Wasserstoff 89 Gramm
Sauerstoff 1430 Gramm
Stickstoff 1250 Gramm
Atmosphärische Luft 1293 Gramm
Kohlensäure 1965 Gramm
[Illustration: Fig. 30.]
Also ein Kubikmeter Kohlensäure wiegt fast zwei Kilogramm. Diese
Schwere des Gases kann durch viele Experimente ersichtlich gemacht
werden. Hier nehme ich z. B. ein Glas, das nichts als Luft enthält, und
versuche, aus dem da, das voll Kohlensäure ist, etwas hineinzugießen;
ich bin nun begierig, ob etwas hineingeflossen ist oder nicht. Durch
den Augenschein ist das nicht zu erkennen, wohl aber am Brennen meines
Wachsstockes darin. Seht, da habt Ihr’s: die Flamme verlöscht, sobald
ich das Gas in das tiefere Gefäß hineingieße. Noch deutlicher würde
ich die Kohlensäure hier wiederum durch ihre Wirkung auf Kalkwasser
nachweisen, die Ihr nun schon so oft gesehen habt. Jetzt werde ich
einmal den kleinen Eimer da in unsern Kohlensäure-Brunnen hinablassen
– leider haben wir nur zu oft wirkliche Kohlensäurebrunnen – und wenn
Kohlensäure da unten ist, muß er sich damit füllen, als ob es Wasser
wäre; wir ziehen ihn wieder herauf, prüfen seinen Inhalt mit unserm
Wachsstock, und da sehen wir’s – er ist voll Kohlensäure.
[Illustration: Fig. 31.]
Noch augenfälliger zeigt sich die Schwere der Kohlensäure an folgendem
Experiment auf meiner Wage. Auf die eine Wageschale habe ich ein Glas
gestellt und durch Gewichte auf der andern Seite die Wage wieder ins
Gleichgewicht gebracht. Ich gieße nun dieses mit Kohlensäure gefüllte
Glas in das Gefäß auf der Wage aus, das erst nur atmosphärische Luft
enthielt, und Ihr seht, wie es sofort niedersinkt. Auch jetzt will ich
die Untersuchung mit meinem brennenden Wachsstock nicht unterlassen –
wir sehen, wie ihm das Fortbrennen in dem Gefäß auf der Wage unmöglich
wird, wissen also, daß sich wirklich Kohlensäure darin befindet.
Blase ich eine Seifenblase, natürlich mit gewöhnlicher Luft, und lasse
sie in dieses Gefäß mit Kohlensäure fallen, so wird sie schwimmen.
Aber ich will zuerst einen dieser kleinen, mit Luft gefüllten Ballons
nehmen. Ich bringe ihn in dieses, zum Teil mit Kohlensäure gefüllte
Gefäß. Er schwimmt auf der Kohlensäure, und wir können daran die Höhe
erkennen, bis zu welcher sie das Gefäß erfüllt. Gieße ich noch mehr
Kohlensäure hinein, so wird der Ballon gehoben. Jetzt ist das Gefäß
nahezu voll davon; und nun will ich sehen, ob ich eine Seifenblase
darauf blasen und sie in derselben Weise schwimmen lassen kann.
[Der Vortragende bläst eine Seifenblase, läßt sie in das Gefäß mit
Kohlensäure fallen, und sie schwimmt richtig mitten darin.] Sie
schwimmt wie vorher der Ballon, weil die Kohlensäure schwerer ist als
die Luft.
Wir haben nun die Kohlensäure kennen gelernt, sowohl hinsichtlich
ihrer Bildung aus der Kerze oder dem Marmor, als in ihren wichtigsten
physikalischen Eigenschaften, besonders in ihrer Schwere; und bei
unsrer nächsten Zusammenkunft denke ich Euch zu zeigen, wie sie
zusammengesetzt ist, d. h. aus welchen Elementen sie besteht.
Fußnoten:
[17] Dieses »Prüfgas« ist das sogenannte Stickoxyd der
Chemiker, eine Verbindung von Stickstoff (von welchem in
dieser Vorlesung ausführlich die Rede ist) und Sauerstoff.
Es ist ausgezeichnet durch die Eigenschaft, sich in
Berührung mit freiem Sauerstoff sogleich mit diesem zu
einer sauerstoffreicheren Verbindung zu vereinigen. Da
Stickoxyd und Sauerstoff farblose und unsichtbare Gase
sind, das Gas, welches durch ihre Verbindung entsteht,
aber dunkel rotbraun gefärbt ist, so zeigt in der Tat das
Stickoxyd die Gegenwart von freiem Sauerstoff in einer sehr
augenfälligen Weise an.
[18] Siehe Fig. 9, Seite 74.
[19] Bei unvollständiger Verbrennung.
[20] Fix kommt aus dem Lateinischen und bedeutet fest.
Sechste Vorlesung.
Chemische Zusammensetzung der Kohlensäure. Ihre Bildung durch
Verbrennung von Kohlenstoff. Mengenverhältnis der Bestandteile.
Zerlegung der Kohlensäure in ihre Elemente. Bildung von
Kohlensäure durch Verbrennung des Holzes und des Leuchtgases.
Feste und gasförmige Verbrennungsprodukte der Körper. –
Der Atmungsprozeß. Kohlenstoffgehalt der Nahrungsmittel.
Die Körperwärme. Wechselwirkung zwischen der Tier- und
Pflanzenwelt. – Einfluß der Temperatur auf den Eintritt
chemischer Prozesse.
Eine Dame, welche diese Vorträge mit ihrer Gegenwart beehrt, hat
mich noch weiter durch Übersendung dieser beiden Kerzen zu Dank
verpflichtet. Sie stammen aus Japan und sind vermutlich aus jenem
Material verfertigt, das ich Euch schon in der ersten Vorlesung
zeigte, dem sogenannten Japanischen Wachs. Ihr seht, sie sind noch
viel zierlicher gestaltet und ausgeschmückt als jene französischen
Kerzen, die ich ebenfalls damals vorwies, und ihrem ganzen äußeren
Aussehen nach möchte man sie wahre Luxuskerzen nennen. Außerdem aber
zeigen sie eine merkwürdige Eigentümlichkeit, nämlich einen hohlen
Docht – jene vorzügliche Verbesserung also, welche Argand an der Lampe
einführte und durch welche er ihren Wert so bedeutend erhöhte. Wer
schon öfter Sendungen aus dem fernen Osten erhielt, wird wohl bemerkt
haben, daß solche Gegenstände auf dem langen Transport ein mattes,
unscheinbares Aussehen bekommen haben; es ist aber ganz leicht, ihnen
die ursprüngliche Schönheit und das frische Äußere wiederzugeben; man
braucht sie zu diesem Zweck nur mit einem reinen seidenen Tuch gut
abzureiben, also die Unebenheiten und Rauhigkeiten ihrer Oberfläche
gleichsam zu polieren. Eine dieser beiden Kerzen habe ich so behandelt
und Ihr werdet den Unterschied von der andern nicht polierten bemerken,
die ich natürlich ebenso auffrischen könnte. Außerdem ist an diesen
japanischen Kerzen noch die Eigentümlichkeit hervorzuheben, daß sie
viel mehr kegelförmig gegossen sind, als es bei uns üblich ist.
