bedarf
+
+  bei 3¾stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 31,17 l,
+   „  1¼  „      „       „  1     „        35,07 l;
+
+angenommen ist, daß je 6 Zellen in einen Holzkasten eingebaut sind. Für
+eine Bleizelle, die für Elektromobilbetrieb bestimmt ist, wird
+angegeben, daß ohne Holzkasten erforderlich sind
+
+  bei 5stdg. Entladung pro 1 Kilowattstd. 13,08 l,
+   „  1  „        „     „  1      „       25,46 l.
+
+Nach ~Roloff~ sind für transportable Bleizellen 12 l pro Kilowattstunde
+und für die Edison-Zelle 19 l erforderlich. Auch hier fragt es sich, ob
+die Raumverringerung nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft ist.
+
+  Die Angaben, die man über die Lebensdauer der für Elektromobilbetrieb
+  bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. Während ~Joly~ in dem
+  (a. S. 160) zitierten Aufsatze behauptet, daß der Bleiakkumulator
+  3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur 2500 Meilen,
+  berechnet ~Kammerhoff~ (l. c. S. 152), daß die Lebensdauer des
+  Bleiakkumulators im günstigsten Falle 9750 Wagenkilometern und
+  diejenige einer um etwa 30% leistungsfähigeren Edison-Batterie 54000
+  Wagenkilometern entspreche. Natürlich sind auch die Preise für die
+  Batterien in Rechnung zu setzen. Übernimmt die Fabrik gegen Zahlung
+  einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es pro Wagenkilometer,
+  die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der Platten), so spielt die
+  Lebensdauer für den Besitzer des Wagens keine Rolle, und es treten
+  dann die früher erörterten Faktoren um so mehr in den Vordergrund.
+
+Ein definitives Urteil über den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators kann
+noch nicht gefällt werden; man muß berücksichtigen, daß er erst einige
+Jahre alt ist, während der Bleiakkumulator auf eine etwa 25jährige
+Vergangenheit zurückblicken kann, während deren an seiner
+Vervollkommnung Tausende von Theoretikern und Praktikern gearbeitet
+haben. Einstweilen kann der Edison-Akkumulator nur in einigen
+beschränkten Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich
+konkurrieren.
+
+Der ~Zink-Nickel-Sammler~ ist einstweilen nur von theoretischem
+Interesse und soll nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Analog
+wie die Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich Masseplatten
+aus Zink herstellen. Der Masse wird Graphit und Pottasche zugesetzt,
+ersterer verhindert, daß der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm
+zusammensintert, die Pottasche löst sich, und es bilden sich Hohlräume,
+die beim Quellen der Masse Platz gewähren.
+
+  [113] E. T. Z. 1905 S. 301.
+
+  [114] Letzteres ist für zweiwertiges Blei 103,2, für zweiwertiges
+  Nickel nur 29,3.
+
+  [115] S.: A. ~Kammerhoff~. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.
+
+  [116] E. T. Z. 1905, S. 756.
+
+  [117] Zeitschr. für Elektrochemie 1908, Nr. 21.
+
+  [118] Zeitschr. für Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906, S.
+  999.
+
+  [119] E. T. Z. 1905, S. 756.
+
+  [120] Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa 1 mm Dicke
+  hergestellt.
+
+  [121] Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23
+  (Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.
+
+  [122] Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).
+
+  [123] Man vergleiche die Vorschriften über Ladung, Entladung usw.
+
+  [124] Für die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht
+  angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.
+
+  [125] Ohne Holzkasten oder dgl.
+
+  [126] Über die neueste Type (s. S. 159) liegt noch zu wenig
+  Beobachtungsmaterial vor.
+
+  [127] E. T. Z. 1908, S. 1232.
+
+  [128] Zentralblatt für Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.
+
+
+
+
+Neuntes Kapitel.
+
+Die Verwendung der Akkumulatoren.
+
+
+Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so vielseitige, daß es ganz
+ausgeschlossen ist, sie in diesem kleinen Werkchen auch nur einigermaßen
+erschöpfend zu behandeln.
+
+1. Am wichtigsten ist die ~Verwendung~ der Akkumulatoren ~in
+elektrischen Anlagen~. Wir beschränken uns hier auf den einfachsten
+Fall, nämlich auf die ~Zweileiteranlage~, bei der die Batterie parallel
+zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zunächst klar, welchen
+~Nutzen~ die Verwendung ~der Akkumulatoren~ gewährt. Eine Lampe brennt
+nur dann ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den
+Zuleitungsdrähten konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb ist es aber
+ganz unmöglich, in einer Anlage mit stark schwankendem Konsum die
+Klemmenspannung der Dynamo konstant zu halten[129]. Ist nun eine
+Akkumulatorenbatterie parallel zur Dynamo geschaltet, so werden durch
+sie die Schwankungen ausgeglichen, so daß die Lampen ein gleichmäßiges
+Licht ausstrahlen. Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,
+Kraftmaschinen benutzen, die an und für sich nicht sehr regelmäßig
+laufen, z. B. Wasserräder. Sodann ermöglichen die Akkumulatoren eine
+ökonomische Ausnutzung der Maschinen. Bekanntlich nämlich arbeiten
+Dampfmaschinen und Dynamos mit dem günstigsten Wirkungsgrade, wenn sie
+voll belastet sind. Ist nun der Konsum gering, so kann die Dynamo Strom
+an die Batterie abgeben; wird die Netzbelastung so groß, daß ~eine~
+Dynamo zu stark belastet sein würde und ~zwei~ zu schwach, so gibt die
+Batterie so lange Strom ab, bis es sich lohnt, die zweite Dynamo in
+Betrieb zu setzen. In den frühen Morgen- und späten Abendstunden ist die
+Energieabgabe der Zentrale meistens so gering, daß eine Dynamomaschine
+verhältnismäßig schwach belastet sein würde. Man überträgt dann der
+Batterie die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht
+unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern auch eine einfachere
+und billigere Bedienung ermöglicht.
+
+Bei kleineren Anlagen können die Akkumulatoren im Sommer die Speisung
+der Lampen usw. eventuell ganz übernehmen.
+
+Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann endlich unter Umständen
+von großem Nutzen sein (Reparaturen an Maschinen usw.). Durch die
+Batterie wird also die ~Betriebssicherheit~ bedeutend ~erhöht~, sie
+bildet die letzte, aber durchaus zuverlässige Reserve.
+
+Der Umstand, daß sich die Spannung des Akkumulators sowohl während der
+Entladung als auch besonders während der Ladung ändert, bedingt die
+Anwendung eines besonderen Apparates, des ~Zellenschalters~. Da während
+der Entladung die Klemmenspannung der Elemente langsam sinkt[130], so
+muß man, wenn die Spannung in der Zentrale möglichst auf konstanter
+Höhe gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine der in der Reserve
+stehenden Zellen zu den bereits an der Stromlieferung beteiligten
+hinzuschalten. Bei 110 Volt z. B. genügen bei Beginn der Entladung etwa
+55 Elemente, ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken, so
+fehlen ca. 1,8 Volt, so daß die Zelle Nr. 56 hinzugeschaltet werden
+muß. Da man bis zu etwa 1,8 Volt entlädt, so sind 61 Zellen
+erforderlich[131], von denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen.
+Diese werden natürlich nicht so stark beansprucht wie die Elemente 1 bis
+55. Wird nun geladen, so fangen die Schaltzellen früher an zu gasen und
+müssen abgeschaltet werden.
+
+[Illustration: Fig. 30.]
+
+Derjenige Apparat, der es ermöglicht, nach Bedarf Zellen ab- oder
+hinzuzuschalten, ist der ~Zellenschalter~. Das Prinzip desselben soll an
+der Hand der Fig. 30 erläutert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie
+sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Drähte mit den Kontaktstücken
+_c_₁ bis _c_₆ des Zellenschalters verbunden. Diese und ebenso der
+drehbare Schleifkontakt _H_ sind auf einer gut isolierenden Unterlage
+montiert. Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten Zelle
+und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich _H_ in der Lage _1_, so
+fließt der Strom durch die Nutzleitung, die Lampen _L_, nach _a_, über
+_c_₂ zum negativen Pole der Schaltzelle _II_. Die mit _III_ bis _VI_
+bezeichneten Elemente sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt.
+Dreht man _H_ in die Lage _2_, so sind alle Zellen eingeschaltet.
+
+Soll der Strom während des Hinzu- oder Abschaltens einer Zelle nicht
+unterbrochen werden, so muß der Hebel _H_ den folgenden Kontakt schon
+berühren, bevor er den vorhergehenden verläßt.
+
+Liegt nun _H_ beispielsweise zugleich auf _c_₂ und _c_₃, so ist die
+Zelle _III_ kurz geschlossen; denn ihr positiver Pol ist durch die nach
+_c_₂ und _c_₃ gehenden Verbindungsdrähte, durch den Hebel und die beiden
+erwähnten Kontaktstücke mit dem negativen Pole verbunden. Durch den
+Kurzschluß kann die Zelle Schaden leiden. Um den Übelstand zu
+beseitigen, schaltet man zwischen die Kontaktstücke _c_₁, _c_₂ usw.
+kleinere Kontaktstücke _a_, _b_, _c_ usw., die sogenannten
+Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der Fig. 31 zu ersehen ist,
+die Zwischen- und die Hauptkontakte durch Widerstände _w_. Natürlich
+darf jetzt der Schleifkontakt nicht so breit sein, daß er zwei
+Hauptkontakte, z. B. _c_₁ und _c_₂, gleichzeitig berührt.
+
+[Illustration: Fig. 31.]
+
+Bei der durch unsere Figur angedeuteten Anordnung muß für jede
+Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand vorgesehen werden. Man
+kommt aber mit einem Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt
+_H_ (Fig. 30) der Länge nach halbiert und die gegeneinander isolierten
+Hälften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale) miteinander
+verbindet. Die Zwischenkontakte _a_, _b_, _c_ usw. der Fig. 31 können
+bei dieser jetzt meistens benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber
+eine ganz ebene Schleiffläche für die Kontaktbürste zu erzielen, legt
+man zwischen die Kontaktstücke Scheiben aus Glas oder Schiefer.
+
+[Illustration: Fig. 32.]
+
+Ein solcher Einfachzellenschalter ist in Fig. 32 abgebildet.
+
+~Schaltung.~ In Fig. 33 ist die Parallelschaltung mit
+Einfachzellenschalter schematisch dargestellt. Die Batterie kann nicht
+gleichzeitig Strom aufnehmen und abgeben. Während der Ladung hat die
+Maschine _D_ eine höhere Spannung als die normale, die wir zu 110 Volt
+annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel _h_ gibt man eine solche Lage,
+daß die Spannung der zwischen ihm und dem Punkte _e_ liegenden Zellen
+110 Volt beträgt, die Lampen _L_ also mit normaler Spannung brennen. Der
+von der Maschine kommende Strom teilt sich an dem Schleifkontakte _h_
+des Zellenschalters; durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel
+(zwischen _h_ und _d_) liegen, fließt also der ganze Maschinenstrom,
+durch die anderen Elemente die Differenz zwischen diesem Strome und dem
+durch die Lampen gehenden. Die zuerst erwähnten Zellen sind also früher
+geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung weniger stark
+beansprucht wurden). Da sie aber nicht abgeschaltet werden können, so
+müssen sie so lange Strom aufnehmen, bis die übrigen Zellen vollgeladen
+sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist hierdurch ein nicht
+unbedeutender Arbeitsverlust bedingt, zweitens ist das jedesmalige
+Überladen den Elementen schädlich. Daher ist der Betrieb mit
+Doppelzellenschalter vorzuziehen.
+
+[Illustration: Fig. 33.]
+
+Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung nach Fig. 33 eine
+große. Sind z. B. bei 110 Volt 61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als
+Endspannung einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so dürfen gegen Ende
+der Ladung nur 110 : 2,75 = 40 Elemente mit dem Netze verbunden sein; es
+müssen also 21 Zellen abschaltbar sein.
+
+Die Schaltung bei Verwendung eines ~Doppelzellenschalters~ ist in Fig.
+34 dargestellt[132]. Der Betrieb gestaltet sich folgendermaßen:
+
+a) Die Batterie und die Dynamo _D_ geben Strom ab (Parallelbetrieb).
+Der Hebel _v_ des Umschalters liegt auf dem Kontakte _2_, hat also
+die in der Figur angedeutete Lage; der Entladehebel _c_₁ des
+Doppelzellenschalters wird so lange gedreht, bis die Spannung der
+zwischen _B_ und _c_₁ liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung
+der Maschine. Diese wird gemessen, wenn man den Hebel des
+Voltmeterumschalters auf den mit _3_ bezeichneten oder auf den zur
+Leitung _4_ (oder _5_) zugehörigen Kontakt legt[133]. Ob die Batterie
+Strom abgibt oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger _R_,
+der aus einer durch den Strom abgelenkten Magnetnadel besteht.
+
+[Illustration: Fig. 34.
+
+_D_ = Dynamo, _E_ = Automatischer Schwachstromschalter, _B_ =
+Bleisicherung, _A_₁, _A_₂ = Ampermeter, _V_ = Voltmeter, _R_ =
+Stromrichtungsanzeiger.]
+
+b) ~Ladung.~ _v_ liegt auf _1_; die Meßleitung _5_ steht also jetzt mit
+dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die Maschine auf die Batterie
+geschaltet wird, muß sie bis zu einer Spannung erregt werden, die etwas
+höher ist als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die
+Maschinenspannung bei geöffnetem Stromkreise (der Schwachstromautomat
+_E_ ist noch nicht eingeschaltet) wird gemessen, wenn man den Hebel des
+Voltmeterumschalters auf den Kontakt der Leitung _4_ legt; die
+Batteriespannung erhält man, wenn man _c_ auf das Kontaktstück der
+letzten Zelle dreht und das Voltmeter mit der Leitung _5_ verbindet. Der
+Maschinenstrom fließt durch die zwischen _c_ und _c_₁ liegenden Zellen
+und teilt sich bei _c_₁, indem ein Teil durch den Entladehebel nach den
+Lampen _L_, ein Teil durch die links von _c_₁ liegenden Zellen geht.
+Natürlich muß _c_₁ so gedreht werden, daß die Spannung der zuletzt
+erwähnten Elemente 110 Volt beträgt.
+
+~Feststellung der richtigen Type.~ Es ist von Wichtigkeit, daß man bei
+einer solchen Anlage die richtige Akkumulatorentype wählt. Um diese zu
+erhalten, bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn. -- sie sei
+_Q_ -- und die höchste vorkommende Entladestromstärke. Der Akkumulator
+muß so bemessen werden, daß er mit dem Strome _J_ beansprucht werden
+darf und seine Kapazität auch bei Entladung mit dem Strome _J_
+mindestens gleich _Q_ ist[134]. Natürlich wählt man im Zweifel lieber
+eine zu große Type.
+
+~Pufferbatterien.~ Batterien, die den Zweck haben, die Stöße, die durch
+starke und schnell wechselnde Belastungsschwankungen auf die Maschinen
+ausgeübt werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt man
+Pufferbatterien. Ihre Verwendung gewährt also den Vorteil, daß die
+Belastung der Dynamo eine gleichmäßigere und daher ihre Lebensdauer und
+ihr Wirkungsgrad höher sind; ferner wird die Betriebssicherheit erhöht.
+Von Wichtigkeit ist auch, daß, wenn eine Pufferbatterie projektiert
+wird, die Maschinenanlage nicht dem nur für kurze Zeit vorhandenen
+maximalen Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen braucht.
+Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden solche Batterien
+ausgedehnte Verwendung. Hier -- zumal bei kleiner Anzahl der Wagen --
+können größere Belastungsänderungen durch das Halten und Anfahren der
+Wagen und durch stärkere Steigungen verursacht werden. Die
+Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung der Dynamo, mit der sie
+parallel geschaltet ist, bei stärkerer Zunahme der Netzstromstärke _J_
+abzufallen beginnt (Ankerrückwirkung), Strom in die Leitung schicken und
+Strom aufnehmen, wenn _J_ unter den normalen Betrag sinkt. Könnte die
+Batterie ihre Aufgabe in vollkommener Weise erfüllen, so würden Dynamo
+und Dampfmaschine stets gleichmäßig belastet sein und mit dem
+günstigsten Wirkungsgrade arbeiten.
+
+Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen ausgleichen, so gibt
+sie im Laufe eines Tages ungefähr so viel Strom ab, wie ihr zugeführt
+wird; wählt man die Batterie so groß, daß sie im Notfalle eine oder
+mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelmäßig bei schwachem
+Konsume den Strombedarf deckt, so wird sie zur ~Kapazitätsbatterie~.
+
+Das Verhalten einer Pufferbatterie während des Betriebes erfordert ein
+eingehendes Studium, da eine ganze Reihe von Momenten zu berücksichtigen
+ist; hier können nur einige Andeutungen Platz finden. Daß die Dynamo mit
+konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen. Denn wenn das der
+Fall wäre, so wäre ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann
+könnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom abgeben. Die
+Spannung der Dynamo ~muß~ sich also mit der Belastung ändern. Wenn z. B.
+der Verbrauchsstrom wächst, so muß zunächst die Klemmenspannung der
+Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn die Maschine einen
+stärkeren Strom abgibt[135].
+
+Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt, abhängig von dem
+Spannungsabfall bei Stromabgabe und von dem Spannungsanstieg bei
+Stromzufuhr, und zwar nicht nur dem dem inneren Widerstande
+entsprechenden, sondern vor allem dem durch die Änderung der
+elektromotorischen Kraft verursachten. Dieser letztere Teil hängt von
+der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab, mit der sich die
+Konzentration der Säure in den Poren der wirksamen Masse ändert, also
+von der Plattenkonstruktion und von der Porosität der aktiven Masse.
+Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand der Zellen spielen eine
+Rolle. Eine Zelle, die fast bis zur Gasentwicklung geladen ist, verhält
+sich, wenn man zur Entladung übergeht, anders wie eine Zelle, die nahezu
+erschöpft ist[136]. Bei größerer Stromaufnahme steigt die
+Klemmenspannung eines ~Akkumulators~ schnell, mag das Element fast
+entladen oder nahezu voll geladen sein (man vergleiche die Kurve Fig. 35
+mit derjenigen in Fig. 7 a. S. 81).
+
+[Illustration: Fig. 35.]
+
+  Am ungünstigsten dürften die Verhältnisse liegen, wenn sich an eine
+  Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt, sofort
+  eine Periode stärkeren Stromverbrauchs, verbunden mit Stromabgabe
+  seitens der Batterie, anschließt; denn es wird dann in ganz kurzer
+  Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung stark abfallen.
+
+Soll die Batterie dauernd ihre Kapazität behalten, so muß sie in jeder
+Woche (nach den Vorschriften der Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal
+mindestens mit ihrer halben Kapazität beansprucht werden, außerdem muß
+sie täglich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden. Sieht man von
+dieser umständlichen Behandlung ab, so erfolgt geringe Sulfatierung, die
+Batterie wird dann in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle
+Kapazität abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen
+praktischen Anforderungen gerecht werden.
+
+Die Entladung darf mit der der einstündigen Beanspruchung entsprechenden
+Stromstärke geschehen. Die Kapazitäts-Batterie soll möglichst oft zur
+Arbeitsleistung herangezogen werden und täglich morgens vor Beginn des
+Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen der Maschinen zur
+Stromabgabe benutzt werden.
+
+Um die Pufferwirkung, die an und für sich wegen der schnellen
+Änderungen der elektromotorischen Kraft nicht in befriedigender Weise
+erfolgt, zu erhöhen, hat man besondere Schaltungen ersonnen. Eine
+häufig angewandte Anordnung besteht in der Verwendung der ~Piranischen
+Pufferzusatzmaschine~. Diese wird durch einen Elektromotor angetrieben
+und hat 2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande, ist mit den
+Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden, die zweite, von geringem
+Widerstand, ist einem vom Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel
+geschaltet. Die beiden Ströme wirken im entgegengesetzten Sinne
+magnetisierend. Der normale Netzstrom sei J und der augenblickliche J¹.
+Ist J = J¹, so heben sich die beiden Erregerströme auf, die
+Zusatzmaschine entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt
+keinen Strom ab. Ist J¹>J, so hat die Maschine eine Spannung, die sich
+zu derjenigen der Batterie addiert, so daß sie Strom abgibt, etc.
+
+Auch bei ~Drehstrom~ gelangen Akkumulatorenbatterien zum Puffern
+zuweilen zur Anwendung[137]. Man kann an das Netz einen Motorgenerator,
+d. h. einen Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt, oder
+einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschließen. Die Gleichstromseite
+ist mit einer Batterie parallel geschaltet. Wenn nun in der Zentrale die
+Umdrehungszahl der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige des
+Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine hat niedrige Spannung
+und die Batterie gibt Strom ab. Der Umformer wird durch Gleichstrom
+angetrieben und wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an das
+Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom auf, wenn sich die
+Umdrehungszahl der Motordynamo erhöht. Die Anordnung ist besonders dann
+am Platze, wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B. bei
+Fördermaschinen in Bergwerken der Fall ist.
+
+~Umwandlung der Spannung.~ Bei großen elektrischen Anlagen benutzt man
+zuweilen auch Akkumulatorenbatterien, um die hohe Netzspannung in
+niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen wir z. B. an, daß man
+Bahnstrom von 600 Volt einer an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde für
+die Speisung von Lampen von 110 Volt zuführen will. Man kann dann an dem
+betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in Reihe geschaltet sind, durch
+den Bahnstrom direkt oder durch eine Motordynamo laden, die durch den
+Bahnstrom angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der großen
+Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.
+
+~Akkumulatorenwagen~ für Bahnbetrieb. In den letzten Jahren sind wieder
+vielfach Versuche mit Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese
+sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen, wo ein genügendes
+Bedürfnis vorhanden ist, einen Zwischenverkehr neben den großen
+durchgehenden Hauptzügen zu ermöglichen (Vorortverkehr, Anschluß an
+Stationen, wo Schnellzüge halten usw.). Nach dem Entwurf des Geheimen
+Baurats ~Wittfeld~ sind für die preußischen Staatsbahnen
+Akkumulatoren-Doppelwagen[138] ausgeführt worden. Ein solcher besteht
+aus zwei kurzgekuppelten zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder in
+einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie enthält. Diese
+besteht aus 168 Zellen mit 368 Amp.-Stdn. Kapazität. Die Wagen können
+ca. 100 km mit voller Belastung zurücklegen. Lötverbindungen sind
+vermieden, so daß man die einzelnen Teile (Hartgummikästen) leicht
+herausnehmen kann (Akk.-Fabrik, Akt.-Ges.). Auf pfälzischen Bahnen sind
+seit längerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so günstige Erfahrungen
+gemacht worden, daß eine größere Anzahl von Wagen in Auftrag gegeben
+wurde.
+
+~Elektromobile.~ An die Batterien für Elektromobile werden besondere
+Anforderungen gestellt: Möglichst geringes Gewicht pro Einheit der
+Leistung, ohne daß die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe S.
+164), große Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Erschütterungen, die
+während der Fahrt oft recht stark sein können, Unempfindlichkeit gegen
+Überlastungen (Anfahren etc.), möglichst geringe Raumbeanspruchung. Für
+jede Tonne Gewicht, das zu bewegen ist, ist eine gewisse Zugkraft nötig
+(13-30 kg), die man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser hängt
+von verschiedenen Umständen ab: von der Bereifung (Vollgummi, Pneumatik,
+Eisen), von dem Totalgewichte selbst, vor allem von der Beschaffenheit
+und dem Zustande der Straßen. Ein Personen-Elektromobil erfordert etwa 3
+PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl. Energie-Verlust im Motor und
+Kontroller, der durchschnittlich etwa 25% beträgt. Da schon geringe
+Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie stellen, so sind in
+bergischen Gegenden Elektromobile nicht am Platze. Sie kommen
+einstweilen nur für Städte in Frage. (Näheres siehe ~Kammerhoff~ l. c.
+S. 116, ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. ~Sieg~ in der E.
+T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)
+
+  ~Sieg~ weist nach, daß der Akkumulator für Elektromobile pro 1 kg
+  Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten muß, wenn er bei den
+  üblichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten
+  Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der früher
+  beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder
+  Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die übliche Zellenzahl ist
+  40-44, entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die
+  Akkumulatoren werden in Holzkästen untergebracht. Der Antrieb erfolgt
+  am besten durch die Vorderräder; die Motoren werden entweder
+  unmittelbar mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder man
+  kann den Motor durch Zahnradübersetzung auf die Räder wirken lassen.
+
+Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden Akkumulatoren Anwendung
+und zwar für die Beleuchtung, die elektrische Huppe, als Zünderzellen
+etc.
+
+Im ~Telegraphenbetrieb~ sind die Akkumulatoren besonders dann den
+Primärelementen überlegen, wenn es sich um den Betrieb langer
+Kabelleitungen handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazität
+eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen nämlich, das telegraphiert wird,
+d. h. bei jedem Stromschluß, muß das Kabel zunächst durch die
+Stromquelle geladen werden; die Ladung verläuft aber umso schneller, je
+kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch Verwendung von
+Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit vergrößert. Bei
+vielen Ämtern werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazität
+verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder aus dem Netz des
+Elektrizitätswerkes geladen werden.
+
+Im ~Telephonbetrieb~ haben sich Akkumulatoren als Stromquellen
+für die Vermittlungsämter und bei dem Vielfachsystem mit
+Zentralbatteriebetrieb[139] gut bewährt. Dagegen scheinen ausgedehnte
+Probeversuche, den Akkumulator als Stromquelle für die Mikrophone bei
+den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht zu einem befriedigenden
+Resultate geführt zu haben, indem die wegen des Mangels einer -- kaum
+durchzuführenden -- genügenden Überwachung der einzelnen Elemente häufig
+vorkommende Sulfatierung der Platten und die damit verbundene
+Schwierigkeit der Ladung große Unterhaltungskosten verursachen[140].
+
+  Am besten dürften sich für Telephonbetrieb Akkumulatoren mit
+  Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die
+  Selbstentladung während der Ruhepausen geringer ist als bei
+  Großoberflächenplatten und daher auch die Gefahr, daß Sulfatierung
+  erfolgt (s. S. 111).
+
+Sogenannte ~Kleinakkumulatoren~ finden zahlreiche Verwendungen, von
+denen noch folgende hervorgehoben seien: Beleuchtung von Lampen in
+Wagen, tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung von
+Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.
+
+~Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium~ (Lehrzwecke,
+therapeutische Zwecke etc.). Bei sachgemäßer Behandlung bilden die
+Akkumulatoren eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester Weise
+genügt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung und Kosten sind im
+Vergleich zu Primärelementen außerordentlich gering, man kann längere
+Zeit nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt ein
+Akkumulator frühzeitig, so ist der Grund fast immer in Fehlern zu
+suchen, die bei der Behandlung gemacht worden sind; vor allem wird oft
+gegen die Vorschriften gesündigt, daß eine gewisse Stromstärke bei der
+Entladung nicht überschritten werden darf, daß die Entladung nur bis zu
+einem gewissen Punkte getrieben werden darf und daß zwischen Entladung
+und Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.
+
+Am besten werden Glaszellen verwendet, damit man das Innere besichtigen
+kann. Werden die Elemente bald hier, bald dort verwendet, so stellt man
+sie in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzkästen, deren Höhe etwa
+⅔ der Höhe der Zelle beträgt, oder bei denen die Vorder- und Hinterwand
+zum Teil herausgenommen sind, wie es die Fig. 36 zeigt.
+
+[Illustration: Fig. 36.]
+
+Damit man die Spannung leicht ändern kann, befestigt man an einer Seite
+des Kastens ein Schaltbrettchen, dessen Kontaktstücke mit den Polen der
+einzelnen Zellen verbunden sind. Durch Stöpsel, die man in die zwischen
+den Kontaktstücken befindlichen Löcher schiebt, kann man die Schaltungen
+vornehmen, z. B. kann man bei 4 Zellen auf 2, 4 und 8 Volt schalten. Zu
+beachten ist, daß man nicht durch falsche Stöpselung Kurzschluß
+herstellt. Bequemer ist die Verwendung eines ~Pachytrops~, einer
+Einrichtung, bei der die verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer
+Walze oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung von
+Kurzschluß ist ausgeschlossen. In Fig. 37 ist eine Batterie aus 12
+Elementen, wie sie von ~Kohl~ in Chemnitz in den Handel gebracht wird,
+abgebildet. Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden
+Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch Drähte verbunden,
+die durch Klemmen festgehalten werden, so daß man jedes einzelne
+Element zwecks Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.
+
+[Illustration: Fig. 37.]
+
+Für kleine Batterien, die nur selten ganz entladen werden, sind
+Faure-Platten (als positive und negative) den Großoberflächenplatten
+vorzuziehen, da bei ersteren die Selbstentladung und daher auch die
+Gefahr, daß Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren. Zu
+beachten ist auch, daß die Zellen zuweilen ganz entladen werden müssen
+(s. Kap. 7). Werden die Akkumulatoren oft transportiert, so fällt leicht
+aktive Masse heraus, durch die ein Kurzschluß bewirkt werden kann. Es
+empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand reichlich
+groß zu wählen.
+
+Für viele Untersuchungen, z. B. über die Bewegung der Elektrizität durch
+Gase, sind ~Hochspannungsbatterien~ die besten Stromquellen, weil sie
+bei der geringen erforderlichen Stromstärke den Elektroden der Röhre
+lange Zeit konstante Spannung zuführen. Größere Verbreitung hat die
+Hochspannungsbatterie nach ~Feußner~[141] gefunden. In einem auf Rollen
+laufenden starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente mit je
+einer positiven und einer negativen Elektrode. Als Glasgefäß dienen
+Pulverflaschen. Damit keine Säure herauskriechen und Nebenschlüsse
+herstellen kann, werden die Gläser mit einer Harzschicht luftdicht
+zugegossen; für die bei der Ladung auftretenden Gase wird ein besonderer
+Austrittsweg (Glasröhrchen) vorgesehen. Die die einzelnen Gruppen (25
+Elemente) tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei
+Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen gestatten mit einem
+Handgriff Parallelschaltung der Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder
+Hintereinanderschaltung auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazität beträgt
+ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.
+
+       *       *       *       *       *
+
+Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben, daß der
+Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt ist. Es seien
+folgende Versuche und Arbeiten erwähnt: Änderung der elektromot. Kraft
+am Anfang und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung der
+Kapazität, Abhängigkeit der Kapazität von der Säuredichte, Ermittelung
+des Wirkungsgrades und des Nutzeffektes, Änderung der elektromot. Kraft
+mit der Säuredichte und der Temperatur (s. S. 42). Bei verschiedenen
+dieser Arbeiten muß eine genaue ~Messung der elektrom. Kraft~
+vorgenommen werden. Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte
+gewidmet werden. In den meisten Fällen erhält man die gesuchte Größe mit
+hinreichender Genauigkeit, wenn man die Klemmen des nicht belasteten
+Akkumulators mit einem empfindlichen Voltmeter für kleine Spannungen
+verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von 1/20-1/10 Amp.
+verbrauchen, so macht sich bei kleinen Zellen schon die
+Konzentrationspolarisation bemerkbar. Am einwandfreiesten ist die
+~Kompensationsmethode nach Poggendorff~, bei der die elektromot. Kraft
+bestimmt wird, ohne daß die Zelle Strom abgibt. Das Prinzip dieser
+Methode ist folgendes: Es sei _B_ in Fig. 38 eine Batterie von 2 kleinen
+Akkumulatoren, _W_ ein Widerstand von 4000 Ohm, _a c_ ein Widerstand von
+6000 Ohm, _X_ ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft E_{n}
+man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die Gleichgewichtsbedingung
+erfüllt ist, d. h. wenn durch den Nebenkreis _a X G d_ kein Strom
+fließt, einen Strom von E/10000 Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft ist.
+Mithin beläuft sich der Spannungsverlust in _a c_ auf 6000.E/10000 =
+0,6.E Volt (angenähert auf 2,4 Volt). Da auf jeden Fall die elektrom.
+Kraft des Normalelementes kleiner ist als 0,6.E, so gibt es zwischen _a_
+und _c_ einen Punkt _d_, so daß der dem Batteriestrom entsprechende
+Spannungsabfall von _a_ bis _d_ gleich E_{n} ist. Hat man diesen Punkt
+gefunden, so fließt durch das Galvanoskop _G_ kein Strom. Der Widerstand
+zwischen _a_ und _d_ betrage W_{n} Ohm, dann ist E_{n} = W_{n}.E/10000
+Volt.
+
+[Illustration: Fig. 38.]
+
+Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator ersetzt, dessen
+elektrom. Kraft man messen will, und man sucht wieder einen Punkt
+zwischen _a_ und _c_ so, daß _G_ stromlos ist; dieser sei _d′_. Der
+Widerstand in _a d′_ betrage _W′_ Ohm, damit ist X = W′.E/10000.
+Dividiert man diese Gleichung durch die vorige, so ergibt sich X =
+E_{n}.W′/W_{n}.
+
+In Wirklichkeit wird _G_ mit _C_ verbunden und man variiert die
+Potentialdifferenz zwischen _a_ und _c_. Zu diesem Zwecke ersetzt man
+den Widerstand _a c_ durch einen Stöpselrheostaten und ändert diesen so
+lange, bis durch _G_ kein Strom fließt. Selbstverständlich müssen jetzt
+die vorigen Gleichungen etwas umgeändert werden.
+
+Zwischen den Punkten _a_ und _c_ muß ein großer Widerstand liegen, damit
+es ausgeschlossen ist, daß das Normalelement einen stärkeren Strom
+abgibt. Solche Elemente dürfen nämlich nur mit ganz schwachem Strome
+(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, daß man auch für _W_
+einen Widerstand von mehreren tausend Ohm wählt, erreicht man, daß der
+Spannungsabfall in _a c_ der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und
+daß, bevor die elektrom. Kraft E_{n} kompensiert ist, nur ein ganz
+schwacher Strom in das Element gelangen kann.
+
+  [129] Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.
+
+  [130] Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abhängig. Diese
+  Änderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht
+  berücksichtigt.
+
+  [131] In Wirklichkeit ist die Zahl etwas größer, da der
+  Spannungsverlust in der Leitung gedeckt werden muß.
+
+  [132] In der schematischen Figur ist angenommen, daß die beiden
+  Zellenschalter getrennte Apparate sind, so daß für jede Schaltzelle
+  zwei Verbindungsleitungen nötig sind. In Wirklichkeit werden die
+  beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben
+  gemeinsame Kontaktstücke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man
+  nennt einen solchen Apparat ~Doppelzellenschalter~.
+
+  [133] Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter bei
+  der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der
+  Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.
+
+  [134] Das von ~Peukert~ (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren
+  dürfte nur in vereinzelten Fällen anwendbar sein.
+
+  [135] Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den
+  Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich ~Brandt~ beschäftigt.
+  Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.
+
+  [136] Nach ~Brandt~ (l. c.) ist die Pufferwirkung am günstigsten, wenn
+  die Zellenspannung 2,07 Volt beträgt.
+
+  [137] E. T. Z. 1906, S. 314.
+
+  [138] E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.
+
+  [139] Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom
+  Vermittlungsamte aus über die Anschlußleitungen mit Strom versorgt.
+
+  [140] Näheres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.
+
+  [141] E. T. Z. 1899 S. 632.
+
+
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+zwischen Strömen und Magneten, Elektromagnetismus. VIII. Einwirkung
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+
+
+
+
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+
+
+  Die Inkonsistenzen im Originalwerk sind beibehalten worden.
+
+  Seite 37, 2), 3) usw.: die Nummer 1) fehlt im Originalwerk.
+
+  Seite 165, Fußnote [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es
+  keine Fußnotenzeichen; das Zeichen fehlt deshalb auch in diesem Text.
+
+
+  Durchgeführte Änderungen und Verbesserungen
+
+  Klare Fehler in Rechtschreibung, Interpunktion usw. sind
+  stillschweigend korrigiert worden.
+
+  Einige Tabellen sind umgeordnet worden.
+
+  In chemische Formel, Prozente, usw. wurden eventuelle Leerzeichen
+  entfernt.
+
+  Seite           Original                  Korrigiert
+
+  Seite 5         van’t Hoff                van ’t Hoff
+  Seite 12,
+  Gleichung (4)   HSO′_{4}                  HSO_{4}′
+  Seite 32        2OH′ + 2⊕ = 2OH           2OH′ + 20⊕ = 2OH
+  Seite 55        Umkehrung von 10          Umkehrung von I, 10
+                  Umkehrung von 9           Umkehrung von I, 9
+  Seite 83        voraufgegangenen          vorausgegangenen
+  Seite 119       heransgespült             herausgespült
+  Seite 141       Beaumé                    Baumé
+  Seite 154       Deutsche Edison-          Deutsche Edison-
+                  Akkumulatoren-Compagny    Akkumulatoren-Company
+  Seite 186       _a x G d_                 _a X G d_
+
+
+
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+<pre>
+
+The Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach
+
+This eBook is for the use of anyone anywhere in the United States and most
+other parts of the world at no cost and with almost no restrictions
+whatsoever.  You may copy it, give it away or re-use it under the terms of
+the Project Gutenberg License included with this eBook or online at
+www.gutenberg.org.  If you are not located in the United States, you'll have
+to check the laws of the country where you are located before using this ebook.
+
+Title: Die Akkumulatoren
+       ihre Theorie, Herstellung, Behandlung und Verwendung.
+
+Author: Willibald Bermbach
+
+Release Date: April 2, 2016 [EBook #51638]
+
+Language: German
+
+Character set encoding: ISO-8859-1
+
+*** START OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***
+
+
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+
+Produced by Peter Becker, Harry Lam� and the Online
+Distributed Proofreading Team at http://www.pgdp.net
+
+
+
+
+
+
+</pre>
+
+
+<div class="tnbox">
+<p class="center">Anmerkungen zur Transkription befinden sich am <a href="#TN">Ende dieses Textes</a>.</p>
+</div><!--tnbox-->
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+<div class="figcenter">
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+
+<div class="wigand">
+
+<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m. b. H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center blankbefore"><span class="fsize200"><b>HANDW&Ouml;RTERBUCH</b></span><br />
+<span class="fsize150"><b>DER DEUTSCHEN SPRACHE</b></span><br />
+von <b>Dr. Daniel Sanders</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Neu bearbeitet, erg&auml;nzt u. vermehrt<br />
+von <b>Dr. Ernst W&uuml;lfing</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Achte (der Neubearbeitung erste) Auflage<br />
+Geheftet Mark 8.&mdash;, gebunden Mark 10.&mdash;</p>
+
+<div class="figcenter00">
+<img src="images/linea001.png" alt="Ornament" width="75" height="13" />
+</div>
+
+<p class="wigandtext">Der &#8222;Kleine Sanders&#8223;, der bekannte von Sanders selbst besorgte
+Auszug aus seinem gro&szlig;en vierb&auml;ndigen &#8222;W&ouml;rterbuch&#8223;, der seit
+seinem ersten Erscheinen vor gerade 40 Jahren sieben Auflagen
+erlebt hat und in rund 40000 Abdrucken verkauft worden ist, liegt in
+neuer, reich erg&auml;nzter und vermehrter Bearbeitung und in ganz neuem
+Gewande vor uns. Vor der alten Ausgabe zeichnet sich die neue
+schon rein &auml;u&szlig;erlich durch die vornehme Ausstattung und die gr&ouml;&szlig;ere
+Breite der Spalten aus; vor allem aber ist, wenn auch im ganzen die
+Druckanordnung der alten Ausgabe beibehalten wurde, doch in zahlreichen
+Einzelheiten alles getan worden, um dem Buch eine bei weitem
+gr&ouml;&szlig;ere &Uuml;bersichtlichkeit zu verschaffen. &mdash; Der Bearbeiter Dr. E. W&uuml;lfing,
+hat das Buch mit besonderer Sorgfalt durchgesehen, es besonders, wo
+alte L&uuml;cken waren, aus dem &#8222;Gro&szlig;en Sanders&#8223; erg&auml;nzt und es anderseits
+durch zahlreiche neue W&ouml;rter vermehrt, die die verflossenen
+40 Jahre, namentlich auf dem Gebiete der Technik aufgebracht haben.
+Auch wurde an manchen Stellen die bessernde Hand angelegt, wo
+das nach den Fortschritten der Sprachwissenschaft n&ouml;tig erschien,
+besonders bei so mancher Bedeutungsentwicklung, die von Sanders
+s. Z. nicht richtig erkannt und aufgestellt wurde oder werden konnte.
+An Reichhaltigkeit, besonders auf dem Gebiete der neuesten technischen
+Ausdr&uuml;cke und u. a. auch der Pflanzennamen, &uuml;bertrifft der &#8222;Sanders-W&uuml;lfing&#8223;,
+wie der &#8222;Kleine Sanders&#8223; wohl jetzt genannt werden wird,
+alle vorhandenen kleineren deutschen W&ouml;rterb&uuml;cher. Besonders sei noch
+erw&auml;hnt, da&szlig; W&uuml;lfing an zahllosen Stellen daf&uuml;r gesorgt hat, da&szlig; durch
+Einf&uuml;gung von kurzen Belegen und Anf&uuml;hrungen aus dem Schrifttum,
+sowie von knappen Beispielen die Erl&auml;uterungen, die ohne solche oft nicht
+ganz klar waren, belebt worden sind. Da&szlig; endlich die neue Rechtschreibung
+eingef&uuml;hrt worden ist, braucht nicht besonders betont zu werden.</p>
+
+<p class="center blankbefore fsize80"><b>Ein unentbehrliches Hand- und Nachschlagebuch f&uuml;r jeden Gebildeten</b></p>
+
+</div><!--wigand-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<h1><span class="sstype fsize125">Die Akkumulatoren,</span><br />
+<span class="fsize90">ihre Theorie, Herstellung, Behandlung<br />
+und Verwendung.</span></h1>
+
+<p class="center highline2"><span class="fsize80">Von</span><br />
+<span class="fsize125">Prof. <b>Dr. W. Bermbach.</b></span></p>
+
+<p class="center highline2 blankabove">Zweite, vermehrte und verbesserte Auflage<br />
+<span class="gesp">Mit</span> 38 <span class="gesp">Abbildungen.</span></p>
+
+<div class="figcenter">
+<img src="images/a002.jpg" alt="Ritter Wigand" width="100" height="151" />
+</div>
+
+<p class="center blankabove"><span class="gesp">Otto Wigand</span><br />
+Verlagsbuchhandlung und Buchdruckerei m. b. H.<br />
+Leipzig 1911.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Vorwort<br />
+<span class="fsize80 nonbold">zur ersten Auflage.</span></h2>
+
+<p>Die Literatur &uuml;ber Akkumulatoren ist zwar eine
+ziemlich reichhaltige, jedoch fehlt es an einem nicht
+zu umfangreichen Buche, in dem sowohl die Theorie
+wie die Praxis, letztere, soweit sie gr&ouml;&szlig;ere Kreise
+interessiert, gen&uuml;gend ber&uuml;cksichtigt wird. Dieses
+d&uuml;rfte in dem vorliegenden Werkchen geschehen sein.</p>
+
+<p>Wenn irgendwo, so gilt f&uuml;r den Bleiakkumulator
+der Satz: Eine gute Theorie ist die beste Praxis. Denn
+hier gibt uns die Theorie Aufschlu&szlig; &uuml;ber alle im Betriebe
+vorkommenden Erscheinungen. Aus diesem Grunde
+wurde die Theorie des Bleiakkumulators ausf&uuml;hrlich
+behandelt. Damit sich nun auch solche Leser, denen
+die Grundbegriffe der modernen Elektrochemie nicht
+gel&auml;ufig sind, zurechtfinden k&ouml;nnen, habe ich in dem
+ersten Kapitel die neueren Ansichten &uuml;ber die Elektrolyse
+und die Stromerzeugung in galvanischen Elementen
+gemeinverst&auml;ndlich behandelt.</p>
+
+<p>C&ouml;ln, Mai 1905.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Vorwort<br />
+<span class="fsize80 nonbold">zur zweiten Auflage.</span></h2>
+
+<p>Die meisten Kapitel wurden neu bearbeitet, die
+beiden letzten Kapitel au&szlig;erdem nicht unwesentlich
+erweitert. &Uuml;ber den <span class="gesp">Edison</span>-Akkumulator liegt jetzt
+gen&uuml;gend Material vor; dementsprechend wurde er in
+der neuen Auflage ausf&uuml;hrlicher behandelt.</p>
+
+<p>Herrn Dr. H. <span class="gesp">Geisler</span> spreche ich f&uuml;r seine
+Unterst&uuml;tzung bei dem Lesen der Korrekturbogen
+meinen verbindlichsten Dank aus.</p>
+
+<p>C&ouml;ln, Juni 1911.</p>
+
+<p class="right padr2"><b>Der Verfasser.</b></p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<h2>Inhalt.</h2>
+
+<table class="inhalt" summary="Inhalt">
+
+<tr>
+<td colspan="2" class="right fsize80">Seite</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">1. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie der Elektrolyse und der galvanischen Elemente</td>
+<td class="seite"><a href="#Page1">1</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">2. <span class="gesp">Kapitel</span>. Theorie des Bleiakkumulators</td>
+<td class="seite"><a href="#Page34">34</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">3. <span class="gesp">Kapitel</span>. Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand</td>
+<td class="seite"><a href="#Page60">60</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">4. <span class="gesp">Kapitel</span>. Ladung und Entladung</td>
+<td class="seite"><a href="#Page80">80</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">5. <span class="gesp">Kapitel</span>. Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator</td>
+<td class="seite"><a href="#Page105">105</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">6. <span class="gesp">Kapitel</span>. Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation</td>
+<td class="seite"><a href="#Page116">116</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">7. <span class="gesp">Kapitel</span>. Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten, Vorschriften &uuml;ber die
+Behandlung, Lebensdauer</td>
+<td class="seite"><a href="#Page132">132</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">8. <span class="gesp">Kapitel</span>. Der alkalische Akkumulator</td>
+<td class="seite"><a href="#Page152">152</a></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="kapitel">9. <span class="gesp">Kapitel</span>. Die Verwendung der Akkumulatoren</td>
+<td class="seite"><a href="#Page166">166</a></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page1">[1]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Erstes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Theorie der galvanischen Elemente und der Elektrolyse.</span></h2>
+
+<p><span class="gesp">Vorl&auml;ufige Erkl&auml;rung der Vorg&auml;nge im
+Bleiakkumulator</span>. Ein Bleiakkumulator in seiner
+einfachsten Gestalt besteht aus zwei Bleiplatten, die in
+verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure eintauchen. Schickt man durch
+den elektrolytischen Apparat einen elektrischen Strom,
+so bildet sich an derjenigen Elektrode, die mit dem
+positiven Pole der Stromquelle verbunden ist, der Anode,
+Bleisuperoxyd, das eine braunrote Farbe hat; an der
+negativen Elektrode, der Kathode, wird <span class="nowrap">Bleioxyd<a
+id="FNanchor1"></a><a href="#Footnote1" class="fnanchor">[1]</a>,</span> das
+sich, bevor die Bleiplatten in die S&auml;ure getaucht wurden,
+an der Luft gebildet hatte, zu metallischem Blei reduziert.</p>
+
+<p>Wenn an beiden Elektroden Gasentwicklung erfolgt
+&mdash; was bei unserem Laboratoriumsversuch schon nach
+kurzer Zeit der Fall ist &mdash;, so unterbricht man den
+Ladestrom. Wir haben jetzt die Kombination vor uns
+Blei und Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure:</p>
+
+<table class="reaction" summary="reaction">
+
+<tr>
+<td class="br">Pb</td>
+<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aqua</td>
+<td>PbO<sub>2</sub></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="br">-</td>
+<td class="br">&nbsp;</td>
+<td>+</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Das Minuszeichen unter Blei bedeutet, da&szlig; die betreffende
+Platte der negative Pol des Elementes ist.<span class="pagenum" id="Page2">[2]</span>
+Unsere Kombination ist, wie wir leicht mittels eines
+Galvanoskops nachweisen k&ouml;nnen, ein galvanisches
+Element, &auml;hnlich wie</p>
+
+<table class="reaction" summary="reaction">
+
+<tr>
+<td class="br">Zn</td>
+<td class="br">H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq</td>
+<td>Cu.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="br">-</td>
+<td class="br">&nbsp;</td>
+<td>+</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wie wir sp&auml;ter sehen werden, bildet sich bei der
+Entladung auf beiden Elektroden Bleisulfat. Die beiden
+Platten werden also einander um so &auml;hnlicher, je mehr
+Elektrizit&auml;t unser Akkumulator abgibt. Wenn man aber
+zwei <span class="gesp">gleiche</span> Elektroden in denselben Elektrolyten eintaucht,
+so erh&auml;lt man kein galvanisches Element. Die
+elektromotorische Kraft unseres primitiven Akkumulators
+mu&szlig; also w&auml;hrend der Stromabgabe mehr oder weniger
+schnell abnehmen.</p>
+
+<p>Bei dem beschriebenen Laboratoriumsversuch findet
+man, da&szlig; nach Beendigung der Entladung die braunrote
+Farbe keineswegs ganz verschwunden ist, da&szlig; also Reste
+von PbO<sub>2</sub> zur&uuml;ckbleiben.</p>
+
+<p>Laden wir den Akkumulator jetzt wieder, so wird
+Bleisulfat an der negativen Elektrode in metallisches
+Blei und an der positiven Platte in Bleisuperoxyd
+verwandelt.</p>
+
+<p>Bei der Ladung sowohl wie bei der Entladung
+spielen sich im Akkumulator chemische Prozesse ab.
+Bei der Ladung wird ein chemisches System gleichsam
+gewaltsam ver&auml;ndert (&auml;hnlich wie eine Spiralfeder beim
+Zusammendr&uuml;cken), das ver&auml;nderte System hat das Bestreben,
+in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckzukehren.
+Bei der Ladung wird in dem Akkumulator chemische
+Energie aufgespeichert, und zwar entsteht diese aus
+elektrischer Energie. In dem Akkumulator wird also
+keineswegs elektrische Energie als solche aufbewahrt,
+gerade so wenig wie dies bei einem Gewichte der Fall
+ist, das durch einen Elektromotor gehoben wurde. Den<span class="pagenum" id="Page3">[3]</span>
+Charakter eines galvanischen Elementes erh&auml;lt der
+Akkumulator erst dadurch, da&szlig; man ihm elektrische
+Energie zuf&uuml;hrt. Man bezeichnet ihn daher auch als
+<span class="gesp">Sekund&auml;relement</span>.</p>
+
+<p>Im Prinzip unterscheidet sich ein geladener Akkumulator
+in nichts von einem gew&ouml;hnlichen Prim&auml;relement
+(z. B. einem Daniell-Element). Wir m&uuml;ssen
+daher im Folgenden auf die Theorie der galvanischen
+Elemente n&auml;her eingehen.</p>
+
+<p>An den chemischen Vorg&auml;ngen im Akkumulator ist
+der Elektrolyt in hervorragender Weise beteiligt. Es
+ist daher jedem, der nur etwas tiefer in die Theorie des
+Bleiakkumulators eindringen will, anzuraten, sich ein
+m&ouml;glichst klares und vollst&auml;ndiges Bild von den Vorg&auml;ngen,
+die sich bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure abspielen, zu verschaffen. [Hingewiesen
+sei hier auf das Kapitel VIII in <span class="gesp">Le Blancs</span> Lehrbuch
+der Elektrochemie.]</p>
+
+<p>Da die neueren elektrochemischen Theorien, soweit
+es der Raum gestattet, in unserer Schrift Ber&uuml;cksichtigung
+finden sollen, so wollen wir mit einer Besprechung
+einiger wichtiger Grundbegriffe dieses Gebietes beginnen.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">osmotische Druck</span>. Um diesen au&szlig;erordentlich
+wichtigen Begriff klar zu machen, wollen
+wir von einem Nichtelektrolyten ausgehen; als Beispiel
+diene eine Zuckerl&ouml;sung. Ein Standglas mit vorspringendem
+Rande f&uuml;lle man mit einer Zuckerl&ouml;sung und verschlie&szlig;e
+das Glas mittels einer vorher in lauwarmem
+Wasser aufgeweichten Schweinsblase, wobei darauf zu
+achten ist, da&szlig; keine Luftblasen eingeschlossen werden.
+Durch einen Bindfaden ist die Membran unterhalb des
+Glasrandes gut zu befestigen. Stellt man das Pr&auml;parat
+in ein gr&ouml;&szlig;eres, mit Wasser gef&uuml;lltes Gef&auml;&szlig;, so findet
+man nach etwa 24 Stunden, da&szlig; sich die Membran sehr<span class="pagenum" id="Page4">[4]</span>
+stark gew&ouml;lbt hat, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig; von
+der Zuckerl&ouml;sung auf die Membran ein Druck ausge&uuml;bt
+wurde. Da die W&ouml;lbung nicht erfolgt, wenn wir das
+Standglas mit Wasser f&uuml;llen, so schlie&szlig;en wir weiter,
+da&szlig; der eben erw&auml;hnte Druck von den Zuckermolek&uuml;len
+herr&uuml;hrt. &mdash; Die Schweinsblase hat die <span class="nowrap">Eigenschaft<a
+id="FNanchor2"></a><a href="#Footnote2" class="fnanchor">[2]</a>,</span>
+den Wassermolek&uuml;len den Durchgang zu gestatten, nicht
+aber den Zuckermolek&uuml;len, sie ist <span class="gesp">halbdurchl&auml;ssig</span>
+oder semipermeabel. Denken wir uns nun die Zeit in sehr
+kleine Intervalle geteilt, so k&ouml;nnen wir die Vorg&auml;nge
+in dem Standglase (Zelle) folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren: Die
+Zuckermolek&uuml;le &uuml;ben einen Druck auf die Membran aus;
+diese wird um ein unendlich kleines St&uuml;ck gehoben, in
+den freien Raum dringt Wasser ein. W&auml;hrend des
+folgenden Zeitabschnittes wiederholt sich das Spiel usw.
+Die Membran w&ouml;lbt sich also langsam im Laufe der
+Zeit. Dem osmotischen Drucke der Zuckermolek&uuml;le
+&mdash; so nennt man den auf die Membran ausge&uuml;bten
+Druck &mdash; wirkt die Spannung der Membran entgegen.
+Nehmen wir nun an, da&szlig; die Schweinsblase vollkommen,
+auch bei jedem Drucke halbdurchl&auml;ssig ist, und da&szlig;
+sie jeden beliebig hohen Druck auszuhalten vermag,
+ohne zu platzen, so schlie&szlig;en wir weiter, da&szlig; sich nach
+einer gewissen Zeit ein Gleichgewichtszustand ausbildet,
+der nat&uuml;rlich dann vorhanden ist, wenn der osmotische
+Druck der Zuckermolek&uuml;le gleich ist der Spannung der
+Membran. Der nach Innen gerichtete Druck der gespannten
+Membran nach Eintritt des Gleichgewichtszustandes,
+d. h. wenn eine weitere W&ouml;lbung der Membran
+nicht mehr erfolgt, ist gleich dem osmotischen
+Drucke der L&ouml;sung.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page5">[5]</span></p>
+
+<p>Auch in folgender Weise gelangt man zu einer
+Vorstellung &uuml;ber den osmotischen Druck. Wenn wir
+bei Beginn des Versuches die Membran belasten, etwa
+durch Auflegen von Gewichtsteinen, so erfolgt das
+Eindringen des Wassers langsamer als eben und bei
+einer gewissen Belastung w&ouml;lbt sich die Membran &uuml;berhaupt
+nicht. Betr&auml;gt die betreffende Belastung p kg
+pro 1 cm<sup>2</sup> Oberfl&auml;che, so ist p ein Ma&szlig; f&uuml;r den osmotischen
+Druck.</p>
+
+<p>Nach der kinetischen Theorie der Fl&uuml;ssigkeiten
+kommt der osmotische Druck dadurch zustande, da&szlig;
+Zuckermolek&uuml;le gegen die Membran prallen und St&ouml;&szlig;e
+auf diese aus&uuml;ben.</p>
+
+<p>Auf die f&uuml;r den osmotischen Druck g&uuml;ltigen
+Gesetze, die &uuml;brigens, wie <span class="gesp">van &#8217;t Hoff</span> zeigte, mit
+den Gasgesetzen &uuml;bereinstimmen, soll nicht n&auml;her eingegangen
+werden; es sei nur bemerkt, da&szlig; der osmotische
+Druck mit der Konzentration w&auml;chst.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die elektrolytische Dissoziation.</span> Man
+fand, da&szlig; die L&ouml;sungen von S&auml;uren, Salzen und Basen
+(Elektrolyte) einen anormal hohen osmotischen Druck
+haben. <span class="gesp">Arrhenius</span> erkl&auml;rte diese Erscheinung durch
+die Annahme, da&szlig; sich Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziieren. Eine einfache &Uuml;berlegung zeigt uns aber,
+da&szlig; die Dissoziation in Elektrolyten von der gew&ouml;hnlichen
+Dissoziation verschieden sein mu&szlig;. W&auml;hlen wir als Beispiel
+eine Salmiakl&ouml;sung. Bei hoher Temperatur spaltet
+sich (dampff&ouml;rmiger) Salmiak nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>3</sub>&nbsp;+ HCl.</p>
+
+<p>W&uuml;rde die Dissoziation in der Salmiakl&ouml;sung in
+derselben Weise erfolgen, so m&uuml;&szlig;te die Fl&uuml;ssigkeit
+freies Ammoniak enthalten, das an seinem scharfen,
+stechenden Geruch leicht erkannt werden kann. Eine<span class="pagenum" id="Page6">[6]</span>
+Salmiakl&ouml;sung riecht aber nicht nach Ammoniak. Die
+<span class="gesp">Dissoziation in Elektrolyten erfolgt</span> nun in
+der Weise, da&szlig; <span class="gesp">elektrisch geladene Komponenten</span>
+entstehen. Das Kochsalzmolek&uuml;l z. B. spaltet
+sich in ein positiv geladenes Natriumatom und ein
+negativ geladenes Chloratom. Die Komponenten nennt
+man <span class="gesp">Ionen</span>, d. h. die Wandernden, weil sie sich unter
+dem Einflusse elektrischer Kr&auml;fte bewegen.</p>
+
+<p>Die elektrolytische Dissoziation kann man als einen
+chemischen Proze&szlig; auffassen, der sich zwischen einem
+Molek&uuml;l der gel&ouml;sten Substanz und einem <span class="nowrap">Neutron<a
+id="FNanchor3"></a><a href="#Footnote3" class="fnanchor">[3]</a></span> abspielt
+und den man f&uuml;r Kochsalz durch die Gleichung
+versinnlichen kann:</p>
+
+<p class="equation">NaCl&nbsp;+ &#8853; - &#8854; = Na-&#8853;&nbsp;+ Cl-&#8854;.</p>
+
+<p class="noindent">Statt dessen schreibt man k&uuml;rzer</p>
+
+<p class="equation">NaCl = Na<sup class="plus">&middot;</sup> + Cl&#8242;.</p>
+
+<p class="noindent">Dementsprechend sehen wir die Ionen als neue chemische
+Verbindungen an, z. B. ist das Natriumion (Na<sup class="plus">&middot;</sup>) eine
+chemische Verbindung zwischen einem Natriumatom und
+einem positiven Elektron. Ebenso wie Natrium&nbsp;+ Chlor
+etwas ganz anderes ist wie Natrium allein, so ist
+Natrium&nbsp;+ Elektron, d. h. Natriumion, in seinem chemischen
+und physikalischen Verhalten durchaus verschieden
+von dem metallischen Natrium.</p>
+
+<p>Der materielle Bestandteil eines Ions kann auch
+aus mehreren Atomen bestehen, z. B. aus der Hydroxylgruppe,
+dem Radikale SO<sub>4</sub>. Ist das Element oder die
+Atomgruppe mehrwertig, so verbindet es sich mit mehreren<span class="pagenum" id="Page7">[7]</span>
+Elektronen. Beispiele f&uuml;r die elektrolytische Dissoziation:</p>
+
+<p class="equation">NaOH = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242; (Hydroxylion)<br />
+CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; (Sulfat-Ion).<br />
+NH<sub>4</sub>Cl = NH<sub>4</sub><sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ Cl&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> bedeutet, da&szlig; das Kupferatom mit zwei positiven
+Elektronen verbunden ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da ein- und derselbe Elektrolyt (Salz) sich in Wasser stark, in
+Chloroform fast garnicht dissoziiert, so scheint es als ob dem Wasser
+eine besonders gro&szlig;e <span class="gesp">dissoziierende Kraft</span> innewohnt. Nernst
+wies zuerst darauf hin, da&szlig; zwischen dem Dissoziationsverm&ouml;gen einer
+Fl&uuml;ssigkeit und der Dielektrizit&auml;tskonstante ein gewisser Parallelismus
+besteht.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>In einem Elektrolyten, z. B. in verd&uuml;nnter Salzs&auml;ure,
+befinden sich neben den Molek&uuml;len des Wassers, von
+dessen Dissoziation wir einstweilen absehen, nichtdissoziierte
+Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz, positive Ionen,
+n&auml;mlich die Wasserstoffionen, und negative Ionen, n&auml;mlich
+die Chlorionen. Nur bei sehr starker Verd&uuml;nnung
+sind s&auml;mtliche Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanzen dissoziiert.
+Befinden sich n Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+(dissoziierte Molek&uuml;le&nbsp;+ indissoziierte Molek&uuml;le) in einer
+L&ouml;sung und sind von diesen m Molek&uuml;le dissoziiert, so ist
+<span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">n</span></span>
+der <span class="gesp">Dissoziationsgrad</span>.</p>
+
+<p>In jedem noch so kleinen Tr&ouml;pfchen des Elektrolyten
+befinden sich ebensoviele positive Ionen wie negative,
+so da&szlig; das Tr&ouml;pfchen als Ganzes unelektrisch ist.</p>
+
+<p>Inbezug auf den osmotischen Druck verhalten sich
+die Ionen wie die Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz; auf
+eine semipermeable Wand &uuml;ben sie also einen Druck
+aus. Man wird hier wieder an das Verhalten der Gase
+erinnert: Befinden sich in einem abgeschlossenen Raume
+gleichzeitig mehrere Gase oder D&auml;mpfe, so &uuml;bt jedes Gas
+einen gerade so gro&szlig;en Druck aus, wie wenn es allein<span class="pagenum" id="Page8">[8]</span>
+vorhanden w&auml;re. Bei einem Elektrolyten kommen also,
+wenn wir von den Ionen des Wassers selbst absehen,
+drei osmotische Drucke in Betracht, n&auml;mlich der osmotische
+Druck der nichtdissoziierten Molek&uuml;le, derjenige
+der positiven Ionen und derjenige der negativen Ionen.</p>
+
+<p>Auf die Frage, warum in einem Elektrolyten (in
+der Regel) nicht alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziiert sind, soll mit einigen wenigen Worten eingegangen
+werden. Nach der eben mitgeteilten Auffassung
+ist die elektrolytische Dissoziation ein Vorgang
+nach Art eines chemischen Prozesses. F&uuml;r einen solchen
+gilt das <span class="nowrap">Massenwirkungsgesetz<a id="FNanchor4"></a><a
+href="#Footnote4" class="fnanchor">[4]</a>.</span> Wenn wir also beispielsweise
+Salzs&auml;ure in Wasser gie&szlig;en, so bildet sich
+ein Gleichgewichtszustand aus, der dadurch charakterisiert
+ist, da&szlig; die Anzahl der Molek&uuml;le, die in 1 Sekunde
+zerfallen, gerade so gro&szlig; ist wie die Anzahl der
+durch Wiedervereinigungen eines positiven und negativen
+Ions entstehenden neutralen Molek&uuml;le. &mdash; W&uuml;rden sich
+in einer starken L&ouml;sung, etwa in einer 30prozentigen
+Kochsalzl&ouml;sung alle Molek&uuml;le der gel&ouml;sten Substanz
+dissoziieren, so w&uuml;rde der Abstand zwischen den einzelnen
+Ionen ein au&szlig;erordentlich kleiner sein; die entgegengesetzten
+Ladungen der positiven und negativen Ionen
+w&uuml;rden sich so stark anziehen, da&szlig; zahlreiche Wiedervereinigungen
+stattfinden w&uuml;rden. Man sieht ein, da&szlig;
+in jedem Kubikzentimeter der L&ouml;sung nur eine bestimmte
+Anzahl von Ionen existieren kann. Mit zunehmender
+Verd&uuml;nnung mu&szlig; also die Dissoziation fortschreiten.</p>
+
+<p><span class="gesp">Elektrolyse.</span> Nur <span class="gesp">diejenigen Fl&uuml;ssigkeiten
+leiten</span> den elektrischen Strom, <span class="gesp">in denen
+sich freie Ionen befinden</span>. Die Stromleitung in<span class="pagenum" id="Page9">[9]</span>
+einem Elektrolyten besteht nun darin, da&szlig; die von der
+positiven Elektrode abgesto&szlig;enen und von der negativen
+Elektrode angezogenen positiven Ionen nach
+der einen und die negativen nach der entgegengesetzten
+Richtung wandern. Die Geschwindigkeit, mit der sich
+die Ionen durch die Fl&uuml;ssigkeit hindurch bewegen, die
+&uuml;brigens wegen der sehr gro&szlig;en Reibung zwischen den
+Wassermolek&uuml;len und den Ionen eine sehr geringe ist,
+hat f&uuml;r die verschiedenen Ionenarten verschiedene
+Werte.</p>
+
+<p>Bei der Elektrolyse geben die an den Elektroden ankommenden
+Ionen an diese ihre Ladungen ab, sie werden
+entionisiert oder gehen in den atomistischen (&#8222;gew&ouml;hnlichen&#8223;)
+Zustand &uuml;ber. In manchen F&auml;llen gehen nach
+der Entionisierung sekund&auml;re (rein chemische) Prozesse
+vor sich. Wird z. B. CuSO<sub>4</sub> = Cu<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; zwischen
+Kupferelektroden elektrolysiert, so verbindet sich das
+SO<sub>4</sub>-Radikal (nach seiner Entionisierung) mit einem Atom
+Kupfer der Elektrode zu <span class="nowrap">CuSO<sub>4</sub><a
+id="FNanchor5"></a><a href="#Footnote5" class="fnanchor">[5]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die dem Elektrolyten zugef&uuml;hrte Energie kann also in zwei Teile
+zerlegt werden. Der eine Teil dient dazu, die Ionen zu bewegen;
+die entsprechende Arbeit wird in W&auml;rme umgesetzt. Die zweite
+Arbeit, die der Strom leistet, besteht darin, da&szlig; die Ionen ihrer Ladungen
+beraubt werden. &mdash; Die Entionisierung eines Ions, z. B. eines
+Natriumions kann man als einen chemischen Proze&szlig; auffassen, an dem
+das Natriumion und ein negatives Elektron beteiligt ist und bei dem
+Energie verbraucht wird.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Das <span class="gesp">Faradaysche Gesetz</span> erscheint vom Standpunkte
+der Ionentheorie aus als etwas Selbstverst&auml;ndliches.
+Man sieht n&auml;mlich ohne weiteres ein, da&szlig;</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page10">[10]</span></p>
+
+<p>1. die zersetzten Mengen des Elektrolyten den durchgegangenen
+Elektrizit&auml;tsmengen proportional sind und
+da&szlig;</p>
+
+<p>2. die Mengen der gleichzeitig aus verschiedenen Elektrolyten
+ausgeschiedenen Stoffe ihren chemischen &Auml;quivalenten
+proportional sind (an chemisch &auml;quivalente
+Stoffmengen sind gleiche Elektrizit&auml;tsmengen gebunden).
+An 1 Gramm Wasserstoffionen sind 96540 Coulomb gebunden;
+ebenso an 23 Gramm Natriumionen etc. Um
+1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse irgend eines
+Elektrolyten zu erhalten, mu&szlig; man der Stromquelle
+96540 Coulomb positive Elektrizit&auml;t entnehmen, oder
+bei 1 Ampere Stromst&auml;rke mu&szlig; die Elektrolyse 96540
+Sekunden lang dauern.</p>
+
+<p>Wir wollen jetzt noch im Besonderen betrachten
+<span class="gesp">die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure</span>.
+Aus dem Umstande, da&szlig; chemisch reines Wasser
+den elektrischen Strom nur sehr schlecht leitet, mu&szlig;
+man folgern, da&szlig; sich in reinem Wasser nur eine geringe
+Anzahl von Ionen befindet. In chemisch reinem Wasser
+k&ouml;nnen sich nat&uuml;rlich nur solche Ionen befinden, die
+durch Dissoziation der Wassermolek&uuml;le selbst entstehen.
