Geschichte der Chemie 4: Faraday und die Elektrochemie

Kategorie: Stories

Michael Faraday galt zu Lebzeiten als der brillanteste chemische Analytiker von England. Seine Erkenntnisse wirken bis heute nach. Dabei sollte der Mann eigentlich Buchbinder werden.

Faraday war ein englischer Naturforscher, der als einer der bedeutendsten Experimentalphysiker gilt (Foto: Wikipedia, Gemeinfrei)

Faraday war ein englischer Naturforscher, der als einer der bedeutendsten Experimentalphysiker gilt (Foto: Wikipedia, Gemeinfrei)

Faradays Laboratorium an der Royal Institution um 1819 (Foto: Wikipedia, Gemeinfrei)

Faradays Laboratorium an der Royal Institution um 1819 (Foto: Wikipedia, Gemeinfrei)

Michael Faraday wurde 1791 als Sohn eines Hufschmieds in England geboren. Er wuchs in bescheidenen Verhältnissen auf – so bescheiden, dass sich der Jugendliche als Laufbursche verdingen musste. Das tat er bei einem Buchbinder, der ihn daraufhin als Lehrling anstellte. Während seiner Arbeit las er viele der Bücher, die ihm gebracht wurden. So entdeckte er sein Interesse für die Chemie.

Er hörte Vorlesungen von Sir Humphry Davy, der als bedeutender Chemiker galt. Faraday machte sich Notizen, welche er später zu einem Buch band und an Davy schickte. Während eines Krankenhausaufenthaltes hatte er Muse, sich Faradays Buch anzusehen – und lud ihn zu sich ein.

Davy hatte festgestellt, dass er einen Assistenten brauchen könnte, der ihm dabei hilft, seine Notizen zu ordnen. Der junge Faraday scheint sich geschickt angestellt zu haben, denn als dann in Davys Labor eine Stelle als Assistent frei wurde, durfte er diesen Posten direkt beziehen.

Für eine Europareise, die Davy unternahm, stieg Faraday zu dessen wissenschaftlichem Gehilfen auf. Bei der zweijährigen Tour lernte er viele kluge Köpfe der damaligen Zeit kennen. 1815 kehrten die beiden Forscher nach London zurück, Faraday arbeitete fortan wieder im Labor und führte gemeinsam mit Davy Experimente durch.

Davy versuchte, Faradays Karriere auszuknipsen

Das Verhältnis zwischen Lehrer und Schüler blieb allerdings nicht ungetrübt. Der Ältere kam wohl nicht damit zurecht, dass der Jüngere so viel auf dem Kasten hatte. 1824 versuchte Davy sogar zu verhindern, dass Faraday in die hoch angesehene Royal Society – in der sich die wissenschaftliche Elite Großbritanniens versammelt – aufgenommen wird. Faraday durfte trotzdem rein.

1825 wurde der ehemalige Buchbinder Direktor des Laboratoriums; 1833 erhielt er eine Professur für Chemie.

In seinen Forschungen beschäftigte er sich aber auch mit der Physik. Seine bedeutendsten Ergebnisse auf diesem Gebiet sind die Entdeckung der elektrischen und magnetischen Induktion. Dabei wird Bewegung in elektrische Energie umgewandelt. In diesem Zuge konstruierte er ein Gerät zur kontinuierlichen Stromerzeugung, die Urform des elektrischen Generators.

Faraday und die Elektrolyse

Faradays elektrochemische Untersuchungen fallen in die Jahre zwischen 1833 und 1840. Er stellte beispielsweise fest, dass Eis im Gegensatz zu flüssigem Wasser Strom nicht leitete – während Bleichlorid und andere feste Stoffe im geschmolzenen Zustand dies taten.

Also stellte er das Gesetz auf, dass Leitfähigkeit bei Verflüssigung der Stoffe vorhanden war, bei ihrer Verfestigung aber wieder verloren ging – registrierte aber auch Ausnahmen.

Die Bezeichnungen Elektrode und Kathode für magnetische Pole wurden ebenfalls von Faraday in die Wissenschaft eingeführt. Gleiches gilt für Ionen, Anionen und Kationen sowie Elektrolyte. Er hatte diese Begriffe vorgeschlagen, um die chemische Zersetzung von Stoffen durch Strom zu beschreiben. Diesen Vorgang bezeichnete er als Elektrolyse.

Aus seinen Experimenten leitete er die bekannten Faradayschen Gesetze her. Sie stützen die Atomtheorie – sind also ein Hinweis darauf, dass es Atome und Ionen gibt.

Im Käfig

Der Begriff, den die meisten von euch mit ihm in Verbindung bringen werden, wird wohl der Faradaysche Käfig sein. Er bezeichnet eine geschlossene Hülle aus einem elektrischen Leiter – beispielsweise ein Drahtgeflecht. Dieses kann als Abschirmung wirken. Auch Autos können solch ein Käfig sein, weshalb ihr ungefährdet seid, wenn in euren Wagen ein Blitz einschlägt.

Der Käfig funktioniert aber auch andersherum: Würdet ihr im Innenraum eures Autos eine elektrische Entladung erzeugen, wären die Menschen, die außerhalb stehen, geschützt.

Das Prinzip wird angewendet, wenn Strahlungen nicht nach außen gelangen sollen – wie bei einer Mikrowelle. Aber auch, wenn Geräte wie Messinstrumente nicht durch äußere elektrische Felder beeinflusst werden sollen.

Der Forscher ist kaputt

1838 zeigte sich eine geistige Erschöpfung bei Faraday. Er hatte Gedächtnisschwund und konnte sich nicht mehr richtig konzentrieren. Seine Vorlesungstätigkeit stellte er ein. Nach sechs Jahren und einer längeren Erholungsreise schaffte er es aber, wieder mit der Arbeit anzufangen.

Dabei machte er eine weitere wegweisende Entdeckung: den Faraday-Effekt. Er wurde als erster experimenteller Hinweis dafür gedeutet, dass Licht und Magnetismus miteinander in Beziehung stehen.

Weitere Erkenntnisse

Auch gelang es Faraday als Erstem, das Gas Chlor zu verflüssigen. Er entdeckte das Benzol und war lange Zeit damit beschäftigt, die Qualität von Stahl zu verbessern.

Zudem konnte Faraday nachweisen, dass sich ein stromdurchflossener Leiter im konstanten magnetischen Feld dreht. Damit war er in der Lage, eine Art Elektromotor zu bauen.

Kommentare
Keine Kommentare gefunden!
Kommentar verfassen