In meinem letzten Vortrag habe ich Euch bereits viel von der
Kohlensäure erzählt. Ich habe Euch besonders ihre Reaktion auf
Kalkwasser vorgeführt, dessen Bereitung ich Euch zeigte, so daß Ihr
es selbst machen könnt; und Ihr erinnert Euch, wie die in einer
Flasche aufgefangene Luft aus unserer Kerze in dem Kalkwasser einen
weißen Niederschlag hervorbrachte, daß ferner dieser Niederschlag
aus demselben Kalk bestand, der sich in den Muscheln, Korallen, wie
in vielen Gebirgsarten und Mineralien findet. Von ihrer eigentlichen
chemischen Natur indes habe ich noch nicht ausführlich und eingehend
genug gesprochen, und ich muß deshalb dieses Thema heute wieder
aufnehmen.
Wie wir bei Untersuchung der Verbrennungsprodukte unserer Kerze
bereits das aufgefundene Wasser in seine Elemente zerlegten, so müssen
wir jetzt auch die aus der Kerze entwickelte Kohlensäure auf ihre
Bestandteile prüfen, und einige Experimente werden uns auch hier zum
Ziele führen.
Ihr erinnert Euch, daß eine schlecht brennende Kerze Ruß entwickelt,
während bei einer gut brennenden davon nichts zu sehen ist; Ihr wißt
aber auch, daß die Helligkeit der Kerzenflamme gerade diesem Ruße
zu verdanken ist, welcher zunächst ins Glühen kommt und schließlich
verbrennt. Hier habe ich ein Experiment vorbereitet, an dem es sich
recht deutlich zeigt, wie hellleuchtend die Flamme wird, wenn alle
Kohlenteilchen innerhalb derselben zum Erglühen und Verbrennen
gelangen, so daß dabei durchaus nichts von schwarzen Flöckchen zu sehen
ist. Ich entzünde einen ungemein lebhaft brennenden Stoff, Terpentinöl
nämlich, mit dem dieser Schwamm getränkt ist. Seht den aufsteigenden
Ruß, wie er massenhaft in der Luft herumfliegt! Und nun denkt daran,
daß ich Euch sagte: von solchem Ruß, solcher Kohle, entsteht die
Kohlensäure, wie wir sie aus der Kerze erhielten. Das nun will ich Euch
jetzt beweisen. Ich bringe den Schwamm mit dem brennenden Terpentinöl
in ein Glas voll Sauerstoff, und da seht Ihr denn, wie prächtig jetzt
die Flamme leuchtet und daß aller Ruß vollständig verzehrt wird. Dies
ist aber erst die eine Hälfte unseres Experiments. Was folgt nun?
Die Kohle, welche Ihr soeben aus der Terpentinflamme in die Luft
fliegen saht, ist also völlig im Sauerstoff verbrannt, und wir werden
finden, daß wir bei diesem raschen ungestümen Vorgange ganz genau
dasselbe Ergebnis erlangten, welches uns die ruhige Verbrennung
unserer Kerze lieferte. [In die Flasche, in welcher das Terpentinöl
mit Sauerstoff verbrannte, wird Kalkwasser gegossen, welches beim
Umschütteln stark getrübt wird.] Ich habe Euch dieses Experiment
gezeigt, obwohl sein Erfolg eigentlich vorauszusehen war, damit Euch
der Gang unserer Untersuchungen bei jedem Schritt so klar und deutlich
werde, daß Ihr keinen Augenblick den Faden verlieren könnt, wenn Ihr
nur recht Achtung gebt.
Alle Kohle also, die in der Luft oder in reinem Sauerstoff verbrennt,
tritt als Kohlensäure aus der Flamme heraus; in den Teilchen dagegen,
welche nicht so verbrannt sind, stellt sich Euch der zweite Bestandteil
der Kohlensäure dar, nämlich Kohle, jener Körper, welcher die Flamme
so hell machte, als sie genug Sauerstoff zum Verbrennen erhielt,
welcher aber teilweise ausgeschieden wurde, als nicht genug Sauerstoff
vorhanden war, um ihn zu verbrennen.
Um Euch nun diese Vereinigung der Kohle und des Sauerstoffs zu
Kohlensäure noch verständlicher zu machen, wozu Ihr jetzt schon viel
besser befähigt seid als früher, habe ich hier einige Experimente
vorbereitet. Dieses Gefäß hier ist mit Sauerstoff gefüllt, und hier
ist etwas Kohle, die ich in einem Schmelztiegel zunächst rotglühend
mache. Ich will gleich voraus bemerken, daß ich Euch diesmal ein etwas
unvollkommenes Resultat zu bieten wage; aber es geschieht gerade, um
das Experiment deutlicher zu machen. Ich bringe jetzt Sauerstoff und
Kohle zusammen. Daß dies Kohle, gewöhnliche pulverisierte Holzkohle
ist, könnt Ihr an der Art sehen, wie sie an der Luft brennt. [Indem
er etwas von der rotglühenden Holzkohle aus dem Tiegel herausfallen
läßt.] Nun werde ich sie aber in Sauerstoff verbrennen; achtet auf den
Unterschied! In der Entfernung mag es Euch vielleicht scheinen, als
ob sie mit einer Flamme brenne; dem ist aber nicht so. Jedes einzelne
Stückchen Kohle brennt als ein Funke, und indem es so brennt, bildet es
Kohlensäure. Ich wünschte diese paar Experimente besonders auch deshalb
anzustellen, weil sie das recht deutlich vor Augen führen, worauf ich
später näher eingehen werde, nämlich: daß Kohle eben in _dieser_ Weise
brennt und nicht mit einer Flamme.
Statt aber so viele einzelne Kohlenstäubchen zu verbrennen, will ich
nun lieber ein größeres Stück Kohle benutzen, dessen Gestalt und
Umfang Ihr während des Brennens deutlich unterscheiden könnt. Ihr
werdet dann auch den ganzen Vorgang besser beobachten. Hier ist
das Gefäß mit Sauerstoff, und hier ist ein Stück Kohle, an das ich
einen Holzspan befestigt habe; diesen kann ich anzünden und so die
Verbrennung einleiten, welche sich sonst nur schwierig bewerkstelligen
ließe. Da seht Ihr nun die Kohle brennen, aber nicht mit einer Flamme
(oder wenn Ihr doch ein Flämmchen bemerkt, so ist es jedenfalls nur
ein ganz kleines; es rührt davon her, daß bei der Verbrennung sich
vorübergehend eine eigene Substanz, sogenanntes Kohlenoxyd an der
Oberfläche der Kohle bildet). Die Verbrennung geht diesmal langsam
vor sich, wie Ihr seht, und nach und nach entwickelt sich Kohlensäure
durch die Verbindung der Kohle mit dem Sauerstoff. Hier habe ich ein
anderes Stück Kohle, und zwar Borkenkohle, welches die Eigentümlichkeit
besitzt, beim Brennen in Stücke zu zerspringen, zu explodieren. Durch
die Hitze wird dieser Kohlenklumpen in einzelne Teilchen zerplatzen,
die in die Luft fliegen; indes brennt jedes Teilchen ebenso wie die
ganze Masse in dieser eigentümlichen Art – es brennt wie eben Kohle
brennt, ohne Flamme. Ihr bemerkt, daß eine Menge einzelner kleiner
Verbrennungen vor sich gehen, seht aber keine Flammen. Ich kenne kein
schöneres Experiment als dieses, um zu zeigen, daß die Kohle nur
glimmend brennt.
[Sidenote: Zerlegung der Kohlensäure.]