+Diese spalten sich, allerdings nur zu einem sehr kleinen
+Prozentsatze, nach der Gleichung</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction1">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ OH&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Hierzu kommt wahrscheinlich eine noch geringf&uuml;gigere
+Dissoziation, die zur Bildung von Wasserstoff
+und Sauerstoffionen f&uuml;hrt:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction2">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>O = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ O&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(2).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Aus der von <span class="gesp">Kohlrausch</span> und <span class="gesp">Heydweiller</span>
+bestimmten Leitf&auml;higkeit des Wassers kann man den Dissoziationsgrad
+berechnen. Man findet, da&szlig; bei 0 Grad
+1 g Wasserstoffionen (und dementsprechend 17 g Hydroxylionen,
+wenn wir von der Dissoziation nach Gleichung<span class="pagenum" id="Page11">[11]</span>
+2 absehen) in etwa 14 Millionen Liter Wasser
+enthalten sind, bei 18&deg; schon in 6,25&nbsp;. 10<sup>6</sup> l. Die Leitf&auml;higkeit
+nimmt also mit der Temperatur schnell zu.
+Nach neueren Messungen enth&auml;lt 1 g Wasserstoff 0,352&nbsp;. 10<sup>24</sup>
+Atome. Ein Gramm Wasser enth&auml;lt also trotz der
+sehr geringen Dissoziation viele Millionen Wasserstoffionen.</p>
+
+<p>Die Anzahl der Wasserstoffionen, die sich in 1 cm<sup>3</sup>
+Wasser befindet, wollen wir die Konzentration der Wasserstoffionen
+nennen, entsprechendes gilt f&uuml;r die anderen
+Ionen. Da die Leitf&auml;higkeit des Wassers (wie aller
+Elektrolyte) mit der Temperatur stark w&auml;chst, so m&uuml;ssen
+wir schlie&szlig;en, da&szlig; entweder die Ionenkonzentrationen
+mit der Temperatur gr&ouml;&szlig;er werden, oder da&szlig; die Reibung
+zwischen den Ionen und den Wassermolek&uuml;len kleiner
+wird oder da&szlig; beides zugleich stattfindet. So viele Ionen
+nun bei einer bestimmten Temperatur in einem cm<sup>3</sup>
+existieren <span class="gesp">k&ouml;nnen</span>, so viele existieren auch wirklich.
+Wenn also aus einem gegebenen Volumen Wasser ein
+Wasserstoff- und ein Hydroxylion auf irgend eine Weise
+entfernt werden, so dissoziiert sich sofort ein neues
+Molek&uuml;l Wasser &mdash; das gest&ouml;rte chemische Gleichgewicht
+wird sofort wieder hergestellt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Es sei hier wieder auf eine Analogie aufmerksam gemacht.
+Befindet sich in einem abgeschlossenen Raume, etwa unter einer
+Glasglocke (Rezipient einer Luftpumpe) eine hinreichende Menge
+Wasser, so verdampft bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte
+Menge Wasser. Entfernen wir auf irgend eine Weise einen
+Teil des Wasserdampfes, so erfolgt neue Verdampfung; der Gleichgewichtszustand
+wird gest&ouml;rt und bildet sich von neuem. Wie bei
+diesem Vorgange <span class="gesp">eine gewisse Zeit vergeht</span>, ehe sich der
+Gleichgewichtszustand von neuem gebildet hat, so auch bei der elektrolytischen
+Dissoziation.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Setzen wir reinem Wasser Schwefels&auml;ure zu &mdash; es
+gen&uuml;gt eine ganz kleine Menge &mdash;, so w&auml;chst das Leitungsverm&ouml;gen<span class="pagenum" id="Page12">[12]</span>
+sehr stark, und wir schlie&szlig;en daraus, da&szlig;
+sich eine gro&szlig;e Menge von neuen Ionen gebildet haben.
+Diese entstehen durch die Dissoziation der Schwefels&auml;ure,
+die bei den f&uuml;r uns in Betracht kommenden
+Konzentrationen eine sehr weitgehende ist, und zwar
+verl&auml;uft der Zerfall nach den beiden <span class="nowrap">Reaktionsgleichungen<a
+id="FNanchor6"></a><a href="#Footnote6" class="fnanchor">[6]</a></span></p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction3">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(3).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<div class="numreaction" id="Reaction4">
+
+<div class="links">
+<p>HSO<sub>4</sub>&#8242; = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(4).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Es findet also eine stufenweise Dissoziation statt.
+Die Dissoziation nach der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> entspricht dem
+Zerfall des NaHSO<sub>4</sub>, der offenbar nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">NaHSO<sub>4</sub> = Na<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ HSO<sub>4</sub>&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">erfolgt.</p>
+
+<p>Bei geringerer Konzentration der Schwefels&auml;urel&ouml;sung
+spielt die Dissoziation nach <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> nur
+eine ganz untergeordnete Rolle gegen&uuml;ber der Reaktion</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction5">
+
+<div class="links">
+<p>H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ H<sup
+class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(5).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Mit wachsender Konzentration tritt die Dissoziation im
+Sinne der <a href="#Reaction3">Gleichung (3)</a> mehr in den Vordergrund.</p>
+
+<p>In verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure befindet sich also eine
+gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Ionenarten (H<sup class="plus">&middot;</sup>, OH&#8242;, O&#8242;&#8242;, SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;,
+HSO&#8242;<sub>4</sub>), und daher sind verschiedene Elektrolysen m&ouml;glich.
+An der Kathode werden immer Wasserstoffionen
+entionisiert, an der Anode aber k&ouml;nnen vier verschiedene
+Ionenarten herauselektrolysiert werden.</p>
+
+<p>Welche Ionenart auch au&szlig;er Wasserstoff abgeschieden
+werden mag, an der Stromleitung innerhalb
+des Elektrolyten sind <span class="gesp">alle</span> Ionenarten beteiligt.</p>
+
+<p>Um aus einem Elektrolyten zwei verschiedene Ionenarten
+<span class="gesp">dauernd</span> herauszuelektrolysieren, mu&szlig; man eine
+gewisse Minimalspannung anwenden; f&uuml;r uns kommen<span class="pagenum" id="Page13">[13]</span>
+folgende von <span class="gesp">Le Blanc</span> angegebene <span class="gesp">Zersetzungsspannungen</span>
+in Betracht:</p>
+
+<table summary="Zersetzungsspannungen" id="Ref01">
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center padl1 padr1">und</td>
+<td class="left padr5">O&#8242;&#8242;</td>
+<td class="right">1,08</td>
+<td class="center padl1 padr1">Volt</td>
+<td rowspan="4" class="bt br bb">&nbsp;</td>
+<td rowspan="4" class="left padl0">-</td>
+<td rowspan="4" class="left padl1">+ &Uuml;berspannung</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">OH&#8242;</td>
+<td class="right">1,68</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;</td>
+<td class="right">1,95</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">H<sup class="plus">&middot;</sup></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr5">HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>
+<td class="right">2,60</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Die angegebenen Zersetzungsspannungen gen&uuml;gen
+i. A. noch nicht, eine <span class="gesp">sichtbare</span> Gasentwickelung
+herbeizuf&uuml;hren, man mu&szlig; diese vielmehr um einen von
+der Natur der Kathode abh&auml;ngigen Betrag <span class="nowrap">vergr&ouml;&szlig;ern<a
+id="FNanchor7"></a><a href="#Footnote7" class="fnanchor">[7]</a></span>
+(nat&uuml;rlich ist hier nicht der Spannungsabfall im elektrolytischen
+Apparat, i&nbsp;&times; w, gemeint).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wenn sichtbare Gasentwickelung erfolgen soll, so m&uuml;ssen sich
+Gasbl&auml;schen bilden. Man kann nun annehmen, da&szlig; f&uuml;r die Bildung
+der Bl&auml;schen eine gewisse Arbeit verbraucht wird, die der elektrische
+Strom liefern mu&szlig;, und da&szlig; diese Arbeit von der Beschaffenheit der
+Oberfl&auml;che, an der die Wasserstoffbildung erfolgt, abh&auml;ngig ist (&Uuml;berspannung).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Am kleinsten ist die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span> f&uuml;r platiniertes
+Platin (Kathode), f&uuml;r blankes Platin ist sie
+nahezu 0,1 Volt. H&ouml;chst wichtig ist f&uuml;r uns die <span class="gesp">&Uuml;berspannung</span>
+f&uuml;r <span class="gesp">Blei</span>, die <span class="gesp">nach Caspari</span> 0,64 <span class="gesp">Volt</span>
+<span class="nowrap">betr&auml;gt<a id="FNanchor8"></a><a
+href="#Footnote8" class="fnanchor">[8]</a>.</span> Bei der Ladung eines Akkumulators ist die
+Bleielektrode Kathode; daher kann, wenn wir von der
+sehr geringf&uuml;gigen Elektrolyse, die den Ionen H<sup class="plus">&middot;</sup> und
+O&#8242;&#8242; entspricht, im Akkumulator eine Gasentwickelung
+erst bei 1,68&nbsp;+ 0,64 = 2,32 Volt erfolgen; starke Gasentwickelung
+wird erst bei noch h&ouml;herer Spannung<span class="pagenum" id="Page14">[14]</span>
+vor sich gehen (abgesehen von der &Uuml;berspannung des
+<span class="nowrap">Sauerstoffs<a id="FNanchor9"></a><a href="#Footnote9" class="fnanchor">[9]</a>).</span></p>
+
+<p>Wegen der &Uuml;berspannung ist also eine Ladung des
+Akkumulators erst m&ouml;glich, bezw. kann eine solche
+ohne ganz erhebliche Energieverluste erfolgen.</p>
+
+<p>Bei kleinen Spannungen, z. B. bei 0,5 Volt, sinkt
+der Strom in einem Wasserzersetzungsapparat nicht
+v&ouml;llig auf Null herab, es mu&szlig; also auch in diesem Falle
+eine Elektrolyse stattfinden. Man erh&auml;lt nicht Gase
+von Atmosph&auml;rendruck, sondern Wasserstoff und Sauerstoff
+von geringer Konzentration, gel&ouml;st in den Elektroden
+und im Elektrolyten. Den Strom bezeichnet man
+als <span class="gesp">Reststrom</span> (s. <a href="#Page29">S. 29</a>).</p>
+
+<p>In dem durch Elektrolyse gewonnenen Sauerstoff
+finden sich immer Spuren von <span class="gesp">Ozon</span>, das durch einen
+sekund&auml;ren Proze&szlig; aus dem abgeschiedenen Sauerstoff
+entsteht (besonders bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte).</p>
+
+<p id="Ref18">Die Ozonbildung nimmt mit wachsender Konzentration
+der S&auml;ure zu. Ebenso entsteht sekund&auml;r <span class="nowrap"><span class="gesp">Wasserstoffsuperoxyd</span><a
+id="FNanchor10"></a><a href="#Footnote10" class="fnanchor">[10]</a></span>
+(H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) in geringer Menge, wahrscheinlich
+an beiden Elektroden. Endlich ist zu erw&auml;hnen,
+da&szlig; sich <span class="gesp">&Uuml;berschwefels&auml;ure</span> bilden kann nach der
+Gleichung</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction6">
+
+<div class="links">
+<p>2HSO<sub>4</sub>&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(6).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear noindent">also prim&auml;r. Die Entstehung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure wird
+durch gro&szlig;e Stromdichte, Vergr&ouml;&szlig;erung des Schwefels&auml;uregehaltes
+und Erniedrigung der Temperatur beg&uuml;nstigt.
+Nach den <a href="#Ref01">Zersetzungsspannungen</a> auf <a href="#Page13">Seite 13</a>
+d&uuml;rfte aber, vorausgesetzt, da&szlig; die &Uuml;berschwefels&auml;ure<span class="pagenum" id="Page15">[15]</span>
+nach <a href="#Reaction6">Gleichung (6)</a>, also prim&auml;r, entsteht, ihre Bildung
+erst bei Spannungen von mehr als 2,6 Volt erfolgen;
+hierzu ist noch beim Bleiakkumulator, da mit den
+HSO<sub>4</sub>-Ionen gleichzeitig Wasserstoffionen an der Bleielektrode
+entionisiert werden m&uuml;ssen, die &Uuml;berspannung
+von 0,64 Volt zu addieren. Bei normaler Ladung w&auml;re
+demnach eine Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure im Akkumulator
+ausgeschlossen. Da &uuml;brigens die &Uuml;berschwefels&auml;ure
+Blei angreift und Bleisuperoxyd in Bleisulfat verwandelt,
+so ist ihre Gegenwart in dem Elektrolyten dem
+Akkumulator sch&auml;dlich.</p>
+
+<p>Ehe wir uns zu der Polarisation wenden, wollen
+wir uns mit der Beziehung zwischen der <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung
+und der elektromotorischen Kraft</span>
+besch&auml;ftigen. Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure m&ouml;ge zwischen
+indifferenten Elektroden, d. h. zwischen solchen, die durch
+die Produkte der Elektrolyse nicht angegriffen werden,
+zersetzt werden (z. B. zwischen Platinelektroden). Wir
+erhalten, wenn wir von den Nebenprodukten absehen,
+Wasserstoff und Sauerstoff. Nehmen wir an, da&szlig; wir
+1 Gramm Wasserstoff durch Elektrolyse erhalten haben
+(und 8 Gramm Sauerstoff); es sind dann im ganzen
+96540 Coulomb durch unseren Apparat geflossen, was
+der Fall war, wenn die Zersetzung bei 1 Amp&egrave;re Stromst&auml;rke
+96540 Sekunden lang gedauert hat. Der erhaltene
+Wasserstoff werde verbrannt; wir erhalten dann
+9 Gramm Wasser. Lassen wir die Verbrennung im
+Kalorimeter vor sich gehen, so finden wir, da&szlig; wir etwa
+34200 kleine W&auml;rmeeinheiten (Grammkalorien, cal.)
+erhalten. Um diese Energie sind 9 Gramm Wasser von
+gew&ouml;hnlicher Temperatur &auml;rmer als 1 g H&nbsp;+ 8 g O von
+derselben Temperatur. Wollen wir nun, so schlie&szlig;en
+wir <span class="gesp">vorl&auml;ufig</span>, das eben gewonnene Wasser wieder in
+seine beiden Komponenten zerlegen, so m&uuml;ssen wir die<span class="pagenum" id="Page16">[16]</span>
+eben gewonnene Energie, die wir die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung</span>
+des Prozesses</p>
+
+<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O,</p>
+
+<p class="noindent">bezogen auf 1 Gramm H, nennen, dem Wasser wieder
+zuf&uuml;hren. Geschieht also die Zersetzung mittels des
+elektrischen Stromes, so m&uuml;ssen wir, abgesehen von
+der Jouleschen W&auml;rme, in den elektrolytischen Apparat
+eine den 34200 cal. &auml;quivalente Menge elektrischer
+Energie hineinschicken. Die elektrische Energie aber,
+die ein Apparat verbraucht, ist gegeben durch das
+Produkt</p>
+
+<p class="equation">Anzahl Coulomb&nbsp;&times; Spannung zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p>Da nun die Anzahl Coulomb eine gegebene Gr&ouml;&szlig;e
+ist, n&auml;mlich 96540, und au&szlig;erdem das Produkt einer
+gegebenen W&auml;rmemenge &auml;quivalent ist (34200 cal.), so
+mu&szlig; die Klemmenspannung einen bestimmten Wert haben.</p>
+
+<p>Bezeichnen wir diese Spannung mit E, so gilt die
+Beziehung</p>
+
+<p class="equation">96540&nbsp;. E Wattsek. (Volt-Coulomb) &auml;quival. 34200 cal.</p>
+
+<p class="noindent">1 Wattsekunde ist aber gleichwertig 0,239 cal. Daher</p>
+
+<p class="equation">96540&nbsp;. E.0,239 = 34200 oder<br />
+23070&nbsp;. E = 34200.</p>
+
+<p>E ist also ungef&auml;hr gleich 1,5 Volt. Man sollte
+nun erwarten, da&szlig; eine Zersetzung des Wassers mit
+einer geringeren Spannung als 1,5 Volt nicht m&ouml;glich ist.
+Von verschiedenen Forschern wurde aber nachgewiesen,
+da&szlig; man bei geeigneter Versuchsanordnung mit elektromotorischen
+Kr&auml;ften in der N&auml;he von 1,1 Volt Gasentwickelung
+<span class="nowrap">beobachtet<a id="FNanchor11"></a><a href="#Footnote11" class="fnanchor">[11]</a>.</span>
+Die von uns gezogenen<span class="pagenum" id="Page17">[17]</span>
+Schl&uuml;sse entsprechen demnach nicht den Erfahrungstatsachen;
+wir m&uuml;ssen uns daher noch eingehender mit
+der Beziehung zwischen der chemischen und elektrischen
+Energie besch&auml;ftigen.</p>
+
+<p><span class="gesp">Thomsonsche Regel.</span> In den galvanischen
+Elementen, zu denen wir auch den Akkumulator zu
+rechnen haben, entsteht die elektrische Energie, die das
+Element abgibt, aus chemischer Energie. Wir w&auml;hlen
+als Beispiel das Daniell-Element: Zn in ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq und
+Cu in CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ aq, weil bei ihm die Vorg&auml;nge leicht
+zu &uuml;bersehen sind. Gibt das Element Strom ab, so
+geht Zink in L&ouml;sung, und Kupfer schl&auml;gt sich auf der
+positiven Elektrode nieder.</p>
+
+<p><span class="gesp">Beide</span> Vorg&auml;nge kann man durch <span class="gesp">eine</span> Gleichung
+ausdr&uuml;cken</p>
+
+<div class="numreaction" id="Reaction7">
+
+<div class="links">
+<p>Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = Cu&nbsp;+ ZnSO<sub>4</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(7).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Der durch die <a href="#Reaction7">Gleichung (7)</a> dargestellte Vorgang
+ist mit W&auml;rmeentwicklung verbunden; dies kann man
+dadurch leicht nachweisen, da&szlig; man auf Zinksp&auml;ne
+Kupfervitrioll&ouml;sung gie&szlig;t. Dann l&ouml;st sich Zink, und
+Kupfer wird abgeschieden. In der Daniell-Kette gehen
+die L&ouml;sung des Zinks und die F&auml;llung des Kupfers
+an <span class="gesp">verschiedenen Stellen</span> vor sich. Das Element
+m&ouml;ge 96540 Coulomb abgegeben haben. Es hat sich
+dann 1 <span class="nowrap">Gramm&auml;quivalent<a id="FNanchor12"></a><a href="#Footnote12"
+class="fnanchor">[12]</a></span> Zink <span class="fsize150">(</span><span class="horsplit"><span class="top">65</span>
+<span class="bottom">2</span></span> Gramm<span class="fsize150">)</span> gel&ouml;st<span class="pagenum" id="Page18">[18]</span>
+und 1 Gramm&auml;quivalent = <span class="horsplit"><span class="top">63,5</span><span class="bottom">2</span></span> g Kupfer hat sich
+niedergeschlagen. Die dem ganzen chemischen Umsatze
+entsprechende W&auml;rme, die man die <span class="gesp">W&auml;rmet&ouml;nung
+des Elementes</span> nennt, werde mit q bezeichnet.
+Man nahm fr&uuml;her an, da&szlig; die elektromotorische
+Kraft eines galvanischen Elementes durch
+die W&auml;rmet&ouml;nung allein bestimmt sei. Bei dieser Annahme
+gelangt man zu der vorhin entwickelten Gleichung</p>
+
+<p class="equation">e = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>,</p>
+
+<p class="noindent">die man die <span class="gesp">Thomsonsche Regel</span> nennt. Diese
+liefert, auf das Daniell-Element angewandt, einen mit
+der Erfahrung gut &uuml;bereinstimmenden Wert, weil,
+wie wir sp&auml;ter sehen werden, seine elektromotorische
+Kraft von der Temperatur unabh&auml;ngig ist. Bei anderen
+Elementen findet man aber einen Unterschied zwischen
+der berechneten und gemessenen elektromotorischen
+Kraft; ganz versagt die Thomsonsche Regel bei den
+<span class="nowrap">Konzentrationsketten<a id="FNanchor13"></a><a href="#Footnote13" class="fnanchor">[13]</a>.</span></p>
+
+<p>Thomson ging von der Voraussetzung aus, da&szlig; die
+<span class="gesp">ganze</span> dem chemischen Umsatze entsprechende Energie<span class="pagenum" id="Page19">[19]</span>
+und <span class="gesp">nur diese</span> im Elemente in elektrische Energie
+umgewandelt werde, da&szlig; sich also das Element w&auml;hrend
+der Stromabgabe weder erw&auml;rme noch abk&uuml;hle. (Wenn
+&uuml;brigens hier und im folgenden von der Erw&auml;rmung
+eines Elementes die Rede ist, so soll die betreffende
+W&auml;rme nicht als Joulesche W&auml;rme aufgefa&szlig;t werden.
+Wir nehmen an, da&szlig; diese durch die Wahl sehr gro&szlig;er
+Elektroden, die einen kleinen Abstand haben, verschwindend
+klein gemacht sei.) Diese Voraussetzung
+trifft aber im allgemeinen, wie durch experimentelle
+Untersuchungen von <span class="gesp">Braun</span>, <span class="gesp">Raoult</span> u. a. nachgewiesen
+wurde, nicht zu.</p>
+
+<p>Durch Anwendung des zweiten Hauptsatzes der
+mechanischen <span class="nowrap">W&auml;rmetheorie<a
+id="FNanchor14"></a><a href="#Footnote14" class="fnanchor">[14]</a></span> auf die galvanischen Elemente
+gelangte <span class="gesp">Helmholtz</span> zu der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T.</p>
+
+<p>w ist wieder die W&auml;rmet&ouml;nung, entsprechend dem
+chemischen Umsatz bei einer Stromentnahme von
+96540 Coulomb, T ist die absolute <span class="nowrap">Temperatur<a
+id="FNanchor15"></a><a href="#Footnote15" class="fnanchor">[15]</a></span> und c
+der &#8222;<span class="gesp">Temperaturkoeffizient</span>&#8223;. Um diesen neuen Begriff
+zu erkl&auml;ren, w&auml;hlen wir als Beispiel den Akkumulator.
+Die S&auml;ure eines geladenen Akkumulators habe das
+spezifische Gewicht 1,15. Durch sehr genaue Messungen
+findet man, da&szlig; die elektromotorische Kraft mit der Temperatur
+w&auml;chst und zwar f&uuml;r 1&deg; um 0,0004 Volt. Die
+Zahl 0,0004 ist der Temperaturkoeffizient unseres Akkumulators;
+c gibt also hier an, um wieviel Volt die elektromotorische
+Kraft steigt, wenn die Temperatur der
+Substanzen des Akkumulators um 1&deg; Celsius erh&ouml;ht wird.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page20">[20]</span></p>
+
+<p>Bei dem gew&auml;hlten Beispiele ist c positiv. In dem
+Akkumulator wird also nicht nur die dem chemischen
+Umsatz entsprechende chemische Energie (W&auml;rmet&ouml;nung)
+in elektrische Energie umgewandelt, sondern auch noch
+W&auml;rme, die zun&auml;chst den Substanzen des Elementes und
+dann der Au&szlig;enwelt entzogen wird. &mdash; Bei 17&deg; Celsius
+ist die elektromotorische Kraft des Akkumulators bei der
+angenommenen S&auml;uredichte um 290&nbsp;. 0,0004 = 0,116 Volt
+gr&ouml;&szlig;er, als sie nach der Thomsonschen Regel sein m&uuml;&szlig;te.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Daniellsche Kette ist der Temperaturkoeffizient
+gleich Null, so da&szlig; die Helmholtzsche Relation
+in die Gleichung E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span> &uuml;bergeht.</p>
+
+<p>Wenn einer Erh&ouml;hung der Temperatur eine Abnahme
+der elektromotorischen Kraft eines Elementes entspricht,
+so ist der Temperaturkoeffizient negativ. In diesem
+Falle liefert die Thomsonsche Regel einen zu gro&szlig;en
+Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft, und das Element
+erw&auml;rmt sich w&auml;hrend der Stromabgabe, indem ein Teil
+der W&auml;rmet&ouml;nung als W&auml;rme zum Vorschein kommt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Helmholtzsche Relation gilt nur f&uuml;r
+umkehrbare</span> oder reversibel arbeitende <span class="gesp">Elemente</span>;
+kann man umgekehrt nachweisen, da&szlig; f&uuml;r ein Element
+die Helmholtzsche Relation gilt, so ist es ein umkehrbares.</p>
+
+<p>Wir sind hier auf die <span class="gesp">Einteilung der galvanischen
+Elemente in umkehrbare und nichtumkehrbare</span>
+gesto&szlig;en, die kurz besprochen werden
+soll: Zu den umkehrbaren Elementen geh&ouml;rt das uns
+schon bekannte Daniell-Element. Den stromliefernden
+Prozess k&ouml;nnen wir durch die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Zn&nbsp;+ CuSO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu</p>
+
+<p class="noindent">darstellen, d. h. Zink geht aus dem metallischen Zustand
+in den Ionenzustand und Kupfer aus dem Zustand des<span class="pagenum" id="Page21">[21]</span>
+Ions in den metallischen &uuml;ber. Hat das Element
+96540 Coulomb abgegeben, so hat es eine Arbeit von
+96540&nbsp;. 1,1 Watt geleistet, vorausgesetzt da&szlig; die elektromotorische
+Kraft 1,1 Volt betr&auml;gt. Nach der angegebenen
+Stromentnahme schicken wir durch das Element den
+Strom einer Thermos&auml;ule (oder irgend einer anderen Stromquelle),
+dessen Richtung die umgekehrte ist, wie die
+des Entladestromes; jetzt geht Zink aus dem Zustand
+des Ions in den metallischen und Kupfer aus dem
+metallischen Zustand in den des Ions &uuml;ber; die im
+Elemente sich abspielenden Vorg&auml;nge, k&ouml;nnen durch
+die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn</p>
+
+<p class="noindent">dargestellt werden. Die Umkehrbarkeit tritt schon
+&auml;u&szlig;erlich zutage; denn, die letzte Gleichung ist die
+Umkehrung der vorletzten. Wir k&ouml;nnen beide Gleichungen
+vereinigen zu</p>
+
+<p class="equation">CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Zn &#8644; ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ Cu.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Entladung ist diese Gleichung von links
+nach rechts, f&uuml;r die Ladung von rechts nach links zu
+lesen.</p>
+
+<p>Bei der Ladung m&uuml;ssen wir eine elektromotorische
+Kraft anwenden, die etwas gr&ouml;&szlig;er ist als diejenige
+des Elementes. Ist aber der innere Widerstand der
+Kette sehr klein und der Ladestrom nicht gro&szlig;, so
+unterscheidet sich die f&uuml;r die Ladung erforderliche
+Spannung nur um einen sehr kleinen Betrag von der
+elektromotorischen Kraft des Elementes, und wir k&ouml;nnen
+praktisch die Ladespannung zu 1,1 Volt annehmen.
+Soll w&auml;hrend der Stromzufuhr genau soviel Cu in
+L&ouml;sung gehen, wie sich bei der Stromabgabe niedergeschlagen
+hatte, so m&uuml;ssen wir in das Element gerade
+soviel Elektrizit&auml;t hineinschicken, wie wir ihm entnommen
+hatten, bei unserer Annahme also 96540 Coulomb.<span class="pagenum" id="Page22">[22]</span>
+Wenn dieses geschehen ist, so haben wir das Element
+wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand zur&uuml;ckversetzt,
+und hierzu bedarf es einer elektrischen Energie von
+96540&nbsp;. 1,1 Watt.</p>
+
+<p>Der Nutzeffekt ist also theoretisch gleich 100%. In
+Wirklichkeit liegen die Verh&auml;ltnisse etwas anders, weil
+sowohl bei der Ladung als auch bei der Entladung der
+innere, selbst bei gro&szlig;en Elementen nicht unbedeutende
+Widerstand &uuml;berwunden werden <span class="nowrap">mu&szlig;<a
+id="FNanchor16"></a><a href="#Footnote16" class="fnanchor">[16]</a>.</span> Infolgedessen
+ist bei der Entladung die nutzbare Spannung, die Klemmenspannung,
+kleiner als 1,1 Volt, w&auml;hrend die bei der
+Ladung aufzuwendende E.M.K. gr&ouml;&szlig;er als 1,1 Volt ist
+(siehe auch Polarisation durch Konzentrations&auml;nderungen).</p>
+
+<p>Die vorigen Betrachtungen lassen sich nicht auf das
+Voltasche Element</p>
+
+<p class="equation">Zink <span class="padl1 padr1">|</span> verd. Schwefels&auml;ure <span class="padl1 padr1">|</span> Kupfer</p>
+
+<p class="noindent">&uuml;bertragen. Bei dieser Kette geht bei Stromentnahme
+Zink in L&ouml;sung, und Wasserstoff wird frei (an der
+Kupferplatte). Der stromliefernde Proze&szlig; kann demnach
+durch die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Zn&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = ZnSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub></p>
+
+<p class="noindent">dargestellt werden.</p>
+
+<p>Bei der Ladung wird das Zink nicht wieder gebildet;
+es bildet sich vielmehr Kupfersulfat (Kupfer geht in
+L&ouml;sung), und es wird auch jetzt Wasserstoff frei:</p>
+
+<p class="equation">Cu&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = CuSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Man kann also durch Elektrizit&auml;tszufuhr das
+Element nicht wieder in seinen urspr&uuml;nglichen Zustand
+zur&uuml;ckversetzen. Nach Entnahme und darauf folgender
+Zufuhr von je 96540 Coulomb ist ein Gramm&auml;quivalent<span class="pagenum" id="Page23">[23]</span>
+Zink und ein Gramm&auml;quivalent Kupfer in der L&ouml;sung,
+und zwei Gramm&auml;quivalente Wasserstoff sind in Freiheit
+gesetzt, so da&szlig; also ein gewisser chemischer Umsatz zu
+verzeichnen ist, f&uuml;r den eine Kompensation vorhanden
+sein mu&szlig;. Die bei der Ladung dem Element zugef&uuml;hrte
+elektrische Energie mu&szlig; gr&ouml;&szlig;er sein als die bei der
+Entladung gewonnene. Da aber die Strommenge in
+beiden F&auml;llen dieselbe ist (96540 Coulomb), so mu&szlig;
+die Ladespannung gr&ouml;&szlig;er sein als die elektromotorische
+Kraft des Elementes. &#8222;Dies ist nur m&ouml;glich, wenn durch
+den Transport von Elektrizit&auml;t eine elektromotorische
+Gegenkraft geweckt wird, d. h. wenn das Element sich
+polarisiert&#8223;. (Nernst, Theoretische Chemie.) Das
+Voltasche Element, von dem die Rede war, ist
+ein nichtumkehrbares.</p>
+
+<p>Unsere Betrachtungen &uuml;ber galvanische Elemente
+haben uns zu der Erscheinung der <span class="gesp">Polarisation</span>
+gef&uuml;hrt, die bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure, von der wir ausgegangen sind, eine sehr
+wichtige Rolle spielt. Bevor wir die Polarisation vom
+Standpunkte der Ionentheorie betrachten, wollen wir
+uns Klarheit verschaffen &uuml;ber die <span class="gesp">osmotische
+Theorie der Stromerzeugung</span>. Als Ausgangspunkt
+diene ein Nichtelektrolyt, und zwar w&auml;hlen wir
+eine Zuckerl&ouml;sung. Der feste Zucker, in Wasser gebracht,
+hat die Tendenz, seine Molek&uuml;le in das Wasser
+zu treiben (man vergleiche hiermit die Verdampfungstension).
+Der osmotische Druck der bereits in L&ouml;sung
+gegangenen Zuckermolek&uuml;le wirkt der <span class="gesp">L&ouml;sungstension</span>
+entgegen, er sucht Zuckermolek&uuml;le auf die
+Zuckerst&uuml;ckchen zu bef&ouml;rdern. Solange die L&ouml;sung
+nichtges&auml;ttigt ist, &uuml;berwiegt der L&ouml;sungsdruck (die
+L&ouml;sungstension). Dieser ist also gleich dem osmotischen
+Drucke einer ges&auml;ttigten Zuckerl&ouml;sung.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page24">[24]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir haben also &auml;hnliche Verh&auml;ltnisse wie bei der Verdampfung;
+der Verdampfungstension wirkt der Dampfdruck entgegen, und die
+Verdampfung geht solange vor sich, bis sich die beiden Kr&auml;fte das
+Gleichgewicht halten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p id="Ref02">Nach der <span class="gesp">Nernstschen Theorie</span> hat jedes
+Metall, das in Wasser oder in eine L&ouml;sung eingetaucht
+wird, mehr oder weniger das Bestreben sich zu l&ouml;sen;
+man mu&szlig; den Metallen also eine L&ouml;sungstension zuschreiben.
+Von anderen Substanzen unterscheiden sich
+die Metalle aber wesentlich dadurch, da&szlig; sie nicht
+anders als positiv geladen, d. h. in Gestalt positiver
+Ionen, in L&ouml;sung zu gehen imstande sind. Man bezeichnet
+daher ihre L&ouml;sungstension als <span class="gesp">elektrolytische</span>.
+Befinden sich in der L&ouml;sung Ionen des
+betreffenden Metalles, so wirkt der osmotische Druck
+dieser Ionen der L&ouml;sungstension entgegen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig1">
+<p class="caption">Fig. 1.</p>
+<img src="images/illo01.jpg" alt="Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung" width="250" height="378" />
+</div>
+
+<p>Das Zink hat eine au&szlig;erordentlich hohe L&ouml;sungstension,
+sie ist gr&ouml;&szlig;er als der h&ouml;chste erreichbare osmotische
+Druck der Zinkionen in Zinksalzl&ouml;sung. Taucht man
+daher eine Zinkstange in Zinksulfatl&ouml;sung
+ein, so treibt das Zink Ionen
+in die L&ouml;sung hinein, wie dies
+in <a href="#Fig1">Fig. 1</a> schematisch angedeutet
+ist. Infolgedessen wird das Metall
+negativ elektrisch und die Fl&uuml;ssigkeit
+in n&auml;chster N&auml;he positiv.</p>
+
+<p>Die in die L&ouml;sung getriebenen
+Zinkionen befinden sich in unmittelbarster
+N&auml;he des Zinkstabes und
+werden von der negativen Elektrizit&auml;t
+der Elektrode angezogen.
+Wie man leicht einsieht, wirkt
+die elektrostatische Anziehung (&#8222;ungleichnamige Elektrizit&auml;ten
+ziehen sich gegenseitig an&#8223;) in demselben<span class="pagenum" id="Page25">[25]</span>
+Sinne wie der osmotische Druck der vorhandenen Zinkionen
+und entgegen der L&ouml;sungstension. Sie erreicht
+wegen des au&szlig;erordentlich kleinen Abstandes der beiden
+Ladungen, schon wenn ganz minimale Mengen Zink in
+L&ouml;sung gegangen sind, einen au&szlig;erordentlich hohen Wert.
+Noch ehe w&auml;gbare Mengen Zink in L&ouml;sung gegangen
+sind, hat sich ein Gleichgewichtszustand ausgebildet.</p>
+
+<p>Die L&ouml;sungstension des Kupfers ist klein; sie ist
+kleiner als der osmotische Druck selbst sehr stark
+verd&uuml;nnter Kupfersulfatl&ouml;sungen. Wenn man also einen
+Kupferstab in Kupfervitrioll&ouml;sung eintaucht, so gehen,
+getrieben durch den osmotischen Druck, Kupferionen
+aus der L&ouml;sung auf den Kupferstab; das Kupfer wird
+also positiv und die Fl&uuml;ssigkeit negativ elektrisch.
+Auch hier bildet sich bald ein Gleichgewichtszustand
+aus. Das Potential macht an der Grenze Metall &mdash;
+Fl&uuml;ssigkeit einen Sprung.</p>
+
+<p>Wenn man beim Daniell-Element den Zinkstab und
+die Kupferelektrode miteinander verbindet, so flie&szlig;t
+positive Elektrizit&auml;t von der Kupfer- und negative von
+der Zinkelektrode weg, das Gleichgewicht an beiden
+Elektroden wird gest&ouml;rt, so da&szlig; neues Zink in L&ouml;sung
+gehen und neues Kupfer sich auf der positiven Elektrode
+niederschlagen kann. An der einen Elektrode
+werden also positive Ionen in den Elektrolyten hinein-,
+an der anderen aus dem Elektrolyten herausgedr&uuml;ckt.</p>
+
+<p>Wir wollen jetzt annehmen, da&szlig; wir <span class="gesp">verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure zwischen Platinelektroden
+elektrolysieren</span>. An der Kathode wird Wasserstoff
+frei. Platin hat nun die F&auml;higkeit, Gase, besonders
+Wasserstoff, zu absorbieren. Man kann sich hiervon
+leicht durch den Augenschein &uuml;berzeugen: Man schalte
+in den Stromkreis ein Amperemeter ein; obschon dieses
+bei Stromschlu&szlig; einen st&auml;rkeren Strom anzeigt, beobachtet<span class="pagenum" id="Page26">[26]</span>
+man doch nicht sofort das Auftreten von Gasblasen.
+Das unmittelbar nach Stromschlu&szlig; entwickelte
+Gas dringt in das Platin ein und zwar zun&auml;chst in eine
+unendlich d&uuml;nne an der Oberfl&auml;che liegende Schicht, es
+wird gel&ouml;st (okkludiert). Ferner wird ein Teil des nach
+Stromschlu&szlig; frei gewordenen Wasserstoffs bezw. Sauerstoffs
+von dem Elektrolyten absorbiert.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig2">
+<p class="caption">Fig. 2.</p>
+<img src="images/illo02.png" alt="Schaltung" width="500" height="306" />
+</div>
+
+<p>Wir haben also, wenn der zersetzende Strom, der
+prim&auml;re Strom, kurze Zeit durch den Wasserzersetzungsapparat
+geflossen ist, eine mit Wasserstoff und eine mit
+Sauerstoff beladene Elektrode in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+vor uns, und diese Kombination ist ein galvanisches
+Element, die sogen. <span class="gesp">Knallgaskette</span>. Unterbrechen wir
+den prim&auml;ren Strom, so flie&szlig;t bei der Schaltung nach
+<span class="nowrap"><a href="#Fig2">Fig. 2</a><a id="FNanchor17"></a><a href="#Footnote17" class="fnanchor">[17]</a></span> ein Strom
+durch das Voltmeter (<span class="gesp">Polarisationsstrom</span>).
+Die elektromotorische Kraft unserer Gaskette
+nimmt nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom
+liefernden Stromquelle schnell ab, auch wenn man ihr
+keinen Strom entnimmt, indem die von den Elektroden
+absorbierten Gase in die Fl&uuml;ssigkeit und in die tieferen<span class="pagenum" id="Page27">[27]</span>
+Schichten der Elektroden hineindiffundieren, soda&szlig; die
+Konzentration der Gase in den Elektroden kleiner wird.</p>
+
+<p>Sobald die Elektrolyse der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure
+beginnt, wird unser elektrolytischer Apparat in
+eine Knallgaskette umgewandelt. Die abgeschiedenen
+Gase haben das Bestreben, in den Ionenzustand zur&uuml;ckzukehren,
+und es wird eine elektromotorische Gegenkraft
+geweckt. Diese sucht einen Strom ins Leben zu
+rufen, der den Batteriestrom bek&auml;mpft. Das Auftreten
+einer elektromotorischen Gegenkraft in einem elektrolytischen
+Apparate nennt man <span class="nowrap"><span class="gesp">Polarisation</span><a
+id="FNanchor18"></a><a href="#Footnote18" class="fnanchor">[18]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die bei der Elektrolyse des Wassers auftretende Polarisation
+ist von verschiedenen Umst&auml;nden abh&auml;ngig, von der Natur, Gestalt,
+Gr&ouml;&szlig;e der Elektroden, von den Ver&auml;nderungen, die sie w&auml;hrend der
+Elektrolyse erleiden, von den Konzentrations&auml;nderungen des Elektrolyten
+an den Elektroden, von der Stromdichte etc.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Um eine <span class="gesp">Gaselektrode</span> zu erhalten, steckt man
+ein platiniertes Platinblech von unten in ein oben geschlossenes
+Rohr, dessen unterer Teil in den Elektrolyten
+eintaucht. Das Rohr sei mit dem betreffenden
+Gase (z. B. Wasserstoff) derart gef&uuml;llt, da&szlig; sich das
+Platinblech zum gro&szlig;en Teil im Gase befindet, zum
+kleinen Teile in der Fl&uuml;ssigkeit (<a href="#Fig3">Fig. 3</a>). Das platinierte
+Platin absorbiert eine gewisse Gasmenge, es ist selbst
+elektromotorisch nicht t&auml;tig, dient nur als Zu- und
+Ableiter der Elektrizit&auml;t. &#8222;Verm&ouml;ge seines L&ouml;sungsverm&ouml;gens
+f&uuml;r Gase kommt ihm die F&auml;higkeit zu, den
+&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand und umgekehrt
+ohne Hindernis zu gestatten. Eine solche
+Elektrode, z. B. eine Wasserstoffelektrode, geh&ouml;rt, wie
+<span class="gesp">Le Blanc</span> experimentell gezeigt hat, zu der Klasse
+der umgekehrten Elektroden (wie Kupfer in Kupfersulfatl&ouml;sung).<span class="pagenum" id="Page28">[28]</span>
+Dieselbe Arbeit, die wir beim freiwilligen
+&Uuml;bergang aus dem Gas- in den Ionenzustand gewinnen
+k&ouml;nnen, m&uuml;ssen wir aufwenden, um den
+Vorgang r&uuml;ckg&auml;ngig zu machen.&#8223; (Le
+Blanc, Lehrbuch der Elektrochemie,
+S. 162.)</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig3">
+<p class="caption">Fig. 3.</p>
+<img src="images/illo03.jpg" alt="Gaselektrode" width="175" height="421" />
+</div>
+
+<p>Tauchen zwei Gaselektroden der
+beschriebenen Art, und zwar eine von
+Wasserstoff und eine von Sauerstoff
+besp&uuml;lte, in verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure
+(s. <a href="#Fig3">Fig. 3</a>), so erh&auml;lt man eine Knallgaskette,
+die l&auml;ngere Zeit, falls der entnommene
+Strom eine gewisse St&auml;rke
+nicht &uuml;berschreitet, eine konstante elektromotorische
+Kraft hat. Der Vorgang
+in der Kette ist nach <span class="gesp">Glaser</span> folgender:
+Die Sauerstoffelektrode sendet Sauerstoffionen
+in den <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor19"></a><a
+href="#Footnote19" class="fnanchor">[19]</a>.</span> Dort verbinden sie sich
+mit zwei Wasserstoffionen zu Wasser. Das &uuml;bersch&uuml;ssige
+SO<sub>4</sub>-Ion veranla&szlig;t zwei Atome des okkludierten Wasserstoffs
+als Ionen in die L&ouml;sung zu <span class="nowrap">treten<a id="FNanchor20"></a><a
+href="#Footnote20" class="fnanchor">[20]</a>.</span> Der stromliefernde
+Proze&szlig; ist also die Vereinigung von Wasserstoff
+und Sauerstoff zu Wasser.</p>
+
+<p>Die elektromotorische Kraft der Knallgaskette h&auml;ngt
+von dem Drucke ab, unter dem die Gase stehen. Von
+diesem Drucke h&auml;ngt die Konzentration des Gases (nicht
+der Ionen) in der L&ouml;sung und von dieser die Konzentration
+des in der Elektrode absorbierten Gases ab; je<span class="pagenum" id="Page29">[29]</span>
+gr&ouml;&szlig;er aber diese letztere Konzentration ist, um so
+gr&ouml;&szlig;er wird die elektrolytische L&ouml;sungstension des
+Gases, um so gr&ouml;&szlig;er auch die elektromotorische Kraft.</p>
+
+<p>Bei Atmosph&auml;rendruck betr&auml;gt die elektromotorische
+Kraft der Knallgaskette etwa 1,1 Volt. Erniedrigt man
+den Druck, so nimmt die elektromotorische Kraft ab;
+ist der Druck der beiden Gase so klein, da&szlig; er nahezu
+Null ist, so hat die elektromotorische Kraft einen sehr
+kleinen Wert. Schalten wir eine elektromotorische Kraft
+entgegen (d. h. verbinden wir den positiven Pol einer
+fremden Stromquelle mit der Sauerstoffelektrode usw.),
+die die elektromotorische Kraft der Knallgaskette nur
+um einen ganz geringen Betrag &uuml;bertrifft, so wird das
+zwischen den Elektroden befindliche Wasser zersetzt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Wasserzersetzung zwischen platinierten
+Platinelektroden ist daher ein reversibler
+Vorgang</span> oder die Knallgaskette geh&ouml;rt
+zu den umkehrbaren Elementen.</p>
+
+<p>F&uuml;r den Fall, da&szlig; die Elektrolyse sichtbare Gasblasen
+liefert, ist die Zersetzungsspannung, d. h. die
+Potentialdifferenz der beiden Elektroden, um die anodische
+und kathodische &Uuml;berspannung gr&ouml;&szlig;er als die
+elektromotorische Kraft der Knallgasketten (ca. 1,1 Volt).
+Le Blanc wies nach, da&szlig; die Mindestspannung bei Platinelektroden
+1,68 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p>Ber&uuml;cksichtigen wir, da&szlig; die elektromotorische Kraft
+der Knallgaskette mit abnehmendem Drucke der beiden
+Gase kleiner wird, so ergibt sich das h&ouml;chst beachtenswerte
+Resultat, da&szlig; die zur Zersetzung des Wassers
+aufzuwendende Energie von einem sehr kleinen Betrage
+bis zu einer gewissen H&ouml;he variieren kann.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Auch dann, wenn man einen Wasserzersetzungsapparat mit
+einer Stromquelle verbindet, deren elektromotorische Kraft kleiner als
+1,1 Volt ist, flie&szlig;t, wie man an einem eingeschaltenen Galvanometer<span class="pagenum" id="Page30">[30]</span>
+erkennen kann, Strom durch die Zelle. Da nach Unterbrechung des
+Stromes ein Polarisationsstrom nachweisbar ist, so mu&szlig; eine Elektrolyse
+stattgefunden haben. Man kann dies folgenderma&szlig;en erkl&auml;ren:
+Beim Einschalten ist noch keine elektromotorische Gegenkraft vorhanden;
+es flie&szlig;t also Strom durch die Zelle, und es werden geringe
+Mengen H und O an den Elektroden abgeschieden. Diese werden
+von den unmittelbar an der Oberfl&auml;che liegenden (unendlich d&uuml;nnen)
+Schichten der Elektroden absorbiert, und es entsteht eine Gegenspannung.
+Da dann der absorbierte Wasserstoff bezw. Sauerstoff in
+die tiefer gelegenen Schichten der Elektrode und in die umgebende
+Fl&uuml;ssigkeit hineindiffundiert, so sinkt die Gegenspannung. W&uuml;rde
+diese Gasabgabe nicht erfolgen, so w&uuml;rde bald die Gegenspannung
+gleich der elektromotorischen Kraft der Stromquelle sein und der
+Strom verschwinden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Au&szlig;er der Gaspolarisation kommen bei galvanischen
+Elementen und bei der Elektrolyse noch <span class="gesp">St&ouml;rungen</span>
+in Betracht, die <span class="gesp">durch Konzentrations&auml;nderungen</span>
+innerhalb des Elektrolyten <span class="gesp">verursacht</span>
+werden.</p>
+
+<p>Die beiden Ionenarten eines Elektrolyten erfahren
+zwar, falls sie gleich gro&szlig;e Ladungen haben, gleichen
+Antrieb in dem Felde zwischen den Elektroden, sie
+haben aber, da ihre Beschaffenheit (Masse, Gr&ouml;&szlig;e) nicht
+die gleiche ist, verschiedene Widerst&auml;nde zu &uuml;berwinden
+(Hittorf).</p>
+
+<p>Infolge ungleicher Wanderungsgeschwindigkeit der
+beiden Ionenarten wird nun der Elektrolyt in der N&auml;he
+der einen Elektrode st&auml;rker, in der N&auml;he der anderen
+Elektrode schw&auml;cher konzentriert.</p>
+
+<p>Elektrolysiert man z. B. Kupfervitrioll&ouml;sung zwischen
+Kupferelektroden, so wird, obschon der gesamte Gehalt
+an CuSO<sub>4</sub> unver&auml;ndert bleibt, der Elektrolyt in der
+N&auml;he der positiven Elektrode reicher und in der N&auml;he
+der Kathode &auml;rmer an CuSO<sub>4</sub>; die Konzentrations&auml;nderungen
+werden bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte nach etwa
+1 Stunde ohne weiteres sichtbar, wenn man als elektrolytischen<span class="pagenum" id="Page31">[31]</span>
+Apparat eine R&ouml;hre benutzt, deren Achse
+vertikal gerichtet ist, wie es in der <a href="#Fig4">Fig. 4</a> angedeutet
+ist. Indirekt kann man die Konzentrationsunterschiede
+dadurch nachweisen, da&szlig; man
+nach Abschaltung der den Zersetzungsstrom
+liefernden Stromquelle die Elektroden mit
+einem Galvanoskop verbindet. Die elektromotorische
+Kraft der Konzentrationskette, in
+die sich ein elektrolytischer Apparat bei
+(l&auml;ngerem) Stromdurchgang verwandelt, ist
+der elektromotorischen Kraft der Batterie
+ebenfalls entgegengesetzt gerichtet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig4">
+<p class="caption">Fig. 4.</p>
+<img src="images/illo04.png" alt="elektrolytischen Apparat" width="75" height="398" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wie sich aus den vorhergehenden Betrachtungen
+ergibt, ist die Polarisation bei der Elektrolyse der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure keineswegs eine konstante Gr&ouml;&szlig;e.
+Man kann sich hiervon leicht in folgender Weise &uuml;berzeugen:
+Man messe bei verschiedenen Stromst&auml;rken i<sub>1</sub>,
+i<sub>2</sub>, i<sub>3</sub> die Klemmenspannung des Wasserzersetzungsapparates;
+die gefundenen Werte seien e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub>, e<sub>3</sub>. Unter
+der Annahme, da&szlig; die Polarisation konstant sei, berechne
+man aus je zweien der drei Gleichungen</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p class="equation">i<sub>1</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>1</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,
+i<sub>2</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>2</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span>,
+i<sub>3</sub> =
+<span class="horsplit"><span class="top">e<sub>3</sub> - e</span><span class="bottom">w</span></span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p class="equation">(e = elektromotorische Kraft der Polarisation)</p>
+
+<p>den Widerstand w des elektrolytischen Apparates; man erh&auml;lt dann
+f&uuml;r w Werte, die sehr verschieden sind.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wir haben fr&uuml;her durch (vorl&auml;ufige) energetische
+Berechnungen das Resultat abgeleitet, da&szlig; die Spannung,
+die f&uuml;r die Zersetzung des Wassers n&ouml;tig ist, etwa
+1,5 Volt betragen m&uuml;&szlig;te; andererseits haben wir gesehen,
+da&szlig; man schon bei elektromotorischen Kr&auml;ften von etwa
+1,1 Volt eine Elektrolyse des Wassers beobachtet hat.
+Es fragt sich, wie man den (scheinbaren) Widerspruch
+beseitigt. Zun&auml;chst ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; bei der
+Elektrolyse des Wassers keineswegs der Proze&szlig;</p>
+
+<p class="equation">2H&nbsp;+ O = H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page32">[32]</span></p>
+
+<p class="noindent">r&uuml;ckg&auml;ngig gemacht <span class="nowrap">wird<a id="FNanchor21"></a><a href="#Footnote21"
+class="fnanchor">[21]</a>;</span> das w&auml;re richtig, wenn
+durch den Strom erst eine Zerlegung der Wassermolek&uuml;le
+in ihre beiden Komponenten bewirkt w&uuml;rde. Die T&auml;tigkeit
+des Stromes besteht aber darin, da&szlig; <span class="gesp">vorhandene</span>
+Ionen in den atomistischen Zustand &uuml;bergef&uuml;hrt werden;
+es spielen sich also bei der Elektrolyse die den folgenden
+Gleichungen entsprechenden Vorg&auml;nge ab:</p>
+
+<table class="reaction0" summary="Reaktionen">
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">2H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; = <span class="nowrap">2H<a
+id="FNanchor22"></a><a href="#Footnote22" class="fnanchor">[22]</a></span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">O&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = O bezw.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">2OH&#8242;&nbsp;+ 20&#8853; = 2OH und</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right"><span class="padr1">H&nbsp;+ H = H<sub>2</sub></span></td>
+<td rowspan="2" class="right padr0 bt br bb">&nbsp;</td>
+<td rowspan="2" class="left padl0">-</td>
+<td rowspan="2" class="left"><span class="padl1">Molek&uuml;lbildung</span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right"><span class="padr1">O&nbsp;+ O = O<sub>2</sub></span></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td colspan="4" class="center">bezw. 2OH = H<sub>2</sub>O&nbsp;+ O.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wir sind gar nicht berechtigt, zu behaupten, da&szlig; die
+diesen Prozessen entsprechende Energie gleich ist der
+W&auml;rmet&ouml;nung des Vorganges, bei dem sich Wasserstoff
+und Sauerstoff miteinander <span class="nowrap">verbinden<a id="FNanchor23"></a><a
+href="#Footnote23" class="fnanchor">[23]</a>.</span> Ferner haben
+wir gesehen, da&szlig; bei gewissen galvanischen Elementen
+nicht nur die der W&auml;rmet&ouml;nung entsprechende Energie
+in elektrische umgewandelt wird, sondern auch noch<span class="pagenum" id="Page33">[33]</span>
+W&auml;rme, die den Substanzen des Elementes bezw. der
+Au&szlig;enwelt entzogen wird: dementsprechend d&uuml;rfen wir
+<span class="gesp">bei der Elektrolyse nicht erwarten, da&szlig; die
+Zersetzungsspannung durch die W&auml;rmet&ouml;nung
+allein bestimmt sei</span>.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Helmholtz&#8217;sche Relation gilt, wie wir gesehen haben, f&uuml;r
+umkehrbare galvanische Elemente. Ist die Knallgaskette ein umkehrbares
+Element, so d&uuml;rfen wir auf dasselbe die Helmholtz&#8217;sche Gleichung
+anwenden. Smale fand, wie bereits bemerkt wurde, da&szlig; bei 1,1 <span class="nowrap">Volt<a
+id="FNanchor24"></a><a href="#Footnote24" class="fnanchor">[24]</a></span>
+zwischen Palladiumelektroden, die bekanntlich Wasserstoff sehr stark
+absorbieren, eine sichtbare Gasentwicklung stattfand. Bei m&auml;&szlig;iger
+Entladung zeigte das Gaselement bei 20&deg; Celsius dieselbe elektromotorische
+Kraft (also 1,1 Volt). Wenden wir die Helmholtz&#8217;sche
+Relation an, so ergibt sich die Gleichung:</p>
+
+<p class="equation">1,1 = <span class="horsplit"><span class="top">34200</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+
+c&nbsp;. 293.</p>
+
+<p>Hieraus ergibt sich f&uuml;r den Temperaturkoeffizient c der Wert
+-0,0014. Durch Messungen ergab sich, da&szlig; der Temperaturkoeffizient
+den aus der Helmholtz&#8217;schen Gleichung gefundenen Wert hat. Die
+Wasserzersetzung resp. Wasserbildung mit 1,1 Volt ist also ein
+reversibler Proze&szlig;.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote1"><a href="#FNanchor1"><span class="label">[1]</span></a> Die Frage, welche Verbindung des Bleies mit Sauerstoff sich
+bildet, ist unwesentlich. Aus dem vorhandenen Oxyde bildet die
+S&auml;ure wahrscheinlich zuerst Bleisulfat, und dieses wird zu Blei
+reduziert.</p>
+
+<p id="Footnote2"><a href="#FNanchor2"><span class="label">[2]</span></a> Allerdings nicht vollst&auml;ndig; mit wachsendem Druck wird
+der Unterschied in der Durchl&auml;ssigkeit immer kleiner.</p>
+
+<p id="Footnote3"><a href="#FNanchor3"><span class="label">[3]</span></a>
+Schon <span class="gesp">Helmholtz</span> hatte in seiner Faraday-Rede der Elektrizit&auml;t
+eine atomistische Struktur zugeschrieben. Die Elektrizit&auml;tsatome
+sollen im Folgenden als <span class="gesp">Elektronen</span> bezeichnet werden; f&uuml;r diese
+w&auml;hlen wir die Symbolen &#8853; und &#8854;. Die Elektronen sehen wir als
+neue einwertige Elemente an. Ein positives Elektron kann sich mit
+einem negativen vereinigen zu einem Neutron &#8853;-&#8854;.</p>
+
+<p id="Footnote4"><a href="#FNanchor4"><span class="label">[4]</span></a>
+Dieses wurde von zwei schwedischen Forschern, <span class="gesp">Guldberg</span>
+und <span class="gesp">Waage</span>, aufgestellt. N&auml;heres siehe Nernst, Theoretische Chemie.</p>
+
+<p id="Footnote5"><a href="#FNanchor5"><span class="label">[5]</span></a> Dieses oder ein anderes vorhandenes Kupfersulfatmolek&uuml;l
+spaltet sich elektrolytisch, so da&szlig; das SO<sub>4</sub>-Ion neu gebildet wird. Der
+Effekt ist also derselbe, als ob ein Kupferatom der positiven Elektrode,
+mit Elektrizit&auml;t beladen, also als Ion, in die L&ouml;sung gegangen w&auml;re.
+Nimmt man dieses an, so ist der ganze Vorgang rein prim&auml;r.</p>
+
+<p id="Footnote6"><a href="#FNanchor6"><span class="label">[6]</span></a> S. Nernst, Theoretische Chemie, 4. Aufl., S. 468.</p>
+
+<p id="Footnote7"><a href="#FNanchor7"><span class="label">[7]</span></a> Caspari, Zeitschr. f&uuml;r physik. Chemie, 1899, 30, 89.</p>
+
+<p id="Footnote8"><a href="#FNanchor8"><span class="label">[8]</span></a>
+Bei h&ouml;herer Stromdichte (Anzahl Ampere pro 1 dm<sup>2</sup>) w&auml;chst
+die &Uuml;berspannung noch und erreicht ihren maximalen Wert erst,
+nachdem die Elektrolyse l&auml;ngere Zeit in Gang gehalten worden ist.
+&Auml;hnliches gilt f&uuml;r die anodische &Uuml;berspannung.</p>
+
+<p id="Footnote9"><a href="#FNanchor9"><span class="label">[9]</span></a>
+<span class="gesp">Coehn</span> und <span class="gesp">Osaka</span>, Zeitschr. f&uuml;r anorganische Chemie,
+1903, <b>34</b>, 86.</p>
+
+<p id="Footnote10"><a href="#FNanchor10"><span class="label">[10]</span></a>
+N&auml;heres s. <span class="gesp">H. Danneel</span>, Spezielle Elektrochemie, S. 44,
+und &uuml;ber die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure ebendaselbst S. 67.</p>
+
+<p id="Footnote11"><a href="#FNanchor11"><span class="label">[11]</span></a>
+<span class="gesp">Smale</span> benutzte Palladiumelektroden, die bekanntlich die
+abgeschiedenen Gase, besonders Wasserstoff in hohem Grad zu absorbieren
+verm&ouml;gen; er beobachtete schwache Gasentwicklung bei
+1,062 Volt (<span class="gesp">Arrhenius</span>, Lehrbuch d. Elektrochemie, 1901, S. 241).
+<span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Glaser</span>
+(ebenso <span class="gesp">Bose</span>) konnten nachweisen, da&szlig; eine
+sichtbare Gasentwicklung schon bei 1,08 Volt eintritt, wenn man eine
+kleine Platinspitze als Kathode und eine gro&szlig;e platinierte Platinplatte
+(eine unpolarisierbare Elektrode) als Anode benutzt. Bei dieser Spannung
+werden die Sauerstoff- und Wasserstoffionen entladen. &Uuml;ber
+den Reststrom s. <a href="#Page14">S. 14</a> und <a href="#Page29">29</a>.</p>
+
+<p id="Footnote12"><a href="#FNanchor12"><span class="label">[12]</span></a> Aus der Formel</p>
+
+<table class="dontwrap" summary="Gramm�quivalenten">
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">H<sub>2</sub>O</td>
+<td class="center padl1 padr1">schlie&szlig;en</td>
+<td class="center padl0 padr0">wir,</td>
+<td class="center padl1 padr1">da&szlig;</td>
+<td class="right padl0 padr1">1 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">H</td>
+<td class="center padl1 padr1">bindet</td>
+<td class="right padl0 padr0">8 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">O;</td>
+<td class="right padl0 padr0">8 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">O</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center padl0 padr0">Gramm&auml;quiv.</td>
+<td class="left padl1 padr0">O.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">HCl</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr1">1 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">H</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">Cl;</td>
+<td class="right padl0 padr0">35,5 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">Cl</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr0">Cl.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padl0 padr0">Na(OH)</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padl0 padr1">23 g</td>
+<td class="left padl0 padr0">Na</td>
+<td class="center padl1 padr1">ersetzen</td>
+<td class="right padl0 padr0">1 g</td>
+<td class="left padl1 padr1">H;</td>
+<td class="right padl0 padr0">23 g</td>
+<td class="left padl1 padr0">Na</td>
+<td class="center padl1 padr0">= 1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr0">Na.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Aus den Formeln H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> und ZnSO<sub>4</sub> schlie&szlig;en wir, da&szlig; 65 g Zn
+ersetzen 2 g H, oder da&szlig; <span class="horsplit"><span class="top">65</span><span class="bottom">2</span></span>
+g Zn &auml;quivalent sind 1 g H usw.
+Chemisch &auml;quivalente Mengen enthalten im Ionenzustand gleiche
+Elektrizit&auml;tsmengen (<span class="gesp">Faraday&#8217;sches Gesetz</span>). 1 Gramm&auml;quivalent
+enth&auml;lt im Ionenzustand 96540 Coulomb.</p>
+
+<p id="Footnote13"><a href="#FNanchor13"><span class="label">[13]</span></a>
+Schichtet man z. B. &uuml;ber eine starke Kupferchloridl&ouml;sung
+eine schwache L&ouml;sung desselben Salzes und taucht in beide L&ouml;sungen
+Kupferelektroden ein, so findet man, da&szlig; ein Galvanoskop, dessen
+Klemmen man mit den Elektroden verbindet, einen Strom anzeigt.
+An der einen Elektrode geht Kupfer in L&ouml;sung, an der anderen
+schl&auml;gt sich Kupfer nieder. Die elektrische Energie entsteht hier
+&uuml;berhaupt nicht aus chemischer Energie.</p>
+
+<p id="Footnote14"><a href="#FNanchor14"><span class="label">[14]</span></a>
+N&auml;heres siehe <span class="gesp">Ostwald</span>, Entwicklung der Elektrochemie,
+Leipzig 1910.</p>
+
+<p id="Footnote15"><a href="#FNanchor15"><span class="label">[15]</span></a>
+Ist t die Temperatur in Celsius-Graden, so ist 273&nbsp;+ t = T
+die absolute Temperatur.</p>
+
+<p id="Footnote16"><a href="#FNanchor16"><span class="label">[16]</span></a> Auch aus anderen Gr&uuml;nden ist das Element als Akkumulator
+praktisch nicht brauchbar.</p>
+
+<p id="Footnote17"><a href="#FNanchor17"><span class="label">[17]</span></a> <i>B</i> =
+Batterie, <i>W</i> = Kurbelrheostat, <i>A</i> = Amp&egrave;remeter,
+<i>V</i> = Voltmeter, <i>An</i> = Anode, <i>K</i> = Kathode.</p>
+
+<p id="Footnote18"><a href="#FNanchor18"><span class="label">[18]</span></a>
+Von einer Gaspolarisation kann beim Bleiakkumulator h&ouml;chstens
+gegen Ende der Ladung die Rede sein.</p>
+
+<p id="Footnote19"><a href="#FNanchor19"><span class="label">[19]</span></a> Alle negative Ionen liefernde Elemente haben einen hohen
+L&ouml;sungsdruck.</p>
+
+<p id="Footnote20"><a href="#FNanchor20"><span class="label">[20]</span></a> Vor Stromschlu&szlig; verhinderte der osmotische Druck der
+Wasserstoffionen innerhalb des Elektrolyten das Eindringen der
+Wasserstoffionen. &mdash; Verschwinden aus der S&auml;ure zwei Wasserstoffionen,
+so ist das Gleichgewicht gest&ouml;rt.</p>
+
+<p id="Footnote21"><a href="#FNanchor21"><span class="label">[21]</span></a>
+Das geschieht, wenn man Wasserdampf sehr stark erhitzt.</p>
+
+<p id="Footnote22"><a href="#FNanchor22"><span class="label">[22]</span></a> Das Wasserstoffion hat einen anderen Energieinhalt als das
+Wasserstoffatom, d. h. dem oben angegebenen Prozesse entspricht
+eine W&auml;rmet&ouml;nung. Diese ist allerdings im vorliegenden Falle nicht
+gro&szlig;, bei anderen Ionen aber hat sie bedeutende Werte.</p>
+
+<p id="Footnote23"><a href="#FNanchor23"><span class="label">[23]</span></a>
+Wenn man eine S&auml;ure und eine Base, beide in w&auml;sseriger
+L&ouml;sung, mischt, so verbinden sich Wasserstoff- und Hydroxylionen
+zu Wasser. Beim Zusammentreten von 1 Gramm Wasserstoffionen
+mit der entsprechenden Menge OH-Ionen werden 13700 cal. frei.
+Wir d&uuml;rfen daher annehmen, da&szlig;, wenn durch elektrolytische Dissoziation
+des Wassers 1 Gramm H-Ionen entsteht, 13700 cal. verbraucht
+werden. Diese W&auml;rme wird dem Wasser bezw. der Umgebung
+entzogen. Man ist daher eher berechtigt zu sagen: die
+W&auml;rmet&ouml;nung, die der Elektrolyse des Wassers entspricht, ist
+(34200-13700) cal., als zu behaupten, sie betr&auml;gt 34200 cal.</p>
+
+<p id="Footnote24"><a href="#FNanchor24"><span class="label">[24]</span></a> Die elektromotorische Kraft, die der Bildung von Wasser
+aus den Elementen, beide von <span class="gesp">Atmosph&auml;ren</span>druck, entspricht,
+wird neuerdings zu 1,23 Volt angegeben (siehe Handbuch der anorganischen
+Chemie. 2. Band, 1. Abteilung. S. 85).</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page34">[34]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Zweites Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Theorie des Bleiakkumulators.</span></h2>
+
+<p>Die <span class="gesp">Geschichte des Akkumulators</span> beginnt
+mit <span class="gesp">Ritters</span> Entdeckung der Polarisationsstr&ouml;me.
+<span class="gesp">Sinsteden</span> erhielt besonders kr&auml;ftige Polarisationsstr&ouml;me,
+als er statt Platin Blei benutzte. Das Verdienst
+aber, die Bedeutung des Bleies f&uuml;r die Aufspeicherung
+der elektrischen Energie erkannt zu haben, geb&uuml;hrt
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Plant&eacute;</span><a id="FNanchor25"></a><a href="#Footnote25"
+class="fnanchor">[25]</a>.</span> Seine ersten Versuche fielen in die Mitte
+des vorigen Jahrhunderts, 1879 trat er mit seiner Erfindung
+hervor (s. auch <a href="#Page116">Kap. 6</a>).</p>
+
+<p><span class="gesp">Chemische Theorie.</span> Zun&auml;chst soll die Stromerzeugung
+im Bleiakkumulator besprochen werden, ohne
+da&szlig; auf die Ionentheorie R&uuml;cksicht genommen wird,
+d. h. vom rein chemischen Standpunkte aus.</p>
+
+<p><span class="gesp">Plant&eacute;</span> war der Ansicht, da&szlig; nur die Elemente
+des Wassers bei der Ladung und Entladung an den
+chemischen Ver&auml;nderungen, die sich an den Elektroden
+abspielen, beteiligt seien. Welche Oxydationsstufe des
+Bleies sich an der positiven Elektrode bildet, l&auml;&szlig;t
+Plant&eacute; offen. Das Bild, das er sich von den Vorg&auml;ngen
+verschafft hat, d&uuml;rfte etwa folgendes sein: Bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page35">[35]</span>
+wird Bleisuperoxyd (PbO<sub>2</sub>) durch Wasserstoff,
+der durch die Zersetzung des Wassers frei wird, in
+eine niedrigere Oxydationsstufe verwandelt, und Blei
+wird durch Sauerstoff oxydiert. Das durch den Strom
+zersetzte Molek&uuml;l Wasser wird an der positiven Elektrode
+wieder gebildet. Mithin m&uuml;&szlig;te das spezifische
+Gewicht der S&auml;ure w&auml;hrend der Entladung konstant
+bleiben. Die Erfahrung lehrt uns aber, da&szlig; dies nicht
+der Fall ist. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte w&auml;hrend
+der Ladung und Entladung hatte Plant&eacute; zwar auch
+beobachtet, aber merkw&uuml;rdiger Weise nicht bei der
+Aufstellung der Theorie verwertet.</p>
+
+<p>Im Laufe der Zeit sind eine ganze Reihe von
+Theorien &uuml;ber die chemischen Vorg&auml;nge im Akkumulator
+aufgestellt worden, von denen verschiedene den Grunds&auml;tzen
+der physikalischen Chemie ganz und gar widersprechen.
