Abbruch des Studiums und Erforschung
der Gase
HENRY CAVENDISH kam am
10. Oktober 1731 in Nizza zur Welt. Seine Eltern gehörten adligen
Kreisen an.
CAVENDISH studierte zunächst an der Universität in Cambridge,
verließ diese jedoch nach vier Jahren ohne Abschlussprüfung.
1753 begab er sich nach London, wo er ein Labor einrichtete, in dem er
bis zu seinem Tod arbeitete.
Besonders verdient machte sich CAVENDISH um die Erforschung der Gase,
die er sowohl nach ihren chemischen als auch nach ihren physikalischen
Eigenschaften untersuchte.
CAVENDISHs erste Veröffentlichung erschien unter dem Titel "Experiments on Factitions Air". Hier beschreibt er eine sogenannte "künstliche
Luft", die aus in natürlicher Luft nicht vorkommenden Gasen
besteht.
Identifizierung einiger Gase
CAVENDISH ließ bei einem Experiment Salzsäure auf Eisen, Zink
und auch Zinn einwirken. Dabei erhielt er Wasserstoff,
den er als "inflammable air", also entflammbare Luft, oder auch
als Phlogiston bezeichnete.
Als CAVENDISH Kalkstein mit Säuren zusammenbrachte, entstand Kohlenstoffdioxid. Hierbei handelt es sich um ein Gas, das zur damaligen Zeit noch "fixe Luft" oder "gas sylvester" genannt wurde. Unabhängig von ihrer Herstellung gelang es CAVENDISH, beide Gase durch die Bestimmung ihrer Dichte eindeutig zu identifizieren.
1772 führte CAVENDISH einen Versuch durch, über den er PRIESTLEY informierte. Er erhielt nämlich ein Gas, als er Luft über glühende Holzkohle leitete und diese "fixe Luft" von Ätzkali absorbieren ließ. Das spezifische Gewicht dieses Gases war geringer als das von Luft. Das Gas nannte er "mephistische Luft". Später erhielt das Gas die Bezeichnung Stickstoff, das unabhängig von CAVENDISH auch RUTHERFORD entdeckte, der wegen seiner Veröffentlichung im gleichen Jahr als der Entdecker von Stickstoff gilt.
Insgesamt führte CAVENDISH über 400 Analysen der Luft durch. Bei dieser Arbeit gelang ihm der Nachweis, dass das Verhältnis der Hauptbestandteile der Luft, Sauerstoff und Stickstoff, an verschiedenen Orten identisch ist. Für die Experimente benutzte er ein Endiometer, das er selbst entwickelt hatte. Mit ihm konnte er den Sauerstoff durch eine Reaktion mit Stickstoffoxid bestimmen.
In die Zeit 1784/85 fällt die Veröffentlichung von CAVENDISHs Arbeit "Experiments on Air". Hierin erläuterte er das Verhalten der Luft bei verschiedenen Reaktionen, so bei der Verbrennung von Phosphor und Schwefel, der Herstellung von Knallgas sowie der Oxidbildung bei Metallen.
Versuche klären das Entstehen
einiger Verbindungen
Des Weiteren unternahm CAVENDISH Versuche, elektrische Funken und ein Gasgemisch
aus Luft und Wasserstoff zur Reaktion zu bringen. Während dieser
Versuche bemerkte er 1783 die Bildung von Wasser
und konnte somit nachweisen, dass Wasser kein Element ist, sondern sich
aus Sauerstoff und Wasserstoff zusammensetzt.
1784 folgte ein Experiment mit gleicher Versuchsanordnung aber veränderter Luftkonzentration. Bei diesem Versuch konnte er die Entstehung der Salpetersäure klären, indem er ihre Bestandteile Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff erkannte.
Bei einem nächsten Versuch behandelte CAVENDISH die Luft länger mit elektrischen Funken. Dabei erhielt er nach der Absorption des überschüssigen Sauerstoffs eine Restmenge, die genau 1/120 des ursprünglichen Luftvolumens ausmachte. Genaue Aussagen über die Restmenge waren erst möglich, als 1894 die Edelgase entdeckt wurden.
CAVENDISH setzte sich mit den Arsenoxiden auseinander und entdeckte 1764 die Arsensäure. Er erkannte, dass sowohl Magnesiumcarbonat als auch Calciumcarbonat in kohlenstoffdioxidhaltigem Wasser löslich sind und nahm stöchiometrische Bestimmungen vor.
Auch Physik fand CAVENDISH spannend
Neben seinen chemischen Untersuchungen beschäftigte sich CAVENDISH
mit verschiedenen physikalischen Forschungen. So entdeckte er unabhängig
von BLACK die latente Schmelz- und Verdampfungswärme und konnte mittels
Bleikugel und Drehwaage die Gravitationskonstante
bestimmen. Ihm gelang die Konstruktion eines genaueren Thermometers und
er führte Arbeiten über die elektrische Leitfähigkeit von
Salzlösungen durch. Zusätzlich setzte sich CAVENDISH mit Problemen
der Elektrizitätslehre, der Meteorologie sowie der Astronomie auseinander.
HENRY CAVENDISH starb am 24. Februar 1810 in London.
Seine Leistungen im Überblick
CAVENDISH war ein vielseitiger Wissenschaftler.
- Forschungen an Gasen; Entdeckung von Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und mephistischer Luft, später Stickstoff genannt
- Entwicklung des Endiometers
- Nachweis, dass es sich bei Wasser um eine Verbindung aus Wasserstoff und Sauerstoff handelt
- Untersuchungen von Arsenoxiden
- Entdeckung der latenten Schmelz- und Verdampfungswärmen, Bestimmung der Gravitationskonstante, Konstruktion eines genaueren Thermometers
- Untersuchungen zur elektrischen Leitfähigkeit von Salzlösungen