Hier also sehen wir Kohlensäure aus ihren Elementen entstehen. Wenn wir
sie mit Kalkwasser prüfen, so werdet Ihr sehen, daß wir ganz denselben
Körper erhalten, den ich Euch bereits früher beschrieben habe. Wenn
sich 6 Gewichtsteile Kohle (mag sie von der Flamme einer Kerze oder von
pulverisierter Holzkohle herstammen) und 16 Gewichtsteile Sauerstoff
verbinden, so erhalten wir 22 Teile Kohlensäure; und 22 Teile
Kohlensäure geben mit 28 Teilen Kalk 50 Teile kohlensauren Kalk. Wenn
Ihr Austerschalen untersucht und ihre Bestandteile wägt, so werdet Ihr
finden, daß je 50 Teile davon 6 Teile Kohle und 16 Teile Sauerstoff
verbunden mit 28 Teilen Kalk enthalten. Indessen will ich Euch nicht
mit solchen Einzelheiten behelligen; wir wollen uns vielmehr an die
Natur unseres Gegenstandes im allgemeinen halten. Seht, wie die Kohle
nach und nach schwindet [der Vortragende zeigt auf das Stück Kohle, das
in dem Gefäß mit Sauerstoff ruhig fortbrennt]. Ihr mögt sagen, daß sich
die Kohle in der umgebenden Luft auflöst; und wenn das ganz reine Kohle
wäre (die wir übrigens leicht herstellen könnten), so würde auch gar
kein Rückstand übrig bleiben; vollkommen reine Kohle läßt keine Asche
zurück.
Die Kohle ist ein fester Körper, dessen Festigkeit durch Hitze allein
nicht aufgehoben werden kann; aber beim Verbrennen geht sie in ein
Gas über, welches sich unter gewöhnlichen Umständen nicht zu einem
festen oder flüssigen Körper verdichten läßt. Und noch wunderbarer
mag der Umstand erscheinen, daß durch diese Aufnahme der Kohle der
Sauerstoff durchaus nichts an seinem Rauminhalt ändert: er verwandelt
sich in Kohlensäure, und diese nimmt genau denselben Raum ein, wie der
Sauerstoff, welcher zu ihrer Bildung erforderlich war.
Ich muß Euch indes noch ein anderes Experiment zeigen, um Euch
hinreichend mit der Natur der Kohlensäure bekannt zu machen. Da sie
ein zusammengesetzter Körper ist, indem sie aus Kohle und Sauerstoff
besteht, so müssen wir auch imstande sein, sie in ihre Bestandteile
zu zerlegen; und das können wir auch in der Tat bei ihr so gut wie
beim Wasser. Der einfachste und kürzeste Weg ist der, einen Körper
auf die Kohlensäure einwirken zu lassen, welcher den Sauerstoff aus
ihr an sich zieht und die Kohle zurückläßt. Ihr erinnert Euch, wie
ich Kalium auf Wasser oder Eis legte, und Ihr saht, daß es imstande
war, den Sauerstoff vom Wasserstoff zu trennen. Nun, versuchen wir
einmal dasselbe bei der Kohlensäure. Ihr wißt, die Kohlensäure ist ein
schweres Gas, ich will sie nicht mit Kalkwasser prüfen, weil sich das
mit den folgenden Experimenten nicht vertragen würde, und ich denke,
die Schwere des Gases und seine Kraft, Flammen auszulöschen, wird Euch
seine Gegenwart hinlänglich beweisen. Ich bringe eine Flamme in das
Gas, und Ihr seht, das Licht geht aus. Vielleicht möchte das Gas sogar
Phosphor auslöschen, von dem Ihr doch wißt, daß er sehr heftig brennt.
Hier ist ein Stückchen Phosphor, das ich durch Erhitzen entzünde. Ich
bringe es in das Gas und Ihr seht, es löscht aus, wird aber in der
Luft wieder Feuer fangen und von neuem weiter brennen. Das Kalium nun
ist imstande, schon bei gewöhnlicher Temperatur auf die Kohlensäure
zu wirken, freilich nicht so kräftig, wie es unser augenblicklicher
Zweck erfordert, da sich bald eine umhüllende Schicht darüber bildet,
welche das Fortschreiten des Prozesses erschwert. Wenn wir es aber so
erwärmen, daß es in der Luft brennt, wozu wir ja das volle Recht haben
und wie wir’s auch mit dem Phosphor taten, so werdet Ihr sehen, daß
es auch in Kohlensäure brennen kann; und wenn es brennt, so tut es
dies eben, weil es sich mit dem Sauerstoff der Kohlensäure verbindet,
so daß Ihr dann sehen werdet, was dabei zurückbleibt. Ich werde also
dieses heißgemachte Kalium in der Kohlensäure verbrennen, um das
Vorhandensein des Sauerstoffs in der Kohlensäure nachzuweisen. [Beim
Erhitzen explodiert das Kalium.] Es kommt öfter vor, daß ein schlechtes
Stückchen Kalium beim Brennen explodiert oder sich auf irgend eine
Weise ungeeignet zeigt. Ich muß also ein anderes Stück nehmen; nun,
nachdem es erhitzt ist, bringe ich es in das Gefäß und Ihr seht, daß
es in der Kohlensäure brennt – nicht so gut wie in der Luft, weil
die Kohlensäure den Sauerstoff ziemlich festhält; aber es brennt
doch weiter und nimmt den Sauerstoff fort. Wenn ich dieses Kalium
nun in Wasser bringe, so finde ich, daß (außer Pottasche, um die Ihr
Euch jetzt nicht zu kümmern braucht) etwas Kohle gebildet ist. Ich
habe hier das Experiment nur auf rohe Art ausführen können; aber ich
versichere Euch, daß, wenn ich es sorgfältig machen und statt fünf
Minuten einen Tag darauf verwenden könnte, wir eine gehörige Menge
Kohle in dem Löffel oder an der Stelle, wo das Kalium verbrannte,
erhalten würden, so daß über das Ergebnis unseres Experiments
kein Zweifel obwalten könnte. Da seht Ihr also die Kohle in ihrem
gewöhnlichen schwarzen Zustande aus der Kohlensäure abgeschieden, als
sprechenden Beweis, daß diese aus Kohle und Sauerstoff besteht. Und nun
brauche ich Euch wohl kaum zu sagen, daß, wo auch immer Kohle unter
gewöhnlichen Umständen, d. h. bei gehörigem Luftzutritt verbrennen mag,
immer Kohlensäure gebildet wird.
[Sidenote: Feste Verbrennungsprodukte.]
In der Flasche hier ist etwas Kalkwasser und sonst nichts als
atmosphärische Luft; bringe ich dahinein einen Holzspan, so mag ich
diese drei Dinge mit einander umschütteln wie ich will, das Wasser
wird stets so klar bleiben, wie Ihr es jetzt seht. Verbrenne ich nun
aber den Holzspan in der Flasche, wie ich es jetzt tue, also in der
über dem Kalkwasser befindlichen Luft – daß Wasser dabei gebildet
wird, wißt Ihr schon – bekomme ich da vielleicht auch Kohlensäure?
Nun, da seht: da schlägt sich schon kohlensaurer Kalk nieder, welcher
sich nur aus Kohlensäure bilden kann; die Kohlensäure muß also aus der
Kohle entstanden sein, welche aus dem Holze stammt, wie in anderen
Fällen aus der Kerze oder irgend einem brennenden Körper. Ihr selbst
habt schon oft genug ein sehr einfaches Experiment ausgeführt, durch
welches Ihr die Kohle im Holze zu sehen bekamt; wenn Ihr ein Stückchen
Holz anzündet, es teilweise verbrennen laßt und es dann ausblaset,
so erhaltet Ihr Kohle, welche zurückbleibt. Nicht alle kohlehaltigen
Körper indes zeigen ihren Gehalt an Kohle so leicht; eine Kerze z.