+Es soll hier nur diejenige Theorie besprochen
+werden, die, wie <span class="gesp">Dolezalek</span> in seinem bekannten
+Werke &uuml;ber <span class="nowrap">Akkumulatoren<a id="FNanchor26"></a><a
+href="#Footnote26" class="fnanchor">[26]</a></span> sagt, bis auf den heutigen
+Tag alle Anfechtungen siegreich bestanden hat; es ist
+dies die <span class="gesp">Sulfattheorie</span>, als deren Begr&uuml;nder die
+englischen Forscher <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span> (1883) anzusehen
+sind. Nach dieser Theorie bildet sich bei der
+Entladung an beiden Elektroden Bleisulfat; die Vorg&auml;nge
+k&ouml;nnen durch die beiden folgenden Gleichungen
+dargestellt werden:</p>
+
+<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode:</span>
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
+= PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O,</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode:</span> Pb&nbsp;+ SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p class="blankbefore1">Durch Addition erhalten wir die dem <span class="gesp">ganzen</span>
+stromliefernden Proze&szlig; entsprechende Gleichung:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_1">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear"><span class="pagenum" id="Page36">[36]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig5">
+<p class="caption">Fig. 5.</p>
+<img src="images/illo05.png" alt="Ladung" width="400" height="325" />
+</div>
+
+<p>Bei der Ladung (s. <a href="#Fig5">Fig. 5</a>) tritt der Strom an der
+positiven Elektrode in die Fl&uuml;ssigkeit ein. Da der
+Wasserstoff mit dem
+Strom wandert, so
+wird er jetzt an der
+negativen Platte frei
+(bei der Entladung an
+der positiven Elektrode).
+Die Prozesse,
+die sich bei der Ladung
+abspielen, entsprechen
+den folgenden
+Gleichungen:</p>
+
+<p class="noindent blankbefore1"><span class="padl2">+Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></span></p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">-Elektrode: PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>
+= Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</span></p>
+
+<p class="blankbefore1">Addiert man die beiden Gleichungen und zieht
+auf beiden Seiten 1 Molek&uuml;l Schwefels&auml;ure ab, so erh&auml;lt
+man</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_2">
+
+<div class="links">
+<p>2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(2).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">Die beiden Gleichungen (<a href="#Gleich1_1">1</a>) und (<a href="#Gleich1_2">2</a>) kann man zu
+einer einzigen zusammenfassen:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich1_3">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(3).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<p class="allclear">W&auml;hrend der Ladung wird also Wasser verbraucht
+und Schwefels&auml;ure gebildet, so da&szlig; unsere Gleichung der
+bekannten Tatsache Rechnung tr&auml;gt, da&szlig; die <span class="gesp">S&auml;uredichte
+bei Stromzufuhr gr&ouml;&szlig;er wird</span>; w&auml;hrend
+der <span class="gesp">Entladung</span> wird nach unserer Gleichung Schwefels&auml;ure
+verbraucht und Wasser gebildet, so da&szlig; die <span class="gesp">Konzentration</span>
+der S&auml;ure <span class="gesp">abnimmt</span>.</p>
+
+<p>Wir wollen zun&auml;chst die in unserer Gleichung vorkommenden
+Substanzen kurz besprechen und vor allem
+zusehen, wieviel Gramm von jeder einzelnen pro Amperstunde
+verbraucht oder gebildet werden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page37">[37]</span></p>
+
+<p>Das Bleisuperoxyd hat eine braunrote Farbe. Es
+leitet in der festen Form, wie es auf den Platten der
+Akkumulatoren vorkommt, nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Streintz</span><a
+id="FNanchor27"></a><a href="#Footnote27" class="fnanchor">[27]</a></span> die Elektrizit&auml;t
+halb so gut wie Quecksilber. Der Verbrauch
+pro Amperstunde kann folgenderma&szlig;en berechnet werden.
+Auf 2 Atome Wasserstoff, die herauselektrolysiert
+werden, kommt gem&auml;&szlig; der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p class="noindent">ein Molek&uuml;l PbO<sub>2</sub>, das umgewandelt wird; auf 1 Gramm
+Wasserstoff kommen also (206,5&nbsp;+ 32):2 = 119,25 g Bleisuperoxyd.
+Da durch 96540 Coulomb 1 Gramm Wasserstoff
+abgeschieden wird, so werden durch 1 Amperstunde
+= 3600 Coulomb an Wasserstoff <span class="horsplit"><span class="top">3600</span><span class="bottom">96540</span></span> = 0,0373 g
+entwickelt. Der Verbrauch an PbO<sub>2</sub> pro Amperstunde
+betr&auml;gt also 119,25&nbsp;. 0,0373 g = 4,46 Gramm.</p>
+
+<p>2) Das Blei ist ein weiches Metall von hohem
+spezifischen Gewichte; sein elektrochemisches &Auml;quivalent
+ist, da es zweiwertig ist, <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span class="bottom">2</span></span> = 103,25, also
+ein sehr hohes (man vergleiche hiermit das &Auml;quivalentgewicht
+des dreiwertigen Aluminiums). Da die Tr&auml;ger
+der aktiven Masse, d. h. der an dem chemischen Umsatze
+beteiligten Stoffe, aus Blei bestehen m&uuml;ssen, so
+ist der Bleiakkumulator ein schwerer Akkumulator.
+Das aktive Blei ist por&ouml;s, schwammig (Bleischwamm).
+Pro Amperstunde, die der Akkumulator abgibt, m&uuml;ssen
+0,0373&nbsp;&times; <span class="horsplit"><span class="top">206,5</span><span
+class="bottom">2</span></span> = 3,85 g Bleischwamm vorhanden sein.</p>
+
+<p>3) Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure von der bei Akkumulatoren
+&uuml;blicher Konzentration ist ein Elektrolyt<span class="pagenum" id="Page38">[38]</span>
+von ausgezeichnetem Leitungsverm&ouml;gen (n&auml;heres siehe
+<a href="#Page60">Kap. 3</a>). Wenn 2 Atome Wasserstoff zur Abscheidung
+gelangen, werden, wie man aus den beiden auf die
+Entladung sich beziehenden Gleichungen ersieht, 2 Molek&uuml;le
+Schwefels&auml;ure verbraucht. Da das Molekulargewicht
+der Schwefels&auml;ure 98 ist, so kommen auf
+1 g Wasserstoff 98 g Schwefels&auml;ure. Verbrauch pro
+Amperstunde also 3,66 g.</p>
+
+<p>4) &Auml;hnlich findet man, da&szlig; pro Amperstunde
+18&nbsp;. 0,0373 = 0,67 Gramm Wasser bei der Entladung frei
+werden.</p>
+
+<p>5) Das Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+nur sehr wenig l&ouml;slich; infolgedessen bleibt es an den
+Elektroden haften. Die L&ouml;slichkeit h&auml;ngt von der S&auml;uredichte
+ab; sie ist bei 1,22 S&auml;uredichte ein Minimum,
+es l&ouml;sen sich in 1 l solcher S&auml;ure nur 12 <span class="nowrap">mgr.<a
+id="FNanchor28"></a><a href="#Footnote28" class="fnanchor">[28]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Beweise f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie
+oder der <a href="#Gleich1_3">Gleichung 3</a>.</span> An der Tatsache,
+da&szlig; sich an der negativen Elektrode bei der Ladung
+Blei (und nur dieses) bildet, wird wohl kaum noch von
+jemand gezweifelt; wohl aber wird hier und da bestritten,
+da&szlig; sich an der positiven Platte nur Bleisuperoxyd
+bildet. So z. B. behauptet <span class="nowrap">Darrieus<a id="FNanchor29"></a><a
+href="#Footnote29" class="fnanchor">[29]</a>,</span> da&szlig; geladene
+positive Platten Bleisuperoxyd enthalten, das mit &Uuml;berschwefels&auml;ure
+durchtr&auml;nkt ist. Die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+ist bei normalen Verh&auml;ltnissen aus verschiedenen
+Gr&uuml;nden unwahrscheinlich; bei Ladung mit
+sehr hoher Stromdichte, bei der die Klemmenspannung
+einen hohen Betrag annimmt, ist sie allerdings nicht
+unm&ouml;glich (s. <a href="#Page13">S. 13</a>), indem dann die Dichte der S&auml;ure<span class="pagenum" id="Page39">[39]</span>
+in den Poren der aktiven Masse und in der n&auml;chsten
+Umgebung, wie sp&auml;ter gezeigt wird, stark ansteigt, und
+gro&szlig;er S&auml;uregehalt f&uuml;r die Bildung von &Uuml;berschwefels&auml;ure
+g&uuml;nstig ist. Wird aber mit den &uuml;blichen Stromdichten
+geladen, so da&szlig; die Spannung nicht &uuml;ber 2,7
+bis 2,8 Volt steigt (Ende der Ladung), so ist die Entstehung
+von &Uuml;berschwefels&auml;ure h&ouml;chst unwahrscheinlich.</p>
+
+<p>Der Akkumulator w&auml;re ferner kein umkehrbares
+Element, wenn &Uuml;berschwefels&auml;ure entst&auml;nde, da der betreffende
+Vorgang nicht reversibel ist; wir werden aber
+sehen, da&szlig; die Helmholtz&#8217;sche Gleichung, auf den Akkumulator
+angewendet, zu einem richtigen Werte f&uuml;r die
+elektromotorische Kraft f&uuml;hrt, da&szlig; also der Bleiakkumulator
+zu den umkehrbaren Elementen zu rechnen ist.
+Setzt man endlich dem Akkumulator <span class="nowrap">&Uuml;berschwefels&auml;ure<a
+id="FNanchor30"></a><a href="#Footnote30" class="fnanchor">[30]</a></span>
+zu, so sinkt die elektromotorische Kraft, w&auml;hrend
+sie bei der Ladung langsam steigt. [Durch Versuche
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Mugdan</span><a id="FNanchor31"></a><a
+href="#Footnote31" class="fnanchor">[31]</a></span> d&uuml;rfte die Darrieus&#8217;sche Theorie
+&uuml;brigens endg&uuml;ltig widerlegt sein.]</p>
+
+<p>Verschiedene Forscher haben durch chemische
+Analyse nachgewiesen, da&szlig; sich Bleisuperoxyd in einer
+unserer Gleichung entsprechenden Weise bildet. Ferner
+spricht f&uuml;r die Bildung von Bleisuperoxyd folgender
+Versuch. Kombiniert man eine geladene positive Akkumulatorplatte
+in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure mit einem
+amalgamierten Zinkstab, so findet man, da&szlig; das betreffende
+Element eine elektromotorische Kraft von
+2,4 Volt hat; ersetzt man die Akkumulatorplatte durch
+eine Bleiplatte, die mit einem &Uuml;berzug von k&uuml;nstlich
+dargestellten PbO<sub>2</sub> versehen ist, so hat diese Kombination<span class="pagenum" id="Page40">[40]</span>
+ebenfalls eine elektromotorische Kraft von
+2,4 Volt.</p>
+
+<p>Da&szlig; sich bei der Entladung Bleisulfat gem&auml;&szlig; unserer
+Gleichung bildet, kann durch Messungen der S&auml;uredichte
+nachgewiesen werden. Die einer bestimmten Strommenge
+entsprechende Abnahme der Konzentration kann n&auml;mlich
+aus der Menge der vorhandenen S&auml;ure und dem anf&auml;nglichen
+spezifischen Gewichte derselben leicht berechnet
+werden. <span class="gesp">W. Kohlrausch</span> und <span class="gesp">C. Heim</span>, die diesbez&uuml;gliche
+Messungen ausf&uuml;hrten, fanden, da&szlig; die berechnete
+&Auml;nderung der S&auml;uredichte mit der durch Ar&auml;ometermessung
+gefundenen sehr gut <span class="nowrap">&uuml;bereinstimmt<a id="FNanchor32"></a><a
+href="#Footnote32" class="fnanchor">[32]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">E.</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a id="FNanchor33"></a><a
+href="#Footnote33" class="fnanchor">[33]</a>,</span> der die Versuche in dem Laboratorium der K&ouml;lner
+Akkumulatoren-Werke wiederholen lie&szlig;, fand, da&szlig; die nach unserer
+Gleichung zu erwartende Bildung von 3,66 Gramm Schwefels&auml;ure
+nie beobachtet wurde. Wahrscheinlich wurden die gefundenen Abweichungen
+durch die in den Poren der aktiven Masse eingeschlossene
+S&auml;ure verursacht.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Den Nachweis, da&szlig; sich bei der Entladung aus
+Blei, Bleisuperoxyd und Schwefels&auml;ure im Sinne unserer
+Gleichung Bleisulfat und Wasser bilden und <span class="gesp">zwar
+prim&auml;r</span> (stromliefernd, wie der chemische Umsatz im
+Daniell-Elemente), kann man durch <span class="gesp">thermodynamische
+Berechnungen</span> f&uuml;hren, indem man n&auml;mlich
+die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>) auf den Akkumulator
+anwendet: Unserer von links nach rechts gelesenen
+<a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> entspricht ein bestimmter chemischer
+Umsatz, bei dem eine gewisse W&auml;rmemenge
+frei wird (die gesamte Energie des Systems nimmt ab).
+Die W&auml;rmet&ouml;nung (&Auml;nderung der gesamten Energie),<span class="pagenum" id="Page41">[41]</span>
+bezogen auf diejenigen Mengen Blei, Bleisuperoxyd und
+Schwefels&auml;ure, die einer Stromentnahme von 96540 Coulomb
+entsprechen, sei q. Eine direkte Bestimmung von
+q im Kalorimeter ist wegen des langsamen Verlaufes der
+Reaktionen nicht ausf&uuml;hrbar. Man kann aber aus bekannten
+W&auml;rmet&ouml;nungen die dem Umsatze</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O</p>
+
+<p class="noindent">entsprechende Reaktionsw&auml;rme berechnen. Hierbei benutzt
+man den Satz der konstanten W&auml;rmesumme; nach
+diesem ist die W&auml;rmet&ouml;nung unabh&auml;ngig von dem Wege,
+auf dem man ein chemisches System aus einem gegebenen
+Anfangszustand in einen bestimmten Endzustand
+<span class="nowrap">&uuml;berf&uuml;hrt<a id="FNanchor34"></a><a href="#Footnote34" class="fnanchor">[34]</a>.</span></p>
+
+<p>q ist von der Dichte der Akkumulators&auml;ure abh&auml;ngig.
+Wir wollen zun&auml;chst annehmen, da&szlig; das spezifische
+Gewicht der S&auml;ure 1,044 sei. Nach <span class="gesp">Streintz</span>
+ist bei dieser S&auml;uredichte die W&auml;rmet&ouml;nung q = 42850 cal.,
+nach <span class="gesp">Tscheltzow</span> betr&auml;gt sie 43850. Wir w&auml;hlen
+das arithmetische Mittel aus diesen beiden Werten,
+setzen also</p>
+
+<p class="equation">q = 43350 cal.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page42">[42]</span></p>
+
+<p>Wir m&uuml;ssen noch, ehe wir die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">q</span><span class="bottom">23070</span></span>&nbsp;+ c&nbsp;. T,</p>
+
+<p class="noindent">anwenden k&ouml;nnen, den <span class="gesp">Temperaturkoeffizienten</span>
+des Akkumulators kennen. Dieser ist zuerst von <span class="gesp">Streintz</span>
+experimentell bestimmt worden. Dieser Forscher fand,
+da&szlig; c von der S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist. Bei einer
+S&auml;uredichte von 1,16 erreicht er ein Maximum, dieses
+betr&auml;gt 0,36 Millivolt pro 1&deg; Temperatur&auml;nderung.
+<span class="gesp">Dolezalek</span> bestimmte auf theoretischem Wege den
+Temperaturkoeffizienten und gelangte zu dem Resultate,
+da&szlig; <span class="gesp">derselbe sowohl positiv wie negativ sein
+kann</span>. Bei einer S&auml;uredichte von 1,044 ist <span class="nowrap">er<a
+id="FNanchor35"></a><a href="#Footnote35" class="fnanchor">[35]</a></span> gleich
+Null, bei h&ouml;heren Konzentrationen ist er positiv, bei
+niedrigeren negativ. Hat die Akkumulators&auml;ure die &uuml;bliche
+Dichte, n&auml;mlich 1,18 bis 1,2 nach beendigter
+Ladung, so ist c = 0,0004 Volt (angen&auml;hert).</p>
+
+<p>Da bei 1,044 S&auml;uredichte (68,6 Gramm H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> pro
+Liter) c = 0, so mu&szlig; bei dieser Konzentration die Thomsonsche
+Regel angewendet werden. Wird also durch
+unsere <a href="#Gleich1_3">Gleichung (3)</a> der chemische Umsatz richtig
+wiedergegeben, so mu&szlig; die elektromotorische Kraft</p>
+
+<p class="equation">E = <span class="horsplit"><span class="top">43350</span><span
+class="bottom">23100</span></span> = 1,88 Volt sein.</p>
+
+<p>Mi&szlig;t man die elektromotorische Kraft bei der angegebenen
+S&auml;uredichte, so findet man den Wert 1,89 Volt.</p>
+
+<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die W&auml;rmet&ouml;nung
+etwas kleiner als 43350 cal. Die jetzt anzuwendende
+Helmholtzsche Relation liefert aber trotzdem<span class="pagenum" id="Page43">[43]</span>
+einen h&ouml;heren Wert f&uuml;r die elektromotorische Kraft
+als den eben gefundenen (1,88 Volt), weil das Glied c&nbsp;. T
+einen Wert von mehr als 0,1 Volt (bei 17&deg; Celsius) hat.
+Der berechnete und der gemessene Wert von E stimmen
+auch jetzt vorz&uuml;glich &uuml;berein.</p>
+
+<p>Da eine ganze Reihe von Beweisen f&uuml;r die Richtigkeit
+unserer Behauptung beigebracht sind (s. auch <a href="#Page45">S. 45</a>),
+da&szlig; der Akkumulator ein umkehrbares Element ist, in dem
+sich die chemischen Ver&auml;nderungen nach der <a href="#Gleich1_3">Gleichung
+(3)</a> vollziehen, da ferner das ganze Verhalten des Akkumulators
+mit der Reaktionsgleichung im Einklang
+steht, so d&uuml;rfte es &uuml;berfl&uuml;ssig sein, auf andere Theorien
+n&auml;her einzugehen.</p>
+
+<p>Von den Gegnern der Sulfattheorie wird folgender
+Einwand erhoben. Wenn bei einem umkehrbaren galvanischen
+Elemente der innere Widerstand sehr klein
+ist, so darf die f&uuml;r die Ladung n&ouml;tige Energie nicht
+oder doch nur sehr wenig verschieden sein von der bei
+der Entladung entnommenen Arbeit. Beim Bleiakkumulator
+ist aber das Verh&auml;ltnis zwischen der abgegebenen
+und zugef&uuml;hrten elektrischen Energie nur
+etwa 0,8. Diese Tatsache d&uuml;rfte mit dem Charakter
+der Irreversibilit&auml;t unvereinbar sein.</p>
+
+<p>Ehe wir zeigen, da&szlig; gar kein Widerspruch gegen
+die Sulfattheorie vorliegt, da&szlig; man vielmehr mit Hilfe
+unserer Gleichung die Differenz zwischen Lade- und
+Entladeenergie zwanglos erkl&auml;ren kann, wollen wir uns
+besch&auml;ftigen mit der <span class="gesp">&Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">S&auml;urekonzentration</span><a id="FNanchor36"></a><a
+href="#Footnote36" class="fnanchor">[36]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page44">[44]</span>
+Diese wurde zuerst von <span class="gesp">Streintz</span> nachgewiesen; nach
+seinen Untersuchungen ist zu Anfang der Entladung</p>
+
+<p class="equation">E = 1,85&nbsp;+ 0,917 (s - 1),</p>
+
+<p class="noindent">wo s das spezifische Gewicht der S&auml;ure nach der
+Ladung ist. Man findet mit Hilfe dieser Gleichung,
+da&szlig;</p>
+
+<table summary="s und E">
+
+<tr>
+<td rowspan="5" class="center padl0 padr0 top">f&uuml;r</td>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,05</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">1,896</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,1</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">1,942</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,2</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,033</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,3</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,125</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">s =</td>
+<td class="left padl0 padr5">1,55</td>
+<td class="center padl1 padr1">E =</td>
+<td class="left padl0 padr0">2,350</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Diese Werte stimmen mit den durch direkte Messung
+gefundenen ziemlich gut &uuml;berein.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Es liegt die Frage nahe, warum man in der Praxis bei einer
+S&auml;uredichte von 1,1 bis 1,2 geblieben ist. Hier ist zu beachten, da&szlig;
+die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates bei hohen Konzentrationen stark zunimmt;
+bei 1,6 S&auml;uredichte ist sie etwa 4 mal so gro&szlig; wie bei einer
+S&auml;uredichte von 1,16. Auch tritt bei h&ouml;heren S&auml;uredichten leichter
+Sulfatierung ein (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>) und der spezifische Widerstand der verd&uuml;nnten
+Schwefels&auml;ure liegt bei der &uuml;blichen S&auml;uredichte nahe beim
+Minimum, bei 1,6 ist er beinahe 3 mal so gro&szlig; wie bei 1,2.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wenn noch ein Zweifel an der Richtigkeit der Sulfattheorie
+bestand, so w&uuml;rde dieser gehoben durch Untersuchungen
+von <span class="gesp">Dolezalek</span> &uuml;ber die Abh&auml;ngigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte; es ergab
+sich, da&szlig; die durch Anwendung der Thermodynamik
+berechneten Werte vorz&uuml;glich mit den experimentell gefundenen
+&uuml;bereinstimmten. Der den Berechnungen zu
+Grunde liegende Gedanke ist folgender:</p>
+
+<p>Zwei Akkumulatoren, die wir mit <i>A</i> und <i>B</i> bezeichnen<span class="pagenum" id="Page45">[45]</span>
+wollen, seien gegeneinander geschaltet: <i>A</i> enthalte
+konzentriertere, <i>B</i> verd&uuml;nntere L&ouml;sung (s. <a href="#Fig6">Fig. 6</a>).
+Man findet, wenn man noch ein Galvanoskop einschaltet,
+da&szlig; der Akkumulator <i>A</i> Strom abgibt. <i>A</i> wird also entladen
+und <i>B</i> geladen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig6">
+<p class="caption">Fig. 6.</p>
+<img src="images/illo06.png" alt="Akkumulator" width="500" height="336" />
+</div>
+
+<p>Bei diesen Vorg&auml;ngen wird</p>
+
+<div class="ladungentladung">
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge PbO<sub>2</sub> verbraucht,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge PbO<sub>2</sub> erzeugt,</p>
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> eine gewisse Menge Pb verbraucht,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> die gleiche Menge Pb erzeugt,</p>
+
+<p class="noindent">in <i>A</i> bildet sich eine gewisse Menge PbSO<sub>4</sub>,</p>
+
+<p class="right">in <i>B</i> verschwindet die gleiche Menge PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+</div><!--ladungentladung-->
+
+<p>Betrachten wir die beiden Akkumulatoren als ein
+chemisches System, so folgt, da&szlig; sich die dem chemischen
+Umsatze entsprechenden
+W&auml;rmet&ouml;nungen,
+soweit die
+festen Substanzen in
+Betracht kommen,
+gegenseitig aufheben.
+Ferner &auml;ndert sich in
+beiden Akkumulatoren
+die Konzentration
+der S&auml;ure, und zwar
+wird sie in <i>A</i> geringer
+und in <i>B</i> gr&ouml;&szlig;er. Die &Auml;nderungen der S&auml;uredichte
+kann man sich nun auch in der Weise vollzogen
+denken, da&szlig; aus <i>A</i> Schwefels&auml;ure nach <i>B</i> und aus <i>B</i>
+Wasser nach <i>A</i> bef&ouml;rdert wird. Diese Transporte (die
+Wegnahme bezw. der Zusatz von Fl&uuml;ssigkeiten) sind
+mit einem Arbeitsgewinn verbunden. Es ergibt sich
+dies aus folgenden Betrachtungen.</p>
+
+<p>Wenn man in Wasser Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so wird
+W&auml;rme frei, und zwar ist die W&auml;rmeentwickelung<span class="pagenum" id="Page46">[46]</span>
+bei der Mischung von a <span class="nowrap">Grammolek&uuml;l<a
+id="FNanchor37"></a><a href="#Footnote37" class="fnanchor">[37]</a></span> Schwefels&auml;ure
+und b Grammolek&uuml;l Wasser nach Thomson</p>
+
+<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">a&nbsp;. b</span><span class="bottom">1,8 a&nbsp;+ b</span></span>.17860 cal.</p>
+
+<p class="noindent">Nehmen wir an, da&szlig; wir 1 Mol Schwefels&auml;ure nicht
+auf einmal, sondern in kleinen Quantit&auml;ten nach und
+nach dem Wasser zusetzen, etwa jedesmal 1 Gramm; es
+wird dann keineswegs bei jedem Zusatz die gleiche W&auml;rmemenge
+frei, sondern zuerst eine gr&ouml;&szlig;ere als sp&auml;ter. Es
+folgt dies schon aus dem Umstande, da&szlig; keine W&auml;rme
+entwickelt wird, wenn man zu konzentrierter Schwefels&auml;ure
+reine Schwefels&auml;ure gie&szlig;t. Wird umgekehrt einer
+Schwefels&auml;urel&ouml;sung Schwefels&auml;ure entzogen, so wird
+W&auml;rme gebunden, und zwar ist die (negative) W&auml;rmet&ouml;nung
+um so kleiner, je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der
+S&auml;ure ist. Nennen wir also die W&auml;rmeentwickelung,
+die der Beimischung von a Gramm Schwefels&auml;ure zu
+der S&auml;ure des Akkumulators <i>B</i> entspricht, q<sub>1</sub>, und den
+W&auml;rmeverbrauch bei der Wegnahme von a Gramm
+Schwefels&auml;ure aus <i>A</i> q<sub>2</sub>, so ist q<sub>1</sub>&gt;q<sub>2</sub>. F&uuml;r die W&auml;rmeentwickelung
+und den W&auml;rmeverbrauch, mit der die
+Beimischung und Entnahme des Wassers verbunden
+ist, gilt das Umgekehrte wie eben. Die W&auml;rmet&ouml;nung
+des stromliefernden Prozesses besteht also aus vier
+Posten, von denen zwei positiv und zwei negativ sind.</p>
+
+<p>Wollen wir die Helmholtz&#8217;sche Relation (s. <a href="#Page19">S. 19</a>)
+auf das System, bestehend aus den beiden gegeneinander
+geschalteten Akkumulatoren, anwenden, so haben wir
+f&uuml;r e die Differenz der beiden elektromotorischen Kr&auml;fte<span class="pagenum" id="Page47">[47]</span>
+(&#916;E) zu setzen; die in der Gleichung mit c bezeichnete
+Gr&ouml;&szlig;e ist nicht etwa der Temperaturkoeffizient eines
+der beiden Akkumulatoren, vielmehr hat c in dem vorliegenden
+Falle folgende Bedeutung. A sowohl wie B
+m&ouml;ge um 1&deg; Celsius erw&auml;rmt werden, dann nimmt &#916;E
+einen etwas anderen Wert an, der neue Wert sei &#916;E&#8242;.
+Es ist dann</p>
+
+<p class="equation">c = &#916;E&#8242; - &#916;E.</p>
+
+<p>Da man die Temperaturkoeffizienten des Akkumulators
+f&uuml;r die verschiedenen S&auml;uredichten kennt, so
+kann man den Temperaturkoeffizienten des Systems
+und somit auch &#916;E bestimmen. Es sind also alle
+Gr&ouml;&szlig;en zur Berechnung der elektromotorischen Kraft
+(&#916;E) mit Hilfe der Helmholtz&#8217;schen Gleichung bekannt.</p>
+
+<p>Von der Besprechung des anderen Weges, den
+Dolezalek angibt, die &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der S&auml;uredichte zu berechnen, soll abgesehen
+werden. Aus der folgenden Tabelle ist zu ersehen,
+wie gro&szlig; die &Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung
+und Messung ist.</p>
+
+<table class="deltae" summary="&Uuml;bereinstimmung zwischen Rechnung und Messung">
+
+<tr>
+<th rowspan="2">S&auml;uredichte</th>
+<th colspan="4">Elektromotorische Kraft</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<th colspan="2">berechnet</th>
+<th colspan="2">gemessen</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,553</td>
+<td>2,39</td>
+<td>Volt</td>
+<td>2,355</td>
+<td>Volt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,420</td>
+<td>2,25</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,253</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,266</td>
+<td>2,10</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,103</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,154</td>
+<td>2,06</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>2,008</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>1,035</td>
+<td>1,85</td>
+<td>&#8222;</td>
+<td>1,887</td>
+<td>&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Der Berechnung der elektromotorischen Kraft des
+Akkumulators bei verschiedenen Konzentrationen der
+S&auml;ure liegt die Annahme zugrunde, da&szlig; der Verbrauch
+an Schwefels&auml;ure und die Bildung von Wasser in
+einer unserer Reaktionsgleichung entsprechenden Weise
+erfolgt. Die gute &Uuml;bereinstimmung zwischen den berechneten
+und den gemessenen Werten der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page48">[48]</span>
+Kraft kann daher als ein weiterer &uuml;berzeugender
+Beweis f&uuml;r die Richtigkeit der Sulfattheorie
+angesehen werden.</p>
+
+<p>Wir gehen jetzt auf den fr&uuml;her erw&auml;hnten Einwand
+gegen die Sulfattheorie n&auml;her ein. Nach dieser
+wird bei der Ladung des Akkumulators an beiden Elektroden
+Bleisulfat zersetzt und Schwefels&auml;ure gebildet,
+und zwar entsteht die S&auml;ure sowohl an der Oberfl&auml;che
+der Platten als auch in den Poren der <span class="gesp">aktiven</span>
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Masse</span><a id="FNanchor38"></a><a href="#Footnote38"
+class="fnanchor">[38]</a>.</span> Die an den Plattenoberfl&auml;chen entstandene
+S&auml;ure sinkt, wie man an der sogenannten Schlierenbildung
+gut erkennen kann, langsam zu Boden. Da
+aber w&auml;hrend der Ladung fortw&auml;hrend Schwefels&auml;ure
+entsteht, so ist jede Elektrode in eine sehr d&uuml;nne
+Schwefels&auml;ureschicht eingeh&uuml;llt. Ferner f&uuml;llt sich
+kurze Zeit nach Beginn der Ladung jede Pore der aktiven
+Masse mit stark konzentrierter S&auml;ure; diese wird
+in den Poren mechanisch festgehalten (Kapillarit&auml;t) und
+kann nur durch Diffusion in den Elektrolyten au&szlig;erhalb
+der Platten <span class="nowrap">gelangen<a id="FNanchor39"></a><a
+href="#Footnote39" class="fnanchor">[39]</a>.</span> Die Diffusion aber ist
+ein Vorgang, der sich nur langsam vollzieht. Die aktive
+Masse ist also in Ber&uuml;hrung mit S&auml;ure h&ouml;herer
+Konzentration. Da aber die elektromotorische Kraft
+des Akkumulators mit der S&auml;uredichte nicht unerheblich
+ansteigt, so ist die Gegenspannung w&auml;hrend der
+Ladung anormal hoch (s. auch <a href="#Page82">S. 82</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die mittels des Ar&auml;ometers nachweisbare Zunahme der Konzentration
+der S&auml;ure (zwischen den Platten, die wir die &auml;u&szlig;ere
+S&auml;ure nennen wollen) hat zwar auch ein Wachstum der elektromotorischen<span class="pagenum" id="Page49">[49]</span>
+Kraft zur Folge. Die dieser Zunahme entsprechende
+&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft betr&auml;gt nur einige Hundertstel
+Volt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>W&auml;hrend der Entladung wird an beiden Elektroden
+S&auml;ure verbraucht; die Folge ist, da&szlig; die Konzentration
+der S&auml;ure in den Poren der aktiven Masse und unmittelbar
+an der Oberfl&auml;che stark abnimmt. Die elektromotorische
+Kraft hat daher einen kleineren Wert als
+denjenigen, welcher der <span class="nowrap">Dichte<a id="FNanchor40"></a><a
+href="#Footnote40" class="fnanchor">[40]</a></span> der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure
+entspricht.</p>
+
+<p>Der Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung
+ist der Hauptgrund f&uuml;r den verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig
+geringen Nutzeffekt (s. <a href="#Page73">S. 73</a>). Da dieser nun mit Hilfe
+der Sulfattheorie erkl&auml;rt ist, so liegt nat&uuml;rlich kein
+Widerspruch vor.</p>
+
+<p>Wenn die Ladespannung deshalb gr&ouml;&szlig;er w&auml;re, weil
+die Vorg&auml;nge bei der Ladung nicht die umgekehrten
+sind wie bei der Entladung, so m&uuml;&szlig;te, wenn man
+pl&ouml;tzlich von der Entladung zur Ladung &uuml;bergeht oder
+umgekehrt, die Spannung sich sprungweise &auml;ndern; der
+Versuch zeigt aber, da&szlig; dieses nicht der Fall ist.</p>
+
+<p>Falls die aus der Sulfattheorie hergeleitete Erkl&auml;rung
+f&uuml;r den Unterschied zwischen Lade- und Entladespannung<span class="pagenum" id="Page50">[50]</span>
+den Tatsachen entspricht, mu&szlig; dieser
+Unterschied, wenn man mit sehr geringer Stromdichte
+l&auml;dt und entl&auml;dt, verschwindend klein werden. Ein einfacher
+Versuch zeigt, da&szlig; dieser Schlu&szlig; der Wirklichkeit
+entspricht.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Ein Akkumulator von etwa 14 Amperstunden Kapazit&auml;t (bei
+3st&uuml;ndiger Entladung) wurde mit einem Strome von 0,12 Amper geladen.
+Ein Millivoltmeter von Siemens und Halske mit Vorschaltwiderstand
+zeigte</p>
+
+<table summary="Spannungen">
+
+<tr>
+<td colspan="6" class="right">vor Beginn der Ladung</td>
+<td class="right">2,01</td>
+<td class="center padl1 padr1">Volt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">nach</td>
+<td class="center padl1 padr1">einer</td>
+<td class="center padl1 padr1">Ladezeit</td>
+<td class="center padl1 padr1">von</td>
+<td class="right">1</td>
+<td class="center padl1 padr1">Min.</td>
+<td class="right">2,02</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">15</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,03</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">35</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,04</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">45</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+<td class="right">2,04</td>
+<td class="center padl1 padr1">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Wurde die Ladestromquelle abgeschaltet und dem Akkumulator
+sofort ein Strom von 0,12 Amper entnommen, so sank die Spannung
+nur um 1-2 Millivolt. &mdash; Zu beachten ist &uuml;brigens bei dem Versuche,
+da&szlig; der durch das Ampermeter gehende Strom nur zum
+Teil Ladestrom ist, indem der durch das Voltmeter flie&szlig;ende Strom
+mitgemessen wird. Bei meinem Versuche nahm das Voltmeter 0,11
+Amp. auf, so da&szlig; die Ladestromquelle 0,23 Amp. abgeben mu&szlig;te.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die bisherigen Darlegungen berechtigten zu der
+Aufstellung der These, da&szlig; <span class="gesp">nur diejenigen Theorien,
+die &uuml;ber den Bleiakkumulator aufgestellt
+sind, einer streng wissenschaftlichen
+Pr&uuml;fung Stand halten, nach denen der
+Akkumulator ein umkehrbares Element im
+Sinne unserer Reaktionsgleichung</span> (<a href="#Page36">Seite 36</a>)
+ist. &mdash; Es sei hier darauf aufmerksam gemacht, da&szlig;
+unsere Gleichung nur besagt, da&szlig; das System PbO<sub>2</sub>&nbsp;+
+Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> bei der Entladung &uuml;bergeht in das System
+2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O und da&szlig; bei der Ladung das letztere
+System in das erstere &uuml;bergef&uuml;hrt wird. Auf die Frage,
+wie diese Umwandlung erfolgt, gibt uns nat&uuml;rlich unsere
+Gleichung keine Auskunft; jedoch m&uuml;ssen alle Vorg&auml;nge<span class="pagenum" id="Page51">[51]</span>
+bei der Ladung stromliefernd (prim&auml;r) erfolgen, &auml;hnlich
+wie es bei dem Daniell-Elemente der Fall <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor41"></a><a href="#Footnote41" class="fnanchor">[41]</a>.</span></p>
+
+<p>Der eben genannten Bedingung gen&uuml;gen die Theorie
+von Le Blanc und diejenige von C. Liebenow, die wir
+ausf&uuml;hrlich besprechen wollen.</p>
+
+<p><span class="gesp">Theorie von Le Blanc.</span> I. <i>Entladung</i>. <span class="gesp">Le
+Blanc</span> nimmt an, da&szlig; Bleisuperoxyd in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure in geringem Ma&szlig;e l&ouml;slich ist. Die in
+L&ouml;sung gegangenen PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le bleiben aber nicht
+als solche in der Fl&uuml;ssigkeit, sondern verbinden sich
+mit Wasser unter Bildung von vierwertigen Bleiionen
+und Hydroxylionen:</p>
+
+<div class="numreaction" id="Gleich2_1">
+
+<div class="links">
+<p>PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;</p>
+</div>
+
+<div class="rechts">
+<p>(1).</p>
+</div>
+
+</div><!--numreaction-->
+
+<div class="blquote">
+
+<p class="allclear">Da es chemische Verbindungen gibt, in denen das Blei vierwertig
+ist, so k&ouml;nnen auch vierwertige Bleiionen existieren; das Salz
+PbCl<sub>4</sub>, dessen Existenz nachgewiesen ist, wird sich sicher nach der
+Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbCl<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4Cl&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">in Wasser dissoziieren. Da&szlig; ferner ein chemischer Prozess zu einer
+Ionenbildung f&uuml;hrt, hat nichts Befremdendes mehr, wenn man die
+Ionen als chemische Verbindungen ansieht (s. <a href="#Page6">S. 6</a>).</p>
+
+<p>Ferner haben <span class="gesp">Rixon</span> und <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a
+id="FNanchor42"></a><a href="#Footnote42" class="fnanchor">[42]</a></span> nachgewiesen, da&szlig; sich in
+gebrauchter Akkumulators&auml;ure verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig erhebliche Mengen von
+vierwertigem Blei befinden, n&auml;mlich bis 0,17 g Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> im Liter.
+Auch wurde festgestellt, da&szlig; frisch dargestelltes Bleisuperoxyd in
+Schwefels&auml;ure zum Teil in Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> &uuml;berging:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> &#8644; Pb(SO<sub>4</sub>)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die mit positiver Elektrizit&auml;t beladenen Bleiionen<span class="pagenum" id="Page52">[52]</span>
+wandern mit dem Strome und geben, an der positiven
+Elektrode angelangt, an diese zwei Ladungen ab:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Von den vier Elektronen sind, so wollen wir zur Erkl&auml;rung
+hinzuf&uuml;gen, zwei nur locker gebunden, so da&szlig; sie leichter abgegeben
+werden als die beiden anderen; &auml;hnlich wie Superoxyde leicht ein
+Atom Sauerstoff verlieren.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Das doppelt geladene Bleiion verbindet sich mit
+einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l Bleisulfat. (Die
+Konzentration der Bleiionen steigt in den Poren der
+aktiven Masse stark an, so da&szlig; diese das Bestreben
+haben, den Ionenzustand zu verlassen.) Da Bleisulfat
+nur in geringem Ma&szlig;e in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+l&ouml;slich ist, so ist der Elektrolyt in den Poren der
+aktiven Masse und dicht an der Oberfl&auml;che der Bleisuperoxydplatte,
+nachdem sich eine kleine Menge dieses
+Salzes gebildet hat, mit schwefelsaurem Blei ges&auml;ttigt;
+es wird sich also bei Stromentnahme Bleisulfat auf der
+positiven Elektrode niederschlagen.</p>
+
+<p>Die beiden Ladungen, die das vierwertige Bleiion
+abgegeben hat, flie&szlig;en durch die Leitung, gelangen zur
+negativen Elektrode und gehen mit einem Bleiatom in
+die L&ouml;sung.</p>
+
+<p>Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> (s. <a href="#Ref02">elektrolyt. L&ouml;sungstension</a>).</p>
+
+<p>Wie an der positiven Elektrode verbindet sich auch
+hier das Bleiion mit einem SO<sub>4</sub>-Ion zu einem Molek&uuml;l
+Bleisulfat, das sich niederschl&auml;gt.</p>
+
+<p>Zwischen den beiden Elektroden spielen sich
+folgende Vorg&auml;nge ab. Wie wir gesehen haben, werden
+zwei SO<sub>4</sub>-Ionen verbraucht, so da&szlig; vier Wasserstoffionen
+im &Uuml;berschu&szlig; vorhanden sind; nun sind aber
+auch durch die Bildung des vierwertigen Bleiions
+4 Hydroxylionen entstanden (siehe <a href="#Gleich2_1">Gleichung 1</a> a. <a href="#Page51">S. 51</a>).
+Vor der Stromentnahme war aber der Elektrolyt an<span class="pagenum" id="Page53">[53]</span>
+letzterer Ionenart ges&auml;ttigt. Die Dissoziation von
+4 Molek&uuml;len <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor43"></a><a
+href="#Footnote43" class="fnanchor">[43]</a></span> mu&szlig; daher zur&uuml;ckgehen; zwischen
+den Elektroden geht also die Reaktion vor sich</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O.</p>
+
+<p>Die verbrauchten Wasserstoff- und SO<sub>4</sub>-Ionen
+werden ersetzt durch Dissoziation von 2 Molek&uuml;len H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen die Vorg&auml;nge &uuml;bersichtlich zusammenstellen:</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> An der positiven Elektrode.</p>
+
+<p id="Ref08">1. PbO<sub>2</sub>-Molek&uuml;le gehen in L&ouml;sung und verbinden sich nach der
+Gleichung:</p>
+
+<p id="Ref07">2. PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>
+
+<p id="Ref06">3. Die Bleiionen, die mit dem Strome wandern, geben an die
+positive Elektrode zwei Ladungen (Elektronen) ab:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853;.</p>
+
+<p>Die beiden Elektronen gehen durch die Leitung hindurch zur
+Bleiplatte (s. <a href="#Ref03">Nr. 6</a>).</p>
+
+<p id="Ref04">4. Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = PbSO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p id="Ref05">5. Bleisulfat schl&auml;gt sich nieder.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> An der negativen Elektrode.</p>
+
+<p id="Ref03">6. Die beiden angekommenen positiven Elektronen treten, an
+ein Bleiatom gebunden, durch die elektrolytische L&ouml;sungstension
+getrieben, in den Elektrolyten ein:</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ 2&#8853; = Pb<span class="horsplit"><span class="top noline">/ &#8853;</span><span
+class="bottom">\ &#8853;</span></span>.</p>
+
+<p id="Ref10">7. Wie bei <a href="#Ref04">Nr. 4</a>.</p>
+
+<p id="Ref09">8. Wie bei <a href="#Ref05">Nr. 5</a>.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p id="Ref11">9. 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; = 4H<sub>2</sub>O und</p>
+
+<p id="Ref12">10. 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Addiert man die s&auml;mtlichen Gleichungen und <span class="nowrap">k&uuml;rzt<a
+id="FNanchor44"></a><a href="#Footnote44" class="fnanchor">[44]</a>,</span> so erh&auml;lt
+man die Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ Pb&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>II. <i>Ladung</i>. Es wird gezeigt, da&szlig; sich jetzt die
+Vorg&auml;nge in umgekehrter Reihenfolge und in umgekehrtem
+Sinne abspielen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page54">[54]</span></p>
+
+<p>Bleisulfat ist in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in geringem
+Ma&szlig;e l&ouml;slich. Ein Teil der Bleisulfatmolek&uuml;le
+spaltet sich elektrolytisch nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">PbSO<sub>4</sub> = Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">a)</span> Positive Elektrode.</p>
+
+<p>1. Aufl&ouml;sung von Bleisulfat &mdash; Umkehrung von <a href="#Ref05">I, 5</a>.</p>
+
+<p>2. Dissoziation des Bleisulfats &mdash; Umkehrung
+von <a href="#Ref04">I, 4</a>.</p>
+
+<p>3. Das Bleiion nimmt an der positiven Elektrode
+noch zwei Ladungen auf</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl6">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8853; =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup> (Umkehrung von <a href="#Ref06">I, 3</a>).</span></p>
+
+<p>4. Erreicht die Konzentration der vierwertigen
+Bleiionen (die nur in ganz minimaler Menge existieren
+k&ouml;nnen) einen gewissen Grad, so verbinden sie sich
+mit vorhandenen Hydroxylionen zu Bleisuperoxyd und
+<span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor45"></a><a href="#Footnote45" class="fnanchor">[45]</a>:</span></p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; =
+PbO<sub>2</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O (Umkehrung von <a href="#Ref07">I, 2</a>).</p>
+
+<p>5. Bleisuperoxyd ist nur in sehr geringer Menge
+in der S&auml;ure l&ouml;slich (existenzf&auml;hig); es schl&auml;gt sich
+somit in den Poren und auf der <span class="nowrap">Oberfl&auml;che<a id="FNanchor46"></a><a
+href="#Footnote46" class="fnanchor">[46]</a></span> der aktiven
+Masse nieder (Umkehrung von <a href="#Ref08">I, 1</a>).</p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">b)</span> Negative Elektrode.</p>
+
+<p>6. PbSO<sub>4</sub> geht in L&ouml;sung (Umkehrung von <a href="#Ref09">I, 8</a>).</p>
+
+<p>7. Dissoziation des Bleisulfates (Umkehrung von <a href="#Ref10">I, 7</a>).</p>
+
+<p>8. Das Bleiion wird von der negativen Elektrode
+angezogen, gibt seine beiden Ladungen ab (geht in den
+atomistischen Zustand &uuml;ber) und schl&auml;gt sich nieder
+(Umkehrung von <a href="#Ref03">I, 6</a>).</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page55">[55]</span></p>
+
+<p class="noindent"><span class="padl2">c)</span> Zwischen den Elektroden.</p>
+
+<p>Es sind zwei neue SO<sub>4</sub>-Ionen in die schon von
+vornherein mit diesen Ionen ges&auml;ttigte L&ouml;sung gekommen
+(n&auml;mlich durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le);
+anderseits sind, da vier OH-Ionen verbraucht
+wurden, vier Wasserstoffionen &uuml;bersch&uuml;ssig.</p>
+
+<p>Die beiden Ionenarten verbinden sich miteinander
+zu Schwefels&auml;ure</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; =
+2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> (Umkehrung von <a href="#Ref12">I, 10</a>).</p>
+
+<p>Die verbrauchten Hydroxyl- und Wasserstoffionen
+werden nachgeliefert durch Dissoziation von vier Molek&uuml;len
+Wasser</p>
+
+<p class="equation">4H<sub>2</sub>O = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242; (Umkehrung von <a href="#Ref11">I, 9</a>).</p>
+
+<p>Da&szlig; auch jetzt Addition aller Gleichungen, K&uuml;rzung
+und Vereinfachung zu unserer Reaktionsgleichung f&uuml;hrt,
+ist selbstverst&auml;ndlich.</p>
+
+<p id="Ref15"><span class="gesp">Theorie von Liebenow.</span> Auch Liebenow nimmt
+an, da&szlig; Bleisulfat in geringem Ma&szlig;e in der Schwefels&auml;ure
+l&ouml;slich sei und sich in Blei- und Sulfationen spalte.
+Ein wesentlicher Unterschied mit der eben entwickelten
+Theorie besteht nun darin, da&szlig; Liebenow die Entstehung
+von Bleisuperoxydionen in dem Elektrolyten annimmt.
+Diese bilden sich entweder dadurch, da&szlig; sich ein <span class="nowrap">Teil<a
+id="FNanchor47"></a><a href="#Footnote47" class="fnanchor">[47]</a></span>
+der vorhandenen Bleiionen mit Sauerstoffionen vereinigt
+nach der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2O&#8242;&#8242; = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;</p>
+
+<p class="noindent">oder hydrolytisch (unter Mitwirkung des Wassers):</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>
+
+<p>Letzteres wird im folgenden angenommen. Um
+diese Theorie glaubhaft zu machen, mu&szlig;te die Existenz<span class="pagenum" id="Page56">[56]</span>
+von PbO<sub>2</sub>-Ionen nachgewiesen werden. Diesen Nachweis
+zu erbringen, gelang <span class="gesp">Liebenow</span> und <span class="gesp">Strasser</span>
+<span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a id="FNanchor48"></a><a href="#Footnote48" class="fnanchor">[48]</a>.</span>
+Eine Zelle wurde mit Kalilauge gef&uuml;llt,
+die mit Bleioxyd ges&auml;ttigt war. Die in die Zelle
+tauchenden Elektroden waren mit einer f&uuml;r die Ionen
+durchl&auml;ssigen H&uuml;lle umgeben, so da&szlig; nach Beendigung
+des Versuches die jede Elektrode umgebende Fl&uuml;ssigkeit
+f&uuml;r sich allein analysiert werden konnte. War die
+Fl&uuml;ssigkeit l&auml;ngere Zeit elektrolysiert worden, so fand
+man, da&szlig; der Bleigehalt des die <span class="gesp">positive</span> Elektrode
+umh&uuml;llenden Elektrolyten gr&ouml;&szlig;er geworden war (ungleiche
+Wanderungsgeschwindigkeit der verschiedenen
+Ionenarten, s. <a href="#Page30">S. 30</a>).</p>
+
+<p>Daraus folgt, da&szlig; sich das Kaliumplumbit Pb(KO)<sub>2</sub>
+nicht in der Weise dissoziiert, da&szlig; Bleiionen entstehen.
+Denn h&auml;tten sich Bleiionen gebildet, so w&auml;ren diese als
+positive Ionen nach der Kathode hingewandert, und man
+h&auml;tte dort eine Zunahme des Bleigehaltes beobachtet
+haben m&uuml;ssen. Mithin mu&szlig; das Blei einen Bestandteil
+von <span class="gesp">negativen</span> Ionen bilden, es mu&szlig; mit negativen
+Ionen an die Kathode gelangt sein. Man mu&szlig; also annehmen,
+da&szlig; das Kaliumplumbit sich elektrolytisch nach
+der Gleichung</p>
+
+<p class="equation">Pb(KO)<sub>2</sub> = PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2K<sup class="plus">&middot;</sup></p>
+
+<p class="noindent">spaltet, d. h. da&szlig; Bleisuperoxydionen existieren.</p>
+
+<p>Wegen der &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; (s. <a href="#Page13">S. 13</a>) werden nun
+bei Stromzufuhr die Ionen des Bleies und des Bleisuperoxyds
+leichter, d. h. bei geringerer Klemmenspannung,
+herauselektrolysiert als die &uuml;brigen Ionen, die
+sich in der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure <span class="nowrap">befinden<a
+id="FNanchor49"></a><a href="#Footnote49" class="fnanchor">[49]</a>.</span> Obschon<span class="pagenum" id="Page57">[57]</span>
+die Konzentration der Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup> und der PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242; eine
+nur ganz geringe ist, so kann ihre Abscheidung, falls
+nicht die Stromdichte gar zu sehr gesteigert wird, in
+einer dem Faradayschen Gesetze entsprechenden Weise
+erfolgen. Denn sobald ein Bleiion und (gleichzeitig) ein
+Bleisuperoxydion abgeschieden ist, erfolgt neue Dissoziation
+von zwei Molek&uuml;len Bleisulfat, von denen das
+eine mit Wasser ein neues Bleisuperoxydion bildet. Das
+infolge der Elektrolyse verbrauchte Bleisulfat wird dem
+Elektrolyten zugef&uuml;hrt von dem Vorrate, der an den
+Elektroden angeh&auml;uft ist (bei der vorhergegangenen
+Entladung entstanden).</p>
+
+<p>Da sich w&auml;hrend der Elektrolyse (Ladung) die
+negative Elektrode mit einer an Dicke allm&auml;hlich zunehmenden
+Schicht metallischen Bleies und die positive
+Platte mit Bleisuperoxyd bedeckt, so wird nach einer
+gewissen Zeit des Stromdurchganges dem Bleisulfat der
+Eintritt in die L&ouml;sung immer mehr erschwert. Je &auml;rmer
+der Elektrolyt an Bleisulfat bezw. an Blei- und Bleisuperoxydionen
+wird, um so mehr mu&szlig; die Zersetzungsspannung
+gesteigert werden (s. Ladung, <a href="#Page80">Kap. 4</a>).</p>
+
+<p>Durch Dissoziation der beiden Bleisulfatmolek&uuml;le
+werden 2 neue SO<sub>4</sub>-Ionen gebildet; diese verbinden sich
+mit den vier Wasserstoffionen, die durch die Reaktion
+zwischen dem Bleiion und dem Wasser entstanden sind,
+zu 2 Molek&uuml;len Schwefels&auml;ure.</p>
+
+<p>Wir wollen auch jetzt die Vorg&auml;nge bei der <span class="gesp">Ladung</span>
+kurz zusammenstellen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page58">[58]</span></p>
+
+<p>Bleisulfat l&ouml;st sich; 2 Molek&uuml;le spalten sich:</p>
+
+<p class="equation">2PbSO<sub>4</sub> = 2Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Ein Bleiion reagiert mit Wasser:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O =
+PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup>.</p>
+
+<p>Das Bleiion gibt an der negativen Elektrode seine
+beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2&#8854; =
+<span class="nowrap">Pb<a id="FNanchor50"></a><a href="#Footnote50" class="fnanchor">[50]</a>.</span></p>
+
+<p>Das Bleisuperoxydion gibt an der positiven Elektrode
+seine beiden Ladungen ab und schl&auml;gt sich nieder:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 2&#8853; = PbO<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Endlich:</p>
+
+<p class="equation">4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242; = 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p>Man &uuml;berzeugt sich leicht, da&szlig; man durch Addition
+der f&uuml;nf vorhergehenden Gleichungen die Reaktionsgleichung
+des Akkumulators erh&auml;lt.</p>
+
+<p>Es soll noch kurz gezeigt werden, da&szlig; sich bei
+der <span class="gesp">Entladung</span> alle eben geschilderten Vorg&auml;nge in
+umgekehrtem Sinne abspielen.</p>
+
+<p>Das Blei sendet positive Ionen in die L&ouml;sung und
+wird negativ geladen; an der positiven Elektrode treten
+Bleisuperoxydionen in den Elektrolyten ein. Da nur
+ganz minimale Mengen von Blei- und Bleisuperoxydionen
+in dem Elektrolyten existieren k&ouml;nnen, so treten
+die Bleiionen mit SO<sub>4</sub>-Ionen zu Bleisulfat zusammen, und
+jedes Bleisuperoxydion vereinigt sich mit vier Wasserstoffionen
+zu einem Bleiion und zwei Molek&uuml;len Wasser:</p>
+
+<p class="equation">PbO<sub>2</sub>&#8242;&#8242;&nbsp;+ 4H<sup class="plus">&middot;</sup> =
+Pb<sup class="plus">&middot;&middot;</sup>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O.</p>
+
+<p>Jetzt ist ein SO<sub>4</sub>-Ion im <span class="nowrap">&Uuml;berschu&szlig;<a
+id="FNanchor51"></a><a href="#Footnote51" class="fnanchor">[51]</a></span> vorhanden;
+dieses verbindet sich mit dem neuen Bleiion zu Bleisulfat.
+Die vier verbrauchten Wasserstoffionen und die<span class="pagenum" id="Page59">[59]</span>
+beiden dem Elektrolyten entzogenen SO<sub>4</sub>-Ionen werden
+neu gebildet durch Dissoziation von zwei Molek&uuml;len
+Schwefels&auml;ure</p>
+
+<p class="equation">2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = 4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 2SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+<p>Auf das Anwachsen der Klemmenspannung w&auml;hrend
+der Ladung und die allm&auml;hliche Abnahme derselben bei
+der Entladung soll im vierten Kapitel n&auml;her eingegangen
+werden.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote25"><a href="#FNanchor25"><span class="label">[25]</span></a> Die Untersuchungen sind zusammengestellt in seinem Werke:
+Recherches sur l&#8217;&Eacute;lectricit&eacute;.</p>
+
+<p id="Footnote26"><a href="#FNanchor26"><span class="label">[26]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span>,
+Die Theorie des Bleiakkumulators.</p>
+
+<p id="Footnote27"><a href="#FNanchor27"><span class="label">[27]</span></a> Siehe die Schrift: Das Akkumulatorenproblem. Sammlung
+elektrotechnischer Vortr&auml;ge. S. 3.</p>
+
+<p id="Footnote28"><a href="#FNanchor28"><span class="label">[28]</span></a> Siehe <span class="gesp">Streintz</span>, l. c. S. 4.</p>
+
+<p id="Footnote29"><a href="#FNanchor29"><span class="label">[29]</span></a> N&auml;heres siehe <span class="gesp">P. Schoop</span>,
+Die Sekund&auml;r-Elemente. 1. Teil.</p>
+
+<p id="Footnote30"><a href="#FNanchor30"><span class="label">[30]</span></a> Diese greift &uuml;brigens Blei leicht an und
+w&uuml;rde die baldige
+Zerst&ouml;rung der Platten herbeif&uuml;hren.</p>
+
+<p id="Footnote31"><a href="#FNanchor31"><span class="label">[31]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1899, S. 309.</p>
+
+<p id="Footnote32"><a href="#FNanchor32"><span class="label">[32]</span></a> Die Bildung von Schwefels&auml;ure bei der Ladung kann man
+bei Zellen mit Glasw&auml;nden direkt beobachten (Schlieren); bei der
+Entladung steigen Schlieren aufw&auml;rts.</p>
+
+<p id="Footnote33"><a href="#FNanchor33"><span class="label">[33]</span></a> <span class="gesp">E. Sieg</span>, Die Akkumulatoren.
+Leipzig 1901. S. 9.</p>
+
+<p id="Footnote34"><a href="#FNanchor34"><span class="label">[34]</span></a> Folgendes einfaches Beispiel diene zur Erl&auml;uterung:
+Die unbekannte
+W&auml;rmet&ouml;nung des Prozesses C&nbsp;+ O = CO soll bestimmt
+werden:</p>
+
+<table summary="Beispiel">
+
+<tr>
+<td rowspan="3" class="left padr1 bot">Addiert:</td>
+<td class="left">C&nbsp;+ 2O = CO<sub>2</sub>,</td>
+<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>
+<td class="left padl1 padr1">pos.,</td>
+<td class="left padr1">sie</td>
+<td class="left">betrage</td>
+<td class="right padr1">q<sub>1</sub></td>
+<td>cal.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">CO<sub>2</sub> = CO&nbsp;+ O,</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl1 padr1">neg.,</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr1">-q<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left"><span class="bt">C&nbsp;+ 2O&nbsp;+ CO<sub>2</sub> = CO<sub>2</sub>&nbsp;+ CO&nbsp;+ O,</span></td>
+<td class="left padl1">W&auml;rmet&ouml;nung</td>
+<td colspan="3">&nbsp;</td>
+<td class="right padr1"><span class="bt">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></span></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left padr1">oder</td>
+<td class="left">C&nbsp;+ O = CO</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="3">&nbsp;</td>
+<td class="right padr1">q<sub>1</sub>&nbsp;- q<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Man denkt sich also auf einem Umwege die Bildung von Kohlenoxyd
+aus Kohlenstoff und Sauerstoff vollzogen: Aus Kohlenstoff und Sauerstoff
+sei Kohlendioxyd entstanden, dieses sei durch Anwendung hoher
+Temperatur in Kohlenoxyd und Sauerstoff zerlegt. Die dem letzteren
+Prozesse entsprechende W&auml;rmet&ouml;nung ist negativ, weil bei der
+umgekehrten Reaktion</p>
+
+<p class="equation">CO&nbsp;+ O = CO<sub>2</sub></p>
+
+<p>W&auml;rme gewonnen wird.</p>
+
+<p id="Footnote35"><a href="#FNanchor35"><span class="label">[35]</span></a> Die
+&Auml;nderung der elektromotorischen Kraft mit der Temperatur
+kann man durch Gegeneinanderschalten zweier Akkumulatoren
+(+ mit +, - mit - verbunden) demonstrieren, von denen der eine
+in ein Wasserbad gestellt wird.</p>
+
+<p id="Footnote36"><a href="#FNanchor36"><span class="label">[36]</span></a> Wenn der Elektrolyt an der Stromlieferung (dem chemischen
+Umsatze) beteiligt ist, so ist eine &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft mit der S&auml;uredichte zu erwarten. Diejenigen, welche behaupten,
+da&szlig; &#8222;die Schwefels&auml;ure nur als elektrolytischer Leiter
+diene&#8223; und da&szlig; &#8222;die Sulfatbildung ein rein sekund&auml;rer Proze&szlig; sei&#8223;,
+m&uuml;ssen folgern, da&szlig; die elektromotorische Kraft unabh&auml;ngig ist von der
+S&auml;uredichte. &mdash; Diesbez&uuml;gliche Messungen sind an vollgeladenen
+Zellen vorzunehmen, denen man eine geringe Menge Elektrizit&auml;t
+entnommen hat.</p>
+
+<p id="Footnote37"><a href="#FNanchor37"><span class="label">[37]</span></a> Unter
+einem Grammolek&uuml;l (abgek&uuml;rzt &#8222;Mol&#8223;) einer Substanz
+versteht man soviele Gramme der betr. Substanz wie das Molekulargewicht
+anzeigt. Das Molekulargewicht der Schwefels&auml;ure ist 98,
+mithin ist ein Mol H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> gleich 98 g H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>.</p>
+
+<p id="Footnote38"><a href="#FNanchor38"><span class="label">[38]</span></a> Die Masse, die sich in den Schichten befindet, in denen
+sich der chemische Umsatz abspielt, nennt man aktive Masse.</p>
+
+<p id="Footnote39"><a href="#FNanchor39"><span class="label">[39]</span></a> Die Diffusionsvorg&auml;nge
+sind von M. U. <span class="gesp">Schoop</span> n&auml;her
+untersucht worden. Siehe Sammlung elektrotechnischer Vortr&auml;ge,
+Bd. V. Stuttgart 1903. F. Enke.</p>
+
+<p id="Footnote40"><a href="#FNanchor40"><span class="label">[40]</span></a> Die Konzentrations&auml;nderungen an beiden Elektroden sind
+nicht die gleichen. Zun&auml;chst n&auml;mlich bewirkt die ungleiche Wanderungsgeschwindigkeit
+der beiden Ionenarten eine Konzentrationsverschiebung,
+sie strebt die Konzentration an der positiven Elektrode
+zu erh&ouml;hen und an der negativen zu vermindern. Ferner wird
+durch die Wasserbildung an der positiven Elektrode dort die Konzentration
+verringert. Drittens spielt die Porosit&auml;t der aktiven Masse
+eine Rolle. Je gr&ouml;&szlig;er n&auml;mlich die Porosit&auml;t ist, umsomehr S&auml;ure
+steht f&uuml;r den chemischen Umsatz im Innern der Platten zur Verf&uuml;gung,
+umso weniger sinkt die Konzentration. <span class="gesp">Mugdan</span> wies nach,
+da&szlig; die Konzentrationspolarisation an der positiven Elektrode die
+gr&ouml;&szlig;ere ist.</p>
+
+<p id="Footnote41"><a href="#FNanchor41"><span class="label">[41]</span></a> Selbst durch einfache
+Umsatzgleichungen werden kompliziertere
+Verh&auml;ltnisse wiedergegeben. Die Gleichungen sind einfach, weil
+sie nur den Anfangs- und den Endzustand sowie die Gewichtsverh&auml;ltnisse
+angeben. Wenn man auf die Frage, wie sich der Umsatz
+vollzieht, n&auml;her eingeht, so findet man, da&szlig; sich auch bei den einfachsten
+Reaktionen verschiedene Vorg&auml;nge abspielen m&uuml;ssen.</p>
+
+<p id="Footnote42"><a href="#FNanchor42"><span class="label">[42]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie, 1903, <b>9</b>, 267.</p>
+
+<p id="Footnote43"><a href="#FNanchor43"><span class="label">[43]</span></a> 4H<sub>2</sub>O =
+4H<sup class="plus">&middot;</sup>&nbsp;+ 4OH&#8242;.</p>
+
+<p id="Footnote44"><a href="#FNanchor44"><span class="label">[44]</span></a> Dies ist gestattet, da die zusammenfassende Endgleichung
+nur angeben soll, welche Substanzen vor und welche nach der Entladung
+vorhanden sind.</p>
+
+<p id="Footnote45"><a href="#FNanchor45"><span class="label">[45]</span></a> Nennt man die Konzentration der vierwertigen Bleiionen in
+der mit PbO<sub>2</sub> ges&auml;ttigten L&ouml;sung (in den Poren) c<sub>1</sub>, diejenige der
+OH-Ionen c<sub>2</sub>, so erfolgt das Zusammentreten dieser beiden Ionenarten,
+sobald c<sub>1</sub>.c<sub>2</sub> einen gewissen Wert erreicht hat.</p>
+
+<p id="Footnote46"><a href="#FNanchor46"><span class="label">[46]</span></a> Dort spielen
+sich n&auml;mlich die zur Entstehung des Bleisuperoxydes
+f&uuml;hrenden Vorg&auml;nge ab.</p>
+
+<p id="Footnote47"><a href="#FNanchor47"><span class="label">[47]</span></a> Der Einfachheit halber wollen wir im folgenden annehmen,
+da&szlig; von zwei durch Dissoziation des Bleisulfates entstandenen Bleiionen
+eines in ein Bleisuperoxydion &uuml;bergeht.</p>
+
+<p id="Footnote48"><a href="#FNanchor48"><span class="label">[48]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie, 1896, S. 420 und 653.</p>
+
+<p id="Footnote49"><a href="#FNanchor49"><span class="label">[49]</span></a> Die Ionen haben das Bestreben, ihre Ladungen zu behalten,
+das h&auml;ufig als <span class="gesp">Haftintensit&auml;t</span> bezeichnet wird und mit der chemischen
+Affinit&auml;t verglichen werden kann. Diese ist f&uuml;r die verschiedenen
+Ionenarten verschieden gro&szlig;. Diejenigen Ionen, deren
+Haftintensit&auml;t am geringsten ist, werden am leichtesten, d. h. bei der
+geringsten Spannung abgeschieden. Damit ist die M&ouml;glichkeit gegeben,
+aus einer Mischung verschiedener Elektrolyte, z. B. zweier
+Salze, die positiven Ionen nacheinander herauszuelektrolysieren.</p>
+
+<p id="Footnote50"><a href="#FNanchor50"><span class="label">[50]</span></a> Die beiden
+negativen Ladungen liefert die Stromquelle, ebenso
+die f&uuml;r die Entionisierung des Bleisuperoxydiones n&ouml;tige positive
+Elektrizit&auml;t.</p>
+
+<p id="Footnote51"><a href="#FNanchor51"><span class="label">[51]</span></a> Den vier
+H<sup class="plus">&middot;</sup> der vorigen Gleichung entsprechen zwei SO<sub>4</sub>&#8242;&#8242;.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page60">[60]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">3. Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Kapazit&auml;t, Wirkungsgrad, Nutzeffekt, innerer Widerstand.</span></h2>
+
+<p id="Ref16">1. <span class="gesp">Kapazit&auml;t.</span> Unter der Kapazit&auml;t eines Akkumulators
+versteht man diejenige Elektrizit&auml;tsmenge,
+ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden, die der Akkumulator,
+wenn er nach Vorschrift behandelt wird, abgeben kann.
+Vor allem mu&szlig; der Akkumulator, wenn man seine
+Kapazit&auml;t bestimmen will, vorschriftsm&auml;&szlig;ig geladen
+werden (s. <a href="#Page80">Kap. 4</a>); ferner ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig;
+bei der Entladung eine gewisse Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten
+werden darf; die Entladung hat man als beendigt
+anzusehen, wenn die anf&auml;ngliche Spannung um
+etwa 10% gesunken ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meistens haben die beiden Elektroden eine ungleiche Kapazit&auml;t;
+nat&uuml;rlich ist dann praktisch die Kapazit&auml;t des Elementes durch diejenige
+der Elektrode mit geringerer Kapazit&auml;t gegeben.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Bei der gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte ist die elektromotorische
+Kraft des vollgeladenen Akkumulators
+2,03 Volt, soda&szlig; man mit der Entladung solange fortfahren
+kann, bis die Klemmenspannung etwa 1,8 Volt
+betr&auml;gt (nicht die elektromotorische Kraft, s. <a href="#Page105">S. 105</a>).
