C_{2}H_{5}OH + CH_{3}COOH = CH_{3}COO.C_{2}H_{5} + H_{2}O

Den Essigsäureäther betrachtete *Berthelot* gewissermaßen als

ein Salz der Essigsäure, in dem sich an Stelle des Metalls ein

Kohlenwasserstoffrest (C_{2}H_{5}) befindet. Die vier Stoffe, die

für den Umsatz in Betracht kommen, nämlich Alkohol, Säure, Äther und

Wasser, stehen in so festen quantitativen Beziehungen, daß man letztere

alle aus der Kenntnis des Gewichtes eines einzelnen Stoffes ableiten

kann:

C_{2}H_{5}OH + CH_{3}COOH = CH_{3}COOC_{2}H_{5} + H_{2}O

46 Gewichtst. + 60 Gewichtst. = 88 Gewichtst. + 18 Gewichtst.

Es genügt also, die Säure vor und nach dem Umsatz maßanalytisch zu

bestimmen, um zu erfahren, wieviel Äther entstanden ist. Die Menge

der verbrauchten Säure ist nämlich der Menge des entstandenen Äthers

proportional. Angenommen, man habe 46 Gewichtsteile Alkohol mit 60

Gewichtsteilen Säure erhitzt und nach Beendigung des Prozesses 30

Gewichtst. Säure in dem Gemisch gefunden, so haben sich 44 Gewichtst.

Äther gebildet. Ein völliger Umsatz, wie ihn die Gleichung angibt,

findet nämlich nicht statt. Es ist das eins der wichtigsten Ergebnisse

der Untersuchung. Der Umsatz geht vielmehr nur unvollständig und

allmählich vor sich. Er verlangsamt sich immer mehr. Es ist, als ob die

Menge des Äthers, die sich unter bestimmten Bedingungen bildet, einer

festen Grenze zustrebt. Das Ergebnis ist ein Gleichgewichtszustand, der

sich in einem aus Alkohol, Säure, Äther und Wasser bestehenden System

herausbildet. Die Bedingungen, von denen dieser Zustand abhängt, sind

teils physikalische, teils chemische. Unter den physikalischen stehen

Temperatur und Druck, unter den chemischen die besondere Eigenart der

aufeinander reagierenden Stoffe und ihr Massenverhältnis an erster

Stelle. *Berthelot* untersuchte den Einfluß dieser Bedingungen,

indem er eine Bedingung allein abänderte, während die übrigen sich

gleich blieben. So ergab sich, daß eine Erhöhung der Temperatur die

Ätherbildung und auch ihre Umkehrung, nämlich die Zersetzung von Äther

durch Wasser beschleunigte. Von weit geringerem Einfluß, was den

Verlauf der Reaktion betrifft, erwies sich der auf flüssige Systeme

ausgeübte Druck. Dieser Einfluß war so gering, daß er vernachlässigt

werden konnte.

Was die Massenwirkung anbelangt, so zeigte sich die Wirkung des

Wassers darin, daß das Wasser die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt

und die oben erwähnte Grenze für die Menge des entstehenden Äthers

herabsetzt. Je verdünnter der Alkohol und die Essigsäure sind, die

in Wechselwirkung treten, um so unvollständiger ist also der Umsatz.

Ganz anders verläuft, wie *Berthelot* hervorhob, die Reaktion bei der

eigentlichen Salzbildung. Hier übt die Verdünnung keinen wesentlichen

Einfluß aus. Der Umsatz ist vielmehr, auch wenn verdünnte Lösungen von

Basis und Säure aufeinander wirken, ein rascher und vollständiger. Daß

die Ätherbildung viel Zeit erfordert und nur bis zu einer bestimmten

Grenze fortschreitet, schreibt *Berthelot* zwei Umständen zu, die

erst bei der Weiterentwicklung der allgemeinen Chemie in ihrer vollen

Bedeutung erkannt wurden. Es ist das einmal der Umstand, daß mit der

Einwirkung von Säure auf Alkohol nur eine geringe Wärmeentwicklung

verbunden ist. Ferner spielt hier eine Rolle, daß die Alkohole und die

Äther keine Elektrolyte sind.