B. tut das nicht, von der wir doch recht gut wissen, daß sie Kohle
enthält. Auch im Leuchtgas, das beim Verbrennen sehr viel Kohlensäure
entwickelt, seht Ihr nichts von der Kohle; aber ich kann sie Euch ganz
leicht sichtbar machen. Hier habe ich eine Flasche voll Leuchtgas; ich
zünde es an, und die Verbrennung wird andauern, so lange noch etwas Gas
in dem Gefäß ist. Die Kohle freilich seht Ihr jetzt nicht, sondern nur
die Flamme; aber schon aus deren hellerem Leuchten werdet Ihr nach den
früher gewonnenen Erfahrungen vermuten, daß feste Kohlenteilchen darin
zum Erglühen und Verbrennen gelangen. Indes will ich Euch die Kohle mit
Hilfe eines anderen Prozesses wirklich mit Augen schauen lassen. In
einer anderen Flasche – in dieser hier – habe ich etwas von demselben
Leuchtgas mit einem Körper vermischt, der bloß den Wasserstoff des
Gases verbrennen wird, nicht aber die Kohle.[21] Ich will diese
Mischung nun mit meinem Wachslicht anzünden, und da habt Ihr’s; der
Wasserstoff wird verbrannt, die Kohle aber bleibt als ein dichter
schwarzer Rauch zurück. Ich denke, durch diese Experimente habt Ihr
die Gegenwart von Kohle in einer Flamme erkennen gelernt und zugleich
begriffen, welcher Art die Verbrennungsprodukte sind, wenn Leuchtgas
oder andere kohlehaltige Körper in freier Luft vollständig verbrannt
werden.
[Sidenote: Gasförmige Verbrennungsprodukte.]
Bevor wir indessen die Kohle verlassen, wollen wir noch ein paar
Versuche anstellen, durch welche wir noch weitere Einblicke in ihr
wunderbares Verhalten bei der gewöhnlichen Verbrennung erhalten werden.
Ich habe Euch gezeigt, daß die Kohle beim Verbrennen nur verglimmt,
wie feste Körper es immer tun; dabei bemerktet Ihr jedoch, daß sie
nach dem Verbrennen nicht als fester Körper zurückbleibt. Es gibt nur
sehr wenige Brennstoffe, die sich in dieser Hinsicht ebenso verhalten.
Eigentlich tut dies nur jene große Gruppe unserer gewöhnlichen
Brennstoffe: die kohlenartigen Substanzen, die Steinkohlen, die
Holzkohlen und die Hölzer. Ich kenne außer der Kohle keinen Stoff,
welcher bei der Verbrennung dasselbe Verhalten zeigt; und wenn dem
nicht so wäre, was würde uns zustoßen? Wenn alle Brennstoffe sich
so wie das Eisen verhielten, welches ja bei der Verbrennung einen
festen Körper gibt, – wie könnten wir dann in unseren Öfen eine solche
Verbrennung haben, wie wir sie gewohnt sind? – Hier in dem Glasrohr
ist noch eine andere Art Brennstoff, ein sehr leicht brennender
Körper, so leicht entzündlich, daß er an der Luft von selbst Feuer
fängt, wie Ihr seht [indem er das Rohr zerbricht]. Das ist schwarzer
Blei-Pyrophor, und Ihr seht, wie wunderschön er brennt[22]. Er ist
pulverförmig, so daß die Luft wie bei einem Haufen Kohlen im Ofen von
allen Seiten hinzutreten kann, und so brennt er nun. Aber warum brennt
die Substanz nicht ebenso fort, wenn sie in einer Masse zusammenliegt?
[Er schüttet den übrigen Inhalt der Röhre auf eine eiserne Platte
zu einem Haufen aus.] Einfach genug, weil die Luft nicht allseitig
dazutreten kann. Auch entwickelt sich dabei große Hitze, so groß, wie
wir sie in unseren Öfen und unter unseren Kesseln gebrauchen; aber der
durch die Verbrennung gebildete Körper ist nicht flüchtig, kann nicht
in die Luft entweichen, sondern haftet als Decke über der übrigen
Masse, so daß diese nicht mit neuer Luft in Berührung kommen kann, also
unverbrannt unter der Decke liegen bleiben muß. Worin unterscheidet
sich dieses Brennen von dem der Kohle? Die Kohle brennt zunächst ganz
in derselben Weise wie dieser Körper; aber sie unterhält auch ein
kräftiges Feuer auf dem Herd oder wo wir sie sonst brennen mögen, weil
eben die Kohlensäure, die durch die Verbrennung erzeugt wird, als Gas
in die Luft entweicht, so daß fort und fort reine Kohle dem Zutritt
frischer Luft bloßgelegt wird. Ich habe Euch auch gezeigt, daß die
Kohle beim Verbrennen in Sauerstoff keine Asche zurückläßt; aber hier
bei unserem Häufchen Blei-Pyrophor haben wir augenblicklich mehr Asche
als Brennstoff; denn er ist durch den Sauerstoff, der sich mit ihm
verbunden hat, schwerer geworden. Da seht Ihr denn, worin der große
Unterschied zwischen dem Verbrennen der Kohle und dem des Bleis oder
Eisens besteht, und warum wir das Eisen so gut bei den mannigfachen
Einrichtungen zur Feuerung, zum Leuchten oder zum Heizen verwenden
können. Das Eisen überzieht sich sehr bald mit einer dünnen Kruste
seines Verbrennungsproduktes, welche es dann vor dem Zutritte der Luft
schützt und macht, daß seine Verbrennung nur langsam fortschreitet.
Wenn die Kohle beim Verbrennen sich zuerst verflüchtigte und dann als
Verbrennungsprodukt einen festen Körper bildete, so würde unser Zimmer
bald mit einer undurchsichtigen Substanz angefüllt sein, ähnlich wie
wir’s beim Verbrennen von Phosphor sahen; statt dessen geht alles
flüchtig in die Luft. Vor der Entzündung ein fester, unveränderlicher
Körper, geht die Kohle bei der Verbrennung in ein Gas über, welches
sich nur sehr schwer wieder in festen oder tropfbar flüssigen Zustand
überführen läßt.
[Illustration: Fig. 32.]
[Sidenote: Das Atmen eine Verbrennung.]
Ich führe Euch nunmehr zu einem sehr interessanten Teil unseres Themas
– zu der Beziehung zwischen der Verbrennung unserer Kerze und jener
lebendigen Art von Verbrennung, welche in unserem Körper vorgeht. Ja,
in uns Allen findet ein lebendiger Verbrennungsprozeß statt, ganz
ähnlich dem der Kerze; und ich will versuchen, ihn Euch klar zu machen.
Die Vergleichung des menschlichen Lebens mit einer Kerze ist nicht
nur im poetischen Sinne wahr; wenn Ihr mir folgen wollt, denke ich es
euch deutlich machen zu können, daß sie auch naturwissenschaftlich
berechtigt und begründet ist.