+Wird ein Akkumulator mit der konstanten Stromst&auml;rke J
+entladen, und dauert die Entladung in dem angegebenen
+Sinne t Stunden, so betr&auml;gt die Kapazit&auml;t (bei t-st&uuml;ndiger
+Entladung) J&nbsp;&times; t Amperstunden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page61">[61]</span></p>
+
+<p>Da die Elektrizit&auml;t, die ein Akkumulator abgibt,
+aus chemischer Energie entsteht, so h&auml;ngt die Kapazit&auml;t
+von der Menge des Bleischwammes und der Menge
+des Bleisuperoxydes ab, die sich in Bleisulfat umwandeln
+k&ouml;nnen. Der Umsatz kann nat&uuml;rlich nur dort
+erfolgen, wo die wirksame Masse mit Schwefels&auml;ure
+in Ber&uuml;hrung steht und wo sie Kontakt mit der Unterlage
+hat. Die Tiefe, bis zu der die Stromlinien (besser
+gesagt: Der Elektrolyt) in die Platten eindringen, betr&auml;gt
+nur Bruchteile eines Millimeters; sie ist etwas
+gr&ouml;&szlig;er, wenn sich in der aktiven Masse por&ouml;se Substanzen
+befinden. Man ist daher, wenn man die Kapazit&auml;t
+eines Akkumulators und damit seine Leistung
+steigern will, darauf angewiesen, die Oberfl&auml;che der
+Platten zu vergr&ouml;&szlig;ern. Es sei hier die Bemerkung
+eingeschoben, da&szlig; man in der Technik zwischen der
+<span class="gesp">projizierten</span> Oberfl&auml;che, wie sie sich durch Multiplikation
+von L&auml;nge und Breite ergibt, und der <span class="gesp">wirksamen</span>,
+d. h. der von dem Elektrolyten benetzten Oberfl&auml;che
+unterscheidet; letztere nennt man auch die
+<span class="gesp">abgewickelte</span> Oberfl&auml;che. Diese beiden sind umsomehr
+von einander verschieden, je por&ouml;ser die aktive
+Masse ist, und je mehr Rippen, Z&auml;hne oder dergleichen
+sich auf der Platte befinden. Ist die gesamte projizierte
+Oberfl&auml;che der positiven Elektrode a dm<sup>2</sup> und
+die Stromst&auml;rke J Amp., so ist <span class="horsplit"><span
+class="top">J</span><span class="bottom">a</span></span> die <span class="gesp">Stromdichte</span>,
+bezogen auf 1 dm<sup>2</sup>.</p>
+
+<p id="Ref22">W&uuml;rde man bei Elementen f&uuml;r gr&ouml;&szlig;ere Leistungen
+nur <span class="gesp">eine</span> positive und eine negative Platte benutzen,
+so w&uuml;rde die Zelle unf&ouml;rmlich gro&szlig;e Dimensionen haben.
+Man vereinigt daher in einem Elemente fast immer
+mehrere kleinere positive und negative Platten; die gleichnamigen
+Platten werden durch Bleileisten miteinander<span class="pagenum" id="Page62">[62]</span>
+verbunden (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Die Verwendung mehrerer positiver
+und negativer Platten gew&auml;hrt noch einen anderen
+Vorteil; enth&auml;lt n&auml;mlich eine Zelle nur zwei Platten
+(<span class="gesp">eine</span> positive und <span class="gesp">eine</span> negative), so sind fast nur
+die beiden sich gegen&uuml;berliegenden Oberfl&auml;chen an der
+Stromlieferung <span class="nowrap">beteiligt<a id="FNanchor52"></a><a
+href="#Footnote52" class="fnanchor">[52]</a>,</span> es werden also bei jeder
+Platte nur etwa 50% der Gesamtoberfl&auml;che ausgenutzt.
+Besteht der Akkumulator aber aus einer positiven und
+zwei negativen Platten, so sind von 6 Fl&auml;chen nur 2
+an dem chemischen Umsatze im beschr&auml;nktem Ma&szlig;e
+beteiligt, d. h. nur etwa 33<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub>% usw.</p>
+
+<p>Die Anzahl der negativen Platten ist immer um 1
+gr&ouml;&szlig;er als die der positiven, wenn die Zelle mehr als
+zwei Platten enth&auml;lt; die erste, dritte usw. letzte Platte
+ist negativ. Ist also die Kapazit&auml;t pro Quadratdezimeter
+projizierter Oberfl&auml;che bei der negativen Platte die
+gleiche wie bei der positiven, so ist die Gesamtkapazit&auml;t
+der negativen etwas gr&ouml;&szlig;er als diejenige der
+positiven. Im Laufe der Zeit vergr&ouml;&szlig;ert sich, wie
+sp&auml;ter gezeigt wird, die Kapazit&auml;t der Positiven im
+Vergleich zu derjenigen der Negativen. Durch die angedeutete
+Anordnung wird also verhindert, da&szlig; die
+gesamte Kapazit&auml;t der Positiven von derjenigen der
+Negativen sp&auml;ter stark verschieden ist. Positive Platten
+werden auch aus dem Grunde nicht als Endplatten
+benutzt, weil sie, einseitig beansprucht, sich kr&uuml;mmen.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> eines gegebenen Akkumulators
+<span class="gesp">h&auml;ngt</span> in hohem Ma&szlig;e von der <span class="gesp">Entladestromst&auml;rke</span>
+ab. Bei der Entladung n&auml;mlich wird S&auml;ure f&uuml;r<span class="pagenum" id="Page63">[63]</span>
+die Sulfatbildung verbraucht, so da&szlig; stets neue S&auml;ure
+in die Poren der aktiven Masse eindringen mu&szlig;. Wird
+nun mit gro&szlig;er Stromdichte entladen, so kann die f&uuml;r
+den chemischen Umsatz n&ouml;tige S&auml;ure nicht schnell genug
+in das Innere der Platten eindringen (hineindiffundieren),
+so da&szlig; die elektromotorische Kraft, die ja von der
+S&auml;uredichte abh&auml;ngig ist, stark abnimmt, obschon noch
+gr&ouml;&szlig;ere Mengen von Blei und Bleisuperoxyd vorhanden
+sind; wenn ferner keine Schwefels&auml;ure mehr in Ber&uuml;hrung
+mit der aktiven Masse ist, so h&ouml;rt der chemische
+Umsatz, d. h. der stromliefernde Proze&szlig;, auf.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meines Erachtens spielen hier auch die Volum&auml;nderungen, mit
+denen der chemische Umsatz verbunden ist, eine Rolle. Das aus
+1 Gramm Blei oder Bleisuperoxyd entstandene Bleisulfat nimmt einen
+gr&ouml;&szlig;eren Raum ein als das Blei oder Bleisuperoxyd. W&auml;hrend der
+Entladung werden sich daher die vorhandenen Poren verengen und
+mit Bleisulfat ganz ausf&uuml;llen. Wird mit schwachem Strom entladen,
+so verengt sich die Pore in den verschiedenen Querschnitten nahezu
+gleichm&auml;&szlig;ig; bei gro&szlig;er Stromdichte aber wird sie haupts&auml;chlich an
+der dem Elektrolyten zugewendeten Seite enger oder verstopft sich;
+die S&auml;urediffusion wird sehr erschwert und h&ouml;rt bald auf. Bei der
+Ladung verringert sich das Volumen der aktiven Masse, und die Poren
+erweitern sich. Nach dieser Erkl&auml;rung m&uuml;&szlig;te die <span
+class="nowrap">Aufnahmef&auml;higkeit<a id="FNanchor53"></a><a href="#Footnote53" class="fnanchor">[53]</a></span>
+bei der Ladung (Ladungskapazit&auml;t) weniger von der Stromdichte
+abh&auml;ngig sein als die Kapazit&auml;t bei der Entladung. Die Erfahrung
+zeigt, da&szlig; dies in der Tat der Fall ist.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Ferner mu&szlig; man schlie&szlig;en, da&szlig; die <span class="gesp">Kapazit&auml;t
+der Negativen in h&ouml;herem Ma&szlig;e von der Entladezeit</span>
+oder von der Stromdichte bei der Entladung
+<span class="gesp">abh&auml;ngig ist</span> als die Kapazit&auml;t der Positiven.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Denn der Unterschied im Volumen einer bestimmten Menge
+(z. B. 3,85 Gramm) Blei und des daraus gebildeten Bleisulfates ist
+gr&ouml;&szlig;er als die Differenz des Volumens der &auml;quivalenten Menge Bleisuperoxyd
+(z. B. 4,46 Gramm) und des aus diesem entstandenen
+Bleisulfats.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page64">[64]</span></p>
+
+<p>Durch eingehende Untersuchung gelangt auch <span class="gesp">E. Sieg</span> zu diesem
+Resultate (l. c. S. 83), er findet n&auml;mlich, &#8222;da&szlig; die Bleischwammplatten
+(und zwar Gro&szlig;oberfl&auml;chen- und gepastete Platten) bei genau gleicher
+&#8222;absoluter&#8223; Kapazit&auml;t, d. h. derjenigen Kapazit&auml;t, die von den Platten
+geleistet werden kann, wenn die Entladestromst&auml;rke sehr klein gew&auml;hlt
+wird, gegen Erh&ouml;hung der Beanspruchung empfindlicher sind als Superoxydplatten&#8223;.
+Daraus w&uuml;rde sich dann der Schlu&szlig; ergeben, da&szlig; bei
+Akkumulatoren, die mit gro&szlig;er Stromdichte entladen werden sollen,
+die absolute Kapazit&auml;t der negativen Platten gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen ist
+als diejenige der positiven.</p>
+
+<p><span class="gesp">Dolezalek</span> folgert aus dem Umstande, da&szlig; die Konzentrations&auml;nderungen
+an der Superoxydelektrode erheblich gr&ouml;&szlig;er sind als an
+der Bleischwammelektrode (weil an ersterer auch Wasser gebildet
+wird), da&szlig; die Kapazit&auml;t der Superoxydelektrode geringer sein mu&szlig;
+als die einer aus gleicher Paste formierten Bleischwammplatte (l. c.
+S. 86). Wenn demnach die Konzentrations&auml;nderungen allein ma&szlig;gebend
+w&auml;ren, so m&uuml;&szlig;te die positive Platte die empfindlichere sein.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Man kann weiter schlie&szlig;en, da&szlig; die Kapazit&auml;t von
+der Porosit&auml;t der aktiven Masse abh&auml;ngig sein wird,
+besonders bei Entladungen mit gro&szlig;er Stromdichte.
+Auch die Dicke der Schicht, in der sich der chemische
+Umsatz vollzieht, spielt eine Rolle.</p>
+
+<p>Da ferner bei der Ladung die Substanzen gebildet
+werden, die sich bei der Entladung in Bleisulfat umwandeln,
+so ist es selbstverst&auml;ndlich, da&szlig; die Art der
+vorhergegangenen Ladung auf die Kapazit&auml;t einen Einflu&szlig;
+aus&uuml;bt. Je geringer die Stromdichte bei dieser
+Ladung war, um so mehr Bleischwamm ist auf der
+negativen Platte vorhanden und um so mehr PbO<sub>2</sub> auf
+der positiven.</p>
+
+<p>Bei station&auml;ren Akkumulatoren (Beleuchtungsanlagen)
+geht man in der Regel nicht unter dreist&uuml;ndige
+Entladezeit herab. Nennt man die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger
+Entladung c<sub>3</sub> und die bei zehnst&uuml;ndiger c<sub>10</sub>,
+so gilt meistens mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die Beziehung
+c<sub>3</sub>&nbsp;: c<sub>10</sub> = 26:35 oder ungef&auml;hr = 3:4.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page65">[65]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Schr&ouml;der</span><a id="FNanchor54"></a><a
+href="#Footnote54" class="fnanchor">[54]</a></span> gelangte auf Grund von Untersuchungen an
+Akkumulatoren der Akkum.-Fabrik Akt.-Ges. Hagen i. W. zu der
+Formel</p>
+
+<p class="equation">K&nbsp;&middot; &#8731;<span class="bt">J<sup>2</sup></span> = m,</p>
+
+<p>wo K die Kapazit&auml;t in Amperstunden, J die Entladestromst&auml;rke und
+m eine f&uuml;r den betreffenden Akkumulator charakteristische Konstante
+ist. F&uuml;r die meistens in der Praxis vorkommenden Intervalle von
+J liefert die Formel hinreichend genaue Werte. &mdash; C. <span class="gesp">Liebenow</span>
+fand, da&szlig; f&uuml;r schwache Entladungen</p>
+
+<p class="equation">K = <span class="horsplit"><span class="top">m</span><span class="bottom">1&nbsp;+ c&nbsp;. J</span></span></p>
+
+<p class="noindent">(m und c sind Konstante).</p>
+
+<p class="blankbefore">Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Peukert</span><a id="FNanchor55"></a><a
+href="#Footnote55" class="fnanchor">[55]</a></span> ist</p>
+
+<p class="equation">J<sup>n</sup>.t = const.,</p>
+
+<p class="noindent">wo J die Entladestromst&auml;rke, t die Entladedauer, n einen durch das
+Experiment zu bestimmenden Faktor bedeutet; n lag bei den untersuchten
+Typen zwischen 1,35 und 1,72.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die gesamte Elektrizit&auml;tsmenge, die man einem
+Akkumulator entnehmen kann, ist, um es noch einmal
+zu wiederholen, durch das Gewicht des vorhandenen
+bezw. zug&auml;nglichen Bleischwammes und Bleisuperoxydes
+gegeben. Soll beispielsweise ein Akkumulator bei 10st&uuml;ndiger
+Entladung 100 Amperstunden abgeben, so
+m&uuml;ssen auf der negativen Elektrode <span class="gesp">mindestens</span>
+385 Gramm Bleischwamm und auf der positiven mindestens
+446 Gramm Bleisuperoxyd angeh&auml;uft sein (siehe
+<a href="#Page37">S. 37</a>). In Wirklichkeit m&uuml;ssen aber gr&ouml;&szlig;ere Mengen
+der wirksamen Massen vorhanden sein, da auch bei
+10st&uuml;ndiger Entladung nicht alles Pb und nicht alles
+PbO<sub>2</sub> umgewandelt wird.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine vollst&auml;ndige Ausnutzung des vorhandenen aktiven Materials
+ist sogar theoretisch nicht m&ouml;glich, weil PbSO<sub>4</sub> ein sehr
+schlechter Leiter ist. Nach Roloff werden bei 3st&uuml;ndiger Entladung<span class="pagenum" id="Page66">[66]</span>
+bei den Positiven 45%, bei den Negativen 25% der anf&auml;nglich vorhandenen
+aktiven Masse ausgenutzt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Nat&uuml;rlich mu&szlig;ten dem Akkumulator, wenn er 100
+Amperstunden abgeben soll, bei der vorhergegangenen
+Ladung mindestens 100 Amperstunden zugef&uuml;hrt worden
+sein. Es ist allerdings denkbar, da&szlig; ein Akkumulator
+<span class="gesp">ein Mal</span> mehr Elektrizit&auml;t abgibt, als man bei der
+Ladung in ihn hineingeschickt hat, indem n&auml;mlich Blei
+und Bleisuperoxyd, das bei der vorletzten Entladung nicht
+in Bleisulfat verwandelt wurde, jetzt verbraucht wird.</p>
+
+<p>Da die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der Entladezeit
+im engsten Zusammenhange mit den Diffusionsvorg&auml;ngen
+steht, so kann man voraussagen, da&szlig; die
+&Auml;nderungen f&uuml;r die verschiedenen Systeme nicht die
+gleichen sind; bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) wird
+diese Abh&auml;ngigkeit nicht so gro&szlig; sein, wie bei pastierten
+Platten.</p>
+
+<p>Au&szlig;er von der Entladestromst&auml;rke h&auml;ngt die Kapazit&auml;t
+von der Dicke der aktiven Schicht, der S&auml;uredichte
+und von der Temperatur ab. Ist das Bleisuperoxyd
+und ebenso der Bleischwamm als sehr d&uuml;nner
+&Uuml;berzug auf einer gro&szlig;en Oberfl&auml;che verteilt, so kann
+die f&uuml;r die Bleisulfatbildung n&ouml;tige S&auml;ure leichter in
+das Innere eindringen, als wenn die wirksame Masse
+eine dickere Schicht mit kleinerer Oberfl&auml;che bildet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Der Forderung m&ouml;glichst d&uuml;nne Platten zu Verwenden, stehen
+folgende Bedenken im Wege: Die Lebensdauer der Platten verringert
+sich, die Platten m&uuml;ssen eine gewisse mechanische Festigkeit
+haben, bei sehr d&uuml;nnen Platten ist nicht gen&uuml;gend Raum f&uuml;r
+die Aufnahme der Paste vorhanden, der Widerstand der Platten
+wird gr&ouml;&szlig;er.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="gesp">Die Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von der
+S&auml;uredichte</span> hat zuerst <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a
+id="FNanchor56"></a><a href="#Footnote56" class="fnanchor">[56]</a></span> n&auml;her
+untersucht.<span class="pagenum" id="Page67">[67]</span>
+Er fand, da&szlig; die Kapazit&auml;t, wenn man die S&auml;uredichte
+vergr&ouml;&szlig;ert, zuerst steigt und dann wieder abnimmt;
+das Maximum lag bei einem spezifischen Gewichte von
+1,1. Nach <span class="gesp">Earle</span> ist die Kapazit&auml;t am gr&ouml;&szlig;ten, wenn
+die S&auml;uredichte etwa gleich 1,25 ist. Da bei dieser
+Dichte verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure (genauer bei 1,22) das
+Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so darf man die
+Kapazit&auml;t als eine Funktion des Leitungsverm&ouml;gens
+des Elektrolyten ansehen, ein Schlu&szlig;, der mit unseren
+fr&uuml;heren &Uuml;berlegungen in Einklang steht. Die Stromlinien
+dringen eben um so tiefer in das Innere der aktiven
+Masse ein, die Umwandlung in Bleisulfat ist um
+so vollst&auml;ndiger, je besser die S&auml;ure leitet.</p>
+
+<p><span class="gesp">Der Einflu&szlig; der Temperatur auf die Kapazit&auml;t</span>
+ist ein nicht unerheblicher. Durch Messungen
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor57"></a><a
+href="#Footnote57" class="fnanchor">[57]</a></span> ergab sich, da&szlig; die Kapazit&auml;t pro
+1&deg; Temperaturerh&ouml;hung innerhalb der Grenzen 14&deg; und
+45&deg; um 2,6% des der Temperatur 19&deg; entsprechenden
+Betrages stieg. Die Zunahme der Kapazit&auml;t mit der
+Temperatur kann durch den rascheren Ausgleich der Konzentrations&auml;nderungen
+(infolge gr&ouml;&szlig;erer Beweglichkeit
+der S&auml;ure), sowie durch die Zunahme des Leitungsverm&ouml;gens
+des <span class="nowrap">Elektrolyten<a id="FNanchor58"></a><a href="#Footnote58"
+class="fnanchor">[58]</a></span> erkl&auml;rt werden. In der
+Praxis kann man von der Kapazit&auml;tssteigerung durch
+Erw&auml;rmung der S&auml;ure schon aus dem Grunde keinen
+Gebrauch machen, weil sie eine vorzeitige Abnutzung
+der Platten zur Folge hat.</p>
+
+<p>Zu bemerken ist noch, da&szlig; bei einem Akkumulator,
+der mit Ruhepausen entladen wird, die Kapazit&auml;t eine
+andere ist, als bei einem Elemente, das mit gleicher
+Stromst&auml;rke ohne Unterbrechung beansprucht wird;<span class="pagenum" id="Page68">[68]</span>
+sind die Ruhepausen nicht so gro&szlig;, da&szlig; die Selbstentladung
+w&auml;hrend derselben merkliche Verluste verursacht
+(siehe <a href="#Page106">S. 106</a>), so ist die Kapazit&auml;t im ersteren
+Falle die gr&ouml;&szlig;ere.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">B. Albrecht</span> fand, da&szlig; bei Akkumulatoren mit positiven
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten (s. <a href="#Page116">Kap. 6</a>) eine merkliche Zunahme der Kapazit&auml;t
+infolge der Ruhepausen nicht stattfand. Wahrscheinlich ist dieser
+Umstand der Selbstentladung w&auml;hrend der Ruhepausen zuzuschreiben.
+Bei den Masseplatten wurde eine ganz bedeutende Zunahme der Kapazit&auml;t
+infolge der Unterbrechungen beobachtet, und zwar ist die
+prozentuale Zunahme um so bedeutender, je gr&ouml;&szlig;er die Entladestromst&auml;rke
+ist. Die Untersuchungen wurden allerdings nur mit
+Platten <span class="gesp">einer</span> Firma ausgef&uuml;hrt. (N&auml;heres s. E. T. Z. 1907, S. 539.)</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Kapazit&auml;t eines Akkumulators &auml;ndert sich im
+Laufe der Zeit. In der Regel nimmt sie zuerst zu,
+erreicht ein Maximum und sinkt dann. Hierbei ist zu
+beachten, da&szlig; verschiedene Fabriken die Platten in
+nicht fertig formiertem Zustande liefern, so da&szlig; in der
+ersten Zeit die Formation fortschreitet und die Aufnahmef&auml;higkeit
+steigt. Auch bei Platten, die soweit als m&ouml;glich
+in der Fabrik formiert wurden, kann die Kapazit&auml;t
+wachsen; es gilt dies besonders von positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+(s. Plant&eacute;-Formation). Andererseits kann
+die Kapazit&auml;t im Gebrauche geringer werden, weil aktive
+Masse aus dem Gitter herausf&auml;llt oder abbr&ouml;ckelt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wenn man zwischen Kohlenelektroden verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure
+elektrolysiert, so findet man nach einiger Zeit auf dem Boden
+zahlreiche kleine Kohlenpartikelchen. Diese werden von den Gasblasen
+gleichsam abgerieben oder losgesprengt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>&Uuml;ber die Kapazit&auml;tsabnahme infolge der Verbleiung
+siehe <a href="#Page132">Kap. 7</a>. Auch die Sulfatation hat einen R&uuml;ckgang
+der Kapazit&auml;t zur Folge (s. <a href="#Page105">Kap. 5</a>).</p>
+
+<p>Die Beschaffenheit der Elektroden &uuml;bt, wie
+P. <span class="nowrap">Schoop<a id="FNanchor59"></a><a href="#Footnote59"
+class="fnanchor">[59]</a></span> sagt, einen schwer kontrollierbaren Einflu&szlig;<span class="pagenum" id="Page69">[69]</span>
+auf die Kapazit&auml;t aus. Ist eine Batterie l&auml;ngere
+Zeit nicht benutzt worden, so ist die Kapazit&auml;t geringer.
+Durch mehrmaliges Laden und Entladen mu&szlig;
+man dann die Platten auffrischen.</p>
+
+<p>Eine <span class="gesp">Kapazit&auml;tsprobe</span> wird bei der Abnahme
+einer gelieferten Batterie ausgef&uuml;hrt; auch empfiehlt
+es sich, eine solche vorzunehmen, wenn man &uuml;ber den
+Zustand der Batterie im Zweifel ist, besonders wenn
+sie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt worden ist. Die Pr&uuml;fung
+geschieht folgenderma&szlig;en: Die Batterie wird mit normaler
+Stromst&auml;rke (etwa der der f&uuml;nfst&uuml;ndigen Ladung
+entsprechenden) geladen; kurze Zeit nach der Ladung
+soll die Entladung beginnen. Man reguliert die Stromst&auml;rke
+so, da&szlig; sie den f&uuml;r die betreffende Entladezeit
+(z. B. f&uuml;nf Stunden) vorgeschriebenen Wert hat und h&auml;lt
+sie tunlichst konstant. Kann man den Strom nicht ausnutzen
+(z. B. f&uuml;r den Betrieb von Motoren, oder f&uuml;r
+elektrolytische Zwecke), so schaltet man die Batterie
+auf einen regulierbaren Metall- oder Wasserwiderstand
+(der Gebrauch des letzteren ist ziemlich unbequem
+wegen der Schaumbildung, des Siedens der Fl&uuml;ssigkeit
+usw.). Am einfachsten bestimmt man die abgegebene
+Elektrizit&auml;tsmenge mittels eines Coulomb- oder
+Amperstundenz&auml;hlers; benutzt man hierf&uuml;r ein Amperemeter,
+so mu&szlig; man in Zeitabschnitten von 10-15 Minuten
+die Stromst&auml;rke ablesen. Durch ein mit den
+Klemmen der Batterie verbundenes Voltmeter wird die
+Spannung gemessen. Der Versuch ist nat&uuml;rlich abzubrechen,
+wenn die untere Spannungsgrenze erreicht ist,
+d. h. wenn die Klemmenspannung um etwa 10% der
+anf&auml;nglichen gesunken ist. &mdash; Aus fr&uuml;heren Betrachtungen
+ergibt sich &uuml;brigens, da&szlig; man durch eine einmalige
+Entladung ein zuverl&auml;ssiges Resultat nicht erhalten
+kann.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page70">[70]</span></p>
+
+<p>Hat man gefunden, da&szlig; die Kapazit&auml;t eines Akkumulators
+zur&uuml;ckgegangen ist, so ist es von Wichtigkeit
+zu wissen, ob die Ursache an der positiven oder an der
+negativen Elektrode liegt. Um dies zu pr&uuml;fen, bedient
+man sich der <span class="gesp">Fuchsschen Methode</span>; das Verdienst,
+diese in die Akkumulatorentechnik eingef&uuml;hrt
+zu haben, geb&uuml;hrt C. <span class="nowrap"><span class="gesp">Liebenow</span><a
+id="FNanchor60"></a><a href="#Footnote60" class="fnanchor">[60]</a>.</span> Man bedient sich
+bei dieser Methode einer sogen. <span class="gesp">Hilfselektrode</span>, am
+einfachsten eines amalgamierten Zinkst&auml;bchens oder am
+besten eines Kadmiumblechs; die <span class="nowrap">Me&szlig;elektrode<a
+id="FNanchor61"></a><a href="#Footnote61" class="fnanchor">[61]</a></span> taucht
+man so in die S&auml;ure ein, da&szlig; sie von m&ouml;glichst wenig
+Stromf&auml;den getroffen wird. Sie bildet in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure sowohl mit Bleisuperoxyd als auch mit
+dem Bleischwamm ein galvanisches Element. Die
+elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> betragen bei der
+gew&ouml;hnlichen S&auml;uredichte bei Beginn der Entladung</p>
+
+<table summary="elektromotorische Kr&auml;fte">
+
+<tr>
+<td class="center padr1">f&uuml;r</td>
+<td class="left">Zink</td>
+<td class="padl2">&nbsp;</td>
+<td class="center padl1 padr1">und</td>
+<td class="left">Bleisuperoxyd</td>
+<td class="right padl1 padr1">2,41</td>
+<td class="center padr0">Volt</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td>&nbsp;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Bleischwamm</td>
+<td class="right padl1 padr1">0,40</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="left">Kadmium</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Bleisuperoxyd</td>
+<td class="right padl1 padr1">2,17</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">Blei</td>
+<td class="right padl1 padr1">0,16</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>e<sub>1</sub>&nbsp;- e<sub>2</sub> ist, wenn die Zelle keinen Strom abgibt,
+mit gro&szlig;er Ann&auml;herung die elektromotorische Kraft des
+Akkumulators. Entnimmt man der Zelle Strom, so
+&auml;ndern sich e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub> etwas, und es ist jetzt ihre
+Differenz gleich der Klemmenspannung, wenn der<span class="pagenum" id="Page71">[71]</span>
+innere Widerstand des Elementes so klein ist, da&szlig; man
+das Produkt i&nbsp;&middot; w vernachl&auml;ssigen kann.</p>
+
+<p>Man macht w&auml;hrend der Entladung eine gr&ouml;&szlig;ere
+Reihe von Messungen und tr&auml;gt die Werte von e<sub>1</sub> und
+e<sub>2</sub> sowie diejenigen f&uuml;r die Klemmenspannung auf Millimeterpapier
+nach der Zeit auf, d. h. man macht die Zeit
+zu Abszissen und die Spannungen zu Ordinaten. Man
+erh&auml;lt so drei Kurven, die den Verlauf der Klemmenspannung
+und der elektromotorischen Kr&auml;fte der beiden
+Kombinationen</p>
+
+<table summary="Kombinationen">
+
+<tr>
+<td class="center padr1 br">Hilfselektrode</td>
+<td class="center padl1 padr1 br">verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure</td>
+<td class="center padl1">Bleisuperoxyd</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center padr1 br">&#8222;</td>
+<td class="center padl1 padr1 br">&#8222;</td>
+<td class="center padl1">Bleischwamm</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">anzeigen. Die elektromotorischen Kr&auml;fte e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>
+m&uuml;ssen sich bei fortschreitender Entladung einander
+allm&auml;hlich n&auml;hern, da die positive und die negative
+Platte einander &auml;hnlich werden. Bei gleicher Kapazit&auml;t
+der beiden Platten m&uuml;ssen offenbar die Kurven zur
+selben Zeit, n&auml;mlich wenn die Klemmenspannung anf&auml;ngt
+abzufallen, stark umbiegen, die eine nach unten, die
+andere nach oben.</p>
+
+<p>Nach <span class="gesp">Sieg</span> sind die positiven Platten entladen,
+sobald sie gegen Kadmium unter 2 Volt anzeigen, die
+negativen, sobald sie gegen Kadmium &uuml;ber 0,2 Volt
+haben.</p>
+
+<p><span class="gesp">Liebenow</span> gelangt auf Grund seiner Beobachtungen
+zu der Regel, da&szlig; die Fuchssche Methode
+dann eindeutige Resultate gibt, wenn sie klar eine
+wesentliche Verschiedenheit der Kapazit&auml;t beider
+Plattensorten anzeigt. Wenden sich dagegen die
+beiden Kurven (e<sub>1</sub> und e<sub>2</sub>) beim Herabgehen der
+Klemmenspannung gleichzeitig, so k&ouml;nnen positive und
+negative Platten die gleiche Kapazit&auml;t haben, es kann
+aber auch die der einen kleiner sein als die der
+anderen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page72">[72]</span></p>
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Wirkungsgrad</span><a
+id="FNanchor62"></a><a href="#Footnote62" class="fnanchor">[62]</a>.</span> Nennt man die einem Elemente
+w&auml;hrend der Ladung zugef&uuml;hrte Elektrizit&auml;tsmenge,
+ausgedr&uuml;ckt in Amperstunden (oder in Coulomb),
+Q<sub>1</sub> und die w&auml;hrend der Entladung von der
+Zelle abgegebene Elektrizit&auml;tsmenge Q<sub>2</sub>, so ist</p>
+
+<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">Q<sub>2</sub></span><span
+class="bottom">Q<sub>1</sub></span></span> der Wirkungsgrad.</p>
+
+<p>Multipliziert man den erhaltenen Bruch mit 100,
+so erh&auml;lt man den Wirkungsgrad in Prozenten der
+hineingeladenen Elektrizit&auml;tsmenge.</p>
+
+<p>Da Q<sub>1</sub> und Q<sub>2</sub> von der Stromdichte, also auch von
+der Dauer der Ladung und Entladung, abh&auml;ngig sind,
+so empfiehlt es sich, mit derselben Stromdichte zu entladen,
+mit der geladen wurde (s. <a href="#Page60">Kapazit&auml;t</a>).</p>
+
+<p>Der Wirkungsgrad betr&auml;gt aus verschiedenen
+Gr&uuml;nden weniger als 100% (in der Praxis nimmt
+man 85-90% an). Stromverluste, die man bei Laboratoriumsversuchen
+auf 3-4% herunterdr&uuml;cken
+kann, werden zum Teil durch eine schwache w&auml;hrend
+der ganzen Ladung erfolgende Gasbildung verursacht.
+Je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der Ladung ist, um so
+gr&ouml;&szlig;er ist die durchschnittliche Klemmenspannung, um
+so gr&ouml;&szlig;er wird also auch der Bruchteil des Stromes,
+der f&uuml;r die Gasbildung nutzlos verwertet wird. Besonders
+w&auml;hrend der &#8222;&Uuml;berladung&#8223; (Ladung nach Beginn
+des &#8222;Kochens&#8223;) werden gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsmengen
+f&uuml;r die Abscheidung von Wasserstoff und Sauerstoff
+verbraucht, die bei der Entladung nicht wiedergewonnen
+werden. Bei einer Wirkungsgradbestimmung wird man
+daher von einer &Uuml;berladung absehen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page73">[73]</span></p>
+
+<p>Kleine Verluste k&ouml;nnen auch dadurch verursacht
+werden, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung Teilchen der aktiven
+Masse durch die Gase abgekratzt oder losgesprengt
+werden.</p>
+
+<p>L&auml;&szlig;t man das Element nach erfolgter Ladung unbenutzt
+stehen, so erfolgt Selbstentladung, die eine
+Verringerung von Q<sub>2</sub> zur Folge hat. Je l&auml;nger also
+die zwischen Ladung und Entladung liegende Zeit ist,
+um so geringer wird der Wirkungsgrad.</p>
+
+<p id="Ref17"><span class="nowrap"><span class="gesp">Nutzeffekt</span><a id="FNanchor63"></a><a
+href="#Footnote63" class="fnanchor">[63]</a>.</span> Man versteht darunter den Quotienten,
+den man erh&auml;lt, wenn man die vom Akkumulator
+w&auml;hrend der Entladung abgegebene Energie
+(gemessen in Wattstunden) durch die dem Akkumulator
+bei der vorhergegangenen Ladung zugef&uuml;hrte Energie (in
+Wattstunden) dividiert. Beispiel: Eine Zelle wurde mit
+50 Amper 4 Stunden lang geladen; die mittlere Ladespannung
+war 2,3 Volt; die dem Akkumulator zugef&uuml;hrte
+Energie w<sub>1</sub> betrug</p>
+
+<p class="equation">w<sub>1</sub> = 2,3&nbsp;. 50.4 Wattstdn. = 460 Wattstdn.</p>
+
+<p>Die Zelle wurde etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nach der Ladung
+mit 50 Amp. entladen; nach ungef&auml;hr 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden
+war die Spannung auf 1,8 Volt gesunken. Da die mittlere
+Spannung, wie die Messungen ergaben, jetzt rund
+1,9 Volt betrug, so belief sich die vom Akkumulator
+abgegebene Leistung w<sub>2</sub> auf</p>
+
+<p class="equation">w<sub>2</sub> = 50&nbsp;. 3,75&nbsp;. 1,9 Wattstdn. = 356,25 Wattstdn.</p>
+
+<p>Mithin war in diesem Falle der Nutzeffekt gleich</p>
+
+<p class="equation"><span class="horsplit"><span class="top">w<sub>2</sub></span><span
+class="bottom">w<sub>1</sub></span></span> = <span class="horsplit"><span
+class="top">356,25</span><span class="bottom">460</span></span> = 0,77 oder 77%.</p>
+
+<p>Im Laboratorium kann man, wenn man mit geringer
+Stromdichte l&auml;dt und entl&auml;dt, einen Nutzeffekt von 90%<span class="pagenum" id="Page74">[74]</span>
+und noch mehr erzielen. Mit zunehmender Entladestromst&auml;rke
+nimmt der Quotient ab. In der Praxis
+rechnet man mit einem Nutzeffekte von 70-75%.
+[Auf die Rolle, die die zwischen Ladung und Entladung
+liegende Zeit spielt, ist schon aufmerksam gemacht
+worden.]</p>
+
+<p>Man k&ouml;nnte der Ansicht sein, da&szlig; der Nutzeffekt
+deshalb mit wachsender Entladestromst&auml;rke sinkt, weil
+bei gr&ouml;&szlig;erer Stromdichte der innere Widerstand des Akkumulators
+zunimmt. Da&szlig; sich dieser mit der Stromst&auml;rke
+und mit der Dauer der Zufuhr bezw. Entnahme
+von Elektrizit&auml;t etwas &auml;ndert, soll sp&auml;ter nachgewiesen
+werden. Einstweilen begn&uuml;gen wir uns mit der Bemerkung,
+da&szlig; der innere Widerstand auch kleiner
+Zellen in den verschiedenen Stadien der Ladung und
+Entladung und daher auch der Spannungsverlust im
+Elemente (i&nbsp;&middot; w) so klein ist, da&szlig; durch ihn der Nutzeffekt
+nur in geringem Ma&szlig;e beeinflu&szlig;t wird. Die
+Gr&uuml;nde, weshalb der Nutzeffekt weit unter 100% liegt,
+sind schon fr&uuml;her dargelegt worden; diese sind die
+Konzentrations&auml;nderungen und die Abh&auml;ngigkeit der
+elektromotorischen Kraft von der S&auml;uredichte.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da&szlig; durch die Konzentrations&auml;nderungen, die sich sowohl bei
+der Ladung wie bei der Entladung vollziehen, Arbeitsverluste verursacht
+werden, kann man sich auch folgenderma&szlig;en klar machen.
+Wenn man zwei Schwefels&auml;urel&ouml;sungen verschiedener Konzentration
+mischt, so wird W&auml;rme frei; sollen umgekehrt die beiden miteinander
+vermischten S&auml;uren getrennt, soll also ein Konzentrationsunterschied
+hergestellt werden, so mu&szlig; Arbeit aufgewendet werden. Da nun im
+Akkumulator durch den Strom ein Konzentrationsunterschied hergestellt
+und aufrecht erhalten wird, so mu&szlig; hierf&uuml;r elektrische Energie
+verbraucht werden. <span class="gesp">Dolezalek</span> leitet eine Formel f&uuml;r die betreffenden
+Energieverluste ab, aus der sich ergibt, da&szlig; der Nutzeffekt abh&auml;ngig
+ist von dem mechanischen Bau (Porosit&auml;t) der Platten, von
+der Leitf&auml;higkeit der Plattens&auml;ure, von der Stromst&auml;rke und von der
+Zeit. Beachtenswert ist, da&szlig; diese Energieverluste, ebenso wie die der<span class="pagenum" id="Page75">[75]</span>
+Jouleschen W&auml;rme entsprechenden der Leitf&auml;higkeit der S&auml;ure umgekehrt
+proportional sind. Da nun S&auml;ure vom spezifischen Gewicht 1,22
+(ca. 30% Schwefels&auml;ure) das Maximum der Leitf&auml;higkeit besitzt, so
+ist der Nutzeffekt bei dieser S&auml;uredichte am gr&ouml;&szlig;ten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Arbeitsverluste kann man graphisch bestimmen,
+wenn man die Lade- und Entladekurve aufgenommen
+hat. W&auml;hlt man n&auml;mlich f&uuml;r die beiden Kurven dieselben
+Koordinatenachsen (Zeiten als Abszissen, Spannungen
+als Ordinaten), so schlie&szlig;en dieselben eine Fl&auml;che
+ein, die ein Ma&szlig; f&uuml;r die Energieverluste ist. Um dies
+zu beweisen, denken wir uns die Zeit in Abschnitte t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>
+... zerlegt, die so klein sind, da&szlig; man von der &Auml;nderung
+der Spannung w&auml;hrend eines jeden Intervalls absehen
+kann. Nennen wir die zugeh&ouml;rigen Spannungen
+bei der Ladung E<sub>1</sub>, E<sub>2</sub> ..., bei der Entladung e<sub>1</sub>, e<sub>2</sub> ...,
+und bezeichnen wir die (konstante) Stromst&auml;rke, die
+bei der Ladung und Entladung die gleiche sein mu&szlig;,
+mit J, so ist die</p>
+
+<table class="dontwrap" summary="Ladungs- und Entladungsarbeit">
+
+<tr>
+<td class="left">Ladearbeit</td>
+<td class="center padl1 padr1">w&auml;hrend</td>
+<td class="center">der</td>
+<td class="center padl1 padr1">Zeit</td>
+<td class="center">t<sub>1</sub></td>
+<td class="center padl1 padr1">gleich</td>
+<td class="left">E<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">E<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="left">Entladearbeit</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>1</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">e<sub>1</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">t<sub>2</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">e<sub>2</sub>&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>2</sub> ...</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Der Energieverlust in der Zeit t<sub>1</sub> ist mithin (E<sub>1</sub> -
+e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; J&nbsp;&middot; t<sub>1</sub> oder proportional (E<sub>1</sub> -
+e<sub>1</sub>)&nbsp;&middot; t<sub>1</sub>. Durch dieses Produkt
+wird aber das der Zeit t<sub>1</sub> entsprechende St&uuml;ck
+der zwischen den beiden Kurven liegenden Fl&auml;che dargestellt
+usw.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">innere Widerstand</span> eines Akkumulators,
+der bei Pufferbatterien (s. <a href="#Page166">Kap. 9</a>) eine wichtige Rolle
+spielt, kann in drei Summanden zerlegt werden, n&auml;mlich
+in den Widerstand, den der Strom in den verschiedenen
+Teilen der positiven Platte (bezw. Platten) findet (w<sub>p</sub>),
+denjenigen in der negativen Elektrode (w<sub>n</sub>) und den
+<span class="pagenum" id="Page76">[76]</span>Widerstand in der S&auml;ure zwischen den Elektroden (w<sub>s</sub>).
+Zu w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub> ist auch derjenige Widerstand zu rechnen,
+den die Elektrizit&auml;t in der in den Poren befindlichen
+S&auml;ure findet. Diese beiden Summanden, die unter sonst
+gleichen Umst&auml;nden bei <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platten einen anderen
+Wert haben als bei <span class="gesp">Faure</span>-Platten, &auml;ndern sich im
+Laufe der Ladung und Entladung. Je mehr Bleisulfat
+n&auml;mlich zwischen den Blei- bezw. Bleisuperoxydpartikelchen
+verteilt ist, um so gr&ouml;&szlig;er werden w<sub>p</sub> und w<sub>n</sub>;
+ferner steigt bezw. sinkt die Konzentration der S&auml;ure
+in den Poren; endlich hat die Erzeugung von Joulescher
+W&auml;rme eine Temperaturerh&ouml;hung zur Folge. Auch mit
+dem Alter der Platten &auml;ndern sich die beiden Widerst&auml;nde
+(s. <a href="#Ref13">Lebensdauer</a>).</p>
+
+<p>w<sub>s</sub> ist ebenfalls variabel, da die Dichte der S&auml;ure
+zwischen den Platten (der &#8222;&auml;u&szlig;eren&#8223; S&auml;ure) w&auml;hrend
+der Ladung zunimmt und bei der Entladung sinkt;
+dies gilt besonders von denjenigen Schichten der S&auml;ure,
+die an die Oberfl&auml;chen der Platten grenzen; auch k&ouml;nnen
+Gase, die sich gegen Ende der Entladung entwickeln,
+eine Vergr&ouml;&szlig;erung von w<sub>s</sub> verursachen.</p>
+
+<p>Die Leitf&auml;higkeit einer Schwefels&auml;urel&ouml;sung &auml;ndert
+sich mit dem spezifischen Gewichte. Setzt man einer
+bestimmten Menge Wasser Schwefels&auml;ure in kleineren
+Quantit&auml;ten nach und nach zu, so findet man, da&szlig; das
+Leitungsverm&ouml;gen zuerst schnell, dann langsam w&auml;chst,
+sp&auml;ter aber wieder abnimmt; bei einer S&auml;uredichte
+von 1,224 ist das Leitungsverm&ouml;gen ein Maximum. Die
+betreffende L&ouml;sung enth&auml;lt etwa 30,5 Gewichtsprozente
+Schwefels&auml;ure; der spezifische Widerstand (Widerstand
+pro cm<sup>3</sup>) betr&auml;gt etwa 1,35 <span class="nowrap">Ohm<a
+id="FNanchor64"></a><a href="#Footnote64" class="fnanchor">[64]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page77">[77]</span></p>
+
+<p>Der Widerstand eines Akkumulators im stromlosen
+Zustande kann wie derjenige eines jeden anderen elektrolytischen
+Apparates bestimmt werden. Bei der einfachen
+Br&uuml;ckenschaltung mit den von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span> angegebenen
+Modifikationen (Wechselstr&ouml;me, Telephon) erh&auml;lt
+man besonders bei gr&ouml;&szlig;eren Zellen (bei solchen ist der
+Widerstand kaum ein Tausendstel Ohm gro&szlig;) wegen
+der &Uuml;bergangswiderst&auml;nde an den Klemmen keine genauen
+Resultate. Diese werden bei der Br&uuml;ckenschaltung
+von <span class="gesp">Matthiesen</span> und <span class="gesp">Hockin</span> eliminiert.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Angen&auml;hert (der Gr&ouml;&szlig;enordnung nach) kann man den inneren
+Widerstand folgenderma&szlig;en bestimmen. Man l&auml;dt das Element,
+dessen Widerstand man ermitteln will, aus zwei hintereinander geschalteten
+Akkumulatoren unter Einschaltung eines Kurbelrheostats.
+Die Klemmen der Ladebatterie seien k<sub>1</sub> und k<sub>2</sub>, die daran befestigten
+Dr&auml;hte d<sub>1</sub> und d<sub>2</sub>. Legt man d<sub>1</sub> <span
+class="gesp">und</span> d<sub>2</sub> an k<sub>1</sub> (oder an k<sub>2</sub>), so gibt
+das zu untersuchende Element Strom ab. Dieser Strom ist bei Beginn
+der Ladung nur wenig verschieden von dem Ladestrom. Bei
+einiger &Uuml;bung kann man innerhalb eines Zeitraumes von einigen
+Sekunden laden, umschalten (also entladen) und die n&ouml;tigen Ablesungen
+an einem mit den Klemmen des Elementes verbundenen Voltmeter
+vornehmen. W&auml;hrend der Ladung ist</p>
+
+<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w<br />
+(e = Klemmenspannung, E = elektromotorische Kraft der Zelle)</p>
+
+<p class="noindent">und w&auml;hrend der Entladung ist</p>
+
+<p class="equation">e&#8242; = E - i&nbsp;&middot; w.</p>
+
+<p>Die Differenz der beiden Klemmenspannungen ist also (angen&auml;hert)
+gleich 2wi.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Wenn die elektromotorische Kraft eines Akkumulators
+konstant w&auml;re, so k&ouml;nnte man w leicht w&auml;hrend
+der Ladung und Entladung bestimmen; denn dann w&auml;re</p>
+
+<p class="equation">w = <span class="horsplit"><span class="top">e - E</span><span class="bottom">i</span></span>.</p>
+
+<p>Es w&uuml;rde gen&uuml;gen, &#8222;den Stromkreis f&uuml;r kurze
+Zeit zu &ouml;ffnen&#8223; und die Spannung, die das mit den<span class="pagenum" id="Page78">[78]</span>
+Klemmen verbundene aperiodische Voltmeter anzeigt (E),
+abzulesen. Wie jedoch aus den Kurven im folgenden
+Kapitel hervorgeht, gehen die &Auml;nderungen der elektromotorischen
+Kraft schnell vor sich, so da&szlig; die Unterbrechungsmethode
+sehr unzuverl&auml;ssig ist. Will man
+den Widerstand einer Zelle w&auml;hrend des Stromdurchganges
+genau bestimmen, so kann man die Methode
+von <span class="nowrap"><span class="gesp">Uppenborn</span><a
+id="FNanchor65"></a><a href="#Footnote65" class="fnanchor">[65]</a></span>
+oder die von <span class="gesp">Nernst</span> und <span class="gesp">Haagn</span>
+angegebene benutzen. Letztere unterscheidet sich von
+der gew&ouml;hnlichen Br&uuml;ckenmethode dadurch, da&szlig; zwei
+Widerst&auml;nde durch Kondensatoren ersetzt sind, au&szlig;erdem
+wird noch ein Hilfskondensator eingeschaltet,
+der verhindert, da&szlig; die Zelle Strom in die Br&uuml;ckenanordnung
+<span class="nowrap">sendet<a id="FNanchor66"></a><a href="#Footnote66"
+class="fnanchor">[66]</a>.</span> (Eine ausf&uuml;hrliche Beschreibung
+der verschiedenen Me&szlig;methoden findet man in dem
+bekannten Werke von F. <span class="gesp">Kohlrausch</span>, Leitfaden
+der Physik.)</p>
+
+<p>Nach Messungen von <span class="gesp">Haagn</span> stieg der Widerstand
+einer kleinen Zelle w&auml;hrend der etwa f&uuml;nfst&uuml;ndigen Entladung
+von 0,018 bis 0,045 Ohm, w&auml;hrend der Ladung
+fiel er von 0,04 auf 0,018 Ohm. Nach Messungen von
+<span class="gesp">H&auml;berlein</span> verh&auml;lt sich der Widerstand bei Beginn zu
+demjenigen am Ende der Ladung wie 17:24. <span class="gesp">Roloff</span>
+gibt f&uuml;r die Type 3&nbsp;&times; J<sub>1</sub> der Akkumulatoren-Fabrik
+Akt.-Ges. an, da&szlig; der Widerstand bei Beginn der Entladung
+0,0012 Ohm und am Ende 0,0018 Ohm war.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da die Konzentration der S&auml;ure in den Poren der wirksamen
+Masse von der Stromdichte abh&auml;ngig ist, so folgt erstens, da&szlig; bei
+schneller Entladung (gro&szlig;er Stromdichte) der durchschnittliche (mittlere)
+Widerstand gr&ouml;&szlig;er ist als bei langsamer Entladung und zweitens, da&szlig;
+der Spannungsabfall im Elemente (w&nbsp;&middot; J) nicht linear mit der Stromdichte
+w&auml;chst, sondern in einem etwas st&auml;rkeren Verh&auml;ltnisse.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="pagenum" id="Page79">[79]</span></p>
+
+<p>Wenn man Zellen von verschiedener Kapazit&auml;t, die
+aus Platten von derselben Konstruktion zusammengesetzt
+sind und S&auml;ure von derselben Dichte enthalten, mit
+gleicher Stromdichte beansprucht, so darf man das Produkt
+w&nbsp;&middot; J als konstant ansehen; denn in dem Ma&szlig;e, in
+dem w bei den gro&szlig;en Zellen abnimmt, w&auml;chst J.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote52"><a href="#FNanchor52"><span class="label">[52]</span></a>
+Wenn man zwischen Platin- oder Kohlenelektroden verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure zersetzt, so steigen an den Au&szlig;enseiten der Elektroden
+nur wenige Gasblasen empor. Bei der Ladung eines Akkumulators
+wird dementsprechend an der Au&szlig;enseite der positiven und negativen
+Elektrode nur wenig Bleisuperoxyd bezw. Blei gebildet.</p>
+
+<p id="Footnote53"><a href="#FNanchor53"><span class="label">[53]</span></a>
+ Diese m&uuml;&szlig;te eigentlich als &#8222;Kapazit&auml;t&#8223; schlechthin bezeichnet
+werden.</p>
+
+<p id="Footnote54"><a href="#FNanchor54"><span class="label">[54]</span></a> E. T. Z. 1904, S. 587.</p>
+
+<p id="Footnote55"><a href="#FNanchor55"><span class="label">[55]</span></a> E. T. Z. 1897, S. 287.</p>
+
+<p id="Footnote56"><a href="#FNanchor56"><span class="label">[56]</span></a> E. T. Z. 1889, S. 88.</p>
+
+<p id="Footnote57"><a href="#FNanchor57"><span class="label">[57]</span></a> E. T. Z. 1901, S. 811.</p>
+
+<p id="Footnote58"><a href="#FNanchor58"><span class="label">[58]</span></a>
+Wenn man einen Elektrolyten erw&auml;rmt, so w&auml;chst das
+Leitungsverm&ouml;gen ziemlich stark.</p>
+
+<p id="Footnote59"><a href="#FNanchor59"><span class="label">[59]</span></a>
+<span class="gesp">P. Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>
+
+<p id="Footnote60"><a href="#FNanchor60"><span class="label">[60]</span></a>
+Zeitschr. f. Elektrochemie 1902, Nr. 44.</p>
+
+<p id="Footnote61"><a href="#FNanchor61"><span class="label">[61]</span></a>
+Liebenow empfiehlt als Me&szlig;elektrode eine kleine Zelle aus
+Ton (por&ouml;s), in der sich Kadmiumamalgam und eine konzentrierte
+L&ouml;sung von Kadmiumsulfat in Akkumulatorens&auml;ure befindet. Ein
+durch einen Glasstab isolierter Draht geht bis zum Kadmiumamalgam.
+Man stellt die Zelle auf die Oberkante der Platten; ihr unteres Ende
+mu&szlig; dann von der S&auml;ure benetzt werden. Die Anordnung entspricht
+einem Voltaschen Elemente, bei dem eine Elektrode in einer mit verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure angef&uuml;llten Tonzelle steht.</p>
+
+<p id="Footnote62"><a href="#FNanchor62"><span class="label">[62]</span></a>
+Was hier &#8222;Wirkungsgrad&#8223; genannt wird, wird von anderen
+Autoren als &#8222;G&uuml;teverh&auml;ltnis&#8223; bezeichnet, w&auml;hrend das Verh&auml;ltnis
+der entnommenen Energie zu der bei der Ladung aufgewendeten
+Energie vielfach als Wirkungsgrad bezeichnet wird.</p>
+
+<p id="Footnote63"><a href="#FNanchor63"><span class="label">[63]</span></a>
+Man vergleiche die <a href="#Footnote62">Fu&szlig;note</a> auf der vorigen Seite.</p>
+
+<p id="Footnote64"><a href="#FNanchor64"><span class="label">[64]</span></a>
+Man bezieht das Leitverm&ouml;gen (und den spezifischen Widerstand)
+der Elektrolyte auf eine S&auml;ule von 1 cm L&auml;nge und 1 qcm
+Querschnitt, also kurz auf 1 ccm.</p>
+
+<p id="Footnote65"><a href="#FNanchor65"><span class="label">[65]</span></a>
+N&auml;heres siehe <span class="gesp">Uppenborn</span>, Kalender f&uuml;r Elektrotechniker.</p>
+
+<p id="Footnote66"><a href="#FNanchor66"><span class="label">[66]</span></a> Zeitschr. f. Elektrochemie 1897, S. 421.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page80">[80]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Viertes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Ladung und Entladung.</span></h2>
+
+<p>Wir wollen zun&auml;chst das <span class="gesp">Verhalten</span> des Bleiakkumulators
+w&auml;hrend der Ladung und Entladung betrachten.</p>
+
+<p>1. <span class="gesp">Ladung</span>. In den ersten Minuten nach Beginn
+der Ladung, f&uuml;r die das in <a href="#Fig2">Fig. 2</a> (s. <a href="#Page26">S. 26</a>) gegebene
+Schaltungsschema gilt, steigt die Klemmenspannung des
+Akkumulators ziemlich schnell auf 2,1 bis 2,18 <span class="nowrap">Volt<a
+id="FNanchor67"></a><a href="#Footnote67" class="fnanchor">[67]</a>.</span>
+Oft beobachtet man, da&szlig; die Spannung im Anfange der
+Ladung zuerst steigt und dann wieder etwas abf&auml;llt, da&szlig;
+also das erste St&uuml;ck der Spannungskurve einen kleinen
+H&ouml;cker aufweist. W&auml;hrend des gr&ouml;&szlig;ten Teiles der
+Ladung w&auml;chst die Spannung nur ganz langsam bis zu
+2,2 Volt; gegen Ende der Ladung erfolgt ein schneller
+Anstieg der Kurve.</p>
+
+<p>Bei etwa 2,3 Volt beginnt die Gasentwicklung; an
+den Anoden schon etwas fr&uuml;her; sie ist zuerst schwach,
+dann lebhaft; der Akkumulator &#8222;kocht&#8223;. Die Klemmenspannung
+h&auml;ngt besonders w&auml;hrend der Gasbildung in
+hohem Ma&szlig;e von der Ladestromst&auml;rke ab (s. <a href="#Fig7">Fig. 7</a>);
+hat der Strom noch den der vierst&uuml;ndigen Ladung entsprechenden<span class="pagenum" id="Page81">[81]</span>
+Wert, so steigt die Spannung bis zu etwa
+2,7 Volt und ev. noch h&ouml;her.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig7">
+<p class="caption">Fig. 7.</p>
+<img src="images/illo07.png" alt="Klemmspannung" width="500" height="501"
+title="Anfang d. Ladung. Stromdichte ca. 0,6 Amp." />
+</div>
+
+<div class="figcenter" id="Fig8">
+<p class="caption">Fig. 8.</p>
+<img src="images/illo08.png" alt="Klemmspannung" width="600" height="389"
+title="Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,4 Amp.
+Ende der Ladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />
+</div>
+
+<p>In den <a href="#Fig7">Fig. 7</a> und <a href="#Fig8">8</a> ist der Verlauf der Klemmenspannung
+bei Beginn und gegen Ende der Ladung<span class="pagenum" id="Page82">[82]</span>
+graphisch dargestellt. Die Zelle bestand aus 5 Platten,
+2 positiven und 3 negativen (10 cm&nbsp;&times; 14 cm); die
+ersteren waren Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten. Die Stromdichte
+betrug zuerst etwa 0,6, sp&auml;ter etwa 0,4 Amp. pro
+Quadratdezimeter, bezogen auf die positiven Platten.</p>
+
+<p>Die Stromdichte war verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig klein. Nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor68"></a><a
+href="#Footnote68" class="fnanchor">[68]</a></span> ist bei dreist&uuml;ndiger Entladung die Stromdichte
+bei positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten 1,3-1 Amp. pro
+1 dm<sup>2</sup>.</p>
+
+<p>Vereinzelte Gasblasen sieht man w&auml;hrend der ganzen
+Ladung emporsteigen. Die Gase, die sich entwickeln,
+sind die Elemente des Wassers, und zwar entweicht der
+Sauerstoff an den positiven, der Wasserstoff an den
+negativen Platten. Die st&auml;rkere Gasentwicklung ist ein
+Zeichen, da&szlig; der chemische Umsatz an den dem Strome
+zug&auml;nglichen Teilen der aktiven Masse nahezu vollendet
+ist. Hat man den Akkumulator mit der h&ouml;chsten zul&auml;ssigen
+Stromst&auml;rke geladen, so setzt man, sobald lebhafte
+Gasbildung erfolgt, den Strom auf die H&auml;lfte bis
+ein Drittel seiner bisherigen St&auml;rke herab.</p>
+
+<p>Die Klemmenspannung e w&auml;hrend der Ladung kann
+in zwei Summanden zerlegt werden; der eine Teil dient
+dazu, die Gegenspannung (die momentane elektromotorische
+Kraft) des Elementes E aufzuheben, der andere,
+den Ohmschen Widerstand w der Zelle zu &uuml;berwinden:</p>
+
+<p class="equation">e = E&nbsp;+ i&nbsp;&middot; w.</p>
+
+<p>Man beobachtet oft, wie schon erw&auml;hnt wurde, da&szlig;
+kurze Zeit nach Beginn der Ladung die Potentialdifferenz
+der Klemmen etwas sinkt und dann wieder ansteigt.
+Diese Erscheinung ist nach Dolezalek auf eine &Auml;nderung<span class="pagenum" id="Page83">[83]</span>
+des Widerstandes zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, den der Strom in
+den Platten findet. W&auml;hrend der der Ladung vorausgegangenen
+Ruhepause bedecken sich die Elektroden
+wahrscheinlich mit einer sehr d&uuml;nnen Schicht von
+schlechtleitendem Bleisulfat (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Dieses
+wird, wenn die Ladung beginnt, in kurzer Zeit gel&ouml;st.
+Im &uuml;brigen wird durch die &Auml;nderung des inneren
+Widerstandes w&auml;hrend der Ladung die Klemmenspannung
+nur wenig beeinflu&szlig;t. Das anf&auml;ngliche schnelle und das
+sp&auml;tere langsame Wachsen der Klemmenspannung ist auf
+die &Auml;nderung der Konzentration der S&auml;ure in den Poren
+der wirksamen Masse und der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure zur&uuml;ckzuf&uuml;hren.
+Sobald die Stromzufuhr beginnt, wird in den
+Poren S&auml;ure frei, die Konzentration (und damit die
+elektromotorische Kraft) steigt so lange, bis in jedem
+Zeitteilchen gerade soviel S&auml;ure durch Diffusion nach
+au&szlig;en gelangt, wie in den Poren durch den chemischen
+Umsatz erzeugt wird. Je gr&ouml;&szlig;er die Ladestromst&auml;rke
+ist, um so gr&ouml;&szlig;er wird der Unterschied der Konzentration
+der beiden S&auml;uren, um so gr&ouml;&szlig;er wird die Klemmenspannung.
+Die Differenz der beiden Konzentrationen
+k&ouml;nnen wir, wenn mit konstanter (nicht zu gro&szlig;er)
+Stromdichte geladen wird, als konstant ansehen; w&auml;chst
+also die Dichte der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure, so nimmt auch diejenige
+der S&auml;ure in den Poren zu.</p>
+
+<p>Gegen Ende der Ladung werden von den Platten
+Gase absorbiert, man spricht daher von einer &#8222;Gaspolarisation&#8223;.
+Da die Okklusionsf&auml;higkeit des Bleies
+nur eine geringe ist, so ist es sehr zweifelhaft, ob die
+Gaspolarisation &uuml;berhaupt eine Rolle spielt. &Uuml;brigens
+kann man, wie wir gesehen haben, den starken Anstieg
+der Spannung gegen Ende der Ladung darauf zur&uuml;ckf&uuml;hren,
+da&szlig; der Elektrolyt an Bleisulfat verarmt und
+daher die Konzentration der Blei- und <span class="nowrap">Bleisuperoxydionen<a
+id="FNanchor69"></a><a href="#Footnote69" class="fnanchor">[69]</a></span><span class="pagenum" id="Page84">[84]</span>
+eine sehr geringe wird (siehe <a href="#Ref15">Theorie von
+<span class="gesp">Liebenow</span></a>).</p>
+
+<p>Verschiedene Firmen schreiben vor, da&szlig; die von
+ihnen gelieferten Akkumulatoren ab und zu nach Beginn
+der lebhaften Gasentwicklung noch l&auml;ngere Zeit, etwa
+2-3 Stunden lang, weiter geladen werden sollen. Der
+Zweck der <span class="gesp">&Uuml;berladung</span>, die im allgemeinen sch&auml;dlich
+ist, weil durch die entweichenden Gase Teilchen der
+aktiven Masse abgerissen werden, die ferner eine nicht
+unwesentliche Verringerung des Nutzeffektes zur Folge
+hat, ist ein zweifacher. Es kommt zuweilen vor, da&szlig;
+einzelne Zellen einer Batterie aus irgend einem Grunde
+gegen die anderen &#8222;zur&uuml;ckbleiben&#8223;. Bei diesen Zellen
+erfolgt die Umwandlung von Bleisulfat in Blei bezw.
+Bleisuperoxyd langsamer als bei den &uuml;brigen Elementen,
+die sich in normalem Zustande befinden. W&auml;hrend der
+&Uuml;berladung geht nun die chemische Umwandlung in den
+kranken Zellen noch weiter vor sich, so da&szlig; ihnen Gelegenheit
+gegeben wird, sich zu erholen. Ferner werden
+durch die w&auml;hrend der &Uuml;berladung entweichenden Gasblasen
+Str&ouml;mungen in der S&auml;ure hervorgerufen (die S&auml;ure
+wird aufgew&uuml;hlt), die eine Vermischung der unteren,
+dichteren Schichten mit den oberen, weniger dichten zur
+Folge haben. Die Konzentrationsverschiebungen kommen
+dadurch zustande, da&szlig; w&auml;hrend der Ladung konzentrierte
+Schwefels&auml;ure zu Boden sinkt. (Die Konzentrationsunterschiede
+kann man leicht nachweisen, indem man
+mittels eines Hebers S&auml;ure aus den oberen und den
+unteren Schichten entnimmt und mittels des Ar&auml;ometers
+die Dichte mi&szlig;t.)</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page85">[85]</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Die Stromdichte darf bei der Ladung
+einen gewissen oberen Grenzwert nicht
+&uuml;berschreiten</span>, weil sonst 1. die Umwandlung nur
+oder fast ausschlie&szlig;lich an der Oberfl&auml;che der Platten
+vor sich geht (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>), 2. die Ladespannung einen
+zu hohen Wert hat (s. <a href="#Ref17">Nutzeffekt</a>) und 3. infolge der
+schnellen, den chemischen Umsatz begleitenden Volum&auml;nderungen
+sich der Zusammenhang zwischen der aktiven
+Masse lockern kann (s. auch <a href="#Page14">S. 14</a>, <a href="#Ref18">&Uuml;berschwefels&auml;ure</a>).</p>
+
+<p>Die gr&ouml;&szlig;te zul&auml;ssige Stromdichte h&auml;ngt von der
+wirksamen Oberfl&auml;che, von der Dicke der aktiven Schicht
+und von der Porosit&auml;t der Platten ab. Gew&ouml;hnlich betr&auml;gt
+<span class="gesp">der maximale Ladestrom</span> (wie er von den
+Fabriken angegeben wird) so viel Amper, wie der dritte
+Teil der Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung angibt.
+Ist z. B. die Kapazit&auml;t bei dreist&uuml;ndiger Entladung
+120 Amperstunden, so ist die maximale Ladestromst&auml;rke
+gleich 40 Amp.</p>
+
+<p>Kennt man die <span class="gesp">maximale Ladestromst&auml;rke</span>
+nicht, so bestimme man die projizierte Oberfl&auml;che der
+Positiven; ist die L&auml;nge einer Platte a cm, die Breite
+b cm, so ist die Oberfl&auml;che einer Platte 2 a b cm<sup>2</sup>; pro
+Quadratdezimeter darf man 0,6 bis 0,7 Amp. rechnen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Eine untere Grenze f&uuml;r die Ladestromst&auml;rke gibt
+es nicht</span>; im Gegenteil, je kleiner die Stromst&auml;rke, um so g&uuml;nstiger
+die &Ouml;konomie, um so gr&uuml;ndlicher erfolgt der chemische Umsatz.
+Besonders wenn Zellen zu sehr in Anspruch genommen wurden, oder
+einige Zeit in entladenem Zustande gestanden haben, ist ihnen eine
+Ladung mit schwachem Strome von Nutzen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>&Uuml;ber die <span class="gesp">Ladung</span> von Akkumulatoren bei <span class="gesp">konstanter
+Spannung</span> hat <span class="nowrap"><span class="gesp">Heim</span><a id="FNanchor70"></a><a
+href="#Footnote70" class="fnanchor">[70]</a></span> eingehende Versuche
+ausgef&uuml;hrt.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page86">[86]</span></p>
+
+<p>Einer Reihe von Ladungen mit (angen&auml;hert) konstanter
+Stromst&auml;rke, wie sie f&uuml;r drei- bis vierst&uuml;ndige
+Ladung vorgeschrieben ist, d. h. von normalen Ladungen,
+folgten Ladungen mit konstanter Spannung von 2,4 Volt,
+sp&auml;ter von 2,5 Volt pro Zelle. Hierbei ist die anf&auml;ngliche
+Stromst&auml;rke eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig sehr gro&szlig;e, sie
+sinkt aber schnell. Die Zellen nehmen in jedem Augenblicke
+diejenige Elektrizit&auml;tsmenge auf, die ihrem
+momentanen Ladezustande angemessen ist; bei Beginn
+der Ladung ist die Aufnahmef&auml;higkeit der Zelle eine
+sehr gro&szlig;e. Es ergab sich, da&szlig; &#8222;der Nutzeffekt beim
+Laden mit konstanter Spannung von 2,4 bis 2,5 Volt
+und einer Ladezeit von etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde nicht sehr
+wesentlich ung&uuml;nstiger ausf&auml;llt, als man ihn bei 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>-
+bis 4st&uuml;ndigen Ladungen und 3st&uuml;ndigen Entladungen
+mit konstantem Strome erzielt&#8223;. Ferner fand <span class="gesp">Heim</span>,
+da&szlig; durch eine 1<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei konstanter
+Spannung von 2,4 Volt die Zellen nicht ganz, bei 2,5 Volt
+dagegen fast so weit geladen werden, wie durch 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige
+Ladungen mit konstanter Stromst&auml;rke. Durch
+<sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndige Ladung bei 2,4 Volt erreicht man die H&auml;lfte,
+durch <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>st&uuml;ndiges Laden mit 2,5 Volt zwei Drittel
+der beim Laden mit konstanter Stromst&auml;rke erzielten
+Kapazit&auml;t. Der Wirkungsgrad in Amperstunden war
+fast so g&uuml;nstig wie bei der Ladung mit konstanter
+Stromst&auml;rke.</p>
+
+<p>Von der Ladung mit konstanter Spannung wird
+man aber nur in Ausnahmef&auml;llen Gebrauch machen,
+wohl nur dann, wenn die Zeit, die f&uuml;r die Ladung zur
+Verf&uuml;gung steht, knapp bemessen ist, da ihrer Anwendung
+die schnellere Abnutzung der Platten und
+vielfach auch der hohe Betrag der anf&auml;nglichen Stromst&auml;rke
+im Wege steht. War doch die Stromst&auml;rke bei
+Beginn der Ladung mit 2,5 Volt 6-7 Mal gr&ouml;&szlig;er als<span class="pagenum" id="Page87">[87]</span>
+der h&ouml;chste zul&auml;ssige <span class="nowrap">Ladestrom<a
+id="FNanchor71"></a><a href="#Footnote71" class="fnanchor">[71]</a></span> und zwar bei einer
+Type &#8222;f&uuml;r starke Entladung&#8223;.</p>
+
+<p>2. Wir wollen uns jetzt mit den verschiedenen
+<span class="gesp">Stromquellen</span> besch&auml;ftigen, die <span class="gesp">f&uuml;r die Ladung</span>
+von Akkumulatoren in Betracht kommen.</p>
+
+<p>Am einfachsten gestaltet sich die Ladung, wenn
+vorhanden ist ein a) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Gleichstromnetz</span>.