Von besonderer Wichtigkeit war die schon von *Berthollet*[531]

erörterte Frage, welchen Einfluß es hat, wenn ein Stoff bei seiner

Bildung sofort aus dem Gleichgewichtssystem entfernt wird, sei es

weil er unlöslich, sei es weil er flüchtig ist. *Berthelot* entschied

diese Frage, indem er dafür sorgte, daß dem System Alkohol-Säure:

Äther-Wasser das Wasser sogleich bei seinem Auftreten entzogen wurde.

Er erreichte dies, indem er einen Alkohol und eine Säure wählte,

die ebenso wie der entstehende Äther bei einer über 100° liegenden

Temperatur beständig sind. In einem Falle ging der Prozeß bei einer

Temperatur von 200° vor sich, ohne daß diese Temperatur eine Zersetzung

oder Verflüchtigung der Komponenten oder des daraus entstandenen Äthers

herbeiführte; dabei fand ein vollständiger Umsatz von Alkohol und Säure

zu Äther statt[532]. Es zeigte sich also, daß das Wasser, das in diesem

Falle gleich entfernt wurde, beim gewöhnlichen Ablauf der Reaktion die

Ursache der Grenzbildung ist.

*Berthollet* war der erste, der die chemischen Vorgänge in seiner

chemischen Statik auf mechanische Prinzipien zurückzuführen versucht

hatte. Es war ihm aber noch nicht möglich gewesen, seine Theorien

auf ein genügendes Tatsachenmaterial zu stützen. Es blieb das

einer späteren Generation von Forschern vorbehalten, unter denen

*Jellet*, *Berthelot*, *van't Hoff*, *Guldberg* und *Waage* in

erster Linie zu nennen sind. Die gemeinsamen Untersuchungen der

beiden zuletzt genannten Forscher schlossen sich an diejenigen

*Berthelots* unmittelbar an. Es war eine das Allgemeine aus der Fülle

der Einzelerscheinungen abstrahierende Wissenschaft, die aus diesen

Forschungen erwuchs. Diese ganz neue, aus dem Studium der organischen

Verbindungen erwachsene Mechanik ist, wie *Berthelot* sich ausdrückt,

viel feiner und viel entwickelter als die Mechanik der gewöhnlichen

Vorgänge der anorganischen Chemie. Sie untersucht nicht nur die

Erscheinungen nach der Beendigung einer Reaktion, sondern auch die

Reihe der Zustände, die vorangehen. Es handelt sich also um eine

ganz neue Art der Beobachtung, um eine Chemie der Zeit. Zu einem

gewissen Abschluß kamen diese Untersuchungen dadurch, daß *Guldberg*

und *Waage*, *van't Hoff* und andere Forscher die Grundgesetze der

chemischen Statik und Dynamik entwickelten.

Die ersten, die an die soeben geschilderten Ergebnisse *Berthelots* in

gemeinsamer Untersuchung anknüpften, waren die genannten norwegischen

Forscher, der Chemiker *Waage* und der Mathematiker *Guldberg*[533].

*Guldberg* und *Waage* wurden von der Vorstellung geleitet, daß der

Gleichgewichtszustand, der bei chemischen Prozessen zwischen den auf

einander reagierenden Bestandteilen eintritt, kein statischer, sondern

vielmehr ein dynamischer oder beweglicher sei, wie es schon *Jellet*

bei seiner für dieses Gebiet grundlegenden Untersuchung angenommen

hatte[534].

Man betrachte z. B. den Fall, daß zwei Stoffe A und B in zwei

neue Stoffe A^1 und B^1 umgesetzt werden, während gleichzeitig

eine Rückbildung der ursprünglichen Stoffe A und B aus A^1 und

B^1 stattfindet. In diesem Falle herrscht offenbar der Zustand

des beweglichen Gleichgewichts, wenn in der Zeiteinheit die

Neubildung und die Rückbildung gleich groß sind, der in die

Erscheinung tretende, gesamte Umsatz also gleich Null ist. Anders

ausgedrückt, heben sich die der Neubildung und der Rückbildung

entsprechenden Reaktionsgeschwindigkeiten gegenseitig auf. Die totale

Reaktionsgeschwindigkeit V in der für die chemische Kinetik geltenden

Gleichung

Die Naturwissenschaften in ihrer Entwicklung und in ihrem Zusammenhange, IV. Band Das Emporblühen der modernen Naturwissenschaften seit der Entdeckung des Energieprinzips · 第 51 / 171 题