Ich habe mir dazu einen kleinen Apparat ersonnen, den ich gleich
vor Euch aufbauen werde. Hier ist ein Brettchen, in das eine Rinne
eingeschnitten ist, und diese Rinne kann ich von oben mit einer etwas
kürzeren Platte zudecken, so daß auf jeder Seite eine Mündung frei
bleibt; den so entstandenen Kanal kann ich ferner durch aufgesetzte
Glasröhren an jeder Mündung aufwärts leiten, so daß das Ganze einen
freien Durchgang bietet. Wenn ich nun einen Wachsstock oder eine Kerze
(wir dürfen jetzt frei im Gebrauch des Wortes »Kerze« sein, seitdem
wir seine ganze Bedeutung verstehen) in eine von den Röhren stelle,
so wird die Verbrennung sehr gut vonstatten gehen. Ihr merkt, daß die
Luft, welche die Flamme unterhält, in der Röhre auf der linken Seite
hinabsteigt, dann durch die horizontale Rinne geht und in der Röhre am
andern Ende, in der die Kerze brennt, aufsteigt. Wenn ich die Öffnung,
durch welche die Luft eintritt, verstopfe, so hemme ich alsbald die
Verbrennung, wie Ihr begreift. Ich schneide die Luftzufuhr ab, und
die Kerze geht aus. Aber was können wir nun weiter daran knüpfen? In
einem früheren Experimente[23] zeigte ich Euch, was geschieht, wenn die
Luft von einer brennenden Kerze zu einer anderen gelangt. Würde ich
nun hier Luft, die von einer anderen Kerze kommt, durch eine geeignete
Vorrichtung in diese Röhre einleiten, so wißt Ihr, daß dieses Licht
verlöschen müßte. Indes, was werdet Ihr sagen, wenn ich behaupte, daß
auch mein Atem die Kerze zum Verlöschen bringt? Ich meine nicht etwa
durch Ausblasen, sondern einfach: die Natur meines Atmens ist derart,
daß die Kerze darin nicht zu brennen vermag. Ich werde jetzt meinen
Mund über die Öffnung halten und, ohne daß ich die Flamme im geringsten
anblase, keine andere Luft in die Röhre gelangen lassen, als die aus
meinem Munde kommt. Da seht Ihr schon das Ergebnis. Ich habe die Kerze
durchaus nicht ausgeblasen; ich ließ nur die Luft, die ich ausatmete,
in die Mündung des Kanals eintreten, und das Licht auf der andern Seite
verlöschte aus keinem andern Grunde als aus Mangel an Sauerstoff. Etwas
anderes – nämlich meine Lunge – hatte den Sauerstoff aus der Luft
fortgenommen, und so war keiner mehr da, die Verbrennung der Kerze
zu unterhalten. Ich halte es für recht interessant, zu beobachten,
wieviel Zeit die schlechte Luft gebraucht, die ich auf dieser Seite
in den Kanal hineinatme, bis sie auf der andern Seite zur Kerze
gelangt; anfangs brennt diese noch ganz ruhig weiter, sobald aber die
ausgeatmete Luft sie erreicht, löscht sie aus.
[Illustration: Fig. 33.]
[Sidenote: Atmungsprodukte.]
Jetzt werde ich Euch noch ein anderes Experiment zeigen, um Euch diesen
wichtigen Teil unserer Untersuchung möglichst vollständig zu erläutern.
Hier ist eine Glasglocke, die nichts als Luft enthält, was Ihr daran
sehen könnt, daß meine Kerze oder die Gasflamme darin gleichmäßig
fortbrennt. Ich verschließe sie mit einem Stöpsel und mittelst einer
Glasröhre im Kork bringe ich meinen Mund so darüber, daß ich die darin
enthaltene Luft einatmen kann. Wenn ich die Glocke auf Wasser setze,
wie Ihr es hier seht, so bin ich imstande, die Luft herauszuziehen
(natürlich muß der Kork ganz luftdicht schließen), sie in meine Lungen
gelangen zu lassen und sie dann zurück in das Gefäß auszuatmen. Nun
können wir sie untersuchen, um den Erfolg zu erfahren. Daß ich die Luft
zuerst aussog und sie dann zurückatmete, konntet Ihr deutlich an dem
Auf- und Niedersteigen des Wassers beobachten. Ich bringe nun einen
brennenden Wachsstock in diese ausgeatmete Luft, und ihr werdet ihren
Zustand an dem Verlöschen der Flamme erkennen. Ein einziger Atemzug
hat diese Luft, wie Ihr seht, vollständig verdorben, so daß es ganz
nutzlos sein würde, sie nochmals einatmen zu wollen. Nun begreift
Ihr auch den Grund der Unzweckmäßigkeit vieler Einrichtungen in den
Häusern besonders der ärmeren Klassen, welche es bedingen, daß dieselbe
Luft immer und immer wieder eingeatmet werden muß, weil der Mangel
geeigneter Ventilation die Zufuhr frischer Luft erschwert. Wenn schon
ein einziger Atemzug die Luft so verdirbt, wie Ihr es hier gesehen, wie
wesentlich muß da für unsere Gesundheit frische Luft sein!
[Illustration: Fig. 34.]
Um über diesen wichtigen Gegenstand noch klarer zu werden, wollen wir
doch einmal sehen, was mit dem Kalkwasser geschieht, wenn es mit der
Ausatmungsluft in Berührung kommt. Hier ist ein Glaskolben, der etwas
Kalkwasser enthält; durch die Glasröhren im Stöpsel kann Luft hinein-
und heraustreten, so daß wir die Einwirkung der geatmeten, wie der
frischen Luft bequem beobachten können. Ich kann nun entweder durch
~A~ Luft einsaugen und so in meine Lungen gelangen lassen, nachdem sie
durch das Kalkwasser gegangen ist; oder ich kann die Luft aus meinen
Lungen durch die bis auf den Boden gehende Röhre ~B~ treiben und ihre
Wirkung auf das Kalkwasser zeigen. Gebt Acht – ich werde bei ~A~
beginnen –; jetzt habe ich also längere Zeit die äußere Luft in das
Kalkwasser gezogen und dann durch dasselbe hindurch in meine Lungen;
es zeigt sich aber nicht die geringste Veränderung, das Kalkwasser ist
durchaus nicht trübe geworden. Nun will ich’s aber umgekehrt machen,
also die Luft _aus_ meinen Lungen durch das Kalkwasser hindurchtreiben
(indem ich sie durch ~B~ einblase); da seht, hier zeigt sich die
Wirkung sofort, das Kalkwasser wird durch die ausgeatmete Luft weiß
und milchig. »Aber dieser weiße Niederschlag im Kalkwasser ist uns ja
von früher schon ganz gut bekannt«, sagt Ihr, »das ist ja kohlensaurer
Kalk, der bei Berührung des Kalkwassers mit _Kohlensäure_ entsteht«.
Ganz recht; es ist Kohlensäure, welche die durch das Atmen unbrauchbar
gewordene Luft verdirbt; die Reaktion auf Kalkwasser läßt keinen
Zweifel daran.
[Illustration: Fig. 35.]
Ich habe hier zwei Flaschen, welche beide mit Kalkwasser gefüllt und
durch Röhren verbunden sind, wie Ihr’s hier seht. Der Apparat ist
zwar nur roh, wird aber doch für unsern Zweck genügen. Wenn ich nun
an diesen Flaschen hier (bei ~a~) ein- und dort (bei ~b~) ausatme,
so bewirkt die Einrichtung der Röhren, daß die Luft in beiden Fällen
durch das Kalkwasser streicht. Zunächst bemerkt man nun, daß die gute
Luft beim Einatmen in dem Kalkwasser wiederum gar keine Veränderung
hervorbringt; und alsdann seht ihr die Wirkung beim Ausatmen: das
Kalkwasser wird getrübt; und es ist doch nichts als mein Atem damit in
Berührung gekommen. Der Unterschied ist wohl auffallend genug!