+Da die positive Leitung an den positiven
+Pol der Batterie anzuschlie&szlig;en ist, so mu&szlig; man in
+zweifelhaften F&auml;llen zun&auml;chst die Polarit&auml;t der Leitungen
+bestimmen. Am einfachsten benutzt man die elektrochemische
+Methode: Man kann z. B. einen Wasserzersetzungsapparat
+mit den Dr&auml;hten des Netzes verbinden,
+wobei eventuell durch einen Vorschaltwiderstand
+der Strom abzuschw&auml;chen ist; diejenige Elektrode, an
+der die Gasentwickelung am st&uuml;rmischsten erfolgt, ist
+mit der negativen Leitung verbunden. Vielfach benutzt
+man f&uuml;r die Bestimmung der Polarit&auml;t <span class="nowrap">Polreagenzpapier<a
+id="FNanchor72"></a><a href="#Footnote72" class="fnanchor">[72]</a>.</span>
+Dieses wird vor dem Gebrauche mit Wasser
+angefeuchtet und auf eine isolierende Unterlage (die
+Tischplatte) gelegt. Die Enden der Dr&auml;hte, deren
+Polarit&auml;t man bestimmen will, dr&uuml;ckt man gegen das
+Papier; dieses f&auml;rbt sich, wenn es mit der L&ouml;sung eines
+Alkalisalzes (+ Phenolphtale&iuml;n) impr&auml;gniert ist, an
+derjenigen Stelle, wo es von dem negativen Leitungsdrahte
+ber&uuml;hrt wird, rot.</p>
+
+<p>Ob man bei der Ladung alle Zellen hintereinanderschaltet
+oder gruppenweise (z. B. die H&auml;lfte) hintereinander
+und die Gruppen parallel schaltet, h&auml;ngt von
+der zur Verf&uuml;gung stehenden Netzspannung ab. Betr&auml;gt<span class="pagenum" id="Page88">[88]</span>
+z. B. die Netzspannung 110 Volt, und rechnen wir als
+Endspannung jeder Zelle 2,7 Volt, so kann man
+<span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">2,7</span></span>
+= 41 Zellen in Hintereinanderschaltung laden. Soll eine
+gr&ouml;&szlig;ere Anzahl von Zellen geladen werden, handelt es
+sich beispielsweise um 80 Zellen, so werden je 40 Zellen
+in Reihe geschaltet; wir erhalten dann vier freie Pole,
+zwei positive und zwei negative. Man verbindet nun die
+beiden positiven Pole durch einen Draht miteinander
+und ebenso die beiden negativen; an die beiden Verbindungsdr&auml;hte
+wird die Netzleitung angeschlossen
+(siehe auch <a href="#Page97">S. 97</a>).</p>
+
+<p>In den Ladestromkreis schaltet man ein Ampermeter
+und einen ver&auml;nderlichen Widerstand ein. Je
+gr&ouml;&szlig;er die Spannung des Netzes und je kleiner die
+Anzahl der zu ladenden Zellen ist, um so gr&ouml;&szlig;er mu&szlig;
+der Rheostat sein.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Beispiel: Netzspannung 110 Volt, Anzahl der Zellen 20, Ladestromst&auml;rke
+15 Amper. Da die Spannung jeder Zelle bei Beginn
+der Ladung rund 2 Volt betr&auml;gt, so m&uuml;ssen in dem Vorschaltwiderstand
+110 - 40 = 70 Volt erdrosselt werden. Der Spannungsabfall
+in einem Widerstande von w Ohm betr&auml;gt aber, wenn ein Strom von
+i Amper durch den Widerstand flie&szlig;t, w&nbsp;&middot; i Volt. Mithin mu&szlig; der
+Vorschaltwiderstand <span class="horsplit"><span class="top">70</span><span
+class="bottom">15</span></span> = 4,7 Ohm haben. Ist er etwas kleiner, so
+schadet das weiter nichts, da die Gegenspannung jeder Zelle in ganz
+kurzer Zeit auf 2,1 Volt steigt. &mdash;</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Will man mit konstanter Stromst&auml;rke laden, so
+mu&szlig; man von Zeit zu Zeit einen Teil des Vorschaltwiderstandes
+<span class="nowrap">abschalten<a id="FNanchor73"></a><a href="#Footnote73" class="fnanchor">[73]</a>.</span></p>
+
+<p>Wenn nur wenige Zellen geladen werden sollen
+und die Netzspannung hoch ist, so kann man statt
+eines Kurbelrheostates Gl&uuml;hlampen als Vorschaltwiderstand<span class="pagenum" id="Page89">[89]</span>
+benutzen (Lampenwiderstand). 16kerzige Lampen
+f&uuml;r 110 Volt verbrauchen rund 0,5 Amper, haben also
+bei normalem Stromdurchgang einen Widerstand von
+etwa 220 Ohm (der Widerstand des Kohlefadens nimmt
+mit steigender Temperatur ab). Schaltet man n solcher
+Lampen parallel, so entsprechen diese einem Widerstand
+von <span class="horsplit"><span class="top">220</span><span class="bottom">n</span></span> Ohm; je gr&ouml;&szlig;er man also n macht, um
+so st&auml;rker wird der Ladestrom. Das Schaltungsschema
+ist in <a href="#Fig9">Fig. 9</a> dargestellt: <i>L</i><sub>1</sub> und <i>L</i><sub>2</sub> sind die Dr&auml;hte der
+Starkstromleitung, <i>L.W.</i> ist der Lampenwiderstand,
+<i>B</i> die Batterie.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig9">
+<p class="caption">Fig. 9.</p>
+<img src="images/illo09.png" alt="Schaltung" width="500" height="350" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Handelt es sich um die Ladung einer kleinen Anzahl von
+Zellen, so ist die Stromentnahme aus einem Netze h&ouml;herer Spannung
+nicht &ouml;konomisch, da der gr&ouml;&szlig;te Teil der entnommenen Energie in
+dem Vorschaltwiderstand nutzlos in W&auml;rme umgesetzt wird.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>b) <span class="gesp">Anschlu&szlig; an ein Wechselstromnetz.</span>
+Wechselstrom kann man f&uuml;r die Ladung einer Batterie
+nicht verwenden. Es mu&szlig; also entweder eine Umformung
+in Gleichstrom erfolgen, oder es mu&szlig; die eine<span class="pagenum" id="Page90">[90]</span>
+H&auml;lfte einer jeden Stromwelle unterdr&uuml;ckt bezw. stark
+geschw&auml;cht werden.</p>
+
+<p>Die Umformung erfolgt entweder in einem <span class="gesp">Motorgenerator</span>
+(Motordynamo) oder in einem <span class="gesp">Einanker-Umformer</span>
+(auch rotierender Umformer genannt). Ersterer
+besteht aus einem Wechselstrommotor und einer
+von diesem angetriebenen Gleichstrommaschine, letzterer
+ist eine Dynamomaschine, deren Anker auf der einen
+Seite mit Schleifringen, auf der anderen mit einem
+Kommutator (Kollektor) versehen ist. Die Benutzung
+eines Motorgenerators gew&auml;hrt den Vorteil, da&szlig; man
+die Spannung der Gleichstrommaschine in einfacher
+Weise regulieren kann, w&auml;hrend eine &Auml;nderung der
+Gleichstromspannung bei einem rotierenden Umformer
+zwar m&ouml;glich, aber ziemlich kompliziert ist. Es ist n&auml;mlich
+das Verh&auml;ltnis zwischen der eingeleiteten Wechselspannung
+und der von den B&uuml;rsten abgenommenen Gleichstromspannung
+ein <span class="nowrap">festes<a id="FNanchor74"></a><a href="#Footnote74"
+class="fnanchor">[74]</a>,</span> und zwar geben theoretisch
+bei Einphasenstrom-Gleichstromumformern 100 Volt zugef&uuml;hrte
+(effektive) Spannung 141 Volt (100:<span class="nowrap">&#8730;<span
+class="bt"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub></span>)</span> Gleichstromspannung
+und bei Drehstrom-Gleichstromumformern
+entsprechen 100 Volt Spannung zwischen zwei Schleifringen
+(Phasenstromspannung) 163 Volt (100:<span class="nowrap"><sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub>&#8730;<span
+class="bt"><sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub></span>)</span> an
+den B&uuml;rsten.</p>
+
+<p>Als &#8222;<span class="gesp">Gleichrichter</span>&#8223; kann auch die <span class="gesp">Quecksilberdampflampe</span>
+von <span class="gesp">Cooper Hewitt</span> benutzt
+werden, die u. a. von der Firma Her&auml;us in Hanau auf
+den Markt gebracht wird. Stellt man zwischen ungleichartigen
+Elektroden (z. B. zwischen Eisen und
+einer Dochtkohle) einen Wechselstromlichtbogen her,<span class="pagenum" id="Page91">[91]</span>
+so geht der Strom leichter in dem einen Sinne (vom
+Eisen zur Kohle) &uuml;ber als im anderen <span class="nowrap">Sinne<a
+id="FNanchor75"></a><a href="#Footnote75" class="fnanchor">[75]</a>.</span> Bei
+der Quecksilberdampflampe sind die Elektroden Eisen
+und Quecksilber. In der Physikal.-Techn. Reichsanstalt
+wurden eingehende Versuche und zwar durchaus zufriedenstellende
+mit diesem Gleichrichter angestellt, die
+sich auf Einphasen- und Drehstrom <span class="nowrap">bezogen<a
+id="FNanchor76"></a><a href="#Footnote76" class="fnanchor">[76]</a>.</span> Es ergab
+sich, da&szlig; der Spannungsverlust bei 3 Amp. 18 Volt und
+bei 10,5 Amp. 15 Volt betrug. Betr&auml;gt also die Netzspannung
+150 Volt, so betr&auml;gt der Energieverlust bei
+10,5 Amp. Stromst&auml;rke 10%. Ein Vorzug des Quecksilber-Gleichrichters
+besteht auch darin, da&szlig; er ohne
+Beaufsichtigung (w&auml;hrend der Nacht) im Betrieb bleiben
+kann.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">elektrolytischen Umformer</span>, welche
+die Umwandlung von Wechselstrom in pulsierenden
+Gleichstrom bezwecken, beruhen auf folgendem Prinzip.
+Bildet man aus einer Aluminium- und einer Blei- (oder
+Platin-)elektrode und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure (oder
+einer L&ouml;sung der Sulfate der Alkalien oder des Alauns)
+einen elektrolytischen Apparat, so flie&szlig;t bei Verwendung
+von Gleichstrom, falls die Spannung einen gewissen
+Betrag nicht &uuml;bersteigt, nur dann Strom durch
+die Zelle, wenn Aluminium die negative Elektrode ist
+(unipolare Elektrode). Man nimmt an, da&szlig; sich bei
+der umgekehrten Richtung das SO<sub>4</sub> mit Aluminium zu
+einer sehr d&uuml;nnen unl&ouml;slichen Schicht von basischem
+Aluminiumsulfat verbindet, das den elektrischen Strom
+nicht <span class="nowrap">leitet<a id="FNanchor77"></a><a href="#Footnote77"
+class="fnanchor">[77]</a>.</span> Nachdem also eine geringe Elektrizit&auml;tsmenge<span class="pagenum" id="Page92">[92]</span>
+durch den Apparat geflossen ist, wird die
+Zelle zu einem Kondensator. Schaltet man eine hinreichend
+gro&szlig;e Anzahl der Zellen hintereinander und
+verbindet die Endklemmen mit einem Wechselstromnetze,
+so wird von jeder Stromwelle die H&auml;lfte unterdr&uuml;ckt
+und man erh&auml;lt pulsierenden <span class="nowrap">Gleichstrom<a
+id="FNanchor78"></a><a href="#Footnote78" class="fnanchor">[78]</a>.</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig10">
+<p class="caption">Fig. 10.</p>
+<img src="images/illo10.png" alt="Schaltung" width="450" height="502" />
+</div>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page93">[93]</span></p>
+
+<p>Sollen die beiden halben Wellen des Wechselstromes
+ausgenutzt werden, so wendet man die in
+<a href="#Fig10">Fig. 10</a> angegebene Schaltung an. Ist die Klemme
+<i>K</i><sub>1</sub> der Wechselstrommaschine die positive, so geht
+der Strom durch die Zelle <i>2</i>, durch die zu ladende
+Batterie <i>B</i>, durch die Zelle <i>3</i> zur Maschine zur&uuml;ck;
+ist <i>K</i><sub>2</sub> positiv, so geht der Strom durch die Zellen
+<i>4</i> und <i>1</i>. F&uuml;r 110 Volt Wechselstrom gen&uuml;gen
+4 Zellen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig11">
+<p class="caption">Fig. 11.</p>
+<img src="images/illo11.png" alt="Schaltung" width="400" height="469" />
+</div>
+
+<p>c) <span class="gesp">Laden mittels einer Gleichstrommaschine.</span>
+Am besten eignet sich die Nebenschlu&szlig;maschine.
+Eine solche (mit 2 Polen) ist in <a href="#Fig11">Fig. 11</a><span class="pagenum" id="Page94">[94]</span>
+schematisch dargestellt. Der im Anker <i>A</i> erzeugte
+Strom teilt sich hinter der positiven B&uuml;rste; ein kleiner
+Teil (<i>i</i>) flie&szlig;t durch die zahlreichen Windungen des
+linken Elektromagnetschenkels, durch den Regulierwiderstand
+<i>R</i>, die Windungen auf der rechten Seite
+und endlich durch die B&uuml;rste <i>B</i><sub>2</sub> zum Anker zur&uuml;ck.
+Der Hauptstrom <i>J</i> flie&szlig;t durch die Akkumulatorenbatterie,
+deren positiver Pol mit der positiven B&uuml;rste
+verbunden sein mu&szlig;.</p>
+
+<p>Verringert man bei einer bestimmten Klemmenspannung
+den Widerstand in <i>R</i> (durch Drehen der
+Kurbel), so w&auml;chst <i>i</i>, der Erregerstrom, und es wird, falls
+die Feldmagnete nicht schon vorher ges&auml;ttigt waren, das
+magnetische Feld verst&auml;rkt, so da&szlig; die elektromotorische
+Kraft der Maschine steigt. Umgekehrt kann
+man durch Vergr&ouml;&szlig;erung von <i>R</i> die elektromotorische
+Kraft verringern. Da man mit Hilfe des Rheostates
+die Spannung regulieren kann, so nennt man ihn Regulator.
+Die Spannungsregulierung kann in ziemlich
+weiten Grenzen vorgenommen werden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen annehmen, da&szlig; die Tourenzahl der Maschine, wie
+es meistens zutrifft, nicht ver&auml;ndert werden kann. Man kann dann
+nur durch Verst&auml;rkung des Erregerstromes die Spannung steigern,
+nat&uuml;rlich nur so lange, bis die Elektromagnete ges&auml;ttigt sind. Im
+allgemeinen wird nun die Maschine so gebaut, da&szlig; ihre Feldmagnete
+bei der normalen Spannung (z. B. 110 Volt) nahezu ges&auml;ttigt sind.
+Soll eine Nebenschlu&szlig;maschine also zeitweise eine wesentlich
+h&ouml;here Spannung, als man sie gew&ouml;hnlich von ihr verlangt, liefern,
+so mu&szlig; der Magnetismus der Feldmagnete bei der normalen Spannung
+noch ziemlich weit vom Maximum entfernt sein, d. h. das
+Material (das Eisen) wird nur zeitweise vollst&auml;ndig ausgenutzt, die
+Maschine ist also verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig teuer.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Gr&uuml;nde, weshalb sich die Nebenschlu&szlig;maschine
+f&uuml;r die Ladung von Akkumulatoren besonders eignet,
+sind folgende. Da die Klemmenspannung eines Akkumulators<span class="pagenum" id="Page95">[95]</span>
+w&auml;hrend der Ladung um 30-40% <span class="nowrap">steigt<a
+id="FNanchor79"></a><a href="#Footnote79" class="fnanchor">[79]</a>,</span>
+so mu&szlig;, wenn man nicht durch einen Vorschaltwiderstand
+den Strom zuerst abschw&auml;chen will, die elektromotorische
+Kraft der Lademaschine allm&auml;hlich erh&ouml;ht
+werden, was, wie schon gezeigt, bei der Nebenschlu&szlig;maschine,
+ohne da&szlig; man die Tourenzahl &auml;ndert, leicht
+geschehen kann. Nehmen wir ferner an, da&szlig; die elektromotorische
+Kraft der Maschine aus irgend einem
+Grunde, etwa infolge Gleitens des Riemens, pl&ouml;tzlich
+so stark sinkt, da&szlig; sie kleiner wird als die Spannung
+der Batterie, die geladen wird; es schickt dann die
+Batterie Strom in die <span class="nowrap">Maschine<a id="FNanchor80"></a><a
+href="#Footnote80" class="fnanchor">[80]</a>.</span> Man erkennt nun
+leicht, wenn man die <a href="#Fig11">Fig. 11</a> betrachtet, da&szlig; der durch
+die Elektromagnetwickelung flie&szlig;ende Akkumulatorenstrom
+dieselbe Richtung hat wie der von der Maschine
+selbst vor Eintritt der St&ouml;rung in den Nebenschlu&szlig;
+geschickte Strom. Die Feldmagnete &auml;ndern also ihre
+Polarit&auml;t nicht, sie werden nicht <span class="nowrap"><span
+class="gesp">umpolarisiert</span><a id="FNanchor81"></a><a href="#Footnote81" class="fnanchor">[81]</a>,</span>
+und es beh&auml;lt daher auch die im Anker induzierte elektromotorische
+Kraft ihre Richtung bei; sie ist mithin
+stets der elektromotorischen Kraft der Batterie entgegengesetzt
+gerichtet. H&ouml;rt die St&ouml;rung auf, so w&auml;chst
+die induzierte elektromotorische Kraft, und die Maschine
+schickt wieder Strom in die Batterie.</p>
+
+<p>Wie sich die Ladung gestaltet, h&auml;ngt von verschiedenen
+Faktoren ab. Es soll nur ein bestimmter, in
+der Praxis h&auml;ufig vorkommender Fall besprochen werden.<span class="pagenum" id="Page96">[96]</span>
+Es handle sich um eine Anlage mit 110 Volt; die Anzahl
+der Zellen sei 60, die Spannung der Nebenschlu&szlig;maschine
+m&ouml;ge bis zu 150 Volt erh&ouml;ht werden k&ouml;nnen.
+Die Steigerung der Spannung um 40 Volt wird nun
+nicht allein durch Vergr&ouml;&szlig;erung der Feldst&auml;rke des
+Magnetsystems, sondern auch durch Verringerung der
+Ankerr&uuml;ckwirkung bewirkt. Da aber die Ankerreaktion
+von der Ankerstromst&auml;rke abh&auml;ngig ist, so ist man
+gegen Ende der Ladung, um die letzte Spannungserh&ouml;hung
+zu erzielen, gezwungen, den Strom zu verringern.
+&mdash; Bevor man die Dynamo auf die Batterie
+schaltet, mi&szlig;t man die Klemmenspannung der Batterie,
+diese sei E. Dann erregt man die leer laufende Dynamo
+(mittels des Nebenschlu&szlig;regulators) so, da&szlig; ihre
+Spannung um einige Volt h&ouml;her ist als E und verbindet
+(durch Drehen des Schalters) die Dynamo mit
+der Batterie; unter Beobachtung des Ampermeters
+wird die elektromotorische Kraft der Maschine derartig
+reguliert, da&szlig; der gew&uuml;nschte Ladestrom zustande
+kommt. Im Verlaufe der Ladung mu&szlig; von Zeit zu
+Zeit eine Nachregulierung erfolgen.</p>
+
+<p>Bei den angenommenen Verh&auml;ltnissen kann die ganze
+Batterie so lange geladen werden, bis die Spannung
+pro Zelle <span class="horsplit"><span class="top">150</span><span class="bottom">60</span></span>
+= 2,5 Volt betr&auml;gt. Will man bis zu
+2,7 Volt laden, so m&uuml;ssen einige Zellen abgeschaltet
+werden (s. <a href="#Ref19">Zellenschalter</a>).</p>
+
+<p>Wenn eine Dynamo vorhanden ist, die nur die f&uuml;r
+den normalen Betrieb n&ouml;tige Spannung (z. B. 110 Volt)
+liefern kann, so wird in vielen F&auml;llen eine <span class="gesp">Zusatzdynamo</span>
+verwendet, die mit der Hauptmaschine in
+Reihe geschaltet wird und die fehlende Spannung liefert.
+Meistens wird die Zusatzdynamo durch einen Elektromotor
+angetrieben, dem Strom aus dem Netze zugef&uuml;hrt wird.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page97">[97]</span></p>
+
+<p>Wenn eine Zusatzmaschine nicht vorhanden ist und
+die Hauptmaschine nur die f&uuml;r die Speisung der
+Lampen und Motoren n&ouml;tige Spannung liefert, so kann
+man die Batterie <span class="gesp">in zwei H&auml;lften laden</span> (s. <a href="#Page88">S. 88</a>).
+Hierbei mu&szlig; eventuell ein Teil der Maschinenspannung
+in einem Vorschaltwiderstand get&ouml;tet werden, dessen
+Gr&ouml;&szlig;e man allm&auml;hlich verringert. Sobald die Ladung
+der Batterie beendigt ist, werden die beiden Gruppen
+wieder hintereinander geschaltet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Ladung in zwei H&auml;lften ist mit gr&ouml;&szlig;eren Energieverlusten
+verbunden. Besteht z. B. die Batterie bei 110 Volt Netzspannung
+aus 62 Zellen, und rechnen wir als mittlere Ladespannung 2,2 Volt,
+so m&uuml;ssen durchschnittlich (110 - 31&nbsp;. 2,2) Volt = 41,8 Volt erdrosselt
+werden, so da&szlig; 38% der von der Dynamo abgegebenen Energie im
+Vorschaltwiderstand in W&auml;rme umgesetzt werden. Die Ladung mit
+Zusatzmaschine wird daher vorgezogen.</p>
+
+<p>Die Zusatzmaschine erhalte Strom von der Hauptmaschine.
+Rechnen wir den Wirkungsgrad des Antriebsmotors und den der
+Zusatzmaschine zu 85%, so ist der Wirkungsgrad des Aggregates
+gleich 0,85&nbsp;. 0,85 = 0,7225. Der Energieverlust betr&auml;gt also bei
+unseren Annahmen 27<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>% der dem Aggregate zugef&uuml;hrten Energie.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Eine <span class="gesp">Schaltung</span>, die fast die ganze Netzspannung
+auszunutzen gestattet, hat <span class="gesp">Micka</span> angegeben. Angenommen,
+es sollen bei 110 Volt Netzspannung 63 Zellen
+geladen werden. Aus diesen werden drei gleich gro&szlig;e
+Gruppen gebildet, die wir mit I, II, III bezeichnen
+wollen. Die Zellen jeder Gruppe werden in Reihe und
+die beiden Gruppen II und III parallel geschaltet.
+Diese Doppelbatterie wird mit I in Serie geschaltet,
+so da&szlig; die f&uuml;r 42 Zellen erforderliche Spannung vorhanden
+sein mu&szlig;. Gruppe I erh&auml;lt also den vollen
+Ladestrom J, w&auml;hrend II und ebenso III mit dem Strome
+<span class="horsplit"><span class="top">J</span><span class="bottom">2</span></span>
+geladen werden. Mithin sind die Zellen der ersten<span class="pagenum" id="Page98">[98]</span>
+Gruppe fr&uuml;her geladen als die anderen. Nach Abschaltung
+von I werden II und III hintereinander
+geschaltet. Es ist auch hier die Vorschaltung eines
+Widerstandes n&ouml;tig. Man kann auch in drei Zeitabschnitten
+laden, indem man z. B. zuerst unter Vorschaltung
+eines Widerstandes Gruppe I und II in
+Serie l&auml;dt, dann I und III und zuletzt II und III.
+(Siehe E. T. Z. 1908, S. 943).</p>
+
+<p>d) <span class="gesp">Ladung mittels der Thermos&auml;ule.</span> Die
+Verwendung der Thermos&auml;ule f&uuml;r die Ladung von
+Akkumulatoren ist besonders am Platze, wenn es sich
+um eine kleinere Anzahl von Zellen handelt. Das
+Verfahren ist h&ouml;chst einfach, billig und m&uuml;helos: ein
+Vorschaltwiderstand ist &uuml;berfl&uuml;ssig; die Einschaltung
+eines Ampermeters ist nicht erforderlich, einer Beaufsichtigung
+bedarf die Ladung nicht, man kann die
+Ladung auch w&auml;hrend der Nacht fortsetzen; der Gasverbrauch
+betr&auml;gt pro Stunde <sup>1</sup>&#8260;<sub>5</sub> bis <sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Kubikmeter
+(f&uuml;r etwa 2 Pfg.); da endlich mit geringer Stromdichte
+geladen wird, so ist die chemische Umwandlung eine
+gr&uuml;ndliche.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die <span class="gesp">G&uuml;lcher</span>sche Thermos&auml;ule besteht aus 66 hintereinander
+geschalteten Elementen. Die elektromotorische Kraft ist am Abend
+etwas h&ouml;her als am Tage, da die Gaswerke am Tage den Gasdruck
+auf einer etwas geringeren H&ouml;he halten. Es ist jedoch nicht n&ouml;tig,
+einen Gasdruckregulator, dessen Verwendung vielfach empfohlen wird,
+einzuschalten. Nach dem Anz&uuml;nden der Gasfl&auml;mmchen, das nicht
+sofort nach &Ouml;ffnung des Gashahnes, sondern erst etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub> Minute
+sp&auml;ter geschehen darf, steigt die elektromotorische Kraft zuerst schnell,
+dann langsam und erreicht in etwa 20 Minuten ihren Endwert von
+ca. 3,7 Volt (am Abend). Der innere Widerstand der S&auml;ule betr&auml;gt
+rund 0,7 Ohm. Man verbindet die Akkumulatoren erst einige Minuten
+nach dem Anz&uuml;nden der Gasflammen mit den Polen der Thermos&auml;ule
+(+ mit +, - mit -), weil sonst der Akkumulator noch eine Zeitlang
+Strom abgibt. Wenn man sich vergewissern will, ob der Akkumulator
+auch wirklich Strom aufnimmt, so schaltet man ein Ampermeter<span class="pagenum" id="Page99">[99]</span>
+<span class="nowrap">ein<a id="FNanchor82"></a><a href="#Footnote82"
+class="fnanchor">[82]</a>.</span> Bei Beginn der Ladung gibt die Thermos&auml;ule einen
+Strom von rund 2 Amper ab, sp&auml;ter geht die Stromst&auml;rke etwas
+zur&uuml;ck.</p>
+
+<p>Sind mehrere Zellen zu laden, so mu&szlig; man diese parallel
+schalten, da die Spannung der Thermos&auml;ule schon f&uuml;r die Ladung
+von zwei in Reihe geschalteten Zellen zu klein ist. Es sei an dieser
+Stelle die Bemerkung eingeschoben, da&szlig; man <span class="gesp">bei der Parallelschaltung</span>
+der Zellen <span class="gesp">keine Gewi&szlig;heit</span> hat, <span class="gesp">da&szlig; alle Zellen
+Strom</span> <span class="nowrap"><span class="gesp">aufnehmen</span><a id="FNanchor83"></a><a
+href="#Footnote83" class="fnanchor">[83]</a>.</span>
+Ist bei einer Zelle Sulfatierung erfolgt
+(s. <a href="#Page112">S. 112</a>), ihr Widerstand also sehr gro&szlig;, oder ist ein Kontakt mangelhaft,
+oder ein Verbindungsdraht durchgebrochen o. dgl., so nimmt die
+Zelle keinen oder doch nur einen ganz schwachen Strom auf. Um
+sich zu vergewissern, ob in alle Elemente Strom flie&szlig;t, verbinde man
+f&uuml;r einen Augenblick jede Zelle einzeln mit der Thermos&auml;ule (Einschaltung
+eines Ampermeters). Gegen Ende der Ladung sieht man
+zu, ob sich in jeder Zelle an beiden Elektroden Gase entwickeln.</p>
+
+<p>Nach Beendigung der Ladung schaltet man zuerst den Akkumulator
+ab, dann <span class="gesp">bl&auml;st man die Gasfl&auml;mmchen aus</span> und dreht
+den Gashahn zu. Wenn man das Ausblasen unterl&auml;&szlig;t, erfolgt meistens
+eine Explosion, die der Thermos&auml;ule schaden kann.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Es schadet dem Akkumulator nicht, wenn man,
+bevor er gef&uuml;llt ist, die Ladung unterbricht, ihm Strom
+entnimmt und sp&auml;ter die Ladung fortsetzt (s. jedoch
+<a href="#Page132">Kap. 7</a>). Auch darf man den Akkumulator aufladen, d. h.
+ihm Strom zuf&uuml;hren, ohne da&szlig; er vorher ersch&ouml;pft war.</p>
+
+<p>e) Wenn keine der vorher erw&auml;hnten Stromquellen
+f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren zur Verf&uuml;gung steht,
+so mu&szlig; man seine Zuflucht zu <span class="gesp">galvanischen Elementen</span>
+nehmen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Daniell-Elemente sind weniger geeignet, da ihre elektromotorische
+Kraft nur etwas mehr als 1 Volt (1,08) und ihr innerer Widerstand
+ziemlich gro&szlig; ist. Man mu&szlig; mindestens drei Elemente hintereinander<span class="pagenum" id="Page100">[100]</span>
+schalten. Gut brauchbar sind Bunsen-Elemente: <span class="nowrap">Zink<a
+id="FNanchor84"></a><a href="#Footnote84" class="fnanchor">[84]</a></span> in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure (ca. 10%), Kohle in Salpeters&auml;ure. Das Element
+hat eine elektromotorische Kraft von etwa 1,8 Volt, der innere
+Widerstand betr&auml;gt bei den Elementen mittlerer Gr&ouml;&szlig;e 0,1 bis 0,2 Ohm.
+Zwei Elemente gen&uuml;gen also f&uuml;r einen Akkumulator bezw. mehrere
+parallel geschaltete Zellen; die Stromst&auml;rke betr&auml;gt anf&auml;nglich
+5-7 Amp. Da die Salpeters&auml;ure gesundheitssch&auml;dliche D&auml;mpfe
+abgibt, so stellt man die Elemente unter den Gasabzug oder ventiliert
+den Raum gut, in dem die Ladung erfolgt.</p>
+
+<p>Die Reichspost&auml;mter benutzen f&uuml;r die Ladung der Akkumulatoren
+vielfach Kupferelemente. Von einer Beschreibung dieses Elementes
+soll aber Abstand genommen werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Endlich sei noch erw&auml;hnt, da&szlig; manchmal die
+<span class="gesp">Ladung einer kleinen Batterie aus einer
+gro&szlig;en</span> empfehlenswert ist. Wenn bei der gro&szlig;en
+Batterie Schaltzellen vorhanden sind, so entnimmt man
+den Strom den beiden letzten mit dem Zellenschalter
+verbundenen Elementen. Durch Einschaltung eines kleinen
+Widerstandes schw&auml;cht man den Strom ab.</p>
+
+<p>3. <span class="gesp">Die Entladung.</span> Schaltet man nach beendigter
+Ladung die Ladestromquelle ab, so beobachtet man an
+einem mit den Klemmen verbundenen Voltmeter, da&szlig;
+die elektromotorische Kraft des Akkumulators zuerst
+schnell und dann langsam zur&uuml;ckgeht. Erst nach Verlauf
+von 40-50 Minuten (wenn kein nennenswerter
+Strom entnommen wird) bleibt die Spannung konstant
+und hat dann den der S&auml;uredichte entsprechenden Wert
+von 2-2,1 Volt (siehe <a href="#Page44">S. 44</a>). F&uuml;r die Abnahme der
+Spannung lassen sich verschiedene Gr&uuml;nde angeben:
+(Verschwinden der Gaspolarisation?), Abnahme der hohen
+S&auml;urekonzentration in den Poren, die zuerst schnell,<span class="pagenum" id="Page101">[101]</span>
+dann langsam erfolgt, Eindringen von Bleisulfat in den
+Elektrolyten, das eine Zunahme der Konzentration der
+Blei- und Bleisuperoxydionen zur Folge hat; ferner ist zu
+ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; ein Teil der Ladespannung, wenn
+Gasentwicklung erfolgt, als &Uuml;berspannung anzusehen
+ist, die, sobald man den Ladestrom abschaltet, wegf&auml;llt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig12">
+<p class="caption">Fig. 12.</p>
+<img src="images/illo12.png" alt="Entladekurve" width="600" height="192"
+title="Anfang der Entladung. Stromdichte zuletzt ca. 0,5 Amp." />
+</div>
+
+<p>Manchmal beobachtet man, da&szlig; nach Abschaltung
+der Ladestromquelle noch eine ziemlich starke, kurze
+Zeit dauernde Gasentwicklung erfolgt. <span class="gesp">Dolezalek</span>
+erkl&auml;rt diese Erscheinung <span class="nowrap">folgenderma&szlig;en<a
+id="FNanchor85"></a><a href="#Footnote85" class="fnanchor">[85]</a>:</span> &#8222;Hat man
+durch lange &Uuml;berladung alles auf der Elektrode befindliche
+Sulfat zersetzt, so bildet sich das Sulfat durch
+freiwillige Entladung (s. <a href="#Page106">S. 106</a>) zur&uuml;ck, was sich durch
+eine starke, kurz dauernde Wasserstoffentwicklung bei
+&Ouml;ffnung des Ladestromes zu erkennen gibt&#8223;. Es ist
+aber auch m&ouml;glich, da&szlig; das sogen. Nachkochen durch
+metallische Verunreinigungen hervorgerufen wird (s.
+Selbstentladung).</p>
+
+<p>Wird der Akkumulator entladen, so sinkt die
+<span class="pagenum" id="Page102">[102]</span>Klemmenspannung
+zun&auml;chst sofort um den Betrag i&nbsp;&middot; <span
+class="nowrap">w<sub>i</sub><a id="FNanchor86"></a><a href="#Footnote86" class="fnanchor">[86]</a>,</span>
+hierzu kommt in den ersten Minuten ein ziemlich starker
+Spannungsabfall, der durch den Schwefels&auml;ureverbrauch
+in den Poren der aktiven Masse und in unmittelbarster
+N&auml;he der Elektrodenoberfl&auml;che zu erkl&auml;ren ist (s. <a href="#Page48">S. 48</a>).
+Wie man ferner aus der Entladekurve, von der ein
+Teil in <a href="#Fig12">Fig. 12</a> abgebildet ist, ersehen kann, bleibt die
+Spannung nach dem ersten Abfall l&auml;ngere Zeit nahezu
+konstant: das Hineindiffundieren der S&auml;ure in die Poren
+h&auml;lt gleichen Schritt mit dem S&auml;ureverbrauch f&uuml;r die
+Sulfatbildung. Den betreffenden Unterschied der Konzentration
+der &auml;u&szlig;eren (C<sub>a</sub>) und der inneren S&auml;ure (C<sub>i</sub>) wollen
+wir &#948; nennen. Nun nimmt im Laufe der Entladung C<sub>a</sub>
+ab; soll also &#948; konstant bleiben, so mu&szlig; auch C<sub>i</sub> abnehmen.
+Die Spannung mu&szlig; demnach, der Abnahme der
+Konzentration der &auml;u&szlig;eren S&auml;ure (wie sie mittels eines
+eingetauchten Ar&auml;ometers gemessen wird) entsprechend,
+langsam sinken. Je mehr Elektrizit&auml;t man dem Akkumulator
+entnimmt, um so mehr wird, wie schon gezeigt
+wurde, der S&auml;ure das Eindringen in die aktive Masse
+erschwert. Daher ist gegen Ende der Entladung ein
+schnellerer Spannungsabfall zu erwarten (s. <a href="#Fig13">Fig. 13</a>).</p>
+
+<p>Man h&ouml;rt mit <span class="gesp">der Entladung auf, wenn die
+Klemmenspannung bei Stromentnahme</span> 1,83
+<span class="gesp">bis</span> 1,8 <span class="gesp">Volt betr&auml;gt</span>, weil eine zu weit getriebene
+Entladung dem Akkumulator sch&auml;dlich ist und durch sie
+die folgende Ladung erschwert wird; auch gibt ein
+Akkumulator, wenn er bis zu dem angegebenen Punkte
+entladen ist, keine beachtenswerte Elektrizit&auml;tsmenge
+mehr ab. (S. auch &#8222;Erholung&#8223; <a href="#Page105">S. 105</a> und &#8222;Behandlung&#8223;
+<a href="#Page132">Kap. 7</a>.)</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Bei Zentralen kommt noch hinzu, da&szlig;, wenn man mit der Entladespannung
+noch unter 1,8 Volt heruntergehen wollte, das Konstanthalten
+der Spannung in der Zentrale umst&auml;ndlich w&auml;re und die Zahl
+der Zellen vergr&ouml;&szlig;ert werden m&uuml;&szlig;te. Diese n&auml;mlich
+ist abh&auml;ngig<span class="pagenum" id="Page103">[103]</span>
+von der Netzspannung und der Endspannung der Zellen. Bei 110 Volt
+Netzspannung sind <span class="horsplit"><span class="top">110</span><span class="bottom">1,8</span></span> Zellen erforderlich.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<div class="figcenter" id="Fig13">
+<p class="caption">Fig. <span class="nowrap">13<a id="FNanchor87"></a><a href="#Footnote87" class="fnanchor">[87]</a>.</span></p>
+<img src="images/illo13.png" alt="Spannungsabfall" width="500" height="419"
+title="Ende der Entladung (4 Stunden)" />
+</div>
+
+<p>Wie bei der Ladung, so darf auch bei der Entladung
+eine <span class="gesp">gewisse Stromdichte nicht &uuml;berschritten
+werden</span> &mdash; wenigstens f&uuml;r l&auml;ngere Zeit
+nicht, weil sich die Platten bei zu starker Stromentnahme
+(infolge der pl&ouml;tzlichen und starken Volum&auml;nderungen)
+kr&uuml;mmen (&#8222;werfen&#8223;) und die aktive Masse
+abbr&ouml;ckeln kann. Durch eine st&auml;rkere Kr&uuml;mmung der
+Platten kann ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt
+werden, der, falls er nicht bald beseitigt wird, zu einem
+vollst&auml;ndigen Ruine des Akkumulators f&uuml;hrt. Die
+<span class="gesp">maximale Stromst&auml;rke</span> wird von den Fabriken<span class="pagenum" id="Page104">[104]</span>
+f&uuml;r die einzelnen Typen angegeben und ist meistens
+gleich der maximalen Ladestromst&auml;rke (s. auch <a href="#Page132">Kap. 7</a>).</p>
+
+<p>Nur dann, wenn man mit sehr geringer Stromdichte
+entl&auml;dt, wird fast alles Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt.
+Wie durch <span class="gesp">Ayrton</span>, <span class="gesp">Lamb</span> und <span class="gesp">Smith</span>
+nachgewiesen wurde, bleiben selbst bei 15st&uuml;ndiger
+Entladung noch 40% des bei Beginn der Entladung
+vorr&auml;tigen Bleisuperoxydes zur&uuml;ck. Entsprechendes wird
+f&uuml;r den Bleischwamm gelten (s. <a href="#Ref16">Kapazit&auml;t</a>). Es erkl&auml;rt
+sich so die Tatsache, da&szlig; positive &#8222;entladene&#8223; Platten
+noch eine braunrote Farbe haben.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote67"><a href="#FNanchor67"><span class="label">[67]</span></a> Die Spannung in den verschiedenen Stadien der Ladung ist
+von der S&auml;uredichte, der Plattenkonstruktion usw., vor allem aber
+von der Stromdichte abh&auml;ngig.</p>
+
+<p id="Footnote68"><a href="#FNanchor68"><span class="label">[68]</span></a>
+Die Akkumulatoren f&uuml;r station&auml;re elektrische Anlagen. 4. Aufl.
+1906.</p>
+
+<p id="Footnote69"><a href="#FNanchor69"><span class="label">[69]</span></a>
+In der Formel f&uuml;r die elektromotorische Kraft des Akkumulators
+kommt das Produkt dieser beiden Konzentrationen im
+Nenner vor.</p>
+
+<p id="Footnote70"><a href="#FNanchor70"><span class="label">[70]</span></a> E. T. Z. 1900 Nr. 14 ff.</p>
+
+<p id="Footnote71"><a href="#FNanchor71"><span class="label">[71]</span></a> Der einst&uuml;ndigen Entladung entsprechend.</p>
+
+<p id="Footnote72"><a href="#FNanchor72"><span class="label">[72]</span></a>
+&Uuml;ber die Anfertigung von Polreagenzpapier siehe L&uuml;pke-Bose,
+Grundz&uuml;ge der Elektrochemie, 5. Aufl. S. 22.</p>
+
+<p id="Footnote73"><a href="#FNanchor73"><span class="label">[73]</span></a>
+Schaltungsschema siehe <a href="#Fig2">Figur 2</a> a. <a href="#Page26">S. 26</a>.</p>
+
+<p id="Footnote74"><a href="#FNanchor74"><span class="label">[74]</span></a>
+Man mu&szlig; also, wenn man die Gleichstromspannung variieren
+will, die Spannung des Wechselstromes &auml;ndern; es kann dies durch
+Einschaltung von Drosselspulen oder mittels Transformatoren mit
+abschaltbaren Spulen geschehen.</p>
+
+<p id="Footnote75"><a href="#FNanchor75"><span class="label">[75]</span></a> Siehe E. T. Z. 1900 S. 336 u. 403, 1903 S. 187 u. 395.</p>
+
+<p id="Footnote76"><a href="#FNanchor76"><span class="label">[76]</span></a> E. T. Z. 1909 S. 297. Siehe auch Handbuch der Elektrotechnik
+I, 2 S. 362.</p>
+
+<p id="Footnote77"><a href="#FNanchor77"><span class="label">[77]</span></a>
+Nach einer anderen Erkl&auml;rung bildet sich, wenn das Aluminium
+Anode ist, Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>.</p>
+
+<p id="Footnote78"><a href="#FNanchor78"><span class="label">[78]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1903, S. 432 und 527.</p>
+
+<p id="Footnote79"><a href="#FNanchor79"><span class="label">[79]</span></a> Von rund 2 Volt bis zu etwa 2,7 Volt.</p>
+
+<p id="Footnote80"><a href="#FNanchor80"><span class="label">[80]</span></a> Man kann durch Einschaltung eines Schwachstromautomats
+(Minimalausschalters) in die Ladeleitung verhindern, da&szlig; die Batterie
+Strom in die Dynamo schickt; jedoch kann es vorkommen, da&szlig; der
+Automat nicht funktioniert.</p>
+
+<p id="Footnote81"><a href="#FNanchor81"><span class="label">[81]</span></a>
+Bei der Hauptstrommaschine w&uuml;rden die Feldmagnete umpolarisiert
+werden.</p>
+
+<p id="Footnote82"><a href="#FNanchor82"><span class="label">[82]</span></a> Wenn der Akkumulator keinen Strom aufnimmt, so zeigt
+ein mit seinen Klemmen verbundenes Voltmeter die Spannung der
+Thermos&auml;ule an.</p>
+
+<p id="Footnote83"><a href="#FNanchor83"><span class="label">[83]</span></a> Wenn ein Ar&auml;ometer nicht benutzt wird. Gegen Ende der
+Ladung ist das Ausbleiben der Gasentwicklung ein Zeichen.</p>
+
+<p id="Footnote84"><a href="#FNanchor84"><span class="label">[84]</span></a>
+Das Zink mu&szlig; amalgamiert werden, weil sonst der Zinkverbrauch
+zu gro&szlig; ist. Der theoretische Zinkverbrauch betr&auml;gt pro Amperstunde
+nur 1,2 Gramm. Je mehr Wasserstoff sich an der Zinkelektrode
+entwickelt, um so mehr wird die theoretische Zinkmenge
+&uuml;berschritten.</p>
+
+<p id="Footnote85"><a href="#FNanchor85"><span class="label">[85]</span></a> l. c. S. 63.</p>
+
+<p id="Footnote86"><a href="#FNanchor86"><span class="label">[86]</span></a>
+Dieser ist, wenn <span class="gesp">nur</span> ein Voltmeter von gr&ouml;&szlig;erem Widerstand
+mit den Klemmen verbunden ist, verschwindend klein; bei dem
+der dreist&uuml;ndigen Entladung entsprechenden Strome betr&auml;gt w<sub>i</sub>&nbsp;&middot; i
+einige Hundertstel Volt.</p>
+
+<p id="Footnote87"><a href="#FNanchor87"><span class="label">[87]</span></a> Der Akkumulator wurde mit einer Stromdichte von etwa
+0,6 Amp. (bezogen auf die Positiven) entladen. &mdash; Die Gestalt der
+Entladungskurve h&auml;ngt von der Stromst&auml;rke ab. Je gr&ouml;&szlig;er die
+Stromdichte ist, um so st&auml;rker ist der Spannungssturz in den ersten
+Minuten und gegen Ende der Ladung.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page105">[105]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">F&uuml;nftes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Vorg&auml;nge im ruhenden Akkumulator.</span></h2>
+
+<p id="Ref23">1. <span class="gesp">Erholung.</span> Wir haben gesehen, da&szlig; die
+Klemmenspannung eines Akkumulators bei der Entladung
+sinkt, weil der Elektrolyt im Innern der Platten
+und dicht an der Oberfl&auml;che an S&auml;ure verarmt. F&uuml;r
+die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung spricht auch diejenige
+Erscheinung, die man als <span class="gesp">Erholung</span> bezeichnet. Sie
+besteht darin, da&szlig; nach Verringerung der Belastung,
+besonders nach &Ouml;ffnung des Stromkreises, infolge des
+Ausgleiches der Konzentrationsunterschiede die Spannung
+zuerst schnell, dann langsam bis zu dem der augenblicklichen
+Dichte der <span class="gesp">ganzen</span> S&auml;ure entsprechenden
+Werte steigt. Wenn man die Erscheinung der Erholung
+nicht kennt oder nicht beachtet, so kann man sich leicht
+&uuml;ber den Zustand des Akkumulators t&auml;uschen. Aus dem
+Umstande, da&szlig; die elektromotorische Kraft rund 2 Volt
+betr&auml;gt, darf man nicht schlie&szlig;en, da&szlig; noch eine gro&szlig;e
+Elektrizit&auml;tsmenge aufgespeichert sei. Dies geht aus
+den folgenden Messungen hervor.</p>
+
+<p>Eine Zelle, die bei vierst&uuml;ndiger Entladung eine
+Kapazit&auml;t von etwa 16 Amperstunden hat, wurde mit
+4 Amp. entladen; die anf&auml;ngliche elektromotorische
+Kraft betrug 2,08 Volt. Nach 1 Stunde zeigte das Voltmeter
+eine Klemmenspannung von 1,95 Volt an; die Entladung<span class="pagenum" id="Page106">[106]</span>
+wurde unterbrochen. Als sie nach 15st&uuml;ndiger
+Ruhe fortgesetzt wurde, ergab sich eine elektromotorische
+Kraft von 2,03 Volt; 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>6</sub> Stunden sp&auml;ter
+belief sich die Klemmenspannung auf 1,8 Volt. Nach
+5st&uuml;ndiger Pause zeigte das Voltmeter 2,02 Volt an; bei
+Entnahme von 4 Amp. fiel die Spannung in 5 Minuten
+auf 1,83 Volt. Aus diesen Beobachtungen ergibt sich
+wohl von selbst, was man zu tun hat, wenn man sich
+ein Urteil &uuml;ber die Frage bilden will, wann man mit
+der Stromentnahme aufh&ouml;ren mu&szlig;.</p>
+
+<p id="Ref21">2. <span class="gesp">Selbstentladung.</span> L&auml;&szlig;t man einen geladenen
+Akkumulator unbenutzt stehen, so nimmt seine Kapazit&auml;t
+von Tag zu Tag ab, und die S&auml;uredichte sinkt allm&auml;hlich.
+Die langsam infolge chemischer Prozesse, die sich in
+der offenen Zelle abspielen, erfolgende Abnahme der
+Nutzkapazit&auml;t bezeichnet man als Selbstentladung.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Hierzu geh&ouml;rt also nicht die durch mangelhafte Isolation verursachte
+Entladung, die besonders bei Batterien f&uuml;r hohe Spannungen
+eine Rolle spielt. Der Vorgang ist folgender: Von der positiven
+Klemme der Batterie flie&szlig;t ein schwacher Strom durch die S&auml;ure &uuml;ber
+die feuchte Wand der Zelle usw. zum negativen Pole der Batterie.
+Au&szlig;erdem k&ouml;nnen Str&ouml;me von dem positiven Pole einer Zelle &uuml;ber
+die Glaswand nach dem negativen Pole <span class="gesp">derselben</span> Zelle &uuml;bergehen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Umwandlung von Blei und Bleisuperoxyd in
+Bleisulfat, die erfolgt, ohne da&szlig; der Akkumulator Strom
+abgibt, kann durch verschiedene Erscheinungen verursacht
+werden.</p>
+
+<p>a) Die S&auml;ure absorbiert Sauerstoff der Luft; gelangt
+dieser an die Bleischwammelektrode, so wird Blei
+oxydiert. Da die Absorption und <span class="nowrap">Diffusion<a
+id="FNanchor88"></a><a href="#Footnote88" class="fnanchor">[88]</a></span> des Sauerstoffs
+nur sehr langsam erfolgen, so ist die betreffende
+Kapazit&auml;tsabnahme nur gering.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page107">[107]</span></p>
+
+<p>b) Bei der Ladung s&auml;ttigt sich die S&auml;ure in der
+N&auml;he der Elektroden und in den Poren der aktiven
+Masse mit Sauerstoff bezw. mit Wasserstoff, auch werden
+von den Elektroden selbst geringe Mengen dieser Gase
+aufgenommen (Okklusion). Nach beendigter Ladung
+diffundiert der Wasserstoff langsam in die S&auml;ure hinein
+und gelangt nach der positiven Elektrode, wo er reduzierend
+wirkt; der Sauerstoff wandert langsam nach
+der Bleiplatte, wo er Oxydation hervorruft. Auch die
+diesen Vorg&auml;ngen entsprechenden Verluste spielen keine
+gro&szlig;e Rolle.</p>
+
+<p>c) Gr&ouml;&szlig;ere Elektrizit&auml;tsverluste k&ouml;nnen durch die
+Anwesenheit von fremden Metallen in der Schwefels&auml;ure
+verursacht werden. Jedoch sind keineswegs alle
+Metalle zu den sch&auml;dlichen zu rechnen, sondern nur
+diejenigen, die mit Blei in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein
+galvanisches Element bilden, bei dem Blei der negative
+Pol ist. Wir werden hierauf unten noch n&auml;her eingehen.
+Einstweilen nehmen wir an, da&szlig; ein sch&auml;dliches
+Metall, etwa Platin, in der Akkumulators&auml;ure enthalten
+sei. Durch Blei wird das Platin ausgef&auml;llt, es schl&auml;gt
+sich also Platin auf der Bleischwammelektrode nieder
+(wie sich Kupfer auf einem Zinkstabe niederschl&auml;gt,
+den man in die L&ouml;sung eines Kupfersalzes eintaucht).
+Es sei jetzt an folgenden Versuch erinnert: Befinden
+sich ein Zinkstab und eine Kupferplatte in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure, und neigt man die Metalle so, da&szlig; sie
+sich innerhalb der S&auml;ure ber&uuml;hren, so beobachtet man
+an der Ber&uuml;hrungsstelle lebhafte Gasentwickelung
+(Wasserstoff). Die Anordnung bildet ein innerhalb der
+S&auml;ure kurz geschlossenes Voltasches Element; der Strom
+geht vom Kupfer durch die Ber&uuml;hrungsstelle zum Zink,
+durch die S&auml;ure zum Kupfer zur&uuml;ck. In unserem
+Akkumulator befinden sich nun au&szlig;erordentlich viele,<span class="pagenum" id="Page108">[108]</span>
+sehr kleine kurzgeschlossene Elemente, jedes Platinteilchen
+bildet mit seiner Unterlage ein solches. Die
+Vorg&auml;nge sind &auml;hnliche wie diejenigen, die sich in dem
+Voltaschen Elemente abspielen (s. <a href="#Page22">S. 22</a>) und k&ouml;nnen
+durch die Gleichung dargestellt werden</p>
+
+<p class="equation">Pb&nbsp;+ H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> = PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ H<sub>2</sub>.</p>
+
+<p>Dieses gilt auch, wenn sich ein anderes sch&auml;dliches
+Metall in dem Elektrolyten befindet.</p>
+
+<p>Die eben erw&auml;hnten sehr kleinen Elemente nennt man
+<span class="gesp">Lokalelemente</span> und die entsprechenden chemischen
+Vorg&auml;nge <span class="gesp">Lokalaktion</span>. Da infolge der Lokalaktion
+Blei in Bleisulfat umgewandelt wird, so mu&szlig; die Kapazit&auml;t
+der negativen Platte abnehmen.</p>
+
+<p>Je leichter die Wasserstoffentwicklung an einem
+der sch&auml;dlichen Metalle erfolgt, um so st&auml;rker werden
+die Lokalstr&ouml;me, um so schneller erfolgt die Selbstentladung.
+Wenn man daher die Metalle nach dem Grade
+ihrer Sch&auml;dlichkeit in eine Reihe ordnen will, so mu&szlig;
+man die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; mit ber&uuml;cksichtigen (s. <a href="#Page13">S. 13</a>).
+Betr&auml;gt diese bei einem Metalle mehr als die elektromotorische
+Kraft der Kombination Blei | verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure | Wasserstoffelektrode, so kann eine
+Wasserstoffentwickelung, falls sich das betreffende Metall
+in der S&auml;ure bezw. auf der Bleischwammelektrode
+befindet, nicht erfolgen und demnach auch keine Umwandlung
+von Blei in Bleisulfat. Nach <span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a
+
+id="FNanchor89"></a><a href="#Footnote89" class="fnanchor">[89]</a></span>
+sind folgende Metalle dem Akkumulator gef&auml;hrlich:
+Platin, Gold, Eisen, Silber, Nickel, Kupfer, und zwar
+Platin am meisten, Kupfer am <span class="nowrap">wenigsten<a id="FNanchor90"></a><a
+href="#Footnote90" class="fnanchor">[90]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page109">[109]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da&szlig; <span class="gesp">Platin</span> dem Akkumulator sch&auml;dlich ist, zeigt ein einfacher
+Versuch: Ber&uuml;hrt man mit einem Platindrahte oder mit einem Platinblech
+innerhalb der S&auml;ure eine negative Platte, so beobachtet man
+lebhafte Gasentwickelung. &mdash; Spuren von Platin k&ouml;nnen in die Schwefels&auml;ure
+gelangen, wenn dieselbe in einem Platinkessel eingedampft wird.
+Es gen&uuml;gen ganz minimale Mengen von Platin, den Akkumulator unbrauchbar
+zu machen; die anderen Metalle sollen, wenn sie nur in
+sehr geringer Menge zugegen sind, im Laufe der Zeit am Sch&auml;dlichkeit
+abnehmen, wahrscheinlich, weil sie sich mit dem Blei langsam
+legieren.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="gesp">Kupfer</span> kann besonders bei offenen Zellen, die
+im Laboratorium benutzt werden, in die S&auml;ure gelangen,
+wenn Messingklemmschrauben oder Kupferdr&auml;hte an die
+Pole befestigt werden. Durch <span class="gesp">S&auml;ured&auml;mpfe</span> oder
+durch S&auml;urepartikeln, die bei der Ladung von den entweichenden
+Gasblasen mitgerissen werden, vielleicht
+auch durch &#8222;kriechende&#8223; S&auml;ure, wird das Kupfer angegriffen,
+es bildet sich ein Kupfersalz, von dem sich
+Teilchen losl&ouml;sen usw. &mdash; Stehen Akkumulatoren in der
+N&auml;he einer Dynamomaschine, bei der Kupferb&uuml;rsten benutzt
+werden, so k&ouml;nnen kleine Kupferpartikelchen in
+die S&auml;ure fliegen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine bis jetzt noch nicht aufgekl&auml;rte Beobachtung hat <span
+class="nowrap"><span class="gesp">Kugel</span><a id="FNanchor91"></a><a href="#Footnote91" class="fnanchor">[91]</a></span>
+gemacht. Er fand, da&szlig;, wenn mehrere Metalle, die f&uuml;r sich allein
+nur in geringem Grade sch&auml;dlich sind, gleichzeitig in der S&auml;ure zugegen
+sind, eine st&auml;rkere Selbstentladung erfolgt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Durch Untersuchungen von <span class="gesp">Kayser</span> und <span class="gesp">Ost</span> soll
+nachgewiesen sein, da&szlig; Kupfer, wenn es allein in
+der S&auml;ure vorkommt, eine Entladung nicht hervorruft;
+jedoch fand auch dann Selbstentladung statt, sobald ein
+zweites geeignetes Metall in der S&auml;ure war (s. <span class="gesp">Hoppe</span>,
+Die Akkumulatoren f&uuml;r Elektrizit&auml;t). &mdash; Verfasser wei&szlig;
+aus Erfahrung, da&szlig; Zellen, in die Kupferstaub geraten
+war, vollst&auml;ndig verdorben wurden.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page110">[110]</span></p>
+
+<p>Wenn durch metallische Verunreinigungen eine
+Selbstentladung verursacht wird, so gasen die Negativen
+nach Unterbrechung des Ladestromes noch l&auml;ngere Zeit
+nach und die Dichtigkeit der Akkumulators&auml;ure nimmt
+ab, dementsprechend sinkt die elektromotorische Kraft
+langsam.</p>
+
+<p>d) Ferner ist die Anwesenheit <span class="gesp">sch&auml;dlicher Metalle
+in den Platten</span> selbst zu erw&auml;hnen. Hier
+gelten dieselben Betrachtungen wie eben. Nat&uuml;rlich
+kann eine metallische Verunreinigung nur dann Selbstentladung
+verursachen, wenn das betreffende Metall
+mit der S&auml;ure in Ber&uuml;hrung kommt.</p>
+
+<p id="Ref24">e) <span class="gesp">Lokalaktion an der positiven Platte.</span>
+Dort findet eine Ber&uuml;hrung zwischen Blei- und Bleisuperoxydteilchen
+statt, die mit hinzutretender Schwefels&auml;ure
+Lokalelemente bilden. Die Lokalaktion besteht
+in der Umwandlung von Bleisuperoxyd der aktiven
+Masse und Blei des Tr&auml;gers in Bleisulfat, bewirkt also
+eine Abnahme der augenblicklichen Kapazit&auml;t der positiven
+Platten (und eine Zunahme der sp&auml;teren, s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Auch an der negativen Elektrode sollen nach <span class="gesp">Darrieus</span> Lokalaktionen
+stattfinden (?), da Hartblei (s. <a href="#Page118">S. 118</a>) und Bleischwamm in
+verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure ein galvanisches Element von 0,520 Volt
+(nach <span class="gesp">Sieg</span> von 0,225 Volt) bilden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>f) Endlich kann eine ganz schwache Selbstentladung
+durch Verunreinigungen der S&auml;ure herbeigef&uuml;hrt werden,
+die leicht oxydierbar sind und in zwei verschiedenen
+Oxydationsstufen vorkommen, z. B. Eisen, das Ferro-
+und Ferrisalze bildet. Sie nehmen an der positiven
+Elektrode Sauerstoff auf, diffundieren als sauerstoffreiche
+Verbindungen nach der negativen Elektrode hin,
+geben dort Sauerstoff ab, gelangen durch Diffusion
+wieder nach der positiven Platte usw.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page111">[111]</span></p>
+
+<p>Die Geschwindigkeit, mit der die Selbstentladung
+erfolgt, w&auml;chst mit der Konzentration der S&auml;ure, weil
+die elektromotorischen Kr&auml;fte der verschiedenen in Betracht
+kommenden Elemente mit der S&auml;uredichte ansteigen.
+Dies gilt besonders von der Kombination Blei
+| verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure | Wasserstoff. Je gr&ouml;&szlig;er die
+elektromotorische Kraft dieser Kette ist, je mehr sie
+also die &#8222;&Uuml;berspannung&#8223; &uuml;bertrifft, um so leichter erfolgt
+Wasserstoffentwicklung. Ist die S&auml;ure stark konzentriert,
+so kann sich auch chemisch reines Blei unter
+lebhafter Wasserstoffentwicklung aufl&ouml;sen (es gehen
+Bleiionen in die L&ouml;sung und Wasserstoffionen aus der
+L&ouml;sung auf das Blei, wo sie ihre Ladung abgeben und
+als Blasen <span class="nowrap">entweichen<a id="FNanchor92"></a><a href="#Footnote92" class="fnanchor">[92]</a>).</span></p>
+
+<p>&Uuml;ber die Gr&ouml;&szlig;e der Stromverluste infolge der
+<span class="nowrap">Selbstentladung<a id="FNanchor93"></a><a
+href="#Footnote93" class="fnanchor">[93]</a></span> k&ouml;nnen genaue Angaben nicht gemacht
+werden; sie h&auml;ngt eben von Zuf&auml;lligkeiten ab, vor allem
+von der Reinheit der Materialien und von der Konstruktion
+der Platten. F&uuml;r positive Platten wird sie
+im allgemeinen eine andere sein als f&uuml;r negative. Ferner
+d&uuml;rfte die Selbstentladung um so gr&ouml;&szlig;er sein, je weiter
+die sogen. Oberfl&auml;chenentwicklung getrieben ist, lehrt
+doch die Erfahrung, da&szlig; f&uuml;r Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten der
+Verlust durch freiwillige Entladung in einer bestimmten
+Zeit bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als f&uuml;r sogen.
+<span class="nowrap">Masseplatten<a id="FNanchor94"></a><a href="#Footnote94"
+class="fnanchor">[94]</a>.</span><span class="pagenum" id="Page112">[112]</span>
+In den ersten Tagen nach der Ladung ist der prozentuale
+Verlust gr&ouml;&szlig;er als sp&auml;ter.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Da die Selbstentladung mit einem Verbrauch von Schwefels&auml;ure
+Verbunden ist, so kann man sich mit Hilfe des Ar&auml;ometers ein angen&auml;hertes
+Bild von dem Zustande der Zelle verschaffen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Auf die Schl&uuml;sse, die sich aus der Selbstentladung
+f&uuml;r die Praxis ergeben, wird sp&auml;ter n&auml;her eingegangen
+(s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Hier sei nur darauf aufmerksam gemacht,
+da&szlig; man bei der Wahl des Systems in manchen F&auml;llen
+auf die Selbstentladung R&uuml;cksicht nehmen mu&szlig;. Je
+gr&ouml;&szlig;er die Selbstentladung ist, um so gr&ouml;&szlig;er ist die
+Gefahr, da&szlig; der Akkumulator Schaden leidet, wie sich
+aus dem folgenden Abschnitte ergibt.</p>
+
+<p id="Ref14"><span class="gesp">Sulfatierung.</span> L&auml;&szlig;t man einen Akkumulator
+in entladenem Zustande l&auml;ngere Zeit stehen, so beobachtet
+man, da&szlig; sich auf der Oberfl&auml;che der Platten
+wei&szlig;e Flecke bilden, die im Laufe der Zeit an Gr&ouml;&szlig;e
+zunehmen; schlie&szlig;lich (nach mehreren Wochen) ist die
+ganze Oberfl&auml;che mit einer wei&szlig;en Schicht bedeckt.
+Wie die chemische Analyse zeigt, besteht die Masse,
+die sich auf den Platten ansetzt, aus reinem Bleisulfat
+(daher der Name Sulfatierung oder Sulfatisierung). Diese
+Sulfatschicht unterscheidet sich von dem bei jeder Entladung
+entstehenden Bleisulfat dadurch, da&szlig; sie aus
+gr&ouml;&szlig;eren Krystallen besteht, w&auml;hrend letzteres einen
+mit Schwefels&auml;ure &uuml;berall durchtr&auml;nkten &Uuml;berzug bildet.
+Wir m&uuml;ssen also schlie&szlig;en, da&szlig; die Sulfatierung auf
+eine <span class="gesp">physikalische</span> Ver&auml;nderung des schwefelsauren
+Bleies zur&uuml;ckzuf&uuml;hren ist. <span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a
+id="FNanchor95"></a><a href="#Footnote95" class="fnanchor">[95]</a></span> gibt folgende Erkl&auml;rung:
+Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates in verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure nimmt mit der Temperatur schnell zu.
+Nun unterliegt die Temperatur des Raumes, in dem sich<span class="pagenum" id="Page113">[113]</span>
+der Akkumulator befindet und daher auch die Temperatur
+der S&auml;ure forw&auml;hrenden Schwankungen. Steigt die
+Temperatur (am Tage), so geht neues, an den Elektroden
+vorr&auml;tiges Bleisulfat in L&ouml;sung, sinkt die Temperatur
+(abends, in der Nacht), so scheidet sich ein Teil
+des gel&ouml;sten Sulfates in kristallinischem Zustande ab.
+Bei dem folgenden Temperaturanstieg geht wieder Sulfat
+in L&ouml;sung. Da sich aber das strukturlose, bei der
+vorhergegangenen Entladung entstandene Salz leichter
+l&ouml;st, so nehmen die schon vorhandenen Kristallnadeln
+nur wenig an Gr&ouml;&szlig;e ab. Bei der n&auml;chsten Abk&uuml;hlung
+geht wieder Bleisulfat aus der L&ouml;sung heraus und setzt
+sich an die vorhandenen Kristallnadeln an. So wachsen
+also die Kristalle im Laufe der Zeit auf Kosten des
+bei der Entladung entstandenen Sulfates, bis schlie&szlig;lich
+die ganze Oberfl&auml;che mit einer zusammenh&auml;ngenden,
+f&uuml;r Fl&uuml;ssigkeiten fast undurchdringlichen Kruste von
+kristallinischem Bleisulfat bedeckt ist.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>F&uuml;r die Richtigkeit dieser Erkl&auml;rung d&uuml;rfte der folgende vom
+Verfasser angestellte Versuch sprechen: In verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,
+in der sich fein verteiltes Bleisulfat befand, wurde eine Bleiplatte
+eingetaucht. Nach Verlauf von mehreren Wochen war die Bleiplatte
+zum Teil mit einer ziemlich dicken, wei&szlig;en Kruste bedeckt. Besonders
+stark hatte sich das Bleisulfat an den Teilen der Platte angesetzt,
+die sich in der N&auml;he der Oberfl&auml;che der S&auml;ure befanden.