Gehen wir nun weiter zu der Frage: Was hat dieser ganze Prozeß zu
bedeuten, der in uns vorgeht, ohne den wir nicht sein können, weder am
Tage, noch bei Nacht, und welcher vom Schöpfer so eingerichtet ist,
daß er im Wachen wie im Schlaf ganz unabhängig von unserem Willen
sich fortsetzt? Wenn wir den Atem dauernd anhielten – was wir aber
bekanntlich nur für ganz kurze Zeit vermögen – so würden wir uns selber
zerstören. Auch im Schlaf sind die Atmungswerkzeuge und die mit ihnen
verbundenen Organe in beständiger Tätigkeit; so notwendig ist der
Atmungsprozeß für unser Leben, so unentbehrlich diese unausgesetzte
Berührung der Luft mit unsern Lungen. Ich muß Euch diesen Prozeß in
möglichster Kürze auseinandersetzen. Wir nehmen Nahrung zu uns; diese
Nahrung gelangt durch die Speiseröhre zunächst in den Magen und dann
weiter in die übrigen Teile des Verdauungskanals, wo die für den Körper
brauchbaren Stoffe gelöst und von eigens dazu eingerichteten Gefäßen
aufgesogen werden. Die so umgewandelten Nahrungsstoffe werden nun,
nachdem sie zu Bestandteilen des Blutes geworden, durch eine besondere
Reihe von Gefäßen in die Lungen eingeführt und wieder herausgeschafft;
gleichzeitig wird durch eine andere Reihe von Gefäßen die Luft in die
Lungen ein- und wieder ausgepumpt. Luft und Nahrungsstoff kommen auf
diese Art in sehr nahe Berührung mit einander; sie sind nur getrennt
durch ganz dünnhäutige Scheidewändchen, wobei denn die Luft auf das
Blut eine Wirkung ganz derselben Art ausübt, wie wir sie an der Kerze
kennen gelernt haben. Der Sauerstoff der Luft verband sich mit dem
Kohlenstoff der Kerze zu Kohlensäure, und dabei wurde Wärme entwickelt;
dieselbe eigentümliche Umsetzung findet in den Lungen statt. Der
Sauerstoff der eingeatmeten Luft verbindet sich mit Kohlenstoff (nicht
Kohle in freiem Zustande, sondern hier gerade im Augenblick der
Verwendung erst frei werdend) und bildet damit Kohlensäure, welche
dann in die Atmosphäre ausgeatmet wird. So gelangen wir denn zu der
merkwürdigen Folgerung, daß wir den Nahrungsstoff als Brennstoff
anzusehen haben. Ich will ein Stückchen Zucker nehmen, und Euch daran
das eben Gesagte noch deutlicher machen. Der Zucker ist zusammengesetzt
aus Kohle, Wasserstoff und Sauerstoff; aus denselben Elementen besteht,
wie wir wissen, auch die Kerze, nur die Gewichtsverhältnisse sind
andere. Der Zucker enthält:
Kohle 72
Wasserstoff 11 } 99
Sauerstoff 88 }
Es ist sehr merkwürdig, und es ist gut, wenn Ihr das beachtet, daß
Wasserstoff und Sauerstoff sich hier genau in demselben Verhältnis
vorfinden wie im Wasser, so daß man also auch sagen könnte: der Zucker
besteht aus 99 Teilen Wasser und 72 Teilen Kohle. Eben diese Kohle
im Zucker ist es, welche sich mit dem Sauerstoff der eingeatmeten
Luft in den Lungen verbindet, also uns gleichsam zu Kerzen macht
und durch diesen so schönen und einfachen Prozeß die für den Körper
unentbehrliche innere Wärme neben manchen anderen notwendigen Wirkungen
hervorbringt. Um dies noch deutlicher zu machen, nehme ich ein wenig
Zucker – oder, um Zeit zu sparen, nehme ich etwas Syrup, der aus
ungefähr ¾ Teilen Zucker und ¼ Teil Wasser besteht, und gieße etwas
Schwefelsäure hinzu. Die Schwefelsäure nimmt aus dem Zucker das Wasser
fort, mit dem sie sich kräftig verbindet, und zurück bleibt, wie Ihr
seht, eine kohlschwarze Masse – wirkliche Kohle; Ihr seht, wie die
Kohle sich abscheidet, und nach kurzer Zeit werden wir einen einzigen
festen Kohlenklumpen in dem Gefäß haben, welcher allein aus dem Zucker
stammt. Der Zucker gehört, wie Ihr wißt, zu den Nahrungsmitteln –
und schwerlich hättet Ihr die Bildung von Kohle aus einem solchen
erwartet. Meine Beweisführung wird indes noch vollständiger werden,
wenn ich diese aus dem Zucker erhaltene Kohle verbrenne, d. h. chemisch
ausgedrückt: wenn ich sie mit Sauerstoff – Oxygen – verbinde, wenn ich
sie _oxydiere_. Hier habe ich einen Körper, der kräftiger oxydierend
wirkt als die atmosphärische Luft[24], und die Oxydation der Kohle
wird darin zwar dem Anschein nach anders vor sich gehen als beim
Atmungsprozeß, im wesentlichen aber ist es ganz derselbe Vorgang, hier
wie dort Verbrennung der Kohle durch Verbindung mit dem zugeführten
Sauerstoff. Ich lasse jetzt die Einwirkung stattfinden, und Ihr seht
nun sofort die Verbrennung erfolgen. Ich wiederhole es: ganz dasselbe,
was in den Lungen durch den Sauerstoff der Luft geschieht, vollzieht
sich hier in einem rascheren Prozesse[25].
[Sidenote: Atmung und Verbrennung.]
Es wird Euch in Erstaunen setzen, wenn ich Euch mitteile, welch’
hohe Gewichtsmengen Kohle bei dieser merkwürdigen Umwandlung in den
Lungen verarbeitet werden. Schon wenn Ihr berücksichtigt, wie eine
so kleine Kerze vier bis sieben Stunden brennt und so lange auch
fortwährend Kohlensäure entwickelt, werdet Ihr eine Ahnung bekommen,
daß die Menge der Kohle, welche täglich in Form von Kohlensäure in
die Luft aufsteigt, sehr bedeutend sein muß. Welche Masse Kohlensäure
mag wohl jeder von uns ausatmen! Welch ungeheurer Umsatz an diesem
Brennstoff muß in der ganzen Natur, bei aller Verbrennung, aller
Oxydation, aller Atmung stattfinden! Ein erwachsener Mann verwandelt
in 24 Stunden etwa 240 Gramm, also nahezu ein halbes Pfund Kohle in
Kohlensäure; eine Kuh verbraucht täglich ungefähr 2 Kilogramm Kohle,
und ein Pferd 2¼ Kilogramm beim Atmen; also: das Pferd verbrennt in
seinem Körper binnen 24 Stunden 2¼ Kilogramm Kohle, um während dieser
Zeit seine natürliche Wärme zu unterhalten. Alle warmblütigen Tiere
entwickeln so ihre Blutwärme einzig und allein durch Verbrennen der in
den Nahrungsstoffen eingeführten Kohle[26]. Und welcher großartige
Einblick ergibt sich daraus in die Vorgänge, welche sich in unserer
Atmosphäre vollziehen! In London allein werden innerhalb 24 Stunden
548 Tonnen, also 5,000,000 Pfund Kohlensäure allein durch Atmung
entwickelt. Und wo bleibt all diese Kohlensäure? Sie geht in die Luft.