+Dort nimmt die S&auml;ure am leichtesten die Temperatur der Umgebung
+an (das Glasgef&auml;&szlig; war luftdicht abgeschlossen).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Schlie&szlig;t man eine Zelle, in der st&auml;rkere Sulfatierung
+erfolgt ist, an ein Voltmeter an, so findet man, da&szlig; ihre
+elektromotorische Kraft nahezu Null ist. Die folgende
+Ladung ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden,
+weil der innere Widerstand der Zelle ein ungew&ouml;hnlich
+gro&szlig;er ist. Die starke Zunahme des inneren Widerstandes
+ist darauf zur&uuml;ckzuf&uuml;hren, da&szlig; die Sulfatschichten
+dem Strome das Eindringen in den Elektrolyten<span class="pagenum" id="Page114">[114]</span>
+<span class="nowrap">erschweren<a id="FNanchor96"></a><a
+href="#Footnote96" class="fnanchor">[96]</a>.</span> Nimmt die Zelle Strom auf, so
+sinkt der innere Widerstand einige Zeit nach Beginn
+der Ladung langsam.</p>
+
+<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; bei einem Akkumulator
+mit sulfatierten Platten die Ladung mit Ruhepausen
+von Vorteil ist; man l&auml;dt also kurze Zeit, schaltet die
+Stromquelle ab, setzt nach einiger Zeit die Ladung
+fort usw. Ferner soll sich die sch&auml;dliche Sulfatschicht
+auf den Positiven leichter entfernen lassen als auf den
+Negativen.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Meines Erachtens ist die Erkl&auml;rung f&uuml;r diese Erfahrungstatsachen
+folgende: 1. Das kristallinische Bleisulfat l&ouml;st sich nur sehr
+langsam in der S&auml;ure; daher wird, auch wenn mit kleiner Stromdichte
+geladen wird, bei Stromzufuhr mehr Bleisulfat herauselektrolysiert
+als sich l&ouml;st, so da&szlig; die S&auml;ure bald an Bleisulfat verarmt.
+W&auml;hrend der Ruhepause s&auml;ttigt sich die S&auml;ure mit Bleisulfat usw.
+2. Die Dichte der S&auml;ure unmittelbar an der Oberfl&auml;che der positiven
+Elektrode nimmt bei der Ladung st&auml;rker zu als an der negativen
+Platte, da an ersterer nach der Sulfattheorie Wasser verbraucht und
+Schwefels&auml;ure gebildet wird. Die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates w&auml;chst
+mit der S&auml;uredichte <span class="nowrap">schnell<a
+id="FNanchor97"></a><a href="#Footnote97" class="fnanchor">[97]</a>.</span> Man darf daher wohl den Schlu&szlig;
+ziehen, da&szlig; das kristallinische Bleisulfat der positiven Platten leichter
+und schneller in L&ouml;sung geht, als dasjenige an der negativen Elektrode.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Neigung zur Sulfatierung w&auml;chst mit der
+S&auml;uredichte, weil die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates &mdash;
+f&uuml;r das hier in Betracht kommende Intervall &mdash; mit dem
+Schwefels&auml;uregehalt steigt (s. <a href="#Footnote97">Fu&szlig;note</a>) und damit die
+Geschwindigkeit einer Umkristallisierung.</p>
+
+<p>Auf den ersten Blick hat es den Anschein, als ob
+bei einer Zelle, die ein Glied einer Akkumulatorenbatterie
+ist, Sulfatisierung ausgeschlossen sei, wenn die<span class="pagenum" id="Page115">[115]</span>
+Batterie nach Vorschrift geladen und entladen wird.
+Dies ist aber keineswegs der Fall. Nehmen wir n&auml;mlich
+an, da&szlig; bei einer Zelle, die wir mit Z bezeichnen
+wollen, eine leitende Verbindung zwischen einer positiven
+und einer negativen Platte entstanden sei, etwa
+durch herabgefallene aktive Masse. Es flie&szlig;t dann fortw&auml;hrend
+Strom von der positiven Elektrode durch den
+Kurzschlu&szlig; nach der negativen Platte, so da&szlig; die Zelle
+viel fr&uuml;her entladen ist als die anderen Elemente. Erfolgt
+die n&auml;chste Ladung, so flie&szlig;t der Ladestrom in Z
+zum Teil durch die S&auml;ure, zum gr&ouml;&szlig;ten Teil durch den
+metallischen Leiter in der Zelle, und dieser letztere
+Teil kommt f&uuml;r die Elektrolyse nicht in Betracht. Sind
+also die &uuml;brigen Zellen vollgeladen, so ist Z noch weit
+zur&uuml;ck. Nach der Ladung entl&auml;dt sich die betreffende
+Zelle ziemlich schnell. Sie befindet sich also fast immer im
+entladenen Zustande, wodurch die Sulfatierung beg&uuml;nstigt
+wird. Denn je mehr fein verteiltes Sulfat vorhanden
+ist, um so leichter kann sich kristallisiertes Sulfat bilden.</p>
+
+<p>Ferner kann Sulfatierung erfolgen, wenn die Kapazit&auml;t
+eines Elementes aus irgend einem Grunde kleiner
+ist als diejenige anderer, mit denen es in Serie geschaltet
+ist, wenn z. B. ein altes Element mit einem
+neuen zusammenarbeitet. Die betreffende Zelle wird
+dann bei jeder Entladung der Batterie zu stark beansprucht;
+die Ladung wird erschwert, die zwischen
+Ladung und Entladung liegende Zeit ist bei ihr gr&ouml;&szlig;er
+als bei den &uuml;brigen Zellen.</p>
+
+<p>Die Erfahrung lehrt, da&szlig; die Sulfatierung schneller
+erfolgt, wenn die Entladung zu weit getrieben wird. Sie
+ist oft mit einer Kr&uuml;mmung der Platten verbunden, durch
+die ein innerer Kurzschlu&szlig; herbeigef&uuml;hrt werden kann.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote88"><a href="#FNanchor88"><span class="label">[88]</span></a>
+Die Absorption erfolgt an der Oberfl&auml;che der S&auml;ure, durch
+Diffusion gelangt der absorbierte Sauerstoff in das Innere.</p>
+
+<p id="Footnote89"><a href="#FNanchor89"><span class="label">[89]</span></a> <span class="gesp">Dolezalek</span> l. c. S. 75.</p>
+
+<p id="Footnote90"><a href="#FNanchor90"><span class="label">[90]</span></a> Verbindet man eine frisch geladene Bleischwammelektrode
+und ein Kupferblech (beide in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure) mit einem
+empfindlichen Voltmeter, so findet man, da&szlig; die Spannung schnell
+auf einige Millivolt f&auml;llt.</p>
+
+<p id="Footnote91"><a href="#FNanchor91"><span class="label">[91]</span></a> Elektrot. Ztschr. 1892 S. 12.</p>
+
+<p id="Footnote92"><a href="#FNanchor92"><span class="label">[92]</span></a>
+Die S&auml;ure mu&szlig;, wenn dieses geschehen soll, eine so gro&szlig;e
+Dichte haben, da&szlig; die elektromotorische Kraft der vorhin erw&auml;hnten
+Kette gleich der &Uuml;berspannung f&uuml;r Blei ist, n&auml;mlich 0,64 Volt.</p>
+
+<p id="Footnote93"><a href="#FNanchor93"><span class="label">[93]</span></a>
+Nach <span class="gesp">Bein</span> (Elemente und Akkumulatoren, Leipzig 1908,
+S. 184) soll die Selbstentladung in Schwefels&auml;ure von 1,8 Dichte nach
+2 Tagen bis zu 14% betragen. Unter normalen Verh&auml;ltnissen d&uuml;rfte
+jedoch der Verlust durch Selbstentladung viel geringer sein. Auch
+<span class="gesp">Dolezalek</span> gibt kleinere Zahlen an.</p>
+
+<p id="Footnote94"><a href="#FNanchor94"><span class="label">[94]</span></a>
+Man vergl. die Untersuchungen von <span class="gesp">Albrecht</span>, E. T. Z. 1907,
+Seite 539.</p>
+
+<p id="Footnote95"><a href="#FNanchor95"><span class="label">[95]</span></a>
+<span class="gesp">Elbs</span>, Die Akkumulatoren, 4. Aufl., S. 46.</p>
+
+<p id="Footnote96"><a href="#FNanchor96"><span class="label">[96]</span></a>
+Da&szlig; der Elektrolyt, wie vielfach behauptet wird, stark an
+S&auml;ure verarmt, konnte der Verfasser nicht finden.</p>
+
+<p id="Footnote97"><a href="#FNanchor97"><span class="label">[97]</span></a>
+Aus dem vorhandenen Beobachtungsmaterial mu&szlig; man schlie&szlig;en,
+da&szlig; die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates mit der S&auml;uredichte zuerst abnimmt,
+bei etwa 1,22 ein Minimum hat und dann stark steigt.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page116">[116]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Sechstes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Plattenkonstruktionen, Herstellung der Platten, Formation.</span></h2>
+
+<p>I. <span class="gesp">Plattenkonstruktionen</span>. <span class="gesp">Plant&eacute;</span>, den wir
+bereits als den Erfinder des Bleiakkumulators kennen
+lernten (s. <a href="#Page34">S. 34</a>), benutzte f&uuml;r seine Untersuchungen
+glatte Bleiplatten; von diesen wurden zwei aufeinandergelegt
+und durch Kautschukb&auml;nder voneinander getrennt;
+das Ganze wurde zu einer Spirale aufgewickelt. Bei
+solchen glatten Platten eine auch nur einigerma&szlig;en
+befriedigende Kapazit&auml;t zu erhalten, war sehr umst&auml;ndlich
+(s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<p>Um die Kapazit&auml;t zu erh&ouml;hen und die Formationszeit
+zu verringern, trug <span class="nowrap"><span class="gesp">Faure</span><a
+id="FNanchor98"></a><a href="#Footnote98" class="fnanchor">[98]</a>,</span> dessen Deutsches
+Patent vom 8. Februar 1881 datiert ist, auf glatte
+Bleiplatten einen aus Bleioxyden (Bleigl&auml;tte, Mennige)
+und verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure hergestellten dicken Brei
+auf. Die Schicht wurde durch einen &Uuml;berzug aus
+por&ouml;ser Masse (Filz oder dergl.) festgehalten.</p>
+
+<p>Eine bedeutende Vereinfachung und Verbesserung
+des Faureschen Verfahrens erzielte <span class="gesp">Volckmar</span> &mdash;
+Patent vom 9. Dez. 1881 &mdash; dadurch, da&szlig; er als Tr&auml;ger
+der aktiven Masse Bleiplatten benutzte, in denen sich<span class="pagenum" id="Page117">[117]</span>
+zahlreiche rechteckige oder sonstwie geformte L&ouml;cher
+befanden. Die Rippen verj&uuml;ngten sich nach au&szlig;en.
+Die F&uuml;llmasse, die sogenannte Paste, wurde als Brei in
+die L&ouml;cher eingetragen; sie bestand aus Bleipulver oder
+Bleimehl, das mit verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure anger&uuml;hrt
+wurde. Volckmar ist also der Erfinder der sogenannten
+<span class="gesp">Gitterplatten</span>, die man auch wohl <span class="gesp">gepastete</span> oder
+<span class="gesp">pastierte</span> Platten oder Masseplatten nennt.</p>
+
+<p><span class="gesp">De Kabath</span> suchte bei m&ouml;glichst kleinem Gewichte
+der Platten, ohne Bleisalze zu verwenden, eine m&ouml;glichst
+gro&szlig;e Oberfl&auml;che zu erzielen. Er stellte wellenf&ouml;rmige
+Bleistreifen von 1 cm Breite her, die in Bleischeiden
+geschoben wurden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig14">
+<p class="caption">Fig. 14.</p>
+<img src="images/illo14.jpg" alt="Doppelgitter" width="400" height="274" />
+</div>
+
+<p>In der Folgezeit wurden zahlreiche Gitterkonstruktionen
+erfunden; nomen eorum est legio. Die meisten
+waren aber Eintagsfliegen, sie konnten sich im Betriebe
+nicht bew&auml;hren, vor allem weil dem Umstande nicht
+gen&uuml;gend Rechnung getragen war, da&szlig; die kleinen
+Kuchen oder Pastillen beim Laden und Entladen ihr
+Volumen &auml;ndern, so da&szlig; der Zusammenhang zwischen
+der aktiven Masse und den Gitterst&auml;ben mangelhaft
+wurde oder die Pastillen rissen und herausfielen. Um
+diese &Uuml;belst&auml;nde zu beseitigen, konstruierte <span class="gesp">Correns</span>
+(1888) eine Platte, die man als
+<span class="gesp">Doppelgitter</span> bezeichnen kann.
+Wie man sieht, haben die Stege
+<i>a b</i> dreieckigen Querschnitt, und
+es liegen je zwei, etwas gegeneinander
+versetzt, &uuml;bereinander (siehe
+<a href="#Fig14">Fig. 14</a>). Die Pastillen sind in der
+Mitte infolgedessen etwas eingeschn&uuml;rt. Die zwischen
+je zwei Querbalken <i>c d</i> liegenden Felder stehen im Zusammenhang.
+Das <span class="gesp">Corrensgitter</span> wird von den
+Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerken vorm. W. A.<span class="pagenum" id="Page118">[118]</span>
+<span class="gesp">Boese</span> in Berlin hergestellt. Auf die Entwicklung
+der Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten werden wir noch zur&uuml;ckkommen.
+Wir wenden uns jetzt zu den neueren Konstruktionen;
+es sollen aber nur die bekanntesten deutschen
+Fabrikate ber&uuml;cksichtigt werden. Man kann die
+Akkumulatorenplatten nach verschiedenen Gesichtspunkten
+einteilen. 1. Mit R&uuml;cksicht auf die Verwendung,
+die der Akkumulator finden soll, kann man
+unterscheiden zwischen Platten f&uuml;r station&auml;re und transportable
+Elemente. Bei ersteren kommt es auf das
+Gewicht weniger an, verlangt wird eine gro&szlig;e Lebensdauer.
+Diese ist, wie wir noch sehen werden, bei dicken
+Platten gr&ouml;&szlig;er als bei d&uuml;nnen. Auch die Beanspruchung
+im Betriebe wird bei der Konstruktion bezw. bei der
+Wahl der Platten eine Rolle spielen; f&uuml;r Pufferbetrieb
+wird man eine andere Platte w&auml;hlen als f&uuml;r Telephonbetrieb.</p>
+
+<p>2. Man kann ferner inbezug auf das Material unterscheiden
+zwischen Platten aus reinem Blei oder einer
+Legierung von Blei und Antimon, die man Hartblei
+nennt, und Platten aus Blei und Bleisalzen (Paste):
+zwischen Gro&szlig;oberfl&auml;chen- oder Plant&eacute;-Platten und Masse-
+oder Faure-Platten. Mit R&uuml;cksicht auf den Tr&auml;ger der
+wirksamen <span class="nowrap">Masse<a id="FNanchor99"></a><a
+href="#Footnote99" class="fnanchor">[99]</a></span> kann man einteilen in <span class="gesp">Kernplatten</span>,
+d. h. Platten, die in der Mittelebene einen
+zusammenh&auml;ngenden Kern haben, auf dem sich die
+Rippen oder dergl. erheben, in <span class="gesp">Einfachgitterplatten</span>
+und <span class="gesp">Doppelgitter</span>.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten.</span> Die gro&szlig;e Oberfl&auml;che
+erzielt man dadurch, da&szlig; man die Platte mit<span class="pagenum" id="Page119">[119]</span>
+zahlreichen Rippen, Z&auml;hnen, Leisten u. dergl. versieht.
+Die von der S&auml;ure benetzte, daher der Stromwirkung
+zug&auml;ngliche Oberfl&auml;che nennt man die <span class="gesp">abgewickelte</span>
+Oberfl&auml;che.</p>
+
+<p>Hat eine Platte von 1 dm L&auml;nge und 1 dm Breite,
+deren <span class="gesp">projizierte</span> Oberfl&auml;che also 1 dm<sup>2</sup> betr&auml;gt, eine
+abgewickelte Oberfl&auml;che von 4 dm<sup>2</sup>, so sagt man, da&szlig;
+die <span class="gesp">Oberfl&auml;chenentwickelung</span> eine vierfache sei.
+Die Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte wurde besonders von den Gebr&uuml;dern
+<span class="gesp">Tudor</span> (<span class="gesp">Akkumulatorenfabrik Aktien-Gesellschaft</span>,
+<span class="gesp">Hagen</span> i. W.) ausgebildet.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Anf&auml;nglich wurden die Platten (positive), die auf beiden Seiten
+mit relativ hohen, d&uuml;nnen Rippen versehen waren, bis sie die volle
+Kapazit&auml;t erreicht hatten, nach Plant&eacute; formiert (s. <a href="#Page127">S. 127</a>). Dieses
+Verfahren war langwierig und sehr kostspielig. Daher wurden die
+Platten sp&auml;ter zuerst eine Zeitlang nach Plant&eacute; formiert; dann wurden
+die Zwischenr&auml;ume zwischen den Rippen mit einem Brei aus Mennige
+und Schwefels&auml;ure ausgef&uuml;llt. Schlie&szlig;lich wurden die hergerichteten
+Platten mehrmals geladen und entladen, wodurch die Mennige in Bleisuperoxyd
+umgewandelt wurde. Die aufgetragene Masse diente vorl&auml;ufig
+als aktives Material. Je nach der Beanspruchung der Platte
+inbezug auf H&ouml;he des Lade- und Entladestromes, sowie der entnommenen
+Elektrizit&auml;tsmenge (Kapazit&auml;tsbeanspruchung) wird <span class="gesp">jede
+k&uuml;nstlich auf eine positive Bleiplatte aufgetragene
+Masse fr&uuml;her oder sp&auml;ter weich</span> und f&auml;llt auf den Boden.
+Bei den <span class="gesp">Tudor</span>-Platten war nach 1 bis 2 Jahren die aufgetragene
+Masse herausgesp&uuml;lt. In dieser Zeit aber hatte sich die Bleisuperoxydschicht
+um so viel weiter aus dem Bleikern entwickelt, da&szlig; die
+Dicke derselben einschlie&szlig;lich der Reste der aufgetragenen Masse,
+die fest mit der Schicht verwachsen waren, nunmehr gen&uuml;gte, der
+Platte die von ihr verlangte Kapazit&auml;t zu geben; die Platte war dann
+eine reine <span class="gesp">Plant&eacute;</span>-Platte.</p>
+
+<p>Da die Platte nach einiger Betriebsdauer als reine Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatte
+arbeiten sollte, so mu&szlig;te nat&uuml;rlich, damit die Leistung
+pro Kilogramm aufzuwendenden Bleimaterials m&ouml;glichst gro&szlig; wurde,
+die Zahl der auf der Fl&auml;cheneinheit des Kerns stehenden Rippen
+m&ouml;glichst gesteigert und die H&ouml;he der Rippen m&ouml;glichst gro&szlig; gew&auml;hlt
+werden, die Nuten wurden also eng und tief gemacht. Es zeigte<span class="pagenum" id="Page120">[120]</span>
+sich nun, da&szlig; dann die in die Rillen eingetragene Masse nicht mehr
+schnell genug von der S&auml;ure durchdrungen wurde. Infolgedessen
+blieb von einer gewissen Steigerung der Oberfl&auml;chenentwickelung ab
+die gew&uuml;nschte Mehrleistung aus. Um diesen &Uuml;belstand zu beheben,
+suchte man das Eintragen der aktiven Masse ganz zu vermeiden.
+Die Platte wird jetzt unter Benutzung eines neuen Verfahrens in
+der Fabrik so weit formiert, da&szlig; sie von vornherein die gew&uuml;nschte
+Kapazit&auml;t hat. Da keine Masse eingetragen wird, so kann die Oberfl&auml;chenentwickelung
+wesentlich vergr&ouml;&szlig;ert werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<div class="figcenter" id="Fig15">
+<p class="caption">Fig. 15.</p>
+<img src="images/illo15.jpg" alt="Positive Platte" width="450" height="263" />
+</div>
+
+<p><a href="#Fig15">Fig. 15</a> zeigt den Querschnitt und die bildliche
+Darstellung der f&uuml;r Beleuchtungsbatterien zur Verwendung
+kommenden
+positiven Platten der
+<span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft</span>.
+Die
+Platte wird ohne Kern
+hergestellt. <i>a b</i> sind
+die L&auml;ngsrippen; sie
+werden durch Stege
+<i>c d</i> zusammengehalten. Die Oberfl&auml;chenentwickelung
+ist eine achtfache. Die Rippen sind vollst&auml;ndig frei,
+so da&szlig; die S&auml;ure gut zirkulieren kann.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Eine zu weit getriebene Oberfl&auml;chenentwickelung hat, wenn
+man den Akkumulator, wie es beim Pufferbetrieb der Fall ist, mit
+relativ hoher Stromdichte beansprucht, einen Nachteil, n&auml;mlich, da&szlig;
+der Spannungsabfall in der S&auml;ure w&auml;chst. Es geht dies aus folgendem
+Beispiele hervor. Von einer positiven Platte mit achtfacher
+Oberfl&auml;chenentwickelung denken wir uns ein St&uuml;ck von 1 dm L&auml;nge
+und 1 dm Breite als positive Platte in einem Akkumulator; die
+negative Platte sei gerade so gro&szlig;; der Abstand der Oberfl&auml;chen der
+beiden Platten werde der Einfachheit halber zu 1 cm angenommen;
+der spezifische Widerstand der S&auml;ure sei &#961; Ohm (bezogen auf 1 cm<sup>3</sup>).
+Der Widerstand, den der Strom in der S&auml;ure zu &uuml;berwinden hat, ist
+gleich <span class="horsplit"><span class="top"><span class="nowrap">&#961;<a
+id="FNanchor100"></a><a href="#Footnote100" class="fnanchor">[100]</a></span></span><span class="bottom">100</span></span>
+Ohm. Die einer <span class="gesp">glatten</span> Oberfl&auml;che von 1 dm<sup>2</sup>
+entsprechende<span class="pagenum" id="Page121">[121]</span>
+Stromst&auml;rke sei i, dann w&auml;re also, wenn der Akkumulator
+der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechend ausgenutzt wird, die in
+Rechnung zu setzende Stromst&auml;rke 8i und der durch den Widerstand
+in der S&auml;ure bedingte Spannungsabfall E<sub>1</sub> = 8i&nbsp;.
+<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span> Volt. Bei einem
+zweiten Akkumulator sei die Oberfl&auml;chenentwickelung der positiven
+Platte eine einfache (glatte Oberfl&auml;che ohne Rippen). Soll dieser
+zweite Akkumulator dasselbe leisten wie der erste, so mu&szlig; seine
+positive Platte 8 mal gr&ouml;&szlig;er sein; bei sonst gleichen Umst&auml;nden
+(gleiche S&auml;uredichte, gleiche Gr&ouml;&szlig;e der negativen Platte wie eben)
+w&auml;re dann der Widerstand in der S&auml;ure
+<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">4</span></span>&nbsp;.
+<span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">100</span></span>
+(nicht <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span class="bottom">8&times;100</span></span>, da
+der mittlere S&auml;urequerschnitt 4 dm<sup>2</sup> ist) und der Spannungsverlust
+in der S&auml;ure E<sub>2</sub> = 8i&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span
+class="bottom">4</span></span>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">&#961;</span><span
+class="bottom">100</span></span> = <span class="horsplit"><span class="top">1</span><span
+class="bottom">4</span></span>E<sub>1</sub>. Wir gelangen also zu dem
+Resultate, da&szlig; eine <span class="gesp">der Oberfl&auml;chenentwickelung entsprechende
+Beanspruchung einen gr&ouml;&szlig;eren Spannungsabfall
+zur Folge</span> hat. Dies ist besonders bei Pufferbatterien zu
+ber&uuml;cksichtigen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die genannte Firma verwendet f&uuml;r Pufferbatterien
+eine mit der in <a href="#Fig15">Fig. 15</a> abgebildeten inbezug auf die
+Konstruktion &uuml;bereinstimmende Platte, die aber nur
+eine 6fache Oberfl&auml;chenentwickelung hat.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten</span> sollen sich, wie von
+Fachleuten oft behauptet wird, <span class="gesp">nicht als negative</span>
+Platten eignen, da der Bleischwamm keinen festen Halt
+habe, w&auml;hrend das Bleisuperoxyd fest mit dem Bleikern
+verw&auml;chst. In neuerer Zeit jedoch versucht man die
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten auch als negative Elektroden
+auszubilden.</p>
+
+<p><span class="gesp">Gitterplatten</span> oder pastierte Platten werden
+als positive und negative Elektroden benutzt. Die
+Gitter dienen hier dazu, die eingetragene Masse (F&uuml;llmasse)
+festzuhalten und den Strom den einzelnen Teilen
+zuzuf&uuml;hren. Sie m&uuml;ssen gen&uuml;gende mechanische Festigkeit
+haben. Die Stromverteilung mu&szlig; eine m&ouml;glichst
+gleichm&auml;&szlig;ige sein, weil sonst eine ungleichm&auml;&szlig;ige, den<span class="pagenum" id="Page122">[122]</span>
+chemischen Umsatz begleitende Volum&auml;nderung erfolgt
+und eine Deformation der Platte (Kr&uuml;mmung), sowie
+schlechter Kontakt zwischen Tr&auml;ger und aktiver Masse
+eintreten kann. Je k&uuml;rzer die Entladedauer, um so
+enger sollte da&szlig; Gitter sein.</p>
+
+<p>Die <span class="nowrap">Paste<a id="FNanchor101"></a><a
+href="#Footnote101" class="fnanchor">[101]</a></span> wird hergestellt aus Mennige (Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>,
+rot) oder Bleigl&auml;tte (Bleioxyd, PbO, gelblichrot) oder
+aus einer Mischung der beiden Oxyde. F&uuml;r die Anode
+wird, um die Formation zu beschleunigen, Mennige, f&uuml;r
+die Kathode Bleigl&auml;tte bevorzugt. Auch Bleimehl kann
+verwendet werden.</p>
+
+<p>Als Bindemittel verwendet man verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure,
+Glyzerinschwefels&auml;ure, d. h. eine Mischung aus
+Schwefels&auml;ure und Glyzerin, oder Magnesiumsulfatl&ouml;sung
+und noch andere Fl&uuml;ssigkeiten. Die Schwefels&auml;ure soll
+frei sein von Arsenverbindungen, Chlor, Salpeters&auml;ure
+und salpetriger S&auml;ure. Wie die S&auml;ure auf diese Verunreinigungen
+hin untersucht wird, werden wir sp&auml;ter sehen.
+Die Paste wird nach sorgf&auml;ltiger Reinigung der Tr&auml;ger
+(Gitter) mittels eines eichenen Spatels eingetragen
+(Schmieren); die pastierten Platten werden in einem
+m&auml;&szlig;ig warmen Raume getrocknet. Es verbindet sich
+die Schwefels&auml;ure w&auml;hrend des Trocknens mit Bleigl&auml;tte
+allm&auml;hlich zu Bleisulfat und die Paste erh&auml;rtet infolge
+Verdunstung des Wassers, die Masse wird <span class="nowrap">por&ouml;s<a
+id="FNanchor102"></a><a href="#Footnote102" class="fnanchor">[102]</a>.</span> Die
+Mennige verbindet sich langsamer mit der Schwefels&auml;ure,<span class="pagenum" id="Page123">[123]</span>
+wahrscheinlich unter Bildung von Bleisulfat und
+Abscheidung von Bleisuperoxyd nach der Gleichung:</p>
+
+<p class="equation">Pb<sub>3</sub>O<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> =
+2PbSO<sub>4</sub>&nbsp;+ 2H<sub>2</sub>O&nbsp;+ PbO<sub>2</sub>.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig16">
+<p class="caption">Fig. 16.</p>
+<img src="images/illo16.jpg" alt="Negative Platte" width="600" height="258" />
+</div>
+
+<p>Der Bleischwamm der negativen Platten hat die
+Neigung, im Laufe der Jahre zusammenzusintern, eine
+Erscheinung, die man als <span class="gesp">Schrumpfen</span> oder <span class="gesp">Verbleiung</span>
+bezeichnet. Die Masse verliert ihre lockere
+Struktur, und die Folge ist, da&szlig; die Kapazit&auml;t der
+negativen Platten allm&auml;hlich zur&uuml;ckgeht. Um diesem
+&Uuml;belstande zu steuern, mischt man der Masse gewisse
+Stoffe bei, durch die das Zusammenbacken der Bleischwammteilchen
+verhindert wird, wie Kaolin, Glaspulver
+usw. Wird soviel von diesem indifferenten
+Material beigemischt, da&szlig; das Sintern dauernd unm&ouml;glich
+ist, so macht sich ein anderer &Uuml;belstand bemerkbar;
+es tritt n&auml;mlich ein so starkes Quellen ein, da&szlig; die
+Masse aus dem gew&ouml;hnlichen, alten Gitter herausw&auml;chst
+und als unwirksam zu Boden fallen kann. Dieses kann
+nun dadurch verh&uuml;tet werden, da&szlig; man die Gitterplatte
+auf beiden Seiten mit einer perforierten Scheibe aus
+Hartgummi oder dergl. bedeckt. Die <span class="gesp">Akkumul.-Fabrik,
+Akt.-Gesellsch.</span> h&uuml;llt ihre aus einem weitmaschigen<span class="pagenum" id="Page124">[124]</span>
+Gitter bestehende negative Platte in ein mit
+zahlreichen kleinen L&ouml;chern versehenes Bleiblech ein
+(s. <a href="#Fig16">Fig. 16</a>). Das Gitter besteht aus zwei H&auml;lften;
+jedes wird auf ein perforiertes Blech aufgegossen.
+Die Massepastillen werden besonders hergestellt und
+in die eine Gitterh&auml;lfte eingelegt. Dann wird die
+andere Plattenh&auml;lfte aufgelegt, und die beiden H&auml;lften
+werden fest miteinander verbunden. Da die Pastillen
+also gleichsam in kleinen K&auml;stchen mit perforierter
+Grund- und Deckfl&auml;che liegen, so wird die Platte als
+<span class="gesp">Kastenplatte</span> bezeichnet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig17">
+<p class="caption">Fig. 17.</p>
+<img src="images/illo17.jpg" alt="Gitter" width="550" height="378" />
+</div>
+
+<p><span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk verwendet als
+Anoden und Kathoden Gitterplatten. Dies hat, wie
+die Firma sagt, den
+Vorzug, da&szlig; die Kapazit&auml;t
+beider Plattenarten
+g&auml;nzlich unabh&auml;ngig
+von der Sorgfalt
+bei der Formation
+wird und stets die
+gleiche bleiben mu&szlig;,
+da alle Platten derselben
+Art und Gr&ouml;&szlig;e
+stets die gleiche Menge
+wirksamer Bleisalze
+enthalten. Die viereckigen
+Gitter&ouml;ffnungen
+werden bei den
+f&uuml;r station&auml;re Batterien
+bestimmten Platten
+um so enger gemacht,
+je k&uuml;rzer die
+Entladedauer oder je gr&ouml;&szlig;er die Stromdichte bei der
+Entladung sein soll. F&uuml;r starke Beanspruchung wird<span class="pagenum" id="Page125">[125]</span>
+das in <a href="#Fig17">Fig. 17</a> abgebildete Gitter benutzt. Es gleicht
+in seinem Aussehen den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten; es wird
+aus reinstem Weichblei hergestellt, w&auml;hrend die Gitter
+mit gro&szlig;en &Ouml;ffnungen (Elektromobile), um gen&uuml;gende
+mechanische Festigkeit zu erzielen, aus Hartblei (Blei
+und Antimon) gegossen
+werden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig18">
+<p class="caption">Fig. 18.</p>
+<img src="images/illo18.jpg" alt="Gitter" width="366" height="550" />
+</div>
+
+<p>In neuerer Zeit
+hat die Firma die
+negativen Platten
+wesentlich ge&auml;ndert,
+und zwar beziehen
+sich die &Auml;nderungen
+sowohl auf das Gitter
+wie auf die Zusammensetzung
+der Masse.
+Die Beschaffenheit
+des neuen Gitters ist
+aus den <a href="#Fig18">Figuren 18</a>
+und <a href="#Fig19">19</a> zu ersehen;
+die letztere zeigt
+einen Ausschnitt in
+gr&ouml;&szlig;erem Ma&szlig;stabe.
+Es sind, wie man
+sieht, au&szlig;er den nach
+au&szlig;en spitz zulaufenden
+L&auml;ngsrippen flache, die mechanische Festigkeit
+erh&ouml;hende B&auml;nder vorhanden. Durch die Mitte der
+Platte (s. <a href="#Fig18">Fig. 18</a>) l&auml;uft eine starke Leiste, so da&szlig; die
+ganze Platte aus zwei Rahmen besteht.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig19">
+<p class="caption">Fig. 19.</p>
+<img src="images/illo19.jpg" alt="Gitter" width="550" height="353" />
+</div>
+
+<p>F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwenden die
+<span class="gesp">Akkumulatoren- und Elektrizit&auml;tswerke
+Akt.-Ges. vormals W. A. Boese &amp; Co.</span> sogenannte
+<span class="gesp">Masseplatten</span>. Diese bestehen aus einem Hartbleirahmen<span class="pagenum" id="Page126">[126]</span>
+mit einer geringen Anzahl gro&szlig;er Felder (siehe
+<a href="#Fig20">Fig. 20</a>); das Tr&auml;gergewicht ist also auf ein Minimum
+reduziert. Die die Felder ausf&uuml;llende Masse ist zementartig
+erh&auml;rtet; in jedem Felde befinden sich mehrere
+kleinere und ein gr&ouml;&szlig;eres Loch, um den Zutritt der
+S&auml;ure zu den einzelnen Teilen und die Zirkulation
+zwischen den Platten zu erm&ouml;glichen.
+Besonders bei Entladungen mit l&auml;ngeren
+Ruhepausen, z. B. bei Telephonbetrieb,
+erzielt man g&uuml;nstige Leistungen, zumal
+die Selbstentladung bei solchen Platten
+eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig geringe <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor103"></a><a href="#Footnote103" class="fnanchor">[103]</a>.</span> F&uuml;r
+Akkumulatoren mit k&uuml;rzerer Lade- und
+Entladezeit sind solche Masseplatten
+nicht geeignet.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig20">
+<p class="caption">Fig. 20.</p>
+<img src="images/illo20.jpg" alt="Masseplatte" width="250" height="322" />
+</div>
+
+<p id="Ref20"><span class="gesp">Formation</span>. Das Verfahren, durch welches auf
+den Platten eine gen&uuml;gend dicke Schicht von Bleischwamm<span class="pagenum" id="Page127">[127]</span>
+bezw. von Bleisuperoxyd gebildet wird, nennt
+man Formation oder Formierung.</p>
+
+<p>Da bei der Formation Schwefels&auml;ure nicht verbraucht
+wird, es sei denn, da&szlig; man zuerst Blei oder die
+Bleisalze in Bleisulfat verwandeln will, so kann man
+saure, alkalische und neutrale L&ouml;sungen verwenden.
+Entweder wird die ganze Formation in <span class="gesp">einer</span> L&ouml;sung
+ausgef&uuml;hrt, oder man behandelt die Platten nacheinander
+in zwei verschiedenen L&ouml;sungen, z. B. zuerst in
+alkalischer und dann in saurer L&ouml;sung. Ferner k&ouml;nnen
+Anode und Kathode <span class="gesp">gleichzeitig</span> in demselben Bade
+formiert werden, oder es findet eine <span class="gesp">getrennte Formation</span>
+statt. Jede dieser Methoden hat ihre Vor- und
+Nachteile, auf die aber hier nicht eingegangen werden soll.</p>
+
+<p>a) <span class="gesp">Reine Plant&eacute;-Formation</span>. Wenn man als
+Elektroden reine Bleiplatten benutzt und die Zelle l&auml;dt,
+so erfolgt schon nach kurzer Zeit Gasentwicklung. Sobald
+sich n&auml;mlich die positive Platte mit einer sehr
+d&uuml;nnen Schicht von Bleisuperoxyd bedeckt hat, h&ouml;rt
+die Einwirkung des Stromes auf, da das metallisch
+leitende Superoxyd den darunter liegenden Bleikern
+vor dem weiteren Angriff des Stromes sch&uuml;tzt. Um
+nun die Kapazit&auml;t der Elektroden zu vergr&ouml;&szlig;ern, lockerte
+<span class="gesp">Plant&eacute;</span> die Platten an der Oberfl&auml;che auf, so da&szlig; auch
+unmittelbar unter der Oberfl&auml;che liegende Schichten der
+Stromwirkung zug&auml;nglich wurden. Das angewandte
+Formierungsverfahren war folgendes: Das Element wurde
+kurze Zeit geladen, dann nach einer Ruhepause entladen,
+hierauf wieder geladen u. s. f. Bei den verschiedenen
+Ladungen, deren Dauer wegen der wachsenden Kapazit&auml;t
+allm&auml;hlich gr&ouml;&szlig;er wurde, schickte er den Strom bald
+in der einen, bald in der anderen Richtung durch die
+Zelle, da nur diejenige Elektrode angegriffen und aufgelockert
+wird, die bei der Ladung Anode ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page128">[128]</span></p>
+
+<p>Inwiefern die Ruhepause von Vorteil ist, zeigten
+sp&auml;ter <span class="gesp">Gladstone</span> und <span class="gesp">Tribe</span>. Die Superoxydteilchen
+bilden mit Bleiteilchen und S&auml;ure kleine, kurzgeschlossene
+Elemente (siehe <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Diese
+entladen sich w&auml;hrend der Ruhepause; hierbei werden
+Blei und Bleisuperoxyd in Bleisulfat umgewandelt. Bei
+der n&auml;chsten Ladung kann daher eine gr&ouml;&szlig;ere Menge
+Bleisulfat in Bleisuperoxyd (bezw. in Bleischwamm,
+wenn die Stromrichtung ge&auml;ndert wird) verwandelt
+werden.</p>
+
+<p>Die reine Plant&eacute;-Formation ist umst&auml;ndlich und
+dauert Wochen, ja Monate lang; sie ist wegen des
+gro&szlig;en Stromverbrauchs auch teuer.</p>
+
+<p>b) <span class="gesp">Beschleunigte Formation der positiven
+Plant&eacute;-Platten</span>. Schon <span class="gesp">Plant&eacute;</span> fand, da&szlig;
+die Formation schneller vor sich geht, wenn man die
+Platten zuerst in m&auml;&szlig;ig konzentrierte Salpeters&auml;ure
+eintaucht und dann formiert; durch die Salpeters&auml;ure
+wird die Platte rein chemisch aufgelockert. Die so
+erhaltene Superoxydschicht f&auml;llt aber leicht ab, sie ist
+nicht so innig mit dem Bleikern verwachsen wie die
+bei der rein elektrochemischen Formierung entstandene.
+Auch ist die Gefahr vorhanden, da&szlig; Spuren von Salpeters&auml;ure
+trotz sorgf&auml;ltigen Absp&uuml;lens der Platte zur&uuml;ckbleiben.
+Die Elektrode formiert sich dann im Betriebe
+immer weiter, so da&szlig; das Bleigitter oder der Bleikern
+nach verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig kurzer Zeit zerst&ouml;rt wird.</p>
+
+<p>Sp&auml;ter sind zahlreiche Vorschl&auml;ge gemacht worden,
+um beschleunigte Formation besonders bei den positiven
+Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten zu erzielen. Sie bestehen
+fast alle darin, da&szlig; auf rein chemischem Wege Bleiverbindungen
+gebildet werden, die auf elektrochemischem
+Wege in Bleisuperoxyd umgewandelt werden. Wird die
+l&ouml;send wirkende Substanz dem Elektrolyten zugesetzt, so<span class="pagenum" id="Page129">[129]</span>
+spielen sich beide Vorg&auml;nge gleichzeitig ab. <span class="gesp">Epstein</span>
+behandelt die Bleiplatten in hei&szlig;er verd&uuml;nnter Salpeters&auml;ure
+elektrochemisch (s. oben). Eine Platte wird dann
+zwischen zwei Bleibleche geh&auml;ngt, die leitend miteinander
+verbunden sind; der elektrolysierende Strom tritt
+an der zu formierenden Platte ein.</p>
+
+<p>Nach P. <span class="gesp">Schoop</span> (l. c. I S. 106) erreicht man am
+sichersten eine tiefgehende Auflockerung des Bleies
+bei Verwendung einer L&ouml;sung von Natriumbisulfat und
+Kaliumchlorat. In den Elektrolyten werden drei Bleiplatten
+aufgeh&auml;ngt, die Au&szlig;enplatten werden miteinander
+verbunden usw. (s. <a href="#Ref22">oben</a>). Auf der Mittelplatte
+(Anode) bildet sich eine braune Substanz, die aber kein
+Bleisuperoxyd ist. Das Chlor wird aus der Platte entfernt,
+wenn die Substanz zu Bleischwamm reduziert
+wird. Dies geschieht elektrochemisch in stark verd&uuml;nnter
+Schwefels&auml;ure. Die Platten werden sorgf&auml;ltig
+mit destilliertem Wasser ausgewaschen, um alles <span class="nowrap">Chlor<a
+id="FNanchor104"></a><a href="#Footnote104" class="fnanchor">[104]</a></span>
+(Salzs&auml;ure) zu entfernen, dann getrocknet und erhitzt.
+Es bildet sich ein gleichm&auml;&szlig;iger und festhaftender &Uuml;berzug
+von Bleioxyd; dieses wird durch elektrochemische
+Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure in Superoxyd
+umgewandelt.</p>
+
+<p>c) <span class="gesp">Formation der pastierten Platten</span>.
+&#945;) Negative Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus basischem,
+sowie aus neutralem Bleisulfat und aus nicht
+zersetztem Bleioxyd. Da sie ziemlich grobk&ouml;rnig ist
+und nur zum Teil aus Bleisulfat besteht, so geht dieses
+nur langsam in L&ouml;sung. Infolgedessen wird, wenn man
+nicht mit sehr geringer Stromdichte arbeitet, der Elektrolyt
+an Bleisalz oder an Bleiionen bald verarmen.
+Nimmt aber die Konzentration dieser Ionen in der N&auml;he<span class="pagenum" id="Page130">[130]</span>
+der Platte ab, so steigt die Spannung an der Kathode
+und erreicht bald die f&uuml;r die Wasserstoffabscheidung
+n&ouml;tige H&ouml;he. Um die unn&uuml;tze und auch sch&auml;dliche
+Wasserstoffentwickelung zu verh&uuml;ten, mu&szlig; man daf&uuml;r
+sorgen, da&szlig; die Konzentration der Wasserstoffionen eine
+m&ouml;glichst kleine oder diejenige der Bleiionen eine m&ouml;glichst
+gro&szlig;e ist. Da neutrale Salze bei der elektrolytischen
+Dissoziation keine Wasserstoffionen liefern, so
+sind neutrale L&ouml;sungen f&uuml;r die Formation der negativen
+Platten vorzuziehen; besonders eignen sich Magnesium-
+und Aluminiumsulfat (von <span class="gesp">Fitz-Gerald</span> zuerst ausgef&uuml;hrt,
+von P. <span class="gesp">Schoop</span> wieder aufgenommen). Hierbei
+bildet sich an der negativen Platte gallertartiges Magnesium-
+bezw. Aluminiumhydroxyd, das aber durch S&auml;ure,
+die bei der Formation (aus der Paste) frei wird, neutralisiert
+wird. Eine Verarmung des Elektrolyten an
+Bleiionen &mdash; das zweite Mittel, die Wasserstoffentwickelung
+zur&uuml;ckzudr&auml;ngen &mdash; kann man dadurch erreichen,
+da&szlig; man die L&ouml;slichkeit des Bleisulfates steigert,
+z. B. durch Erw&auml;rmung des <span class="nowrap">Elektrolyten<a
+id="FNanchor105"></a><a href="#Footnote105" class="fnanchor">[105]</a>,</span> oder eine Substanz
+zusetzt (z. B. Natriumacetat), die mit Blei ein l&ouml;sliches
+Salz bildet (Bleiacetat). Von dieser Methode hat
+man in der Praxis keine Anwendung gemacht, da selbst
+sehr geringe zur&uuml;ckbleibende Mengen des Zusatzes dem
+Akkumulator sehr sch&auml;dlich sind.</p>
+
+<p>Erfolgt die Formation in verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure
+zwischen zwei mit einander verbundenen Bleiblechen
+(Anoden), so dauert sie mehrere Tage.</p>
+
+<p>&#946;) Positive Platten. Die F&uuml;llmasse besteht aus
+Bleisulfat, Bleisuperoxyd (s. <a href="#Page123">S. 123</a>) und Bleigl&auml;tte bezw.
+Mennige. Die Abscheidung der Bleisuperoxydionen,<span class="pagenum" id="Page131">[131]</span>
+deren Existenz wir annehmen wollen (s. <a href="#Page55">S. 55</a>), mu&szlig;
+durch Steigerung der Konzentration dieser Ionen gef&ouml;rdert
+werden (die Sauerstoffentwickelung also verringert
+werden). Nun ist die Konzentration dieser Ionen
+umgekehrt proportional der vierten Potenz der Wasserstoffionen;
+mithin mu&szlig; letztere Konzentration auf einer
+m&ouml;glichst geringen H&ouml;he gehalten werden. In neutraler
+L&ouml;sung erfolgt also die Formation schneller als in
+<span class="nowrap">saurer<a id="FNanchor106"></a><a href="#Footnote106"
+class="fnanchor">[106]</a>.</span> Man verwendet Aluminium- und Magnesiumsulfat.
+W&auml;hrend der Formation bildet sich Schwefels&auml;ure,
+durch deren Dissoziation Wasserstoffionen entstehen;
+die S&auml;ure mu&szlig; neutralisiert werden; man erreicht
+dies durch aufgeschwemmtes Magnesium- oder Aluminiumhydroxyd.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote98"><a href="#FNanchor98"><span class="label">[98]</span></a>
+&Uuml;ber die verschiedenen Patentanspr&uuml;che und die historische
+Entwickelung des Akkumulators siehe <span class="gesp">Hoppe</span>, Akkumulatoren f&uuml;r
+Elektrizit&auml;t, 5. Auflage, ferner P. <span class="gesp">Schoop</span>, Die Sekund&auml;r-Elemente.</p>
+
+<p id="Footnote99"><a href="#FNanchor99"><span class="label">[99]</span></a>
+Bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten ist das mit dem Bleikern verwachsene
+Bleisuperoxyd, bei Gitterplatten die ganze eingetragene
+Masse gemeint.</p>
+
+<p id="Footnote100"><a href="#FNanchor100"><span class="label">[100]</span></a>
+In Wirklichkeit ist er etwas gr&ouml;&szlig;er, da ein Teil des Stromes
+in die S&auml;ure innerhalb der Rippen eindringt.</p>
+
+<p id="Footnote101"><a href="#FNanchor101"><span class="label">[101]</span></a>
+N&auml;heres &uuml;ber die Fabrikation findet man in: F. <span class="gesp">Gr&uuml;nwald</span>,
+Die Herstellung der Akkumulatoren, 3. Aufl., 1903. W. Knapp.</p>
+
+<p id="Footnote102"><a href="#FNanchor102"><span class="label">[102]</span></a>
+M. U. <span class="gesp">Schoop</span> berechnet in der fr&uuml;her erw&auml;hnten Schrift
+die Porosit&auml;t einer formierten, gut geladenen Bleisuperoxydplatte
+(Gitterplatte) zu angen&auml;hert 43%, d. h. betr&auml;gt der f&uuml;r die F&uuml;llmasse
+zur Verf&uuml;gung stehende Raum 100 cm<sup>3</sup>, so sind 43 cm<sup>3</sup> mit S&auml;ure
+angef&uuml;llt. F&uuml;r die Bleischwammplatte ergab sich eine noch gr&ouml;&szlig;ere
+Porosit&auml;t.</p>
+
+<p id="Footnote103"><a href="#FNanchor103"><span class="label">[103]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1907, S. 539.</p>
+
+<p id="Footnote104"><a href="#FNanchor104"><span class="label">[104]</span></a>
+F&uuml;r Chlor gilt &auml;hnliches wie f&uuml;r Salpeters&auml;ure (s. <a href="#Page128">S. 128</a>).</p>
+
+<p id="Footnote105"><a href="#FNanchor105"><span class="label">[105]</span></a>
+Nicht zu empfehlen, da bei Erw&auml;rmung die wirksame Masse
+zu locker wird.</p>
+
+<p id="Footnote106"><a href="#FNanchor106"><span class="label">[106]</span></a>
+Eine saure L&ouml;sung ist eine solche, in der sich Wasserstoffionen
+befinden; je gr&ouml;&szlig;er die Konzentration der H<sup class="plus">&middot;</sup>, um so gr&ouml;&szlig;er
+ist die Acidit&auml;t.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page132">[132]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Siebentes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Aufstellung der Batterie, Einbau der Platten,
+Vorschriften &uuml;ber die Behandlung, Lebensdauer.</span></h2>
+
+<p><span class="gesp">Aufstellung.</span> Der <span class="gesp">Raum</span>, in dem die Akkumulatorenbatterie
+untergebracht wird, soll k&uuml;hl, trocken
+und vor allem gut ventilierbar sein, damit die S&auml;ure
+nicht zu stark verdunstet, die Au&szlig;enw&auml;nde der Zellen
+trocken gehalten werden k&ouml;nnen (Isolation) und die bei
+der Ladung sich bildenden Gase schnell entweichen.
+W&auml;hrend der Ladung d&uuml;rfen brennende oder gl&uuml;hende
+K&ouml;rper in dem Akkumulatorenraume nicht geduldet
+werden, da die M&ouml;glichkeit nicht ausgeschlossen ist,
+da&szlig; sich bei schlechter Ventilation eventuell vorhandenes
+Knallgas entz&uuml;ndet. Zur Beleuchtung d&uuml;rfen nur elektrische
+Lampen verwendet werden, die im luftleeren
+Raume brennen.</p>
+
+<p>Der Fu&szlig;boden soll fest und solide sein, nat&uuml;rlich
+mu&szlig; er auch s&auml;urefest sein. Allen Anforderungen d&uuml;rfte
+ein Asphaltboden auf Untergrund aus Zementbeton
+<span class="nowrap">gen&uuml;gen<a id="FNanchor107"></a><a href="#Footnote107" class="fnanchor">[107]</a>.</span></p>
+
+<p>Die Elemente m&uuml;ssen so aufgestellt werden, da&szlig;
+man zu jeder Zelle freien Zutritt hat zwecks einer Besichtigung,<span class="pagenum" id="Page133">[133]</span>
+Messung der S&auml;uredichte oder sonstiger
+vorzunehmender Arbeiten, z. B. Auswechselung defekt
+gewordener Platten. Daher sollten bei kleineren Zellen
+nicht mehr als zwei Reihen neben- und &uuml;bereinander
+auf demselben Gestelle stehen; gr&ouml;&szlig;ere Zellen m&uuml;ssen
+auf dem Boden nebeneinander aufgestellt werden. Nach
+den Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker
+m&uuml;ssen die Zellen von Batterien f&uuml;r hohe
+Spannungen so angeordnet sein, da&szlig; bei der Bedienung
+eine zuf&auml;llige gleichzeitige Ber&uuml;hrung von 2 Punkten,
+zwischen denen eine Potentialdifferenz von mehr als
+250 Volt herrscht, nicht stattfinden kann. Bei Batterien
+in Anlagen mit mehr als 250 Volt Gebrauchsspannung
+zwischen 2 Leitern oder mehr als 2&nbsp;&times; 250 Volt in Dreileiteranlagen
+sind nach den Vorschriften des V. D. E.
+Lattenlaufb&ouml;den erforderlich. (Isolation gegen Erde.)</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Gestelle</span> werden aus sorgf&auml;ltig geteerten
+oder mit Paraffin&ouml;l durchtr&auml;nkten Balken hergestellt.
+Der Gebrauch von N&auml;geln, Schrauben, Bandagen aus
+Eisen ist zu verwerfen, da diese durch die S&auml;ure angegriffen
+werden; die Verbindung der einzelnen Teile
+des Gestelles mu&szlig; daher durch Holzpfl&ouml;cke geschehen.</p>
+
+<p>Gro&szlig;e Sorgfalt ist auf die <span class="gesp">Isolation</span> zu verwenden,
+da die Au&szlig;enseiten der Elemente auch bei
+guter Bedienung nicht ganz trocken bleiben. Die einzelnen
+Zellen sind gegeneinander und gegen das Gestell
+und dieses gegen die Erde durch nichthygroskopische
+Unterlagen zu isolieren. Bei gr&ouml;&szlig;erer Batteriespannung
+kann man &Ouml;lisolatoren verwenden, deren oberer Teil
+gr&ouml;&szlig;er ist als der untere, so da&szlig; etwa herabflie&szlig;ende
+S&auml;ure &uuml;ber den oberen (&uuml;berh&auml;ngenden) Teil hinwegtropft,
+der untere Teil des Isolators also trocken bleibt.</p>
+
+<p>Die im Akkumulatorenraume verlegten Dr&auml;hte
+m&uuml;ssen mit s&auml;urefester Farbe angestrichen werden. &mdash;</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page134">[134]</span></p>
+
+<p>Als <span class="gesp">Zellen</span> benutzt man Gef&auml;&szlig;e aus Glas, Zelluloid,
+Hartgummi und Holz. Glas isoliert gut, ist billig
+und erm&ouml;glicht eine genaue Besichtigung des Inneren
+des Elementes. F&uuml;r transportable Akkumulatoren verwendet
+man Hartgummi oder Zelluloid und versieht
+die Zellen mit einem Deckel; noch vorhandene Fugen
+werden mit einem s&auml;urefesten und elastischen Kitt
+verstrichen. Zelluloid soll bei Akkumulatorenbatterien
+f&uuml;r mehr als 16 Volt Spannung als Material f&uuml;r Gef&auml;&szlig;e
+nicht verwendet werden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Zelluloid ist zwar leicht entz&uuml;ndbar, da aber die W&auml;nde von
+innen durch die S&auml;ure gek&uuml;hlt werden, so wird es nicht leicht vorkommen,
+da&szlig; das Zelluloid bis zur Entz&uuml;ndungstemperatur erhitzt
+wird. Es hat die Vorz&uuml;ge, da&szlig; es gegen St&ouml;&szlig;e unempfindlich ist,
+leicht verarbeitet werden kann und durchsichtig ist; ferner k&ouml;nnen
+Gef&auml;&szlig;e aus diesem Stoffe repariert
+werden.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>F&uuml;r gro&szlig;e Elemente
+benutzt man Holzkasten,
+die mit Bleiblech im Innern
+verkleidet werden.
+Nat&uuml;rlich d&uuml;rfen die Platten
+diese Verkleidung
+nicht ber&uuml;hren.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig21">
+<p class="caption">Fig. 21.</p>
+<img src="images/illo21.jpg" alt="Aufgeh�ngte Platten" width="400" height="526" />
+</div>
+
+<p><span class="gesp">Einbau</span>. Die Platten
+werden bei station&auml;ren
+Elementen meistens mittels
+zweier Fahnen oder
+Nasen auf dem oberen
+Rande des Gef&auml;&szlig;es aufgeh&auml;ngt
+(s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>), damit
+sie sich frei ausdehnen
+k&ouml;nnen. Die Oberfl&auml;chen der einzelnen Platten m&uuml;ssen
+genau parallel laufen, und der Abstand zwischen zwei
+benachbarten Platten soll in der ganzen Zelle derselbe<span class="pagenum" id="Page135">[135]</span>
+sein. H&auml;ngt n&auml;mlich eine Platte schief, so werden die
+Stellen, die den kleinsten Abstand haben, am st&auml;rksten
+beansprucht, so da&szlig; Kr&uuml;mmungen eintreten k&ouml;nnen; diese
+k&ouml;nnen wiederum Abbr&ouml;ckeln der aktiven Masse und
+Kurzschlu&szlig; herbeif&uuml;hren. Hat ferner eine positive Platte
+von den beiden benachbarten Elektroden ungleichen
+Abstand, so werden ihre beiden Seiten nicht gleichm&auml;&szlig;ig
+ausgenutzt, ebenso nicht die der betreffenden positiven
+Platte zugewendeten Seiten der negativen Elektroden.
+Parallelit&auml;t und gleiche Abst&auml;nde erreicht man am einfachsten
+dadurch, da&szlig; man zwischen je zwei Platten
+eine gen&uuml;gende Anzahl von Glasst&auml;ben schiebt, die alle
+denselben Durchmesser haben, und durch elastische Bleistreifen
+oder Gummipuffer einen seitlichen Druck gegen
+die Platten aus&uuml;ben l&auml;&szlig;t (s. <a href="#Fig21">Fig. 21</a>).</p>
+
+<p>Zwischen der unteren Plattenkante und dem Boden
+des Gef&auml;&szlig;es mu&szlig; sich ein gr&ouml;&szlig;erer Zwischenraum befinden,
+in dem sich herabfallende
+aktive Masse
+sammeln kann (Vermeidung
+eines inneren Kurzschlusses).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig22">
+<p class="caption">Fig. 22.</p>
+<img src="images/illo22.png" alt="Anordnung der Platten" width="350" height="230" />
+</div>
+
+<p>In <a href="#Fig22">Fig. 22</a> ist schematisch
+dargestellt (f&uuml;r 2
+Elemente), wie die Platten
+angeordnet und mit einander
+verbunden werden. Warum die erste und letzte
+Platte einer jeden Zelle negativ sind, wurde fr&uuml;her dargelegt
+(s. <a href="#Page62">S. 62</a>). Man sieht, da&szlig; die positiven Fahnen der
+ersten Zelle mit den negativen Fahnen der zweiten durch
+eine Bleileiste verbunden sind. &mdash; Bei kleinen Elementen,
+die nur aus einer positiven und zwei negativen Platten
+bestehen, verbindet man die beiden letzteren wohl auch
+durch einen Steg.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page136">[136]</span></p>
+
+<p>Der Abstand der Platten richtet sich nach deren
+Gr&ouml;&szlig;e; einerseits darf er nicht zu gro&szlig; sein, damit der
+innere Widerstand der Zelle nicht unn&ouml;tig gro&szlig; wird,
+anderseits darf er nicht so klein sein, da&szlig; eine Besichtigung
+der Platten erschwert oder unm&ouml;glich wird; auch
+kann sich bei geringen
+Abst&auml;nden leicht Kurzschlu&szlig;
+bilden. Bei kleinen
+Platten (bis etwa 3 qdm
+einseitiger Oberfl&auml;che) betr&auml;gt
+der Abstand in der
+Regel 8 bis 10 mm, bei
+mittelgro&szlig;en (bis 6 qdm)
+10 bis 12 mm und bei
+gro&szlig;en 12 bis 15 mm.
+Bei kleinen transportablen
+Akkumulatoren sollte der
+Abstand der Platten reichlich
+gro&szlig; gew&auml;hlt werden,
+damit Kurzschlu&szlig; durch
+herausfallende Masse m&ouml;glichst
+vermieden und eine
+genaue Besichtigung des
+Innern der Zelle leicht
+ausf&uuml;hrbar ist.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig23">
+<p class="caption">Fig. 23.</p>
+<img src="images/illo23.jpg" alt="Hartgummiplatte" width="308" height="550" />
+</div>
+
+<p>Seit einigen Jahren
+ist man dazu &uuml;bergegangen
+zwischen die einzelnen Platten <span class="gesp">Holzbrettchen</span>
+oder dergl. zu schieben. Wir haben bereits gesehen, da&szlig;
+man der aktiven Masse der negativen Platten indifferente
+Substanzen zusetzt, um die Verbleiung zu verhindern.
+Die aktive Masse quillt dann leicht aus dem
+Gitter, sie kann herausfallen und Kurzschlu&szlig; bewirken.
+Um diesem &Uuml;belstande zu steuern, bedeckt die Firma<span class="pagenum" id="Page137">[137]</span>
+<span class="gesp">Gottfried Hagen</span> in C&ouml;ln-Kalk die negative Elektrode
+mit einer gelochten Hartgummiplatte, die durch die
+Glasr&ouml;hren gegen das Gitter gepre&szlig;t wird. Die Perforierung
+ist eine so feine, da&szlig; jedes Durchtreten von
+Partikeln, die sich losl&ouml;sen, durch die &Ouml;ffnungen ausgeschlossen
+ist und die S&auml;ure dennoch leicht zirkulieren
+kann. Werden Holzkasten f&uuml;r die Zellen verwendet,
+bei denen Glasr&ouml;hren keinen Zweck haben, da man ohnehin
+nicht das Zelleninnere besichtigen kann, so werden
+Hartgummiplatten verwendet, die auf der einen Seite
+mit Rippen versehen sind (s. <a href="#Fig23">Fig. 23</a>); diese vertreten
+die Stelle der Glasr&ouml;hren.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig24">
+<p class="caption">Fig. 24.</p>
+<img src="images/illo24.jpg" alt="Holzbrett" width="225" height="307" />
+</div>
+
+<p>Nach den Montagevorschriften der <span class="gesp">Akkumulatoren-Fabrik
+Aktien-Gesellschaft</span> werden
+zwischen die einzelnen Platten
+Holzbrettchen geschoben, die etwas
+gr&ouml;&szlig;er sind als die Platten. Die
+Brettchen werden in die Schlitze
+von Holzst&auml;ben geschoben (siehe
+<a href="#Fig24">Fig. 24</a>). Diese sind etwas d&uuml;nner
+als die Plattenzwischenr&auml;ume und
+sitzen anfangs etwas lose. Da
+die St&auml;be in der S&auml;ure quellen, so
+sitzen sie bald fest. Auf diese
+Weise wird erreicht, da&szlig; zwischen
+Platten und Brettchen ein enger
+Zwischenraum ist und die aktive Masse mit einer
+gen&uuml;gend gro&szlig;en Menge von S&auml;ure in Ber&uuml;hrung
+ist. Die Brettchen erfahren eine besondere Vorbehandlung
+in der Fabrik, und es sollen (infolgedessen?)
+aus dem Holz Stoffe in L&ouml;sung treten, die ein Sulfatieren
+der Platten fast unm&ouml;glich machen, so da&szlig; die Kapazit&auml;t
+lange bleibt. Die Wirksamkeit der Brettchen soll, da
+die betreffenden Stoffe sich nur langsam ausscheiden,<span class="pagenum" id="Page138">[138]</span>
+f&uuml;r lange Jahre vorhalten. Au&szlig;erdem dienen die
+Brettchen auch als Mittel zur Verhinderung von Kurzschlu&szlig;.</p>
+
+<p>Es empfiehlt sich, die Zellen mit Glasplatten zu
+bedecken, weil dann S&auml;urepartikelchen, die beim &#8222;Kochen&#8223;
+durch die Gase mitgerissen werden, zur&uuml;ckgehalten
+werden und verhindert wird, da&szlig; von der Decke abbr&ouml;ckelnder
+Kalk oder dgl. in die S&auml;ure f&auml;llt.</p>
+
+<p>F&uuml;r die Elemente der <span class="gesp">Automobilbatterien</span>
+werden Hartgummikasten verwendet. Die Platten werden
+auch mit Zwischenlagen aus perforiertem Hartgummiblech
+oder aus Holzbrettchen eingebaut. Die einzelnen
+Elemente werden so miteinander verbunden, da&szlig; schadhafte
+Zellen leicht ausgewechselt werden k&ouml;nnen; man
+benutzt biegsame Verbindungen aus Bleistreifen oder
+verbleiten Kupferstreifen, die beiderseits durch Schrauben
+befestigt werden.</p>
+
+<p><span class="gesp">S&auml;ure</span>. An die <span class="gesp">Reinheit</span> der Schwefels&auml;ure und
+des zum Nachf&uuml;llen zu benutzenden Wassers sind, wie
+sich aus fr&uuml;heren Betrachtungen (s. <a href="#Page107">S. 107</a> und <a href="#Page110">S. 110</a>)
+ergeben d&uuml;rfte, die <span class="gesp">h&ouml;chsten Anforderungen zu
+stellen</span>. Sie m&uuml;ssen vor allem frei sein von metallischen
+Verunreinigungen. Fremde Metalle (s. <a href="#Ref21">Selbstentladung</a>)
+bewirken das sogen. Nachgasen. Man pr&uuml;ft
+die S&auml;ure auf die Anwesenheit sch&auml;dlicher Metalle dadurch,
+da&szlig; man mittels eines sauberen Holzspans ein
+St&uuml;ckchen Zink in eine Probe bringt, die sich in einem
+Reagenzglas befindet. Sind sch&auml;dliche Metalle in der
+S&auml;ure, so bilden sich Lokalelemente, und es wird elektrolytisch
+Wasserstoff abgeschieden, man sieht best&auml;ndig
+feine Gasbl&auml;schen emporsteigen. Der Versuch, der
+etwa <sup>1</sup>&#8260;<sub>2</sub> Stunde dauern sollte, wird 3mal wiederholt;
+bleibt <span class="gesp">einmal</span> die stetige Bl&auml;schenbildung aus, so ist
+die S&auml;ure frei von sch&auml;dlichen Metallen.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page139">[139]</span></p>
+
+<p>Der Elektrolyt mu&szlig; ferner frei sein von Chlor,
+Salpeters&auml;ure und salpetriger S&auml;ure, Arsenverbindungen
+und Essigs&auml;ure. Auch ganz minimale Mengen dieser
+Substanzen sind dem Akkumulator sehr sch&auml;dlich; sie
+wirken n&auml;mlich zerst&ouml;rend auf den Bleikern, indem
+sie Blei l&ouml;sen. Die Bleiverbindung wird durch den
+Strom zersetzt und die Verunreinigung wird wieder frei
+usw. (s. <a href="#Ref20">Formation</a>).</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Untersuchung auf Salpeters&auml;ure</span>: Man l&ouml;st etwas Brucin
+in konzentrierter Schwefels&auml;ure und setzt der Schwefels&auml;ureprobe
+einige Tropfen der L&ouml;sung zu. Bei Gegenwart auch der geringsten
+Menge Salpeters&auml;ure erfolgt Rotf&auml;rbung.</p>
+
+<p>Stickstoffverbindungen k&ouml;nnen auch in der Weise nachgewiesen
+werden, da&szlig; man in Wasser eine gleiche Menge konzentrierter Schwefels&auml;ure
+eintropfen l&auml;&szlig;t und der hei&szlig;en L&ouml;sung etwas Indigol&ouml;sung zusetzt.
+Wird die Fl&uuml;ssigkeit entf&auml;rbt, so ist die S&auml;ure nicht brauchbar.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die Untersuchung auf Chlor</span> ist mit besonderer Sorgfalt
+auszuf&uuml;hren. 5 cm<sup>3</sup> (ca. 9 Gramm) S&auml;ure werden mit 50 cm<sup>3</sup>
+destilliertem Wasser <span class="nowrap">gemischt<a id="FNanchor108"></a><a
+href="#Footnote108" class="fnanchor">[108]</a>;</span> nach 5-6 Stunden setzt man etwas
+Salpeters&auml;ure und 20prozentige Silbernitratl&ouml;sung (H&ouml;llensteinl&ouml;sung)
+zu. Nach einst&uuml;ndigem Stehen darf die Fl&uuml;ssigkeit keine wei&szlig;e
+F&auml;rbung, h&ouml;chstens ganz schwaches Opalisieren zeigen. (Es bildet
+sich bei Gegenwart von Chlorverbindungen unl&ouml;sliches, wei&szlig;es Chlorsilber.)</p>
+
+<p><span class="gesp">Arsenverbindungen</span> werden durch eingeleiteten Schwefelwasserstoff
+in braunes, unl&ouml;sliches Schwefelarsen umgewandelt.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Zum F&uuml;llen der Elemente benutzt man verd&uuml;nnte
+Schwefels&auml;ure vom spezifischen Gewichte 1,15 bis 1,17;
+sind die Positiven Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten, so kann die
+S&auml;ure etwas st&auml;rker sein. Die Dichte der S&auml;ure wird
+bei den ersten Ladungen etwas gr&ouml;&szlig;er, da die Paste
+noch weiter formiert wird und hierbei Schwefels&auml;ure frei
+wird. &mdash; Da bei der Vermischung von Schwefels&auml;ure
+und Wasser eine starke W&auml;rmeentwickelung erfolgt und
+explosionsartige Erscheinungen auftreten, wenn man<span class="pagenum" id="Page140">[140]</span>
+Wasser in Schwefels&auml;ure gie&szlig;t, so mu&szlig; man die
+Schwefels&auml;ure in d&uuml;nnem Strahle unter Umr&uuml;hren dem
+Wasser zusetzen. Mittels des Ar&auml;ometers konstatiert
+man, ob die Mischung das gew&uuml;nschte spezifische Gewicht
+hat. Erst nach dem Erkalten darf die S&auml;ure in
+die Akkumulatorengef&auml;&szlig;e gegossen werden. Mu&szlig; man
+einen Trichter benutzen, so verwende man einen solchen
+aus Glas oder Porzellan.</p>
+
+<p>Da die Untersuchung der Schwefels&auml;ure und die
+Herstellung der Mischung umst&auml;ndlich ist, so empfiehlt
+es sich, die S&auml;ure durch die Akkumulatorenfabrik oder
+durch Handlungen zu beziehen, die von der Akkumulatorenfabrik
+empfohlen werden.</p>
+
+<p>Die S&auml;ure soll die oberen Kanten der Platten
+mindestens 1 cm &uuml;berragen; vor allem darf es nicht
+vorkommen, da&szlig; der obere Teil der Platten aus der
+S&auml;ure herausragt. Im Laufe der Zeit &auml;ndert sich die
+Menge und die Dichte der S&auml;ure, da Wasser verdampft,
+kleine S&auml;ureteilchen von den bei der Ladung sich
+bildenden Gasblasen mitgerissen werden und die
+Kapazit&auml;t der Platten zu- bezw. abnehmen kann; w&auml;chst
+diese im Laufe der Zeit, so wird bei der Entladung
+mehr S&auml;ure verbraucht und die Schwankungen der
+S&auml;uredichte werden gr&ouml;&szlig;er. Meistens gen&uuml;gt es, durch
+Zusatz von destilliertem <span class="nowrap">Wasser<a id="FNanchor109"></a><a
+href="#Footnote109" class="fnanchor">[109]</a></span> die S&auml;ure auf die
+richtige H&ouml;he zu bringen; von Zeit zu Zeit jedoch mu&szlig;
+man die S&auml;uredichte der einzelnen Zellen sowohl im
+vollst&auml;ndig geladenen wie im vollst&auml;ndig entladenen
+Zustande messen und eventuell Akkumulatorens&auml;ure
+hinzuf&uuml;gen (nie konzentrierte S&auml;ure, da diese die Platten
+angreift). Man setzt am besten die S&auml;ure vor Beginn<span class="pagenum" id="Page141">[141]</span>
+der Ladung zu, indem die Gasblasen eine Vermischung
+bewirken. Im entladenen Zustande betr&auml;gt
+die S&auml;uredichte meist 1,15, im geladenen Zustande kann
+sie bis 1,20 betragen. Eine zu niedrige S&auml;uredichte
+schadet &uuml;brigens dem Akkumulator nicht, wohl aber
+eine zu hohe (Beg&uuml;nstigung der Sulfatierung, Verringerung
+der Lebensdauer). S&auml;ure, die beim Nachf&uuml;llen
+versch&uuml;ttet wird, ist sofort abzuwaschen, damit die
+Isolatoren trocken bleiben.</p>
+
+<p>Die S&auml;uredichte mi&szlig;t man mittels eines <span class="gesp">Ar&auml;ometers</span>,
+dessen K&ouml;rper so flach ist, da&szlig; man es in
+den engen Zwischenraum zwischen den Platten einf&uuml;hren
+kann. Sind die Zellen mit einem Deckel versehen,
+so benutzt man ein <span class="gesp">Ar&auml;ometer</span> mit <span class="gesp">Saugheber</span>
+und Gummiball. Bei genauen Untersuchungen
+ist zu beachten, da&szlig; die S&auml;ure in der N&auml;he des Gef&auml;&szlig;bodens
+etwas konzentrierter ist. Durch Einblasen von
+Luft kann man eine Vermischung herbeif&uuml;hren.</p>
+
+<p>In der folgenden Tabelle ist das spezifische Gewicht,
+das Mischungsverh&auml;ltnis und der Widerstand von
+1 cm<sup>3</sup> verd&uuml;nnter Schwefels&auml;ure angegeben.</p>
+
+<table summary="Schwefels�ure">
+
+<tr class="bt2">
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Spezifisches<br />Gewicht<br />bei 15&deg;</th>
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Gewichts-<br />prozente<br />H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub></th>
+<th colspan="2" class="center padl1 padr1 br">Grade<br />Baum&eacute;</th>
+<th colspan="4" class="center padl1 padr1">Widerstand eines<br />Kubikcent.<br />(angen&auml;hert)</th>
+</tr>
+
+<tr class="bt2">
+<td class="right padl1 padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">10</td>
+<td class="right padr0">14,</td>
+<td class="left padl0 br">35</td>
+<td class="right padr0">13,</td>
+<td class="left padl0 padr1 br">0</td>
+<td class="right padl1 padr0">2,</td>
+<td class="left padl0">2</td>
+<td class="center padl1 padr1">Ohm</td>
+<td rowspan="8" class="left bot">(Minimum)</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">12</td>
+<td class="right padr0">17,</td>
+<td class="left padl0 br">01</td>
+<td class="right padr0">15,</td>
+<td class="left padl0 br">4</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">8</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">14</td>
+<td class="right padr0">19,</td>
+<td class="left padl0 br">61</td>
+<td class="right padr0">17,</td>
+<td class="left padl0 br">7</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">6</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">16</td>
+<td class="right padr0">22,</td>
+<td class="left padl0 br">20</td>
+<td class="right padr0">19,</td>
+<td class="left padl0 br">8</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">5</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">18</td>
+<td class="right padr0">24,</td>
+<td class="left padl0 br">76</td>
+<td class="right padr0">22,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">45</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">20</td>
+<td class="right padr0">27,</td>
+<td class="left padl0 br">32</td>
+<td class="right padr0">24,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">4</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">22</td>
+<td class="right padr0">29,</td>
+<td class="left padl0 br">84</td>
+<td class="right padr0">26,</td>
+<td class="left padl0 br">0</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">38</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0 br">224</td>
+<td class="right padr0">30,</td>
+<td class="left padl0 br">50</td>
+<td class="right padr0">26,</td>
+<td class="left padl0 br">6</td>
+<td class="right padr0">1,</td>
+<td class="left padl0">36</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p>Zuweilen verwendet man f&uuml;r die F&uuml;llung transportabler
+Akkumulatoren <span class="gesp">gelatin&ouml;se Schwefels&auml;ure</span>,<span class="pagenum" id="Page142">[142]</span>
+die aus Schwefels&auml;ure, Wasserglas und Asbest
+hergestellt wird. Die <span class="gesp">Trockenf&uuml;llung</span> leidet an den
+Nachteilen, da&szlig; der innere Widerstand des Elementes
+stark erh&ouml;ht und die Kapazit&auml;t wesentlich verringert
+wird. Die F&uuml;llung mu&szlig; mit einer Schicht fl&uuml;ssiger S&auml;ure
+von etwa 5 mm Dicke bedeckt sein, ev. ist destilliertes
+Wasser oder stark verd&uuml;nnte S&auml;ure zuzusetzen.</p>
+
+<p>F&uuml;r Automobilbatterien verwendet man, da man die
+S&auml;uremenge, um das Gewicht zu verringern, m&ouml;glichst
+klein macht, S&auml;ure von etwas h&ouml;herer Konzentration als
+bei Zellen f&uuml;r station&auml;re Anlagen; im geladenen Zustande
+darf die S&auml;uredichte den Wert 1,25 erreichen.</p>
+
+<p>Mu&szlig; eine Zelle <span class="gesp">geleert werden</span>, so zieht man
+die S&auml;ure mittels eines Hebers ab; die Platten werden
+in destilliertem Wasser aufbewahrt. Die betreffende
+Zelle mu&szlig;, nachdem sie neu montiert ist, stark &uuml;berladen
+werden. Zu dem Zwecke schaltet man sie w&auml;hrend
+der Ladung der Batterie mit den anderen Zellen in
+Reihe, man verbindet sie also mit den beiden benachbarten
+Zellen. Nach Beendigung der Ladung wird eine der
+beiden Verbindungen beseitigt und der positive Pol des
+einen Nachbars mit dem negativen Pole des anderen
+verbunden (<span class="gesp">&Uuml;berbr&uuml;ckung</span>). Unsere Zelle ist also
+w&auml;hrend der Entladung der Batterie ausgeschaltet. Bei
+der folgenden Ladung wird sie wieder mitgeladen usw.</p>
+
+<p><span class="gesp">Die Vorschriften f&uuml;r die Ladung und
+Entladung</span> weichen in einzelnen Punkten bei den
+verschiedenen Firmen voneinander ab, was ja schon
+durch den Umstand erkl&auml;rt werden kann, da&szlig; die Fabrikate
+verschieden sind. Die folgenden Vorschriften
+d&uuml;rften aber allgemein g&uuml;ltig sein.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">erste Ladung</span> (nach der Montage) soll, wenn
+eben m&ouml;glich, ohne Unterbrechung so lange fortgesetzt
+werden, bis bei allen Zellen an beiden Elektroden reichlich<span class="pagenum" id="Page143">[143]</span>
+Gas entwickelt wird. Ihre Dauer ist eine gro&szlig;e
+(24-48 Stunden), da die aktive Masse, besonders bei
+den negativen Platten, an der Luft (w&auml;hrend des Transportes,
+der Montage) ver&auml;ndert wird, so da&szlig; eine nachtr&auml;gliche
+Formierung erfolgen mu&szlig;. Am l&auml;ngsten dauert
+nat&uuml;rlich die erste Ladung, wenn die negativen Platten
+unformiert versandt wurden.</p>
+
+<p>Die sp&auml;teren Ladungen sollen, wenn m&ouml;glich sofort,
+sp&auml;testens aber 24 Stunden nach Beendigung der Entladung
+erfolgen (s. <a href="#Ref14">Sulfatierung</a>). Falls die <span class="gesp">Batterie
+stark ersch&ouml;pft</span> ist, was bei Betriebsst&ouml;rungen,
+z. B. bei einer Reparatur der Dynamo, vorkommen kann,
+so mu&szlig; <span class="gesp">sofort</span> gr&uuml;ndlich aufgeladen werden. Zu beachten
+ist, da&szlig; man den positiven Pol der Batterie
+mit dem positiven Pole der Stromquelle verbinden mu&szlig;
+(ev. Polreagenzpapier benutzen). Der maximale Ladestrom
+(gew&ouml;hnlich gleich der maximalen Entladestromst&auml;rke)
+darf nicht &uuml;berschritten werden. Man l&auml;dt so
+lange, bis bei s&auml;mtlichen Elementen der Batterie an
+beiden Elektroden lebhafte Gasentwicklung erfolgt.
+Der W&auml;rter hat die Pflicht, bei jeder Ladung nachzusehen,
+ob alle Zellen <span class="nowrap">gasen<a id="FNanchor110"></a><a href="#Footnote110" class="fnanchor">[110]</a>.</span></p>
+
+<p>Finden t&auml;glich mehrere Teilladungen statt, so darf
+nur <span class="gesp">eine</span> bis zur vollen Gasentwicklung durchgef&uuml;hrt
+werden, die anderen dagegen sind sofort abzubrechen,
+wenn an einer Elektrode Gasentwicklung beginnt.</p>
+
+<p>Will man (im Laboratorium) gro&szlig;e und kleine
+Zellen gleichzeitig laden, so schaltet man zwei oder
+mehrere der kleinen Zellen parallel, bildet aus diesen
+gleichsam einen gr&ouml;&szlig;eren Akkumulator, oder man w&auml;hlt
+den Strom so, da&szlig; er der kleinsten Type angepa&szlig;t ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page144">[144]</span></p>
+
+<p>Es ist darauf zu achten, da&szlig; die mit dem Zellenschalter
+verbundenen Elemente nicht zu lange &uuml;berladen
+werden.</p>
+
+<p>Auch dann, wenn eine Batterie nicht oder nur
+wenig benutzt wird (Laboratorium), mu&szlig; von Zeit
+zu Zeit, etwa alle 14 Tage, aufgeladen werden (siehe
+<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>). Automobilbatterien sollen nach jeder
+Fahrt geladen werden.</p>
+
+<p>Die Ladestromst&auml;rke darf, wie wir bereits sahen,
+eine gewisse Gr&ouml;&szlig;e nicht &uuml;berschreiten; sie ist, wenn
+an beiden Platten Gasentwicklung erfolgt, auf etwa
+die H&auml;lfte des urspr&uuml;nglichen Wertes herabzusetzen.
+Hierf&uuml;r kann man verschiedene Gr&uuml;nde angeben. Wird
+die Gasentwicklung zu st&uuml;rmisch, so werden viele
+kleine Partikelchen der wirksamen Masse losgesprengt.
+Ferner hat die Elektrodenspannung, wenn die Stromst&auml;rke
+nicht vermindert wird, einen hohen Wert,
+und es kann sich &Uuml;berschwefels&auml;ure bilden (s. <a href="#Page14">S. 14</a>).
+Auch wird bei starker Gasentwicklung zu viel S&auml;ure
+verspritzt.</p>
+
+<p>Bei Lichtanlagen arbeiten die Dynamo und Batterie
+parallel. Die Ladung der Batterie mu&szlig;, ehe der Parallelbetrieb
+beginnt, beendet sein, ein <span class="gesp">Nachladen</span> bei ausgeschaltetem
+Ladeschalter ist unter allen Umst&auml;nden
+<span class="gesp">zu vermeiden</span>, weil es zu einer Sch&auml;digung der
+mittleren Schaltzellen f&uuml;hrt.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Wir wollen uns dies an einem bestimmten Falle klar machen.
+Es handle sich um eine Lichtanlage, bei der die Spannung in der
+Zentrale 115 Volt betr&auml;gt. Es sind 115:1,8 = 64 Zellen erforderlich;
+von diesen seien 12 mit dem Doppelzellenschalter Verbunden. Die
+Ladung sei soweit fortgeschritten, da&szlig; die Spannung jeder Zelle
+2,2 Volt betr&auml;gt. Dann werde zum Parallelbetrieb &uuml;bergegangen.
+Die Ladung kann nur durch den Entladeschalter geschehen (s. <a href="#Page173">S. 173</a>).
+Es k&ouml;nnen dann nur 115:2,2 = 52 Zellen Strom bekommen, die 12
+letzten Zellen werden also nicht mit geladen. Mu&szlig; die Batterie sp&auml;ter<span class="pagenum" id="Page145">[145]</span>
+Strom abgeben, so sind anf&auml;nglich 115:2 = 58 Zellen an der Stromlieferung
+beteiligt. Die Zellen 53 bis 58 werden also &uuml;beranstrengt, da
+sie bei der Nachladung keinen Strom erhielten.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Akkumulatoren-Fabrik Akt.-Ges. schreibt f&uuml;r
+ihre Batterien vor, da&szlig; unter normalen Verh&auml;ltnissen
+etwa alle 3 Monate eine <span class="gesp">Ladung mit Ruhepausen</span>
+erfolgen soll (s. <a href="#Page114">S. 114</a>). Durch diese sucht man offenbar
+einer beginnenden Sulfatation vorzubeugen. Die
+Ladung geschieht in der Weise, da&szlig; die Maschine abgeschaltet
+wird, sobald an beiden Elektroden die Gasentwicklung
+beginnt; die Batterie ist vom Netze zu
+trennen. In diesem Ruhezustande soll sie mindestens
+1 Stunde stehen bleiben. Dann wird wieder geladen
+bis zur Gasentwicklung, wieder abgeschaltet etc.
+Ladungen und Ruhepausen sollen solange aufeinander
+folgen, bis <span class="gesp">sofort</span> nach dem Einschalten der Maschine
+Gasentwicklung beginnt. Bei den Nachladungen soll
+die Stromst&auml;rke nat&uuml;rlich kleiner als die normale sein.
+Dasselbe Verfahren soll angewandt werden, wenn die
+Batterie zu stark beansprucht und wenn sie wiederholt
+ungen&uuml;gend geladen worden ist.</p>
+
+<p>Zellen, die voraussichtlich l&auml;ngere Zeit nicht benutzt
+werden, sind gr&uuml;ndlich aufzuladen (<a href="#Ref21">Selbstentladung</a>);
+besonders schnell geht die Selbstentladung bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+vor sich.</p>
+
+<p>Der W&auml;rter hat die Pflicht, alle <span class="gesp">Zellen bei</span> jeder
+<span class="gesp">Ladung</span> zu beobachten; besondere Aufmerksamkeit
+soll er den Schaltzellen zuwenden. Es kommt zuweilen
+vor, da&szlig; eine <span class="gesp">Zelle</span> gegen die anderen
+<span class="nowrap"><span class="gesp">zur&uuml;ckbleibt</span><a
+id="FNanchor111"></a><a href="#Footnote111" class="fnanchor">[111]</a>;</span>
+es erfolgt keine Gasentwicklung, wenn die
+Nachbarn schon lange &#8222;kochen&#8223;, die S&auml;uredichte steigt<span class="pagenum" id="Page146">[146]</span>
+nicht oder doch nur sehr langsam an. Eine solche
+Zelle ist auf <span class="gesp">Kurzschlu&szlig;</span> zu untersuchen. Ein solcher
+kann verursacht werden dadurch, da&szlig; sich eine Platte
+kr&uuml;mmt oder dadurch, da&szlig; ein Fremdk&ouml;rper in die
+Zelle hineinf&auml;llt oder da&szlig; aktive Masse aus dem Gitter
+herausf&auml;llt. Er hat zur Folge, da&szlig; der Ladestrom sich
+verzweigt und nur ein Bruchteil des Stromes durch die
+S&auml;ure flie&szlig;t, d. h. eine elektrochemische Wirkung aus&uuml;bt.
+Nach der Ladung entl&auml;dt sich die Zelle in sich
+selbst; denn der den Kurzschlu&szlig; bewirkende K&ouml;rper
+bildet eine leitende Verbindung zwischen den beiden
+Polen. Bei einer solchen Zelle tritt bald Sulfatierung
+ein, die mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden ist.</p>
+
+<p>Das Vorhandensein eines Kurzschlusses kann man
+mittels eines kleinen Kompasses feststellen. Diesen
+legt man nacheinander zwischen zwei benachbarte
+Fahnen; kommt man an eine Platte, die Kurzschlu&szlig;
+hat, so wird die Nadel durch das magnetische Feld
+des Stromes abgelenkt.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Vorschriften f&uuml;r die Entladung</span> sind
+gr&ouml;&szlig;tenteils schon in den Betrachtungen des <a href="#Page80">Kapitels 4</a>
+enthalten. Es sei daran erinnert, da&szlig; eine gewisse
+Stromst&auml;rke nicht &uuml;berschritten werden darf. Dies ist
+besonders beim Experimentieren im Laboratorium etc.
+zu beachten. Ist man im Zweifel, wie stark der Strom
+bei einem Versuche wird, so mu&szlig; man einen Rheostaten
+und ein Ampermeter mit einschalten, wie es in <a href="#Fig25">Fig. 25</a>
+angedeutet ist. In dieser soll <i>A</i> den Apparat darstellen,
+dem Strom zugef&uuml;hrt wird, <i>Amp.</i> ein Ampermeter, <i>W</i>
+einen ver&auml;nderlichen Widerstand, <i>B</i> die Batterie, <i>Voltm.</i>
+ein Voltmeter.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page147">[147]</span></p>
+
+<p>Die Frage, woran man erkennt, ob ein Akkumulator
+entladen ist, hat gro&szlig;e praktische Bedeutung
+(man vergleiche die Bemerkungen auf <a href="#Page102">S. 102</a> und die
+Darlegungen &uuml;ber die <a href="#Ref23">Erholung</a>). Wei&szlig; man nicht bestimmt,
+ob man einer Zelle noch Strom entnehmen darf,
+so verbindet man die Klemmen mit einem Voltmeter
+und l&auml;&szlig;t das Element den der dreist&uuml;ndigen Entladung
+entsprechenden Strom abgeben. Ist die Zelle ersch&ouml;pft,
+so sinkt die Klemmenspannung in kurzer Zeit auf
+1,8 Volt. &mdash; Dauert ein Versuch l&auml;ngere Zeit, so sollte
+stets ein Voltmeter mit den Klemmen des Elementes
+bezw. der Batterie verbunden sein (Schaltung s. <a href="#Fig25">Fig. 25</a>).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig25">
+<p class="caption">Fig. 25.</p>
+<img src="images/illo25.png" alt="Schaltung" width="550" height="301" />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Um zu pr&uuml;fen, wie gro&szlig; noch ungef&auml;hr die Elektrizit&auml;tsmenge
+ist, die man entnehmen darf, kann man das Ar&auml;ometer benutzen.
+Kennt man die S&auml;uredichte der Zelle in geladenem und entladenem
+Zustande, so kann man aus dem augenblicklichen spezifischen Gewichte
+einen Schlu&szlig; &uuml;ber den Energieinhalt ziehen. Wei&szlig; man z. B.,
+da&szlig; die S&auml;uredichte des vollgeladenen Elementes 1,20 und diejenige
+der entladenen Zelle 1,16 ist, und findet man, da&szlig; das spezifische
+Gewicht den Wert 1,17 hat, so enth&auml;lt der Akkumulator noch ungef&auml;hr
+<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> seiner Elektrizit&auml;tsmenge.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Elemente, die sehr selten oder nie ganz entladen
+werden, gehen in ihrer Kapazit&auml;t zur&uuml;ck. Soll dies
+vermieden werden, so m&uuml;ssen die Zellen von Zeit zu
+Zeit, etwa alle 4-5 Wochen einmal, mit m&ouml;glichst<span class="pagenum" id="Page148">[148]</span>
+der garantierten Kapazit&auml;t beansprucht werden. Diese
+Vorschrift ist besonders f&uuml;r solche von Wichtigkeit,
+die Anlagen in Schulen etc. zu beaufsichtigen haben.</p>
+
+<p><span class="gesp">Sulfatieren</span>, <span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span>. Bei Batterien macht
+sich st&auml;rkere <span class="gesp">Sulfatierung</span> in einer oder mehreren
+Zellen in der Weise bemerkbar, da&szlig; bei der gew&ouml;hnlichen
+anf&auml;nglichen Ladespannung nur ein schwacher Strom
+zustande kommt. Um die schadhafte Zelle herauszufinden,
+mi&szlig;t man die Spannung der Elemente einzeln
+mittels eines Voltmeters f&uuml;r geringe Spannungen
+(Taschenvoltmeter bis 3 Volt); in stromlosem Zustande
+ist die Klemmenspannung der betreffenden Zelle sehr
+klein. Bei der Ladung kann in der kranken Zelle Gasentwicklung
+erfolgen, ohne da&szlig; ein chemischer Umsatz
+an den Platten erfolgt.</p>
+
+<p>Bedeckt das kristallinische Bleisulfat noch nicht
+die ganze Oberfl&auml;che, oder ist es nur in sehr d&uuml;nner
+zusammenh&auml;ngender Schicht vorhanden, so gelingt es
+meistens, die Zelle unter Anwendung einer h&ouml;heren
+Spannung (3-4 Volt) aufzuladen. (Im Laboratorium
+benutzt man am besten die Thermos&auml;ule; bei gr&ouml;&szlig;eren
+Batterien kann man den Ladestrom den Schaltzellen
+entnehmen.) W&auml;hrend der Ladung schalte man ab
+und zu (etwa nach je 10 Minuten) eine Ruhepause
+(5-10 Minuten) ein (<a href="#Page114">S. 114</a>). Nach der ersten Ladung
+hat das Element noch nicht seine volle Kapazit&auml;t. Man
+behandelt daher die Zelle in der fr&uuml;her angegebenen
+Weise.</p>
+
+<p>Die Sulfatierung ist in der Regel mit einem
+<span class="gesp">Kr&uuml;mmen</span> der Platten verbunden. Findet man, da&szlig;
+eine Platte die Neigung zum Werfen hat, so schiebt
+man zwischen sie und die benachbarte Platte Glasst&auml;be,
+so da&szlig; eine weitere Verringerung des Plattenabstandes
+nicht erfolgen kann, oder man dr&uuml;ckt die Platte durch<span class="pagenum" id="Page149">[149]</span>
+breite flache H&ouml;lzer, deren Dicke gleich dem Plattenabstand
+ist, gerade. Gelingt dies nicht, so ist die Platte
+durch eine neue zu ersetzen. Die K&ouml;lner Akkumulatoren-Werke
+schreiben vor, da&szlig; in Zellen, die dauernd zu
+arbeiten haben, Platten aus der letzten Schaltzelle
+kommen, also Platten, die gut durchgearbeitet sind,
+w&auml;hrend die neuen Platten in die Schaltzellen eingesetzt
+werden.</p>
+
+<p>Damit man beginnende Kr&uuml;mmung oder andere
+Fehler entdeckt, mu&szlig; man von Zeit zu Zeit eine Revision
+s&auml;mtlicher Zellen vornehmen. Man bedient sich hierbei,
+besonders wenn es sich um gro&szlig;e Zellen oder um
+Elemente in Holzk&auml;sten handelt, einer <span class="gesp">Ableuchtlampe</span>,
+d. h. einer elektrischen Lampe mit Schutzkorb,
+Schutzglas, einer Schlauchleitung und einem St&ouml;psel f&uuml;r
+<span class="nowrap">Wandkontakt<a id="FNanchor112"></a><a href="#Footnote112" class="fnanchor">[112]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="gesp">Automobilzellen</span> sind von Zeit zu Zeit, unter
+normalen Verh&auml;ltnissen alle drei Monate, zu <span class="gesp">reinigen</span>.
+Die Plattens&auml;tze werden zu dem Zwecke, nachdem die
+Batterie entladen ist, zusammen mit dem Deckel vorsichtig
+aus den Kasten herausgehoben, durch mehrmaliges
+Heben und Senken in destilliertem Wasser
+abgesp&uuml;lt; die Kasten werden entleert und gereinigt,
+dann werden die Plattens&auml;tze wieder eingeschoben und
+S&auml;ure vom spez. Gew. 1,16-1,17 zugesetzt. Nach jeder
+Reinigung mu&szlig; eine gr&uuml;ndliche Aufladung mit etwa
+dem halben normalen Ladestrom erfolgen.</p>
+
+<p>Im &Uuml;brigen sei bemerkt, da&szlig; die Firmen genaue
+Vorschriften &uuml;ber die Behandlung der von ihnen gelieferten
+Batterien geben und da&szlig; sie gegen eine j&auml;hrliche<span class="pagenum" id="Page150">[150]</span>
+Pr&auml;mie die &Uuml;berwachung und Instandhaltung der
+Batterien &uuml;bernehmen (<span class="gesp">Akkumulatorenversicherung</span>).</p>
+
+<p id="Ref13"><span class="gesp">Die Lebensdauer</span> des <span class="gesp">Akkumulators</span> h&auml;ngt
+in hohem Ma&szlig;e von der Art der Behandlung ab. &Uuml;ber
+diese k&ouml;nnen allgemein g&uuml;ltige Angaben kaum gemacht
+werden. D&uuml;nne Platten, wie sie f&uuml;r Traktionszwecke
+benutzt werden, die mit relativ hoher Stromdichte beansprucht
+werden, m&uuml;ssen nach 100 bis 200 Entladungen
+ausgewechselt werden. Plant&eacute;-Platten haben eine andere
+Widerstandsf&auml;higkeit als Faure-Platten. Auch spielt die
+Art der Formation eine wichtige Rolle; eine zu stark
+beschleunigte Formierung scheint die Lebensdauer ung&uuml;nstig
+zu beeinflussen.</p>
+
+<p>Werden bei der Formation dem Elektrolyten
+Chemikalien zugesetzt, die Blei chemisch angreifen, so
+kann es leicht vorkommen, da&szlig; in den Platten geringe
+Mengen dieser Substanzen zur&uuml;ckbleiben und in die
+Akkumulatorens&auml;ure gelangen. Das Blei des Tr&auml;gers
+wird im Laufe der Zeit &#8222;angefressen&#8223;, so da&szlig; die
+mechanische Festigkeit immer kleiner wird.</p>
+
+<p>Die Lebensdauer der positiven Platten ist durch
+die Zeit gegeben, bis zu welcher das Blei der Rippen
+und des Kerns durch Umwandlung in Superoxyd aufgebraucht
+wird (s. <a href="#Ref24">Lokalaktion</a>, <a href="#Page110">S. 110</a>); die mechanische
+Festigkeit der Platten wird geringer und ihr Widerstand
+gr&ouml;&szlig;er. Daraus ergibt sich, da&szlig; die Menge des
+festen Bleies in hohem Grade ma&szlig;gebend ist f&uuml;r die
+Lebensdauer der positiven Platten.</p>
+
+<p>Bei &auml;lteren negativen Platten geht der Bleischwamm
+langsam in festes, dichtes Blei &uuml;ber, er schrumpft unter<span class="pagenum" id="Page151">[151]</span>
+betr&auml;chtlicher Volum&auml;nderung zusammen; es bilden sich
+Risse, und der Zusammenhang zwischen der Unterlage
+und der aktiven Masse wird gelockert. Man nennt diese
+Erscheinung <span class="gesp">Schrumpfen</span>, <span class="gesp">Sintern</span>, <span class="gesp">Verbleiung</span>.
+Sie ist nat&uuml;rlich mit einer Kapazit&auml;tsabnahme verbunden,
+da die S&auml;ure nicht mehr in das Innere eindringen
+kann. Durch Zusatz gewisser indifferenter
+Substanzen (z. B. Koks, Bimsstein) in fein verteiltem
+Zustande zu dem Breie, den man in die Gitter schmiert,
+soll das Sintern verhindert bezw. verlangsamt werden
+(s. <a href="#Page136">S. 136</a>).</p>
+
+<p>Durch zu starke Beanspruchung der negativen
+Platten wird das Schrumpfen beschleunigt. Daher d&uuml;rfte
+ein weiteres Mittel, dem Verbleien vorzubeugen, darin
+bestehen, die Kapazit&auml;t der Bleischwammplatten von
+vornherein gr&ouml;&szlig;er zu w&auml;hlen als die der positiven
+Elektroden.</p>
+
+<p>Vor allem mu&szlig; sich jeder, der Akkumulatoren benutzen
+will, mit den Vorg&auml;ngen im Akkumulator und
+mit seinen Eigent&uuml;mlichkeiten genau bekannt machen
+und sich von vornherein daran gew&ouml;hnen, mit der
+n&ouml;tigen Vorsicht zu Werke zu gehen.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote107"><a href="#FNanchor107"><span class="label">[107]</span></a>
+Siehe Zentralblatt f&uuml;r Akkumulatorentechnik 1907, S. 30 oder
+E. T. Z. 1907, S. 611.</p>
+
+<p id="Footnote108"><a href="#FNanchor108"><span class="label">[108]</span></a>
+Das betr. Glas ist mit destilliertem Wasser gut auszusp&uuml;len.</p>
+
+<p id="Footnote109"><a href="#FNanchor109"><span class="label">[109]</span></a> Das destillierte Wasser ist auf Chlor zu untersuchen,
+s. <a href="#Page139">S. 139</a>.</p>
+
+<p id="Footnote110"><a href="#FNanchor110"><span class="label">[110]</span></a>
+Alle Zellen mit Ausnahme der Schaltzellen m&uuml;ssen zu gleicher
+Zeit und gleichm&auml;&szlig;ig zur Gasentwicklung gelangen.</p>
+
+<p id="Footnote111"><a href="#FNanchor111"><span class="label">[111]</span></a>
+Ist ein Doppelzellenschalter vorhanden, so k&ouml;nnen zur&uuml;ckgebliebene
+Schaltzellen in der Weise nachgeladen werden, da&szlig; man
+sie zwischen Lade- und Entladehebel nimmt. Durch diese Zellen
+geht dann der ganze von der Dynamo abgegebene Strom, der nat&uuml;rlich
+den maximalen Ladestrom nicht &uuml;berschreiten darf. Bei anderen
+Zellen wendet man die &Uuml;berbr&uuml;ckungsmethode an (s. <a href="#Page142">S. 142</a>).</p>
+
+<p id="Footnote112"><a href="#FNanchor112"><span class="label">[112]</span></a>
+Zum <span class="gesp">Reinigen der Akkumulatoren</span> kann man einen
+Apparat benutzen, der zum Absaugen des Schlammes dient. Er besteht
+aus einer Luftpumpe und Vakuumkessel, an dem ein Schlauch
+mit passendem Bleimundst&uuml;ck angeschlossen ist Man zieht zuerst
+die S&auml;ure ab, saugt dann den Schlamm ab und f&uuml;llt wieder ein.
+Das Herausnehmen der Platten ist also &uuml;berfl&uuml;ssig.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page152">[152]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Achtes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Der alkalische Akkumulator.</span></h2>
+
+<p>An den Bleiakkumulatoren wird als ein Nachteil
+getadelt, da&szlig; sie ein im Vergleich zu ihrer Leistung
+gro&szlig;es Gewicht haben. Dieses ist in erster Linie bedingt
+durch das hohe spezifische Gewicht und das gro&szlig;e
+elektrochemische &Auml;quivalent des Bleies. Auch der
+Umstand, da&szlig; Blei ein weiches Metall ist, w&auml;re hier
+zu erw&auml;hnen. Der Tr&auml;ger der aktiven Masse mu&szlig;
+n&auml;mlich aus Blei bestehen, die Platten m&uuml;ssen, damit
+sie gen&uuml;gend fest sind, eine ziemlich gro&szlig;e Dicke haben.
+Endlich ist der Bleiakkumulator auch deshalb ein
+schwerer Akkumulator, weil der Elektrolyt in verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig
+gro&szlig;er Menge vorhanden sein mu&szlig;. Denn
+die S&auml;ure ist an dem chemischen Umsatze beteiligt, so
+da&szlig; man gezwungen ist, pro Amperstunde eine gewisse
+S&auml;uremenge zu verwenden. Wird die S&auml;ure knapp bemessen,
+so sinkt ihre Dichte w&auml;hrend der Entladung
+stark; dies hat zur Folge, da&szlig; der innere Widerstand
+gr&ouml;&szlig;er und die elektromotorische Kraft kleiner wird.
+Nimmt man wenig, aber ziemlich stark konzentrierte
+S&auml;ure, so wird die Sulfatierung beg&uuml;nstigt und die
+Lebensdauer verringert. Das Gewicht der S&auml;ure betr&auml;gt
+bei station&auml;ren Akkumulatoren etwa 20% des Gesamtgewichtes.
+Was das Gewicht der Platten anbelangt, so<span class="pagenum" id="Page153">[153]</span>
+kann man durch Verringerung der Dicke das Verh&auml;ltnis
+zwischen Leistung und Gewicht wesentlich verbessern.
+Eine derartige Steigerung der Leistung pro Kilogramm
+Zellengewicht wird aber nur auf Kosten der Lebensdauer
+erkauft. Nach E. <span class="nowrap"><span class="gesp">Sieg</span><a
+id="FNanchor113"></a><a href="#Footnote113" class="fnanchor">[113]</a></span> haben Zellen der K&ouml;lner
+Akkumulatorenwerke f&uuml;r Traktionszwecke (Automobile),
+die ca. 30 Wattstunden pro Kilogramm geben, als mittlere
+Lebensdauer nur ca. 100 Entladungen.</p>
+
+<p>Es gibt nun zwei M&ouml;glichkeiten, einen leichteren
+Akkumulator zu konstruieren, n&auml;mlich erstens Metalle
+zu verwenden, deren spezifisches Gewicht und elektrochemisches
+&Auml;quivalent kleiner ist als bei <span class="nowrap">Blei<a
+id="FNanchor114"></a><a href="#Footnote114" class="fnanchor">[114]</a>,</span>
+zweitens das Elektrodenmaterial und den Elektrolyten
+so zu w&auml;hlen, da&szlig; der Elektrolyt bei Stromzufuhr und
+Stromentnahme seine Konzentration nicht &auml;ndert.</p>
+
+<p>Nach beiden Richtungen hin sind von zahlreichen
+Erfindern schon seit mehr als 20 Jahren Versuche angestellt
+worden.</p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Verd&uuml;nnte Schwefels&auml;ure hat folgende wertvolle Eigenschaften:
+1. sie leitet den elektrischen Strom sehr gut (nat&uuml;rlich im Vergleich
+zu anderen Elektrolyten), 2. sie ver&auml;ndert sich an der Luft nicht,
+3. sie bleibt in dem Gef&auml;&szlig;e, in dem sie sich befindet, sie kriecht
+nicht, wie es viele andere L&ouml;sungen tun, an den W&auml;nden langsam
+empor. Will man an der Verwendung der verd&uuml;nnten Schwefels&auml;ure
+f&uuml;r einen Sammler festhalten, so hat man unter den Metallen keine
+gro&szlig;e Wahl, da sich die meisten bezw. ihre Oxyde in diesem Elektrolyten
+l&ouml;sen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Beachtung verdient hier vor allem das <span class="gesp">Kupferoxyd-Zink</span>-Element
+(Lalande, Edison, Wedekind),
+das als Vorl&auml;ufer des Edison-Akkumulators bezeichnet
+werden kann. Als Elektrolyt dient Natron- oder Kalilauge.
+Das Kupferoxyd verliert w&auml;hrend der Entladung<span class="pagenum" id="Page154">[154]</span>
+seinen Sauerstoff, das Zink geht als Zinkhydroxyd in
+L&ouml;sung. Das entstandene por&ouml;se und schwammige
+Kupfer nimmt an der Luft, besonders wenn es erhitzt
+wird, Sauerstoff auf.</p>
+
+<p>Wir wenden uns jetzt zu dem Hauptgegenstande
+dieses Kapitels, n&auml;mlich zu dem <span class="gesp">Edison-Akkumulator</span>.
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Darrieus</span><a id="FNanchor115"></a><a
+href="#Footnote115" class="fnanchor">[115]</a></span> besch&auml;ftigte sich vor etwa
+18 Jahren schon mit der Herstellung eines Akkumulators,
+bei dem an Stelle des schweren Bleies andere Metalle
+und als Elektrolyt Kali- oder Natronlauge benutzt
+werden sollten. Unter den Metallen, die er aufz&auml;hlt,
+befinden sich auch Eisen, Nickel, Kadmium. Im Jahre
+1899 wurde dem Schweden <span class="gesp">Jungner</span> ein Patent erteilt,
+das sich auf einen alkalischen Akkumulator mit Silber-
+und Kupferelektroden bezieht. Die Versuche erstreckten
+sich aber auch auf Eisen, Nickel und Kadmium. Es
+sind etwas mehr als 8 Jahre her, als Dr. Kenelly die
+Aufmerksamkeit der ganzen Welt auf eine neue Erfindung
+Edisons lenkte, n&auml;mlich auf ein Element, das
+nach den Nachrichten, die zu uns gelangten, berufen zu
+sein schien, dem biederen Bleiakkumulator den Todessto&szlig;
+zu versetzen. Die ersten Zellen, die D-Zellen,
+kamen i. J. 1903 nach Europa. Aber sie wurden schon
+nach kurzer Zeit vom Markte zur&uuml;ckgezogen. Sp&auml;ter
+wurde die Fabrikation der H-Zellen in gro&szlig;em Ma&szlig;stabe
+aufgenommen, auch in Berlin (Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company).
+Diese wird im Folgenden ausf&uuml;hrlich
+besprochen werden.</p>
+
+<p>Edison hatte sich die Aufgabe gestellt, einen Akkumulator
+herzustellen, der nicht nur pro Wattstunde ein
+geringeres Gewicht als der Bleiakkumulator haben sollte,
+sondern auch gegen schlechte Behandlung unempfindlich<span class="pagenum" id="Page155">[155]</span>
+sein sollte. Inwiefern es Edison gelungen ist, dieses
+Ziel zu erreichen, werden wir sp&auml;ter sehen.</p>
+
+<p id="Ref26"><span class="gesp">Vorg&auml;nge in der Edison-Zelle.</span> Die wirksame
+Masse der positiven Elektrode besteht aus Nickelhydroxyd,
+Ni(OH)<sub>2</sub>, dem etwa 20% eines flockigen Graphits zugesetzt
+werden. Der Graphitzusatz bewirkt nicht nur
+eine Verbesserung der Leitf&auml;higkeit der aktiven Masse,
+sondern er verhindert auch ein Aufschwemmen der
+Masse bei der Ladung; in erster Linie aber soll seine
+Bedeutung darin liegen, da&szlig; er trotz der starken Pressung
+der Masse (s. <a href="#Ref25">unten</a>) eine gewisse Porosit&auml;t gew&auml;hrleistet.
+Als negatives Elektrodenmaterial wird Eisenhydroxyd
+verwendet, dem ca. 10% Quecksilberoxyd beigemischt
+werden. Letzteres dient dazu, die Leitf&auml;higkeit der
+Masse zu verbessern, und soll dazu beitragen, die Zelle
+gegen starke Stromst&ouml;&szlig;e unempfindlich zu machen.
+Welche Vorg&auml;nge sich in der Zelle bei Stromdurchgang
+abspielen, steht noch nicht mit Sicherheit fest. Nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Elbs</span><a id="FNanchor116"></a><a
+href="#Footnote116" class="fnanchor">[116]</a></span> wird das Eisenhydroxyd durch Wasserstoff zu
+Eisen reduziert, w&auml;hrend Nickelhydroxyd durch OH
+(hervorgegangen aus OH-Ionen) auf eine h&ouml;here
+Oxydationsstufe gebracht wird. Die Vorg&auml;nge, die sich
+bei der Ladung und Entladung abspielen, kann man
+durch die Gleichung darstellen:</p>
+
+<p class="equation">Fe(OH)<sub>2</sub>&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>2</sub> &#8644; Fe&nbsp;+ 2Ni(OH)<sub>3</sub>.</p>
+
+<p>Der Effekt ist also ein solcher, als ob bei der Ladung
+zwei OH von der negativen zur positiven Elektrode
+wanderten, und umgekehrt bei der Entladung. Elbs
+fand auch, da&szlig; die elektromotorische Kraft von der
+Konzentration der Lauge abh&auml;ngig ist. Nach der
+obigen Reaktionsgleichung ist die Kalilauge (21%) an<span class="pagenum" id="Page156">[156]</span>
+dem chemischen Umsatze nicht beteiligt. <span class="nowrap"><span
+class="gesp">F&ouml;rster</span><a id="FNanchor117"></a><a href="#Footnote117" class="fnanchor">[117]</a></span>
+wies aber nach, da&szlig; die Kalilauge nach der Entladung
+weniger Wasser enth&auml;lt als am Ende der Ladung. Es
+scheint demnach, als ob die vorige Gleichung die Vorg&auml;nge
+nicht genau wiederg&auml;be. (M&ouml;glich w&auml;re es allerdings,
+da&szlig; Wasserstoff und Sauerstoff von dem Elektrodenmaterial
+absorbiert werden.)</p>
+
+<p>J. <span class="gesp">Zedner</span> hat unter Leitung von Prof.
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Dolezalek</span><a id="FNanchor118"></a><a href="#Footnote118" class="fnanchor">[118]</a></span>
+Untersuchungen &uuml;ber den <span class="gesp">Eisen-Nickel-Akkumulator</span>
+angestellt. Er fand, da&szlig; die positive Elektrode
+im geladenen Zustande Ni(OH)<sub>3</sub>, im entladenen
+Zustande Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O enth&auml;lt. W&auml;hrend der Entladung
+wird also dem Elektrolyten Wasser entzogen.
+Dem entsprechend m&uuml;&szlig;te die elektromot. Kraft von der
+Konzentration der Lauge abh&auml;ngig sein, was auch in
+der Tat der Fall ist. Die Entladung erfolgt in zwei
+Stufen; zuerst wird das Nickelhydroxyd in Hydroxydul
+umgewandelt; die zweite Stufe beruht auf der Verbindung
+des Sauerstoffs mit Wasserstoff, der w&auml;hrend
+des Ladens von der wirksamen Masse und zwar zumeist
+von dem ihr beigemischten Graphit eingeschlossen
+wurde.</p>
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Roloff</span><a id="FNanchor119"></a><a
+href="#Footnote119" class="fnanchor">[119]</a></span> ist der Ansicht, da&szlig; au&szlig;er der von Elbs
+angegebenen Reaktion noch eine andere stattfindet, wie
+der stufenweise erfolgende Abfall des Potentials der
+Eisenelektrode beweise. Das Ni(OH)<sub>2</sub>, das auf den
+entladenen Platten ist, hat keine gr&uuml;ne Farbe. Er
+fand, da&szlig; Ni(OH)<sub>2</sub> schwarz wird, wenn es Wasser
+addiert, z. B. ist das Hydrat Ni(OH)<sub>2</sub>.2H<sub>2</sub>O schwarz.</p>
+
+<p>Nach der Reaktionsgleichung kommen auf 1 Atom<span class="pagenum" id="Page157">[157]</span>
+Eisen, das oxydiert wird, 2 Atome Nickel, die an dem Umsatze
+beteiligt sind; dem entsprechend ist bei Edison
+die Zahl der Nickelektroden eine doppelt so gro&szlig;e wie
+diejenige der Eisenelektroden.</p>
+
+<p>Da die Kalilauge an dem Umsatze nicht beteiligt
+ist, so kann der Abstand zwischen den Elektroden sehr
+klein gemacht werden. Dies ist auch aus dem Grunde
+von Wert, weil die Anzahl der Platten, um eine bestimmte
+Kapazit&auml;t zu erreichen, eine gro&szlig;e sein mu&szlig;.
+Die Nickel- und Eisenmasse n&auml;mlich leiten den Strom
+sehr schlecht, wahrscheinlich ist auch ihre Porosit&auml;t
+wegen des hohen Druckes, dem sie bei der Fabrikation
+ausgesetzt werden, eine sehr geringe; der chemische Umsatz
+ist aber, obschon der Elektrolyt nicht an ihm beteiligt
+ist, nur dort m&ouml;glich, wo die aktive Masse mit der
+Lauge in Ber&uuml;hrung ist. Die Umwandlungen erfolgen
+daher nur in einer au&szlig;erordentlich d&uuml;nnen Oberfl&auml;chenschicht.
+Man mu&szlig; also eine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig gro&szlig;e
+Anzahl von Platten benutzen, um eine gew&uuml;nschte
+Kapazit&auml;t zu erhalten. Die Ersparnis an Elektrolyt,
+die man durch das nahe Zusammenr&uuml;cken der Platten
+erzielt, wird, wie man leicht einsieht, dadurch wieder
+z. T. illusorisch, da&szlig; man die Anzahl der Platten
+vergr&ouml;&szlig;ern mu&szlig;.</p>
+
+<p><span class="gesp">Konstruktion der Edison-Zelle.</span> Die positive
+aktive Masse gewinnt Edison dadurch, da&szlig; er aus
+einer Nickelnitratl&ouml;sung durch Magnesiumhydroxyd das
+gr&uuml;ne Nickelhydroxydul, Ni(OH)<sub>2</sub> f&auml;llt; dieses wird
+durch Chlor zu Nickelhydroxyd Ni<sub>2</sub>(OH)<sub>6</sub> oxydiert. Die
+negative Masse wird aus Eisenoxyd hergestellt, &uuml;ber
+dieses wird bei etwa 250&deg; lange Zeit trockener Wasserstoff
+geleitet, das Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> wird in Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> umgewandelt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig26">
+<p class="caption">Fig. 26.</p>
+<img src="images/illo26.jpg" alt="Gitter aus vernickeltem Stahlblech" width="400" height="341" />
+</div>
+
+<p id="Ref25">Die Konstruktion der positiven und negativen Elektroden
+stimmt, wenigstens bei der H-Type, &uuml;berein.<span class="pagenum" id="Page158">[158]</span>
+Das aktive Material, dem Graphit bezw. Quecksilberoxyd
+(s. <a href="#Ref26">oben</a>) zugesetzt wird, wird von kleinen Taschen
+(77 mm&nbsp;&times; 13 mm) aufgenommen, die aus d&uuml;nnem, vernickeltem
+Eisenblech hergestellt <span class="nowrap">werden<a id="FNanchor120"></a><a
+href="#Footnote120" class="fnanchor">[120]</a>.</span> Dieses ist
+perforiert, damit der Elektrolyt Zutritt hat; auf 1 cm<sup>2</sup>
+kommen fast 300 L&ouml;cher. Eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl dieser
+Taschen wird in ein Gitter aus vernickeltem Stahlblech
+eingesetzt (s. <a href="#Fig26">Fig. 26</a>). Die Platte wird dann sehr
+stark gepre&szlig;t, so da&szlig;
+die Taschen fest und
+mit gutem Kontakte in
+dem Rahmen sitzen. In
+einer zweiten Presse
+werden die Taschenw&auml;nde
+in der Querrichtung
+gewellt. Die
+Platten haben oben einen
+mit einer runden &Ouml;ffnung
+versehenen Ansatz.
+Durch diese wird beim Einbau ein Eisenbolzen
+geschoben; zwischen je 2 Platten wird eine Eisenscheibe
+gelegt, um den richtigen Abstand zu erhalten
+und zu sichern. Platten und Scheiben werden durch
+Schrauben an den Enden der Bolzen gegeneinander
+gedr&uuml;ckt. Der Bolzen tr&auml;gt einen vertikalen Eisenstab,
+den Polbolzen (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>). Wie schon bemerkt, enth&auml;lt
+die Zelle doppelt so viele Nickelelektroden wie Eisenelektroden,
+die Reihenfolge ist also: Nickel, Eisen,
+Nickel; Nickel, Eisen, Nickel usw. Zur Isolierung der
+Platten verschiedenen Potentials gegeneinander dienen
+Hartgummist&auml;be.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page159">[159]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig27">
+<p class="caption">Fig. 27.</p>
+<img src="images/illo27.jpg" alt="Kanne mit Polbolzen" width="200" height="351" />
+</div>
+
+<p>Der Plattensatz kommt in eine vierkantige Kanne
+aus vernickeltem Eisenblech, das, um seine Festigkeit
+zu erh&ouml;hen, gewellt ist (s. <a href="#Fig27">Fig. 27</a>); er ist
+gegen den Boden der Kanne durch Hartgummiprismen
+isoliert und gegen die
+Seitenw&auml;nde durch d&uuml;nne Hartgummiformst&uuml;cke.
+Die Zelle wird durch einen
+Deckel verschlossen, durch den die beiden
+Polbolzen hindurchgehen, die durch &uuml;bergeschobene
+Hartgummib&uuml;chsen und Weichgummiringe
+gegen den Deckel isoliert sind.
+Der Deckel ist mit einer F&uuml;ll&ouml;ffnung und
+einem Ventil versehen, durch das die bei der Ladung
+in gro&szlig;er Menge sich bildenden Gase entweichen; es ist
+so eingerichtet, da&szlig; die mitgerissenen
+Teilchen des Elektrolyten
+zur&uuml;ckgehalten werden.</p>
+
+<p>Der Elektrolyt soll stets ca.
+12 mm &uuml;ber Oberkante der Platten
+stehen. Den richtigen Stand der
+Kalilauge konstatiert man mit
+Hilfe eines Glasrohres mit kleiner
+Ausflu&szlig;&ouml;ffnung, das man wie eine
+Pipette benutzt. Sinkt der Stand
+der Fl&uuml;ssigkeit unter das vorgeschriebene
+Ma&szlig;, so ist destilliertes
+Wasser nachzuf&uuml;llen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig28">
+<p class="caption">Fig. 28.</p>
+<img src="images/illo28.jpg" alt="Nickelelektrode" width="200" height="408" />
+</div>
+
+<p>Vor einiger Zeit hat Edison
+die Nickelelektrode wieder anders
+gestaltet. Die Taschen haben eine
+runde Form erhalten (s. <a href="#Fig28">Fig. 28</a>).
+Sie sind aus spiralig gewundenem,
+fein gelochtem Stahlband gefertigt und werden mit Hilfe
+von Stahlringen au&szlig;erordentlich verst&auml;rkt. Das Nickelhydroxyd<span class="pagenum" id="Page160">[160]</span>
+wird nicht mehr mit Graphit sondern mit
+Nickelflocken vermischt, auch soll etwas Wismutoxyd
+beigemengt werden. Der Kaliuml&ouml;sung wird eine geringe
+Menge von Lithium zugesetzt. Die Gasentwickelung
+soll bei der neuen Type (Type A) <span class="nowrap">geringer<a
+id="FNanchor121"></a><a href="#Footnote121" class="fnanchor">[121]</a></span> und die
+Leistung bei gleichem Gewichte etwa 25% <span class="nowrap">h&ouml;her<a
+id="FNanchor122"></a><a href="#Footnote122" class="fnanchor">[122]</a></span>
+sein als bei der H-Type.</p>
+
+<p>Die <span class="gesp">Edison-Zelle im Betriebe</span>. Die elektromotorische
+Kraft der geladenen Zelle betr&auml;gt etwa
+1,5 Volt. Wird sie mit der normalen Stromdichte, d. h.
+derjenigen, die der 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>-st&uuml;ndigen <span class="gesp">Entladung</span> entspricht,
+beansprucht, so betr&auml;gt, wie man aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a>
+ersieht, die anf&auml;ngliche Klemmenspannung etwas weniger
+als 1,4 Volt, gegen Ende der Entladung etwa 1,15 Volt.
+Im Mittel bel&auml;uft sich die Nutzspannung auf 1,23 Volt.
+Sie ist noch geringer, wenn mit st&auml;rkerem Strome entladen
+wird.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig29">
+<p class="caption">Fig. 29.</p>
+<img src="images/illo29.png" alt="Klemmenspannung" width="600" height="400" />
+</div>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page161">[161]</span></p>
+
+<p>Die Stromst&auml;rke bei der normalen <span class="gesp">Ladung</span>, die
+auch rund 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunde dauert, ist gr&ouml;&szlig;er als die Entladestromst&auml;rke;
+z. B. wird die Type H<sub>27</sub> mit 45 Amp.
+entladen und mit 65 Amp. geladen. Wie die Klemmenspannung
+verl&auml;uft, ist aus der <a href="#Fig29">Fig. 29</a> zu ersehen. Nach
+etwa 3<sup>1</sup>&#8260;<sub>3</sub> Stunden hat also die Spannung den Wert
+1,8 Volt; man soll dann noch 30-40 Minuten weiter laden.
+Da die Zelle schon kurz nach Beginn der Ladung gast
+(daher der niedrige Wirkungsgrad) und die Konzentration
+des Elektrolyten nur sehr wenig schwankt, so ist
+es, wenn man ein Voltmeter nicht benutzt, nicht m&ouml;glich,
+anzugeben, wann das Ende der Ladung nahe ist.
+Am besten l&auml;dt man dann mit vorgeschriebener Stromst&auml;rke
+und h&ouml;rt nach 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub> Stunden auf; allerdings vergeudet
+man, wenn die Batterie nicht ersch&ouml;pft war,
+unter Umst&auml;nden viel Energie. &mdash;</p>
+
+<p>Vor Beginn der Ladung soll man sich von dem
+Stande des Elektrolyten &uuml;berzeugen und ev. nachf&uuml;llen.
+Ein Zusatz von Wasser ist nach jeder zweiten oder
+dritten Ladung n&ouml;tig. Die Konzentration der Lauge
+nimmt langsam ab, da durch die Gase trotz des Ventils
+kleine Partikelchen des Elektrolyten mitgerissen
+werden; nach ca. 300 Entladungen soll der Elektrolyt
+erneuert werden. Die mitgerissenen Laugeteilchen
+sammeln sich auf dem Deckel und &#8222;bilden im Laufe der
+Zeit einen wei&szlig;lichen, kristallinischen Niederschlag,
+der durch gelegentliches Reinigen mit einem Tuch oder
+Pinsel entfernt wird&#8223; (<span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 43).</p>
+
+<p><span class="gesp">Wirkungsgrad</span> und <span class="gesp">Nutzeffekt</span>, die wie beim
+Bleiakkumulator von der Stromst&auml;rke und der zwischen
+Ladung und Entladung liegenden Zeit abh&auml;ngig sind,
+haben ziemlich niedrige Werte; sie werden bei 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>stdg.
+Ladung und Entladung zu 72% und 52% angegeben.
+Die <span class="gesp">Kapazit&auml;t</span> ist viel weniger von der Entladezeit<span class="pagenum" id="Page162">[162]</span>
+abh&auml;ngig als beim Bleiakkumulator. Sie nimmt &uuml;brigens
+im Laufe der Zeit ab; diese Abnahme ist abh&auml;ngig von
+der Beanspruchung; nach etwa 600 Entladungen mit
+stark schwankendem Stromverbrauch, wie er beim
+Elektromobilbetrieb vorkommt, ist die Kapazit&auml;t um
+etwa 15% gesunken.</p>
+
+<p><span class="gesp">Vergleich zwischen Blei- und Edison-Akkumulator.</span>
+Die Endspannung bei dem Edison-Akkumulator
+sei 1,15 Volt, beim Bleiakkumulator
+ist sie 1,8 Volt. F&uuml;r eine 110 Volt-Anlage sind
+also 110:1,15 = 96 Eisen-Nickel-Zellen, dagegen nur
+110:1,8 = 61 Bleiakkumulatoren erforderlich. Weiterhin
+folgt, da&szlig; die Anzahl der mit dem Zellenschalter zu
+verbindenden Elemente bei Verwendung von Edison-Zellen
+bedeutend gr&ouml;&szlig;er ist als bei Benutzung von Bleiakkumulatoren.
+Was die &Uuml;berwachnung und Wartung
+anbelangt, so sind diese, soweit es sich um station&auml;re
+Anlagen handelt, f&uuml;r Bleiakkumulatoren einfacher als
+f&uuml;r <span class="nowrap">Edison-Zellen<a id="FNanchor123"></a><a
+href="#Footnote123" class="fnanchor">[123]</a>,</span> besonders wenn erstere in Glasgef&auml;&szlig;e
+eingebaut sind. Andererseits hat aber die Edison-Zelle
+manche Vorz&uuml;ge vor ihrem &auml;lteren Rivalen voraus;
+vor allem ist sie gegen &Uuml;beranstrengung, sei es da&szlig;
+diese in zu weitgetriebener Entladung, z. B. bis zu
+0,5 Volt Spannung, oder in Entnahme anormal starken
+Stromes besteht, fast ganz unempfindlich; ferner kann
+die Zelle im entladenen Zustande lange stehen, ohne
+da&szlig; sie Schaden leidet, und daher ist das oft h&ouml;chst
+l&auml;stige Nachladen, das bei Bleiakkumulatoren erfolgen
+mu&szlig;, wenn die Batterie l&auml;ngere Zeit nicht benutzt wird,
+&uuml;berfl&uuml;ssig; endlich sind zu erw&auml;hnen die gro&szlig;e mechanische
+Festigkeit, verbunden mit der Widerstandsf&auml;higkeit
+gegen St&ouml;&szlig;e, und der feste Halt der wirksamen Masse.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page163">[163]</span></p>
+
+<p>Diese Eigenschaften sind in manchen F&auml;llen so
+wertvoll, da&szlig; man die M&auml;ngel gern mit in den Kauf
+nimmt. Das Hauptgebiet, das sich der Edison-Akkumulator
+zu erobern gedenkt, ist das Elektromobil. Hier
+spielen das Gewicht pro Einheit der Leistung und die
+Raumbeanspruchung eine ma&szlig;gebende Rolle. Wir wollen
+zusehen, welcher von den beiden Akkumulatoren in
+dieser Hinsicht den Vorzug verdient. Dem schon mehrmals
+erw&auml;hnten Buche von <span class="gesp">Kammerhoff</span> entnehme
+ich, da&szlig; die Type H<sub>27</sub>, d. h. die H-Type mit 27 normalen
+Platten, f&uuml;r jedes Kilogramm Totalgewicht 24 Wattstunden
+<span class="nowrap">leistet<a id="FNanchor124"></a><a href="#Footnote124"
+class="fnanchor">[124]</a>;</span> unter Totalgewicht ist das Gewicht
+der kompletten Zelle inkl. Holztr&auml;ger zu verstehen.
+Der Berechnung liegt 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;ndige Entladung zugrunde.
+In einem Vortrage von <span class="gesp">Roloff</span> findet man die Angaben,
+da&szlig; man erh&auml;lt</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="left padr1">einem</td>
+<td colspan="2" class="left padr0">station&auml;ren Bleiakku</td>
+<td class="left padl0 padr1">mulator</td>
+<td class="left">pro</td>
+<td class="left">1 kg</td>
+<td class="left">Gew.</td>
+<td class="right padr0">8</td>
+<td>&nbsp;</td>
+<td class="right padr0">W-Std.</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td colspan="2" class="left"><span class="nowrap">transportablen<a
+id="FNanchor125"></a><a href="#Footnote125" class="fnanchor">[125]</a></span></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr0">32</td>
+<td class="left padl0">,5</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padl0">,</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">5st&uuml;ndige Entladung vorausgesetzt. Will man unparteiisch
+urteilen, so mu&szlig; man bei dem transportablen Bleiakkumulator
+auch 3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub>st&uuml;nd. Entladung annehmen. Die
+dieser Zeit entsprechende Kapazit&auml;t kann zu 5-6%
+geringer angenommen werden als die bei 5st&uuml;ndiger
+Entladung; auch ist zu ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; die mittlere
+Klemmenspannung etwas kleiner ist. Auf keinen Fall
+aber bedeutet der Edison-Akkumulator, wenn es sich
+um transportable Zellen handelt, die in 3-4 Stunden
+entladen werden sollen, einen Fortschritt hinsichtlich
+einer <span class="nowrap">Gewichtsverringerung<a id="FNanchor126"></a><a href="#Footnote126" class="fnanchor">[126]</a>.</span></p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page164">[164]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="nowrap"><span class="gesp">Peters</span><a id="FNanchor127"></a><a
+href="#Footnote127" class="fnanchor">[127]</a></span> gelangt zu der Ansicht, da&szlig; der Edison-Akkumulator
+in keiner Hinsicht mit dem Bleiakkumulator konkurrieren k&ouml;nne.
+<span class="gesp">Graefenberg</span> findet, da&szlig; der Edison-Akkumulator 16-18 Wattstunden
+pro 1 kg Gesamtgewicht leiste.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Die Zahlen &auml;ndern sich aber zugunsten der Edison-Zelle,
+wenn es sich um schnelle Entladungen handelt, indem
+n&auml;mlich die Kapazit&auml;t der Bleizelle in viel h&ouml;herem
+Ma&szlig;e von der Entladedauer abh&auml;ngig ist als diejenige
+der Edison-Zelle. Auch spricht die Lebensdauer ein
+wichtiges Wort mit, und diese d&uuml;rfte bei Bleiakkumulatoren,
+die 25-30 Wattstunden pro 1 kg Gewicht leisten,
+keine besonders gro&szlig;e sein; wie es in dieser Hinsicht
+mit den Edison-Zellen bestellt ist, dar&uuml;ber fehlen noch
+unparteiische Angaben.</p>
+
+<p>Was die Raumbeanspruchung anbelangt, so hat der
+Bleiakkumulator von vornherein einen Vorsprung, weil
+er eine viel h&ouml;here mittlere Spannung hat als die
+Edison-Zellen (Verringerung der Zellenzahl). <span class="gesp">Kammerhoff</span>
+berechnet, da&szlig; die Type H<sub>27</sub> bedarf</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="left padr1">3<sup>3</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>
+<td class="left padr1">stdg.</td>
+<td class="left padr1">Entladung</td>
+<td class="left padr1">pro</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>
+<td class="left">31,17 l,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1<sup>1</sup>&#8260;<sub>4</sub></td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left">35,07 l;</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">angenommen ist, da&szlig; je 6 Zellen in einen Holzkasten
+eingebaut sind. F&uuml;r eine Bleizelle, die f&uuml;r Elektromobilbetrieb
+bestimmt ist, wird angegeben, da&szlig; ohne Holzkasten
+erforderlich sind</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Raumbeanspruchung">
+
+<tr>
+<td class="left padr1">bei</td>
+<td class="right padr0">5</td>
+<td class="left padl0">stdg.</td>
+<td class="left padr1">Entladung</td>
+<td class="left padr1">pro</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="left padr1">Kilowattstd.</td>
+<td class="left padr1">13,08</td>
+<td class="left">l,</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="right padr0">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">1</td>
+<td class="center">&#8222;</td>
+<td class="left padr1">25,46</td>
+<td class="left">l.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="noindent">Nach <span class="gesp">Roloff</span> sind f&uuml;r transportable Bleizellen 12 l
+pro Kilowattstunde und f&uuml;r die Edison-Zelle 19 l erforderlich.
+Auch hier fragt es sich, ob die Raumverringerung
+nicht auf Kosten der Lebensdauer erkauft
+ist.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page165">[165]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Die Angaben, die man &uuml;ber die Lebensdauer der f&uuml;r Elektromobilbetrieb
+bestimmten Batterien findet, widersprechen sich. W&auml;hrend
+<span class="gesp">Joly</span> in dem (a. <a href="#Page160">S. 160</a>) zitierten Aufsatze behauptet, da&szlig; der Bleiakkumulator
+3000-3500 Meilen leiste, die Edison-Zelle aber nur
+2500 Meilen, berechnet <span class="gesp">Kammerhoff</span> (l. c. S. 152), da&szlig; die Lebensdauer
+des Bleiakkumulators im g&uuml;nstigsten Falle 9750 Wagenkilometern
+und diejenige einer um etwa 30% leistungsf&auml;higeren Edison-Batterie
+54000 Wagenkilometern entspreche. Nat&uuml;rlich sind auch die Preise
+f&uuml;r die Batterien in Rechnung zu setzen. &Uuml;bernimmt die Fabrik
+gegen Zahlung einer gewissen Summe, sei es pro Jahr oder sei es
+pro Wagenkilometer, die volle Unterhaltung (inkl. Erneuerung der
+Platten), so spielt die Lebensdauer f&uuml;r den Besitzer des Wagens
+keine Rolle, und es treten dann die fr&uuml;her er&ouml;rterten Faktoren um
+so mehr in den Vordergrund.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Ein definitives Urteil &uuml;ber den Wert des Eisen-Nickel-Akkumulators
+kann noch nicht gef&auml;llt werden;
+man mu&szlig; ber&uuml;cksichtigen, da&szlig; er erst einige Jahre
+alt ist, w&auml;hrend der Bleiakkumulator auf eine etwa
+25j&auml;hrige Vergangenheit zur&uuml;ckblicken kann, w&auml;hrend
+deren an seiner Vervollkommnung Tausende von Theoretikern
+und Praktikern gearbeitet haben. Einstweilen
+kann der Edison-Akkumulator nur in einigen beschr&auml;nkten
+Anwendungsgebieten mit dem Bleiakkumulator erfolgreich
+konkurrieren.</p>
+
+<p>Der <span class="gesp">Zink-Nickel-Sammler</span> ist einstweilen
+nur von theoretischem Interesse und soll nur der Vollst&auml;ndigkeit
+halber erw&auml;hnt werden. Analog wie die
+Nickelplatten des Edison-Akkumulators lassen sich
+Masseplatten aus Zink herstellen. Der Masse wird
+Graphit und Pottasche zugesetzt, ersterer verhindert,
+da&szlig; der bei der Ladung sich bildende Zinkschwamm
+zusammensintert, die Pottasche l&ouml;st sich, und es bilden
+sich Hohlr&auml;ume, die beim Quellen der Masse Platz gew&auml;hren.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote113"><a href="#FNanchor113"><span class="label">[113]</span></a> E. T. Z. 1905 S. 301.</p>
+
+<p id="Footnote114"><a href="#FNanchor114"><span class="label">[114]</span></a>
+Letzteres ist f&uuml;r zweiwertiges Blei 103,2, f&uuml;r zweiwertiges
+Nickel nur 29,3.</p>
+
+<p id="Footnote115"><a href="#FNanchor115"><span class="label">[115]</span></a>
+S.: A. <span class="gesp">Kammerhoff</span>. Der Edisonakkumulator. Berlin, 1910.</p>
+
+<p id="Footnote116"><a href="#FNanchor116"><span class="label">[116]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>
+
+<p id="Footnote117"><a href="#FNanchor117"><span class="label">[117]</span></a> Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1908, Nr. 21.</p>
+
+<p id="Footnote118"><a href="#FNanchor118"><span class="label">[118]</span></a>
+Zeitschr. f&uuml;r Elektrochemie 1906, S. 463 oder E. T. Z. 1906,
+S. 999.</p>
+
+<p id="Footnote119"><a href="#FNanchor119"><span class="label">[119]</span></a> E. T. Z. 1905, S. 756.</p>
+
+<p id="Footnote120"><a href="#FNanchor120"><span class="label">[120]</span></a> Aus der aktiven Masse werden kleine Briketts von etwa
+1 mm Dicke hergestellt.</p>
+
+<p id="Footnote121"><a href="#FNanchor121"><span class="label">[121]</span></a> Siehe Elektrische Kraftbetriebe und Bahnen, 1910, Nr. 23
+(Kammerhoff) oder E. T. Z. 1910, S. 404.</p>
+
+<p id="Footnote122"><a href="#FNanchor122"><span class="label">[122]</span></a> Siehe The Electrical Times, 1910 (17. Nov.).</p>
+
+<p id="Footnote123"><a href="#FNanchor123"><span class="label">[123]</span></a>
+Man vergleiche die Vorschriften &uuml;ber Ladung, Entladung usw.</p>
+
+<p id="Footnote124"><a href="#FNanchor124"><span class="label">[124]</span></a>
+F&uuml;r die neueste Type werden 30 Wattstunden pro 1 kg Totalgewicht
+angegeben. Siehe E. T. Z. 1910, S. 404.</p>
+
+<p id="Footnote125"><a href="#FNanchor125"><span class="label">[125]</span></a> Ohne Holzkasten oder dgl.</p>
+
+<p id="Footnote126"><a href="#FNanchor126"><span class="label">[126]</span></a>
+&Uuml;ber die neueste Type (s. <a href="#Page159">S. 159</a>) liegt noch zu wenig Beobachtungsmaterial
+vor.</p>
+
+<p id="Footnote127"><a href="#FNanchor127"><span class="label">[127]</span></a> E. T. Z. 1908, S. 1232.</p>
+
+<p id="Footnote128"><span class="label">[128]</span> Zentralblatt f&uuml;r Akkum. u. Galvanotechnik 1908, S. 49.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<p><span class="pagenum" id="Page166">[166]</span></p>
+
+<h2><span class="firstline">Neuntes Kapitel.</span><br />
+<span class="secondline">Die Verwendung der Akkumulatoren.</span></h2>
+
+<p>Die Verwendung der Akkumulatoren ist eine so
+vielseitige, da&szlig; es ganz ausgeschlossen ist, sie in diesem
+kleinen Werkchen auch nur einigerma&szlig;en ersch&ouml;pfend
+zu behandeln.</p>
+
+<p>1. Am wichtigsten ist die <span class="gesp">Verwendung</span> der
+Akkumulatoren <span class="gesp">in elektrischen Anlagen</span>. Wir beschr&auml;nken
+uns hier auf den einfachsten Fall, n&auml;mlich auf
+die <span class="gesp">Zweileiteranlage</span>, bei der die Batterie parallel
+zur Dynamo geschaltet wird. Machen wir uns zun&auml;chst
+klar, welchen <span class="gesp">Nutzen</span> die Verwendung <span class="gesp">der Akkumulatoren</span>
+gew&auml;hrt. Eine Lampe brennt nur dann
+ruhig, wenn die Potentialdifferenz zwischen den Zuleitungsdr&auml;hten
+konstant ist. Bei reinem Maschinenbetrieb
+ist es aber ganz unm&ouml;glich, in einer Anlage
+mit stark schwankendem Konsum die Klemmenspannung
+der Dynamo konstant zu <span class="nowrap">halten<a id="FNanchor129"></a><a
+href="#Footnote129" class="fnanchor">[129]</a>.</span> Ist nun eine Akkumulatorenbatterie
+parallel zur Dynamo geschaltet, so
+werden durch sie die Schwankungen ausgeglichen, so
+da&szlig; die Lampen ein gleichm&auml;&szlig;iges Licht ausstrahlen.