Verhielte sich die Kohle beim Verbrennen ebenso wie Blei oder Eisen –
Ihr habt gesehen, daß diese Körper feste Oxydationsprodukte liefern
– was würde da geschehen! Niemals könnte in gewöhnlicher Luft eine
lebhafte Verbrennung vor sich gehen. Die Kohle aber wird durch die
Oxydation zu einem Gas, das sich in die atmosphärische Luft erheben,
sich mit ihr vermischen kann und nun von diesem gewaltigen Träger
fortgeschafft wird.
Was aber wird nun aus der Kohlensäure? Wahrhaft wunderbar ist es zu
sehen, daß dieses Atmungsprodukt, welches für uns so nachteilig zu sein
schien, als wir seine Unbrauchbarkeit zu fernerem Atmen erkannten, –
daß dieser gleiche Stoff wiederum zur Lebensquelle einer anderen Klasse
von Geschöpfen wird; die Pflanzenwelt auf unserer Erdoberfläche saugt
die Kohlensäure als Nahrungsstoff ein. Und auch unter der Oberfläche,
in den großen Wassermassen der Meere und Seen findet derselbe Austausch
statt; die Fische und anderen Seetiere atmen im Wasser in eben dieser
Weise, wenn auch nicht in unmittelbarer Berührung mit der freien Luft.
Seht da diese Goldfische in der Glaskugel! Sie ziehen fortwährend das
Wasser durch ihre Kiemen hindurch und atmen dabei den Sauerstoff ein,
welchen das Wasser aus der Luft aufgenommen hat, und Kohlensäure atmen
sie aus.
Und so sehen wir denn alles sich regen zu dem einen großen Werke, die
beiden lebendigen Reiche der Schöpfung einander dienstbar zu machen.
Alle Bäume, Sträucher und Kräuter der Erde nehmen Kohlenstoff auf; sie
nehmen ihn durch die Blätter aus der Luft, in die wir und alle Tiere,
ihn in Gestalt von Kohlensäure entsendet haben, und sie wachsen und
gedeihen darin. Gebt ihnen ganz reine Luft, wie sie uns am dienlichsten
ist – sie werden dahinwelken und absterben: gebt ihnen Kohlensäure, und
sie werden wachsen und sich wohlbefinden. Alle Kohle in diesem Stück
Holz, ebenso wie in allen Pflanzen, stammt aus der Atmosphäre, welche
die Kohlensäure aufnimmt, die uns schädlich, jenen aber nützlich ist –
was dem einen den Tod brächte, dem andern bringt es Leben. Und so sehen
wir Menschen uns abhängig nicht nur von unseren Nebenmenschen, sondern
abhängig von aller Mitkreatur, sehen uns mit dem All der Schöpfung zu
einem großen Ganzen verbunden durch die Gesetze, nach denen jedes Glied
zum Heile der anderen lebet und webet und schafft.
Bevor wir nun zum Schluß kommen, muß ich Eure Aufmerksamkeit noch
auf einen Umstand lenken, der bei allen unseren chemischen Arbeiten
eine wichtige Rolle spielt. Ich zeigte Euch kürzlich Blei-Pyrophor,
der sich entzündete; Ihr saht, daß er gleich beim Zerbrechen der
Röhre, als er kaum mit etwas Luft in Berührung gekommen, und ehe er
noch aus dem Röhrchen heraus war, Feuer fing. Nun, das geschah in
Folge chemischer Verwandtschaft – dieser den Elementen innewohnenden
Hinneigung zu einander, vermöge welcher alle chemischen Prozesse,
die wir ausführen, vor sich gehen. Beim Atmen wirkt sie in unseren
Lungen, beim Brennen unserer Kerze in der Flamme; und hier wirkt sie
zwischen dem Blei und dem Sauerstoff der Luft; stiege auch hier das
Verbrennungsprodukt des Bleies von der Oberfläche in die Luft auf,
so würde immer wieder eine neue Schicht Feuer fangen und das Blei
ganz bis zu Ende verbrennen. Wie ganz anders aber verhält sich die
Kohle! Während wir dort bei der ersten Berührung der Luft sofortige
Entzündung beobachten, bleibt die Kohle Tage, Jahre, Jahrhunderte lang
unverändert an der Luft liegen. Die in dem verschütteten Herkulanum
aufgefundenen Schriften waren mit einer Tinte geschrieben, welche Kohle
enthielt, und sie haben sich über 1800 Jahre unverändert erhalten,
haben durch den Einfluß der Luft nicht im geringsten gelitten, obwohl
sie mit ihr in vielfache Berührung kamen. Nun, worin besteht also diese
große Verschiedenheit der Kohle von jenem andern Körper? Es ist eine
wirklich erstaunliche Erscheinung, daß gerade der Körper, der von der
Natur recht eigentlich zum Brennstoff bestimmt erscheint, auf seine
Entzündung _wartet_! Unsere Kohle fährt bei Berührung mit der Luft
nicht flammend auf wie jenes Bleipräparat und noch so mancher brennbare
Körper, den ich Euch hätte zeigen können; sondern sie wartet ihre
Verwendung ab. Ist dieses Warten nicht eine absonderliche, eine ganz
wunderbare Eigenschaft? Unsere Kerze fängt nicht von selbst Feuer an
der Luft, gerät nicht auf einmal in Brand, wie jenes Bleipräparat; sie
wartet Jahre, sie wartet ganze Zeitalter ab, ohne einer Veränderung
zu unterliegen, bis wir sie in Tätigkeit setzen. Drehe ich den Hahn
hier an der Gaslampe auf, so strömt das Gas kräftig aus dem Brenner
aus; aber Ihr seht, Feuer fängt es nicht an der Luft – es tritt
heraus in die Luft, wartet aber, bis ich es entzünde; und blase ich
die Flamme wieder aus, so strömt es abermals ohne zu brennen heraus
und wartet von neuem, bis ich meinen Wachsstock daran halte. Ich muß
die Kerze oder das Gas erst _erwärmen_, wenn es sich entzünden soll.
Dabei ist es merkwürdig, wie die verschiedenen entzündlichen Stoffe
verschiedener Hitzegrade bedürfen, damit sie sich entzünden; manche
brauchen nur geringe Temperaturerhöhung, andere verlangen stärkere
Erhitzung. Hier habe ich z. B. zwei explodierende, also sehr kräftig
feuerfangende Substanzen, Schießpulver und Schießbaumwolle; sogar diese
weichen in den Temperaturgraden ab, bei denen sie sich entzünden.