+Ja, man kann, wenn man Akkumulatoren zu Hilfe nimmt,
+Kraftmaschinen benutzen, die an und f&uuml;r sich nicht sehr<span class="pagenum" id="Page167">[167]</span>
+regelm&auml;&szlig;ig laufen, z. B. Wasserr&auml;der. Sodann erm&ouml;glichen
+die Akkumulatoren eine &ouml;konomische Ausnutzung
+der Maschinen. Bekanntlich n&auml;mlich arbeiten Dampfmaschinen
+und Dynamos mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade,
+wenn sie voll belastet sind. Ist nun der Konsum
+gering, so kann die Dynamo Strom an die Batterie abgeben;
+wird die Netzbelastung so gro&szlig;, da&szlig; <span class="gesp">eine</span>
+Dynamo zu stark belastet sein w&uuml;rde und <span class="gesp">zwei</span> zu
+schwach, so gibt die Batterie so lange Strom ab, bis
+es sich lohnt, die zweite Dynamo in Betrieb zu setzen.
+In den fr&uuml;hen Morgen- und sp&auml;ten Abendstunden ist
+die Energieabgabe der Zentrale meistens so gering,
+da&szlig; eine Dynamomaschine verh&auml;ltnism&auml;&szlig;ig schwach
+belastet sein w&uuml;rde. Man &uuml;bertr&auml;gt dann der Batterie
+die Stromlieferung. Hierdurch wird nicht nur eine nicht
+unbedeutende Ersparnis an Betriebsmaterial, sondern
+auch eine einfachere und billigere Bedienung erm&ouml;glicht.</p>
+
+<p>Bei kleineren Anlagen k&ouml;nnen die Akkumulatoren
+im Sommer die Speisung der Lampen usw. eventuell
+ganz &uuml;bernehmen.</p>
+
+<p>Die stete Bereitschaft der Akkumulatoren kann
+endlich unter Umst&auml;nden von gro&szlig;em Nutzen sein (Reparaturen
+an Maschinen usw.). Durch die Batterie wird
+also die <span class="gesp">Betriebssicherheit</span> bedeutend <span class="gesp">erh&ouml;ht</span>,
+sie bildet die letzte, aber durchaus zuverl&auml;ssige Reserve.</p>
+
+<p>Der Umstand, da&szlig; sich die Spannung des Akkumulators
+sowohl w&auml;hrend der Entladung als auch besonders
+w&auml;hrend der Ladung &auml;ndert, bedingt die
+Anwendung eines besonderen Apparates, des <span class="gesp">Zellenschalters</span>.
+Da w&auml;hrend der Entladung die Klemmenspannung
+der Elemente langsam <span class="nowrap">sinkt<a id="FNanchor130"></a><a
+href="#Footnote130" class="fnanchor">[130]</a>,</span> so mu&szlig; man,<span class="pagenum" id="Page168">[168]</span>
+wenn die Spannung in der Zentrale m&ouml;glichst auf konstanter
+H&ouml;he gehalten werden soll, von Zeit zu Zeit eine
+der in der Reserve stehenden Zellen zu den bereits an der
+Stromlieferung beteiligten hinzuschalten. Bei 110 Volt
+z. B. gen&uuml;gen bei Beginn der Entladung etwa 55 Elemente,
+ist die Spannung jeder Zelle bis zu 1,97 Volt gesunken,
+so fehlen ca. 1,8 Volt, so da&szlig; die Zelle Nr. 56
+hinzugeschaltet werden mu&szlig;. Da man bis zu etwa
+1,8 Volt entl&auml;dt, so sind 61 Zellen <span class="nowrap">erforderlich<a
+id="FNanchor131"></a><a href="#Footnote131" class="fnanchor">[131]</a>,</span> von
+denen die 6 letzten als Schaltzellen dienen. Diese
+werden nat&uuml;rlich nicht so stark beansprucht wie die
+Elemente 1 bis 55. Wird nun geladen, so fangen die
+Schaltzellen fr&uuml;her an zu gasen und m&uuml;ssen abgeschaltet
+werden.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig30">
+<p class="caption">Fig. 30.</p>
+<img src="images/illo30.png" alt="Schaltung" width="600" height="374" />
+</div>
+
+<p id="Ref19">Derjenige Apparat, der es erm&ouml;glicht, nach Bedarf
+Zellen ab- oder hinzuzuschalten, ist der <span class="gesp">Zellenschalter</span>.
+Das Prinzip desselben soll an der Hand der <a href="#Fig30">Fig. 30</a>
+erl&auml;utert werden. Die 6 letzten Zellen der Batterie
+sind mit I, II bis VI bezeichnet und durch Dr&auml;hte mit
+den Kontaktst&uuml;cken <i>c</i><sub>1</sub> bis <i>c</i><sub>6</sub> des Zellenschalters verbunden.
+Diese und ebenso der drehbare Schleifkontakt<span class="pagenum" id="Page169">[169]</span>
+<i>H</i> sind auf einer gut isolierenden Unterlage montiert.
+Die Nutzleitung ist mit dem positiven Pole der letzten
+Zelle und mit dem Hebel verbunden. Befindet sich <i>H</i>
+in der Lage <i>1</i>, so flie&szlig;t der Strom durch die Nutzleitung,
+die Lampen <i>L</i>, nach <i>a</i>, &uuml;ber <i>c</i><sub>2</sub> zum negativen Pole der
+Schaltzelle <i>II</i>. Die mit <i>III</i> bis <i>VI</i> bezeichneten Elemente
+sind also an der Stromlieferung nicht beteiligt. Dreht
+man <i>H</i> in die Lage <i>2</i>, so sind alle Zellen eingeschaltet.</p>
+
+<p>Soll der Strom w&auml;hrend des Hinzu- oder Abschaltens
+einer Zelle nicht unterbrochen werden, so mu&szlig; der Hebel
+<i>H</i> den folgenden Kontakt schon ber&uuml;hren, bevor er den
+vorhergehenden verl&auml;&szlig;t.</p>
+
+<p>Liegt nun <i>H</i> beispielsweise zugleich auf <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub>,
+so ist die Zelle <i>III</i> kurz geschlossen; denn ihr positiver
+Pol ist durch die nach <i>c</i><sub>2</sub> und <i>c</i><sub>3</sub> gehenden Verbindungsdr&auml;hte,
+durch den Hebel und die beiden erw&auml;hnten
+Kontaktst&uuml;cke mit dem negativen Pole verbunden.
+Durch den Kurzschlu&szlig;
+kann die
+Zelle Schaden leiden.
+Um den &Uuml;belstand
+zu beseitigen, schaltet
+man zwischen die
+Kontaktst&uuml;cke <i>c</i><sub>1</sub>, <i>c</i><sub>2</sub>
+usw. kleinere Kontaktst&uuml;cke
+<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i>
+usw., die sogenannten
+Zwischenkontakte, und verbindet, wie es aus der
+<a href="#Fig31">Fig. 31</a> zu ersehen ist, die Zwischen- und die Hauptkontakte
+durch Widerst&auml;nde <i>w</i>. Nat&uuml;rlich darf jetzt
+der Schleifkontakt nicht so breit sein, da&szlig; er zwei
+Hauptkontakte, z. B. <i>c</i><sub>1</sub> und <i>c</i><sub>2</sub>, gleichzeitig ber&uuml;hrt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig31">
+<p class="caption">Fig. 31.</p>
+<img src="images/illo31.png" alt="Schaltung" width="450" height="260" />
+</div>
+
+<p>Bei der durch unsere <a href="#Fig31">Figur</a> angedeuteten Anordnung
+mu&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle ein besonderer Zwischenwiderstand<span class="pagenum" id="Page170">[170]</span>
+vorgesehen werden. Man kommt aber mit einem
+Zwischenwiderstand aus, wenn man den Schleifkontakt <i>H</i>
+(<a href="#Fig30">Fig. 30</a>) der L&auml;nge nach halbiert und die gegeneinander
+isolierten H&auml;lften durch einen Widerstand (eine Drahtspirale)
+miteinander verbindet. Die Zwischenkontakte
+<i>a</i>, <i>b</i>, <i>c</i> usw. der <a href="#Fig31">Fig. 31</a> k&ouml;nnen bei dieser jetzt meistens
+benutzten Anordnung in Wegfall kommen. Um aber
+eine ganz ebene Schleiffl&auml;che
+f&uuml;r die Kontaktb&uuml;rste
+zu erzielen, legt
+man zwischen die Kontaktst&uuml;cke
+Scheiben aus
+Glas oder Schiefer.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig32">
+<p class="caption">Fig. 32.</p>
+<img src="images/illo32.jpg" alt="Einfachzellenschalter" width="400" height="325" />
+</div>
+
+<p>Ein solcher Einfachzellenschalter
+ist in <a href="#Fig32">Fig. 32</a>
+abgebildet.</p>
+
+<p><span class="gesp">Schaltung.</span> In
+<a href="#Fig33">Fig. 33</a> ist die Parallelschaltung
+mit Einfachzellenschalter schematisch dargestellt.
+Die Batterie kann nicht gleichzeitig Strom
+aufnehmen und abgeben. W&auml;hrend der Ladung hat die
+Maschine <i>D</i> eine h&ouml;here Spannung als die normale, die
+wir zu 110 Volt annehmen wollen. Dem Zellenschalterhebel
+<i>h</i> gibt man eine solche Lage, da&szlig; die Spannung
+der zwischen ihm und dem Punkte <i>e</i> liegenden Zellen
+110 Volt betr&auml;gt, die Lampen <i>L</i> also mit normaler
+Spannung brennen. Der von der Maschine kommende
+Strom teilt sich an dem Schleifkontakte <i>h</i> des Zellenschalters;
+durch die Zellen, die rechts von dem Schalthebel
+(zwischen <i>h</i> und <i>d</i>) liegen, flie&szlig;t also der ganze
+Maschinenstrom, durch die anderen Elemente die Differenz
+zwischen diesem Strome und dem durch die Lampen
+gehenden. Die zuerst erw&auml;hnten Zellen sind also fr&uuml;her
+geladen (auch aus dem Grunde, weil sie bei der Entladung<span class="pagenum" id="Page171">[171]</span>
+weniger stark beansprucht wurden). Da sie
+aber nicht abgeschaltet werden k&ouml;nnen, so m&uuml;ssen sie
+so lange Strom aufnehmen, bis die &uuml;brigen Zellen vollgeladen
+sind. Dies hat zwei Nachteile; erstens ist
+hierdurch ein nicht unbedeutender Arbeitsverlust bedingt,<span class="pagenum" id="Page172">[172]</span>
+zweitens ist das jedesmalige &Uuml;berladen den Elementen
+sch&auml;dlich. Daher ist der Betrieb mit Doppelzellenschalter
+vorzuziehen.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig33">
+<p class="caption">Fig. 33.</p>
+<img src="images/illo33.png" alt="Schaltung" width="349" height="600" />
+</div>
+
+<p>Die Anzahl der Schaltzellen ist bei der Schaltung
+nach <a href="#Fig33">Fig. 33</a> eine gro&szlig;e. Sind z. B. bei 110 Volt
+61 Zellen vorhanden, und rechnen wir als Endspannung
+einer Zelle bei der Ladung 2,75 Volt, so d&uuml;rfen gegen
+Ende der Ladung nur 110:2,75 = 40 Elemente mit dem
+Netze verbunden sein; es m&uuml;ssen also 21 Zellen abschaltbar
+sein.</p>
+
+<p>Die Schaltung bei Verwendung eines <span class="gesp">Doppelzellenschalters</span>
+ist in <a href="#Fig34">Fig. 34</a> <span class="nowrap">dargestellt<a
+id="FNanchor132"></a><a href="#Footnote132" class="fnanchor">[132]</a>.</span> Der
+Betrieb gestaltet sich folgenderma&szlig;en:</p>
+
+<p>a) Die Batterie und die Dynamo <i>D</i> geben Strom ab
+(Parallelbetrieb). Der Hebel <i>v</i> des Umschalters liegt auf
+dem Kontakte <i>2</i>, hat also die in der Figur angedeutete
+Lage; der Entladehebel <i>c</i><sub>1</sub> des Doppelzellenschalters
+wird so lange gedreht, bis die Spannung der zwischen
+<i>B</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen gleich ist der Klemmenspannung
+der Maschine. Diese wird gemessen, wenn
+man den Hebel des Voltmeterumschalters auf den mit
+<i>3</i> bezeichneten oder auf den zur Leitung <i>4</i> (oder <i>5</i>)
+zugeh&ouml;rigen Kontakt <span class="nowrap">legt<a id="FNanchor133"></a><a
+href="#Footnote133" class="fnanchor">[133]</a>.</span> Ob die Batterie Strom abgibt
+oder aufnimmt, erkennt man an dem Stromrichtungszeiger
+<i>R</i>, der aus einer durch den Strom abgelenkten
+Magnetnadel besteht.</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page173">[173]</span></p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig34">
+<p class="caption">Fig. 34.</p>
+<img src="images/illo34.png" alt="Schaltung" width="329" height="600" />
+<p class="caption"><i>D</i> = Dynamo, <i>E</i> = Automatischer Schwachstromschalter, <i>B</i> = Bleisicherung,
+<i>A</i><sub>1</sub>, <i>A</i><sub>2</sub> = Ampermeter, <i>V</i> = Voltmeter, <i>R</i> = Stromrichtungsanzeiger.</p>
+</div>
+
+<p>b) <span class="gesp">Ladung.</span> <i>v</i> liegt auf <i>1</i>; die Me&szlig;leitung <i>5</i> steht
+also jetzt mit dem Ladehebel in Verbindung. Ehe die
+Maschine auf die Batterie geschaltet wird, mu&szlig; sie bis<span class="pagenum" id="Page174">[174]</span>
+zu einer Spannung erregt werden, die etwas h&ouml;her ist
+als die Spannung der Batterie (siehe auch S. 94). Die
+Maschinenspannung bei ge&ouml;ffnetem Stromkreise (der
+Schwachstromautomat <i>E</i> ist noch nicht eingeschaltet)
+wird gemessen, wenn man den Hebel des Voltmeterumschalters
+auf den Kontakt der Leitung <i>4</i> legt; die
+Batteriespannung erh&auml;lt man, wenn man <i>c</i> auf das
+Kontaktst&uuml;ck der letzten Zelle dreht und das Voltmeter
+mit der Leitung <i>5</i> verbindet. Der Maschinenstrom flie&szlig;t
+durch die zwischen <i>c</i> und <i>c</i><sub>1</sub> liegenden Zellen und teilt
+sich bei <i>c</i><sub>1</sub>, indem ein Teil durch den Entladehebel nach
+den Lampen <i>L</i>, ein Teil durch die links von <i>c</i><sub>1</sub> liegenden
+Zellen geht. Nat&uuml;rlich mu&szlig; <i>c</i><sub>1</sub> so gedreht werden, da&szlig; die
+Spannung der zuletzt erw&auml;hnten Elemente 110 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p><span class="gesp">Feststellung der richtigen Type.</span> Es ist
+von Wichtigkeit, da&szlig; man bei einer solchen Anlage die
+richtige Akkumulatorentype w&auml;hlt. Um diese zu erhalten,
+bestimmt man die verlangte Leistung in Amp.-Stdn.
+&mdash; sie sei <i>Q</i> &mdash; und die h&ouml;chste vorkommende
+Entladestromst&auml;rke. Der Akkumulator mu&szlig; so bemessen
+werden, da&szlig; er mit dem Strome <i>J</i> beansprucht werden
+darf und seine Kapazit&auml;t auch bei Entladung mit dem
+Strome <i>J</i> mindestens gleich <i>Q</i> <span class="nowrap">ist<a
+id="FNanchor134"></a><a href="#Footnote134" class="fnanchor">[134]</a>.</span> Nat&uuml;rlich w&auml;hlt
+man im Zweifel lieber eine zu gro&szlig;e Type.</p>
+
+<p><span class="gesp">Pufferbatterien.</span> Batterien, die den Zweck
+haben, die St&ouml;&szlig;e, die durch starke und schnell wechselnde
+Belastungsschwankungen auf die Maschinen ausge&uuml;bt
+werden, von den letzteren fernzuhalten, nennt
+man Pufferbatterien. Ihre Verwendung gew&auml;hrt also
+den Vorteil, da&szlig; die Belastung der Dynamo eine gleichm&auml;&szlig;igere
+und daher ihre Lebensdauer und ihr Wirkungsgrad<span class="pagenum" id="Page175">[175]</span>
+h&ouml;her sind; ferner wird die Betriebssicherheit
+erh&ouml;ht. Von Wichtigkeit ist auch, da&szlig;, wenn eine
+Pufferbatterie projektiert wird, die Maschinenanlage
+nicht dem nur f&uuml;r kurze Zeit vorhandenen maximalen
+Strome, sondern dem mittleren Konsume zu entsprechen
+braucht. Besonders bei elektrischen Bahnanlagen finden
+solche Batterien ausgedehnte Verwendung. Hier &mdash;
+zumal bei kleiner Anzahl der Wagen &mdash; k&ouml;nnen gr&ouml;&szlig;ere
+Belastungs&auml;nderungen durch das Halten und Anfahren
+der Wagen und durch st&auml;rkere Steigungen verursacht
+werden. Die Pufferbatterie soll, wenn die Klemmenspannung
+der Dynamo, mit der sie parallel geschaltet
+ist, bei st&auml;rkerer Zunahme der Netzstromst&auml;rke <i>J</i> abzufallen
+beginnt (Ankerr&uuml;ckwirkung), Strom in die
+Leitung schicken und Strom aufnehmen, wenn <i>J</i> unter
+den normalen Betrag sinkt. K&ouml;nnte die Batterie ihre
+Aufgabe in vollkommener Weise erf&uuml;llen, so w&uuml;rden
+Dynamo und Dampfmaschine stets gleichm&auml;&szlig;ig belastet
+sein und mit dem g&uuml;nstigsten Wirkungsgrade arbeiten.</p>
+
+<p>Soll die Batterie nur die Belastungsschwankungen
+ausgleichen, so gibt sie im Laufe eines Tages ungef&auml;hr
+so viel Strom ab, wie ihr zugef&uuml;hrt wird; w&auml;hlt man
+die Batterie so gro&szlig;, da&szlig; sie im Notfalle eine oder
+mehrere Maschinengruppen vertreten kann, oder regelm&auml;&szlig;ig
+bei schwachem Konsume den Strombedarf deckt,
+so wird sie zur <span class="gesp">Kapazit&auml;tsbatterie</span>.</p>
+
+<p>Das Verhalten einer Pufferbatterie w&auml;hrend des
+Betriebes erfordert ein eingehendes Studium, da eine
+ganze Reihe von Momenten zu ber&uuml;cksichtigen ist; hier
+k&ouml;nnen nur einige Andeutungen Platz finden. Da&szlig; die
+Dynamo mit konstantem Strome arbeitet, ist ganz ausgeschlossen.
+Denn wenn das der Fall w&auml;re, so w&auml;re
+ihre Klemmenspannung ebenfalls konstant, und dann
+k&ouml;nnte die Batterie weder Strom aufnehmen noch Strom<span class="pagenum" id="Page176">[176]</span>
+abgeben. Die Spannung der Dynamo <span class="gesp">mu&szlig;</span> sich also
+mit der Belastung &auml;ndern. Wenn z. B. der Verbrauchsstrom
+w&auml;chst, so mu&szlig; zun&auml;chst die Klemmenspannung
+der Dynamo abfallen, diese aber sinkt erst dann, wenn
+die Maschine einen st&auml;rkeren Strom <span class="nowrap">abgibt<a
+id="FNanchor135"></a><a href="#Footnote135" class="fnanchor">[135]</a>.</span></p>
+
+<p>Die Pufferwirkung ist, was die Batterie anbelangt,
+abh&auml;ngig von dem Spannungsabfall bei Stromabgabe und
+von dem Spannungsanstieg bei Stromzufuhr, und zwar
+nicht nur dem dem inneren Widerstande entsprechenden,
+sondern vor allem dem durch die &Auml;nderung der elektromotorischen
+Kraft verursachten. Dieser letztere Teil
+h&auml;ngt von der Stromdichte und der Geschwindigkeit ab,
+mit der sich die Konzentration der S&auml;ure in den Poren
+der wirksamen Masse &auml;ndert, also von der Plattenkonstruktion
+und von der Porosit&auml;t der aktiven Masse.
+Auch die Dauer der Entladung und der Ladezustand
+der Zellen spielen eine Rolle. Eine Zelle, die fast bis
+zur Gasentwicklung geladen ist, verh&auml;lt sich, wenn man
+zur Entladung &uuml;bergeht, anders wie eine Zelle, die
+nahezu ersch&ouml;pft <span class="nowrap">ist<a id="FNanchor136"></a><a
+href="#Footnote136" class="fnanchor">[136]</a>.</span> Bei gr&ouml;&szlig;erer Stromaufnahme
+steigt die Klemmenspannung eines <span class="gesp">Akkumulators</span> schnell,
+mag das Element fast entladen oder nahezu voll geladen
+sein (man vergleiche die Kurve <a href="#Fig35">Fig. 35</a> mit derjenigen
+in <a href="#Fig7">Fig. 7</a> a. <a href="#Page81">S. 81</a>).</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig35">
+<p class="caption">Fig. 35.</p>
+<img src="images/illo35.png" alt="Klemmenspannung" width="438" height="550"
+title="Ladung nach geringer Stromentnahme." />
+</div>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Am ung&uuml;nstigsten d&uuml;rften die Verh&auml;ltnisse liegen, wenn sich
+an eine Periode schwachen Konsums, in der die Batterie Strom aufnimmt,
+sofort eine Periode st&auml;rkeren Stromverbrauchs, verbunden mit
+Stromabgabe seitens der Batterie, anschlie&szlig;t; denn es wird dann in
+ganz kurzer Zeit auch bei geringer Stromabgabe die Zellenspannung
+stark abfallen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p><span class="pagenum" id="Page177">[177]</span></p>
+
+<p>Soll die Batterie dauernd ihre Kapazit&auml;t behalten,
+so mu&szlig; sie in jeder Woche (nach den Vorschriften der
+Akkum. Fabr. Akt.-Ges.) zweimal mindestens mit ihrer
+halben Kapazit&auml;t beansprucht werden, au&szlig;erdem mu&szlig;
+sie t&auml;glich bis zu 2,75 Volt pro Zelle geladen werden.
+Sieht man von dieser umst&auml;ndlichen Behandlung ab, so
+erfolgt geringe Sulfatierung, die Batterie wird dann
+in irgend einem Bedarfsfalle nicht die volle Kapazit&auml;t
+abzugeben in der Lage sein, jedoch immer noch allen
+praktischen Anforderungen gerecht werden.</p>
+
+<p>Die Entladung darf mit der der einst&uuml;ndigen Beanspruchung
+entsprechenden Stromst&auml;rke geschehen.<span class="pagenum" id="Page178">[178]</span>
+Die Kapazit&auml;ts-Batterie soll m&ouml;glichst oft zur Arbeitsleistung
+herangezogen werden und t&auml;glich morgens vor
+Beginn des Maschinenbetriebes und abends nach Stillsetzen
+der Maschinen zur Stromabgabe benutzt werden.</p>
+
+<p>Um die Pufferwirkung, die an und f&uuml;r sich wegen
+der schnellen &Auml;nderungen der elektromotorischen Kraft
+nicht in befriedigender Weise erfolgt, zu erh&ouml;hen, hat
+man besondere Schaltungen ersonnen. Eine h&auml;ufig angewandte
+Anordnung besteht in der Verwendung der
+<span class="gesp">Piranischen Pufferzusatzmaschine</span>. Diese
+wird durch einen Elektromotor angetrieben und hat
+2 Magnetwicklungen. Die eine, mit hohem Widerstande,
+ist mit den Polen der Akkumulatorenbatterie verbunden,
+die zweite, von geringem Widerstand, ist einem vom
+Netzstrome durchflossenen Widerstande parallel geschaltet.
+Die beiden Str&ouml;me wirken im entgegengesetzten
+Sinne magnetisierend. Der normale Netzstrom
+sei J und der augenblickliche J<sup>1</sup>. Ist J = J<sup>1</sup>, so heben
+sich die beiden Erregerstr&ouml;me auf, die Zusatzmaschine
+entwickelt keine Spannung, und der Akkumulator gibt
+keinen Strom ab. Ist J<sup>1</sup>&gt;J, so hat die Maschine eine
+Spannung, die sich zu derjenigen der Batterie addiert,
+so da&szlig; sie Strom abgibt, etc.</p>
+
+<p>Auch bei <span class="gesp">Drehstrom</span> gelangen Akkumulatorenbatterien
+zum Puffern zuweilen zur <span class="nowrap">Anwendung<a id="FNanchor137"></a><a
+href="#Footnote137" class="fnanchor">[137]</a>.</span> Man
+kann an das Netz einen Motorgenerator, d. h. einen
+Drehstrommotor, der eine Gleichstrommaschine antreibt,
+oder einen Drehstrom-Gleichstrom-Umformer anschlie&szlig;en.
+Die Gleichstromseite ist mit einer Batterie parallel geschaltet.
+Wenn nun in der Zentrale die Umdrehungszahl
+der Drehstromdynamo sinkt, so sinkt auch diejenige
+des Motors bezw. Umformers, die Gleichstrommaschine<span class="pagenum" id="Page179">[179]</span>
+hat niedrige Spannung und die Batterie gibt Strom ab.
+Der Umformer wird durch Gleichstrom angetrieben und
+wirkt als Drehstromgenerator, d. h. er gibt Strom an
+das Netz ab. Umgekehrt nimmt die Batterie Strom
+auf, wenn sich die Umdrehungszahl der Motordynamo
+erh&ouml;ht. Die Anordnung ist besonders dann am Platze,
+wenn der Kraftbedarf sehr stark schwankt, wie es z. B.
+bei F&ouml;rdermaschinen in Bergwerken der Fall ist.</p>
+
+<p><span class="gesp">Umwandlung der Spannung.</span> Bei gro&szlig;en
+elektrischen Anlagen benutzt man zuweilen auch Akkumulatorenbatterien,
+um die hohe Netzspannung in
+niedrigere Gebrauchsspannung umzuwandeln. Nehmen
+wir z. B. an, da&szlig; man Bahnstrom von 600 Volt einer
+an der Bahnstrecke gelegenen Gemeinde f&uuml;r die Speisung
+von Lampen von 110 Volt zuf&uuml;hren will. Man kann
+dann an dem betreffenden Orte etwa 220 Zellen, die in
+Reihe geschaltet sind, durch den Bahnstrom direkt oder
+durch eine Motordynamo laden, die durch den Bahnstrom
+angetrieben wird. Bei der Entladung bildet man aus der
+gro&szlig;en Batterie Gruppen, die parallel geschaltet werden.</p>
+
+<p><span class="gesp">Akkumulatorenwagen</span> f&uuml;r Bahnbetrieb. In
+den letzten Jahren sind wieder vielfach Versuche mit
+Akkumulatoren-Triebwagen gemacht worden. Diese
+sollen dem Zwecke dienen, auf Haupt- und Nebenbahnen,
+wo ein gen&uuml;gendes Bed&uuml;rfnis vorhanden ist, einen
+Zwischenverkehr neben den gro&szlig;en durchgehenden
+Hauptz&uuml;gen zu erm&ouml;glichen (Vorortverkehr, Anschlu&szlig;
+an Stationen, wo Schnellz&uuml;ge halten usw.). Nach dem
+Entwurf des Geheimen Baurats <span class="gesp">Wittfeld</span> sind f&uuml;r die
+preu&szlig;ischen Staatsbahnen <span class="nowrap">Akkumulatoren-Doppelwagen<a
+id="FNanchor138"></a><a href="#Footnote138" class="fnanchor">[138]</a></span>
+ausgef&uuml;hrt worden. Ein solcher besteht aus zwei kurzgekuppelten
+zweiachsigen Einzelwagen, von denen jeder<span class="pagenum" id="Page180">[180]</span>
+in einem Vorbau mit einer Achse eine Akkumulatorenbatterie
+enth&auml;lt. Diese besteht aus 168 Zellen mit
+368 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t. Die Wagen k&ouml;nnen ca.
+100 km mit voller Belastung zur&uuml;cklegen. L&ouml;tverbindungen
+sind vermieden, so da&szlig; man die einzelnen Teile
+(Hartgummik&auml;sten) leicht herausnehmen kann (Akk.-Fabrik,
+Akt.-Ges.). Auf pf&auml;lzischen Bahnen sind seit
+l&auml;ngerer Zeit mit Akkumulatorenwagen so g&uuml;nstige Erfahrungen
+gemacht worden, da&szlig; eine gr&ouml;&szlig;ere Anzahl
+von Wagen in Auftrag gegeben wurde.</p>
+
+<p><span class="gesp">Elektromobile.</span> An die Batterien f&uuml;r Elektromobile
+werden besondere Anforderungen gestellt: M&ouml;glichst
+geringes Gewicht pro Einheit der Leistung, ohne
+da&szlig; die Lebensdauer zu sehr herabgesetzt wird (siehe
+<a href="#Page164">S. 164</a>), gro&szlig;e Widerstandsf&auml;higkeit gegen mechanische
+Ersch&uuml;tterungen, die w&auml;hrend der Fahrt oft recht
+stark sein k&ouml;nnen, Unempfindlichkeit gegen &Uuml;berlastungen
+(Anfahren etc.), m&ouml;glichst geringe Raumbeanspruchung.
+F&uuml;r jede Tonne Gewicht, das zu bewegen
+ist, ist eine gewisse Zugkraft n&ouml;tig (13-30 kg), die
+man als Traktionskoeffizient bezeichnet. Dieser h&auml;ngt
+von verschiedenen Umst&auml;nden ab: von der Bereifung
+(Vollgummi, Pneumatik, Eisen), von dem Totalgewichte
+selbst, vor allem von der Beschaffenheit und dem Zustande
+der Stra&szlig;en. Ein Personen-Elektromobil erfordert
+etwa 3 PS. bei 20 km Geschwindigkeit einschl.
+Energie-Verlust im Motor und Kontroller, der durchschnittlich
+etwa 25% betr&auml;gt. Da schon geringe
+Steigungen recht hohe Anforderungen an die Batterie
+stellen, so sind in bergischen Gegenden Elektromobile
+nicht am Platze. Sie kommen einstweilen nur f&uuml;r St&auml;dte
+in Frage. (N&auml;heres siehe <span class="gesp">Kammerhoff</span> l. c. S. 116,
+ferner seien hervorgehoben die Arbeiten von E. <span class="gesp">Sieg</span> in
+der E. T. Z. 1905, S. 311 und in E. T. Z. 1906, S. 1017.)</p>
+
+<p><span class="pagenum" id="Page181">[181]</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p><span class="gesp">Sieg</span> weist nach, da&szlig; der Akkumulator f&uuml;r Elektromobile pro
+1 kg Gewicht mindestens 30 Wattstunden leisten mu&szlig;, wenn er bei
+den &uuml;blichen Geschwindigkeiten von 25-30 km in der Stunde die geringsten
+Betriebskosten fordern soll. Die Platten werden in der
+fr&uuml;her beschriebenen Weise durch gewellte Hartgummischeiben oder
+Holzbrettchen gegeneinander isoliert. Die &uuml;bliche Zellenzahl ist 40-44,
+entsprechend 110 Volt Endspannung bei der Ladung. Die Akkumulatoren
+werden in Holzk&auml;sten untergebracht. Der Antrieb erfolgt
+am besten durch die Vorderr&auml;der; die Motoren werden entweder unmittelbar
+mit dem Rade gekuppelt oder in dieses eingebaut, oder
+man kann den Motor durch Zahnrad&uuml;bersetzung auf die R&auml;der
+wirken lassen.</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Auch bei Automobilen mit Benzinmotoren finden
+Akkumulatoren Anwendung und zwar f&uuml;r die Beleuchtung,
+die elektrische Huppe, als Z&uuml;nderzellen etc.</p>
+
+<p>Im <span class="gesp">Telegraphenbetrieb</span> sind die Akkumulatoren
+besonders dann den Prim&auml;relementen &uuml;berlegen,
+wenn es sich um den Betrieb langer Kabelleitungen
+handelt. Bei diesen spielt die elektrostatische Kapazit&auml;t
+eine wichtige Rolle. Bei jedem Zeichen n&auml;mlich,
+das telegraphiert wird, d. h. bei jedem Stromschlu&szlig;, mu&szlig;
+das Kabel zun&auml;chst durch die Stromquelle geladen
+werden; die Ladung verl&auml;uft aber umso schneller, je
+kleiner der innere Widerstand der Batterie ist. Durch
+Verwendung von Akkumulatoren wird somit die Telegraphiergeschwindigkeit
+vergr&ouml;&szlig;ert. Bei vielen &Auml;mtern
+werden seit Jahren Sammler von 14 Amp.-Stdn. Kapazit&auml;t
+verwendet, die entweder aus Kupferelementen oder
+aus dem Netz des Elektrizit&auml;tswerkes geladen werden.</p>
+
+<p>Im <span class="gesp">Telephonbetrieb</span> haben sich Akkumulatoren
+als Stromquellen f&uuml;r die Vermittlungs&auml;mter und bei
+dem Vielfachsystem mit <span class="nowrap">Zentralbatteriebetrieb<a
+id="FNanchor139"></a><a href="#Footnote139" class="fnanchor">[139]</a></span> gut
+bew&auml;hrt. Dagegen scheinen ausgedehnte Probeversuche,<span class="pagenum" id="Page182">[182]</span>
+den Akkumulator als Stromquelle f&uuml;r die Mikrophone
+bei den einzelnen Sprechstellen zu verwenden, nicht
+zu einem befriedigenden Resultate gef&uuml;hrt zu haben,
+indem die wegen des Mangels einer &mdash; kaum durchzuf&uuml;hrenden
+&mdash; gen&uuml;genden &Uuml;berwachung der einzelnen
+Elemente h&auml;ufig vorkommende Sulfatierung der Platten
+und die damit verbundene Schwierigkeit der Ladung
+gro&szlig;e Unterhaltungskosten <span class="nowrap">verursachen<a
+id="FNanchor140"></a><a href="#Footnote140" class="fnanchor">[140]</a>.</span></p>
+
+<div class="blquote">
+
+<p>Am besten d&uuml;rften sich f&uuml;r Telephonbetrieb Akkumulatoren mit
+Masseplatten bezw. Faureplatten eignen, da bei diesen die Selbstentladung
+w&auml;hrend der Ruhepausen geringer ist als bei Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten
+und daher auch die Gefahr, da&szlig; Sulfatierung erfolgt
+(s. <a href="#Page111">S. 111</a>).</p>
+
+</div><!--blquote-->
+
+<p>Sogenannte <span class="gesp">Kleinakkumulatoren</span> finden zahlreiche
+Verwendungen, von denen noch folgende hervorgehoben
+seien: Beleuchtung von Lampen in Wagen,
+tragbare Lampen (Taschenlampen, Handlampen), Beleuchtung
+von Treppen, Antrieb von kleinen Ventilatoren usw.</p>
+
+<p><span class="gesp">Verwendung der Akkumulatoren im Laboratorium</span>
+(Lehrzwecke, therapeutische Zwecke etc.).
+Bei sachgem&auml;&szlig;er Behandlung bilden die Akkumulatoren
+eine Stromquelle, die allen Anforderungen in bester
+Weise gen&uuml;gt; sie sind stets betriebsbereit, die Bedienung
+und Kosten sind im Vergleich zu Prim&auml;relementen
+au&szlig;erordentlich gering, man kann l&auml;ngere Zeit
+nahezu konstanten und starken Strom entnehmen. Versagt
+ein Akkumulator fr&uuml;hzeitig, so ist der Grund fast
+immer in Fehlern zu suchen, die bei der Behandlung
+gemacht worden sind; vor allem wird oft gegen die
+Vorschriften ges&uuml;ndigt, da&szlig; eine gewisse Stromst&auml;rke
+bei der Entladung nicht &uuml;berschritten werden darf, da&szlig;
+die Entladung nur bis zu einem gewissen Punkte getrieben<span class="pagenum" id="Page183">[183]</span>
+werden darf und da&szlig; zwischen Entladung und
+Ladung nur eine kurze Zeit liegen soll.</p>
+
+<p>Am besten werden Glaszellen verwendet, damit
+man das Innere besichtigen kann. Werden die Elemente
+bald hier, bald dort verwendet, so stellt man sie
+in mit Griffen oder Tragriemen versehene Holzk&auml;sten,
+deren H&ouml;he etwa <sup>2</sup>&#8260;<sub>3</sub> der H&ouml;he der Zelle betr&auml;gt, oder
+bei denen die Vorder- und Hinterwand zum Teil herausgenommen
+sind, wie es die <a href="#Fig36">Fig. 36</a> zeigt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig36">
+<p class="caption">Fig. 36.</p>
+<img src="images/illo36.jpg" alt="Zellenkiste" width="350" height="347" />
+</div>
+
+<p>Damit man die Spannung leicht &auml;ndern kann, befestigt
+man an einer Seite des Kastens ein Schaltbrettchen,
+dessen Kontaktst&uuml;cke
+mit den Polen der
+einzelnen Zellen verbunden
+sind. Durch St&ouml;psel,
+die man in die zwischen
+den Kontaktst&uuml;cken befindlichen
+L&ouml;cher schiebt,
+kann man die Schaltungen
+vornehmen, z. B. kann man
+bei 4 Zellen auf 2, 4 und
+8 Volt schalten. Zu beachten
+ist, da&szlig; man nicht
+durch falsche St&ouml;pselung
+Kurzschlu&szlig; herstellt. Bequemer ist die Verwendung
+eines <span class="gesp">Pachytrops</span>, einer Einrichtung, bei der die
+verschiedenen Schaltungen durch Drehen einer Walze
+oder eines Rades vorgenommen werden; die Herstellung
+von Kurzschlu&szlig; ist ausgeschlossen. In <a href="#Fig37">Fig. 37</a> ist eine
+Batterie aus 12 Elementen, wie sie von <span class="gesp">Kohl</span> in
+Chemnitz in den Handel gebracht wird, abgebildet.
+Die auf der Pachytropwalze schleifenden federnden
+Kontaktstreifen sind mit den Polen der Elemente durch
+Dr&auml;hte verbunden, die durch Klemmen festgehalten<span class="pagenum" id="Page184">[184]</span>
+werden, so da&szlig; man jedes einzelne Element zwecks
+Besichtigung leicht aus dem Kasten heben kann.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig37">
+<p class="caption">Fig. 37.</p>
+<img src="images/illo37.jpg" alt="Pachytrop" width="550" height="421" />
+</div>
+
+<p>F&uuml;r kleine Batterien, die nur selten ganz entladen
+werden, sind Faure-Platten (als positive und negative)
+den Gro&szlig;oberfl&auml;chenplatten vorzuziehen, da bei ersteren
+die Selbstentladung und daher auch die Gefahr, da&szlig;
+Sulfatierung eintritt, geringer ist als bei letzteren.
+Zu beachten ist auch, da&szlig; die Zellen zuweilen ganz
+entladen werden m&uuml;ssen (s. <a href="#Page132">Kap. 7</a>). Werden die Akkumulatoren
+oft transportiert, so f&auml;llt leicht aktive Masse
+heraus, durch die ein Kurzschlu&szlig; bewirkt werden kann.
+Es empfiehlt sich daher, bei solchen Zellen den Plattenabstand
+reichlich gro&szlig; zu w&auml;hlen.</p>
+
+<p>F&uuml;r viele Untersuchungen, z. B. &uuml;ber die Bewegung
+der Elektrizit&auml;t durch Gase, sind <span class="gesp">Hochspannungsbatterien</span><span class="pagenum" id="Page185">[185]</span>
+die besten Stromquellen, weil sie bei der
+geringen erforderlichen Stromst&auml;rke den Elektroden der
+R&ouml;hre lange Zeit konstante Spannung zuf&uuml;hren. Gr&ouml;&szlig;ere
+Verbreitung hat die Hochspannungsbatterie nach
+<span class="nowrap"><span class="gesp">Feu&szlig;ner</span><a
+id="FNanchor141"></a><a href="#Footnote141" class="fnanchor">[141]</a></span> gefunden. In einem auf Rollen laufenden
+starken Eichenschrank befinden sich 500 kleine Elemente
+mit je einer positiven und einer negativen Elektrode.
+Als Glasgef&auml;&szlig; dienen Pulverflaschen. Damit keine
+S&auml;ure herauskriechen und Nebenschl&uuml;sse herstellen
+kann, werden die Gl&auml;ser mit einer Harzschicht luftdicht
+zugegossen; f&uuml;r die bei der Ladung auftretenden Gase
+wird ein besonderer Austrittsweg (Glasr&ouml;hrchen) vorgesehen.
+Die die einzelnen Gruppen (25 Elemente)
+tragenden Bretter ruhen auf 4 Porzellanglocken. Zwei
+Schaltleisten aus Hartgummi mit Hartgummigriffen
+gestatten mit einem Handgriff Parallelschaltung der
+Batterie zur Ladung mit 125 Volt oder Hintereinanderschaltung
+auf 1000 Volt vorzunehmen. Die Kapazit&auml;t
+betr&auml;gt ca. 1 Amperstunde bei 0,1 Amp. Entladestrom.</p>
+
+<hr class="tb" />
+
+<p>Am Schlusse dieses Kapitels sei noch hervorgehoben,
+da&szlig; der Bleiakkumulator selbst ein interessantes Versuchsobjekt
+ist. Es seien folgende Versuche und Arbeiten
+erw&auml;hnt: &Auml;nderung der elektromot. Kraft am Anfang
+und gegen Ende der Ladung und Entladung, Bestimmung
+der Kapazit&auml;t, Abh&auml;ngigkeit der Kapazit&auml;t von
+der S&auml;uredichte, Ermittelung des Wirkungsgrades und
+des Nutzeffektes, &Auml;nderung der elektromot. Kraft mit
+der S&auml;uredichte und der Temperatur (s. <a href="#Page42">S. 42</a>). Bei
+verschiedenen dieser Arbeiten mu&szlig; eine genaue <span class="gesp">Messung<span class="pagenum" id="Page186">[186]</span>
+der elektrom. Kraft</span> vorgenommen werden.
+Dieser wichtigen Aufgabe sollen noch einige Worte
+gewidmet werden. In den meisten F&auml;llen erh&auml;lt man
+die gesuchte Gr&ouml;&szlig;e mit hinreichender Genauigkeit, wenn
+man die Klemmen des nicht belasteten Akkumulators
+mit einem empfindlichen Voltmeter f&uuml;r kleine Spannungen
+verbindet. Da aber solche Voltmeter einen Strom von
+<span class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">20</span></span>-<span
+class="horsplit"><span class="top">1</span><span class="bottom">10</span></span> Amp. verbrauchen, so macht sich bei kleinen
+Zellen schon die Konzentrationspolarisation bemerkbar.
+Am einwandfreiesten ist die <span class="gesp">Kompensationsmethode
+nach Poggendorff</span>, bei der die elektromot. Kraft
+bestimmt wird, ohne
+da&szlig; die Zelle Strom
+abgibt. Das Prinzip
+dieser Methode ist
+folgendes: Es sei <i>B</i>
+in <a href="#Fig38">Fig. 38</a> eine Batterie
+von 2 kleinen
+Akkumulatoren,
+<i>W</i> ein Widerstand
+von 4000 Ohm, <i>a c</i> ein Widerstand von 6000 Ohm,
+<i>X</i> ein Normalelement, dessen elektromotorische Kraft
+E<sub>n</sub> man genau kennt. Die Batterie gibt, wenn die
+Gleichgewichtsbedingung erf&uuml;llt ist, d. h. wenn durch
+den Nebenkreis <i>a X G d</i> kein Strom flie&szlig;t, einen
+Strom von <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Amp. ab, wo E ihre elektrom. Kraft
+ist. Mithin bel&auml;uft sich der Spannungsverlust in <i>a c</i>
+auf <span class="horsplit"><span class="top">6000&nbsp;. E</span><span class="bottom">10000</span></span>
+= 0,6&nbsp;. E Volt (angen&auml;hert auf 2,4 Volt).
+Da auf jeden Fall die elektrom. Kraft des Normalelementes
+kleiner ist als 0,6&nbsp;. E, so gibt es zwischen
+<i>a</i> und <i>c</i> einen Punkt <i>d</i>, so da&szlig; der dem Batteriestrom<span class="pagenum" id="Page187">[187]</span>
+entsprechende Spannungsabfall von <i>a</i> bis <i>d</i> gleich E<sub>n</sub>
+ist. Hat man diesen Punkt gefunden, so flie&szlig;t durch das
+Galvanoskop <i>G</i> kein Strom. Der Widerstand zwischen
+<i>a</i> und <i>d</i> betrage W<sub>n</sub> Ohm, dann ist E<sub>n</sub> = W<sub>n</sub>&nbsp;. <span
+class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span> Volt.</p>
+
+<div class="figcenter" id="Fig38">
+<p class="caption">Fig. 38.</p>
+<img src="images/illo38.png" alt="Schaltung" width="500" height="271" />
+</div>
+
+<p>Jetzt wird das Normalelement durch den Akkumulator
+ersetzt, dessen elektrom. Kraft man messen
+will, und man sucht wieder einen Punkt zwischen
+<i>a</i> und <i>c</i> so, da&szlig; <i>G</i> stromlos ist; dieser sei <i>d&#8242;</i>. Der
+Widerstand in <i>a d&#8242;</i> betrage <i>W&#8242;</i> Ohm, damit ist X =
+W&#8242;&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">E</span><span class="bottom">10000</span></span>.
+Dividiert man diese Gleichung durch die
+vorige, so ergibt sich X = E<sub>n</sub>&nbsp;. <span class="horsplit"><span class="top">W&#8242;</span><span
+class="bottom">W<sub>n</sub></span></span>.</p>
+
+<p>In Wirklichkeit wird <i>G</i> mit <i>C</i> verbunden und man
+variiert die Potentialdifferenz zwischen <i>a</i> und <i>c</i>. Zu
+diesem Zwecke ersetzt man den Widerstand <i>a c</i> durch
+einen St&ouml;pselrheostaten und &auml;ndert diesen so lange,
+bis durch <i>G</i> kein Strom flie&szlig;t. Selbstverst&auml;ndlich m&uuml;ssen
+jetzt die vorigen Gleichungen etwas umge&auml;ndert werden.</p>
+
+<p>Zwischen den Punkten <i>a</i> und <i>c</i> mu&szlig; ein gro&szlig;er
+Widerstand liegen, damit es ausgeschlossen ist, da&szlig;
+das Normalelement einen st&auml;rkeren Strom abgibt. Solche
+Elemente d&uuml;rfen n&auml;mlich nur mit ganz schwachem Strome
+(etwa 0,0001 Amp.) beansprucht werden. Dadurch, da&szlig;
+man auch f&uuml;r <i>W</i> einen Widerstand von mehreren tausend
+Ohm w&auml;hlt, erreicht man, da&szlig; der Spannungsabfall in
+<i>a c</i> der zu messenden elektrom. Kraft nahe kommt und
+da&szlig;, bevor die elektrom. Kraft E<sub>n</sub> kompensiert ist, nur
+ein ganz schwacher Strom in das Element gelangen kann.</p>
+
+<hr class="footnote" />
+
+<div class="footnote">
+
+<p id="Footnote129"><a href="#FNanchor129"><span class="label">[129]</span></a> Von dem Spannungsverluste in dem Netze wird abgesehen.</p>
+
+<p id="Footnote130"><a href="#FNanchor130"><span class="label">[130]</span></a>
+Auch ist die Klemmenspannung von der Stromdichte abh&auml;ngig.
+Diese &Auml;nderung wird im Folgenden der Einfachheit halber nicht
+ber&uuml;cksichtigt.</p>
+
+<p id="Footnote131"><a href="#FNanchor131"><span class="label">[131]</span></a>
+In Wirklichkeit ist die Zahl etwas gr&ouml;&szlig;er, da der Spannungsverlust
+in der Leitung gedeckt werden mu&szlig;.</p>
+
+<p id="Footnote132"><a href="#FNanchor132"><span class="label">[132]</span></a>
+In der schematischen <a href="#Fig34">Figur</a> ist angenommen, da&szlig; die beiden
+Zellenschalter getrennte Apparate sind, so da&szlig; f&uuml;r jede Schaltzelle
+zwei Verbindungsleitungen n&ouml;tig sind. In Wirklichkeit werden die
+beiden Zellenschalter zu einem Apparate vereinigt; sie haben gemeinsame
+Kontaktst&uuml;cke, auf denen die beiden Hebel schleifen. Man
+nennt einen solchen Apparat <span class="gesp">Doppelzellenschalter</span>.</p>
+
+<p id="Footnote133"><a href="#FNanchor133"><span class="label">[133]</span></a> Ist die Maschine abgeschaltet, so wird durch das Voltmeter
+bei der gezeichneten Stellung der Hebel die Spannung der an der
+Stromlieferung beteiligten Elemente gemessen.</p>
+
+<p id="Footnote134"><a href="#FNanchor134"><span class="label">[134]</span></a>
+Das von <span class="gesp">Peukert</span> (E. T. Z. 1907, S. 705) angegebene Verfahren
+d&uuml;rfte nur in vereinzelten F&auml;llen anwendbar sein.</p>
+
+<p id="Footnote135"><a href="#FNanchor135"><span class="label">[135]</span></a> Mit der Frage, in welchem Umfange die Dynamo an den
+Belastungsschwankungen beteiligt ist, hat sich <span class="gesp">Brandt</span> besch&auml;ftigt.
+Siehe E. T. Z. 1899, S. 730.</p>
+
+<p id="Footnote136"><a href="#FNanchor136"><span class="label">[136]</span></a>
+Nach <span class="gesp">Brandt</span> (l. c.) ist die Pufferwirkung am g&uuml;nstigsten,
+wenn die Zellenspannung 2,07 Volt betr&auml;gt.</p>
+
+<p id="Footnote137"><a href="#FNanchor137"><span class="label">[137]</span></a> E. T. Z. 1906, S. 314.</p>
+
+<p id="Footnote138"><a href="#FNanchor138"><span class="label">[138]</span></a>
+E. T. Z. 1908, S. 89 u. S. 943, ebendaselbst 1910, S. 272.</p>
+
+<p id="Footnote139"><a href="#FNanchor139"><span class="label">[139]</span></a> Bei diesem System werden die einzelnen Sprechstellen vom
+Vermittlungsamte aus &uuml;ber die Anschlu&szlig;leitungen mit Strom versorgt.</p>
+
+<p id="Footnote140"><a href="#FNanchor140"><span class="label">[140]</span></a> N&auml;heres siehe E. T. Z. 1904, S. 838.</p>
+
+<p id="Footnote141"><a href="#FNanchor141"><span class="label">[141]</span></a> E. T. Z. 1899 S. 632.</p>
+
+</div><!--footnote-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="wigand">
+
+<p class="first u fsize80"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center fsize250"><b>RITTERS<br />
+GEOGRAPHISCH-<br />
+STATISTISCHES<br />
+LEXIKON</b></p>
+
+<p class="center blankbefore fsize125"><b>&uuml;ber die Erdteile, L&auml;nder, Meere, H&auml;fen, Seen,<br />
+:: :: Fl&uuml;sse, Inseln, Gebirge, Staaten, St&auml;dte, :: ::<br />
+Flecken, D&ouml;rfer, B&auml;der, Kan&auml;le, Eisenbahnen,<br />
+:: :: :: Post- und Telegraphen&auml;mter u.s.w. :: :: ::</b></p>
+
+<p class="center blankbefore">Ein Nachschlagewerk &uuml;ber jeden geographischen Namen<br />
+der Erde von irgendwelcher Bedeutung f&uuml;r den Weltverkehr</p>
+
+<p class="center blankbefore"><b>Neunte, revidierte Auflage 1910<br />
+Zwei Halbleder-B&auml;nde M. 50.&mdash;</b></p>
+
+<div class="figcenter">
+<img src="images/linea189.png" alt="ornament" width="60" height="22" />
+</div>
+
+<p class="wigandtext">Das hinsichtlich seiner Reichhaltigkeit und Genauigkeit
+nicht zu &uuml;bertreffende Werk enth&auml;lt in etwa 400 000
+Artikeln auf 2700 Seiten alle wichtigen geographischen
+und statistischen Notizen, alle Post&auml;mter, Telegraphen&auml;mter,
+Land- und Seeverbindungswege, Gerichtsbeh&ouml;rden, Import,
+Export, Handelsstatistiken u.s.w. Es ist ein unentbehrliches
+Nachschlagewerk f&uuml;r jeden Geographen, Statistiker, Volkswirtschaftler
+und &mdash; last not least &mdash; f&uuml;r jeden Kaufmann.</p>
+
+<table class="notopbotmargin" summary="Wigand">
+
+<tr>
+<td rowspan="2" class="figcenter padr2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>
+<td class="center"><b>Eine wertvolle, unerl&auml;&szlig;liche Erg&auml;nzung</b></td>
+<td rowspan="2" class="figcenter padl2"><img src="images/lineb189.png" alt="" width="50" height="27" /></td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="center"><b>zu jedem Konversations-Lexikon</b></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+</div><!--wigand-->
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="adbox">
+
+<p class="center fsize125 highline bbd"><b>Otto Wigand, Verlagsbuchhandlung m.b.H., Leipzig</b></p>
+
+<p class="center highline fsize90">Vom gleichen Verfasser erschien bei mir:</p>
+
+<p class="center blankbefore"><b><span class="fsize200">&middot;DER ELEKTRISCHE STROM&middot;</span></b><br />
+<span class="fsize125"><b>UND SEINE WICHTIGSTEN ANWENDUNGEN</b></span><br />
+<span class="fsize90">GEMEINVERST&Auml;NDLICHE DARSTELLUNG VON</span><br />
+<b>PROFESSOR DR. W. BERMBACH IN K&Ouml;LN</b><br />
+<span class="gesp">Dritte</span>, umgearbeitete und stark vermehrte <span class="gesp">Auflage</span></p>
+
+<p class="center blankbefore fsize90">38 Bogen mit 237 Abbildungen. <span class="padl3">Preis geheftet M.
+7.&mdash;,</span> <span class="padl3">gebunden M. 8.50</span></p>
+
+<p class="noindent fsize80 blankbefore padl1 padr1 padb1"><b>Inhalt:</b> I. Arbeit und Energie. II. Magnetismus. III. Grundbegriffe der
+Elektrizit&auml;tslehre. IV. Das Ohmsche Gesetz, Anwendungen desselben. V. Stromverzweigungen,
+Serien- und Parallelschaltung der Stromabnehmer. VI. Stromarbeit,
+Watt, Stromw&auml;rme (Joulesche W&auml;rme). VII. Wechselwirkungen zwischen
+Str&ouml;men und Magneten, Elektromagnetismus. VIII. Einwirkung zweier Str&ouml;me
+aufeinander, Elektrodynamik. IX. Induktionserscheinungen. X. Wechselstr&ouml;me.
+XI. Dynamomaschinen. XII. Elektromotoren. XIII. Transformatoren und Umformer.
+XIV. Grundbegriffe der Elektrochemie, Theorie der galvanischen Elemente
+und der Elektrolyse. XV. Anwendungen der Elektrochemie. XVI. Elektrizit&auml;t
+in Gasen. XVII. Elektrische Schwingungen und elektromagnetische Wellen,
+Funkentelegraphie. XVIII. Elektromagnetische Telegraphie und Telephonie.
+XIX. Elektrische Kraft&uuml;bertragung und elektrische Beleuchtung. XX. Thermoelektrizit&auml;t.
+XXI. Elektrische Me&szlig;instrumente. Anhang: Das absolute Ma&szlig;system.</p>
+
+</div><!--adbox-->
+
+<div class="adbox">
+
+<p class="center fsize150 highline bbd"><b>Verlag von R. Oldenbourg, M&uuml;nchen u. Berlin</b></p>
+
+<p class="noindent padl1 padr1 blankbefore fsize80"><span class="lefttext"><b>Die Elektrotechnik.</b></span>
+(Band II der &#8222;Illustrierten Technischen W&ouml;rterb&uuml;cher
+in sechs Sprachen&#8223;: Deutsch, Englisch,
+Franz&ouml;sisch, Russisch, Italienisch, Spanisch.) Bearbeitet von <b>Alfred Schlomann</b>,
+Ingenieur. 2112 Seiten mit etwa 4000 Abbild. und zahlreichen Formeln, etwa
+15 000 Worte in jeder der 6 Sprachen enthaltend. In Lwd. gebd. Preis M. <b>25.&mdash;</b>.</p>
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+<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Deutscher Kalender f&uuml;r
+Elektrotechniker.</b></span> Begr&uuml;ndet von
+<b>F. Uppenborn</b>. In neuer Bearbeitung herausgegeben von <b>G. Dettmar</b>, Generalsekret&auml;r
+des Verbandes Deutscher Elektrotechniker. Zwei Teile, wovon der
+erste Teil in Brieftaschenform (Leder) gebd. Erscheint allj&auml;hrl. Preis M. <b>5.&mdash;</b>.</p>
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+<p class="noindent padl1 padr1 fsize80"><span class="lefttext"><b>Lehrgang der Schaltungsschemata elektrischer</b></span><br />
+<span class="lefttext"><b>Starkstromanlagen.</b></span>Unter Mitwirkung seines Assistenten
+Diplom-Ingenieur <b>W. Fels</b> herausgegeben
+von Professor Dr. <b>J. Teichm&uuml;ller</b>, Karlsruhe.</p>
+
+<table class="notopbotmargin fsize80" summary="Buecher">
+
+<tr>
+<td class="right top padl1 padr1">I.</td>
+<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Gleichstromanlagen</b>. 25 lithographische
+Tafeln und 103 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>10.&mdash;</b>.</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td class="right top padl1 padr1">II.</td>
+<td class="just padr1">Teil: <b>Schaltungsschemata f&uuml;r Wechselstromanlagen</b>. 28 lithographische
+Tafeln mit 170 Seiten Text. In Leinwand gebunden Preis M. <b>12.&mdash;</b>.</td>
+</tr>
+
+</table>
+
+<p class="center btd fsize110">
+<b>Ausf&uuml;hrliche Prospekte &uuml;ber obige sowie andere neue elektro-<br />
+:: :: :: technische Werke stehen kostenlos zur Verf&uuml;gung. :: :: ::</b></p>
+
+</div><!--adbox-->
+
+<p class="center highline2 fsize80">Druck: Otto Wigand m. b. H., Leipzig.</p>
+
+<hr class="chap" />
+
+<div class="tnbot" id="TN">
+
+<h2>Anmerkungen zur Transkription</h2>
+
+<p class="noindent">Die Inkonsistenzen im Originalwerk sind beibehalten worden.<br />
+Abh&auml;ngig von der benutzten Hard- und Software sind m&ouml;glicherweise nicht alle Elemente des Textes richtig zu sehen.<br />
+Seite 37, 2), 3) usw.: die Nummer 1) fehlt im Originalwerk.<br />
+Seite 165, Fu&szlig;note [128]: auf der Seite 165 des Originalwerkes gibt es
+keine Fu&szlig;notenzeichen; das Zeichen fehlt deshalb auch in diesem Text.</p>
+
+<p class="noindent blankbefore"><b>Durchgef&uuml;hrte &Auml;nderungen und Verbesserungen</b><br />
+Klare Fehler in Rechtschreibung, Interpunktion usw. sind
+stillschweigend korrigiert worden.<br />
+Einige Tabellen sind umgeordnet worden.<br />
+In chemische Formel, Prozente, usw. wurden eventuelle Leerzeichen
+entfernt.</p>
+
+<table class="verbesserungen" summary="Verbesserungen">
+
+<tr class="bb">
+<th>Seite</th>
+<th>Original</th>
+<th>Korrigiert</th>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 5</td>
+<td>van&#8217;t Hoff</td>
+<td>van &#8217;t Hoff</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 12, Gleichung (4)</td>
+<td>HSO&#8242;<sub>4</sub></td>
+<td>HSO<sub>4</sub>&#8242;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 32</td>
+<td>2OH&#8242; + 2&#8853; = 2OH</td>
+<td>2OH&#8242; + 20&#8853; = 2OH</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td rowspan="2">Seite 55</td>
+<td>Umkehrung von 10</td>
+<td>Umkehrung von I, 10</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Umkehrung von 9</td>
+<td>Umkehrung von I, 9</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 83</td>
+<td>voraufgegangenen</td>
+<td>vorausgegangenen</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 119</td>
+<td>heransgesp&uuml;lt</td>
+<td>herausgesp&uuml;lt</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 141</td>
+<td>Beaum&eacute;</td>
+<td>Baum&eacute;</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 154</td>
+<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Compagny</td>
+<td>Deutsche Edison-Akkumulatoren-Company</td>
+</tr>
+
+<tr>
+<td>Seite 186</td>
+<td><i>a x G d</i></td>
+<td><i>a X G d</i></td>
+</tr>
+
+</table>
+
+</div><!--TN-->
+
+
+
+
+
+
+
+
+<pre>
+
+
+
+
+
+End of the Project Gutenberg EBook of Die Akkumulatoren, by Willibald Bermbach
+
+*** END OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK DIE AKKUMULATOREN ***
+
+***** This file should be named 51638-h.htm or 51638-h.zip *****
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+things that you can do with most Project Gutenberg-tm electronic works
+even without complying with the full terms of this agreement. See
+paragraph 1.C below. There are a lot of things you can do with Project
+Gutenberg-tm electronic works if you follow the terms of this
+agreement and help preserve free future access to Project Gutenberg-tm
+electronic works. See paragraph 1.E below.
+
+1.C. The Project Gutenberg Literary Archive Foundation ("the
+Foundation" or PGLAF), owns a compilation copyright in the collection
+of Project Gutenberg-tm electronic works. Nearly all the individual
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+States. If an individual work is unprotected by copyright law in the
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+that you will support the Project Gutenberg-tm mission of promoting
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+
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+
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+without further opportunities to fix the problem.
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+in paragraph 1.F.3, this work is provided to you 'AS-IS', WITH NO
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+
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+violates the law of the state applicable to this agreement, the
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+limitation permitted by the applicable state law. The invalidity or
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+
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+
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+computers including obsolete, old, middle-aged and new computers. It
+exists because of the efforts of hundreds of volunteers and donations
+from people in all walks of life.
+
+Volunteers and financial support to provide volunteers with the
+assistance they need are critical to reaching Project Gutenberg-tm's
+goals and ensuring that the Project Gutenberg-tm collection will
+remain freely available for generations to come. In 2001, the Project
+Gutenberg Literary Archive Foundation was created to provide a secure
+and permanent future for Project Gutenberg-tm and future
+generations. To learn more about the Project Gutenberg Literary
+Archive Foundation and how your efforts and donations can help, see
+Sections 3 and 4 and the Foundation information page at
+www.gutenberg.org
+
+
+
+Section 3. Information about the Project Gutenberg Literary Archive Foundation
+
+The Project Gutenberg Literary Archive Foundation is a non profit
+501(c)(3) educational corporation organized under the laws of the
+state of Mississippi and granted tax exempt status by the Internal
+Revenue Service. The Foundation's EIN or federal tax identification
+number is 64-6221541. Contributions to the Project Gutenberg Literary
+Archive Foundation are tax deductible to the full extent permitted by
+U.S. federal laws and your state's laws.
+
+The Foundation's principal office is in Fairbanks, Alaska, with the
+mailing address: PO Box 750175, Fairbanks, AK 99775, but its
+volunteers and employees are scattered throughout numerous
+locations. Its business office is located at 809 North 1500 West, Salt
+Lake City, UT 84116, (801) 596-1887. Email contact links and up to
+date contact information can be found at the Foundation's web site and
+official page at www.gutenberg.org/contact
+
+For additional contact information:
+
+    Dr. Gregory B. Newby
+    Chief Executive and Director
+    gbnewby@pglaf.org
+
+Section 4. Information about Donations to the Project Gutenberg
+Literary Archive Foundation
+
+Project Gutenberg-tm depends upon and cannot survive without wide
+spread public support and donations to carry out its mission of
+increasing the number of public domain and licensed works that can be
+freely distributed in machine readable form accessible by the widest
+array of equipment including outdated equipment. Many small donations
+($1 to $5,000) are particularly important to maintaining tax exempt
+status with the IRS.
+
+The Foundation is committed to complying with the laws regulating
+charities and charitable donations in all 50 states of the United
+States. Compliance requirements are not uniform and it takes a
+considerable effort, much paperwork and many fees to meet and keep up
+with these requirements. We do not solicit donations in locations
+where we have not received written confirmation of compliance. To SEND
+DONATIONS or determine the status of compliance for any particular
+state visit www.gutenberg.org/donate
+
+While we cannot and do not solicit contributions from states where we
+have not met the solicitation requirements, we know of no prohibition
+against accepting unsolicited donations from donors in such states who
+approach us with offers to donate.
+
+International donations are gratefully accepted, but we cannot make
+any statements concerning tax treatment of donations received from
+outside the United States. U.S. laws alone swamp our small staff.
+
+Please check the Project Gutenberg Web pages for current donation
+methods and addresses. Donations are accepted in a number of other
+ways including checks, online payments and credit card donations. To
+donate, please visit: www.gutenberg.org/donate
+
+Section 5. General Information About Project Gutenberg-tm electronic works.
+
+Professor Michael S. Hart was the originator of the Project
+Gutenberg-tm concept of a library of electronic works that could be
+freely shared with anyone. For forty years, he produced and
+distributed Project Gutenberg-tm eBooks with only a loose network of
+volunteer support.
+
+Project Gutenberg-tm eBooks are often created from several printed
+editions, all of which are confirmed as not protected by copyright in
+the U.S. unless a copyright notice is included. Thus, we do not
+necessarily keep eBooks in compliance with any particular paper
+edition.
+
+Most people start at our Web site which has the main PG search
+facility: www.gutenberg.org
+
+This Web site includes information about Project Gutenberg-tm,
+including how to make donations to the Project Gutenberg Literary
+Archive Foundation, how to help produce our new eBooks, and how to
+subscribe to our email newsletter to hear about new eBooks.
+
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--- /dev/null
+++ b/old/51638-h/images/illo22.png
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new file mode 100644
index 0000000..fcc1d36
--- /dev/null
+++ b/old/51638-h/images/illo23.jpg
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new file mode 100644
index 0000000..9e8de3f
--- /dev/null
+++ b/old/51638-h/images/illo24.jpg
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new file mode 100644
index 0000000..45678e4
--- /dev/null
+++ b/old/51638-h/images/illo25.png
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new file mode 100644
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+++ b/old/51638-h/images/illo26.jpg
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new file mode 100644
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--- /dev/null
+++ b/old/51638-h/images/illo27.jpg
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