Das Schießpulver besteht aus Kohle und einigen andern Stoffen, die
es sehr leicht brennbar machen; und die Schießbaumwolle wird durch
eigentümliche Behandlung aus der gewöhnlichen Baumwolle angefertigt,
enthält also ebenfalls viel Kohle, denn die Baumwolle stammt ja aus
dem Pflanzenreiche. Beide entzünden sich nicht von selbst; und sie
werden bei verschiedenen Hitzegraden, oder sonst unter verschiedenen
Bedingungen in Tätigkeit versetzt. Berühre ich diese beiden Substanzen
mit einem heißen Draht, so werdet Ihr sehen, welche sich zuerst
entzündet. Da seht – die Schießbaumwolle ist explodiert, während
selbst der heißeste Teil des Eisendrahtes das Schießpulver nicht zu
entzünden vermag. Wie schön zeigt sich an diesem Beispiel die Tatsache,
daß verschiedene Körper zur Entwickelung ihrer eigentümlichen Tätigkeit
verschiedene Bedingungen verlangen! Der eine Körper wartet es ruhig
ab, bis die gehörige Wärme seine Tätigkeit weckt; der andere aber
wartet gar nicht – wie es beim Atmungsprozeß der Fall ist. Sofort beim
Eintritt der Luft in die Lungen verbindet sich der Sauerstoff mit der
Kohle; noch bei der niedersten Temperatur, welche der Körper ertragen
kann, wenn er selbst dem Erfrieren nahe ist, findet die Wirkung des
Atmens ohne weiteres statt: es wird Kohlensäure gebildet, und alle
Funktionen gehen ihren normalen Gang.
So werdet Ihr erkennen, in wie weit Atmung und Verbrennung
übereinstimmen.
Und so wünsche ich Euch denn zum Schluß unsrer Vorlesungen, daß Ihr
Euer Leben lang den Vergleich mit einer Kerze in jeder Beziehung
bestehen möget, daß Ihr wie sie eine Leuchte sein möget für Eure
Umgebung, daß Ihr in allen Euren Handlungen die Schönheit einer
Kerzenflamme widerspiegeln möget, daß Ihr in treuer Pflichterfüllung
Schönes, Gutes und Edles wirket für die Menschheit.
Fußnoten:
[21] Dieser Körper ist das _Chlor_, ein Element, welches große
Neigung besitzt, sich mit Wasserstoff zu verbinden.
[22] Einen solchen Pyrophor kann man auf mannigfache Art
erhalten, z. B. indem man zitronensaures Blei in einem
geschlossenen Gefäße glüht. Das Blei bleibt dann in einem
sehr fein verteilten Zustande zurück, gemischt mit Kohle,
welche aus der Zitronensäure stammt. Sobald die Luft mit
der schwammigen Masse in Berührung kommt, entzündet sie
sich, wobei die Kohle zu Kohlensäure, das Blei zu Bleioxyd
verbrennt.
[23] Siehe Fig. 29, Seite 125.
[24] Der gewöhnliche Salpeter – bekanntlich ein Bestandteil des
Schießpulvers – kann zu diesem Zwecke verwendet werden.
Auch das chlorsaure Kali eignet sich gut dazu. Es enthält
viel Sauerstoff und gibt denselben, wie aus dem S. 124
Gesagten hervorgeht, beim Erhitzen leicht ab.
[25] Einige Nahrungsmittel gleichen hinsichtlich ihrer
Zusammensetzung dem Zucker, welcher Wasserstoff und
Sauerstoff in demselben Verhältnisse enthält wie das
Wasser. Beispielsweise ist dies auch bei der Stärke der
Fall, welche den Hauptbestandteil aller Mehlarten ausmacht
und daher zu den wichtigsten Nahrungsstoffen gehört. Bei
den Fetten dagegen, sowie bei den Hauptbestandteilen des
Fleisches trifft dieses Verhältnis nicht zu: sie enthalten
weit weniger Sauerstoff als Zucker und Stärke. Damit sie
im menschlichen oder tierischen Körper verbrennen, bedarf
es einer größeren Sauerstoffzufuhr von außen, da nicht nur
der Kohlenstoff zu Kohlensäure, sondern auch ein großer
Teil des Wasserstoffs zu Wasser oxydiert werden muß.
Wie bei der Kerze haben wir also auch in unserem Körper
als Verbrennungsprodukte Kohlensäure und Wasser. Beide
befinden sich in der Ausatmungsluft, die erstere als Gas,
das letztere als Dampf. Die Anwesenheit der Kohlensäure in
der Ausatmungsluft wurde durch die im Texte angegebenen
Versuche bewiesen; das Vorhandensein von Wasserdampf zeigt
sich sehr leicht, wenn wir mit unserem Atem einen kalten,
blanken Körper anhauchen; sogleich wird er durch einen
Niederschlag von feinen Wassertröpfchen blind werden. –
Auch das Beschlagen der Schlafzimmerfenster, welches man
im Winter des Morgens beobachtet, rührt von dem durch die
Lungen (und die Haut) ausgeschiedenen Wasserdampf her; der
letztere wurde, wenigstens teilweise, durch die Oxydation
des in den Nahrungsmitteln enthaltenen Wasserstoffs
gebildet.
[26] Die Erzeugung der Körperwärme ist nicht die einzige
Folge des im Körper stattfindenden Oxydationsprozesses.
Eine Eigentümlichkeit des Tieres (und des Menschen) ist
die Bewegung. Das Tier kann den eigenen Körper bewegen
und außerdem noch äußere Lasten in Bewegung setzen: es
_arbeitet_. Man weiß jetzt, daß jede Arbeit den Aufwand
einer Kraft erfordert, welche nicht aus nichts entstehen
kann. Soll eine Dampfmaschine Arbeit liefern, so müssen
wir unter ihrem Kessel einen Brennstoff – Holz, Kohlen
etc. – verbrennen, und die geleistete Arbeit steht im
geraden Verhältnis zu dem aufgewendeten Brennstoff.
Gerade so bedarf der Körper des Menschen und der Tiere
eines Brennstoffes zur Leistung der Arbeiten, welche ihm
zugemutet werden. Dieser Brennstoff ist die eingenommene
Nahrung, von der wir ja sahen, daß sie in ihrer
Zusammensetzung den gewöhnlichen Brennstoffen gleicht.
Auch die Produkte der Verbrennung sind in beiden Fällen
dieselben. Kohlensäure und Wasserdampf, welche wir durch
die Lungen ausatmen, entweichen auch aus dem Kamine einer
Dampfmaschinenfeuerung. – So sind die Nahrungsmittel,
welche wir aufnehmen, und welche durch den eingeatmeten
Sauerstoff verbrannt werden, die Quelle, aus welcher fort
und fort die Wärme des Tierkörpers und zugleich seine
Arbeitsleistungen fließen. Diese Nahrungsmittel liefern uns
die Pflanzen; sie besitzen die merkwürdige Fähigkeit, aus
Kohlensäure und Wasser diejenigen Stoffe zu bilden, welche
zum Aufbau ihres eigenen Körpers erforderlich sind und
zugleich den Tieren zur Nahrung dienen; und so zeigen sich
diese beiden großen Reiche in einer höchst wunderbaren und
für beide gleich notwendigen Wechselwirkung. – Die Pflanzen
aber bedürfen zur Ausübung ihrer Lebensfunktionen eines
mächtigen Agens, und dieses ist kein anderes als das Licht
der Sonne. Eine Pflanze, welche den Sonnenstrahlen entzogen
wird, verkümmert bald und geht zuletzt zugrunde. Und genaue
Untersuchungen haben zweifellos ergeben, daß nur unter
dem Einflusse des Sonnenlichts jener wichtige Prozeß in
den Pflanzen sich vollzieht. Das Sonnenlicht ist also die
eigentliche Quelle allen Lebens auf der Erde. Es vermittelt
den großen Kreislauf, welcher den Kohlenstoff und den
Wasserstoff – und nebenbei noch einige andere Stoffe –
zuerst zu Bestandteilen der Pflanze und dann zu solchen
des Tierkörpers macht, damit sie dann, von den Tieren
ausgeschieden, wiederum in den Pflanzenkörper gelangen, und
so den Lauf von neuem beginnen.